В наши дни инженеры внедряют в ДВС различные электронные начинки. Однако коленвал — это та составляющая, которую никогда не заменит ни одна другая. Его роль настолько критична, что от состояния коленвала напрямую зависит работа всего силового агрегата. Вместе с Евгением Хазовым, техническим директором сети сервисов самообслуживания «Антисервис», разбираемся, для чего нужен коленвал, как определить его поломку и стоит ли пытаться отремонтировать самостоятельно.
Что такое коленвал в двигателе
Коленчатый вал — это сложный и очень прочный элемент, сделанный из литого чугуна или стали с различными добавками. «Колено» находится в блоке двигателя автомобиля и является неразборным элементом. Разборные коленвалы устанавливают в квадроциклах, мотоциклах и другой мототехнике.
«Колено» состоит из противовесов и шеек, разделенных так называемыми щеками. Задача коленвала — преобразовывать один тип механического движения в другой: возвратно-поступательное движение поршней во вращательное. Оно уже, в свою очередь, через трансмиссию и маховик передается на колеса автомобиля.
Где находится коленвал
Коленвал находится в нижней части двигателя. Немного другое расположение у «колена» в оппозитных двигателях, там коленвал располагается по центру двигателя.
Типы коленвала
Можно выделить два основных типа коленвалов.
Полноопорный коленвал
Если коренных шеек вала больше, чем шатунных, и они находятся по обеим сторонам шатунной шейки, то речь идет о полноопорном коленчатом вале. В наши дни это самый часто встречающийся вид коленвалов.
Неполноопорный коленвал
Если шатунных шеек больше, чем коренных, а с двух сторон щеки расположены две смещенные относительно друга друга шатунные шейки, то это неполноопорный коленчатый вал. Такие валы обычно ощутимо тяжелее полноопорных.
Как работает коленвал
Рассмотрим подробнее, как работает коленвал и каждая отдельная его составляющая.
Коленвал двигателя
Эксперт Евгений Хазов объясняет, что принцип работы коленвала двигателя легче всего понять, представив устройство колеса паровоза.
«Колесо, по сути, и является коленвалом. Само колесо — это вал; место, куда крепится тяга от поршня, — это шейка. Тяга давит на шейку, колесо начинает крутиться. Другой пример — это рыболовный бур. Человек давит на ручку, вал начинает вращаться. Все это — упрощенные вариации коленвала. В двигателе коленвал работает по такому же принципу, но устроен немного сложнее. Там присутствуют подшипники скольжения, масляные каналы, сальники балансира и т. д. Все это нужно для эффективной и долговечной работы коленвала», — рассказал эксперт.
Шейка коленвала
Шейки бывают шатунные и коренные. Последние находятся на оси вращения вала. Шатунные смещены относительно коренных шеек и оси, при вращении описывают круг. Нужны для взаимодействия поршня и вала, принимают на себя давление от шатунов. В зависимости от того, сколько цилиндров у автомобиля, такое количество шатунных шеек у вала и будет.
Шкив коленвала
Шкив приводит в действие распределительные валы, расположенные в верхней части двигателя. С его помощью открываются и закрываются клапаны двигателя.
Болт шкива коленвала
Служит для крепления шкива к коленвалу двигателя.
Вкладыши коленвала
Вкладыши расположены в местах, где коленчатый вал соединяется с шатунами и блоком цилиндров. Они нужны, чтобы предотвращать износ и трение. Обеспечивают устойчивую работу двигателя.
Датчик положения коленвала (ДПКВ)
Он согласует между собой работу впрыска топлива и системы зажигания. Если ДПКВ выйдет из строя, двигатель заглохнет или попросту не заведется. Этот датчик постоянно информирует электронный блок управления двигателя о скорости вращения и движении коленвала. Бывают оптические, индуктивные и датчики Холла.
Передние и задние сальники коленвала
Сальники удерживают внутри полостей картера двигателя газы и масло, а также создают более плотный зазор между блоком цилиндров и «коленом».
Признаки неисправности коленвала
Понять, что коленвал изношен, может только специалист со сложным измерительным инструментом. Состояние вала оценивается при разборке двигателя в условиях сервиса. Однако если в автомобиле выйдет из строя электромагнитный датчик положения коленвала, то узнать это можно сразу по нескольким характерным признакам. Перечислим их:
- Двигатель начнет глохнуть. Это может произойти сразу после запуска двигателя, при движении на низких оборотах и после продолжительной работы. Также машину бывает проблематично завести. Иногда сделать это и вовсе не получается.
- Нередко при нерабочем ДПКВ можно почувствовать ощутимые вибрации двигателя. Часто они сопровождаются лязгающими звуками. Вибрации могут усиливаться на холостом ходу. Это происходит из-за того, что ДПКВ не контролирует положение коленвала.
- Двигатель теряет в мощности. Это происходит из-за пропусков зажигания.
- Увеличенный расход топлива. Без видимой причины потребление бензина значительно увеличивается.
- Может появиться индикация Check Engine. Опытные водители знают, что причин появления этого значка множество, однако одна из них как раз касается стабильной работы ДПКВ.
Причины неисправности коленвала
Поскольку вращение коленвала зависит от других деталей, то причину поломки нужно искать и в них. Если он вышел из строя и вы не узнали, по какой причине это произошло, то поставленный на место сломанного новый коленвал сломается точно так же в самые короткие сроки. Причин неисправностей коленвала может быть несколько, рассмотрим основные из них.
1. Проблемы с сопрягаемыми деталями
Каждая вторая причина появления лопнувших коленвалов — это поломки сопрягаемых деталей. Например, дефекты шатунов (они перекручиваются, перегреваются и т. д.), вкладышей (оригинальные вкладыши практически не ломаются, а вот некачественные — вполне), блока.
2. Износ сальников
В этом случае сальники начинают пропускать масло, которое попадает на ремень газораспределительного механизма (ГРМ) и сцепление. Таким образом, выйти из строя может не только коленвал.
3. Срез шпонки
Если шпонка «колена», которая крепит шкив привода ГРМ на носовой части вала, сделана из некачественного металла, это может привести к ее срезу.
4. Заводской дефект
В крайне редких случаях причиной поломки может быть заводской дефект.
5. Вибрация двигателя
Коленвал может лопнуть из-за избыточной вибрации двигателя. У нее много причин, и сами они не исчезнут. Если на эту проблему закрыть глаза и не отбалансировать двигатель в сервисе, то вал лопнет.
Как заменить коленвал
Профессиональные автомеханики обращают внимание, что замена и починка коленвала — это не тот вид работ, который можно делать самостоятельно. Тем более без специнструментов и навыков. Если вы хотя бы немного не уверены в своих силах, советуем доверить работы специалистам.
Как снять шкив коленвала
Автомобили с задним приводом чаще всего оснащаются шкивом с гайкой, с передним — шкивом с болтом. Самый доступный способ — снять шкив с помощью гайковерта. Однако он не у всех есть в наличии, и иногда бывает сложно подлезть к шкиву (особенно в условиях гаража). Также гайковерт вряд ли справится с прикипевшим креплением.
Снять шкив можно, применив хитрый трюк: поставить рычаг коробки передач в нейтральное положение, затем принять меры, чтобы мотор не запустился (например, снять колпачки со свечей зажигания), надеть на гайку торцевой ключ, «удлинить» его с помощью трубы и упереть в поверхность. После этого стартер быстро включают и выключают. Коленвал придет в движение, машина при этом не заведется, а гайка, зафиксированная удлиненным ключом, отойдет сама.
Народных способов снять шкив коленвала довольно много. Пользоваться ими стоит лишь на свой страх и риск. Для разных типов и моделей авто используется свой способ.
Как снять коленвал
Извлечь коленвал без снятия двигателя из корпуса автомобиля весьма затруднительно, но возможно. Профессионалы советуют не прибегать к такой самодеятельности.
Картерный поддон демонтируют, пока машина стоит на эстакаде. Затем вытаскивается обойма с задним сальником, снимается крышка привода распредвала, скидывается звездочка вала. Обязательно нужно пометить расположение шатунов относительно своих крышек, чтобы потом правильно установить коленвал обратно. Крышки шатунов отворачиваются, сами шатуны снимаются. Снимается крышка заднего коренного подшипника, вынимаются упорные кольца. Коленвал нужно зафиксировать, чтобы он не упал на вас, затем вынуть оставшиеся вкладыши и крышки.
Момент затяжки коленвала при установке
Когда вал установлен, нужно проверить, верно ли была произведена затяжка. «Колено» должно ходить свободно и равномерно, без «закусывания» и заедания. Чаще всего сначала закручивают самую мощную крышку коленвала — третью, а дальше переходят на края. Единого мнения о том, какой показатель Nm выставлять на динамометрическом ключе перед затяжкой, нет.
Как выставить коленвал по метке
Метка на шкиве коленчатого вала должна быть напротив треугольной метки на двигателе. Указатель на маховике — напротив треугольной метки на кожухе.
Последствия поломки коленвала
Поломка коленвала, как правило, не происходит внезапно. Ей предшествуют определенные признаки, которые опытный водитель может распознать: повышенный шум и вибрация двигателя, стуки, потеря мощности, повышенный расход топлива, нестабильная работа двигателя на холостых оборотах.
Вот главные последствия поломки коленвала:
- Разрушение самого коленвала. Трещины и деформация — все это приводит к полной остановке двигателя.
- Разрушение коренных и шатунных подшипников. Из-за этого осложняется вращение, что приводит к поломке двигателя.
- Повреждения блока цилиндров. В некоторых случаях фрагменты сломанного «колена» могут повредить блок цилиндров, что потребует его расточки, ремонта или даже полной замены.
- Повреждение поршней и поршневых колец. Они могут получить механические повреждения или заклинить.
Как продлить службу коленвала
Собрали основные рекомендации, как продлить срок жизни коленвала:
- используйте качественное моторное масло и своевременно заменяйте его;
- заправляйте автомобиль качественным топливом;
- регулярно проверяйте уровень масла и его состояние;
- избегайте резких ускорений и торможений, которые создают значительные перегрузки коленчатого вала. Не допускайте работы двигателя на предельных оборотах долгое время;
- если вы заметили какие-либо признаки неисправности двигателя (повышенный шум, вибрацию, стуки, потерю мощности и т. д.), немедленно обратитесь к специалистам.
Совет эксперта
Эксперт Евгений Хазов резюмирует сказанное выше и делится советом:
«Коленвал — это очень сложная с технической точки зрения деталь. Его диагностика, ремонт и замена требуют комплексного подхода, сложного оборудования и довольно специфических знаний. Самостоятельный ремонт невозможен. Да и не в каждом автосервисе это могут сделать.
Коленвал, как правило, рассчитан на весь срок службы двигателя и является его частью. Поэтому главный совет по продлению его работы — это своевременное обслуживание автомобиля, замена масла и фильтров в двигателе и использование качественного топлива. Как-то отдельно обслуживать коленвал нет необходимости».