От чего может сломаться шатун

«Кулак дружбы» — Причины и методы устранения

Как всем хорошо известно, шатун соединяет поршни с коленчатым валом. Последний преобразует линейное движение поршней во вращательное движение коленвала. На каждом такте шатун растягивается и сжимается. Это давление и другие факторы часто приводят к его поломке. Сломанный шатун может оборваться и пробить блок, что, в свою очередь, приводит к выходу из строя силового агрегата. Автомобильные специалисты назвали такую поломку «кулак дружбы».

В своё время пробои блока отмечались гораздо чаще, чем сейчас. Современный мотор, владелец которого обеспечивает его своевременное и правильное обслуживание и не подвергает его нецелесообразным чрезмерным нагрузкам, крайне редко доставляет беспокойство своему хозяину. Тем не менее, если, по каким-либо обстоятельствам пробой случается, это, как правило, становится настоящей катастрофой. Для исправления последствий таких ситуаций обычно требуется капитальный ремонт мотора, или, при худшем варианте развития событий, его полная замена.

В подавляющем большинстве появление «кулака дружбы» обуславливается несколькими серьёзными проблемами.

Усталость материалов – главный виновник поломки шатунов, особенно в двигателях с большим пробегом. Сжатие во время рабочего такта и растяжение во время выпуска с периодичностью более тысячи раз в минуту рано или поздно приводят к износу и появлению усталости металла, отчего он становится хрупким и, наконец, ломается. Низкий уровень масла, высокая степень его загрязнения и повышенная температура движка также способствуют ускорению этого процесса.

Существует только две причины, по которым давление масла становится настолько низким, что возникает серьёзная угроза того, что шатун пробьёт стенку. Чрезмерный износ деталей в моторах с большим пробегом может систематически способствовать возникновению условий, когда давление снижается до уровня, достаточного для того, чтобы из-за отсутствия смазки и, как следствие, из-за избыточного трения подшипник шатуна выскальзывал из крышки подшипника на коленчатом валу. В таких ситуациях, шатун отрывается от коленчатого вала и, в зависимости от того, происходит ли это при движении вверх или вниз, либо вдавливает освободившийся поршень в головку цилиндров, либо пробивает отверстие в блоке цилиндров двигателя. Другой виновник низкого давления является отсутствие его в картере. Предупредительный световой сигнал на приборной панели Вашего железного друга должен сообщить Вам, когда ситуация рискует стать критической. Датчик давления масла для непрерывного считывания данных является лучшим средством предупреждения пробоев. И, конечно, не забывайте регулярно проверять уровень масла.

Излишнее повышение оборотов

Нецелесообразное превышение оборотов силового агрегата выше установленных автомобильным производителем показателей может привести к избыточным нагрузкам и перегреву, и, как следствие, к повреждению или даже выходу из строя шатуна, подшипника или пальца. Это трудно сделать в массово выпускаемых автомобилях со стандартной заводской настройкой, которая служит в качестве «ограничителя оборотов», чтобы предотвратить пробои. Но форсированные или специально модифицированные для соревнований движки обладают способностью выводить обороты достаточно далеко в красную зону, при этом значительно повышается риск быстрого поломки его деталей и узлов.

При этом не важно, почему стрелка тахометра оказалась в опасной зоне. Возможно, машина двигалась на очень большой скорости, или, может быть, она ехала слишком быстро на низкой передаче. Или, возможно, педаль газа была нажата чересчур сильно при нейтральной передаче. Во всех вышеперечисленных случаях нагрузки на узлы и детали при высоких оборотах будут очень большими, и они, разумеется, весьма отрицательно влияют на их состояние.

Нередки ситуации, когда сломанный впускной или выпускной клапан попадает в цилиндр. Если движок продолжает работать, незакрепленный клапан может стать причиной механических повреждений в цилиндре. Клапан размалывает головку поршня, что, как правило, приводит к нарушению нормальной работы пальца и неизбежному последующему пробою блока.

Шатунный палец, как правило, подвергается большим нагрузкам. Если в результате действия таких нагрузок он ломается, шатун получает «полную свободу действий». Для некоторых силовых агрегатов это заканчивается весьма плачевно – оторвавшаяся деталь проходит сквозь стенку, или коленвал теряет свою прямолинейность. Однако в некоторых ситуациях движок лишь лишается части своей мощности. Если такой силовой агрегат остановить сразу после поломки пальца, есть реальные шансы на его восстановление.

Подшипники шатунов, с помощью которых его стержень крепится к картеру, заключены в крышки, закрепленные гайками и болтами с высоким моментом затяжки. Теоретически, по истечении определенного периода времени затяжка любой гайки или болта может ослабнуть. Или, возможно, они не были должным образом затянуты с самого начала. Естественно, многие владельцы отбрасывают мысль об этом, как о возможной причине пробивки блока, считая её не заслуживающей внимания. Ослабление затяжки случается, если во время ремонта движка технический персонал использует использовавшиеся ранее болты и гайки крышек подшипников, которые были перегружены затяжкой и утеряли показатели и свойства, присущие новым деталям.

Специалисты компании Motor Rep имеют большой опыт ремонта и восстановления двигателей внутреннего сгорания после обрыва шатуна. Если Вам необходимо отремонтировать сломанный силовой агрегат, настоятельно рекомендуем обращаться к мастерам нашей фирмы.

Источник

ФОРУМ МОТОРИСТОВ

Форум для общения мотористов, водителей и любопытных

Подскажите причины обрыва шатуна

Сообщение troyan » 22 июн 2009, 09:04

Ситуация была следующая:
На техосмотре (после этого слова у тех кому рассказывал начинается ржач, а мне то не смешно блин) поставили газоанализатор в выхлопную и попросили прогазовать, пару раз нажал на педаль тысяч до 3х (до красной как до луны еще) и на втором нажатии на педаль в двигателе грохот и дымок из под капота. Под машиной лужа из масла и тосола, в блоке 3 дыры спереди снизу и ссади, а под машиной куски поршня шатуна втулок болтов, короче внутренности блока кусками высыпались.

Хочу докопаться до причин такого конца двигателя чтобы избежать подобное в дальнейшем. (ну и другим мож полезно ветку будет почитать потом).

Изначально имеется:
Toyota Corona 1994г с пробегом 125300 в момент поломки
(до и тем более после инцидента подозреваю что скручен раза в 3)
Двигатель 4A-FE
Уровень масла контролируется постоянно
Масло синтетика люкви-моли пробег на нем около 8 тысяч (немного черноватое конечно)
Перегревов не было (при моем владении авто)
Пыль вроде не глотает
Про оплавление и развал катализатора сказать ничего не могу
Заводился двиг с полпинка и летом и зимой
Сколько масла кушал сказать точно не могу (в общей сложности после последней смены за почти 8 тысяч залил ну грамм 800 от силы)
Ну что еще добавить то можно. (подскажите добавлю)

Планирую на днях начать разбор блока цилиндров для дефектовки. Делаться будет в гаражных условиях. Подскажите на что обратить внимание (почитал экспертизы буду докапываться до истины).
После разбора отпишу остальные подробности.

Прочитал статейку про проклейку блока цилиндров но думаю что в моем случае сильно много клеить придется

В общем сейчас поставил контрактный 4A-FE с сороллы спассио 98 года маслянного загара вроде нету под пробкой, выглядит бодренько, пропал характерный для 4A-FE цокот из под капота.
Кстати пока искал двиг слышал много историй про пробитые блоки шатунами после прогазовок на холостую и никто не говорит по какой причине. В основном грешат на отсутствие масла и перегрев.

В общем помогите докопаться до истинных причин поломки двигателя.

Источник

Двигатель пробило в дороге — распространенные причины

Серьезные проблемы, как правило, настигают автомобилистов внезапно. Едет себе транспортное средство спокойно по дороге, как вдруг, в области капота слышится хлопок, после чего двигатель замирает. Напуганный водитель выбегает из машины, открывает капот и приступает к осмотру. Выясняется, что поршень пробил блок цилиндров. Не стоит полагать, что такая проблема — большая редкость на дороге. На самом деле мотор может развалиться почти у каждого водителя. Рассмотрим самые основные причины.

Если поршень или шатун пробил стенку блока цилиндров, не стоит надеяться на косметический ремонт силового агрегата. Здесь будет только 2 выхода — либо капитальный ремонт, либо покупка нового двигателя. Дырка в моторе может появиться по разным причинам, однако, это происходит сразу после заклинивания. Как правило, к этому приводят проблемы механического характера. Если автовладелец не следит за уровнем масла в системе, может произойти масляное голодание. Кроме того, нельзя исключать возможность повреждения поршневых колец. Рассмотрим самые распространенные причины, из-за которых может пробить мотор.

Перегрев — самая распространенная причина поломки. Если силовой агрегат во время работы сильно перегревается, детали шатунно-поршневой группы начинают деформироваться. Именно это и приводит к заклиниванию, а после — к пробою стенки блока цилиндров.

Ремонт . Не секрет, что большинство автомобилистов в России предпочитает проводить ремонт транспортных средств своими руками. Это может привести к некачественному результату. Но нет никакой гарантии, что специалист в сервисе умеет правильно затягивать крепления и проводить прочие манипуляции во время ремонта. Поэтому с некачественно выполненными работами порой можно столкнуться даже в крупном техцентре. Если сотрудник не соблюдает правила затяжки или не меняет болты на новые, это приведет к тому, что шатунные крепления начнут откручиваться.

Гидроудар . Как уже говорилось ранее, пробив мотора может происходить из-за масляного голодания. Если автомобилист не следит за уровнем технических жидкостей, такое явление далеко не редкость. Смазка в системе просто теряет свои свойства. Ситуацию усугубляет и то, что в нее попадает антифриз, вода и прочие посторонние жидкости. Кстати, это одна из причин, почему не стоит обращать внимание на автомобили-утопленники.

Ремень ГРМ . При обрыве ремня может произойти соударение клапанов и поршней. В результате клапаны просто загибаются, а их обломки и торчащие куски становятся причиной заклинивания мотора.

Комплекс . Как правило, подобная проблема возникает у тех автомобилей, которые успели намотать большой пробег . Но ведь есть еще такие владельцы, которые даже после 350 000 км пробега исправно следят за состоянием всех агрегатов. Если же не соблюдать элементарные правила, можно столкнуться с пробоем мотора. Например, важно своевременно доливать масло, прочищать радиатор. Кроме того, не стоит экономить на топливе. В противном случае двигатель, который не получает должного обслуживания, при сильной нагрузке может испытывать перегрев и масляное голодание одновременно. В результате детали внутри не выдерживают этого и мотор заклинивает.

Итог . Заклинивание мотора в дороге — распространенная проблема. Она возникает по самым разным причинам. Как правило, это связано с плохим обслуживанием двигателя.

Источник

Шатун поршня: конструкция, причины неисправности, ремонт

Конструкция шатуна
Конструкционные материалы для шатунов
Причины поломки
Способы ремонта шатуна

Шатун поршня обеспечивает передачу энергии от поршня к коленчатому валу. Первое применение таких деталей датируется концом III века н.э. Устройства, похожие на современные шатуны использовались на лесопилках в Малой Азии, принадлежавшей Римской империи. Они служили для преобразования вращательного движения водяного колеса в поступательно для привода пилы. Подобные конструкции были обнаружены при раскопках в Эфесе, которые датируются VI веком н.э.

Конструкция шатуна

Шатун в процессе работы совершает 2 вида движения – круговые, в месте соединения нижней головки с коленвалом, и возвратно-поступательные, в месте соединения верхней головки и поршня. При эксплуатации двигателя на данную деталь постоянно воздействуют высокие нагрузки.

В шатун входят следующие элементы:

Верхняя головка (поршневая)
Нижняя головка (кривошипная)
Силовой стержень

Поршневая головка

Поршневой палец соединяет верхнюю головку с поршнем. Сама головка представляет собой цельную неразборную конструкцию. Палец может быть плавающим и фиксированным.

В первом случае в верхнюю головку пальца впрессовываются бронзовые или биметаллические втулки. Но это относится не ко всем двигателям. Существуют модификации, где этих втулок нет, а сам палец свободно вращается в отверстии головки шатуна благодаря зазору. Для обеспечения работоспособности подобной детали важно обеспечить смазывание поршневого пальца.

Для установки фиксированных пальцев в головке шатуна проделывается отверстие цилиндрической формы, изготовленное с очень высокой точностью. Диаметр этого отверстия меньше, чем диаметр поршневого пальца. Благодаря этому обеспечивается необходимый натяг при соединении двух деталей.

Верхняя головка шатуна имеет форму трапеции. Это позволяет увеличить опорную площадь поверхности при работе поршня и снизить разрушительное воздействие очень высоких нагрузок.

Кривошипная головка

Кривошипная головка служит для соединения шатуна и коленвала. В большинстве шатунов этот элемент разъемный, что обусловлено методом сборки двигателя. Крышка головки фиксируется на шатуне болтами, но в некоторых случаях для этих целей используют штифты или бандажное крепление.

На шатуне можно использовать лишь ту крышку, которая была установлена на заводе. Это обусловлено тем, что она имеет определенный вес и размер, и потому не может быть заменена на другую.

Разъем головки относительно расположения стержня может быть прямым (90° к оси) или косым (под определенным углом к оси). В V-образных ДВС применяется последний вид.

В нижней части шатунной головки находятся подшипники скольжения, схожие с коренными вкладышами коленчатого вала. Для их производства используется стальная лента, с внутренней стороны покрытая антифрикционным материалом, который обладает высокими противоизносными характеристиками. Данный слой работает исключительно при наличии моторного масла, в противном случае он быстро разрушается.

Для подшипников скольжения шатунов, коренных подшипников коленвала, юбок поршней, распределительных валы, втулок пальцев, в дроссельной заслонке подходит антифрикционное твердосмазочное покрытие MODENGY Для деталей ДВС.

Данный материал эффективно снижает трение и износ, предотвращает заклинивание поршня в цилиндре и задир поверхностей. Он не разрушается при длительном воздействии моторного масла, предотвращает движение рывками, работает в режиме масляного голодания.

Благодаря аэрозольной упаковке с выверенными параметрами распыления нанесение покрытия не вызывает затруднений. Полимеризация материала происходит как при комнатной температуре, так и при нагреве.

Силовой стержень

Стержень шатуна имеет двутавровую форму и расширяется от верхней головки к нижней. В дизельных двигателях, в отличие от бензиновых, шатуны более прочные и массивные. В спорткарах для производства этих деталей используется алюминий, что способствует снижению массы автомобиля.

Все шатуны в двигателе должны иметь одинаковую массу. В противном случае при работе ДВС будут сильные вибрации. Это требование распространяется также на обе головки детали. Для выравнивания веса шатунов их взвешивают на очень точных весах. После этого, выбрав самый легкий шатун, подгоняют массу других деталей под него путем снятия части металла на головках детали и с бобышек на стержне.

Конструкционные материалы для шатунов

Каждый автопроизводитель стремиться снизить затраты на производство и уменьшить вес деталей кривошипно-шатунного механизма. Но, ввиду того, что при работе шатуны испытывают высокие нагрузки, уменьшение их массы может отрицательно отразиться на прочности.

Для бензиновых серийных ДВС при массовом производстве шатунов применяется метод литья из специального чугуна. При такой технологии изготовления обеспечивается идеальный баланс между себестоимостью и прочностью детали.

Шатуны для дизельных силовых агрегатов производятся методом горячей ковки или штамповки из легированной стали, так как использование литья для таких ДВС неуместно. Прочность таких изделий гораздо выше, чем у литых, но их стоимость и производство обходится дороже.

В автомобилях с форсированными ДВС и спорткарах используются шатуны из алюминиевых и титановых сплавов. Это позволяет повысить мощность двигателя и снизить его вес. Вес таких деталей на 50 % меньше, чем у стальных и чугунных шатунов.

Болты крепления крышки шатунной головки изготавливают из высоколегированной стали. В отличие от обычной углеродистой стали предел текучести такого материала в 2-3 раза выше.

Причины поломки

Износ деталей – основная причина выхода из строя шатуна. Ремонт верхней головки производится редко, а срок службы втулки эквивалентен ресурсу всего ДВС. Но существуют явления, при которых шатун может изогнуться или полностью разрушаться. Это происходит вследствие столкновения поршня с головкой блока, гидроудара или попадания в камеру абразивных веществ и посторонних предметов.

Подшипники нижней головки изнашиваются по причине неудовлетворительного смазывания. Об этом свидетельствует удлинение шатунных болтов, изменение цвета частей вкладышей (чернеют) и шатунной головки (становится темно-синей), замятие вкладышей. В случае, если смазывание обеспечивалось должным образом, причиной поломки служит разрушение или износ самих подшипников.

Причинами поломки шатуна может быть засорение фильтров, недостаточный уровень моторного масла и его несвоевременная замена, потеря маслом рабочих свойств, попадание в цилиндр загрязнений и абразивов.

Способы ремонта шатуна

Ремонт шатунов возможен в следующих случаях:

При деформации стержня

При износе зазора в верхней головке

При износе зазора и поверхности нижней части головки

Ремонтные работы начинаются с тщательного осмотра деталей. В первую очередь производится измерение овала и диаметра, зазоров в верхней и нижней части шатуна. Для этого используется нутрометр. При нормальных показателях замена шатуна не нужна. При деформации стержня отверстия головок непараллельны, в результате чего происходит перекос цилиндра, износ коленвала, головки шатуна, поршня и стенок цилиндра. Об этом свидетельствует повышение шумности ДВС при работе на высоких оборотах. Существует еще один способ проверки шатуна на деформацию – деталь устанавливается на проверочную плиту и раскачивается.

После осмотра можно производить ремонт. Качество работ напрямую зависит от точности специального оборудования.

Добиться нужного размера зазора нижнего шатуна позволяет снятие некоторого количества металла с поверхности крышки головки. Затем крышку следует установить на штатное место и зафиксировать при помощи болтов.

При расточке отверстия головки нужно учитывать заданный размер детали. Операция выполняется на расточном или универсальном станке. После этого выполняется хонингование.

При увеличенном зазоре под поршневой палец необходимо поменять бронзовую втулку под верхнюю головку. Новая деталь в процессе приработке примет нужный размер. Следует учитывать, что отверстия втулки и головки должны совместиться, иначе моторное масло, выходящее из поршня, не попадет на поршневой палец.

После расточки следует взвесить шатуны и подогнать их по массе. Для этой процедуры используется самая легкая деталь.

Шатунные вкладыши дополнительно следует обработать антифрикционным покрытием MODENGY Для деталей ДВС.

Источник