Что такое вкладыши в двигателе
Вкладыши (техническое название — подшипники скольжения) — это тонкие зеркально отшлифованные полукольца (в некоторых случаях — кольца) из мягкого сплава, которые обеспечивают плавное, без механического трения, вращение валов. А шатунные вкладыши обеспечивают взаимное бесконтактное перемещение шатунов и коленчатого вала.
С первых секунд работы между вкладышами и валом создается масляная подушка (клин), в которой и происходит взаимное движение деталей — без механического контакта металла о металл. Вал буквально парит в тончайшем слое масла без прямого контакта деталей. Это обеспечивает многолетнюю эксплуатацию, низкий локальный нагрев и медленный износ поверхностей.
Вкладыши делаются многослойными: стальная основа, далее слой меди или алюминиевого сплава и мягкое антифрикционное внешнее покрытие. Такая структура обеспечивает прочность, износостойкость и способность хорошо удерживать масляную пленку.
Для чего нужны вкладыши в двигателе
По сути — для выживания всего кривошипно-шатунного и газораспределительного механизма. А также других внутренних валов и осей, где применяются подшипники скольжения. Они обеспечивают:
- минимизацию механического трения между деталями (тот самый масляный клин);
- частичное поглощение нагрузок, возникающих при работе — за счет амортизации слоя масла;
- поддержание осевого положения валов, не позволяя им «гулять» и создавать дисбаланс;
- защиту от задиров и перегрева более дорогих деталей (например, блока цилиндров), если масляная пленка временно проседает.
Последний пункт — это нештатная, «аварийная» функция. Но именно благодаря тому, что вкладыши дешевые и относительно легко меняются, в случае потери давления масла они позволяют сохранить сам блок цилиндров (или иные места, куда устанавливаются). Уберегая, таким образом, от куда более дорогой и сложной процедуры капремонта.
Какие бывают вкладыши в двигателе
Типов не много, но каждый выполняет свою задачу.
- Коренные вкладыши коленвала — удерживают деталь в блоке цилиндров и обеспечивают его ровное вращение.
- Шатунные вкладыши коленвала — работают в местах соединения коленчатого вала и приводящих его шатунов, где нагрузка максимальна.
- Вкладыши распредвала — аналогично коленвалу, но для распределительного вала в ГБЦ.
- Вкладыши иных валов и вращающихся деталей — балансировочных валов (если есть), осей привода масляного насоса и т.д. Часто имеют не полукруглую, а кольцевую форму.
Для ремонта многих моделей двигателей производятся ремонтные вкладыши коленвала. Они имеют увеличенную толщину — для компенсации зазора изношенных шеек коленвала.
Также в ДВС есть вкладыши, не выполняющие роль гидродинамических подшипников (как описанные выше) — например, упорные вкладыши-полукольца распредвала. Такие детали нужны для фиксации валов от поперечных перемещений. Но сегодня они вне фокуса нашего обсуждения.
Где находятся вкладыши в двигателе
Для кривошипно-шатунного механизма — между коренными шейками коленчатого вала и поверхностями его коренных опор и ответных крышек. А также между шатунными шейками и шатунами с их крышками. Проще говоря — вкладыши «обнимают» коленвал в нескольких нагруженных точках, создавая там масляный зазор, исключающий механическое трение при вращении. Рабочий зазор между шейками и вкладышами лежит примерно в диапазоне 0,1-0,3 мм.
Аналогичный обхват детали вкладышами можно видеть на распредвале, балансировочном вале и иных внутренних валах и осях двигателя, где применяются подшипники скольжения.
Почему проворачивает вкладыши в двигателе
Проворот вкладышей — это явление, при котором полукольца (или кольца) подшипников срывает с посадочного места по оси вращения вала. В этом случае гарантированно теряется полноценная подача масла: масляный клин исчезает или становится совсем тонким. Начинается сухое трение и очень быстрый износ — как вкладышей, так и вала. Если не брать совсем огромные пробеги (естественный износ), основная причина проворота почти всегда лежит в плоскости обслуживания или условий работы. Типичные предпосылки следующие.
- Низкое качество или неправильный допуск/вязкость масла. Смазка не достигает должного давления или свойств в нагруженных зазорах.
- Сильное падение уровня масла. Насос хватает воздух, масляного клина нет, возникает сухое трение.
- Перегрев. Масло теряет свойства, становится жидким или пенится, давление падает.
- Износ или эллипсность шеек коленвала. При работе возникает биение, которое масляный клин скомпенсировать не в состоянии.
- Забитые масляные каналы и маслоприемник. Как альтернатива — недостаточная производительность маслонасоса. Это варианты причин масляного голодания.
- Перетянутые или недотянутые болты коренных или шатунных крышек, что нарушает зазор.
- Агрессивный тюнинг с ростом пиковых нагрузок выше расчетных для мотора.
Признаки проворота вкладышей
Стопроцентно определить проворот возможно только с частичной разборкой мотора. Однако существует набор характерных маркеров, указывающих на эту неисправность.
- Кратковременный металлический стук при холодном запуске — первый тревожный звоночек. Здесь главное не спутать его со стуком холодных гидрокомпенсаторов (это не опасно, хотя и нежелательно).
- Постоянный глухой стук «дизеления» даже на-горячую. Проявляется с прогрессированием проблемы. В случае проблем с вкладышами коленвала (самое частое) его описывают как «стучит по низу» — потому, что звук идет от средне-нижней части блока, где располагается коленвал и его вкладыши.
- Падение давления масла, вплоть до аварийной лампы.
- Металлическая стружка в поддоне.
- Заклинивание двигателя — самый крайний вариант, когда «капиталка» уже неизбежна.
