Шлифовка коленвала — все тонкости.

Эта статья о шлифовке коленвала будет полезна не только автовладельцам, но и владельцам мотоциклов с коленчатыми валами на подшипниках скольжения.

Шлифовка коленчатого вала (а точнее его шеек, как коренных, так и шатунных) может потребоваться после определённого пробега любого двигателя и она позволяет восстановить правильную и нужную геометрию изношенных шеек коленчатого вала, как шатунных, так и коренных. В этой статье мы рассмотрим для чего нужна такая операция как шлифовка коленчатого вала, как она производится и когда необходимо шлифовать шейки коленвала, а так же другие нюансы по восстановлению коленчатого вала.

Разумеется те автовладельцы, которые имеют поблизости грамотную мастерскую, могут просто отдать свой автомобиль на ремонт автомеханикам. Тем более, что для осуществления шлифовки коленчатого вала требуется специальный шлифовальный станок. Ну а тем водителям кто живёт в глубинке и не имеет ремонтной мастерской поблизости, можно будет благодаря этой статье самостоятельно снять коленчатый вал и произвести его дефектовку.

Ну и после шлифовки коленвала на каком то заводе, они смогут проконтролировать размеры самостоятельно и собрать мотор с новыми вкладышами. Впрочем и водителям имеющим поблизости автосервис (или начинающим авторемонтникам), надеюсь эта статья будет полезна.

О восстановлении коленчатых валов (кривошипов), имеющих подшипники качения, вместо подшипников скольжения (вкладышей), я уже писал и желающие могут почитать об этом вот тут. А в этой статье мы рассмотрим как восстанавливают с помощью шлифовки шейки коленчатого вала, которые рассчитаны на подшипники скольжения.

Необходимость шлифовки шеек коленвала возникает от постепенного их износа, от которого коренные и шатунные шейки становятся овальными и их диаметр становится немного меньше, и вкладышей тоже. От этого зазоры в подшипниках скольжения увеличиваются и давление масла падает ниже необходимой нормы (как проверить точное давление масла читаем тут). Также давление масла падает и от износа распределительного вала и его постелей (о ремонте постелей распредвала описано вот тут).

Следует учесть, что падение давления масла может быть и от износа масляного насоса, или от износа сопряжения редукционного клапана и это следует учитывать и сначала устранить неисправности в них, перед тем как разбирать двигатель и вынимать коленчатый вал для шлифовки.

Кроме падения давления масла, ещё от износа шеек и вкладышей возникают стуки и ударные нагрузки при работе двигателя, так как зазоры между изношенными шейками и вкладышами увеличены больше нормы (нормы зазоров будут описаны ниже). Обычно стук шатунных подшипников резче стука коренных и он прослушивается на холостых оборотах мотора — при резкой подаче газа. А подшипник какого шатуна стучит, легко определить, если поочерёдно отключать свечи зажигания (или форсунки на дизельном двигателе).

Стук коренных подшипников коленвала обычно глухого тона, металлический. Тоже обнаруживается при резкой подаче газа на холостом ходу. Частота стука увеличивается с повышением оборотов коленвала. Чрезмерный осевой зазор коленвала вызывает более резкий стук с неравномерными промежутками, которые особо заметны при плавном увеличении (или уменьшении) оборотов двигателя.

Разумеется ездить с изношенным (застучавшим) коленвалом нельзя и при появлении стуков или при падении давления масла (ну или при проведении планового капитального ремонта двигателя) следует ремонтировать коленчатый вал с помощью шлифовки и подбора новых вкладышей, что и будет описано ниже.

Проверка геометрии шеек перед шлифовкой коленвала.

Разобрав двигатель (подробно о разборке мотора вот тут) и вынув коленчатый вал, его следует внимательно осмотреть. Трещины в любом месте коленвала недопустимы, а на поверхностях, которые облегают кромки сальников, не должно быть забоин, царапин или рисок.

Ниже будут описаны проверка и допуски для исправного коленвала и разумеется у изношенного коленвала (с изношенными шейками) биение будет больше, чем описано ниже, так как шейки как правило изнашиваются в виде овала и это значит следует произвести шлифовку коленвала.

Но нормы допусков следует знать и стремиться к ним. К тому же знание допусков на биение и методы проверки, поможет любому автовладельцу проконтролировать коленвал после того, как они заберут его из шлифовального цеха.

Осмотрев коленвал и убедившись в отсутствии дефектов, описанных выше, устанавливаем его на две призмы (крайними коренными шейками — см. фото слева) и с помощью индикатора часового типа (выставив индикатор на ноль и прикладывая носик индикатора к поверхностям шеек) проверяем биение — допустимые биения показаны на рисунке 1 ниже.

• Биение посадочной поверхности под ведущую шестерню масляного насоса и биение коренных шеек коленвала не должно превышать 0,03 мм (чем меньше, тем лучше).
• Биение посадочной поверхности под маховик не должно превышать 0,04 мм (чем меньше, тем лучше).
• Биение посадочной поверхности под шкивы и поверхностей, по которым трутся кромки сальников не должно превышать 0,05 мм.

Далее измеряем с помощью микрометра диаметры коренных и шатунных шеек коленвала (измеряем микрометром крест-накрест, чтобы выявить и овальность). Шейки коленвала следует шлифовать, если их износ более 0,03 мм, или овальность более 0,03 мм., а также если на шейках имеются риски или задиры.

Шлифуем шейки коленвала с уменьшением диаметра разумеется до ближайшего ремонтного размера (смотрим ремонтные размеры на рисунке 2, на примере коленвала ВАЗ 2108, 09). Ведь предусмотрена возможность перешлифовки шеек коленвала с уменьшением диаметра на 0,25; 0,5; 0,75;, 1 мм — это на большинстве двигателей, как отечественных, так и иномарок.

Так как ремонтные вкладыши изготавливают увеличенной толщины, под шейки коленвала, которые шлифованы и уменьшены по диаметру на 0,25; 0,5; 0,75; и 1 мм.

При шлифовании добиваемся выдерживания размеров до ближайшего ремонтного размера (уменьшенного диаметра шейки на 0,25 мм). При этом овальность и конусность коренных и шатунных шеек после шлифовки коленвала не должны превышать 0,005 мм. Это конечно же зависит от точности шлифовального станка, но эти допуски на конусность и овальность шеек следует учитывать при обработке, иначе смысла ремонта не будет.

А смещение осей шатунных шеек от плоскости, проходящей через оси шатунных и коренных шеек, после их шлифовки должны быть в пределах ±0,35 мм — см. рисунок 1. Для проверки устанавливаем коленвал крайними коренными шейками на две призмы и выставляем коленвал так, чтобы ось шатунной шейки первого цилиндра находилась в горизонтальной плоскости, проходящей через оси коренных шеек.

Далее индикатором проверяем смещение в вертикальном направлении шатунных шеек второго, третьего и четвёртого цилиндров, относительно шатунной шейки первого цилиндра.

Шлифовка коленвала — сам процесс.

Разумеется для шлифовки шеек необходим специальный круглошлифовальный станок, который имеется в специализированных мастерских. Технологию шлифовки шеек коленвала нет смысла описывать, так как сам процесс более понятен на видео чуть ниже. Перед шлифовкой самое ответственное — это выставить коленвал правильно, постукивая по нему и проверяя индикатором.

При шлифовании главное — это выдерживание размеров галтелей шеек (на примере вазовского коленвала на рисунке 2 ниже), чтобы получить правильный рабочий зазор между шейками и ремонтными вкладышами. Ну и разумеется не выйти за пределы допусков по овальности, конусности и смещения шеек, которые были описаны выше.

Прошлифовав шейки, следует отполировать их с помощью алмазной пасты (или пасты ГОИ). После шлифовки и последующей доводки шеек полировкой, следует удалить заглушки масляных каналов коленвала, а затем тщательно промыть каналы коленвал керосином, для удаления остатков абразива и продуктов износа вкладышей и шеек (подробнее о промывке каналов коленвала читаем здесь).

После промывки продуваем каналы сжатым воздухом и запрессовываем новые заглушки с помощью специальной оправки № А86010 (перед запрессовкой новых заглушек, желательно обработать их гнёзда специальной фрезой или зенковкой, чтобы удалить следы от кернера, разумеется это делаем ещё до промывки и продувки коленвала). После запрессовки новых заглушек следует закернить кернером каждую заглушку в трёх точках.

Ну и ещё желательно промаркировать на первой щеке коленвала величину уменьшения диаметра коренных и шатунных шеек после шлифовки коленвала (например 0,25; 0,50).

Вкладыши. Как было сказано выше, ремонтные вкладыши изготавливают увеличенной толщины, под шейки коленвала, которые шлифованы и уменьшены по диаметру на 0,25; 0,5; 0,75; и 1 мм.

На вкладышах нельзя производить никаких подгоночных работ. Зазор между вкладышами и шейками коленвала проверяют расчётом, перед этим промерив детали микрометром. Для проверки зазора гораздо проще пользоваться специальной калиброванной пластиковой проволокой (наподобие рыболовной лески).

Для этого хорошенько очищаем рабочие поверхности шеек и вкладышей и укладываем кусочек проволоки на поверхность шейки коленвала (чтобы не падала приклеиваем капелькой Литола) и затем устанавливаем на шейку шатун с крышкой (или крышку коренного подшипника) и стягиваем их болты с помощью динамометрического ключа. Гайки шатунных болтов затягиваем моментом 5,2 кгс•м (51Н•м), а болты крепления крышек коренных подшипников затягивам моментом 8,2 кгс•м (80,4Н•м).

Далее снимаем крышку и по шкале (см- рисунок 3, шкала нанесена на упаковку проволоки) и по сплющиванию проволоки определяем величину зазора между вкладышем и шейкой коленвала.

Номинальный расчётный зазор для шатунных шеек составляет 0,02 — 0,07 мм., и для коренных шеек составляет 0,026 — 0,073 мм. А если зазор меньше предельно допустимого (0,1 мм для шатунных и 0,15 мм для коренных) то можно снова использовать эти вкладыши, разумеется если шейки не шлифовались до ремонтного размера. Но всё же лучше использовать новые вкладыши (особенно если на хоженных вкладышах имеются риски и царапины).

Ну и если шейки коленвала изношены и шлифуются до ближайшего ремонтного размера, то разумеется вкладыши меняем на новые ремонтные, которые имеют увеличенную на 0,25 мм толщину.

Упорные полукольца. На этих кольцах так же как и на вкладышах нельзя производить никаких подгоночных работ. А при задирах, рисках или отслоениях меняем кольца на новые. Также следует заменить полукольца новыми ремонтными (увеличенной толщины) если осевой зазор коленвала превышает максимально допустимый 0,35 мм.

Новые ремонтные полукольца как правило увеличенной на 0,127 мм. толщины и их подбираем такой толщины, чтобы получить рабочий осевой зазор в пределах 0,06 — 0,26 мм (чем меньше, тем лучше).

После шлифовки коленвала, прежде чем установить его на своё место с новыми ремонтными вкладышами, коленчатый вал и все его масляные каналы и полости следует обязательно тщательно отмыть сначала бензином, а потом керосином, чтобы вымыть все остатки от шлифовки (абразив и металлическую пыль). Подробно об этом можно почитать вот тут.

После промывки и установки коленвала на своё место с новыми (ремонтными) вкладышами, затягиваем крышки шатунов и крышки коренных подшипников с требуемым моментом, который был указан выше. Ну и собираем двигатель в последовательности обратной разборке.

Вот вроде бы и всё о шлифовке коленвала и нюансах с ней связанных, успехов всем.