Коленчатые валы для дизельных двигателей

Среди гаммы силовых агрегатов особенно стоит выделить V- образные двигатели ЯМЗ-236, 238, а также новую линейку рядных силовых установок ЯМЗ-534, 536 и 650.Основным из достоинств отечественного дизеля считается широкий мощностной диапазон, а также отличная ремонтопригодность. Так как коленвал во время работы ДВС испытывает большие нагрузки, потребность в его ремонте, а иногда даже замене, возникает нередко.

Какую работу выполняет коленчатый вал

Коленвал – достаточно сложная деталь, состоящая из шатунных шеек, расположенных на одной оси колен, и соединенных специальными щеками. Как правило, он цельный, поэтому вал можно смело называть деталью. Посредством шейки шатунов обеспечивается его соединение с поршнями для совершения поступательно-возвратных действий при сгорании топлива.

Так как коленчатый вал работает в тяжелых условиях и совершает большое количество оборотов, к нему выдвигают особые требования по материалам и технологии изготовления. Обычно коленвал для двигателя отливают из высокопрочного чугуна, но также часто используют сталь. Кованые коленчатые валы способны выдержать большую нагрузку, поэтому их чаще всего ставят на турбированные силовые агрегаты.

Конструкция коленвала:

·         коренные шейки – служат опорой конструкции на подшипниках;

·         шатунные шейки – и опора, и элемент соединения с шатунами;

·         щеки – объединяют между собой оба вида шеек;

·         выходная часть – на ней устанавливается шкив или шестерня, отбирающая мощность двигателя;

·         противовесы – снижают нагрузку центробежных сил на подшипники.

За вращение коленвала в опорах, а шатунов в шейках отвечают тонкостенные металлические вкладыши, изготовленные из стальной ленты и получившие антифрикционный слой. Кроме подшипников скольжения предусмотрен еще упорный подшипник скольжения, предотвращающий осевое перемещение коленвала.

Возвращаясь к дизельным моторам производства ЯМЗ, в частности к ЯМЗ-236, 238, следует отметить, что во всех модификациях ДВС этого семейства коленчатый вал изготавливают из стали 50Г. Исключением считается только ЯМЗ-240, в котором вал изготовлен с применением легированных хромом и ванадием сплавов. Деталь производится методом ковки с шейками и укреплением посредством методики азотации. Отличается наличием четырех опорных точек и противовесов. Еще одна особенность двигателя – бронзовые подшипники скольжения.

Преимущества азотирования

При изготовлении коленвала для ЯМЗ с целью повышения прочности и износостойкости его закаливают с последующим отпуском до уровня твердости 229-269. За счет токов высокой частоты отдельно закаливаются поверхности шеек и места установки сальников. Также укрепляются методом азотации.

В результате такая деталь становится:

·         выносливей в два раза – реальный ресурс свыше 700 тыс. км пробега;

·         экономной – для азотированного коленвала периодичность замена вкладышей сокращена на 60%;

·         надежной – риск кустарного ремонта в сервисном центре исключен.

Основной критерий выработки всего заложенного производителем ресурса – четкое соблюдение регламента и следованием основным рекомендациям по выбору и замене смазочного материала.

Причины поломки

Сама по себе деталь надежная и выносливая, но ряду причин способна изнашиваться интенсивней. Обычно к этому приводит повышенная нагрузка на силовой агрегат, а также масляное «голодание». В редких случаях коленвал ЯМЗ турбо заклинивает, что становится следствием повышенного трения и чрезмерного нагрева подшипников. Но если это происходит, требуется капитальный ремонт двигателя. Чтобы предотвратить «голодание», необходимо следить за качеством и уровнем смазочного материала в системе. Особенно важна работоспособность масляного насоса.

Еще одна возможная причина поломки – наличие трещин как в головке блока цилиндров, так и в самом блоке. Так в моторное масло может попасть вода или топливо, что сильно ухудшает свойства смазочного материала. Это в свою очередь приводит к ухудшению отвода тепла и качества смазки основных компонентов. В результате водитель может обнаружить специфический стук во время работы двигателя, появление вибраций, что объясняется образованием люфта и увеличением реального зазора вала.

Возможные неисправности

Ресурс современных дизельных двигателей при соблюдении правил эксплуатации и обслуживания ощутимо большой. Но следует понимать, что даже наличие малейших повреждений на шатунах приводит к преждевременному износу вала.

Рассмотрим самые распространенные дефекты:

1.       Задиры. Появляются в том случае, если использовалось некачественное и неподходящее моторное масло. Также к такой проблеме приводит нарушение сроков смены материала вместе с фильтром.

2.       Царапины на шейках вала. Небольшие царапины удаляются полировкой, дефекты размеров свыше 5 микрон устраняются только путем шлифовки на один ремонтный размер.

3.       Прогиб вала. Такой вал подлежит восстановлению – его выпрямляют. Характерная неисправность для моторов тяжелой спецтехники, в которой установлены ДВС с недостаточно качественными валами.

4.       Трещины. Самый опасный дефект, ведь трещина способна привести к усталостному излому. Обнаружить трещину смогут специалисты во время диагностики мотора. Они видны невооруженным глазом или же для их обнаружения используется магнитный дефектоскоп.

Исходя из всего вышесказанного, нетрудно догадаться, что своевременная поездка на диагностику – верный способ избежать капитального ремонта. Ведь проще устранить неисправность в начале ее зарождения, нежели после капиталить мотор.

Способы ремонта

Методика восстановления коленвала МАЗ или ЯМЗ определяется после диагностики двигателя. Если обнаружена несущественная деформация или выработка шеек, то ремонт сводится к перешлифовке деталей к следующему ремонту размеру под соответствующие вкладыши. При выявлении глубоких задир допускается шлифовка с пропуском одного ремонтного размера.

Редко, но на практике случается так, что коленчатый вал «лопается» или на нем образуются трещины. Что касается последнего случая, то независимо от того, какой коленвал установлен в двигателе ЯМЗ-236 или 238, он не подлежит восстановлению. Потребуется установка нового коленчатого вала ЯМЗ. Не стоит пытаться самостоятельно отремонтировать деталь – лишняя трата времени и сил. Также не смогут помочь и профессиональные автомеханики, ведь технологии ремонта с такой неисправностью просто не существует.