Шатуны своими руками
Добавил пользователь Валентин П. Обновлено: 04.10.2024
Спросите любого механика: какие детали традиционно ремонтируют при капитальном ремонте двигателя? Ответ будет незамедлительным: блок цилиндров и коленчатый вал. Далее многие укажут головку блока цилиндров. И лишь некоторые добавят к этому "комплекту" шатуны.
А между тем шатун — деталь не менее ответственная, чем поршень, вкладыш коленчатого вала или направляющая втулка клапана. И никак не второстепенная — дефекты шатунов встречаются в ремонтной практике буквально на каждом шагу.
Почему же о них забывают? Предпочитают сразу менять на новые? Или просто не замечают дефектов? А может быть, не все знают, как проверить и отремонтировать шатуны?
Иными словами, есть над чем поразмыслить…
Что же получается — установил новые поршни и пальцы, заменил вкладыши в нижней головке — и собирай двигатель? Многие так и делают, собирают, как говорится, не думая. Да и о чем думать, если клиент над душой стоит, торопит?
Шатун тоже изнашивается
Возьмите в руки старый шатун с изрядно походившего мотора — на первый взгляд ничего примечательного. Но только на первый взгляд.
Вспомним: шатун — один из элементов кривошипно-шатунного механизма, в котором он связывает поступательно движущийся поршень и вращающийся коленчатый вал. Нагрузки на шатун могут достигать десятков тонн, причем являются знакопеременными, т.е. сжатие и растяжение шатуна чередуются в течение одного оборота коленвала.
Еще хуже, когда на какой-нибудь . надцатой тысяче автомобиль заедет в глубокую лужу. Гидроудар в цилиндре, сами знаете, дело серьезное (см. № 4/2000), но, допустим, обошлось. Только шатун все равно хоть немного, но деформировался. А потом, много позже, случилось, к примеру, еще одно происшествие: зубчатый ремень оборвался, клапаны погнулись. Головку сняли, все, что надо, заменили, но глубоко в двигатель залезать не стали — не тот, вроде бы, случай. А зря — при ударе поршня по клапанам действие получается равным противодействию. И шатун может еще немного деформироваться.
В общем, когда такой двигатель попадает в ремонт, внешний вид шатунов оказывается весьма обманчивым — за мнимым благополучием могут скрываться серьезные дефекты — следы прошлых поломок и нештатных ситуаций в эксплуатации. Выявить их не так просто. Но что вы скажете, если в двигатель при сборке попадает явно дефектный шатун?
Стандартная ситуация — застучал шатунный вкладыш. Многие механики сразу бросаются в бой: ну просто бегут со всех ног шлифовать коленчатый вал в следующий ремонтный размер. Спросите у них, где шатун, который стоял на поврежденной шейке? Больше половины ответят, что он нормальный. А некоторые, особо умелые, вообще себя не утруждают — вынимают, а затем ставят коленвал с новыми вкладышами, даже не разбирая двигателя.
Не лучше обстоит дело и с верхней головкой шатуна. К примеру, выпрессовали палец, нагрели шатун, установили новый поршень с пальцем. А померил ли кто-нибудь натяг пальца в отверстии головки? Многим некогда, торопятся, у других даже приборов нет проверить. Только когда потом палец вылезет и продерет цилиндр, будет поздно — повторный ремонт, скорее всего, окажется дороже и сложнее первого.
В конструкциях с плавающим пальцем нередко оказывается изношенной бронзовая втулка верхней головки шатуна. Причем оценить степень износа на ощупь, без измерений, практически невозможно. Особенно обманчивая картина возникает в случае, если палец смазан маслом — люфт пальца не чувствуется даже при большом зазоре во втулке.
Таким образом, без соответствующей проверки нельзя определить ни дальнейшую пригодность шатуна к работе, ни объем необходимого ремонта. Поэтому главный вопрос — это…
Все эти измерения выполнить несложно, нужно лишь время и аккуратность. Другое дело — проверить деформацию стержня шатуна.
Специализированный расточный станок для шатунов — оборудование не из дешевых
После того, как шатун проверен, можно приступать к ремонту. Сразу оговоримся — отремонтировать удается шатун с любым из описанных выше дефектов. Правда, при этом требуется оценить эффективность ремонта — с точки зрения надежности двигателя в последующей эксплуатации и экономических соображений. Последнее часто является причиной отказа от ремонта в пользу покупки новых шатунов (для некоторых отечественных двигателей ремонт иногда получается близким к замене по стоимости). Однако приобретенные новые шатуны нередко оказываются хуже по качеству (см. № 10/1999). Это значит, что альтернативы ремонту практически нет. Весь вопрос лишь в том.
Как правильно отремонтировать шатун?
То, что шатун — деталь для ремонта серьезная, — свидетельствуют факты: все иностранные фирмы — производители станков для ремонта деталей двигателей имеют в своей программе и станки для ремонта шатунов. Поэтому без хорошего оборудования браться за такое дело бессмысленно — ошибка будет стоить дорого.
Не менее важен еще один факт: при серийном заводском ремонте двигателей западные фирмы ремонтируют шатуны в обязательном порядке. Так что шатунов, поставленных в двигатель без ремонта, как это еще делают у нас в России, вы там не увидите.
Стандартным видом ремонта шатунов можно назвать ремонт отверстия нижней головки при небольшом отклонении его размера от исходного (номинального) значения. Суть этой операции сводится к тому, что диаметр отверстия восстанавливается до номинального размера, заданного заводом — изготовителем двигателя.
Для обработки отверстия в рамках этой технологии чаще всего используются горизонтально-хонинговальные станки — они обеспечивают высокую точность (отклонение размеров и формы отверстия в пределах 0,005-0,010 мм) и производительность.
Однако применение данной технологии возможно только при малых деформациях или износе отверстия нижней головки. Дело в том, что при хонинговании базирование шатуна на станке выполняется по поверхности самого отверстия. А это значит, что перекос осей головок, если он имел место до ремонта, сохранится и после него. Более того, возможен и дополнительный перекос, если отверстие сильно повреждено, и требуется большой припуск на его обработку.
Растачивание выполняется на специализированных расточных станках для шатунов, но с помощью специальной оснастки шатун можно расточить и на универсальном станке (к примеру, на токарном). Для получения высокой чистоты обработанной поверхности после растачивания проводится финишная обработка — хонингование.
При ремонте нижней головки следует помнить, что межцентровое расстояние между отверстиями головок всегда уменьшается, причем тем больше, чем больше припуск на обработку отверстия. Это может быть критично для дизелей, где укорочение шатуна даже на 0,1 мм заметно уменьшает степень сжатия и негативно влияет на работу данного цилиндра.
Выдержать требуемое межцентровое расстояние удается с помощью обработки отверстия верхней головки шатуна. Суть этой технологии в том, чтобы заменить в верхней головке втулку и точно расточить отверстие под палец (втулка всегда имеет припуск в пределах 0,3-0,5 мм), приняв за базу отверстие нижней головки и обеспечив заданное межцентровое расстояние. Точно так же поступают и в случае, когда втулка верхней головки изношена и требуется ее замена.
Описанные технологии ремонта обеспечивают высокую надежность работы шатунов и применимы для подавляющего большинства двигателей. Но все-таки из любых правил есть исключения. Поэтому иногда бывает полезно знать.
Современные высокофорсированные двигатели характеризуются очень высокой нагруженностью деталей, в том числе шатунов. При неисправности системы смазки, когда происходит задир и расплавление вкладышей, нижняя головка шатуна испытывает значительный перегрев, при котором в материале появляются большие остаточные напряжения и деформации. В дальнейшей эксплуатации после ремонта нижняя головка может снова деформироваться, если в процессе ремонта напряжения не будут сняты, к примеру, старением (выдержка при температуре около 200°С).
Перегрев нижней головки нередко приводит и к перегреву шатунных болтов, прочность которых при этом падает. Для исключения неприятностей (обрыв болта) рекомендуется заменять болты на новые.
Перед монтажом шатуны необходимо проверить на отсутствие деформаций и перекосов с помощью подходящего испытательного прибора.
Приготовить поршень и шатун в соответствии с направлением установки. Смазанный маслом палец осторожно вводят в отверстия для пальца поршня и в головку шатуна. При использовании поршней с узкими отверстиями для пальца ввод пальца облегчается путем нагревания поршня до температуры ок. 40 °C.
Плавающие пальцы
Для крепления пальца служат входящие в комплект поставки упорные кольца. Бывшие в употреблении упорные кольца больше нельзя использовать. Во избежание невосстановимых деформаций упорные кольца нельзя зажимать слишком сильно.
Слегка повернув кольца, можно проверить, надежно ли они зафиксированы в канавках. Зазор в упорном кольце всегда должен находиться в направлении хода поршня.
Монтаж шатуна прессовой посадки
Отверстие в головке шатуна должно перекрывать палец. Для выполнения монтажа шатун необходимо нагреть до температуры 280 - 320 °C (не открытым огнем!). Затем хорошо смазанный палец в холодном состоянии быстро вводят в головку шатуна. Для обеспечения правильного положения пальца в шатуне следует воспользоваться приспособлением с упором для пальца.
Проверка поршневых колец
Проверьте, свободно ли поворачиваются (вращаются) кольца в кольцевых канавках.
У колец со спиральным витым пружинным расширителем стыковые концы спирального витого пружинного расширителя всегда должны находиться точно напротив зазора в поршневом кольце. У спирального витого пружинного расширителя со спиралью из тефлона спираль находится в области зазора в поршневом кольце. Кроме того, у колец со спиральным витым пружинным расширителем и фиксирующим крючком должна быть обеспечена фиксация фиксирующего крючка в прорези маслосъемного кольца.
Состоящие из трех частей маслосъемные поршневые кольца со стальными пластинками
Во время транспортировки концы пружины находятся в свободном состоянии и могут сместиться. Поэтому перед монтажом возможно, что потребуется откорректировать их положение. Обе цветные маркировки на концах пружины должны быть видны. Если их не видно, то пружина смещена и кольцо не действует. Перед монтажом зазоры в состоящем из трех частей маслосъемном поршневом кольце (обе стальные пластинки и пружина-расширитель) должны быть повернуты относительно друг друга соответственно на 120°.
 |  |
Установка поршня в цилиндр
Блок цилиндров тщательно очистить. Проследить за тем, чтобы все поверхности скольжения были чистыми и хорошо смазанными. Поршневые кольца необходимо сжать манжетой для поршневых колец, чтобы обеспечить беспрепятственное скольжение поршня в цилиндре. В дизельных двигателях измерить размер зазора или, соответственно, размер выступа поршня и обязательно соблюдать данные изготовителя.
Трансмиссия велосипеда имеет свойство изнашиваться даже при правильном и своевременном уходе за ней. Специальных велосипедных инструментов у большинства людей, конечно же, нет, и если вы вдруг ощутили острую необходимость в замене ее компонентов, то, скорее всего, задались вопросом - как снять шатуны с велосипеда без съемника и возможно ли это сделать самому? Чтобы разобраться с этим, стоит узнать больше о самих шатунах и типах кареток.
Немного о стандартах
На велосипедах разных классов логично устанавливать велосипедные шатуны и каретки разных стандартов. На данный момент популярны следующие типы кареточного узла:
На старых велосипедах распространенным видом крепления были клинья. Проблем с такой системой было довольно много, из-за чего она и осталась в прошлом веке. Сейчас их практически не выпускают, и даже самые бюджетные велосипеды комплектуются каретками с квадратным валом.
Какие бывают съемники
Ключ для шатуна велосипеда представляет собой специальный инструмент (чаще пресс), который в разы облегчает съем системы в отличие от молотка.
Для каждого вышеперечисленного стандарта существует свой съемник. В случае с квадратным валом и Octalink – это своеобразный пресс, который вкручивается в саму головку шатуна, упирается специальной площадкой в вал каретки и путем вкручивания гайки срывает шатун. Наблюдаются случаи срыва резьбы самих шатунов, если система была запрессована очень сильно.
Для крышки левого шатуна с Hollowtech II нужен специальный ключ в форме звездочки. Прижимный болт затягивают с силой всего 1-2 Н/м, поэтому ключ такого стандарта обычно пластиковый, неудобный, а крышка запросто выкручивается руками.
Специальный инструмент – это хорошо, и приобрести его стоит каждому велолюбителю. Но все же перейдем к главному вопросу – как снять шатуны велосипеда без съемника?
Ремонт без инструментов – это возможно
У обычных пользователей вряд ли где-то завалялся съемник шатунов, особенно для Octalink, хоть и стоит он копейки. Но рано или поздно наступит момент, когда либо система, либо каретка придут в негодность и потребуют срочной замены. При наличии необходимых инструментов, замена этих запчастей осуществляется за 10-15 минут.
Самый простой способ снять шатуны с велосипеда без съемника, как было упомянуто выше, – с помощью молотка. Актуален он как для Octalink, так и для обычного квадрата. Последующие действия выглядят таким образом:
- Снимите заглушки с шатунов, если они присутствуют.
- Ключом на 13 мм, выкрутите кареточные болты. Во многих каретках на сегодняшний день установлены болты под шестигранник 6 мм.
- Если вы не хотите визуально повредить велосипедные шатуны, оберните их несколькими слоями плотной ткани, картона, скотча или возьмите сосновый брусок в несколько сантиметров толщиной. В идеале, для такой необычной задачи подойдет киянка.
- Переверните велосипед, уперев на руль и седло.
- Начинайте простукивать по шатуну с умеренной силой с внутренней стороны, как можно ближе к оси. Можно время от времени ударять по шатуну с внешней стороны, чтобы хоть как-то его расшевелить.
- В случае если конструкция спрессована очень плотно, можно попробовать точечно ударять с помощью стамески или бородка, приставленного к головке шатуна.
Обратите внимание: используя этот метод, вы можете повредить раму, кареточный узел или сам шатун. К тому же любой удар по звездам, скорее всего, деформирует их и сделает непригодными для использования.
Стоит сказать, что снять прикипевшие шатуны бывает проблематично, даже имея съемник. Скорее всего, таким способом вы не сможете снять прикипевший велосипедный шатун, как бы не старались. Но не стоит отчаиваться, для таких случаев придумали другие способы.
Если спешить некуда
Допустим, вы купили новые шатуны и хотите заменить их, но старые еще могут протянуть несколько дней. В таком случае можно попробовать следующий способ:
- Открутите крепежные болты каретки.
- Набрызгайте в место контакта любую проникающую смазку.
- Отправляйтесь на велопрогулку, не вкручивая болты.
Есть шанс, что от частых вибраций шатуны сами сойдут с вала. Будьте осторожны, если они слетят в момент прыжка, будет крайне неприятно.
Радикальный подход
Если запчасти не прикипели, предыдущие способы помогут снять велосипедные шатуны без съемника. Как можно заметить, варианты довольно элегантные и при правильном подходе не нанесут вреда ни велосипеду, ни вам. Но случается и так, что запчасти очень сильно прикипают. Особенно часто в местах контакта алюминий/сталь или сталь/сталь.
В таком случае поможет болгарка либо дрель. Определенный способ резки назвать сложно, поскольку конструкция рам и системы может быть самая разнообразная. На некоторых велосипедах можно просто отрезать кареточный вал, на некоторых можно попытаться высверлить максимально большое отверстие на месте резьбы, что под действием вибраций поможет разрушить соединение или поломать металл.
Прикипевшее соединение можно разрушить путем перепада температур. Нагрейте головку шатуна, например, горелкой, а затем резко охладите, насколько это возможно. Благодаря физическим свойствам металла есть шанс снять шатуны велосипеда без съемника, как только конструкция остынет.
Вы можете поэкспериментировать, путем комбинирования вышеописанных способов, или же попробовать свой уникальный.
Предотвращение коррозии
Те, кто имели дело с прикипевшими запчастями, наверное, не хотели бы повторять это снова. Для предотвращения столь неприятных ситуаций нужно всего лишь обработать место крепления перед монтажом.
В процессе замены шатунов нанесите немного смазки на вал каретки в месте контакта с другими запчастями, независимо от ее типа. Не стоит закладывать слишком много смазочного материала, поскольку в момент прессовки его излишек будет выдавлен из соединения и останется собирать грязь за его пределами. Перед монтажом смазывать стоит также резьбы и даже некоторые защелки.
Вероятно, вам приходилось слышать о том, что увеличить рабочий объем двигателя, следовательно, и поднять его мощность можно с помощью такой детали, как усаженные шатуны. Благодаря их применению нет необходимости растачивать цилиндры двигателя, ставить увеличенные поршни, или менять валы. Конечно, все просто, достаточно только поставить шатуны короче длинной. Но почему же тогда этот метод не прижился среди любителей тюнинга? Вот сейчас мы это и попытаемся узнать.
Немного полезной информации об укороченных шатунах
Укороченные шатуны отличаются от стандартных, только лишь длинной детали. В остальном, никаких доработок или конструктивных отличий не имеется. Допустим, если шатун был 134 мм, то усаженный будет 129 мм, и даже такая разница способна придать существенный прирост рабочего объема.
Способ изготовления таких шатунов весьма примитивный. Берутся стандартные шатуны от определенной модели автомобиля, к примеру, ВАЗ, затем, с помощью метода горячей усадки эти шатуны как бы сжимают по высоте до определенной отметки. Конечно, весь процесс выглядит намного сложнее, чем мы описали, просто, так легче понять ход работы. И, спустя некоторое время получается следующий результат: были шатуны стандартные, а получились укороченные шатуны ВАЗ.
Какие недостатки характерны для укороченных шатунов?
Так как деталь усаживалась с применением высоких температур, т.е. она нагревалась до того момента, когда металл уже начинал становиться мягким, то нарушалась структура шатуна, внутри образовывались полости. Стоит ли говорить, что это в дальнейшем сыграет плохую шутку с двигателем автомобиля и хозяином?
Если вы уже поспешили укороченные шатуны на ваз купить, готовьтесь к такой неприятности, как обрыв шатуна. Благодаря вот тем полостям, о которых мы говорили, шатуны просто не выдерживают нагрузок от работы и в один прекрасный момент разрываются напополам.
Поэтому применение усаженных шатунов в качестве модернизации двигателя – весьма рискованное занятие. В подобном случае, лучше обратить свой взор на тюнинг несколько иного направления – установка спортивных валов, облегченных клапанов, доработка коллектора и т.д.
Читайте также: