Как заменить подшипник: порядок проведения ремонта, способы и средства

Кривошипно-шатунный механизм

Коренные подшипники

Коренные подшипники поддерживают коленчатый вал в блок-картере и работают в тяжелых эксплуатационных условиях, характеризующихся значительными динамическими нагрузками со стороны шеек коленчатого вала и высокой частотой вращения. При этом в результате трения подшипники нагреваются, и их трущиеся поверхности подвергаются механическому изнашиванию.

Интенсивному изнашиванию коренных подшипников в значительной мере препятствует масляный клин, который образуется в зоне сопряжения подшипник-шейка коленчатого вала при вращении последнего. В результате высокого давления масла в образовавшемся масляном клине коленчатый вал буквально всплывает в масляной пленке, и во время работы двигателя практически не касается поверхности вкладышей. Тем не менее, износ коренных подшипников развивается динамично, поскольку масляная пленка между шейками вала и поверхностью подшипников образуется при устойчивой частоте вращения и эффективном функционировании системы смазки, которые в условиях пуска двигателя, особенно после длительного перерыва в работе, требуют значительного времени для выхода на оптимальный режим.

К коренным подшипникам предъявляются следующие требования:

• уменьшение трения и теплоотвода;
• соосность опор коленчатого вала;
• высокая жесткость;
• высокая надежность.

В двигателях внутреннего сгорания могут применяться коренные подшипники качения (обычно роликовые) и подшипники скольжения. Наибольшее распространение получили подшипники скольжения (вкладыши), так как применение подшипников качения связано с усложнением конструкции блок-картера и повышенным гидродинамическим сопротивлением качению роликов по слою смазочного материала при высоких частотах вращения.

Коренные подшипники скольжения выполняют разъемными. Верхняя опорная часть их расположена в перегородке картера, а нижняя размещена в съемной крышке, которая фиксируется на картере болтами или шпильками. Крышки коренных опор в процессе изготовления блока картера и расточке отверстия (постели) под коленчатый вал, обрабатываются совместно с перегородками, поэтому в процессе эксплуатации двигателя нельзя переставлять крышку из одной опоры на другую, поскольку это может привести к нарушению центровки постелей коленчатого вала. Коренные подшипники скольжения выполняются в виде тонкостенных сменных вкладышей, которые устанавливаются в соответствующих гнездах картера с натягом.

Тонкостенные вкладыши представляют собой изогнутую в полукольцо стальную ленту, на внутреннюю (рабочую) поверхность которых нанесен антифрикционный слой – оловянисто-алюминиевый сплав, содержащий 17,5…22,5 % олова; 0,7…1,3 % меди; по 0,7 % железа, кремния, марганца; остальное – алюминий.

В двигателях с повышенной нагрузкой на подшипники (например, дизели) в качестве антифрикционного слоя коренных вкладышей используется свинцовистая бронза, содержащая 30 % свинца.

Особенность коренных вкладышей – наличие на их рабочей поверхности отверстий и кольцевых канавок для обеспечения непрерывной подачи масла к шейкам коленчатого вала.

Для предотвращения от проворачивания вкладышей в постелях применяют отогнутые выступы – «усики», которые при сборке упираются в выемки плоскостей разъема.

Для обеспечения необходимой жесткости крышки коренных подшипников выполняются массивными с дополнительными ребрами и утолщениями, и крепятся к перегородкам картера с большим моментом затяжки.

Для того, чтобы исключить деформацию, высоконагруженные крышки коренных подшипников дизелей соединяют с картером дополнительными вертикальными или горизонтальными болтами. Во избежание боковых смещений крышки фиксируют обычно установочными штифтами или втулками, либо призонными болтами. Посадка крышки по торцевым плоскостям, отфрезерованным в приливах картера, обеспечивает высокую жесткость всему узлу подшипника.

Источник

Типы и строение подшипников коленвала

Можно выделить следующие виды подшипников коленвала: опорные и упорные. По типу исполнения они могут быть качения или скольжения.

1. Подшипники качения. В таких подшипниках шарики (или ролики), заключенные в сепаратор, передвигаются по замкнутой траектории между внешним и внутренним кольцом тел вращения. Подшипник одевается на вал, плотно вставляется в блок двигателя. Такие подшипники применяются в качестве опорных на коленчатых валах двигателей с маленьким объемом (например, мопеды, мотоблоки). Еще подшипник качения используется для опоры и вращения первичного вала КПП, устанавливается во фланце коленчатого вала.
2. Подшипники скольжения устанавливаются в узлах коренных (опорных) и шатунных шеек коленчатого вала. Изготавливаются такие подшипники из стальной ленты в форме двух «полумесяцев» или цилиндрических втулок, соединенных между собой и с блоком двигателя специальным замком. Сверху подшипники с шейками фиксируются крышками на болтах. На поверхность трения подшипников коленчатого вала наносят специальное «антифрикционное» покрытие, которое препятствует износу. Проточки и отверстия в теле подшипника позволяют смазывать его принудительно. На более старых двигателях встречаются коленчатые валы, у которых передний и задний коренные подшипники скольжения (крайние с противоположных концов), выполнены в виде не разрезных втулок.

Размер подшипников, а точнее их толщина подбирается в зависимости от состояния шеек коленвала. Со временем шейки стачиваются, чтобы компенсировать износ, производители выпускают ремонтные подшипники. Как правило, существует 4-5 ремонтных размеров. Чтобы подогнать шейки коленвала под новые подшипники, коленчатый вал шлифуют до следующего ремонтного размера.

В работе коленчатого вала необходимо предупредить продольные осевые смещения. Для этого также применяют подшипник скольжения, но устанавливают его в вертикальной плоскости. Такой подшипник является упорным. Он имеет форму «полуколец» и устанавливается между плоскостями постели вала и торцом его щеки. Полукольца не дают смещаться валу вперед или назад во время нагрузок. В современных двигателях коренные подшипники коленвала часто объединяют с упорными.

Подшипники коленчатого вала

Надежность работы вкладышей коленчатого вала в значительной степени определяет надежность работы дизеля и зависит от правильного подбора конструктивных параметров вкладышей, материала и условий смазывания, жесткости коленчатого вала, блока и постелей под вкладыши, а также от многих других факторов.

Вкладыши коренных подшипников бывают толсто- и тонкостенные. В современных быстроходных дизелях толстостенные вкладыши постепенно уступили место тонкостенным, имеющим меньшие размеры и массу, более экономичным в серийном производстве, позволяющим обеспечить взаимозаменяемость при сборке и ремонте без пришабровки и пригонки. Благодаря постановке тонкостенных вкладышей в постели подшипника с некоторым натягом достигается необходимая плотность их прилегания к шейке вала, что плохо обеспечивается при толстостенных вкладышах.

Как заменить подшипник: порядок проведения ремонта, способы и средства

В определенных условиях некоторым автолюбителям, мастерам и слесарям приходится интересоваться как поменять подшипник самостоятельно. Даже если далеко не каждый возьмется реализовать замену, то всем будет полезно получить представление о том, как меняется подшипник, как проконтролировать такой ремонт, что необходимо для подготовки и получения эффективного результата. Стоит обратить внимание, что одна из составляющих этого результата ― верный подбор нового подшипника на замену. Здесь обязательно помогут профильные специалисты Кабель.РФ®, которым можно сделать заявку на подбор (по модели, или типу/габаритам/характеристикам) онлайн, на e-mail, или по телефону.

1) освобождение и очистка подшипникового узла; 2) снятие подшипника; 3) подбор и покупка замены; 4) установка нового подшипника 5) сборка узла.

Исходные данные о габаритах, марке и модели подшипника лучше получать по снятому образцу — изношенному заменяемому подшипнику. Подходим к первой практической задаче…

Набор инструментов для демонтажа зависит от типа подшипника и его доступности в конструкции узла. Для снятия небольшого подшипника качения с открытой тыльной стороной может быть достаточно молотка и выколотки. При риске повредить примыкающие детали узла, нужно использовать резиновый, деревянный или медный молоток.

Удары молотком (через выколотку) наносятся по окружности обоймы подшипника. При наличии таких фиксирующих элементов, как втулки, стопорные шайбы, винты ― они предварительно ослабляются и снимаются.

При недоступности выстукивания по тыльной стороне, применяются специальные съемники. Они имеют разновидности, но принцип действия один:

• съемник с реверсивными рычагами; • трехрычажный съемник; • съемник с гидравлическими шпинделями.

О том, как снять подшипник в конкретном узле, требующем обслуживания, компетентные производители описывают в технической документации к оборудованию. Хорошо, если есть схема замены подшипника, к которой можно обратиться для уточнений. Для извлечения крупногабаритных подшипников, помимо механических съемников, применяется гидравлический способ впрыска масла, а также принцип теплового расширения металла ― нагревание.

Удары молотком через стакан или медную выколотку наносятся в разные диаметрально противоположные точки на окружности боковой части кольца подшипника. Усилия никаким образом не должны затрагивать тела качения и сепаратор. Тугая посадка (натяг) подшипника нужна для предотвращения его проворачивания при работе. Поэтому особо важно соблюдать соответствие посадочных диаметров. Для осевой фиксации применяются стопорные гайки, кольца, торцевые крышки, закрепительные/стяжные втулки (на цилиндрическом/коническом валу). Данный контент раскрывает лишь общее представление о том, как менять подшипник, но для начала практики и этого достаточно ― теперь за дело!

Устройство коленчатого вала

Сложная конструкция коленвала представлена в виде расположенных по одной оси колен – шатунных шеек, соединенных специальными щеками. При этом количество колен зависит от числа, формы и месторасположения цилиндров, а также тактности двигателя автомобиля. С помощью шатунов шейки соединяются с поршнями, совершающими поступательно-возвратные движения.

В зависимости от расположения коренных шеек коленвал может быть:

• полноопорным – когда коренные шейки расположены по две стороны от шатунной шейки;
• неполноопорным – когда коренные шейки расположены только по одну из сторон от шатунной шейки.

В большинстве современных автомобильных двигателей применяются полноопорные коленвалы.

Итак, основными элементами коленвала являются:

• Коренная шейка – основная часть вала, которая размещается на коренных вкладышах (подшипниках), находящихся в картере.
• Шатунная шейка – деталь, соединяющая коленвал с шатунами. При этом смазка шатунных механизмов осуществляется благодаря наличию специальных масляных каналов. Шатунные шейки в отличие от коренных шеек всегда смещены в стороны.
• Щеки – детали, соединяющие два типа шеек – коренные и шатунные.
• Противовесы – детали, которые предназначены для уравновешивания веса поршней и шатунов.
• Фронтальная (передняя) часть или носок – часть механизма, оснащенная колесом с зубцами (шкивом) и шестерней, в некоторых случаях гасителем крутильных колебаний, который осуществляет контроль над мощностью привода ГРМ (газораспределительного механизма), а также других механизмов устройства.
• Тыльная (задняя) часть или хвостовик – часть механизма, соединенная с маховиком при помощи маслоотражающего гребня и маслосгонной резьбы, осуществляет отбор мощности вала.

Фронтальная и тыльная сторона коленчатого вала уплотняется защитными сальниками, которые препятствуют протеканию масла там, где выступающие части маховика выходят за пределы блока цилиндров.

Вращательные движения всего механизма коленвала обеспечивают подшипники скольжения – тонкие стальные вкладыши, с защитным слоем антифрикционного вещества. Для предотвращения осевого смещения вала, применяется упорный подшипник, установленный на коренной шейке (крайней или средней).

Коленвал двигателя изготавливается из износостойкой стали (легированной или углеродистой) или модифицированного чугуна, методом штамповки или литья.

Признаки неисправного подшипника к/в

Подшипник расположен в хвостовике коленвала, через него к/в соединяется с первичным валом КПП. Расслышать, как шумит ПК, удается не всегда, так как он небольших размеров, находится за маховиком и сцеплением, закрыт картером маховика (КПП). Но определить неисправность детали можно и по другим признакам:

• при выжиме педали сцепления появляется шуршание;
• плохо включается первая передача, иной раз ее удается включить только через другую скорость.

Также может при увеличении оборотов появиться неритмичный стук, но поставить точный диагноз можно, лишь добравшись до самой детали. Если шарики у подшипника развалились, в хвостовике коленвала остается только обойма, и снимать ее в этом случае непросто.

Принцип действия коленчатого вала

Несмотря на сложность самого устройства, принцип работы коленвала достаточно прост.

В камерах сгорания происходит процесс сжигания поступившего туда топлива и выделения газов. Расширяясь, газы воздействуют на поршни, совершающие поступательные движения. Поршни передают механическую энергию шатунам, соединенным с ними втулкой или поршневым пальцем.

Шатун в свою очередь соединен с шейкой коленвала подшипником, вследствие чего каждое поступательное поршневое движение преобразуется во вращательное движение вала. После того как происходит разворот на 180˚, шатунная шейка движется уже в обратном направлении, обеспечивая возвратное движение поршня. Затем циклы повторяются.

Видео — Как снять подшипник с коленвала

Снять подшипник достаточно просто, главное знать, как он там посажен. Установка любого подшипника выполняется при помощи пресса, поэтому достать его руками попросту не получится. Для его снятия можно воспользоваться множеством способов, но мы перечислим лишь два из них.

Первый – это просто разбить старый подшипник при помощи молотка и зубила. Метод этот хоть и действенный, но опасный для сальника коленвала, осколки могут попасть в блок цилиндров и повредить его. Поэтому пользоваться таким способом можно только в крайнем случае.

Второй способ более рациональный, но долгий, однако попробовать его стоит. Для этого подбирается болт произвольной длины, которая превышает длину подшипника. Самым главным условием является диаметр шляпки – она должна быть точно таких же размеров, что и отверстие внутренней обоймы подшипника. Внутрь обоймы кладется порция солидола, а болт устанавливается внутрь обоймы шляпкой. После этого, наносите удары молотком сверху болта. Таким образом, шляпка, выполняя функции поршня, сдавливает солидол, который и выдавливает подшипник. Постепенно увеличивайте порцию солидола по мере продвижения подшипника.

И все же, настоятельно рекомендуется приобрести специальный съемник, который поможет вам не только снять подшипник, но и установить на его место новый. Что касается установки, то ее можно производить при помощи молотка с мягкой подкладкой, но в этом случае, удары должны наноситься по всей окружности обоймы, чтобы подшипник вошел равномерно. Сборка деталей производится в обратной последовательности.