Шкив коленвала: все, что нужно о нем знать?

Назначение и роль шкива коленчатого вала

Любой двигатель внутреннего сгорания содержит несколько систем, для работы которых требуется источник механической энергии. К таким системам относится газораспределительный механизм, системы смазки и охлаждения, контактные системы зажигания с прерывателем-распределителем, системы подачи топлива и другие. Источником энергии для всех этих систем выступает коленчатый вал — именно от него отбирается часть крутящего момента, который используется для привода валов, насосов, генератора и других агрегатов. При этом в двигателе используется несколько отдельных приводов: ременной или цепной привод ГРМ и шестеренчатые приводы агрегатов. Здесь мы рассмотрим только ременные приводы, в состав которых входит шкив коленчатого вала.

Шкив коленвала — деталь ременного привода ГРМ и других вспомогательных механизмов двигателей внутреннего сгорания (как бензиновых, так и дизельных). Шкив располагается на носке (то есть, в передней части) коленчатого вала, с его помощью осуществляется привод распределительного вала (или валов), а также ряда агрегатов — жидкостного насоса (помпы), генератора, насоса ГУР, вентилятора охлаждения, компрессора кондиционера, компрессора пневматической системы и других.

Также шкив коленвала может выполнять две вспомогательные функции:

— Отслеживание угловой скорости и положения коленчатого вала с помощью соответствующего датчика;
— Демпфирование колебаний, возникающих при пуске/остановке двигателя и на переходных режимах.

В целом, шкив коленвала, несмотря на свою простоту и незаметность, является важной деталью любого современного двигателя. Сегодня существует большое разнообразие этих компонентов, и все они решают различные задачи

Немного матчасти

Прежде чем что-то крутить, нужно знать, где эта деталь находится и какие функции она выполняет. Итак, говоря совсем простыми словами, шкив коленвала – специальное колесо, которое находится снаружи двигателя.

На него надет ремень ГРМ, генератора, помпы, компрессора кондиционера и т.д. Если иначе, шкив коленчатого вала необходим для того, чтобы от двигателя можно было приводить в действие навесное оборудование и механизм газораспределения.

Без шкива невозможна работа ДВС и движение автомобиля, так как крутящий момент от самого коленвала не будет передаваться на другие узлы двигателя. При поиске этой детали под капотом автомобиля, следует ориентироваться на генератор. Искомый объект будет находиться внизу.

Он насаживается на выступающую часть коленчатого вала и удерживается от проворачивания при помощи шпонки. Закрепляется гайкой (реже крепление выполнено при помощи болта). В том, как открутить болт шкива коленвала, и заключается главная проблема.

Существует несколько разновидностей шкива коленвала:

• Шкив под клиновой ремень. Такой тип присутствует в любом автомобиле советского производства (в том числе, в грузовых авто и автобусах). Он имеет цельносварную или цельнолитую конструкцию с пазом, который полностью повторяет профиль клинового ремня.
• Зубчатый шкив. Применяется на многих современных двигателях после того, как цепь газораспределительного механизма заменили в целях облегчения всей конструкции на ремень ГРМ. Этот ремень имеет зубцы на своей внутренней поверхности. Соответственно, зубцы выполнены и на внешнем ободе шкива.
• Демпферный шкив. Встречается на многих автомобилях небольшой грузоподъемности, а также на микроавтобусах. Этот шкив состоит из двух частей: внешнего рабочего диска и внутренней обоймы. Между ними помещается резиновая демпферная прокладка.

Статья в тему: Что такое Вебасто в машине

Это сделано для того, чтобы уменьшить импульсное механической воздействие, которое испытывает газораспределительный механизм и ремень ГРМ во время запуска двигателя и резкого изменения частоты вращения коленчатого вала. Побочным эффектом в данном случае является относительно короткий срок службы шкива, а также то, что деталь требует повышенного внимания со стороны водителя или механика.

После знакомства с самой деталью можно рассмотреть ситуации, в которых придется откручивать гайку шкива коленвала или фиксирующий его болт.

Особенности замены шкива коленвала

Необходимость точной синхронизации работы коленчатого и распределительного валов автомобильного двигателя выдвигает ряд специфических требований к замене шкива коленвала. В частности, рекомендуется применять специальные инструменты или приспособления для проверки степени натяжения ремня ГРМ, силы затяжки гайки (или болта) крепления шкива и для выставления определенного положения коленчатого и распределительного валов. На ремнях ГРМ также присутствуют специальные метки для их правильной установки. На шкив и ремень ни в коем случае не должно попадать масло и другие технические жидкости – кроме негативного воздействия на материал ремня и шкива, они могут привести к проскальзыванию ремня и нарушению синхронизации валов двигателя.

В современных автомобилях часто присутствует специальный датчик положения коленвала, который просто не даст запустить двигатель с неправильно выставленными положениями коленчатого и распределительного валов – это сделано для предотвращения дорогостоящих повреждений кривошипно-шатунной группы, которые могут стать результатом неаккуратного обслуживания.

Одной из главных технических особенностей демонтажа шкива коленвала является сильное затяжение его крепления. Резьба крепления нарезана таким образом, что направление откручивания совпадает с направлением вращения вала и шкива – это сделано для того, чтобы крепление шкива не раскрутилось самостоятельно. Демонтаж шкива коленвала, как правило, возможен только на смотровой яме. При этом часто требуется снятие колеса, ближнего к шкиву коленвала.

При наличии пневмогайковерта снятие крепления шкива коленвала не представляет большой проблемы

Для советских и российских автомобилей существует народный рецепт откручивания крепления шкива коленвала с помощью стартера (ВНИМАНИЕ, мы публикуем этот способ для общей информации, но рекомендуем вам не рисковать своим автомобилем, а доверить замену шкива коленвала квалифицированным и опытным мастерам с соответствующим оборудованием):

1. Прежде всего, нужно определить, в какую сторону вращается вал и шкив на двигателе вашего автомобиля, и соответственно, в какую сторону вам нужно откручивать крепление шкива.
2. Смочить гайку (головку болта) специальной жидкостью типа WD-40.
3. Автомобиль устанавливается на смотровой яме, колеса фиксируются.
4. Если есть необходимость, снимается колесо, ближнее к шкиву коленвала.
5. На гайку (болт) коленвала накладывается ключ с длинной рукояткой (либо удлиненной с помощью подручных средств). Ручку ключа необходимо упереть в пол или лонжерон по ходу вращения, убедившись в безопасности такого упора.
6. Принимаются меры к предотвращению заводки автомобиля (снимается провод или клемма с зажигания, в каждой модели автомобиля свой способ).
7. Снимается ремень генератора.
8. Кратковременное включение зажигание приводит к повороту коленвала, рукоятка ключа упирается в пол, гайка (болт) срываются, и далее откручиваются обычным ключом.

Функции шкива коленвала

Шкив коленвала – одна из деталей коленчатого вала двигателя автомобиля, которая крепится на переднюю выходную (выступающую за пределы картера двигателя) часть вала (носок) и с помощью специального зубчатого ремня (в некоторых двигателях – цепи) синхронизирует работу коленчатого и распределительного валов двигателя. Кроме того, шкив коленвала через ремень ГРМ передает также крутящее усилие (фактически – обеспечивает энергией) ряд устройств так называемого «навесного оборудования» автодвигателя:

• генератор
• помпу (насос) охлаждающей жидкости двигателя
• помпу гидроусилителя руля
• кондиционер

Шкив коленвала выполняет также (наряду с маховиком и балансирами) функции амортизации вибраций и толчков коленчатого вала. В процессе производства шкивов все они подвергаются специальной балансировке. Как видим, от беспроблемной работы шкива коленвала зависит целый ряд важных механизмов автомобиля, включая сам двигатель. Если не будет строго синхронной работы коленчатого и распределительного вала, двигатель нормально работать не будет.

Именно поэтому с требованием регулярной замены шкива коленвала в комплекте с ремнем ГРМ (и, как правило – роликом помпы охлаждающей жидкости) сталкивается каждый автовладелец. Для каждой модели автомобиля существует определенная периодичность замены шкива коленвала и ремня ГРМ. Износ и растяжение ремней ГРМ, износ шкива коленвала или ролика помпы могут привести к нарушению работы двигателя, а в худшем случае – к обрыву ремня ГРМ с последующим повреждением всей кривошипно-шатунной группы двигателя. Поэтому следует серьезно относиться к вопросам регулярного обслуживания и замены ремня ГРМ и шкива коленвала.

Типы и конструктивные особенности шкивов коленвала

В двигателях используется два основных типа шкивов коленвалов, которые отличаются конструкцией и назначением:

— Ручейковые шкивы под клиноременную передачу;
— Зубчатые шкивы под зубчатый ремень.

Ручейковые шкивы — это классическое решение, которое используется на двигателях внутреннего сгорания с самого их появления. Внешняя поверхность такого шкива имеет один или несколько ручьев V-образной формы, в которые входит ремень соответствующей формы (клиновый или поликлиновый). Такие шкивы используются только в клиноременных передачах, в которых нет необходимости точной установки коленвала и агрегатов друг относительно друга. К таким передачам относятся привод водяной помпы, генератора, компрессора кондиционера, воздушного компрессора, вентилятора и насоса ГРМ.

Зубчатые шкивы — это современное решение, которое находит применение на двигателях последние два-три десятка лет. Такие шкивы используются в передачах с зубчатыми ремнями, которые заменяют цепной привод ГРМ. Зубчатые шкивы коленвала и агрегатов и соединяющий их зубчатый ремень обеспечивает определенное положение агрегатов друг относительно друга. В большинстве случаев зубчатый шкив используется для привода ГРМ и водяной помпы, а привод остальных агрегатов осуществляется отдельной клиноременной передачей.

Также существуют комбинированные шкивы, который представляют собой конструкцию из зубчатого и клинового (либо поликлинового) шкивов. Такие шкивы используются для привода ГРМ и ряда вспомогательных агрегатов двигателя. Клиновых/поликлиновых шкивов в такой конструкции может быть несколько (до четырех).

Все указанные шкивы по конструкции делятся на два типа:

— Цельнолитые/фрезерованные;
— Составные демпфированные.

Шкивы первого типа — это цельные детали, отлитые или выточенные из одного куска металла (чугуна или стали). Такие шкивы наиболее просты и дешевы, однако передают на агрегаты все колебания, возникающие при вращении коленчатого вала.

Шкивы второго тип являются составными, они состоят из ступицы и венца, соединенных через резиновое кольцо. За счет наличия резинового кольца осуществляется развязка ступицы и венца, поэтому возникающие при вращении коленвала колебания и вибрации ослабляются. Такие шкивы более тяжелы, сложны и дороги, однако это окупается лучшей надежностью и долговечностью всего ременного привода.

Также шкивы делятся на две группы по типу крепления:

— Крепление с помощью центрального болта и шпонки;
— Крепление на несколько (2-6) болтов.

В современных двигателях шкив коленчатого вала, особенно в случае ременного привода ГРМ, чаще всего крепится на одном болте, а удерживается от проворачивания с помощью шпонки. Вспомогательные шкивы могут крепиться с помощью нескольких болтов, причем монтаж выполняется на ступицу, которая является либо продолжением звездочки цепного привода ГРМ, либо отлита на носке коленвала, либо является самостоятельной деталью с шпоночным креплением на носке вала.

На шкивах современных двигателей помимо ручейков или зубцов под ремень может быть выполнен зубчатый венец для работы датчика положения коленчатого вала (ДПКВ). Венец является так называемым задающим диском датчика коленвала, он может быть отлитым вместе со шкивом, либо выполняться в виде отдельной детали с креплением на болтах.

Любой шкив коленвала при изготовлении подвергается балансировке для устранения колебаний и биений. Для удаления излишков металла в шкиве высверливаются небольшие углубления.

Пошаговый порядок снятия шкива коленвала на ВАЗ-2114

Перед тем как приступить к демонтажу шкива коленвала, необходимо выкрутить некоторые узлы и детали на ВАЗ-2114.

1. Первым делом ставим автомобиль и обеспечиваем ему неподвижное состояние.

2. Далее, ослабляем болт натяжения ремня генератора и полностью демонтируем стопорный.

   Все болты указаны красными стрелками.

3. Затем, снимаем переднее колесо справа, предварительно подняв машину.
4. Демонтируем открывшийся грязезащитный щиток колеса, открутив болты по периметру арки крыла.
5. Когда доступ к мотору открыт, окончательно демонтируем ремень генератора.
6. Далее, необходимо зафиксировать маховик таким образом, чтобы он не смог провернуться, для этого лучше всего вставить отвёртку в заглушку, которая находится с боковой стороны коробки переключения передач. Отвёртка вставляется прямо в проём, который появится при открытии заглушки.

   Отвёртку вставляем в отверстие, указанное меткой.

Когда маховик зафиксирован, можно переходить к работам по демонтажу шкива коленвала.

Снимаем ремень ГРМ, предварительно выставив метки.
Метки указаны красными стрелками.

Для того, чтобы фиксируемый болт было легче сорвать, его необходимо обработать вышеупомянутой WD-40, а если её нет под рукой, то любой жидкостью, которая, так или иначе, воздействует на коррозию, например тормозная жидкость.
Когда болт пропитался этой смесью, нужно взять головку соответствующего диаметра с удлинителем, и при помощи воротка провернуть его против часовой стрелки настолько так, чтобы он сдвинулся со своего изначального расположения.
Если с первого раза открутить болт не получается, возможно воздействие на него путём несильных постукиваний молотком, и новой обработкой противокоррозийной смеси, после чего вновь попытаться сорвать его с места.
Так или иначе, после нескольких манипуляций болт поддастся и сойдёт.
Когда бот будет откручен, обратите внимание на наличие шпонки на валу. Снимается она легко, главное не потерять её после.
Проводить эту работу следует очень аккуратно.

Если уже ничего не мешает, можно приступать непосредственно к снятию вала

Для этого можно воспользоваться специальным съёмником, а при его отсутствии монтировками или отвёртками.
Далее, переходим к демонтажу. При работе со съемником, как правило, вопросов возникнуть не должно, а выполняя работы с ручным инструментом, необходимо делать следующее.
Взяв две отвёртки, либо «монтажки» вставляем их между шкивом и коленвалом с двух сторон.
Поддевать коленчатый вал удобнее монтировкой.

Далее, последовательными движениями сдвигаем деталь со своего места фиксации, постепенно переходя к началу вала.
Перед тем как приступить к снятию, лучше всего обстучать сам шкив деревянным, или прорезиненным молотком. Так можно избежать перекосов при снятии и дополнительного воздействия при наличии коррозии и фактов прикипания.

Снятие шкива

Открутить болт или гайку крепления — это только пол дела. Дальше надо вытащить шкив с вала. Так просто руками шкив не снимется, если не его посадочное гнездо не раздолбано. Кроме того, шкив плотно сажается на вал, то он еще фиксируется от проворота шпонкой.

Существуют специальные съемники для снятия шкива с вала. Бывают механические и гидравлические съемники.

Конструкция механического съемника проста. Обычно имеет три лапки, которыми надо зацепить сам шкив, а центральный стержень упереть в вал. После чего, надо вращать стержень, лапки будут выпрямляться и тянуть на себя шкив.

Бывают съемники еще проще, которые можно сделать своими руками.

Если нет съемного устройства для шкива, то можно использовать монтировки. Если один человек снимает, то по очереди, с каждой стороны отодвигая по чуть-чуть, чтобы не было перекоса. Если два, то одновременно с разных сторон резким движением выпрессовывают шкив с коленвала.

Бывает и такое, что при использовании съемника, стенки пазов шкива не выдерживают и откалываются. Поэтому, при использовании монтировок, зацеплять их надо как можно ближе к валу.

Как делать замену шкива коленвала

В каждом автомобиле свои особенности по замене шкива коленвала, но принцип, в целом, одинаковый. Если в моторном отсеке двигатель расположен вдоль, то в таком случае шкив будет в передней нижней части моторного отсека, сразу за радиатором системы охлаждения. Если же двигатель расположен поперечно в моторном отсеке, то чтобы поменять шкив коленвала, придется снимать переднее правое колесо.

Также многих волнует какая используется резьба на шкиве коленвала, чтобы ее случайно не сорвать. Ведь гайка, которая держит шкив коленвала обычно очень сильно затянута. Поэтому надо точно знать в какую сторону крутить.

Но здесь нет ничего сложного – резьба правая, поэтому если нужно открутить гайку, то крутить надо против часовой стрелки. Также надо понимать, что коленвал крутится в противоположную сторону от резьбы, поэтому гайка про процессе работы затягивается еще сильнее.

Кроме того, никто не отменял окисление и коррозию, поэтому через определенное время такую гайку открутить будет действительно проблематично.

Но если знать что делать, то все становится достаточно просто и сделать замену шкива коленвала будет проще простого. Действия такие:

• первым дело надо поставить машину над ямой, а колеса зафиксировать;
• если мотор расположен поперечно, то снимаем колесо и подкладываем что-то под тормозной диск вместо колеса;
• надеваем на гайку или головку болта ключ подходящего размера, но с большим рычагом и упираемся в пол по направлению вращения;
• снимаем бронепровод с распределителя зажигания, чтобы не завелся мотор;
• с помощью ключа зажигания приводим стартер в движение, этого усилия хватит для того, чтобы гайка или болт открутилась.

Как только гайка начала откручиваться, дальше можно вручную с помощью ключа открутить ее. Кстати, чтобы легче откручивалась гайка, можно на нее нанести смазку WD или другую аналогичную смазку.

Далее надо стянуть шкив с коленвала, что тоже считается не простым делом, так как ремень и шкив очень прочно соединены друг с другом и между ними нет люфта. Кроме этого, плотно подогнана шпонка шкива коленвала, что тоже оказывает сопротивление.

Поэтому желательно использовать специальный винтовой съемник, также можно снимать шкив, применяя монтировку, надавливая в разных местах на тыльную поверхность шкива.

Если получилось снять шкив, то самая сложная работа уже проделана. Установить шкив на свое место будет несложно, надо делать все в обратной последовательности, а надежный зажим коленвал обеспечит самостоятельно.

А далее видео о том, как быстро открутить шкив коленвала с помощью того метода, что был описан выше: