Коленчатый вал (а именно так полностью называется герой сегодняшней статьи) – деталь, которую владелец исправного автомобиля вряд ли когда-то увидит вживую. Она скрыта внутри мотора, но при этом играет огромную роль: «собирает» крутящий момент от поршней и передает их на коробку передач и колеса. При поломке коленвала автомобиль превращается в «недвижимость», потому что двигатель функционировать не сможет. Это весомый довод, чтобы получше изучить принцип работы коленвала и соблюдать нехитрые рекомендации для его беспроблемной эксплуатации.

Как работает

Для несведущего человека коленвал выглядит странно – это «палка», у которой с разных сторон есть «наросты». Но такая форма обусловлена выполняемыми функциями. Первая – обеспечить разнонаправленное движение поршней. Это как на велосипеде, когда мы ногой нажимаем на одну педаль, вторая поднимается вверх. У автомобиля цилиндров и поршней обычно больше двух, но общий принцип такой же – кто-то «едет» вверх, а кто-то вниз. За счет сложной формы коленвала такой эффект и получается.

Вторая функция – это аккумулирование крутящего момента. Под воздействием поршней сам коленвал вращается и передает энергию как на маховик, через который осуществляется привод на колеса, так и на шкив, который через ремень (или ремни, в зависимости от конструкции) «крутит» вспомогательные агрегаты – генератор, насос ГУР, компрессор кондиционера… Кроме того, на коленвале еще предусмотрено крепление для шкива привода ГРМ, он вращает цепь или ремень, чтобы в головке блока распредвалы могли своевременно открывать и закрывать цилиндры для подачи топлива и отвода выхлопных газов.

Если внимательно посмотреть на коленвал, то можно увидеть, что его основная часть как бы состоит из сегментов. Эти сегменты называются шейками. Они бывают двух видов. Коренные шейки стоят на центральной оси коленвала и позволяют ему вращаться в корпусе двигателя. Шатунные шейки находятся дальше от оси, к ним крепятся шатуны и их зачада обеспечить вращение шатуна. Количество коренных шеек может варьироваться в зависимости от конструкции мотора, а вот шатунных шеек всегда столько же сколько цилиндров в двигателе. Шейки взаимодействуют с подшипниками, которые называют вкладышами. Чтобы шейки и вкладыши не натирали друг друга они работают в условиях обильной смазки.

Также в конструкции коленвала можно увидеть массивные металлические части – это противовесы. Они нужны для ровного вращения самого коленвала без вибраций и облегчения работы коренных шеек и подшипников. Количество и размеры противовесов зависят от конструкции мотора. Особенно важным расчет количества и конструкция противовесов становится для моторов с нечетным количеством цилиндров, которые от природы менее сбалансированы чем двигатели, у которых цилиндров четное количество.

В местах выхода коленвала из блока на нем установлены сальники, которые призваны не допустить течи масла. С одной стороны коленвал заканчивается фланцем для крепления маховика, с другой – носком, на который крепится шкив или шкивы.

Поломки

Однозначным лидером по поломкам коленвала являются проблемы с шейками и вкладышами. Вкладыши это уже не элемент коленвала, но обычно проблемы у них начинаются одновременно. Главная беда – задиры, когда на ровной поверхности шейки и вкладыша начинают появляться борозды и потертости. Они мешают ровному вращению коленвала, создают сопротивление, а самое главное перегреваются. Температура при работе задранной шейки может получится такой высокой, что метал начнет плавиться, а коленвал деформируется и уже не сможет выполнять свои функции.

Основная причина задиров – проблемы со смазкой. Детали могут испытывать масляное голодание из-за малого количества смазки в системе, неправильно подобранной вязкости или слабого давления насоса. Нет притока масла – будут задиры. Однако на больших пробегах они могут появиться и при идеально работающей масляной системе – просто из-за усталости металла и износа. Обычно для такого эффекта пробег должен быть серьезным, но встречаются моторы, которые из-за конструктивных просчетов подвержены задирам даже с не очень большими пробегами.

Задиры можно отремонтировать шлифовкой или расточкой в зависимости от глубины проникновения. На специальном оборудовании снимается слой поврежденного металла, чтобы поверхность шейки снова стала гладкой. Для компенсации зазора подбираются более толстые вкладыши. На многие двигатели (но не на все!) есть так называемые ремонтные размеры.

Проворот вкладышей формально не является неисправностью коленвала, но очень влияет на его работу. Если подшипник сорвало с посадочного места, то он уже не может взаимодействовать с шейкой коленвала, а вся тонко настроенная система вращения получает сильнейший дисбаланс. При провороте вкладышей коленвал может заклинить, а блуждающий по двигателю вкладыш принести много механических повреждений.

Третьей по популярности проблемой коленвала является течь сальников. В таком случае масло в местах контакта коленвала с блоком цилиндров «вырывается» наружу. Степень может варьироваться от небольшого запотевания, до уверенной струи. Такие ситуации чреваты как тем, что уровень масла в двигателе без постоянного долива упадет настолько, что это приведет к масляному голоданию, так и тем, что снаружи блока масло может залить датчики или попасть на ремень ГРМ или вспомогательных агрегатов, что сократит срок их службы.

Проблема решается заменой сальников. Хорошая новость, что мотор разбирать для этого не нужно, хотя все равно процедура обычно весьма трудоемка, ведь нужно снять ремень ГРМ или привода вспомогательных агрегатов (в зависимости от того, какой сальник течет). Поэтому на некоторых моделях, которые склонны к течи сальника (например, мотор Renault К7М) владельцы меняют сальники превентивно, при замене ГРМ. Если ГРМ разобран, то замена самого сальника труда не вызывает.

Механические повреждения коленвала бывают реже, но тоже случаются. Сюда можно отнести и износ фланца, и поломку балансиров, и значительные выработки в металле, разбалансировку, да и поломку самого коленвала. Действительно, бывают случаи, когда коленчатый вал просто ломается на несколько частей. Обычно все эти проблемы возникают при больших пробегах и чрезмерной нагрузке на мотор. Ремонтировать в большинстве случаев тут нечего – только замена детали на другую. Новые коленвалы стоят дорого. Даже на древние моторы ВАЗ цена может доходить до 15-20 тысяч рублей, на иномарки еще выше. Альтернатива – поиск на разборках, но там могут быть свои проблемы, да и ресурс коленвала не вечен.

Как продлить срок службы коленвала

Описание причин поломок уже дает понимание как уменьшить их вероятность. Самая первая и главная задача – следить за маслом. Менять его вовремя, выбирать нормальные бренды, использоваться вязкость, рекомендованную заводом-изготовителем, покупать нормальные масляные фильтры, а также следить за общим уровнем. При масляном голодании или загрязнении смазки страдают все элементы мотора,а коленвал в первую очередь. Не факт, что он сломается первым (в зависимости от конструкции у разных моторов свои тонкие места), но ущерб ресурсу получит в любом случае.

Не любит коленвал и перегрев мотора. Высокие температуры способны деформировать металлические элементы, из-за чего нормальное вращение может быть невозможным. Так что за антифризом, термостатом и радиаторами тоже нужно следить.

Не скажет коленвал спасибо и за чрезмерные нагрузки – постоянная езда с «тапкой в пол», перегруз, разного рода форсировки. Это выбор владельца машины, но он приводит к постепенному сокращению ресурса, ведь даже если масляная система работает хорошо и перегрева нет, все равно механический износ коленвала присутствует, и вопрос в том, когда он станет критичным. Чем более щадящая эксплуатация, тем дольше прослужат детали. И коленчатый вал в том числе.

Автор — Александр Нечаев