Износ коренных вкладышей камаз

Обновлено: 05.07.2024

Шатунные и коренные вкладыши — как определить износ

Коленчатый вал силового агрегата в процессе работы попадает под влияние температурного и механического воздействия. Конструкция кривошипно-шатунного механизма поддерживается вкладышами. Последние выполняют роль подшипников скольжения. Изготовлены элементы из металла и выглядят в форме ровного геометрического полукольца. Так как на эту деталь приходится повышенная нагрузка, производитель защищает ее при помощи дополнительного слоя на поверхности — антифрикционного покрытия.

При износе элементов во время работы двигателя может появляться стук

Основные детали вращения в двигателе внутреннего сгорания закрепляются и работают при помощи этих элементов. Все они могут отличаться по конструкции и назначению. Коренные вкладыши находятся внутри моторного отсека. Главная задача этих элементов — фиксация коленвала и облегчение его работы. Изготовлены детали в форме полуколец, которые охватывают шейки коленчатого вала. Данный вид вкладышей можно назвать опорой коленвала внутри блока мотора. При износе элементов во время работы двигателя может появляться стук.

Шатунные элементы установлены в нижней головке шатунов для обеспечения их вращения. Для этих деталей вкладыши играют роль опоры. В этом же месте располагаются упорные кольца коленвала, которые не опускают осевого перемещения. Вкладыш такого типа изготовлен из многослойной структуры. В основе лежит пластина из стали с антифрикционным покрытием.

Еще один признак износа вкладышей - понижение давления в масле

Оба вида вкладышей во время работы должны обильно смазываться, поэтому плотный контакт между трущимися поверхностями в рабочем состоянии должен отсутствовать. В элементах предусмотрены отверстия для масла и замки. Все вкладыши, использующиеся в автомобилестроении, можно поделить на 2 группы — биметаллические и триметаллические. В основе первых присутствует пластина из металла, толщина которой составляет 0.9 — 4 мм. На поверхности пластины есть антифрикционное покрытие. Защитный слой изготовлен из сплавов меди, свинца, олова и алюминия. При помощи такой защиты вкладыши могут функционировать даже с поверхностью, которая имеет геометрические дефекты. Триметаллические элементы имеют в конструкции третий слой толщиной 0.012 — 0.025 мм. Он включает в себя сплавы свинца, олова и меди.

По одному звуку можно отличить изношенные шатунные и коренные вкладыши

Износ вкладышей. Со временем подшипники скольжения начинают изнашиваться и требуют замены. Об этом может говорить потеря мощности мотора и стуки во время его работы. По одному звуку можно отличить изношенные шатунные и коренные вкладыши. Первые издают более резкий стук. Они могут хорошо прослушиваться на холостых оборотах во время резкого нажатия на педаль газа. Чтобы провести диагностику, можно отключать по очереди свечу у каждого цилиндра. Еще один признак износа после стука — резкое снижение давления масла. Нужно проявлять особую внимательность, так как это может быть единственной причиной. Дефекты на поверхности элементов могут говорить о том, что в систему попадает грязь. А мусор здесь является первой причиной преждевременного выхода из строя элементов.

Если заклинит шейка коленчатого вала, автомобиль не сможет передвигаться. Как правило, возникает такая проблема из-за износа коренных элементов. Между ними и шейками образуется расстояние, что приводит к появлению стуков и другим шумам. Давление масла при таком явлении резко снижается.

Итог. Шатунные и коренные вкладыши в автомобиле периодически выходят из строя. Об этом может говорить появление стука на холостых оборотах и падение давления масла.

двигатель камаза!

Двигатель находится в полностью разобранном состоянии. Номер
двигателя в результате коррозии плохо читаем . Детали двигателя
находятся в разных местах. Произведена первичная очистка деталей от грязи и
стружки. Шатунный подшипник первого цилиндра отсутствует полностью, на днище
поршня первого цилиндра имеются следы его касания деталей головки блока
цилиндров. Остальные поршни указанных следов не имеют. Повреждения
поршней и гильз цилиндров в виде задиров, царапин и прихватов отсутствуют. Посадочная
поверхнос ть шатунного подшипника в нижней головки шатуна имеет следы
механического износа (её диаметр на 0,1 мм больше, чем на других шатунах) . На
корпусе шатуна имеются незначительные следы температурного воздействия в виде
образования следов побежалости. На коленчатом вале, на поверхности соответствующей
контакту с шатунным вкладышем коленчатого вала первого цилиндра имеются следы
наклёпа металла . На остальных шатунных вкладышах катастрофических
повреждений не имеется . Несимметричные зоны потёртости и абразивные
повреждения имеют вторичный характер, связанный с разрушением шатунного
подши пника первого цилиндра и изгибом коленчатого вала. Верхние части коренных
подшипников (за исключением подшипника второго цилиндра) также не имеют катастрофических
повреждений. Нижние подшипники коренных вкладышах коленчатого вала и верхний
подшипник второго цилиндра имеют значительные повреждения . Коренной
подшипник второго цилиндра раздавлен, остальные – имеют несимметричные пятна
износа, свидетельствующие о наличии осевых биений на коленчатом валу. Степень
повреждений максимальная на вкладышах второго цилиндра, минимальная – на вкладышах
первого и пятого цилиндров. Проверка данного факта, с использован ием индикаторной
головки позволила установить, что величина осевого биения на 3 и 4 коренных шейках
коленчатого вала составляют 0,02 - 0,04
мм, а на второй шейке – 0,25мм. Поверхности под коренные подшипники на блоке
цилиндров изношены, на их поверхностях имеются пятна потемнения,
св идетельствующие о повышенном температурном режиме работы коренных
подшипников. Первый коренной подшипник исследуемого двигателя восстановлен с
использованием технологии наварки .

На момент осмотра поверхность маслоприёмника чистая,
следы металлической стружки отсутствуют. Деформации поддона двигателя не
обнаружено. Имеющие место на внутренней поверхности поддона следы механического
воздейст вия не совпадают с формой выступающих элементов маслоприёмника.

Износ коренных вкладышей камаз

РЕМОНТ ДВИГАТЕЛЯ АВТОМОБИЛЕЙ КАМАЗ - ЧАСТЬ 3

Размеры деталей и допустимый износ, mm

Кольца поршневые Зазор в замке компрессионных

поршневых колец *. 0,4. 0,6

Допустимый зазор в замке

компрессионных поршневых колец. 0,8

Зазор в замке маслосъемного

поршневого кольца *. 0,30. 0,45

Допустимый зазор в замке

маслосъемного поршневого кольца. 0,7

Торцовый зазор верхнего

компрессионного кольца. 0,12. 0,17

Допустимый торцовый зазор

верхнего компрессионного кольца. 0,22

Торцовый зазор нижнего

компрессионного кольца * . 0,09. 0,14

Допустимый торцовый зазор

нижнего компрессионного кольца. 0.19

Торцовый зазор маслосъемного кольца * 0,077. 0,112

Допустимый торцовый зазор

маслосъемного кольца. 0,2

Диаметр отверстий под палец. 44,987. 44,994

Зазор в сопряжении поршень-гильза

(на длине поршня 104 мм от днища). 0,119. 0,162

Допустимый зазор в сопряжении

Внутренний диаметр. 120,000. 120,030

Допустимый внутренний диаметр гильзы. 120,1

Диаметр поршневого пальца. 44,993. 45,000

Допустимый зазор в сопряжении

поршневой палец-поршень . 0,02

Зазор в сопряжении поршневой

палец-верхняя головка шатуна. 0,017. 0,031

Допустимый зазор между поршневым

пальцем и верхней головкой шатуна. 0,05

Толщина вкладышей подшипников

коренных опор . 2,440. 2,452

Толщина вкладышей подшипников

шатунных шеек. 2,453. 2,465

Диаметр коренных шеек. 94,985. 95,000

Зазор в подшипниках коренных шеек. 0,096. 0,156

Допустимый зазор в подшипниках коренных шеек. 0,24
* Зазор поршневых колец замеряйте в калибре ДИАМ (120+003) мм

Диаметр шатунных шеек. 79,987. 80,000

Зазор в подшипниках, шатунных шеек. 0,070. 0,117

Допустимый зазор в подшипниках

шатунных шеек. 0,23

Осевой зазор . 0,100. 0,195

Допустимый осевой зазор . 0,25

Диаметр шейки вала под передний противовес и шестерню привода масляного насоса:

номинальный. 125,080. 125,110

Диаметр шейки вала под задний противовес и заднюю шестерню коленчатого вала:

номинальный. 105,070. 105,096

Диаметр шейки вала под заднюю манжету:

номинальный. 104,860. 105,000

Диаметр гнезда под подшипник первичного вала коробки передач:

номинальный. 51,977. 52,008

Диаметр отверстия под установочную втулку маховика:

номинальный. 51,977. 52,008

Полукольца упорного подшипника пятой коренной опоры коленчатого вала Толщина. 4,010. 4,050

Моменты затяжки резьбовых соединении,

Н-м (кгс-м)

Болтов крепления крышек коренных подшипников 206. 230,5 (21. 23,5)

Стяжных болтов блока цилиндров. 80,4. 90,2 (8,2. 9,2)

Ввертыша коленчатого вала. 49,1. 58,9 (5. 6)

Болтов крепления маховика. 147,2. 166,8 (15. 17)

Затяжка болтов крепления крышек шатуна

с резьбой M12 до удлинения на. 0,25. 0,27 мм

Болтов усиленной конструкции с резьбой М13. 117,7. 127,4 (12. 13)

— снимите соединительный патрубок впускных воздухопроводов;

— отсоедините от головки все трубопроводы и защитите их полости от попадания пыли и грязи;

— снимите форсунку, предохраняя распылитель от ударов и засорения отверстий, крышку головки цилиндра, стойки вместе с коромыслами и штанги;

— ослабьте болты крепления головки цилиндра,

соблюдая ту же последовательность, что и при затяжке (рис. 94), затем выверните их;

— снимите головку цилиндра с двигателя. При установке головки цилиндра обратите внимание на правильность монтажа прокладок. Болты крепления головки цилиндра затяните в три приема в последовательности, указанной на рис. 94. После затяжки болтов проверьте и, если необходимо, отрегулируйте тепловые зазоры между клапанами и коромыслами.

Для разборки и сборки клапанного механизма приспособлением И801.06.000 (рис. 95):

— установите на основание головку блока цилиндров так, чтобы штифты вошли в штифтовые отверстия головки;

— вращая вороток 2, вверните винт 1 и тарелкой 3 отожмите пружины клапанов;

— снимите сухари и втулки;

— выверните винт 1 из траверсы, снимите тарелку и пружины клапанов;

— выньте впускной и выпускной клапаны. Размеры клапанов приведены в табл. 11.

При сборке клапанного механизма стержни клапанов отграфитируйте или смажьте дизельным маслом.

Для притирки клапанов:

— разберите клапанный механизм, как описано выше;

— приготовьте пасту из 1,5 частей (по объему) микропорошка карбида кремния зеленого, одной части дизельного масла и 0,5 части дизельного топлива. Перед применением притирочную пасту перемешайте (микропорошок способен осаждаться);

— нанесите на фаску седла клапана тонкий равномерный слой пасты, смажьте стержень клапана моторным маслом. Притирку производите возвратно-вращательным движением клапана дрелью с присоской или приспособлением. Нажимая клапан, поверните его на 1/3 оборота, затем — на 1/4 оборота в обратном направлении. Не притирайте клапаны круговыми движениями. Притирку продолжайте до появления на фасках клапана и седла равномерного матового пояска шириной не менее 1,5 мм (рис. 96);

— по окончании притирки клапаны и головку цилиндра промойте дизельным топливом и обдуйте воздухом. Соберите клапанный механизм, как указано выше, и определите качество притирки клапанов проверкой на герметичность: установите головку

цилиндра поочередно впускными и выпускными окнами вверх и залейте в них дизельное топливо. Хорошо притертые клапаны не должны пропускать его в местах уплотнения в течение 30 с. При подтекании топлива постучите резиновым молотком по торцу клапана. Если подтекание не устраняется, клапаны притрите повторно.

При необходимости качество притирки проверьте «на карандаш», для чего поперек фаски клапана мягким графитовым карандашом нанесите на равном расстоянии шесть-восемь черточек. Осторожно вставьте клапан в седло и, сильно нажав, проверните на 1/4 оборота, все черточки должны быть стертыми, в противном случае притирку повторите.

При правильной притирке матовый поясок на седле головки должен начинаться у большего основания конуса седла, как показано на рис. 96.

Износ вкладышей подшипников двигателя и замена их.

Износ вкладышей приводит к снижению давления масла в системе смазки двигателя. Это мы можем заметить при показаниях прибора давления масла в двигателе. При износе вкладышей шатунных или коренных, их необходимо заменить на новые, так как это может привести к значительному износу колен вала.

Если колен вал поврежден от износа, то его необходимо снять и отдать на шлифовку на станке. Самые распространенные причины износа вкладышей это попадание металлической стружки, грязи, мусора, обычное старение вкладыша, плохое смазывание маслом в системе и т.д.

Вкладыши не подлежат восстановлению их просто меняют на новые. Заменить вкладыши вы можете сами, если у вас есть опыт ремонта двигателя и нужный для этого инструмент.

Вкладыши – это подшипники скольжения, их два типа, коренные и шатунные. Они выдерживают сильные нагрузки при работе двигателя. Вкладыши состоят из сплавов алюминия с оловом.

износ вкладышей

Вкладыш состоит

Стальное основание дает вкладышу жесткость и плотную посадку его в постели, держит форму при высоких температурах.

Промежуточный слой состоит из свинцовой бронзы, предназначен для подложки антифрикционного покрытия, а также служит для предотвращения задирав рабочего покрытия вкладыша.

Никелевый подслой ложится сверху промежуточного слоя. Его толщина 1-2 микрона. Никелевый подслой обладает антикоррозийными функциями, чтобы вкладыш не ржавел.

Антифрикционное покрытие – это рабочая поверхность вкладыша, где происходит трение поверхностей колен вала и вкладышей. Это покрытие имеет низкий коэффициент трения. Его изготавливают из свинцового сплава.

Определение износа вкладышей

Для определения износа тонкостенных вкладышей подшипников при помощи латунной пластинки проверяют зазор между вкладышами подшипников и шейками коленчатого вала. С проверяемого подшипника снимают крышку и очищают ее от смазки, а на вкладыш кладут смазанную маслом латунную пластину.

Затем крышку ставят на место и до отказа затягивают болтами. Болты остальных крышек при этом должны быть ослаблены, Пусковой рукояткой поворачивают коленчатый вал. При зазоре нормальной величины вал повертывается с трудом, или совсем не повертывается.

Если вал вращается легко, то вкладыши подлежат. замене. После замены вкладышей болты затягивают динамометрическим ключом. Допустимый зазор между шейкой вала и вкладышем обеспечивается подбором вкладыша по размеру шейки. Уменьшать зазор спиливанием крышек подшипников или помещая прокладки между вкладышами и гнездами нельзя.

Нельзя также увеличивать зазоры и путем шабровки вкладышей; это может привести к обнажению стальной ленты вкладыша и к повреждению шейки коленчатого вала. Конусность и овальность шеек коленчатого вала, а также наличие рисок и задиров на них выше допустимой величины устраняются шлифованием их под ремонтные размеры с установкой вкладышей соответствующих ремонтных размеров.

Признаки износа вкладышей

Попадание инородных тел. Инородные тела могут попасть в двигатель в большинстве случаев, когда мы его ремонтируем, и мы не видим, когда случайно что-нибудь попадет в картер двигателя. Это обычно попадает грязь, песок, мусор. Грязь быстро распространиться по двигателю и нанесет большой урон ему. Частицы песка будут царапать во всех трущихся местах двигателя, и двигатель может быстро выйти из строя.

Методы устранения.

При попадании грязи на поверхности вкладыша есть образование царапин, задирав, необходимо слить масло и поменять его. Проверить фильтра масленые и воздушные на целостность. Промыть двигатель промывочной жидкостью, чтобы удалить все частицы грязи.

Коррозионное стирание

На обратной поверхности вкладыша идет коррозионное стирание. В данном случае причин может быть несколько.

1 При ремонте двигателя были слабо затянуты крепежные болты

2 Двигатель часто работал на высоких оборотах

3 Инородные тела находятся на поверхности опоры вкладышей

4 Установлены вкладыши не того размера

коррозионное стирание

Методы устранения причин неполадок также разнообразны

1 Болты затягивать манометрическим ключом согласно нужному усилию

2 Постарайтесь поберечь двигатель и не выжимать с него последние соки на больших оборотах.

3 Всегда контролировать чистоту сборки вкладышей.

4 Вкладыши используйте соответствующего размера.

Усталость металла

Признаки. При усталости металла будет хорошо видно на вкладыше отслоение частиц металла в середине вкладыша где происходит максимальная нагрузка. При долгой эксплуатации будет происходить тоже самое.

усталость металла

Причины их несколько.

1 Неравномерная нагрузка на вкладыши при работе двигателя.

2 Вкладыши не соответствуют требованиям завода изготовителя (брак).

3 Троит двигатель, неравномерная его работа.

4 Вибрация двигателя.

Метод устранения

1 Проверить визуальное состояние вкладышей.

2 Проверить колен вал, снять размеры , заменить вкладыши.

ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕФЕКТОВ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА

Износы деталей изучались на двигателях поступивших в капитальный ремонт на один из Харьковских авторемонтных заводов. Изучению подлежали износы основных деталей, лимитирующих срок службы двигателя, а именно: коренные и шатунные шейки коленчатого вала. Износы коленчатого вала определялись по износу коренных и шатунных шеек. Измерения проводились микрометром в двух поясах и двух перпендикулярных плоскостях. Результаты измерений и схема замеров по каждому коленчатому валу приведены в микрометражных картах.

Чтобы определить неравномерность износа шейки коленчатого вала необходимо получить разницу диаметров в поперечном сечении или продольном сечении. Предельные значения отклонений по овальности и конусности составляют 0,01 мм.

Данные микрометражных карт коленчатого вала позволяют установить следующие показатели:

1. Максимальный и минимальный износ коренных и шатунных шеек коленчатого вала.

2. Максимальную овальность и конусность шатунных шеек. Результаты обработки микрометражных карт по износу шеек коленчатых валов сведены в таблицу 1

Износы и способы восстановления коленчатых валов

При достижении таких износов эксплуатация двигателей становится невозможной или не экономичной и тогда двигатель направляется в капитальный ремонт. Существует несколько видов ремонта коленчатого вала из которых можно выделить основные способы восстановления коленчатого вала.

Полученные результаты лишний раз подтверждает, что большинство двигателей поступают в капитальный ремонт не по причине естественного износа двигателя, а по причине преждевременного появления трещин, задирав и.т.д. Немаловажной задачей исследования является еще изучение одного из главных факторов качества поверхности–шероховатости. Увеличение шероховатости трущихся поверхностей подвижных сопряжений ведет к удлинению периода обработки и повышенным износам. На основании замеров шероховатости шеек коленчатого вала установлено, что шероховатость коренных шеек составляет Нск=0,80 0,85 мк, а шероховатость шатунных шеек составляет Нск=0,7 -0,8 мк. Таким образом, шероховатость коренных шеек соответствует 7 классу, а шатунных 8 классу чистоты поверхности по ГОСТ 2789-51. Различие шероховатости коренных и шатунных шеек объясняется тем, что шлифовка их производится на различных станках и один из них обеспечивает большую по сравнению с другим шероховатость.

Ухудшение частоты поверхности шеек коленчатого вала, как показывают исследования к.т.н. И.Б.Гурвича приводит к разрушению приработки рабочих поверхностей вкладышей подшипников. Он указывает, что на вкладышах, работающих в паре с шатунными шейками, исходная частота которых достигала Нск=0,56 мк (8 класс) были отмечены следы местного потемнения и выкрашивания баббитового слоя. Кроме этого следует заметить, что продолжительность приработки при ухудшении частоты поверхности будет увеличиваться а следовательно двигатель после ремонта будет получать 100 % нагрузку, что подвергнет повышенному износу коренные и шатунные шейки коленчатого вала.

Также проводились исследования по износу составных частей коленчатого вала и количественная оценка ресурсов двигателей. Целью данного исследование было узнать, какие дефекты возникают при эксплуатации двигателя. Исследование показали, что при эксплуатации коленчатого вала были обнаружены следующие дефекты: износ шатунных шеек 96 % и коренных шеек 94 %, следом идет износ шпоночного поза 50%, износ отверстия под направляющий штифт 17 %, изгиб вала 10 %, и трещины 7 %. Что касается исследований количественной оценки ресурсных отказов двигателей.

Исследования показали, что при эксплуатации двигателя больше всего изнашиваются шейки коленчатого вала и вкладыши подшипников скольжения, также возникают обрывы шатуна с его болтами, обрывы болтов крепления маховика, обрыв поршня.

После выше перечисленных исследований, мы провели испытания материалов на прочность. Вследствие сложности и многообразия процессов трения и изнашивания, как по характеру протекающих физико-химических процессов, так и по взаимосвязи различных факторов их исследования во многих случаях целесообразно проводить на специальных моделирующих установках.

Наличие в настоящее время большого количества всевозможных методов и установок для испытания материалов на трение и изнашивание объясняется многообразием существующих условий трения и изнашивания, которые приходится моделировать.

Эксперимент в условиях эксплуатации, как правило, обходится значительно дороже, является более трудоемким и не всегда позволяет понять внутренние связи сложного процесса.

Для удешевления испытаний на контактную прочность и износостойкость пар трения, работающих в условиях трения качения с проскальзыванием, в качестве модели обычно используют роликовую пару, в которой вкладыш- шейка коленчатого вала имитируют двумя роликами. Такая пара трения позволяет создать роликовую аналогию натурного узла вкладыш- шейка коленчатого вала. В основе роликовой аналогии лежит представлении об общности физико-механических процессов, происходящих в зоне контакта вкладыша с шейками коленчатого вала. При взаимном обкатывании роликов с некоторым проскальзыванием в зоне их контакта возникает условие работы материала, соответствующие как-либо одной точке линии контакта.

В лабораторных условиях роликовую модель реализуют на специальных роликовых машинах (МИ-1М, СМЦ-2, СМТ-1) которые отличаются простотой конструкции, малыми габаритами, высокой производительностью.

При проведении лабораторных испытаний возникает необходимость оценки адекватности получаемой информации той, которая может быть получена в условиях эксплуатационных испытаний.

При проведении исследований пары вкладыш-шейка коленчатого вала на роликовых моделях в общем случае явными критериями является следующее:

1) материалы вкладыш- шейка коленчатого вала (физико-химические свойства);

2) максимальное контактное давление (удельная нагрузка);

3) степень проскальзывания;

4) скорость качения;

5) коэффициент нагрузки;

6) скорость приложения динамической составляющей;

7) температура в контакте и объемная температура

Выбор материалов образцов при проведении лабораторных испытаний занимает важное место среди всех решаемых вопросов при моделировании реального узла трения. Обусловлено это прежде всего, некоторым не совпадением процессов, происходящих в контакте роликов на модели и в натурном узле, из-за влияния масштабного фактора. Разница в размерах образцов и реальных тел является причиной температурного различия в контакте и в объеме материалов пары. Поэтому в инженерной практике не зависимо от масштабного фактора и физических параметров материалов при моделировании процесса внешнего трения и изнашивания применяют те же материалы, что и в натурных узлах трения.

При проведении лабораторных испытаний как известно стремятся максимально воссоздать условия работы натурного узла. При испытании на трение и изнашивание конечный результат представляет собой износ, который, однако, может быть следствием различных видов изнашивания. Поэтому вопрос о критериях соответствия видов изнашивания, наблюдаемого в условиях эксплуатации, и при испытаниях того же материала в лабораторных условиях является существенным.

Б.И.Костецкий, например, критерий соответствия вида изнашивания образца на лабораторной машине и детали в условиях службы сводит к сопоставлению результатов металловедческого исследования; виды внешних поверхностей, микро и макроструктуры и механические свойства поверхностей слоев при одинаковых материалах должны быть одинаковыми.

При моделировании пары вкладыш-шейка коленчатого вала использовалась роликовая аналогия натурного узла. Испытания проводились в условиях качения с проскальзыванием при отсутствии в контакте смазочного материала или иных веществ. Схема испытаний представлена на (рис 1).

Рисунок 1 - Схема испытаний роликов

Испытания по изнашиванию начинались с приработки роликов. Продолжительность приработки для каждой пары роликов определялось двумя условиями. Прилегание образцов к контр образцам по линии соприкосновения должно происходить на длине не менее 95 % от длины линии контакта. Выполнение второго условия определялось на основании строившихся точечных диаграмм. Продолжительность приработки для пары роликов составляла 2-3 часа. К концу периода приработки интенсивность изнашивания стабилизировалась, что свидетельствовало о завершении процессов формирования вторичной шероховатости поверхностей роликов, и структуры поверхностных слоев роликов соответствующих условиям трения.

Установка пары роликов на машину трения для проведения каждого эксперимента осуществлялась одними и теми же торцами к базовым торцевым поверхностям валов машины.

Оба ролика пары устанавливались на шпонках во избежание произвольного проскальзывания. Необходимость такого дополнительного крепления роликов была установлена предварительными опытами.

При проведении экспериментальных исследований на трение и изнашивание выбор испытательной нагрузки является одним из ответственных моментов. Случаи, когда моделируемая пара трения в натурном узле работает при постоянной величине нагрузки крайне редко. Как правило, нагрузка либо изменяется или вообще не подчиняется никакой закономерности. В таких случаях величину испытательной нагрузки приходится принимать в определенной степени произвольно, руководствуясь при этом априорной информацией об условиях и особенностях работы узла трения

При моделировании всегда стремятся как можно полнее воссоздать условия взаимодействия реальных деталей. Учесть все факторы не представляется возможным. Важно не упустить наиболее существенные моменты, которые могут влиять на достоверность получаемых результатов.

Сточки зрения повреждаемой поверхности трения и скорости протекания естественного процесса изнашивания наиболее неблагоприятным будет вариант, когда нагрузка будет максимальна. На рисунке 2 представлена схема динамического ряда износостойкости металла.

Рисунок 2 - Динамический ряд износостойкости металла

P-нагрузка; q-давление; V-скорость; T-температура; H-твердость

Также проводилась исследования по динамике износа коренных и шатунных шеек коленчатых валов транспортной техники рисунок 2 Фактически наработка нового двигателя до отправки в капитальный ремонт, например двигателя КамАЗ-740 составляет 110-160 тыс. км, а между ремонтом 50-70 тыс.км. Хотя согласно ГОСТ 23965-79 ресурс двигателей после капитального ремонта по сравнением с ресурсом нового двигателя должен быть не ниже 80 %. ГОСТ 23965-79 определяет установленные ресурсы до капитального ремонта не менее 350 тыс. км для двигателей с рабочим объемом 11 л и 200 тыс. км- для дизелей автомобилей сельскохозяйственного назначения того же объема.

Тайная жизнь вкладышей: испытания на износ

Жизненный путь вкладышей подшипников коленчатых валов двигателя внутреннего сгорания может быть очень тернистым. Как правило, к их подбору подходят удручающе рутинно, а ремонтники относятся к ним как к расходному материалу. Чаще всего на вкладыши обращают внимание в связи с их конструкцией, зазорами в подшипниках и теорией подачи масла. Но как только двигатель обкатан и запущен в работу, внимание сразу переключается на другие проблемы…

Сегодня порассуждаем о том, насколько конструкция вкладыша, его покрытие и масло, которые выбираются, могут иметь драматичные последствия для его жизни.

Инженеры компании King Bearings во главе с доктором Дмитрием Копелиовичем, ведущим специалистом по конструкции и технологии вкладышей подшипников двигателя, недавно разработали новый вид шатунных и коренных вкладышей, получивших название pMaxBlack. Новинка создана из инновационных материалов с тем, чтобы вкладыш оставался всё еще достаточно «мягким» для работы в двигателе с высокой удельной мощностью, но одновременно обеспечивал повышенные усталостную прочность и несущую способность. Каких-либо подробностей о своей новой разработке King, естественно, не сообщает, но очевидно, что найден способ сделать вкладыш прочнее, чтобы он выдерживал повышенное давление в форсированном двигателе, но при этом оставался достаточно «мягким» – для должного выполнения своих функций.

Немного теории

Триметаллические вкладыши, предназначенные для гоночных или форсированных двигателей, изначально сделаны «мягкими», так как если под большой нагрузкой шейка вала деформируется, или гнется сам коленвал, шейка может коснуться поверхности вкладыша. Если вкладыш достаточно «мягкий», то он просто слегка изнашивается со временем. К сожалению, при холодных запусках двигателя этот износ вкладышей становится критичным, так как шейка вала делает несколько оборотов «насухую» прежде чем между вкладышем и шейкой образуется надежный несущий масляный клин. Поэтому можно часто видеть, как гоночные команды заполняют систему смазки двигателя маслом под давлением непосредственно перед холодным пуском.

В новом вкладыше pMaxBlack производства King твердость верхнего слоя вкладыша увеличена на 24%, при увеличении усталостной прочности на 17%! А покрытие pMaxKote делает такие вкладыши еще более износостойкими.

Материал вкладыша King на основе алюминиевого сплава (вкладыши с индексом HP) применяется в двигателях с очень высокой нагрузкой. По словам Рона Следжа из King Bearings: «… продолжительность нагрузки определяет, какой вкладыш надо использовать – HP, XP или XPC. Вкладыш типа HP выдерживает очень высокую нагрузку, но сравнительно недолго (например, в гонках дрегстеров – на максимальное ускорение), в то время как вкладыши типа XP или XPC гораздо лучше ведут себя в длительных кольцевых или внедорожных гонках».

Преимущество вкладыша типа HP состоит в том, что он лучше выдерживает работу при наличии загрязнений или отклонений коленвала, чем вкладыши XP или XPC, из-за большей толщины алюминиевого антифрикционного слоя – 0,30 мм. Меж тем толщина баббитового верхнего слоя на вкладыше типа XP/ХРС составляет всего лишь 0,013 мм. Столь тонкий слой легко повреждается различными загрязнениями, а также «кривыми» шейками коленвала.

Твердость вкладыша

Вид материала вкладыша

Показатели твердости

Идти в ногу с технологией

Двигатели современных дорожных автомобилей сейчас часто имеют бо́льшую литровую мощность N_л, чем чисто гоночные моторы всего два десятилетия назад. А механики-ремонтники, естественно, ожидают, чтобы вкладыши, поставляемые в запчасти, соответствовали степени форсировки подобных двигателей. Именно для этого King Bearings разработал вкладыши типа pMax Black.

Забегая вперед, можно сказать: King разработал и особое покрытие для такого вкладыша, названное pMaxKote. Этой маркировкой компания обозначает «нанокомпозитное полимерное покрытие». По словам Следжа, термин «нанокомпозитный» означает лишь то, что покрытие выполнено из наноматериалов на полимерной основе. Новое покрытие, толщиной всего 0,005 мм, наносится прямо на поверхность верхнего слоя pMaxBlack, причем толщина вкладыша остается неизменной, поскольку King пропорционально уменьшил толщину промежуточной медной подложки. Неизменная толщина вкладышей позволяет сохранять те же монтажные/масляные зазоры в подшипниках коленвала, что и прежде. Покрытие pMaxBlack защищает вкладыш от небольшой перегрузки и обеспечивает износостойкость – даже когда происходит непосредственный контакт вкладыша с шейкой коленвала.

Вот что происходит, когда шатунный вкладыш недолго работает при максимальной нагрузке и с недостатком смазки. Шатунные вкладыши выходят из строя чаще коренных, так как они сильнее нагружены и масло к ним подается в последнюю очередь.

Проверить испытаниями

На словах всё кажется прекрасным, однако, как новое покрытие будет функционировать в реальной жизни?

И King решил проверить свои разработки в сотрудничестве с компаниями Driven Racing Oils и Shaver Specialties, использовав V-образный восьмицилиндровый двигатель Chevrolet, рабочим объемом 6,3 л и относительно небольшой мощностью – 440 л.с., установив его на динамометрический стенд. Программа испытаний была составлена таким образом, чтобы создать явную перегрузку шатунных и коренных вкладышей. Для получения необходимых исходных данных в двигатель поочередно устанавливали комплекты вкладышей King типа XP и триметаллических. Для испытаний мотор заправляли моторными маслами на минеральной и синтетической основе, но с одинаковой вязкостью – 5W-20, производства Driven Racing Oils.

Это пример листа отчета, сформированного компанией SPEEDiagnostix. Любые отклонения от допусков немедленно выделяются желтым или красным цветом. Если все в порядке, символы отмечаются зеленым цветом.

Столь низкая вязкость масла была выбрана сознательно, с тем, чтобы изначально уменьшить толщину масляной пленки в подшипниках и увеличить возможность непосредственного контакта и износа вкладышей.

Чтобы получить максимально точные результаты, специалисты Driven Racing Oils промывали систему смазки после каждого из четырех испытательных циклов. Промывка включала слив «рабочего» масла, замену масляного фильтра Wix и заправку «обкаточным» маслом (BR30, производства Driven), после чего двигатель работал в течение 30 минут, в том числе дважды включалась полная мощность. Затем промывочное масло сливалось, фильтр менялся, и двигатель заправлялся свежим маслом. Та же самая процедура повторялась и при смене вкладышей.

На этом фото справа – шатунный вкладыш XP без покрытия после работы под нагрузкой более трех часов, с использованием масла 5w20, без присадок. Такая же проверка была проведена для вкладышей XP pMaxBlack – на фото слева. Снижение износа очевидно.

В сопроводительной диаграмме также перечислены присадки, которые добавлялись в базовое масло. Цинк и фосфор (ZDDP) – противоизносные присадки. Молибден и бор – присадки, снижающие трение, а кальций – моющая присадка.

Первый цикл испытаний проводился со вкладышами типа XP и с минеральным маслом. Затем первый комплект вкладышей XP был сменен вторым аналогичным комплектом. На этот раз двигатель заправили синтетическим маслом 5w20. Третий цикл испытаний включал в себя установку нового комплекта шатунных и коренных вкладышей pMaxKote и заправку двигателя традиционным минеральным маслом 5w20. Четвертая, и последняя проба была выполнена с другим комплектом вкладышей pMaxKote, но на этот раз с синтетическим маслом.

Это пять нижних коренных XP-вкладышей без покрытия после тестовой работы на обычном минеральном масле. Налицо значительный износ.

Критерием оценки каждого испытания было сравнение степени износа деталей двигателя по содержанию различных металлов (в ppm – «частиц на миллион») в моторном масле, слитом после каждого испытания. Спектрометрический анализ выполняла компания SPEEDiagnostix.

Лучший способ испытания вкладышей для их максимального нагружения заключался в том, чтобы заставить работать вышеназванный двигатель Chevy на низких оборотах, но при высокой нагрузке. Динамометрический стенд SuperFlow периодически «тормозил» работающую на полную мощность, шестилитровую «восьмерку» Chevy до 1450 об/мин, а затем вновь позволял ей разогнаться до максимальных оборотов. И так 14 раз на протяжении трех часов и пятнадцати минут, в каждом из четырех циклов испытаний. При этом тщательно отслеживались температуры масла и воды.

Такие испытания лучше всего подходят для проверки долговечности вкладышей. В приложенных таблицах мы показываем результаты. Наиболее важными элементами, показывающими износ, являются железо, медь, свинец, олово и алюминий. Как стандартные, так и триметаллические вкладыши King сделаны главным образом из меди, олова и свинца, поэтому их содержание в слитом масле указывает на износ самого вкладыша. Алюминий попадает в масло в основном с поршней, а железо – со стенок цилиндров.

И хотя измеренное количество (ppm) примесей относительно невелико, различия между каждым циклом испытаний выглядят убедительно. Начнем с объяснения каждой категории в листе результатов. Тип масла – минеральное или синтетическое. Тип вкладыша означает, есть ли на вкладышах покрытие или нет. Индекс вязкости масла указывает, насколько вязкость масла меняется в широком диапазоне температур. Чем выше число, тем меньше «разжижается» масло с ростом температуры.

Эти испытания потребовали многократного демонтажа двигателя для замены всех вкладышей, но результаты стоили того. Для экономии времени моторист заменял коренные вкладыши, не вынимая коленвала. Он ослаблял все крышки коренных подшипников и осторожно устанавливал новые вкладыши, проворачивая вал и выталкивая старый вкладыш.

Обратите также внимание, что мы указали в таблице каждый элемент присадок в масло, что показывает идентичность пакета присадок как для минерального, так и для синтетического масел. Это значит, что любое уменьшение продуктов износа (при сравнении масел) должно быть связано с качеством базового масла, а не с присадками.

Таким образом, результаты показывают, что сочетание вкладыша pMaxKote производства King Bearings и синтетического масла является прекрасным способом радикально уменьшить износ деталей в двигателе. Как можно видеть, общая величина износа в 35 ppm (полученная сложением показателей износа каждого отдельного элемента), при использовании обычного вкладыша и «минералки», была уменьшена на 74% при использовании высококачественного синтетического масла и вкладышей pMaxKote.

Простая установка вкладышей с покрытием, при использовании минерального масла, также дало значительное улучшение, сократив общий показатель износа с 36 до 21 ppm, что равносильно увеличению износостойкости на 40%. Это стоит учитывать при сравнении соотношения расходов и долговечности, так как вкладыши King с покрытием дороже обычных.

В таблице результатов видно несколько большее, чем ожидалось при применении синтетического масла, содержание свинца в третьем цикле испытаний (с вкладышами без покрытия и синтетическим маслом). Свинец – основной металл в верхнем слое триметаллического вкладыша (свинцовистый баббит), поэтому, возможно, его износ и был несколько выше, чем с «минералкой». Несмотря на то, что испытания всеми силами делались как можно более стантартизованными, остается масса возможностей, за счет которых могло возникнуть это повышенное число. Но суммарный показатель количества продуктов износа все же был ниже, чем у вкладышей без покрытия с минеральным маслом.

Двигатель Chevy, объемом 6,3 л., пережил множество этапов испытаний, но до сих пор уверенно работает.

Как заменить вкладыши на камазе не снимая двигатель

Работая на производственном предприятии ремонт автомобилей планировать можно, если ремонт текущий, и даже автомобиль если очень необходим, все равно произвести стараешься этот ремонт, так чтобы как автомобиль можно дольше проработал до следующей устраняешь, поломки все сопутствующие неполадки, соблюдая ремонта технологию, даже если существует нехватка частей запасных. Ни кто потом не вспомнит, что долго машина простояла на ремонте, скорее упрекнут она когда опять сломается да ещё по этой же самое. То же причине я не могу сказать о ремонте автомобилей и техники другой в условиях сельского хозяйства. Если встал автомобиль в сезон посевной или уборки трагедия это, а если ты его ещё долго это ремонтируешь почти что преступление. Два своей в года практике мне пришлось работать в хозяйстве сельском, и я снимаю шапку перед людьми, посвятили которые этому всю свою жизнь.

Во уборочной время у меня произошел такой случай, замене при масла в двигателе автомобиля КАМАЗ, на фильтрах масляных заблестела медная стружка. Первое, конечно что пришлось сделать определить источник. правило Как, мелкая стружка появляется, если разбиваться начинают вкладыши коленчатого вала. Сняли раскрутили, поддон ближайшую к маховику крышку коленчатого Так. вала как здесь вкладыши подвергаются износу наибольшему, и действительно вкладыш оказался разбит, на следов валу от биения не было, имелась незначительная характерная выработка для коленчатого вала. Приняли менять решение вкладыши, не снимая двигатель.

Затраты на двигателя ремонт когда идет сезон уборочных усугубляется работ еще потерями в заработке. Если у свой вас Камаз, вы терпите убытки каждый простоя день на ремонте, ведь в сельском хозяйстве день каждый год кормит, если вы работаете на теряете, вы предприятии в зарплате, основные заработки платятся в уже, я сезон не говорю о том, какие убытки предприятие несёт.

Если коленчатый вал не пострадал, риски или, возникшие на нем не очень глубокие, поменять можно вкладыши, не снимая двигатель с автомобиля за время короткое и продолжить работу. Чтобы верхние легко вкладыши вышли, вал не должен быть больше отпущен или меньше с одной из сторон, откручивать поэтому крышки необходимо через один, крышку 1, 3 и 5 сняв, тонкой отверткой постукиваем по торцу стороны со вкладыш противоположной замку, на удивление вкладыш выходит легко. Затем вставляем вкладыш со стороны следим, замка за тем, что бы замок сел в вставляем, паз вкладыш в крышку и устанавливаем её на место, нижний и верхний вкладыши должны быть расположены замку к замок, и так далее. Прижав снятые небольшим крышки усилием, но чтобы они плотно блоку к прижались, откручиваем остальные крышки, и проделываем самую туже процедуру. Затем протягиваем болты при крышек помощи динамометрического ключа предварительная усилием с протяжка 95-120 Hм и окончательная с усилием 275-Затем Нм. 295 протягиваем стяжные болты с усилием 167-147 Нм. Таким же образом можно поменять и вкладыши шатуннае. Затем ставим масляный насос и поддон закрываем. После того как машина кммы прошла2000 заменили ещё раз масло с целью основной, чтобы убедиться, не начало ли снова вкладыши разбивать, но все было в порядке, стружки на оказалось не фильтрах. В последствии такую процедуру приходилось других и на делать машинах, были даже случаи, износ когда шеек коленвала оказывался значительный, рисковали конечно, но все получалось. В последствии интересовался, это ли делают другие и можно ли это вообще Случайно. делать в Интернете на сайте я нашёл статью о диссертаци кандидатской Кулакова О.А. в которой, он обосновывает то, что автомобилях на вкладыши КАМАЗ необходимо менять через принципе км. И в каждые125000 я с ним согласен, редко новый пробегает КАМАЗ намного больше до ремонта двигателя. что Так не нужно дожидаться, когда разобьёт Источник.

Как заменить вкладыши на камазе не снимая двигатель

Читайте также: