Ремонт шатунов двигателя в Москве

С принципом работы кривошипно-шатунного механизма (КШМ) знакомят еще в школе, а теорию работы КШМ изучают сейчас в колледжах и университетах. Эффективное преобразование поступательного движения во вращательное занимает человечество практически уже более одной тысячи семьсот лет и столько же времени не меньший интерес вызывает и разработка технологий ремонта КШМ, в частности, шатунов как одной из самой нагруженной детали.

Компания Мотортехнология имеет большой и положительный опыт восстановления шатунов от разных двигателей и мы хотим познакомить наших будущих потенциальных клиентов с технологиями и специальным оборудованием, которые применяем в нашем сервисном центре.

Ремонт или покупка нового шатуна?

При капитальном ремонте двигателя двигателя появляется вопрос, насколько он экономически оправдан. На практике считается, если стоимость ремонта агрегата, узла или другой части составляет 50–75% от цены нового изделия и при этом двигатель сможет отработать ресурс, сравнимый с новым, такой ремонт имеет смысл. Однако это общие принципы – для точного расчета нужно учитывать фактическое состояние двигателя и цены на новые комплектующие.

Согласно практике, если стоимость капитального ремонта агрегата, узла или других частей составляет 50–75% от стоимости нового изделия и при этом обеспечивается полный ресурс работы, аналогичный новому, то такой ремонт считается экономически оправданным. Однако это общепринятые принципы, и для точной оценки следует опираться на конкретные фактические данные и цифры, которые зависят от состояния двигателя и стоимости новых комплектующих.

Для анализа были использованы средние розничные цены в Москве на новые шатуны отечественного и зарубежного производства, а также стоимость обязательных операций по ремонту шатунов в нашем сервисном центре, которые обеспечат их нормальную работу. Из полученных данных можно сделать вывод, что ремонт шатунов от малолитражных моторов (например, ВАЗ 2112) экономически нецелесообразен, так как стоимость ремонта близка к цене новых, за исключением случаев тюнинга или реставрации. Восстановление шатунов от моторов среднего и большого литража оправдано, особенно если учесть качество российских запчастей. Восстановление шатунов от импортных двигателей имеет еще большую выгоду, составляя всего 21-38% от цены новых.
Максимальная экономия достигается при восстановлении шатунов крупных двигателей, независимо от их происхождения – отечественных или зарубежных.
Перед восстановлением детали важно учитывать не только технологию ее изготовления, допустимые размеры и отклонения, но и условия ее работы в эксплуатации, включая действующие нагрузки.

Технологии производства шатунов

Для серийного производства используются следующие технологии:

- Литье в кокиль (высокопрочные чугуны) — позволяет изготавливать изделия сложной формы.

- Штамповка из легированных сталей — улучшает прочностные характеристики, обладает более высокой производительностью по сравнению с литьем, но применяется только для шатунов простой формы.

- Спекание порошкового металла — эффективная технология с минимальными отходами, обеспечивающая хорошие характеристики прочности и снижение веса шатунов. Формирование «ломаного» разъема нижней головки шатуна повышает надежность работы шатунных вкладышей.

Для нормальной эксплуатации шатунов критически важны точность размеров, форма и качество обработки сопрягаемых поверхностей, таких как отверстия в верхней головке шатуна (ВГШ) и нижней головке шатуна (НГШ), а также отклонения от параллельности их осей.

Во время работы двигателя шатуны подвергаются высоким динамическим знакопеременным нагрузкам, что приводит к воздействию высоких удельных давлений на сопрягаемые детали. При отклонениях от формы сопрягаемых поверхностей или недостаточной смазке (неисправный масляный насос или неправильно подобранное масло) температура в сопряжениях может резко возрасти. Это приводит к расширению металлов, уменьшению действующего зазора и переходу от режима «граничного» трения к режиму «сухого» трения. В результате антифрикционный материал на вкладышах разрушится, может повредить коленчатый вал, и двигатель выйдет из строя.

Важно внимание к качеству крепления разъема НГШ. Износ резьбы в шатуне или болтах, центрирующих поясков на болтах, удлинение болтов из-за превышения момента затяжки или неперпендикулярность резьбы на шатунных болтах и гайках — все это может привести к аварийной ситуации. Поэтому перед сборкой шатунов необходимо тщательно проверить их на дефекты.

Дефектовка шатунов

Перед дефектовкой шатуны очищаются в автоматической мойке Magido L102. Шатуны разбираются, проверяется качество резьб на болтах и шатунах, состояние пазов под замки вкладышей, наличие загрязнений в масляных каналах и делается осмотр деталей на предмет наличия следов механических повреждений. Затем в специальном приспособлении с помощью динамометрического ключа производится сборка шатуна в соответствии с требованиями завода-изготовителя.

Для проверки параллельности осей ВГШ и НГШ используется специальное приспособление AZ 840, состоящее из стойки с отшлифованной поверхностью, к которой в призмах перпендикулярно устанавливается одна из трех оправок с выдвигающейся опорой из твердого фторопласта. AZ 840 позволяет «забазировать» шатуны любых размеров для проведения тестирования. Две индикаторные головки, установленные на кронштейне с призмами, предварительно настраиваются на «ноль» и позволяют измерять с точностью ±0,01мм отклонения осей в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, т.е. при тестировании шатуна на изгиб и кручение.

При чрезмерном износе отверстия в ВГШ использование поршневого пальца стандартного диаметра невозможно, так как люфт в сопряжении превышает допуск на отклонения осей. В таких случаях нам приходится выпрессовывать втулку и изготавливать фальшпалец для проведения корректного тестирования шатунов.

В практике встречались шатуны с кривизной, превышающей допустимые нормы. В таких случаях мы выбраковываем детали, так как у производителей современных моторов "правка" шатунов не предусмотрена в технологиях их ремонта. Наши клиенты часто интересуются, почему мы не устраняем этот дефект, особенно учитывая, что на рынке есть механические прессы, предназначенные для правки шатунов.

Однако отметим, что такие прессы были разработаны для шатунов 70-х годов, изготовленных из достаточно «пластичных» сталей. При правке любой детали, включая коленчатый вал, следует учитывать, что металлы «помнят» свою историю нагружения. Обратная деформация под статической нагрузкой при правке на прессе может привести к неравномерному износу деталей цилиндро-поршневой группы в будущем из-за появления непараллельности осей ВГШ и НГШ. Поэтому мы считаем правку шатуна спорным решением и придерживаемся рекомендаций заводов-изготовителей двигателей, чтобы исключить возможные проблемы в будущем.

Для проведения этой операции мы используем ручной пресс 10 тонн с комплектом оснастки, которую мы сами изготовили. Основной задачей при выполнении выпрессовки и запрессовки втулок является приложение нагрузки строго по оси втулки. Для успешного решения этой проблемы мы обеспечиваем четкую фиксацию шатуна на опорной плите с «разгрузкой» ВГШ и НГШ от воздействия плунжера, а также перпендикулярность оси штока гидроцилиндра к плите.

Для обеспечения 100% ресурса восстановленных деталей мы используем оригинальные запасные части

Процесс запрессовки втулок в ВГШ происходит быстро с использованием другой оснастки

При установке новых втулок необходимо очень тщательно их выставить относительно шатуна, чтобы обеспечить нормальные условия для подачи масла, например, в зону поршневого пальца.

Для обработки отверстий в разных компаниях используются расточные станки, в том числе и специальные. Первое время мы использовали для решения этой задачи швейцарскую координатно-расточную машину Henri Hauser AG, которая позволяла обрабатывать шатуны с точностью до 0,01мм. В 2012 г. в станочном парке нашей компании появилась специальная машина BERCO AB651VS, которая позволяет обрабатывать отверстия в любых шатунах в диапазоне диаметров 13-150 мм и с межцентровым расстоянием между отверстиями от 55-650 мм.

Координатно-расточной станок Henri Hauser AG

Отличие этой модели от зарубежных аналогов — наличие привода с электронным управлением, который обеспечивает плавное изменение частоты вращения шпинделя. Это важно для обеспечения требуемой чистоты поверхности за счет бесступенчатого подбора режима резания. При обработке антифрикционного слоя подшипника (сталибронзовые втулки) толщиной 0,3–0,5 мм необходимо использовать резец с очень острой кромкой. На станке Henri Hauser AG с механическим приводом выбор режимов резания был ограничен, что приводило к ухудшению чистоты поверхности и увеличению времени на выполнение следующей операции — финишное хонингование отверстия ВГШ. Время цикла обработки одного шатуна на универсальном координатно-расточном станке составляет 10-15 минут, в то время как на специальном станке цикл обработки проходит в 2-2,5 раза быстрее.

Фиксация, например, ВГШ производится с помощью плунжеров , которые зажимают головку и исключают её перемещения при обработке отверстия. Установка межцентрового расстояния, базировка шатуна на станке BERCO AB651VS производится легко и четко.

До обработки ВГШ производится её крепление с помощью зажимов. После предварительного центрирования шпинделя относительно втулки в шатуне с помощью конусов, производится окончательная юстировка оси с использованием специального центроискателя с индикаторной головкой и по его окончании производится контрольные измерения диаметра отверстия с помощью нутромера с точностью +0,001мм. Расточка нижней головки шатуна производится по аналогичной технологии.

Хонингование отверстий в шатунах

Расточка цилиндров позволяет обеспечить точность обработки до 0,01мм, а на современных моторах уже действуют требования производить обработку в допуске 0,003мм. Выполнение этой задачи возможно только с использованием технологии хонингования.

Станок Sunnen LBB 1660 (США) пользуется популярностью в России и зарекомендовал себя как точный, удобный и неприхотливый в эксплуатации. Наш станок Sunnen LBB 1660 оснащен большим набором инструментальной оснастки, позволяющий решать все вопросы по хонингованию отверстий в шатунах двигателей автотракторной техники. Дополнительная опция в виде нутромера обеспечивает оперативный контроль отверстий с точностью до 0,0025мм.

В процессе хонингования оператор управляет усилием раздвижения брусков с помощью педали, а величина съема металла контролируется по индикаторной головке. Для равномерного съема металла со втулки шатун перемещается возвратно-поступательно параллельно оси шпинделя. Основная задача финишного хонингования – обеспечение чистоты поверхности и формы отверстия с отклонением величины диаметра отверстия в пределах 3 микрон.

По завершении хонингования и проведения контрольных измерений шатуны поступают на участок мойки, а затем производится их консервация «легкими» смазками и детали поступают на склад готовой продукции.

Участок по ремонту шатунов в сервисно-техническом центре Мотор Технология

В сервисно-техническом центре компании Мотор Технология Вы можете получить более подробную информацию по ремонту шатунов или отдать шатуны в ремонт.

* Обращаем ваше внимание на то, что данный Интернет сайт носит исключительно информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями Статьи 437 Гражданского кодекса Российской Федерации. Для получения подробной информации о стоимости услуг, пожалуйста, обращайтесь к менеджерам.