Вкладыши коленчатого вала: назначение, конструкция и подбор по размеру

На чтение

4 мин.

Просмотров

43

В системе кривошипно-шатунного механизма любого двигателя внутреннего сгорания важнейшую роль играют вкладыши коленчатого вала. Это элементы подшипников скольжения, которые служат для надежного позиционирования коленвала и минимизации трения между движущимися деталями.

Несмотря на простоту формы, данные элементы являются критичными для долговечности и надёжности работы двигателя. Именно они обеспечивают плавность вращения, предотвращают заедание и равномерно распределяют масляную плёнку между рабочими поверхностями.

Для чего нужны вкладыши в опорах коленвала

Основная задача вкладыша — это работа в качестве антифрикционного слоя, расположенного между шейкой коленчатого вала и постелью блока цилиндров или шатуном. Он берёт на себя весь ударный и скользящий износ при вращении.

Функции вкладышей коленчатого вала:

• Обеспечение скольжения без металлического контакта;
• Уменьшение трения в точках сопряжения;
• Центрирование коленвала в блоке двигателя;
• Передача нагрузки от шатуна на коленчатый вал и далее на опоры блока;
• Участие в формировании масляной прослойки.

Такие подшипники широко применяются на всех многоцилиндровых ДВС и заменяют менее надёжные подшипники качения, особенно в условиях высоких температур и масляного давления.

Конструкция вкладыша

Типичный вкладыш представляет собой две полукруглые металлические полосы, образующие кольцо вокруг шейки вала. Каждая из половинок содержит:

• Масляное отверстие — обеспечивает подачу смазки к трущимся поверхностям;
• Канавку — направляет масло к шейке;
• Замки или выступы — препятствуют проворачиванию вкладыша в посадочном месте;
• Упорные бурты (в упорных вкладышах) — ограничивают осевое смещение коленвала.

Материалы и многослойная структура вкладыша подбираются с учётом высокой скорости вращения, нагрузок и температур.

Слои и материалы

Современные вкладыши изготавливаются из нескольких слоёв:

• Базовый слой — прочная стальная основа;
• Антифрикционный слой — чаще всего из медно-свинцового или алюминиевого сплава;
• Защитные покрытия — обеспечивают устойчивость к коррозии и загрязнениям;
• Никелевый барьер (в трикомпонентных вкладышах) — предотвращает диффузию металлов между слоями.

Биметаллические вкладыши состоят из основы и основного антифрикционного слоя.
Триметаллические дополнительно имеют защитное финишное покрытие (толщиной до 0,025 мм), что повышает износостойкость и устойчивость к агрессивным средам.

Как выбрать вкладыш по размеру

Размер вкладыша зависит от состояния шеек коленвала. Из-за износа, шлифовки или ремонта вала часто требуются так называемые ремонтные вкладыши. Их отличает увеличенная толщина, которая компенсирует снятый при шлифовке слой металла.

Типовые ремонтные размеры:

• +0,25 мм
• +0,5 мм
• +0,75 мм
• +1,0 мм
• +1,5 мм (для сильно изношенных валов)

Выбор размера должен базироваться на фактических замерах коленвала. Стандартный рабочий зазор между вкладышем и шеей должен составлять от 0,03 до 0,07 мм. Недостаточный зазор может вызвать заклинивание, а избыточный — вибрации и ускоренный износ.

Как правильно подобрать вкладыш

Чтобы не ошибиться с выбором:

1. Измерьте диаметр шейки коленвала с высокой точностью (микрометром);
2. Определите тип двигателя и его модификацию;
3. Сопоставьте результаты с номинальным размером вкладыша по документации;
4. При необходимости выберите ремонтный размер.

Важно: не допускается установка вкладышей от другой модели двигателя или комбинация разных размеров в одном моторе. Все шейки должны иметь одинаковый зазор и покрытие.

Признаки износа вкладышей

• Повышенный стук в нижней части двигателя;
• Падение давления масла;
• Металлическая стружка в фильтре или картере;
• Перегрев и задиры на коленвале при разборке;
• Люфт в зоне шатунов или коренных опор.

В таких случаях необходима срочная замена комплекта вкладышей с проверкой состояния вала и шлифовкой при необходимости.

Заключение

Вкладыши коленчатого вала — неотъемлемая часть системы смазки и опоры двигателя. При малом размере и простой форме они выполняют ответственную работу, обеспечивая плавное вращение и защиту от износа. Правильный выбор, грамотная установка и регулярная проверка состояния вкладышей продлевают срок службы двигателя и предотвращают дорогостоящий ремонт.