Устройство двигателей ВАЗ 2103 и ВАЗ 2106

Для чего нужен коленвал в двигателе ВАЗ 2106

Коленчатый вал (коленвал) — важная деталь кривошипно-шатунного механизма любого двигателя. Работа узла направлена на преобразование энергии сгорающих газов в механическую энергию.

Описание коленвала ВАЗ 2106

Коленвал имеет довольно сложную конструкцию, с расположенными на одной оси шатунными шейками, которые соединяются посредством специальных щёк. Количество шатунных шеек на двигателе ВАЗ 2106 равно четырём, что соответствует числу цилиндров. Шатуны обеспечивают соединение шеек на валу с поршнями, в результате чего совершаются возвратно-поступательные движения.

Рассмотрим основные элементы коленчатого вала:

1. Коренные шейки — являются опорной частью вала и устанавливаются на коренных вкладышах (расположены в картере мотора).
2. Шатунные шейки. Эта часть предназначена для соединения коленвала с шатунами. Шатунные шейки, в отличие от коренных, имеют постоянное смещение в стороны.
3. Щёки — деталь, обеспечивающая соединение двух типов шеек вала.
4. Противовесы — элемент, уравновешивающий вес шатунов и поршней.
5. Передняя часть вала — часть, на которую насаживается шкив и шестерня механизма газораспределения.
6. Задняя часть. К ней крепится маховик.

Спереди и сзади коленвала установлены уплотнители — сальники, которые предотвращают выход масла наружу. Весь механизм коленчатого вала вращается благодаря специальным подшипникам скольжения (вкладышам). Эта деталь представляет собой тонкую стальную пластину, которая покрыта материалом с низким коэффициентов трения. Чтобы вал не смещался по оси, используется упорный подшипник. В качестве материала при изготовлении коленчатого вала используется углеродистая или легированная сталь, а также модифицированный чугун, а сам процесс производства осуществляется методом литья или штамповки.

Коленвал силового агрегата имеет сложное устройство, но при этом принцип его работы довольно прост. В цилиндрах двигателя происходит воспламенение и сгорание топливно-воздушной смеси, в результате чего выделяются газы. В ходе расширения газы оказывают воздействие на поршни, что приводит к совершению поступательных движений. Механическая энергия от поршневых элементов передаётся шатунам, которые соединяются с ними через втулку и поршневой палец.

Такой элемент, как шатун, соединяется с шейкой коленвала с помощью вкладыша. Как результат, поступательное движение поршня преобразуется во вращение коленчатого вала. Когда вал совершает пол-оборота (проворачивается на 180˚), шатунная шейка движется обратно, тем самым обеспечивая возврат поршня. В дальнейшем происходит повторение циклов.

Не менее важным в работе коленвала является процесс смазывания трущихся поверхностей, к которым относятся шатунные и коренные шейки. Важно знать и помнить, что подача смазки к валу происходит под давлением, которое создаётся масляным насосом. На каждую коренную шейку масло подводится отдельно от общей системы смазки. На шейки шатунов смазывающее вещество подаётся через специальные каналы, которые расположены в коренных шейках.

Размеры шеек

Коренные и шатунные шейки по мере эксплуатации двигателя изнашиваются, что приводит к нарушению правильной работы силового агрегата. Кроме этого, износ может быть связан с разного рода неполадками двигателя. К таковым относятся:

• низкое давление в системе смазки;
• малый уровень масла в картере;
• перегрев мотора, что приводит к разжижению масла;
• низкое качество смазки;
• сильный засор масляного фильтра.

Перечисленные нюансы приводят к повреждению поверхности шеек вала, что говорит о необходимости ремонта либо замены узла. Чтобы оценить износ шеек, необходимо знать их размеры, которые приведены в таблице.

Таблица: диаметры шеек коленвала

Что делать при износе шеек

Каковы действия при износе шеек коленвала на ВАЗ 2106? Сперва производится деффектовка, делают замеры при помощи микрометра, после чего выполняют шлифовку шеек коленвала на специальном оборудовании до ремонтного размера. В гаражных условиях эту процедуру сделать невозможно. Шлифовка шеек производится до самого близкого размера (исходя из приведённых таблиц). После обработки устанавливаются утолщённые вкладыши (ремонтные) в соответствии с новым размером шеек.

Если производится капитальный ремонт двигателя, совсем не лишним будет осмотреть масляный насос, продуть масляные каналы блока цилиндров, а также самого коленвала. Внимание стоит обратить на систему охлаждения. Если на элементах двигателя или его системах присутствуют следы износа либо повреждений, детали и механизмы нуждаются в ремонте или замене.

Видео: шлифовка коленвала на станке

Выбор коленвала

Необходимость в выборе коленчатого вала на ВАЗ 2106, как и на любой другой автомобиль, возникает в случае ремонта двигателя или для улучшения характеристик мотора. Независимо от поставленных задач нужно помнить, что коленчатый вал должен быть тяжёлым, с противовесами большого веса. Если деталь будет подобрана правильно, механические потери значительно снизятся, также как и другие нагрузки на механизмы.

В процессе выбора узла, даже если он новый, пристальное внимание обращают на его поверхность: никаких видимых изъянов, таких как царапины, сколы, задиры, быть не должно. Кроме этого, внимание уделяют ряду характеристик коленвала, а именно соосности, овальности, конусности и диаметру шеек. Во время сборки мотора выполняют балансировку коленчатого вала для уравновешивания всех вращающихся элементов. Для этой процедуры используется специальный стенд. По окончании балансировки закрепляют маховик и снова продолжают процесс. После монтируют корзину сцепления и другие элементы (шкивы). Необходимости в балансировке с ведомым диском сцепления, нет.

Признаки неисправности

Если ремонтировать коленвал своими руками, то можно значительно сэкономить на автосервисе. Поэтому стоит разобраться с его диагностикой, ремонтом и установкой. Если вовремя не выполнять ремонт, то может заклинить двигатель, а это чревато более серьезным ремонтом. Ниже приведены признаки, которые служат для определения неисправностей:

• при работающем моторе не гаснет лампочка контроля уровня масла, что говорит о снижении давления масла в системе;
• на средних и высоких оборотах слышится металлический стук в двигателе, который увеличивается с возрастанием количества оборотов;
• заклинивает двигатель.

Причиной первых двух неисправностей является выработка коренных и шатунных шеек. В этом случае увеличивается расстояние между шейкой и вкладышем, что приводит к понижению давления масла. Если расстояние слишком большое, возможно биение вала, что является причиной металлических звуков в двигателе. Если заклинивает мотор, то коленвал лучше заменить. Для диагностики исправности коленчатого вала его следует демонтировать и почистить.Лучше снимать деталь вместе с двигателем.

После снятия нужно выполнить визуальный осмотр шеек и щек, по которому принимают решение о необходимости шлифовки или замены. Для осмотра не нужны специальные приборы, можно понять на ощупь. Если обнаружены царапины и задиры на шейках, то деталь отдают на расточку. Расточку можно выполнять 4 раза. Каждая расточка увеличивает размеры вкладышей на 0,25 мм. После демонтажа коленвала нужно оценить размеры вкладышей, позволят ли они делать расточку. Если шлифовка ни разу не выполнялась, то вкладыши имеют значок без каких-либо цифр.

Если обнаружены трещины, то коленвал нужно заменить. Можно отдать на наварку, но обычно восстановленные детали выхаживают не более 50 тысяч километров. После расточки нужно отполировать шейки. Затем шейки и коленчатый вал нужно промыть бензином. Также следует тщательно почистить масляные каналы, чтобы загрязнения не попали в подшипники. После промывки бензином нужно продуть масляные каналы с помощью сжатого воздуха.

Шкив коленвала

Генератор и водяной насос на ВАЗ 2106 приводятся в движение посредством ремня от шкива коленвала. При проведении ремонтных работ с двигателем, внимание стоит обратить также на состояние шкива: нет ли видимых повреждений (трещины, задиры, вмятины). При обнаружении дефектов, деталь следует заменить.

В процессе монтажа, шкив на коленчатый вал должен садиться ровно, без перекосов. Несмотря на то что шкив на валу сидит довольно плотно, для защиты от проворачивания используется шпонка, которая также может быть повреждена. Деталь с дефектами подлежит замене.

Метки коленвала

Чтобы двигатель работал безукоризненно, после установки коленвала необходима правильная настройка зажигания. На шкиве коленчатого вала есть специальный отлив, а на блоке цилиндров три метки (две короткие и одна длинная), соответствующие углу опережения зажигания. Первые две обозначают угол в 5˚ и 10˚, а длинная — 0˚ (ВМТ).

Метку на шкиве коленвала располагают напротив длиной риски на блоке цилиндров. На звёздочке распредвала также есть метка, которую необходимо совместить с отливом на корпусе подшипников. Для вращения коленчатого вала используют специальный ключ соответствующей размерности. По обозначенным меткам поршень первого цилиндра находится в верхней мёртвой точке, при этом бегунок на распределителе зажигания нужно установить напротив контакта первого цилиндра.

Несмотря на то что коленвал является ответственным узлом любого двигателя, провести ремонт механизма под силу даже начинающему автомастеру, за исключением этапа шлифовки. Главное, подобрать элементы согласно размерам вала, после чего следовать пошаговым инструкциям по его сборке.

Коленчатый вал снимаем для его замены или замены вкладышей.

Установка

1. Промываем коленчатый вал в керосине и продуваем сжатым воздухом его внутренние полости. Устанавливаем новые вкладыши коренных подшипников коленчатого вала номинального или ремонтного размера. На наружной цилиндрической поверхности вкладышей выбиты цифры, указывающие ремонтный размер: 025 — первый ремонтный, под шейку коленчатого вала, уменьшенную по диаметру на 0,25 мм. Соответственно при втором, третьем и четвертом ремонтных размерах будут значения: 050, 075, 100. Отличить шатунные вкладыши от коренных просто. На верхних коренных вкладышах (кроме среднего) выполнены кольцевые канавки. Кроме того, вкладыши средней опоры шире остальных. Шатунные вкладыши все одинаковые и взаимозаменяемые, их диаметр меньше диаметра коренных. Для увеличения площади контакта на шатунных вкладышах нет кольцевых канавок.

2. Устанавливаем в проточки постели пятого коренного подшипника упорные полукольца канавками к коленчатому валу. Полукольца изготавливаются нормальной толщины (2,310-2,360 мм) и увеличенной (2,437-2,487 мм).

3. Проверяем осевой зазор между упорными полукольцами и упорными поверхностями коленчатого вала, который должен быть в пределах 0,06-0,26 мм. Если зазор превышает максимально допустимый (0,35 мм), заменяем упорные полукольца новыми, увеличенными на 0,127 мм.

4. Смазываем шатунные и коренные шейки коленчатого вала моторным маслом и устанавливаем вал в блок.

5. В соответствии с метками устанавливаем крышки коренных подшипников и затягиваем болты их крепления моментом 68,4-84,3 Н·м. Проверяем свободное вращение вала.

6. Устанавливаем на коленчатый вал шатуны с вкладышами и крышками. Затягиваем гайки креплений моментом 43,4-53,5 Н·м.

8. Устанавливаем на блок цилиндров держатель с сальником (см. «Задний сальник коленчатого вала — замена»).

9. Установка остальных снятых деталей выполняется в обратной последовательности.

12. На карбюраторном двигателе проверяем и при необходимости корректируем угол опережения зажигания (см. «Момент зажигания — проверка и регулировка»).

Проверка состояния и подбор вкладышей коренных и шатунных подшипников коленчатого вала

Несмотря на то, что подшипники коленчатого вала в процессе капитального ремонта двигателя подлежат замене в обязательном порядке, старые вкладыши следует сохранить с целью внимательного изучения их состояния, результаты которого могут дать много полезной информации об общем состоянии двигателя. На иллюстрации приведены примеры типичных дефектов вкладышей подшипников. Выход подшипников из строя может происходить вследствие недостатка смазки, попадания частиц грязи, перегрузок двигателя и развития коррозии. Вне зависимости от характера дефектов, причина повреждения вкладышей должна быть устранена в процессе выполнения капитального ремонта двигателя во избежание рецидива.

Для осмотра извлеките вкладыши подшипников из своих постелей в блоке двигателя/нижних головках шатунов и коренных/шатунных крышках и разложите их в порядке установки на чистой рабочей поверхности. Организованность размещения вкладышей позволит привязать характер выявленных дефектов к состоянию соответствующих шеек вала.

Грязь и посторонние частицы попадают в двигатель различными путями. Они могут быть оставлены внутри блока в процессе сборки агрегата, либо проникнуть через фильтры или систему вентиляции картера. Все частицы, попадающие в двигательное масло, в конечном итоге, рано или поздно, оказываются в подшипниках. Часто в мягкий материал вкладышей внедряются металлические опилки, образующиеся в процессе нормального срабатывания внутренних компонентов двигателя. Велика вероятность присутствия в подшипниках следов абразива, в особенности, когда не было уделено должное внимание чистке блока после завершения восстановительного ремонта двигателя. Вне зависимости от способа, которым посторонние частицы попадают в двигатель, в результате они с высокой степенью вероятности оказываются внедренными в мягкую поверхность вкладышей подшипников коленчатого вала и легко выявляются при визуальном осмотре последних. Крупные частицы обычно не задерживаются во вкладышах, но оставляют на их поверхности и поверхности шеек вала заметные следы в виде царапин, каверн и задиров. Наилучшей гарантией от такого рода неприятностей является ответственное отношение к чистке компонентов после завершения капитального ремонта двигателя и тщательности соблюдения чистоты при сборке. Частая регулярная смена двигательного масла также позволяет существенно продлить срок службы подшипников.

Коленчатый вал и маховик

Коленчатый вал – пятиопорный, отлит из чугуна. Поверхности шеек вала закалены токами высокой частоты на глубину 2–3 мм. В заднем конце коленчатого вала выполнено гнездо под передний подшипник ведущего вала коробки передач, по наружному диаметру которого центрируется маховик.

Шатунные и коренные шейки коленчатого вала соединяются каналами, по которым подводится масло для смазки шатунных подшипников. Технологические выходы каналов закрыты колпачковыми заглушками, которые запрессованы и для надежности зачеканены в трех точках.

Для продления срока службы коленчатого вала предусмотрена возможность перешлифовки шеек коленчатого вала при износе или повреждении их поверхностей. Шлифованием диаметры шеек уменьшаются на 0,25, 0,5, 0,75 и 1,00 мм.

Вкладыши коренных и шатунных подшипников

Вкладыши коренных и шатунных подшипников сталеалюминиевые. Верхние вкладыши 1-, 2-, 4- и 5-го коренных подшипников имеют канавку на внутренней поверхности, а нижние без канавки (до 1987 г. нижние вкладыши этих подшипников устанавливались с канавкой). Вкладыши центрального (3-го) коренного подшипника отличаются от остальных большей шириной и отсутствием канавки на внутренней поверхности. Все вкладыши шатунных подшипников без канавок, одинаковые и взаимозаменяемые.

Маховик отливается из чугуна и снабжен стальным зубчатым венцом для пуска двигателя стартером. Маховик устанавливается на коленчатый вал так, чтобы метка (конусообразная лунка около зубчатого венца) находилась против шатунной шейки 4-го цилиндра. Метка служит для определения ВМТ в первом и четвертом цилиндрах.

Очистка каналов системы смазки

1. Для очистки удалите заглушки каналов. Затем прогоните гнезда заглушек зенкером А.94016/10, надетым на шпиндель А.94016, тщательно промойте каналы бензином и продуйте сжатым воздухом.

2. Нанесите герметик УГ-6 на поверхности гнезд заглушек. Оправкой А.86010 запрессуйте новые заглушки и для большей надежности зачеканьте каждую заглушку в 3-х точках кернером.

Проверка коренных и шатунных шеек

1. Установите коленчатый вал на две призмы (см. рис. Допустимые биения основных поверхностей коленчатого вала ) и проверьте индикатором:

биение коренных шеек (максимально допустимое 0,03 мм); биение посадочных поверхностей под звездочку и подшипник первичного вала коробки передач (максимально допустимое 0,04 мм); смещение осей шатунный шеек от плоскости, проходящей через оси шатунных и коренных шеек (максимально допустимое ±0,35 мм); неперпендикулярность по отношению к оси коленчатого вала торцевой поверхности фланца. При проворачивании вала индикатор, установленный сбоку на расстоянии 34 мм (см. рис. Допустимые биения основных поверхностей коленчатого вала ) от оси вала, не должен показывать биения более 0,025 мм.

Допустимые биения основных поверхностей коленчатого вала

2. На коренных, шатунных шейках и на щеках коленчатого вала трещины не допускаются. Если они обнаружены, замените вал.

3. На поверхностях коленчатого вала, сопрягаемых с рабочими кромками сальников, не допускаются царапины, забоины и риски.

4. Измерьте диаметры коренных и шатунных шеек. Шейки следует шлифовать, если их износ больше 0,03 мм или овальность шеек больше 0,03 мм, а также если на шейках есть задиры и риски.

1. Коренные и шатунные шейки шлифуйте, уменьшая на 0,25 мм так, чтобы получить, в зависимости от степени износа, диаметры, соответствующие значениям, приведенным в табл. Диаметры шатунных шеек, мм и табл. Диаметры коренных шеек, мм , и радиусы галтелей шеек, как указано на рис.(в самом верху) «Основные размеры шатунных и коренных шеек коленчатого вала и их галтелей» .

Источник