Шлифовка коленчатого вала в домашних условиях процесс, инструменты, цена

Шлифовка коленвала и расточка блоков

Рано или поздно двигатель внутреннего сгорания доходит до такой стадии своей жизни, что ему необходим капитальный ремонт. Автомобиль резко теряет мощность, выхлопные газы становятся смолистыми. Обычно при этом полностью разбирают ДВС, после чего делается расточка коленвала, чаще одновременно с расточкой блока.

Вообще говоря, при правильной эксплуатации нормальный автомобиль должен отходить до «капиталки» более 100 тыс. к., однако, стиль управления или условия эксплуатации вносят свои коррективы. К тому же, качество деталей для сборки автомобилей, поставляемых предприятиями, особенно в нынешнее время часто ниже требуемого уровня.

Следовательно, расточка коленвала необходима, когда:

  • двигатель потерял мощность, выработал ресурс, разобран, а осмотр плюс замеры показывают чрезмерный износ шатунных и коренных элементов коленчатого вала;
  • несвоевременное обслуживание двигателя, использование плохого масла также привели к запредельному износу звеньев коленчатого вала;
  • двигатель заклинил из-за недостатка масла, либо перегрева, связанного с другими неполадками, при этом, например, «прокрутило» вкладыши, ведь на шейках коленчатой детали используются эти вкладные элементы.

Здесь необходимо сразу сделать одно важное замечание: расточку изношенного коленвала сделать самостоятельно можно только при исключительном условии – необходимы специализированное оборудование, а также профессиональный опыт токарно-шлифовальных работ.

Вообще же наиболее типичный случай – это когда автолюбитель сам разбирает двигатель, делает замеры, а потом отдает столь важную деталь профессиональному станочнику. Каков же процесс обработки ключевого вала мотора, рассмотрим далее.

Как сделать операцию

Первоначально разберем в общих чертах, как осуществляется расточка, данный процесс можно также изучить по видео. Для работ берем:

  • ключи гаечные;
  • головки с воротком;
  • молоток;
  • оправка;
  • измерительный инструмент;
  • лебедка;
  • станок.

Также посмотрите на ремонт вариатора Ниссан Кашкая и ремонт передней подвески Нивы.

Приступаем к манипуляциям.

  1. Сливаем масло, ОЖ, извлекаем все навесное оборудование, а также демонтируем узлы сцепления, КПП плюс маховик.
  2. Производим демонтаж двигателя внутреннего сгорания с помощью лебедки.
  3. Укладываем поршневой агрегат на бок, откручиваем крепления, после чего извлекаем поддон картера.
  4. Затем откручиваем гайки крышек шатунных элементов, снимаем эти крышки с двигателя.
  5. Демонтировав коренные подшипники, извлекаем коленчатый вал.
  6. Достаем вкладыши с крышек, а также с шатунов.
  7. Теперь делаем замеры относительно изношенности каждого звена демонтированной оси. Коренные и шатунные шейки изначально имеют паспортную величину диаметра. Если она выходит из допуска, профессиональный токарь решает, до какого ремонтного размера будут обрабатываться эти шейки. В зависимости от этого будет подбираться комплект обязательных вкладышей – своего рода подшипников. Например, у двигателей ВАЗ существует таблица для расточки коленвала, ее значения соответствуют четырем ремонтным комплектам вкладышей. Между этими комплектами существует шаг размера толщины – 0,25 мм.
  8. Приступаем к механической обработке на специальном станке. Станок для расточки коленвала используется кругло-шлифовальный, его цена соизмерима со стоимостью самого автомобиля. Никакой другой станок не подходит. Ведь это очень ответственная деталь, так что даже найти ее центр не так-то просто. Помимо указанного оборудования нужна соответствующая квалификация токаря. Обычно такая шлифовка коленвала осуществляется в комплексе с расточкой блока двигателя, которому так же подбирают новые поршни, кольца плюс пальцы.
  9. Устанавливаем новые вкладыши обработанных коренных и шатунных шеек, наносим смазку, прикручиваем крышки.
  10. На окончательном этапе осуществляется сборочный процесс, а затем установка двигателя на автомобиль.

Надо сказать, что этот очень ответственный процесс стоит довольно дорого, однако, цена самого коленчатого элемента в разы выше.

Что делать с Фордом

Теперь обсудим операцию на примере конкретного автомобиля. Для такой работы на Форд Фокус понадобятся:

  • кругло-шлифовальный станок;
  • ключи, головки, удлинители, воротки, отвертки – должно быть всего по максимуму;
  • фотоаппарат обязателен для съемок узлов перед разборкой – это позволит сэкономить кучу времени!


Технология напоминает уже описанный процесс. Это не мудрено, ведь компоновка всех двигателей внутреннего сгорания у современных легковых автомобилей одинакова. То есть расположение описываемой детали всегда внизу.

  1. Вывешиваем передок автомобиля, убираем передние колеса, снимаем все, что будет мешать демонтажу агрегата, в том числе облицовку радиатора.
  2. Над двигателем убираем все провода, отсоединяем бензиновую рампу, демонтируем воздушный фильтр, аккумулятор, головку блока.
  3. Снимаем впускной коллектор, КПП, отсоединяем выпуск, остальные узлы.
  4. Двигатель открепляем от подушек, извлекаем с помощью лебедки через верх, после чего удобно устанавливаем его на ровную поверхность.
  5. Открутив крепления, снимаем с поршневого агрегата поддон картера.
  6. Открутив крышки коренных, а также шатунных элементов, демонтируем нашу деталь.
  7. После замеров микрометрическими инструментами её шейки подвергаем обработке на специальном станке. Допуски расточки коленвала у Форд Фокус аналогичны ВАЗовским, то есть составляют 0,25 мм.
  8. После этого подбираем ремонтные вкладыши.
  9. Сборка и монтаж производятся по обратному пути.

Вот, собственно, и все. Только здесь обязательно нужно еще произвести разборку поршневой группы и, скорее всего, обработку цилиндров. Все это обычно делается в комплексе.

Если нужна обработка самого блока, то и главную ось агрегата шлифовать придется – ведь на неё приходятся гигантские нагрузки по мере эксплуатации автомобиля. Ведь это именно она преобразовывает возвратно-поступательное движение поршней во вращение!

Цена шлифовки детали

На заключительном этапе поговорим о том, какие на расточку коленвала существуют цены. Здесь действует одно резонное правило. Если знать, сколько стоит расточка дефектного коленвала в столицах, то можно быть уверенным, что в регионах больше этого не возьмут.

Скажем, расточка именно в Москве обойдется примерно по цене 1300 руб. А работу в Северной столице, в СПб, обойдется по средней цене 1250 руб.

Стоимость по этим городам и по регионам без снятия и разборки двигателя у ВАЗ указана в таблице.

Город Стоимость
Москва 1300 руб.
С-Петербург 1250 руб.
Екатеринбург 1200 руб.
Самара 1000 руб.
Новосибирск 1200 руб.

Кстати, шлифовка коленвала и расточка блоков в Челябинске стоят примерно так же, как в Екатеринбурге. А шлифовка коленвала и расточка блока в Нижнем Новгороде обойдутся чуть дешевле, чем в Москве. А расточка в городе Николаеве близка по цене к производству той же операции в Самаре.


Вообще же вся приведенная в статье информация должна помочь определиться, по какому пути пойти при капитальном ремонте поршневого агрегата – самому ли все разбирать, кому доверить обработку детали, короче говоря, как быть в тех или иных ситуациях.

Шлифовка коленчатого вала, цена

Качество ремонта коленчатого вала автомобиля во многом определяет дальнейший ресурс двигателя и его технические характеристики. К примеру, квалифицированный ремонт кривошипно-шатунной группы может понизить расход топлива вплоть до уменьшения на 0,5-0,8 литра на сотню, увеличения мощности и, конечно, повысить ресурс мотора. Одной из важнейших операций по работе с коленвалом считается его шлифовка, о которой узнаем сегодня побольше.

Структура коленчатых валов и другие параметры

Что такое коленвал и для чего он там крутится, знают все, только не многие догадываются, какие нагрузки он испытывает и какие требования к его геометрии предъявляют мотористы и инженеры. Для приличия и наглядности приведём чертеж коленчатого вала и посмотрим на его элементы:

  • коренная шейка — основная опора вала, которая формирует ось его вращения;
  • шейка шатунная — место фиксации шатуна, на ней лежит вся нагрузка от работы одного цилиндра;
  • щека коленвала — несёт функцию балансира и связующего элемента между коренными и шатунными шейками;
  • передняя часть — на ней крепятся приводные шестерни газораспределительного механизма, шкивы для другого навесного оборудования, служит для дополнительного отбора мощности;
  • задний фланец — здесь крепится маховик, корзина сцепления;
  • балансиры, собственно, они же щеки.

Размеры коленчатого вала

Когда берут вал на ремонт, его диагностируют в два этапа, а вся диагностика сводится к тщательной проверке размеров:

  1. На этом этапе проверяют изгиб по оси коренных шеек. Для этого вал укладывают на стальные призмы и замеряют стрелочным микрометром на стойке от центральной шейки до крайних. Для легковых двигателей предельно допустимая норма не может быть больше 0, 005 мм, а для моторов грузовых автомобилей и сельхозтехники — не больше 0,01 мм, если у двигателя нет специфических требований к геометрии вала.
  2. На этом этапе начинается самое кропотливое и интересное — при помощи микрометра замеряют не только диаметры каждой из шеек, но и радиус кривошипа, а также радиусы галтелей шеек. Как это делается, показано на чертеже.

После замеров и получения определённых выводов о состоянии детали, вал проходит контроль на магнитном дефектоскопе. Эта операция делается для того, чтобы выявить наличие микротрещин, микроскопических задиров, раковин и сколов, а также других возможных дефектов. После магнитной дефектоскопии проводят контроль шероховатости каждой из шеек вала.

Ремонт коленчатого вала — нужна ли нам рихтовка

Ни один уважающий себя моторист не станет прибегать к рихтовке, если есть возможность выйти на ремонтные размеры шеек вала только шлифованием. Даже в случае, когда вал заезжен до смерти, его все равно стараются восстанавливать без применения рихтовки, а чугунные валы вообще не рихтуются. Тем не менее в особых случаях рихтовку всё-таки проводят по двум методикам — на сжатие и на растяжение. В холодном виде рихтовать вал бесполезно, чтобы молекулы получили определённую гибкость, но не потеряли прочность, вал прогревают до 110-120 градусов и рихтуют на специальном прессе. Однако валы могут рихтоваться только в том случае, когда другими способами восстановление ремонтных размеров шеек невозможно, а на двигателях с наддувом коленвал вообще не рихтуют.

Шлифовка и доводка вала

Шлифовка коленчатого вала цена операции представлена в таблице для разных двигателей, проводится уже после наплавки дополнительного металлического слоя на коренные и шатунные шейки для восстановления ремонтного размера.

Наваривают шейки тремя способами — дуговой сваркой, лазерной, плазменной и электроконтактным способом. Последний метод самый прогрессивный, поскольку наваривая шейку так, она практически не деформируется, а кроме того, наплавленный слой отличается однородностью. Правда, наплавка таким методом стоит дороже всего, но результат того стоит.

Читайте также  Маркировка шин и расшифровка обозначений на покрышке автомобиля какие надписи что значат

Когда поверхность шеек восстановлена, при помощи шлифовки начинают выводить их на ремонтный размер. Как видно из таблицы, шлифовка вала не самое дешёвое удовольствие по той причине, что нормальные мастера шлифуют валы только в центрах, не прибегая к зажимным кулачкам и патронам, поскольку толку от такой шлифовки нет. Дело в том, что предугадать смещение кулачка в патроне практически невозможно, а соосность центров выверена идеально. К тому же когда вал шлифуется в станке, на него действует тормозное усилие от бабки, поэтому после извлечения из станка он может показать совершенно другую геометрию.

При шлифовке вала учитывается масса факторов — и направление вращение коленвала в двигателе, и усилие, приложенное во время шлифовки, и даже шероховатость поверхности, проверить которую можно только специальными приборами. Финальным этапом шлифовки будет обработка поверхности щеки под упорные полукольца. В этом случае размеры вычисляются для каждой модели двигателя индивидуально. Финальной стадией ремонта коленвала буде его балансировка на специальном оборудовании, балансировка начинается с самого вала, на него постепенно навешиваются шкивы, маховик, корзина сцепления и проводится балансировка вала в сборе по меткам. После проведения балансировки в сборе, как правило, мощность мотора увеличивается до 17%, расход падает на 5-8%, исчезает вибрация и появляется устойчивая и равномерная работа мотора во всех диапазонах. Ремонтируйте коленвал правильно и долгого пробега вашему мотору!

Полировка коленвала своими силами

Кто нибудь держал в руках коленвал от среднеразмерного двигателя автомобиля? Не берем маленькие смешные микролитражки с моторчиками от садового триммера, а говорим о среднем классе автомобилей, ну например, типа Соляриса или Мазды-6? И как вы думаете, сколько весит такая железяка?

Так вот к чему. Практически каждый двигатель, подвергающийся косметическому ремонту, и разбираемый при этом до винтика, требует восстановления рабочих поверхностей шеек коленчатого вала — я еще не встречал практически ни одного мотора, имеющего средний пробег более ста тысяч км и не имеющего рисок или задиров на рабочей поверхности шеек коленчатого вала. И по этому поверхность шеек если и не нужно протачивать под следующий ремонтный размер, то уж шлифовать «под чистую» нужно обязательно. И для этого коленчатый вал необходимо отвезти в специализированную мастерскую, где его установят в специальный станок и произведут прошлифовку поверхностей шеек, упорных полуколец и зоны работы сальников. Оборудование для расточки и шлифовки валов достаточно громоздкое и дорогостоящее, по этому иметь его в каждом сервисе нецелесообразно, но и возить постоянно в спец. мастерскую тяжелые валы неохота.

Для таких целей (восстановительная шлифовка поверхностей шеек и рабочих зон коленвалов) было придумано и изготовлено мобильное (ручное) оборудование, которому нашлось применение и в других отраслях, где необходимо обработать (отшлифовать) выпуклые или цилиндрические поверхности деталей из различного материала — как металла, так и пластика, керамики, камня.

В нашем же случае (автосервиса) необходимость иметь такое устройство было продиктована четко определенной задачей — постоянно таскать в другие мастерские (на мех. завод) коленчатые валы от находящихся в ремонте двигателей и неудобно (напоминаю о том, что весят эти железки немало, и тем тяжелее, чем больше по объему двигатель. А если в ремонте находится двигатель даже легкого грузовика, то удовольствие тут ниже среднего); и еще одна причина — потеря времени на обработку, да и денег отдавать за то, что можно сделать самостоятельно, тоже неохота.
Ну так и вот.. был изготовлен универсальный по сути и оптимальный при работе инструмент — ручная ленточная шлифовальная машина сабельного типа. Практически из подручных материалов сварена металлоконструкция, напоминающая смычек, на которой были закреплены два ролика с «ложбинкой» на рабочей поверхности (с бортиками), один из которых сидел на жесткой оси, приваренной к «смычку», а второй — подвижный, с помощью которого можно натягивать установленную шлифовальную ленту. Приводит в движение ленту третий ролик, смонтированный на валу «болгарки» (углошлифовальной машинки), так же имеющего боковые ограничительные бортики. Электродвигатель машинки имеет ручку плавной регулировку скорости вращения, позволяющую изменять скорость движения ленты.

Итак, собрали конструкцию, установили и натянули абразивную ленту. Новая лента требует предварительной «приработки» на любой ненужной детали для устранения возможности повреждения царапинами ответственных поверхностей коленчатого вала.
Сам коленчатый вал установлен на подставках — призмах (имеющих V-образный вырез сверху) на пропитанных маслом прокладках из ветоши. Для равномерной обработки поверхности шеек необходимо поворачивать коленчатый вал с небольшой скоростью и равномерно, исключая работу ленты по одной точке. Для вращения можно использовать электромотор с редукторным приводом, понижающем обороты или, как собственно мы и сделали, мощный редукторный шуруповерт на максимально низких оборотах.
Помощник шуруповертом плавно проворачивает лежащий в призмах коленчатый вал, в то время, как шлифмашиной, при легком нажатии на деталь, на средних оборотах движения ленты прошлифовывается каждая шейка, по очереди, и рабочая зона сальникового уплотнения хвостовика.
Шлифовка шеек занимает в общей сложности порядка 6-7 минут, поверхность шеек имеет однородность и необходимую для работы шероховатость (для удержания на себе масляной пленки), после обработки коленчатый вал промывается, очищаются и продуваются внутренние каналы смазки — оставшийся образив с ленты, попав в рабочую зону трения вкладышей, может натворить немало бед. При осуществлении ремонта двигателя данная операция, произведенная на месте, экономит и деньги, и время — дожидаться возврата после обработки деталей из специализированного предприятия приходилось по нескольку дней! А теперь все быстро, красиво и не отходя от кассы. )))

Заинтересовавшимся описанным устройством можем помочь в приобретении уже готового оборудования, произведенного нами по Вашему индивидуальному заказу.

Шлифовка коленчатого вала

Коленчатый вал – деталь непростая

Коленчатые валы поражают обилием форм и размеров: плоские и пространственные, длинные и короткие, разные по размерам, весу, жесткости, и, конечно же, по числу коренных и шатунных шеек.

Коленчатый вал часто называют не просто деталью, а системой. И вполне оправданно – любое сколь-нибудь существенное воздействие (механическое или термическое) на шейку, щёку, галтель или любой другой участок вызывает реакцию всей детали, отклик. И выражается он в виде деформации тех или иных зон, грозящей вызывать биение и дисбаланс.

Поэтому ремонтировать коленчатый вал необходимо только профессионально, руководствуясь принципом «не навреди». Иначе – выбраковка дорогой детали.

Когда требуется шлифовка

Первый признак необходимости ремонта коленчатого вала замечает водитель – это падение давления масла. Значит, подшипники скольжения скорее всего изношены и масляный клин между шейкой и стенкой вкладыша недостаточно плотный и надежный.

Помогает и взятие пробы масла из картера. Существуют методики, основанные на спектральном анализе таких проб. Если прибор показывает в масле следы меди и некоторых других цветных металлов, можно говорить о вероятном износе вкладышей.

Но окончательный диагноз ставится лишь после разборки двигателя и замеров геометрии коленчатого вала. И тогда выносится вердикт: вал требует шлифовки в ремонтный размер. Именно шлифовки в отличие от расточки блока – ведь шейки имеют закаленный слой, а такая поверхность не для резца. Приносим извинения за столь банальное уточнение, но вдруг кто-то из читателей не знаком с технологией коленчатого вала и металловедением. Знаете, в интернете всякое встречается…

В цехах «Механики». Диагностика

(фото: диагностика состояния коленчатого вала)

Дальнейший разговор поведем, опираясь на опыт компании «Механика». Здесь принимают в ремонт любые коленчатые валы – от автомобильных (бензиновый ДВС, дизель) до громадных тепловозных.

Вал прибывает в ремонт в составе двигателя либо отдельно, если мотор уже разобран самим заказчиком. И сразу попадает на проверку. Первое, что с ним делают – замеряют износ шеек.

Вал устанавливается крайними коренными шейками на призмы. Далее мастер микрометром замеряет диаметры всех шеек в нескольких плоскостях, чтобы проверить – есть ли «эллипс»? До величины 0,01 мм его можно вытерпеть, больше – нет.

Про замеры шеек, как правило, клиенты знают. Это делают во всех мастерских. Но «Механика» выполняет еще один замер – прогиб (биение) вала. К центральной коренной шейке подводят часовой индикатор и вращают вал на призмах. Если стрелка отклоняется в пределах 0,01 мм – прекрасно. Эту «сотку» можно списать на погрешность измерений. Также необходимо проверить биение хвостовика и поверхностей сальников.

А если биение центральной коренной шейки больше «сотки»? По опыту компании, биение до 0,1 (а иногда до 0,2 мм) исправляется шлифовкой. Разумеется, с учетом особенностей данного вала.

В цехах «Механики». Шлифовка

(фото: шлифовка коленчатого вала)

Итак, вал замерен. Принято решение шлифовать шейки – в какой именно размер, зависит от их износа и наличия в каталогах производителя соответствующих вкладышей.

Правда, ухо здесь надо держать востро. В разных каталогах разных производителей вкладышей встречается различные ряды ремонтных размеров. Например, у официалов только 0,25 мм, у Кольбеншмидт (Kolbenschmidt) – 0,25 и 0,5, а у американского Глико (Glyco ) еще и 0,75 мм. Еще нюанс: присутствие вкладышей в каталоге еще не означает, что они есть в природе. Поэтому важно уточнить их фактическое наличие и лишь тогда приступать к работе.

Для шлифовки применяются специализированные шлифовальные станки. Главная их «изюминка» – приспособления, позволяющие смещать зажимные кулачки относительно оси станка. Это позволяет шлифовать шатунные шейки. Точность станков – 5 мкм.

Как закрепляется вал? В «Механике» рассказали, что при шлифовке коренных шеек валов легковых двигателей деталь закрепляется в центрах. При этом необходима подготовка внутренних фасок – их предварительно протачивают на токарном станке.

Когда подпираешь деталь центром, очень важно «не пережать», иначе вал в станке может деформироваться – вспомните, с чего мы начали эту статью.

Если вал «грузовой», тяжелый, его зажимают в патроне по поверхности заднего сальника, а передняя часть подпирается центром. Здесь тоже требуется подготовка фаски на токарном станке.

Читайте также  Регулировка качества смеси карбюратора «солекс»

Что касается шатунных шеек, при их обработке вал фиксируется в патронах с обеих сторон. Разумеется, со смещением на радиус кривошипа и тщательным выставлением оси каждой шатунной шейки в ось вращения станка с помощью индикаторной стойки.

Шлифовка каждой шейки осуществляется, как правило, в два прохода. Например, если вал шлифуется в ремонтный размер 0,25 мм, то сначала снимается слой 0,15 – 0,2 мм. А потом, уже с меньшей подачей, шейка выводится в окончательный размер. Подача смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) обязательна – иначе шейка перегреется.

Долго ли длится сам процесс, включая переналадку под коренные или шатунные шейки? По опыту компании, на шлифовку вала четырехцилиндрового двигателя легкового автомобиля уходит порядка 40 мин.

Но это время можно и сократить – например, если обрабатывать партию однотипных валов. В этом случае задействуются два станка – на одном шлифуют коренные шейки, на другом шатунные.

Нельзя не сказать и об инструменте – шлифовальных кругах. К ним тоже есть свои требования, и довольно жесткие. Например, биение круга должно быть менее 3-4 мкм, иначе шейка из круглой может превратиться в граненую. Этот дефект называется дроблением.

И еще. Если шейка имеет канавку для выхода круга, никакой особой подготовки инструмента не потребуется. А если ее нет? Тогда галтель будет подрезана, что недопустимо. Ведь в вале появится опасный концентратор напряжений, резко снижающий усталостную прочность детали.

В этом случае шлифовальный круг заправляется специальным алмазным инструментом таки образом, чтобы радиус закругления края был равен радиусу галтели. И тогда шлифовка станет для вала безопасной.

И завершает процесс ремонта полировка шеек. Она не только убирает микронеровности, повышая качество поверхности, но и уничтожает заусенцы в на масляных отверстиях на шейках.

После работ необходимо очистить все масляные каналы от технологической грязи после шлифовки и полировки.

В цехах «Механики». Несколько подробностей

Выходной контроль при передаче отремонтированного вала заказчику – процедура обязательная. Проверка размеров и формы шлифованных шеек – это само собой. А еще вал устанавливается на призмы и проверяется с помощью индикатора на биение. Если уложились в «сотку», прекрасно, деталь можно смело ставить в двигатель.

Правда, и здесь есть свои нюансы. Вал по разным плоскостям имеет не равную жесткость. Тяжелый вал может прогнуться и от собственного веса. Поэтому в ряде случаев допускается прогиб равный монтажному зазору.

Есть еще один подводный камень – состояние посадочного места для подшипника первичного вала коробки. Многие мастерские пренебрегают его проверкой и получают претензии: вы сделали мотор, сделали коробку, почему же коробка выходит из строя?

Загадка в следующем. Гнездо для подшипника может иметь биение. Вина ли это завода или предыдущего некачественного ремонта, неважно. Важно этот дефект устранить. Мастер разворачивает индикаторную стойку, упирает щуп во внутреннюю стенку гнезда и вращает вал. Ага, биение есть.

Вал ставят в токарный станок, базируясь по коренной шейке, и протачивают бьющее отверстие на 2 мм «в плюс». Затем запрессовывают в него стальную втулку и протачивают посадочное место под подшипник первичного вала. Все – теперь подшипник сосен с шейкой, и приключений с коробкой не будет.

Подробности можно приводить еще и еще, но, как говорил Козьма Прутков, нельзя объять необъятное. Поэтому резюмируем: используя отличное знание коленчатых валов, применяя индивидуальный подход к каждому случаю, базируясь на современных технологиях и станочном парке, компания неизменно обеспечивает высокое качество ремонта.

И еще. Качество и опыт – вещи неразделимые. Об опыте «Механики» свидетельствует такая история. Однажды, еще в 90-х (так ли уж важна точная дата?) компанию посетили представители известной фирмы Кольбеншмидт. И среди прочего поинтересовались: а сколько валов вы делаете в своем цехе? Где-то штук пятнадцать, ответили в «Механике». В неделю, уточнили немцы? В день, пояснили в «Механике». Надо было видеть глаза гостей.

И в заключение рекомендуем к просмотру ролики. В них руководитель «Механики» Д.Н. Даньшов рассказывает о тонкостях шлифовальных технологий.

Автор: Юрий Буцкий, к.т.н.

Шлифовка коленвалов. В каких случаях необходимо производить шлифовку коленвала

Устройство двигателя внутреннего сгорания представляет собой сложный механизм. Все детали и узлы являются крайне важными и выполняют свою функцию во время работы двигателя. С определенным пробегом металлические узлы требуют восстановления до заводского состояния. Это, собственно, и называется «капитальный ремонт двигателя». Один из самых дорогостоящих узлов мотора — коленвал. Он же прежде всего и подвержен интенсивному износу. Разберемся, что же такое шлифовка коленвалов и когда она нужна.

Общая информация

Коленчатый вал — основной механизм кривошипно-шатунной группы двигателя внутреннего сгорания. Предназначен для преобразования поступательного движения во вращательное. Реализовано это с помощью сложной геометрии детали. Во время работы ДВС весь кривошипно-шатунный механизм (в дальнейшем КШМ) испытывает существенные нагрузки. Это инерционные нагрузки и давление газов в результате сгорания топливно-воздушной смеси в цилиндрах. В совокупности нагрузки имеют не постоянный, а переменный характер.

В связи с этим к изготовлению коленвала выдвигаются особые требования. Он должен быть устойчивым к температуре и износу. Но любая деталь, находящаяся длительное время под нагрузкой, может потребовать ремонта. В данном случае это расточка и шлифовка коленвалов. Давайте более подробно рассмотрим, что же это за процедура и как выполняется.

Вкратце о расточке коленчатого вала

Первично о неисправности данного узла можно узнать по характерному стуку ДВС. В процессе эксплуатации происходит неминуемый износ цилиндро-поршневой группы (ЦПГ), а также КШМ. Это приводит к люфтам и зазорам. В результате коленвал начинает стучать. Чтобы устранить зазоры, устанавливают ремонтные вкладыши, которые на 0,1-0,2 мм толще заводских. Но для их монтажа сначала нужно проточить коленчатый вал. С помощью данной процедуры наружный диаметр шейки колена подгоняется под размеры ремонтного вкладыша.

Для большинства автомобилей выпускается 4 размера ремонтных вкладышей. Это значит, что коленвал может быть проточен максимум 4 раза, после чего ДВС или же коленвал заменяются на новые. Расточка осуществляется квалифицированным специалистом на специальном оборудовании в несколько этапов. Самому выполнить такую работу можно только тогда, когда имеются необходимый опыт и инструмент.

Шлифовка коленвала: цена и важные моменты

Процесс достаточно сложный и требует большого опыта от специалиста. Крайне важно соблюдать технологию и понимать принцип работы КШМ. Стоимость шлифовки и проточки обычно высока. Но это вполне обоснованные траты, так как новый коленвал обойдется все равно на 40-60 % дороже. Многие автовладельцы наивно считают, что для шлифовки нужен лишь соответствующий станок, но это совсем не так. Если мастер без опыта или достаточной заинтересованности берется за такую работу, то это может привести к грубым ошибкам, которые выльются в проблемы практически сразу.

Хотелось бы более подробно остановиться на вопросе, а во сколько же встанет качественная шлифовка коленвала. Цена очень сильно изменяется в зависимости от марки автомобиля и установленного двигателя. Чем больше цилиндров, тем больше придется заплатить. Отечественный ВАЗ отремонтировать дешевле всего, а двигатели V8 — крайне дорого. Расценки на одну лишь шлифовку могут изменяться от 2000 рублей и до 15 000, а в некоторых случаях и выше.

Технология шлифовки

Как было отмечено ранее, процесс достаточно сложный и ответственный. Начинать шлифовку нужно со самого слабого места. В большинстве случаев это коренные или шатунные шейки. Особенно это касается шеек малого диаметра, не имеющих полноценного противовеса. Они изнашиваются в самую первую очередь. Если же восстановление раньше уже имело место, то начинать нужно с некондиционных точек. К примеру, с хвостовика коленчатого вала. Обусловлено это тем, что можно потерять параллельность шеек и все нужно будет переделывать.

Некоторые компании ведут сбор информации о моторах, шлифовка коленвалов которых не дала должного результата и ДВС быстро вышел из строя. Чаще всего причиной служит трещина, которая начинается от галтели в месте обработки и переходит в нетронутую шлифовкой область. Причина — некачественная работа специалиста. Особенное внимание стоит уделять современным форсированным двигателям.

Шлифовка шеек коленвала

Прежде всего используется станок для шлифовки коленвалов. В него устанавливается деталь. Необходимо, чтобы ось коленчатого вала проходила через одну шатунную шейку. Перед выполнением работы по шлифовке необходимо отбалансировать колено. Если это не сделать, то вскоре деталь деформируется и уже не будет подлежать восстановлению.

Выверка является одним из наиболее сложных, но в то же время важных моментов во время проведения работ. Если не поставить грузики и не достичь соосности, то качество ремонта будет на недостаточном уровне и наоборот. Во всех случаях круги для шлифовки коленвалов должны иметь меньший размер, нежели шейка. Также обязательным условием является и подача смазочно-охлаждающей жидкости, и глубина врезки, которая регулируется в диапазоне от 0,02 до 0,03 мм. Все эти детали специалист проводящий работы должен учитывать. Нюансов существует огромное количество, именно поэтому шлифовка коленвалов должна проводиться в соответствующем месте при наличии современного и исправного оборудования.

Подведем итоги

Мы уже немного разобрались с тем, как проводится шлифовка коленвала. Отзывы же о данных работах далеко не всегда носят однозначный характер. Кто-то благодаря высокой квалификации мастера остается крайне доволен качеством и сроками выполнения работ. Но не все специалисты относятся к своей работе добросовестно, а простому автомобилисту сложно понять визуально, правильно ли выполнены все этапы и получилось ли достигнуть желаемого результата. В любом случае необходимо ответственно подходить к выбору сервиса, где будет проводиться ремонт. Сегодня есть огромное количество тематических форумов, где собираются владельцы определенной марки автомобиля. Там можно и узнать, где и насколько хорошо выполняют те или иные виды работ на определенной СТО.

Механическая обработка КОЛЕНВАЛА

Теория, обмер, Т.У.

Коленчатый вал — это деталь кривошипно-шатунного механизма, которая предназначена для преобразования возвратно-поступательных движений поршня во вращательное движение вала.

Коленчатый вал состоит из:

  • — коренная шейка (опора вала в коренном подшипнике);
  • — шатунная шейка (опора вала для нижней шейки шатуна);
  • — щеки (переходы между коренными и шатунными шейками);
  • — передняя выходная часть вала (часть вала на которой крепится зубчатое колесо связи с приводом распредвала, шкив отбора мощности на генератор, различное навесное оборудование);
  • — задняя выходная часть вала (место соединения с маховиком и другое);
  • — противовесы (части коленчатого вала, которые осуществляют разгрузку коренных подшипников от центробежных сил инерции — элемент балансировки вала).
Читайте также  Мочевина для дизеля что это?

Обмер коленчатого вала выполняется в два этапа:

Этап 1: проверка коленчатого вала на изгиб оси коренных шеек: Коленчатый вал укладывается на призмы. С помощью стрелочного индикатора, установленного на стойке, проверяем изгиб оси коленчатого вала, как правило сперва по центральной шейке, вращая коленчатый вал. Изгиб не должен превышать:

  • для легковых моторов 0,005 мм.
  • для грузовых моторов 0,01 мм. (или смотри мануал на ДВС)

Этап 2: микрометром измеряют, поочередно, диаметры коренных и шатунных шеек, как показано на рисунке ниже, а радиусы галтелей коренных (Rк) и шатунных (Rш) шеек измеряют шаблоном-радиусомером, а также измерительным инструментом (рейсмас или ШЦ-150) определяется радиус кривошипа (R), смотри следующий рисунок. Радиус кривошипа можно рассчитать по формуле: R= <(Фш-Фк):2>+L; где:
R — радиус кривошипа;
Фш — диаметр шатунной шейки;
Фк — диаметр коренной шейки;
L — расстояние от поверхности коренной шейки к поверхности шатунной шейки;

После визуального осмотра и измерения основных геометрических параметров коленчатого вала проводят операцию «магнитная дефектоскопия» или дефектоскопия цветными пенетрантами, с целью выявления микротрещин, сколов.

«Магнитная дефектоскопия» выполняется на магнитоскопе CD15. Дефектоскопия цветными пенетрантами с использованием красного пенетранта, очистителя-смывки и проявителя. Перед магнитной дефектоскопией необходимо очистить от грязи и других отложений, а также обезжирить поверхности коленчатого вала. Провести предварительную механическую обработку, например шлифовать, как чисто, остатки «приварившихся» подшипников скольжения с опор коленчатого вала, что бы получить чистую поверхность шейки.

При использовании пенетрантов необходимо (при наличии приварившихся частей вкладышей их необходимо сошлифовать):

  • — очистить поверхность с помощью очистителя;
  • — нанести пенетрант и подождать несколько минут для того, чтобы пенетрант мог заполнить поверхностные дефекты;
  • — смыть пенетрант с поверхности коленчатого вала при помощи очистителя;
  • — нанести проявитель.

На поверхности окрашенной проявителем визуально проникшим красителем вырисуется дефект.

Шероховатость поверхности шеек коленчатого вала должна быть не ниже Ra 0,2 мкм (по старой классификации не ниже 9 класса). То же самое касается опорной поверхности подшипника осевого разбега.

Рихтовка коленчатого вала

Коленчатые валы рихтуют вынужденно, по «бедности». Чугунные коленчатые валы вообще — не рихтуют! Стальные коленчатые валы рихтуют с осторожностью с последующей проверкой на трещины по шейкам и по галтелям.

Правильный ремонт — это переход в следующий ремонтный размер без рихтования!

Существует несколько видов рихтовки, а именно, приложение усилия, перпендикулярно оси, растягивая или сжимая деформированные участки коленчатого вала.

Рихтуют коленчатые валы выдержав радиальное биение относительно коренных шеек, шеек переднего и заднего сальника, шейки под привод ГРМ и относительно места под маховик — в пределах 0,08-0,1 мм. Устранение кривизны оси коленчатого вала выполняется с помощью гидравлического пресса станка AZ СР 150. Но следует помнить, что выправленные в холодном виде коленчатые валы имеют свойства в процессе своей работы опять изгибаться, и потому перед рихтовкой коленчатый вал необходимо нагреть до температуры 100…125 ºС (при такой температуре молекулы железа и углерода не меняют своей структуры). При правке оси коленчатого вала выполняют перегиб, в сторону, противоположную изгибу, а потом возвращают ось в допуск по радиальному биению до 0,1 мм. Коленчатые валы рихтуют, когда размеры шеек в следствии прогиба выходят за пределы ремонтных размеров коленчатого вала, и валы не нагруженные, то есть ДВС без турбонаддува.

После рихтовочной операции коленчатый вал также необходимо исследовать на наличие микротрещин в районе выхода масляных каналов, на галтелях, на поверхностях шеек которые могли образоваться в процессе рихтовки. Для этого применяют магнитоскоп или технологию с применением цветных пенетрантов.

Шлифование коленчатых валов

Износ шатунных шеек по окружности не равномерный. Тело шейка изнашивается больше со стороны, обращенной к оси коленчатого вала.

На шатунную шейку действует сила, возникающая в результате давления газов и передаваемая через шатун на шейку, а также центробежная сила инерции от массы шатуна — поршня, отнесенной к вращающимся частям. В результате действия этих сил шейка нагружается и изнашивается больше со стороны, обращенной к оси вращения коленчатого вала.

Изношенные шейки исправляют операцией «шлифование шатунных и коренных шеек» на специальных кругло-шлифовальных станках марки «AMC SCHOU» К-1500 (Lвала= 1500мм), К-1200 (Lвала= 1200мм) и CG 360-3300 (Lвала= 3300мм)оснащенных специально для шлифовки шатунных шеек — центросместителями для уравновешивания коленчатого вала. Для уменьшения нарушения параллельности осей коренных и шатунных шеек, коленчатые валы шлифуют, начиная с шатунных шеек, при этом строго выдерживается (не меняется при переходе на следующую группу шатунных шеек) радиус кривошипа.

Шлифование шатунных шеек отличается от шлифования коренных тем, что число оборотов вала подбирают в зависимости от его длины и веса. Это вызвано тем, что при вращении коленчатый вал, смещенный от оси вращения на расстояние, равное радиусу кривошипа, прогибается в сторону, противоположную оси вращения. На станках «AMC SCHOU» К1500 и К1200 при установке перед шлифовкой шатунных шеек, коленчатый вал уравновешивается противовесами станка и контролируется манометром гидравлического привода передней бабки станка. На станке фирмы AZ модели CG360-3300 контроль осуществляется электрическим прибором. Усилие поджима задней бабки регулируется гидравликой и контролируется стойкой с индикатором, что сводит к минимуму величину прогиба коленчатого вала от прижима задней бабкой. Длинные валы шлифуются обязательно с применением люнетов.

При шлифовании коленчатых валов необходимо выполнить такие Технические Требования:

  • — Радиальное биение коренных шеек не более 0,005 мм. — Эллипс конус поверхности шеек не более 0,005 мм.
  • — Радиус галтелей измеряется радиусомером (шаблоном) и должен быть не менее чем на новых коленчатых валах и формируется при правке абразивного круга специальным приспособлением. Шероховатость поверхности галтелей должна быть не ниже шероховатости поверхности коренных и шатунных шеек и равна не ниже Ra 0,2 мкм (по старой классификации не ниже 9 класса).
  • — Параллельность осей шатунных и коренных шеек должна сохраняться в пределах 0,1 мм на 1000 мм длинны (параметр выдерживается технологически техническими возможностями оборудования).
  • — Одинаковый размер радиуса кривошипа (соответствующий параметрам нового коленчатого вала).
  • — Прогиб оси коренных шеек до 0,005 мм, а для коленчатых валов тягачей, карьерных ДВС прогиб согласно технических требований производителя.

При изгибе оси коленчатого вала от 0,08 до 0,40 мм шейки шлифуют в следующие ремонтные размеры 0,25 мм; 0,50 мм; 0,75 мм; 1,0 мм; (При наличии ремонтных размеров. В противном случае меняется коленчатый вал на новый).

После шлифовки шеек коленчатого вала, коленчатый вал диагностируется на величину дисбаланса. При обнаружении превышения норм дисбаланса проводится операция «Балансировка коленчатого вала» на специальном оборудовании.

Балансировка коленчатых валов

После механической обработки коленчатый вал может изменить установленные допуски балансировки, и потому следующей обязательной операцией является балансировка.

Необходимо сначала провести балансировку самого коленчатого вала. После чего, устанавливая детали на вал поочередно, шкив маховик, корзину сцепления, провести их балансировку в сборе на коленчатом валу.

Маховики и муфты с проведенной балансировкой отдельно, на заводах-изготовителях, требуют балансировки на коленчатом валу только в случае, если при шлифовании коренных шеек была смещена их ось вращения.

Балансировка может быть использована тогда, когда требуется замена, например, маховика, балансированного на заводе изготовителе в сборе с коленчатым валом, а также в случаях, когда из-за неквалифицированной разборки не представляется возможным найти правильное взаимное положение снятого маховика и вала, ранее уже отбалансированных в сборе.

Наибольшую сложность представляет собой динамическая балансировка коленчатых валов V-образных двигателей, а также рядных двух-, трех- и пяти- цилиндровых ДВС. Валы этих двигателей не имеют средней плоскости симметрии, а у некоторых из них (например у двухцилиндровых) центр масс вообще не лежит на оси вращения. Такие валы динамически балансируются только со специальными компенсационными грузами на шатунных шейках, имитирующими приведенную массу (в процентном выражении) нижних головок шатунов и величину массы поршня с пальцем.

Балансировка проводится на специальном станке НС-500 с точностью до 1 г·см. Коленчатый вал устанавливается на призмы, независимые друг от друга, которые соединяются тягой с электронным блоком. С помощью электродвигателя, установленный в призмы, коленчатый вал раскручивается до определенных оборотов, динамика вращения считывается и анализируется компьютером.

Компьютер, в который заносится диаметр сверла и его угол заточки, анализирует данные и осуществляет контроль за количеством съема металла. При балансировании коленчатых валов специально подготовленных для соревнований, компьютер покажет и место где надо нарастить вес участка вала.

Балансировка — это неотъемлемая условие механической обработки коленчатых валов. Благодаря качественно выполненной балансировке улучшаются технико-технические характеристики ДВС:

  • — мощность двигателя повышается на 10-15%;
  • — двигатель устойчиво работает на всех режимах и холостом ходу;
  • — снижается расход топлива на 5-10%;
  • — пропадает вибрация.

Балансировка является заключительной операцией технологического процесса механической обработки коленчатого вала, после которой снятие материала с тела вала — не допускается!

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: