Вкладыши шатунные и коренные - что это такое?

Статья обновлена: 18.08.2025

В кривошипно-шатунном механизме двигателя внутреннего сгорания вкладыши выполняют критически важную функцию. Эти подшипники скольжения обеспечивают свободное вращение коленчатого вала и надежное соединение его с шатунами.

Шатунные вкладыши устанавливаются между верхней головкой шатуна и шатунной шейкой коленвала. Они воспринимают ударные нагрузки от поршневой группы и преобразуют возвратно-поступательное движение во вращательное.

Параллельно в блоке цилиндров размещаются коренные вкладыши. Эти элементы фиксируют сам коленчатый вал в опорах блока, обеспечивая его стабильное положение и плавное вращение под действием рабочих нагрузок.

Функциональная роль коренных вкладышей коленвала

Коренные вкладыши служат основой для вращения коленчатого вала в блоке цилиндров. Они устанавливаются в постели блока между коренными шейками коленвала и опорами двигателя, формируя прецизионные опорные поверхности. Их ключевая задача – обеспечить минимальное трение при восприятии значительных радиальных нагрузок от вращающихся и возвратно-поступательных движений деталей силового агрегата.

Эти элементы работают в условиях экстремальных температур и давлений, непрерывно смазываясь моторным маслом под давлением. Масляный клин, формируемый между вкладышем и шейкой вала, предотвращает прямой контакт металлических поверхностей, что критически важно для предотвращения заклинивания коленвала и разрушения блока цилиндров.

Ключевые функции и особенности

Подшипниковая основа: Создают скользящую опору для коренных шеек, обеспечивая плавное вращение вала с минимальным сопротивлением.
Распределение нагрузки: Равномерно передают усилия от коленвала на блок цилиндров, гася ударные нагрузки при работе двигателя.
Теплоотвод: Отводят часть тепла от шеек коленвала через контакт с маслом и материалом блока.
Компенсация износа: Специальный антифрикционный слой (чаще всего баббит, алюминиевые сплавы или полимеры) принимает на себя износ, защищая дорогостоящие компоненты вала и блока.
Масляный канал: Имеют канавки для подачи смазки ко всем шейкам коленвала и далее – к шатунным подшипникам.

Важно: Коренные вкладыши всегда работают в паре с шатунными, но выдерживают более статичные нагрузки, в отличие от динамически нагруженных шатунных подшипников.

Конструктивные отличия шатунных и коренных вкладышей

Коренные вкладыши устанавливаются между коленчатым валом и блоком двигателя, фиксируя вал в осевом и радиальном направлениях. Они воспринимают основные динамические нагрузки от вращающихся масс и обеспечивают стабильность положения вала. Шатунные вкладыши монтируются в нижней головке шатуна и охватывают шатунную шейку коленвала, преобразуя возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение вала.

Главное отличие заключается в распределении нагрузок: коренные вкладыши испытывают постоянные радиальные нагрузки по всей окружности, а шатунные – знакопеременные ударные нагрузки в верхней и нижней полусферах. Это определяет разницу в конструкции масляных каналов: у коренных вкладышей канавка для смазки чаще выполняется по всей длине окружности, тогда как у шатунных – преимущественно в верхней (менее нагруженной) части.

Ключевые различия

Параметр	Коренные вкладыши	Шатунные вкладыши
Ширина	Большая (для повышения опорной площади)	Меньшая (ограничена шириной шатуна)
Масляные каналы	Сквозная кольцевая канавка	Локальные канавки или отверстия в верхнем вкладыше
Нагрузки	Равномерные радиальные по всей окружности	Ударные в зоне верхней мёртвой точки (ВМТ)
Крепление	Фиксируются в постелях блока	Фиксируются в головке шатуна и крышке

Требуемые материалы для производства вкладышей

Основные требования к материалам включают высокую износостойкость, антифрикционные свойства, коррозионную устойчивость и способность выдерживать ударные нагрузки. Критически важны теплопроводность для отвода тепла от зоны трения и коэффициент линейного расширения, близкий к материалу корпуса подшипника.

Подавляющее большинство вкладышей изготавливается по многослойной технологии. Типичная структура состоит из стальной основы, промежуточного подслоя и рабочего антифрикционного покрытия. Каждый слой выполняет специфические функции, обеспечивая комплексную работоспособность узла.

Ключевые материалы по слоям

Слой	Материалы	Назначение
Основа	Углеродистая сталь (например, Ст10, Ст20)	Обеспечение механической прочности и геометрической стабильности
Промежуточный слой	Сплавы на основе свинца (PbSnCu) или алюминия (AlSn20Cu)	Улучшение адгезии, демпфирование вибраций
Антифрикционный слой	Баббиты (B83, B88), алюминиевые сплавы (AlSn6Cu, AlZn5), полимеры (PTFE)	Снижение трения, предотвращение задиров, приработка поверхностей

Дополнительно применяются:

Гальванические покрытия (олово, индий) для защиты при хранении
Модификаторы трения в составе рабочего слоя (графит, MoS₂)
Легирующие элементы (никель, сурьма, кадмий) для повышения усталостной прочности

Специфика многослойной структуры вкладышей

Конструкция современных коренных и шатунных вкладышей представляет собой сложный композитный "бутерброд". Основой служит стальная лента (стальной сплав), обеспечивающая необходимую механическую прочность, точность геометрии и надежную посадку в постель коленвала или шатуна. На этот стальной слой методом напыления или гальванизации последовательно наносятся функциональные антифрикционные покрытия.

Многослойность позволяет оптимально распределить нагрузки и реализовать противоречивые требования: стальная основа воспринимает высокие механические и температурные нагрузки, а мягкие верхние слои обеспечивают необходимый коэффициент трения, прирабатываемость и способность удерживать масляную пленку. Количество слоев варьируется (чаще 3-5), а их состав и толщина тщательно подбираются под конкретные условия работы двигателя.

Ключевые функции слоев

Типичная структура включает:

Стальная основа: Задает жесткость и форму, обеспечивает теплопроводность.
Промежуточный подслой (барьерный слой): Обычно медно-никелевый сплав (часто Cu-Ni-In). Улучшает адгезию верхнего слоя к стали, компенсирует разницу в тепловом расширении материалов, служит барьером против коррозии основы.
Антифрикционный слой (рабочий слой): Мягкий сплав на основе олова, алюминия или свинца (например, Al-Sn, Sn-Sb-Cu, Pb-Sn-Cu). Непосредственно контактирует с шейкой вала через масляную пленку. Обеспечивает:
- Минимальное трение и износ пары.
- Поглощение микрочастиц загрязнений.
- Прирабатываемость к микронеровностям вала.
- Аварийную износостойкость при временном "масляному голодании".
Поверхностное покрытие (опционально): Очень тонкий слой (десятки микрон) из мягкого металла (олово, индий) или полимерного материала. Улучшает прирабатываемость на начальном этапе и дополнительно снижает трение.

Влияние структуры на свойства:

Структурный элемент	Основная функция	Критическое влияние
Стальная основа	Прочность, теплопроводность	Надежность, отвод тепла от зоны трения
Промежуточный слой	Адгезия, компенсация напряжений	Долговечность, предотвращение отслаивания
Антифрикционный слой	Снижение трения, приработка	Износостойкость, КПД двигателя, ресурс вала
Поверхностное покрытие	Облегчение приработки	Надежность на этапе обкатки

Современные тенденции включают разработку слоев без свинца (экология), внедрение полимерных покрытий (PVD, DLC) для снижения трения и повышения износостойкости, а также оптимизацию толщины слоев для минимизации габаритов двигателя при сохранении ресурса. Точный состав и структура являются результатом сложных инженерных расчетов и испытаний под конкретные нагрузки и применяемые моторные масла.

Причины обязательной замены вкладышей при ремонте

Вкладыши шатунные и коренные работают в условиях экстремальных нагрузок и трения. Даже при незначительном износе коленчатого вала или деформации постелей в блоке цилиндров геометрия вкладышей нарушается, что делает невозможным обеспечение проектных зазоров при установке старых деталей.

Поверхность вкладышей покрыта антифрикционным слоем, который разрушается в процессе эксплуатации. Попытки повторного использования приводят к ускоренному износу вала, масляному голоданию и задирам, поскольку восстановить целостность защитного покрытия невозможно.

Ключевые факторы замены

Необратимый износ: Рабочий слой стирается ниже допустимой толщины, изменяются критичные зазоры.
Деформация тела вкладыша: Потеря правильной геометрической формы после длительной работы под нагрузкой.
Микроцарапины и задиры: Повреждения поверхности нарушают формирование масляной плёнки.

Проблема при повторном использовании	Последствие для двигателя
Превышение допустимого зазора	Падение давления масла, разрушение вкладышей и шеек вала
Нарушение прилегания к постели	Локальный перегрев, проворот вкладышей
Загрязнение масляных каналов	Абразивный износ трущихся поверхностей

Невозможность точной диагностики: Визуально не определяются микротрещины и усталостные изменения металла.
Несоответствие ремонтным размерам: После шлифовки вала требуются вкладыши с увеличенной толщиной.
Риск моментального выхода из строя: Даже незначительные дефекты провоцируют клин двигателя при запуске.

Визуальная диагностика износа шатунных подшипников

После демонтажа шатуна и крышки шатунного подшипника проводится тщательный осмотр рабочих поверхностей вкладыша и шейки коленчатого вала. Основное внимание уделяется состоянию антифрикционного слоя (баббита, алюминиевого сплава или полимерного покрытия) и наличию механических повреждений на поверхности вкладыша. Остатки моторного масла аккуратно удаляются для точной оценки.

Шейка коленчатого вала осматривается параллельно с вкладышем, так как её состояние напрямую влияет на износ подшипника. Проверяется наличие задиров, рисок, эллипсности или конусности шейки. Используется микрометр для точного измерения диаметра шейки и сравнения с номинальными значениями.

Ключевые признаки износа и повреждений

Характерные дефекты, выявляемые при визуальном анализе:

Задиры и царапины: Глубокие параллельные борозды на рабочей поверхности. Указывают на попадание абразивных частиц (грязь, металлическая стружка) в масло или недостаточную фильтрацию.
Выкрашивание антифрикционного слоя: Отслоение или вырыв материала покрытия (баббита) участками. Свидетельствует о усталостном разрушении из-за перегрузок, вибраций или превышения срока эксплуатации.
Локальное расплавление: Темно-синие или черные пятна, оплавление баббита. Возникает при масляному голодании (низкий уровень масла, забитые каналы, неисправный насос), вызывающем перегрев и схватывание металлов.
Равномерный износ по всей поверхности: Уменьшение толщины антифрикционного слоя, просвечивание стальной основы вкладыша. Причина – естественный износ от длительной работы или использование несоответствующего масла.
Краевой износ: Усиленный износ по краям вкладыша при сохранении толщины в центре. Указывает на несоосность шатуна и шейки вала (деформация шатуна, изгиб коленвала) или неправильную затяжку болтов.

Оценка зазора по отпечатку: Старый, но информативный метод – нанесение тонкого слоя калибровочной краски (Plastigage) на шейку вала перед сборкой. После затяжки и разборки ширина расплющенной полосы краски на вкладыше позволяет судить о величине фактического зазора.

Последствия игнорирования дефектов: Эксплуатация двигателя с изношенными шатунными вкладышами приводит к прогрессирующему разрушению подшипника, проворачиванию вкладыша в постели, задирам на шейке коленвала, заклиниванию шатуна и, в итоге, к капитальному ремонту или замене коленчатого вала.

Признаки критического износа коренных вкладышей

Критический износ коренных вкладышей приводит к нарушению геометрии коленчатого вала и разрушению масляного клина между шейкой вала и вкладышем. Это провоцирует прямой контакт металлических поверхностей с интенсивным трением.

Деформация рабочего слоя вкладышей вызывает ускоренное разрушение антифрикционного покрытия, увеличение зазоров и необратимые повреждения шеек коленвала. Игнорирование симптомов гарантированно ведет к капитальному ремонту двигателя.

Характерные симптомы износа

Глухой стук в нижней части блока цилиндров – наиболее явный признак, усиливающийся при резком нажатии на педаль газа и на холостых оборотах.
Падение давления в системе смазки – сигнальная лампа давления масла активируется на прогретом двигателе, особенно на холостом ходу.
Металлическая стружка в моторном масле – видна на масляном щупе или при сливе отработанного масла (магнитом щупа собираются мелкие частицы).
Вибрация коленвала – ощущается через кузов при работе двигателя, сопровождается неравномерным звуком.
Перегрев двигателя – возникает из-за трения шеек о вкладыши без масляной прослойки.

Визуальный осмотр при разборе	Последствия игнорирования
Глубокие риски, выкрашивание баббитового слоя, потемнение поверхности от перегрева	Заклинивание коленвала, разрушение постелей блока цилиндров
Асимметричный износ (оголение стальной основы вкладыша)	Повреждение шатунных шеек, деформация шатунов

Муфта масляного слоя между вкладышем и шейкой

Муфта масляного слоя представляет собой устойчивую тонкую плёнку моторного масла, полностью разделяющую поверхности вкладыша (коренного или шатунного) и шейки коленчатого вала в процессе работы двигателя. Её формирование и поддержание является основополагающим принципом гидродинамической смазки.

Эта масляная прослойка создаётся благодаря вращению шейки вала внутри вкладыша. Масло, поступающее под давлением через масляные каналы, увлекается вращающейся шейкой в клинообразный зазор между сужающимися поверхностями. В этом сужающемся пространстве возникает гидродинамическое давление, способное приподнять вал и надёжно отделить его от материала вкладыша.

Ключевые функции масляной муфты:

Предотвращение сухого трения: Исключает прямой контакт металлических поверхностей вкладыша и шейки, сводя к нулю механический износ.
Снижение трения: Жидкостное трение внутри масляного слоя значительно ниже сухого или граничного трения.
Отвод тепла: Масло отводит тепло, генерируемое в зоне контакта, предотвращая перегрев и задиры.
Демпфирование ударов: Служит амортизатором, смягчая ударные нагрузки от поршневой группы (для шатунных вкладышей) и пульсации крутящего момента.
Защита от коррозии: Предохраняет поверхности от воздействия агрессивных продуктов сгорания.

Условия для надёжного образования и поддержания муфты:

Достаточное давление масла в системе смазки.
Высокая чистота и вязкость масла, соответствующая спецификациям двигателя.
Оптимальные зазоры между вкладышем и шейкой (слишком большие не позволяют создать давление, слишком малые ограничивают подачу масла).
Качественная геометрия шеек вала и отверстий под вкладыши (отсутствие овальности, конусности).
Правильная работа масляного насоса и фильтра.

Последствия разрушения масляной муфты:

Граничное трение и задиры: При старте/остановке двигателя или при перегрузках масляный клин может разрушиться, приводя к локальному контакту поверхностей и их повреждению (задирам).
Ускоренный износ: Прямой контакт металлов вызывает быстрый износ вкладыша и шейки.
Перегрев и оплавление: Выделение большого количества тепла при сухом трении может привести к оплавлению антифрикционного слоя вкладыша.
Проворачивание вкладыша: Сильное повреждение может вызвать проворачивание вкладыша в постели, что ведёт к катастрофическому разрушению узла.

Этапы демонтажа старых шатунных вкладышей

Перед началом демонтажа шатунных вкладышей убедитесь, что двигатель снят с транспортного средства и установлен на ремонтный стенд. Подготовьте необходимый инструмент: торцевой ключ с воротком, динамометрический ключ, пластиковый молоток, набор щупов, чистые ветошь и контейнеры для меток.

Очистите внешние поверхности картера двигателя и шатунных крышек от грязи, масляных отложений и стружки. Это предотвратит попадание абразивных частиц внутрь кривошипно-шатунного механизма при разборке. Проверьте наличие заводских меток на шатунах и крышках – при их отсутствии нанесите маркировку самостоятельно.

Последовательность демонтажа

Снимите масляный поддон – открутите крепежные болты по диагонали, аккуратно отделите поддон от блока цилиндров.
Ослабьте гайки шатунных болтов – используя торцевой ключ, ослабьте крепления постепенно (не более 1/4 оборота за раз) в два этапа.
Демонтируйте крышки шатунов – аккуратно снимите крышки, сохраняя установочные вкладыши внутри них. При закисании легко постучите пластиковым молотком по торцам крышки.
Извлеките нижние вкладыши – подденьте их пальцами или пластиковым инструментом через монтажные пазы. Не используйте металлические предметы!
Вытолкните поршни с шатунами – через верх блока цилиндров, предварительно удалив нагар с зеркала цилиндров. Придерживайте шатун во избежание повреждения коленвала.
Снимите верхние вкладыши – из шатунных головок, аккуратно поддев их за края.

Важно: Сразу после извлечения разложите вкладыши в пронумерованные ячейки контейнера согласно позиции цилиндров. Проверьте тыльную сторону каждого вкладыша на наличие следов проворачивания (задиры, неравномерный износ) – это указывает на необходимость ремонта постели.

Правила установки новых коренных вкладышей

Перед монтажом тщательно очистите постели блока цилиндров и крышек коренных подшипников от загрязнений, остатков масла и микрочастиц. Контролируйте отсутствие задиров, царапин или коррозии на сопрягаемых поверхностях – даже незначительные дефекты недопустимы.

Проверьте маркировку новых вкладышей на соответствие ремонтному размеру коленчатого вала и номерам коренных шеек. Убедитесь в отсутствии видимых повреждений (сколов, царапин, отслоений антифрикционного слоя) на рабочих поверхностях вкладышей и их тыльной стороне.

Пошаговая процедура монтажа

Установка верхних вкладышей: Аккуратно разместите вкладыши в постелях блока цилиндров, совмещая установочные усики вкладышей с соответствующими пазами. Запрещается подгонка опиливанием или притиркой.
Установка нижних вкладышей: Аналогично вложите вкладыши в крышки коренных подшипников, контролируя плотное прилегание по всей площади без перекосов.
Смазка: Нанесите тонкий равномерный слой чистого моторного масла или специальной сборочной смазки на рабочую поверхность всех вкладышей.
Посадка коленчатого вала: Осторожно опустите коленчатый вал на верхние вкладыши, избегая ударных нагрузок и смещений.
Монтаж крышек: Установите крышки в строго свои места согласно маркировке (обычно нумерация от носка двигателя) и правильной ориентации.
Затяжка болтов/гаек: Затягивайте крепеж динамометрическим ключом в несколько этапов:
- Предварительная затяжка с усилием 20-30% от финального
- Основная затяжка с контролем момента (по спецификации производителя)
- Доворот на заданный угол (при использовании метода angle tightening)
Контроль вращения: После фиксации всех крышек проверните коленвал вручную – вращение должно быть плавным, без заеданий и посторонних шумов.

Обязательно выполните проверку зазора пластиковым щупом или нутромером перед окончательной сборкой. Несоблюдение регламентированных зазоров приводит к масляному голоданию или ускоренному износу.

Инструменты для контроля зазора пластикапиром

Пластикапир (Plastigage) – калиброванная пластичная проволока из полимерного материала, применяемая для точного замера монтажного зазора в подшипниках скольжения. При сжатии между шейкой коленчатого вала и вкладышем он деформируется, а его расплющенная ширина прямо коррелирует с величиной зазора.

Для корректного использования пластикапира требуется набор специализированных инструментов. Ключевым является сам пластикапир, поставляемый в виде отрезков разной толщины (например, зеленый для 0.025-0.076 мм, красный для 0.051-0.152 мм), что позволяет подобрать диапазон под конкретный двигатель. Обязательно наличие шкалы-измерителя из комплекта – прозрачной линейки с градацией, преобразующей ширину сплющенной проволоки в значение зазора в миллиметрах или дюймах.

Дополнительные необходимые инструменты

Динамометрический ключ – обеспечивает точный момент затяжки коренных/шатунных крышек при обжатии пластикапира.
Чистящие средства – аэрозольный очиститель или уайт-спирит для обезжиривания шеек вала и вкладышей перед установкой.
Безворсовые салфетки – исключают попадание микроволокон в зону измерения.
Пинцет с тонкими губками – для аккуратной укладки пластикапира на поверхность вкладыша без деформации.

Инструмент	Назначение
Набор пластикапира	Основной измерительный элемент (подбирается по ожидаемому зазору)
Шкала-измеритель	Определение зазора по ширине деформированной проволоки
Торцевой ключ	Демонтаж/монтаж крышек подшипников

При интерпретации результатов ширина расплющенного пластикапира сравнивается со шкалой: чем шире полоса – тем меньше зазор. Если зазор выходит за пределы допуска (указаны в мануале двигателя), требуется замена вкладышей на ремонтный размер или шлифовка вала.

Методы обработки постелей после проворачивания

Проворачивание вкладышей приводит к повреждению рабочих поверхностей постелей коленчатого вала в блоке двигателя и шатунах. Нарушается геометрия посадочных мест, появляются задиры, риски или локальные деформации, что исключает установку новых вкладышей без восстановления.

Обработка постелей направлена на восстановление правильной цилиндрической формы, требуемой шероховатости поверхности и точных размеров для обеспечения плотной посадки вкладышей. Невыполнение этих условий вызывает ускоренный износ, вибрации и повторное проворачивание.

Способы восстановления постелей

Расточка под ремонтные размеры

Обработка на расточном станке для увеличения диаметра постели.
Последующее хонингование для достижения точной геометрии и микрорельефа.
Установка вкладышей увеличенной толщины (ремонтных размеров).

Установка ремонтных втулок (вкладывание)

Расточка поврежденной постели под размер ремонтной втулки
Запрессовка стальной или бронзовой втулки с натягом
Чистовая расточка втулки под номинальный размер вкладыша

Наплавка с последующей механической обработкой

Газовая или электродуговая наплавка дефектных зон
Отжиг для снятия внутренних напряжений
Черновая и чистовая расточка с финишным хонингованием

Метод	Применение	Ограничения
Расточка под ремонт	Незначительные повреждения, наличие ремонтных вкладышей	Ограниченное число ремонтных размеров
Установка втулок	Критические повреждения, коренные постели блока	Требует спецоборудования, риск коробления
Наплавка	Глубокие дефекты, восстановление номинального размера	Термические деформации, высокая стоимость

Выбор метода зависит от степени повреждения, типа постели (коренная/шатунная) и экономической целесообразности. Для шатунных постелей чаще применяют расточку, для коренных – комбинированные методы с втулками. После обработки обязательна ультразвуковая проверка на отсутствие трещин.

Критерии выбора ремонтных размеров вкладышей

Определение ремонтного размера вкладышей основывается на замерах фактического диаметра шеек коленчатого вала микрометром. Сравнение полученных значений с номинальными параметрами выявляет степень износа, овальность и конусность поверхностей. Без точной диагностики геометрии вала подбор вкладышей невозможен.

Допустимый ремонтный размер ограничен конструктивными возможностями двигателя и наличием типоразмеров у производителя. Превышение максимального ремонтного лимита требует замены коленвала. Обязательно учитываются спецификации завода-изготовителя по допустимым зазорам в паре "шейка-вкладыш".

Ключевые факторы выбора

Результаты замеров коленвала - ремонтная группа вкладышей подбирается строго под фактический диаметр шеек после шлифовки
Величина износа - каждый ремонтный размер компенсирует 0.25-0.50 мм уменьшения диаметра шейки
Состояние посадочных мест - деформации блока цилиндров или шатунов влияют на требования к толщине вкладышей
Стандартизация ремонтных размеров - использование только утвержденных производителем типоразмеров (0.25, 0.50, 0.75 мм)

Последствия недостаточного натяга вкладышей

Недостаточный натяг коренных или шатунных вкладышей провоцирует их проворачивание в постелях коленвала или шатунных головках. Это нарушает точное позиционирование элементов, блокирует смазочные каналы и уничтожает масляную плёнку между вкладышем и шейкой. Смещённый вкладыш перекрывает отверстия для подачи масла, лишая пару трения смазки.

Возникает режим сухого трения, сопровождающийся экстремальным локальным перегревом. Температура в зоне контакта резко возрастает, вызывая оплавление антифрикционного слоя и деформацию стальной основы вкладыша. Одновременно происходит катастрофический износ шеек коленвала из-за контакта с деформированной деталью.

Ключевые последствия

Задиры на шейках коленвала: Абразивное разрушение поверхности вала бороздами и рисками.
Расплавление баббитового слоя: Вытекание легкоплавкого антифрикционного сплава из стальной основы вкладыша.
Клинирование двигателя: Полная блокировка вращения коленвала из-за заклинивания вкладышей.
Разрушение коленчатого вала: Необратимая деформация или поломка шеек под нагрузкой.
Повреждение постелей блока цилиндров: Деформация посадочных мест в блоке двигателя.

Эксплуатационные симптомы: Стук в нижней части двигателя при изменении оборотов, падение давления масла в системе, металлическая стружка в масляном фильтре, сизый дым из-за перегрева. Без немедленной остановки мотора последствия перерастают в катастрофические, требующие замены коленвала, вкладышей и капитального ремонта блока цилиндров.

Диагностика стука коленвала при износе вкладышей

Стук коленчатого вала, возникающий из-за критического износа коренных или шатунных вкладышей, проявляется как глухой металлический звук низкой тональности. Он наиболее отчетливо слышен под нагрузкой (при резком нажатии на педаль газа) или на средних оборотах двигателя в режиме холостого хода. Характерный признак – усиление стука при повышении давления моторного масла после запуска холодного двигателя, так как увеличенный зазор между валом и вкладышем временно компенсируется более густой смазкой.

Для точной локализации источника стука используется стетоскоп или металлический прут. Шатунный стук обычно громче в верхней части блока цилиндров и может временно пропадать при отключении свечи зажигания соответствующего цилиндра (снижается нагрузка на шатун). Коренной стук, вызванный износом коренных вкладышей, чаще резонирует в нижней части картера двигателя и не исчезает при отключении цилиндров.

Ключевые методы диагностики износа вкладышей

Замер давления масла: Падение давления в системе смазки (особенно на прогретом моторе) – косвенный признак увеличенных зазоров в подшипниках скольжения (вкладышах).
Визуальный осмотр масла и фильтра: Наличие обильной металлической стружки (блестящей "медной" пудры) на масляном щупе или в фильтре указывает на активное разрушение антифрикционного слоя вкладышей.
Проверка осевого люфта коленвала: Значительный продольный люфт вала (проверяется монтировкой) часто сопровождает износ коренных вкладышей и упорных полуколец.
Дефектовка после разборки: Прямой осмотр вкладышей, замер микрометром диаметра шеек коленвала и толщины вкладышей для определения фактических рабочих зазоров.

Тип стука	Особенности звучания	Локализация	Реакция на отключение цилиндра
Шатунный	Резче, звонче коренного	Верх блока цилиндров	Исчезает или ослабевает
Коренной	Глухой, низкочастотный, "тяжелый"	Нижняя часть картера	Не изменяется

Важно: Продолжительная эксплуатация двигателя со стуком коленвала гарантированно приводит к провороту вкладышей, задирам на шейках вала, разрушению коленчатого вала и необходимости капитального ремонта. Диагностику и устранение неисправности следует проводить незамедлительно.

Схема подачи масла в каналы шатунных подшипников

Масляный насос забирает масло из поддона картера и нагнетает его под давлением в главную масляную магистраль двигателя (галерею), расположенную вдоль блока цилиндров. От этой центральной магистрали масло распределяется по остальным каналам системы смазки через сеть ответвлений.

От главной масляной магистрали в блоке цилиндров просверлены вертикальные каналы к постелям коренных подшипников коленчатого вала. Масло поступает в кольцевые канавки на поверхности коренных вкладышей, которые обеспечивают его равномерное распределение по всей рабочей поверхности подшипника.

Подача масла к шатунным шейкам

В теле коленчатого вала существуют наклонные или радиальные сверления (масляные каналы), соединяющие коренные шейки с шатунными. Масло, попавшее в зазор коренного подшипника и канавки вкладыша, под давлением поступает через эти внутренние каналы коленвала непосредственно к шатунным шейкам.

На шатунных шейках масло попадает в зазор между шейкой и шатунным вкладышем. Для эффективной смазки и создания гидродинамического клина:

В верхнем шатунном вкладыше (установленном в шатуне) часто делается центральная кольцевая канавка и/или распределительные карманы.
Масло из зазора шатунной шейки через специальные отверстия или прорези во вкладыше также может подаваться для смазки поршневого пальца и охлаждения поршня.

Излишки масла разбрызгиваются из зазоров подшипников на стенки цилиндров и другие детали, обеспечивая их вторичную смазку, после чего стекает обратно в поддон картера.

Элемент системы	Функция в подаче масла
Главная масляная магистраль (галерея)	Распределение масла под давлением от насоса по блоку цилиндров
Каналы в блоке к коренным шейкам	Подвод масла к коренным подшипникам коленвала
Канавки коренных вкладышей	Равномерное распределение масла по поверхности подшипника и подача к каналам в коленвале
Внутренние каналы коленчатого вала	Транспортировка масла от коренных шеек к шатунным шейкам
Канавки/отверстия шатунных вкладышей	Распределение масла по рабочей поверхности подшипника и подача к поршневому пальцу

Очистка масляных каналов перед установкой вкладышей

Качественная промывка масляных магистралей двигателя – обязательный этап перед монтажом новых вкладышей. Остатки старого масла, металлическая стружка или абразивные частицы износа, оставшиеся в каналах, моментально повредят свежие вкладыши при запуске мотора.

Процедура начинается с механической очистки всех доступных маслопроводов. Используются специальные ёршики разного диаметра, соответствующие сечениям каналов в блоке цилиндров, коленчатом валу и головке блока. Особое внимание уделяется труднодоступным полостям и глухим отверстиям.

Ключевые этапы очистки

После механического удаления крупных загрязнений выполняют следующие шаги:

Продувка сжатым воздухом: Каждый канал тщательно продувается под высоким давлением для удаления остатков стружки и пыли после чистки щетками.
Промывка растворителем: Применяются специальные промывочные масла или очистители для растворения смолистых отложений и остатков старого масла. Состав заливается в систему и циркулирует (если возможно) или заливается вручную в каналы.
Финишная продувка: Окончательное удаление промывочной жидкости и мельчайших частиц мощным потоком воздуха. Обязательно контролируется выход воздуха из всех выходных отверстий каналов.

Критически важно убедиться в полной чистоте каналов подачи масла к коренным и шатунным шейкам коленвала. Засор в этих магистралях приведет к масляному голоданию и задирам новых вкладышей.

Для контроля результата после очистки можно использовать:

Белую безворсовую салфетку, прикладываемую к выходу продуваемого канала – на ней не должно оставаться следов масла или грязи.
Гибкий эндоскоп для визуальной проверки состояния глубоких и изогнутых каналов.

Правила момента затяжки шатунных болтов

Соблюдение регламентированного момента затяжки шатунных болтов критически важно для обеспечения герметичности соединения крышки шатуна с телом шатуна и предотвращения смещения вкладышей при работе двигателя. Нарушение установленных параметров напрямую влияет на ресурс кривошипно-шатунного механизма и может спровоцировать катастрофические последствия.

Неправильная затяжка (как недостаточная, так и чрезмерная) приводит к деформации постелей вкладышей, проворачиванию подшипников скольжения, обрыву болтов или разрушению шатуна. Последующее заклинивание двигателя и повреждение коленчатого вала неизбежно требуют капитального ремонта.

Обязательные требования при затяжке

Использование динамометрического ключа – затяжка "на глаз" или обычным инструментом недопустима. Точность калибровки ключа должна регулярно проверяться.
Замена болтов на новые – шатунные болты относятся к одноразовым деталям из-за пластической деформации при затяжке. Повторное использование старых болтов запрещено.
Очистка резьбы и посадочных поверхностей – остатки масла, грязи или стружки искажают усилие затяжки. Рекомендуется обезжиривание контактных зон.
Поэтапная затяжка крест-накрест – для равномерного прилегания крышки применяется схема:
- Предварительная затяжка 20-30% от номинального момента
- Доводка до 50-70% номинала
- Финишная затяжка до полного момента
Контроль угла доворота – для болтов с контролируемым удлинением после достижения базового момента выполняется доворот на указанный угол (например, 90°), что обеспечивает точное усилие предварительного натяга.

Тип болта	Диаметр (мм)	Пример момента (Н·м)	Доворот (°)
Стандартный M8	8	25-30	-
Высокопрочный M10	10	48-52 + 60°	60
Двухступенчатый M9	9	35 + 70°	70

Важно: Конкретные значения момента и угла доворота всегда определяются производителем двигателя и указываются в сервисной документации. Использование универсальных таблиц без привязки к модели ДВС недопустимо.

Нюансы проверки овальности шеек коленвала

Овальность шеек коленчатого вала возникает из-за неравномерного износа поверхности в зоне контакта с вкладышами. Чаще всего деформация проявляется в поперечном направлении относительно оси вращения вала, где нагрузки максимальны. Даже незначительное отклонение от округлости (более 0,005–0,015 мм в зависимости от модели двигателя) критично, так как нарушает формирование стабильного масляного клина.

Проверка осуществляется микрометрическим инструментом в нескольких контрольных плоскостях. Замеры производятся в двух перпендикулярных направлениях (обычно вдоль и поперёк оси коленвала) на каждом участке шейки. Обязательно фиксируются показания в крайних точках (ближе к щекам) и в центральной части, так как профиль износа может иметь бочкообразную или вогнутую форму.

Ключевые аспекты технологии замера

Точность измерений требует соблюдения следующих условий:

Чистота поверхностей – шейки очищаются от масел, нагара и микрозадиров мягкой ветошью без абразивов.
Температурная стабилизация – коленвал выдерживается при комнатной температуре 2–3 часа для исключения теплового расширения.
Фиксация прибора – микрометр удерживается строго перпендикулярно оси шейки без перекосов, давление измерительных наконечников дозируется трещоткой.

Расчёт овальности производится по формуле: Разность максимального и минимального диаметра в одной плоскости замера. Полученные значения сравниваются с допусками производителя. При превышении норматива обязательна шлифовка шеек с последующей установкой ремонтных вкладышей увеличенного размера.

Тип шейки	Допустимая овальность (мм)	Способ восстановления
Коренная (чугунный блок)	0,005–0,008	Шлифовка под 0,25 или 0,50 мм
Шатунная (алюминиевый блок)	0,004–0,006	Шлифовка под 0,25 или 0,50 мм
Коренная (алюминиевый блок)	0,003–0,005	Замена коленвала (рекомендация)

После шлифовки выполняется финишная полировка для устранения микронеровностей и контроль биения вала в центрах. Игнорирование овальности приводит к ускоренному износу вкладышей, падению давления масла и задирам на сопрягаемых поверхностях.

Типовые ошибки при запрессовке вкладышей

Несоблюдение чистоты поверхностей – распространённая ошибка. Остатки масла, грязи или микрочастиц старого вкладыша на постели коленвала или в шатуне создают неравномерный контакт. Это ведёт к локальным перегревам, ускоренному износу и риску проворачивания вкладыша.

Неправильная ориентация элементов при установке критична. Вкладыши имеют замки (усики) и канавки для подачи масла. Их несовпадение с пазами в постелях блокирует смазку, нарушает фиксацию и провоцирует задиры на шейках коленвала из-за масляного голодания.

Основные ошибки монтажа

Приложение ударных нагрузок – запрессовка молотком или ударами деформирует тонкие стенки, нарушает геометрию и межвальный зазор.
Использование неверного инструмента – спецоправки исключают перекосы. Самодельные приспособления часто повреждают антифрикционный слой.
Неверная обработка посадочных мест – попытки «доработать» постель напильником или наждаком изменяют натяг и форму.
Игнорирование контроля зазора – отказ от замера пластиковым щупом или индикатором после монтажа ведёт к работе с недопустимым натягом или люфтом.
Перепутывание вкладышей – установка коренных вместо шатунных (или наоборот) из-за внешнего сходства, что нарушает параметры смазки.

Ошибка	Последствие
Монтаж без смазки	Задиры при первом запуске, прихватывание к шейке
Повреждение замков при установке	Смещение вкладыша в постели, перекрытие масляных каналов
Загрязнение тыльной стороны	Снижение теплопередачи, локальные перегревы

Важно: Категорически запрещено подрезать или стачивать замки для «подгонки» – это ослабляет фиксацию. Всегда используйте рекомендованные производителем допуски и монтажные средства.

Симптомы проворачивания вкладышей в постели

Проворачивание вкладышей коренных или шатунных подшипников коленчатого вала проявляется резким изменением в работе двигателя и характерными звуками. Основным признаком становится сильный металлический стук или глухой грохот в нижней части блока цилиндров, частота которого синхронизирована с оборотами коленвала – звук усиливается при нажатии на педаль газа и может временно пропадать на холостом ходу.

Стремительно падает давление в системе смазки, о чем сигнализирует контрольная лампа масла на приборной панели. Одновременно происходит снижение мощности мотора, затрудненный запуск и нестабильная работа на всех режимах. В тяжелых случаях появляются вибрации, а из выхлопной трубы может идти сизый дым из-за попадания масла в камеру сгорания через поврежденные узлы.

Ключевые индикаторы неисправности

Громкий стук в кривошипно-шатунном механизме – низкочастотный, "железный", усиливающийся под нагрузкой.
Мигание/постоянное горение лампы давления масла даже на прогретом двигателе.
Падение мощности и реакции на дроссель, "троение" двигателя.
Металлическая стружка в масле – видна на щупе или при замене смазки.

Сопутствующие последствия	Риски при эксплуатации
Задиры на шейках коленвала	Полное заклинивание двигателя
Разрушение постелей блока цилиндров	Обрыв шатуна с пробоем блока
Перегрев коленчатого вала	Необходимость капитального ремонта

Эксплуатация двигателя с провёрнутыми вкладышами категорически недопустима – это приводит к необратимому повреждению коленвала, шатунов и блока цилиндров. При первых симптомах необходимо немедленно заглушить мотор и выполнить диагностику кривошипно-шатунного механизма.

Влияние низкого давления масла на ресурс вкладышей

Недостаточное давление масла в двигателе приводит к критическому нарушению процесса образования масляного клина между шейкой коленчатого вала и поверхностью вкладыша. Без устойчивой масляной плёнки возникает прямой контакт металлических поверхностей, провоцирующий абразивный износ рабочих слоёв. Трение "металл по металлу" вызывает локальный перегрев, пластическую деформацию антифрикционного покрытия и ускоренную деградацию геометрии посадочных мест.

Хронический дефицит давления вызывает кавитационную эрозию в зонах перегрузок, особенно на разгрузочных канавках шатунных вкладышей. Микроскопические масляные пузырьки схлопываются с образованием ударных волн, выбивающих частицы баббита или алюминиевого спыта. Одновременно загрязняющие частицы циркулируют в системе вместо отфильттровывания, выступая как абразивный агент на изношенных поверхностях.

Ключевые последствия для вкладышей

Задиры на рабочем слое: борозды от механического контакта снижают несущую способность вкладыша.
Оплавление баббита: перегрев свыше 160°C разрушает структуру антифрикционного сплава.
Усталостное отслаивание: цикличные нагрузки без демпфирующей прослойки провоцируют шелушение покрытия.

Параметр	Нормальное давление	Низкое давление
Толщина масляной плёнки	5-25 мкм	<1 мкм
Температура в зоне трения	90-110°C	150-300°C
Ресурс вкладышей	150-300 тыс. км	10-40 тыс. км

Катастрофический износ развивается по цепной реакции: увеличение зазоров ещё больше снижает давление, ускоряя разрушение. Проворачивание вкладышей из-за потери натяга часто завершает процесс, требуя капитального ремонта двигателя. Для предотвращения отказов критичен контроль давления масла и своевременная замена фильтрующих элементов.

Список источников

Статья подготовлена с использованием специализированной технической литературы по устройству автомобильных двигателей и их компонентов.

Основные источники включают учебные пособия, руководства по ремонту и справочные материалы для инженеров и автомехаников.

Учебники по конструкции двигателей внутреннего сгорания (например, авторов Орлин А.С., Луканин В.Н.)
Руководства по ремонту силовых агрегатов конкретных марок автомобилей (LADA, KIA, BMW и др.)
Технические справочники по подшипникам скольжения в машиностроении
Профессиональные пособия по диагностике и восстановлению КШМ (кривошипно-шатунного механизма)
Материалы от производителей вкладышей (Mahle, Glyco, Federal-Mogul)
Сертифицированные курсы подготовки автомехаников (учебные программы)
Научные публикации по трению и износу в двигателестроении