Как затянуть коленвал без динамометрического ключа

Двигатель внутреннего сгорания конструктивно имеет большое количество сопряженных деталей, которые во время работы ДВС испытывают значительные нагрузки. По указанной причине сборка мотора является ответственной и сложной операцией, для успешного выполнения которой следует соблюдать технологический процесс. От надежности фиксации и точности прилегания отдельных элементов напрямую зависит работоспособность всего силового агрегата. По этой причине важным моментом является точная реализация расчетных сопряжений между привалочными поверхностями или парами трения. В первом случае речь идет о креплении головки блока цилиндров к блоку цилиндров, так как болты ГБЦ необходимо протягивать со строго определенным усилием и в четко обозначенной последовательности.

Что касается нагруженных трущихся пар, повышенные требования выдвигаются к фиксации шатунных и коренных подшипников скольжения (коренные и шатунные вкладыши). После ремонта двигателя в процессе последующей сборки силового агрегата очень важно соблюдать правильный момент затяжки коренных и шатунных вкладышей двигателя. В этой статье мы рассмотрим, почему необходимо затягивать вкладыши со строго определенным усилием, а также ответим на вопрос, какой момент затяжки коренных и шатунных вкладышей.

Читайте в этой статье

Что такое подшипники скольжения

Для лучшего понимания того, почему вкладыши в двигателе нужно затягивать с определенным моментом, давайте взглянем на функции и назначение указанных элементов. Начнем с того, что указанные подшипники скольжения взаимодействуют с одной из самых важных деталей любого ДВС — коленчатым валом. Если коротко, возвратно-поступательное движение поршня в цилиндре преобразуется во вращательное движение именно благодаря шатунам и коленвалу. В результате появляется крутящий момент, который в итоге передается на колеса автомашины.

Коленчатый вал вращается постоянно, имеет сложную форму, испытывает значительные нагрузки и является дорогостоящей деталью. Для максимального увеличения срока службы элемента в конструкции КШМ применяются шатунные и коренные вкладыши. С учетом того, что коленвал вращается, а также ряда других особенностей, для данной детали создаются такие условия, которые минимизируют износ.

Для изготовления вкладышей используются более мягкие материалы по сравнению с теми, из которых изготовлен сам коленвал. Также вкладыши дополнительно покрывают антифрикционным слоем. В место, где вкладыш сопряжен с шейкой коленвала, под давлением подается смазочный материал (моторное масло). Указанное давление обеспечивает маслонасос системы смазки двигателя. При этом особенно важно, чтобы между шейкой коленвала и подшипником скольжения был необходимый зазор. От величины зазора будет зависеть качество смазывания трущейся пары, а также показатель давления моторного масла в смазочной системе двигателя. Если зазор будет увеличен, тогда происходит снижение давления смазки. В результате происходит быстрый износ шеек коленвала, а также страдают другие нагруженные узлы в устройстве ДВС. Параллельно с этим в двигателе появляется стук.

Добавим, что низкий показатель давления масла (в случае отсутствия других причин) является признаком того, что нужно шлифовать коленвал, а сами вкладыши двигателя необходимо менять с учетом ремонтного размера. Для ремонтных вкладышей предусмотрено увеличение толщины на величину 0.25 мм. Как правило, ремонтных размеров 4. Это значит, что диаметр ремонтного вкладыша в последнем размере будет на 1 мм. меньше по сравнению со стандартным.

Сами подшипники скольжения состоят из двух половин, в которых выполнены специальные замки для правильной установки. Главной задачей является то, чтобы между шейкой вала и вкладышем образовался зазор, который рекомендуется изготовителем двигателя.

Как правило, для замеров шейки используется микрометр, внутренний диаметр шатунных вкладышей промеряется нутромером после сборки на шатуне. Также для замеров можно использовать контрольные полосы бумаги, используется медная фольга или контрольная пластиковая проволока. Зазор на минимальной отметке для трущихся пар должен быть 0. 025 мм. Увеличение зазора до показателя 0.08 мм является поводом к тому, чтобы расточить коленвал до следующего ремонтного размера

Отметим, что в некоторых случаях вкладыши просто меняются на новые без расточки шеек коленвала. Другими словами, удается обойтись только заменой вкладышей и получить нужный зазор без шлифовки. Обратите внимание, опытные специалисты не рекомендуют такой вид ремонта. Дело в том, что ресурс деталей в месте сопряжения сильно сокращается даже при учете того, что зазор в трущейся паре соответствует норме. Причиной считаются микродефекты, которые все равно остаются на поверхности шейки вала в случае отказа от шлифовки.

Как затягивать коренные вкладыши и вкладыши шатунов

Итак, с учетом вышесказанного становится понятно, что момент затяжки коренных и шатунных вкладышей крайне важен. Теперь перейдем к самому процессу сборки.

1. Прежде всего, в постели коренных шеек устанавливаются коренные вкладыши. Необходимо учитывать, что средний вкладыш отличается от других. Перед установкой подшипников удаляется смазка-консервант, после чего на поверхность наносится немного моторного масла. После этого ставятся крышки постелей, после чего осуществляется затяжка. Момент затяжки должен быть таким, который рекомендован для конкретной модели силового агрегата. Например, для моторов на модели ВАЗ 2108 этот показатель может быть от 68 до 84 Н·м.
2. Далее производится установка вкладышей шатунов. Во время сборки необходимо точно установить крышки на места. Указанные крышки промаркированы, то есть их произвольная установка не допускается. Момент затяжки шатунных вкладышей немного меньше по сравнению с коренными (показатель находится в рамках от 43 до 53 Н·м). Для Lada Priora коренные вкладыши затягиваются с усилием 68.31-84.38, а шатунные подшипники имеют момент затяжки 43.3-53.5.

Подведем итоги

Хотя момент затяжки крышек коренных и шатунных подшипников является важным параметром, достаточно часто в общем техническом руководстве по эксплуатации конкретного ТС величина момента не указывается. По этой причине следует отдельно искать необходимые данные в спецлитературе по ремонту и обслуживанию того или иного типа ДВС. Это нужно сделать перед установкой, что позволит выполнить ремонтные работы правильно, а также избежать возможных последствий.

По этой причине затяжка производится при помощи динамометрического ключа и с учетом точно определенного усилия. Не стоит забывать и о том, что момент затяжки болтов крышек шатунных и коренных вкладышей несколько отличается.

Почему проворачивает вкладыши коленвала: основные причины. Что делать, если провернуло шатунный влкадыш, как правильно менять вкладыши шатунов.

Появление стуков на разных режимах работы дизеля. Диагностика неисправностей. Характер стуков кривошипно-шатунного механизма, ГРМ, топливной аппаратуры.

Когда необходимо растачивать коленчатый вал двигателя, для чего нужна расточка коленвала. Как растачивается коленвал, особенности подбора вкладышей.

Что следует понимать под определением "стуканул двигатель". Почему мотор начинает стучать. В каких случаях стук в двигателе указывает на поломку ДВС.

Стоит ли делать чип-тюнинг двигателя серийного автомобиля: преимущества и недостатки таких доработок. Ресурс и обслуживание двигателя после чиповки, советы.

Назначение и устройство коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания.

В инструкциях по техническому обслуживанию автомобилей, часто можно встретить таблицы с указанием крутящего момента для затяжки крепежа.

Особенно важно соблюдать значение на таких деталях, как впускной коллектор, головки блока цилиндров, шарниры подвески. Мастера станций техобслуживания используют специальные приспособления: динамометрические ключи.

Это дорогостоящий элемент: если он используется от случая к случаю, приобретение нецелесообразно. Поэтому многие автолюбители, обслуживающие автомобили самостоятельно, делают динамометрический ключ своими руками.

Совершенно бесплатно изготовить инструмент не получится: как минимум нужен фабричный ключ, а также прибор, фиксирующий крутящий момент.

Для чего нужен динамометрический ключ?

Определенный момент затяжки на сопрягаемых деталях нужен для равномерного прилегания плоскостей. Кроме того, если по контуру установлена прокладка, неравномерное усилие болтовых соединений может ее разрушить.

Динамометрический ключ позволяет затягивать болты с точностью до сотых долей миллиметра. Кроме того, часто требуется с высокой точностью выполнить динамометрическую затяжку посадочного места подшипника.

Производитель рассчитывает значения крутящего момента, исходя из типа материала и конструктивных особенностей узла. При создании автомобиля на заводе, весь крепеж затягивается согласно техническим условиям: как правило, эту работу выполняют сборочные роботы.

А при обслуживании, ремонте, замене деталей – нужное усилие обеспечивается ручным инструментом: динамометрическим ключом.

Главное его достоинство – возможность работать в широком диапазоне настройки. Вы просто устанавливаете предел срабатывания своими руками, или визуально контролируете стрелку динамометра.

То есть, универсальный динамометрический ключ не позволяет одинаково точно затягивать гайки с усилием 2 Н.м. и 100 Н.м.

Производители инструмента выпускают динамометрические ключи в нескольких диапазонах:

• самый популярный «размерчик»: 40 – 210 Н.м. Он позволяет выполнять большинство ремонтных работ на ходовой части автомобиля;
• точный динамометрический ключ (от 2 Н.м. до 50 Н.м.) предназначен для ремонта и обслуживания двигателя. Настройка карбюратора, затяжка свечей, сборка коленвала и шатунов. Работы по замене впускной или выпускной систем, также выполняются динамометрическим ключом малого диапазона;
• предел затяжки от 200 Н.м. и выше предназначен для силовых элементов мощных конструкций. Применительно к автомобилям – пожалуй, лишь ступичные гайки.

Как устроен динамометрический ключ для автомобиля?

Существуют два конструктивных решения: ограничение крутящего момента, и визуальный контроль процесса. Рассмотрим каждое из них детально.

Так называемая трещотка

Внешне мало чем отличается от обычного рычага с трещоткой под торцовые головки. Собственно, это она и есть.

Просто храповой механизм с регулируемой силой срабатывания, превратил обычную рукоятку в динамометрический ключ. Секрет именно в конструкции храповика. Он позволяет шестерне прокручиваться в любую сторону.

По направлению возврата, когда вы отводите рукоять для следующего оборота головки, усилие минимально. А вот в рабочем направлении, где применяется усилие, зуб храповика соскакивает с шестерни при достижении заданного значения.

В рукоятке хвостовика, расположена вращающаяся насадка. Она регулирует натяжение пружины храпового механизма.

Как работает система?

При достижении выставленного значения момента, шестерня трещотки начинает проскакивать. Рукоять проворачивается с характерным звуком, а гайка не закручивается.

Динамометрический ключ с трещоткой является полуавтоматическим. Он дает возможность затягивать гайки, не опасаясь их перетянуть.

Измерительная шкала

Динамометрический ключ не имеет механизма ограничения крутящего момента, но к поворотному механизму подсоединен стрелочный либо цифровой динамометр. Когда к рукоятке прилагается усилие, стрелка отклоняется, и можно фиксировать значение приложенной силы.

Принцип работы достаточно прост: стрелка сохраняет неизменное положение относительно головки ключа, а рукоятка изгибается, как пружинный торсион. В результате шкала смещается по отношению к кончику стрелки пропорционально приложенному усилию.

Недостаток данной модели – нет автоматического ограничителя. Вы просто контролируете усилие, которое прилагается к рукоятке. Это позволяет произвести более точное измерение (в отличие от трещотки, которая работает дискретно), но есть вероятность механической ошибки при дозировании усилия.

Самодельный динамометрический ключ на базе трещотки сделать сложно, технология требует наличия металлообрабатывающих станков и прецизионной калибровки. А вот инструмент с динамометром вполне по силам домашнему мастеру.

Варианты самодельных динамометрических ключей

Для начала вспомним школьный курс физики. Измерение крутящего момента производится в ньютонах на метр. Не вдаваясь в формулы, практически это означает: 10 Н.м. – равно усилию в 1 кг, приложенному к рычагу длиной 1 метр.

То есть, если отмерить от центра головки накидного ключа 1 метр, и закрепить в этой точке динамометр, можно с высокой степенью точности измерить крутящий момент затягивания гайки.

Этот метод далеко не нов: владельцы автомобилей ВАЗ и УАЗ, при ремонте редуктора заднего моста, пользовались методичкой, разработанной еще при СССР.

Гайка хвостовика, которая сжимала обоймы конических подшипников, затягивалась со строго дозированным усилием. Момент контролировался с помощью домашнего динамометра, а при его отсутствии – «точный» измерительный прибор делался из безмена.

По сути, это и есть прообраз самодельного динамометрического ключа. Только в качестве рычага используется фланец полуоси.

Как сделать динамометрический ключ своими руками, чтобы им было удобно пользоваться?

Метровая рукоятка ключа – не самый практичный вариант. Воспользуемся правилом расчета силы в зависимости от длины рычага. Формулы изучать нет смысла, величины рассчитываются в пропорциях.

Чем короче рычаг, тем большее усилие необходимо приложить (при сохранении величины крутящего момента):

• рычаг 1 м, крутящий момент 10 Н.м., усилие 1 кг;
• рычаг 0,5 м, крутящий момент 10 Н.м., усилие 2 кг;
• рычаг 33 см (уже удобно работать), крутящий момент 10 Н.м., усилие 3 кг.

Для изготовления понадобятся:

• рукоятка для работы с торцевыми головками под квадрат (для большей универсальности – с удлинителем).
• хомут для фиксации точки измерения силы.
• измерительное устройство: можно использовать обычные весы типа «безмен» или «кантор». Оптимальный диапазон измерений от 100 грамм до 50 кг.

Отмерив от центра вращения необходимую длину, закрепляем хомут на рычаге.

Устройство готово за 15 минут. Можно наметить несколько точек установки хомута, в зависимости от измеряемого момента.

Если не хочется делать своими руками отдельный инструмент – воспользуйтесь стандартным набором ключей (с одной стороны рожковый, с другой – накидной). Принцип действия такой же точно.

Для каждого ключа (поскольку они разной длины), заранее составляем таблицу расчета. Можно воспользоваться готовым приложением для смартфона:

Вводим полученные данные (длина рычага, показания кантора), и видим готовый результат в ньютонах на метр.

Затягиваем болт самодельным динамометрическим ключом – видео

Вывод:
Имея на руках безмен стоимостью 300 – 500 руб. (он есть практически в каждом доме), можно сэкономить на покупке фабричного динамометрического ключа: цена порядка 2000 – 3000 рублей.

*а затянуть по мануалу очень хочется!

Так уж получилось, что это мой первый пост. Принципиально не хотел писать первым постом «как я влился в моторяды», ибо так делают все, это лирика чистой воды и практическую пользу несет редко.

Сразу предупреждаю, что точность метода неизвестна и мной не проверена (ибо как раз у меня ключа и нет). Могу сказать одно: равномерность затяжки будет обеспечена.
Многие могут назвать содержимое поста костылями и колхозом. Ваше право. Но за неимением лучшего, как правило, приходится пользоваться тем, что есть.

А то, что есть, думаю, лучше, чем затягивать от руки :)

Начну с небольшой предыстории.
(Тем, кому хочется сразу суть, читать с "Нам понадобится" ).

Началось все с того, что мой старый конь по имени ZX-50 потребовал новой поршневой, ибо за 7 лет в нем была поменяна одна лишь лампочка (за что ему большое спасибо). После появления Броса в гараже, его было бы резонно вообще не ремонтировать и оставить на содержание младшему брату, пускай разбирается в технике. Но младший брат еще достаточно зелен (13 лет), интересуют его больше «танки» и «контра» (хотя с друзьями на квадрике катается по полям периодически), а деревенской роскоши, в духе перевозки картофельных мешков, стальных труб и пакетов с цементом, Брос себе позволить не может. Точнее, я ему позволить не могу. Да и расход в 4 литра на 150 километров с его 650 кубами Бросу мог только сниться.
Такой «транспорт на 5 километров», вообще говоря, очень полезен, да и много с ним воспоминаний связано, потому вернуть его к жизни определенно стоило.

Далее пошел процесс беготни по Питеру и поиск нужных запчастей. «Авто-Вело-Мото» за это дело вообще больше спасибо. Их главное найти и добраться, а там уже только сиди да называй нужную запчасть — с вероятностью 98% её тут же принесут тебе со склада. Новая поршневая — 2 тысячи рублей, восхитительно, беру! (От таких ценников Брос в гараже опять нервно подергивает клапанами).
Параллельно в одном из журналов «МОТО» я наткнулся на статью по переборке двухтактной горизонталки, в которой было написано «затянуть с моментом 12 Нм». Затяжка цилиндра по моменту — это не то, чем стоит пренебрегать", — подумал я, и начал искать пути решения проблемы, поскольку ключа, как известно, у меня не было.

Решение было найдено достаточно быстро, из определения «момента» с курса школьной физики. Все, что было нужно, я нашел на даче (люблю заниматься ремонтом именно там, а не в гараже. Просто приятнее).

Итак, нам понадобится:
(В данном случае, мне понадобилось)

1) Трещотка.
(можно и вороток, но он не совсем подходит для наших задач. Об этом позже.)
2) Труба, которую можно на эту трещотку надеть.
(можно и без нее, на самом деле. Чем легче — там лучше. Мне отлично подошла ручка от швабры :)
3) Рулетка или еще что-нибудь, чем сантиметры можно измерить.
4) Груз. Мне не менее отлично подошел блин от штанги на 2.5 кг. Очень удобно использовать что-то известной массы. Например, два литра воды в бутылке :)
5) Маркер, карандаш, топор, кусок изоленты или что-то другое, чем можно отметить измеренное расстояние.

Порядок действий:
1) Надеваем трубу на трещотку.
2) Смотрим момент затяжки в мануале.
3) Смотрим, каким моментом мы располагаем. (из расчета 1 кг = 10Н. Для перфекционистов: 1 кг = 9,80665 Н)

*Поскольку я не мог изменять массу груза, пришлось изменять длину плеча рычага. Впрочем, это и есть самый удобный способ. Можно обойтись и без трубы, но оперировать с длиной рычага трещотки крайне неудобно.

4) Считаем расстояние, на котором нужно повесить груз по формуле из тех самых старших классов: M1/M2 = P2/P1
*Так как момент затяжки всегда «на метр», то значение P2 будет всегда фиксированное — 100(см).

Итоговая формула будет такой:

P1 = (M2*100)/(M1*10) (х10 (или х 9.80665 :) — перевели в Ньютоны)

P1 — расстояние, на которое нужно будет повесить груз, см.
M1 — масса имеющегося груза, кг
M2 — требуемый момент затяжки, Н*м

Получаем: (12*100)/(2.5*10) = 48 сантиметров.

5) Смотрим, каким рычагом мы располагаем (измеряем расстояние от оси вращения трещотки до конца трубы).

*Если слишком мало — ищем другую трубу или еще один (или другой — более тяжелый) груз.

6) Отмечаем 48 сантиметров на нашей трубе и вешаем туда груз. Не забываем взводить трещотку так, чтобы она была параллельна полу. (Почему? См. ниже) Взводим до того момента, пока груз не перестанет опускаться под своим весом.

Поздравляю, вы затянули гайку/болт с указанным в мануале моментом! Повторите процедуру на остальных :)

Теоретическое отступление:
Для более точного результата важно, чтобы рычаг находился параллельно полу (именно поэтому нам не подходит вороток — там очень трудно этого добиться), ибо затягиваем мы исключительно с использованием силы тяжести (коей на нашей планете предостаточно) которая тянет исключительно вниз, и никуда больше (есть, конечно, одно местечко на планете, где таки не вниз, но вряд ли отсутствие динамометрического ключа застало вас именно там).
Как известно, плечо силы — это перпендикуляр от точки приложения (от гайки то есть) до линии ее действия. Потому при непараллельном расположении рычага и пола вы будете получать меньший момент затяжки.

Важно:
Двигатель не просто так называется «горизонталка». Поэтому все действия по затяжке гаек проводились с гайками, ось вращения которых расположена горизонтально. Но мы же помним, как изменить направление действия силы (простейшие механизмы -> блок)… :)

P.S.
На самом деле, на поиск всех предметов по даче и затяжку первой гайки было потрачено чуть больше времени, чем вы потратили на прочтение этого поста. И намного меньше, чем я потратил на написание.

Спасибо моей школьной учительнице по физике.
Спасибо вам, что прочитали этот пост.
Всем добра. Не ломайтесь :)