Техническая экспертиза
Тел: +7 908 583 1933
e-mail: support@expert-machines.ru

Howo Sinotruk. Прогар поршней из-за расп…

Howo Sinotruk. Прогар поршней из-за распылителей

Использование нештатных распылителей 518DLLA155P180 и проблемы с воздухоотчисткой привели к прогару...

Капитальный ремонт двигателя

Капитальный ремонт двигателя

Капитально отремонтированный двигатель вышел из строя. После проведенного ремонта двигателя в...

Caterpillar. Дефект распределительного в…

Caterpillar. Дефект распределительного вала

  На последнем техническом обслуживании механиками организации – дилера был обнаружен...

Поломка двигателя

Поломка двигателя

Техническое обслуживание трактора Komatsu стало причиной поломки двигателя. Трактор Komatsu вышел...

Трактор К700 - старый по цене нового

Трактор К700 - старый по цене нового

Купив через посредника «новый» трактор Кировец К-700, его новый владелец...

76 000 километров для Porsche Cayenne – …

Цепь привода масляного насоса порвалась на 77 тысяче километров. Гарантийный...

Расход масла Субару

Расход масла Субару

Причина выхода из строя двигателя Субару. Рекомендации производителей автомобилей, следует соблюдать...

Фольксваген Крафтер-50

Фольксваген Крафтер-50

Хозяин гарантийного автобуса решил сэкономить на замене ремня ГРМ в...

Топливозаправщик

Топливозаправщик

Экспертиза топливозаправщика на соответствие ГОСТ Р 50913-96 Техническому эксперту был представлен...

Экспертиза моторного масла

Экспертиза моторного масла

На ТО не поменяли моторное масло. В промежутке между вторым и...

Залил плохой бензин

Залил плохой бензин

В результате заправки плохим бензином прогорели поршни двигателя. Автомобиль Mazda CX-9...

Причины проворачивания вкладышей двигателя

В данной статье освещается общая теория о провороте вкладышей двигателя. Задайте свой вопрос у нас на форуме.


Что такое вкладыши двигателя?

Прежде, чем приступить к теме заметки, уточним понятия, с которыми мы собираемся оперировать, что бы даже человек далёкий от техники мог представить, о чём идёт речь. Все сталкивались в быту с вращающимися валами, колёсами тех или иных механизмов и знают, что лёгкость вращения этих механизмов обеспечивается наличием в них подшипников. 

Коленчатый вал

В двигателях внутреннего сгорания есть вращающаяся, тяжело нагруженная деталь - коленчатый вал. Он тоже устанавливается на подшипники. Из конструктивных соображений чаще всего используются подшипники скольжения. Конструкция подшипником может быть весьма разнообразной, но совершенствование конструкций двигателей привело к тому, что в настоящее время практически повсеместно в качестве подшипников применяется стальной лист с нанесённым на него антифрикционным покрытием определённого размера и формы. Такие детали называются вкладышами.

Вкладыши устанавливаются в специально подготовленные для них места, называемые постелями, в строго фиксированном состоянии. Необходимость фиксации вкладышей связана во первых с тем, что на вкладышах имеются отверстия для прохода смазочного масла и они должны совпадать со сверлениями в постелях. А во вторых - что бы обеспечить трение по специально подготовленным для этого поверхностям. 


Чтобы понять причины проворачивания вкладышей, разберем два основных вопроса:

- что заставляет вкладыши проворачиваться

- что удерживает вкладыши от проворота

1. Из курса физики мы знаем, что сила трения возникает при скольжении двух тел относительно друг друга при наличии нагрузки.  Величина сил трения зависит от величины нагрузки на пару трения и от величины коэффициента трения. Для снижения сил трения используются антифрикционные материалы, обладающие низким коэффициентом трения.

В двигателях конструктивно этот вопрос решён нанесением антифрикционного материала на поверхность вкладыша. Коленчатый вал двигателя совершает относительно вкладышей вращательное движение и в результате действия сил трения возникает момент трения, пытающийся провернуть вкладыши относительно посадочных мест.

Усик вкладыша

2. От проворачивания и от смещения в посадочных местах вкладыши удерживаются «усиком» на каждом вкладыше. Все вкладыши в «постели» удерживаются за счёт натяга, с которым устанавливается вкладыш. Величина натяга задаётся конструктивно.

Для обеспечения нужного натяга вкладыши разбиваются на размерные группы. Размерная группа вкладыша, присутствующая в маркировке, выбирается исходя из конкретного значения диаметра «постели» под вкладыш

Причины проворачивания вкладышей двигателя

Первая - повышенный момент трения, который стремится провернуть вкладыши и пониженное усилие, удерживающее вкладыши на месте (вкладыш установлен с недостаточным натягом). Как правило,  на машинах серийного производства случаи с нарушением натяга встречаются очень редко. Обычно нарушение натяга возникает после неквалифицированного ремонта двигателя, когда неправильно выполнялся подбор вкладышей. Под действием неравномерных нагрузок ослабленная посадка вкладыша приводит к его вибрации, нарушению смазочной плёнки и к местным прихватываниям. В результате вкладыш начинает проворачиваться, а удерживающий усик не в состоянии противостоять проворачивающему моменту на вкладыше.

Вторая причина проворачивания вкладышей двигателя это повышенный момент трения, связанный с режимом работы подшипников. При работе двигателя на расчётных режимах вкладыши работают в условиях жидкостного трения. Между рабочей поверхностью вкладыша и шейкой вала возникает масляная плёнка, предотвращающая прямое взаимодействие деталей. Момент трения в подшипнике минимальный.  Для двигателей мощность до 200 л. с. окружные усилия на вкладыш составляют примерно 0,1кгс – 1кгс.  Величина силы трения пропорциональна нагрузке, и это при постоянном коэффициенте трения. Иногда целостность масляной плёнки может нарушаться и коэффициент трения начинает расти.  Тогда, даже при постоянной нагрузке, увеличивается проворачивающий момент и создаются условия для проворачивания вкладышей. Повышенная нагрузка уменьшает толщину масляной плёнки, увеличивая риск её разрушения. При этом выделяется больше тепла, что ведёт к росту локальных температур в зоне трения. Происходит разжижение смазки, что приводит к дальнейшему снижению толщины масляной плёнки и увеличению вероятности появления прихватов в трущейся паре.

Процесс образования масляной пленки между двумя контактирующими и движущимися относительно друг друга деталями зависит от скорости взаимного перемещения. В таких случаях говорят о гидродинамическом режиме трения, когда масляная плёнка затягивается в зазор между трущимися деталями, разъединяя детали. С увеличением скорости  плёнка затягивается в зазор эффективней (плёнка становится более толстой). Но рост скорости приводит к росту величины  количества тепла, выделяющегося при трении. Температура масла повышается, и оно становится более жидким. Это приводит к снижению толщина плёнки, вследствие разжижения масла.

Коэффициент трения зависит от шероховатости и точности геометрии контактирующих поверхностей и наличия посторонних частиц в масле (неровности поверхности, посторонние частицы, нарушают целостность плёнки, приводя к появлению зон работающих в режиме полусухого трения). Эти факторы особенно сильно сказываются на начальном периоде эксплуатации машины, во время приработки деталей. За этот период эксплуатации происходит срабатывание микронеровностей, разрушающих масляную плёнку. В этот момент трущиеся пары наиболее чувствительны к перегрузкам.

На проворачивающем моменте сказывается вязкость масла. Чем она больше, тем больше сила (момент) трения. В тоже время с увеличением вязкости, растёт толщина масляного клина в трущейся паре. С другой стороны вязкое масло не может поступать в нужных объёмах в зону трения, и это приводит к снижению толщины масляного клина вплоть  до его местного разрушения. Совокупность разно направленных процессов, связанных с вязкостью масла, затрудняет однозначную трактовку влияния масла на проворачивание вкладышей. В этом случае определяющим становится такое индивидуальное свойство марки масла как смазывающая способность (прочность сцепления масла с металлом).

Теперь, зная причины проворачивания вкладышей двигателя, Вы сможете представить факторы риска появления задира и проворота вкладышей при использовании техники при длительной нагрузке на малых скоростях, непрогретом масле или недавно вышедшей из ремонта.


Примеры:

Следы на провёрнутых вкладышах

Проворот вкладышей по причине попадания инородного тела. На поверхности видны следы попадания инородного тела в виде точек. Двигатель трактора «Komatsu» Наработка 6 часов после проведения ТО.

 

Раскатанные вкладыши

 

Расклёпывание и проворот центрального коренного вкладыша. Двигатель автомобиля КамАЗ. Наработка около 1500 часов после ремонта. Причина - установка некондиционного коленчатого вала (повышенное биение коренных шеек).


Резюме - эксплуатация техники без нарушений РЭ позволит избежать такого неприятного явления как проворот вкладышей и задиры коленчатого вала.
 
ВЫ МОЖЕТЕ УЗНАТЬ ПРИЧИНУ ПРОВОРАЧИВАНИЯ ВКЛАДЫШЕЙ ДВИГАТЕЛЯ, ЗАДАВ СВОЙ ВОПРОС У НАС НА ФОРУМЕ
 

Технический Эксперт: Шауфлер Александр Давыдович

Яндекс.Метрика