Как быстро сломать свежеотремонтированный Cummins ISX или особое внимание к шатунам.

Фото1                                                                                           Фото 2

Фото 1. «Разорванный» поддон. Хорошо видны сквозные отверстия в металле.

Фото 2. Из блока выломан изрядный кусок – все это последствия разрушения поршня.

     Такое событие может серьезно испортить вам день, особенно если это произойдет всего через 84 км пробега автомобиля со свежеотремонтированным двигателем. На фото 1 и 2 показаны повреждения масляного поддона и блока цилиндров двигателя Cummins ISX, у которого разрушились поршень и шатун.

     Все совершают ошибки, и иногда небольшая невнимательность заканчивается большой проблемой. Вы, вероятно, слышали выражение «дьявол в деталях»? «Дьявольские» детали, из-за которых этот двигатель вышел из строя, показаны на фото 3 и 4. Что вы видите? Подсказка – это шатунные вкладыши для «разрезного» шатуна.

Фото 3                                                              Фото 4

Фото 3. Изношенная – с царапинами и задирами – рабочая поверхность шатунных вкладышей.

Фото 4. Тыльная поверхность тех же вкладышей. На правом виден четкий отпечаток отверстия, расположенного в шатуне.

     Два вида шатунов, используемые сегодня в двигателях ISX, имеют масляный канал, по которому масло от нижней головки поступает к верхней головке и поршневому пальцу. Они различаются технологией получения разъема между шатуном и крышкой нижней головки: в одном случае это разрез с гладкими поверхностями, а в другом – разлом (или раскалывание). В обоих случаях шатун сначала изготавливается как единая деталь. Различие в том, как от шатуна отделяют крышку нижней головки – отрезают фрезой или отламывают. В последнем случае шатун называют колотым, а также – ломаным, или разрывным. От применяемой технологии зависит структура поверхности контакта между шатуном и его крышкой (см. фото 5).

Фото 5. Линия разъема между шатуном и крышкой нижней головки (показана стрелкой).

     Разрезание – технология, которая применяется очень давно. При этом поверхности разъема между основной частью шатуна и крышкой подвергаются механической обработке: фрезерованию или шлифованию (см. фото 6).

     Колотые шатуны появились относительно недавно. Их куют как единое целое, а затем откалывают крышку. Получаются поверхности разъема с точно совпадающими неровностями (см. фото 7).

Фото 6. Гладкая плоскость разъема нижней головки «разрезного» шатуна

Фото 7 «Шершавая» плоскость разъема нижней головки колотого шатуна. В красном квадрате – структура поверхности показана с увеличением

     В более ранних двигателях этой серии использовались шатуны без вертикального масляного канала, но здесь мы их не будем рассматривать поскольку они не могут создать проблему, которая описана ниже.

     Основная проблема в том, что в колотых шатунах применяются не такие шатунные вкладыши, как в традиционных («разрезных») шатунах. В одном и том же двигателе могут применяться шатуны разной конструкции, так что, возможно, вам придется приобрести разные шатунные вкладыши для сборки одного мотора. В этой таблице приведены соответствующие номера деталей.

Шатуны и вкладыши для двигателей серий ISX и ISX15

Шатун	Тип шатуна	Комплект вкладышей на одну шейку	Верхний вкладыш (1 шт.)	Нижний вкладыш (1 шт.)
2882582NX	Колотый	2882087	3686435	3656436
40542900NX, 40524900RX	Разрезной	4089405	4925971	4925975

 

     Отличить колотый шатун от разрезного можно, не только по поверхности разъема, но и по внешнему виду крышки нижней головки. На крышке шатуна, полученного разломом, есть отверстие, которое отсутствует на обычном шатуне (фото 8 и 9). Ладно, теперь вернемся к основной теме статьи.

Фото 8                                  Фото 9

Фото 8, 9: Здесь хорошо видна разница во внешнем виде крышек нижней головки двух шатунов: обычного и колотого.

     Если вы еще не нашли деталь, в которой «кроется дьявол», то вам помогут фото 10 и 11. На первый взгляд может показаться, что вкладыш был бракованным – в нем забыли сделать масляное отверстие. Однако это не так.

Фото 10                                   

Фото 10. Поврежденный шатун. Хорошо видны деформированные верхняя головка и втулка под поршневой палец.

Фото 11

Фото 11. Перепутанные шатунные вкладыши: верхний вкладыш был поставлен в крышку, а нижний – в сам шатун.

     Подшипники скольжения (в данном случае – шатунные вкладыши) могут быть разными. Одни состоят из двух одинаковых частей, которые могут быть установлены как сверху, в сам шатун, так и снизу, в крышку, как показано на фото 12. Вторые – разные, у верхнего и нижнего вкладышей «замки» расположены неодинаково, чтобы предотвратить установку в неправильном положении (см. фото 13).

Фото 12                                                               Фото 13   

Фото 12. Верхний и нижний вкладыши – одинаковые.

Фото 13. Верхний и нижний вкладыши – различаются. Хорошо видна разница в расположении «замков».

     Вкладыши шатунных подшипников для разрезных шатунов двигателей серии ISX асимметричны и имеют смещенные «замки» - для правильного позиционирования (примерно, как на фото 13), но есть небольшой нюанс: эти «замки» настолько мало смещены друга относительно друга, что не мешают установке вкладышей в неправильном положении! (фото 14 и 15)

Фото 14                                                                 Фото 15

Фото 14. Шатунные вкладыши для разрезного шатуна: слева – нижний; справа – верхний.

Фото 15. Так хорошо видна незначительная разница в расположении «замков» на верхнем (UPPER) и нижнем (LOWER) вкладышах.

      Результатом подобной невнимательности может стать неправильная установка вкладышей – как можно увидеть при сравнении фото 16 и 17. При этом смещение вкладыша вбок невелико и не мешает установке шатуна с таким вкладышем на шейку коленчатого вала. Но если так сделать, то двигатель неизбежно выйдет из строя.

Фото 16

Фото 16. Вкладыши установлены неправильно: нижний вкладыш (без отверстия) поставили в шатун. Поэтому отверстие для смазки перекрыто.

Фото 17

Фото 17. Вкладыши установлены неправильно: нижний вкладыш (без отверстия) поставили в шатун. Хорошо заметно смещение вкладыша вбок относительно продольной оси шатуна.

     Но при такой установке вкладыша его край неизбежно будет контактировать с галтелью на шейке коленчатого вала. Кроме того, нижний вкладыш (без отверстия) оказался в шатуне, поэтому верхняя головка шатуна и поршневой палец будут лишены надлежащей смазки и, довольно быстро, откажут.

Для сравнения – на фото 18 и 19 показана корректная установка вкладышей в разрезной шатун.

Фото 18                                                                                      Фото 19

Фото 18. Правильная установка вкладышей. Верхний вкладыш (с отверстием) – в шатуне. Отверстие для смазки открыто.

Фото 19. Правильная установка вкладышей. Вкладыш расположен симметрично относительно продольной оси шатуна.

     Подобная ошибка привела к разрушению и этого двигателя. Эта «дьявольская» деталь хорошо видна по отпечатку, оставленному масляным каналом в шатуне, на тыльной стороне вкладыша (фото 20).

Фото 20                                                                         

Фото 20. Хорошо виден отпечаток масляного канала на тыльной стороне вкладыша.

     Надеюсь, эта информация будет вам полезной и, следовательно, подобное печальное событие не испортит ваш день.

     А еще, возможно, вас обрадует то обстоятельство, что на новых колотых шатунах к замкам посередине (которые совпадают), добавлены дополнительные выступы – по углам вкладышей, которые препятствуют неправильной установке вкладышей в шатун (фото 21 и 22).

Фото 21. Положение «замков» - основных (посередине) и дополнительных (с краю) – на шатунных вкладышах для «колотых» шатунов.

 

Фото 22. Расположение пазов под «замки» шатунных вкладышей в нижней головке «колотого» шатуна.

 

Кстати, и сам «колотый» шатун тоже не идеален и требует особой заботы. То, как очищаются и собираются шатун и крышка, имеет очень большое значение.

Шатун и крышку надо всегда держать рядом или пометить так, чтобы знать, какие из них совместимы друг с другом и в каком положении. Контактирующие поверхности шатуна и крышки нельзя подвергать механической обработке или притирать друг к другу. Если крышка по ошибке была установлена в перевернутом положении или на «чужом» шатуне, если любой из фрагментов шатуна упал или на него что-то уронили, то придется заменить шатун целиком – в сборе с крышкой.

Итак, производитель нашел возможность избавиться от этой «дьявольской» детали, чтобы избежать проблемы с ошибочной установкой вкладышей в колотые шатуны. А вот для разрезных шатунов – внимание и еще раз внимание, иначе двигатель придется ремонтировать вновь.

 

Стив Скотт c 1982 года работает в компании IPD, где сначала занимался запчастями, сервисом для различного оборудования, включая дизели и газовые двигатели. С 2004 года он занимает должность директора по разработке продуктов и технической поддержке.