Wał korbowy

Wał korbowy i jego łożyska razem stanowią mechaniczne serce dolnej części silnika. W silnikach wysokoprężnych MAN i Mercedes przekształcają one liniowy ruch tłoków, za pośrednictwem korbowodów, w moment napędowy dla koła zamachowego, sprzęgła lub przekładnika momentu obrotowego, jednocześnie przenosząc wysokie ciśnienia spalania, drgania skrętne i długotrwałe obciążenia. W samochodach ciężarowych, autobusach i samochodach dostawczych MAN oraz Mercedes wały korbowe są precyzyjnie dopasowane do bloku silnika, korbowodów, pokryw łożysk, pompy oleju i tłumika drgań. Dlatego identyfikacja na podstawie numeru podwozia jest niezbędna. W praktyce części te rzadko ulegają awarii bez przyczyny: uszkodzenie wału korbowego lub łożysk głównych jest zazwyczaj skutkiem niewłaściwego smarowania, zanieczyszczeń w układzie smarowania, przegrzania, nieprawidłowych tolerancji montażowych lub uszkodzeń wtórnych po zatarciu elementów korbowodu albo tłoka. Zbyt późna interwencja szybko grozi koniecznością pełnej regeneracji zamiast ukierunkowanej naprawy.

Kompatybilność wałów korbowych, łożysk głównych i łożysk oporowych

Właściwa wersja zależy od rodziny silnika, mocy, wariantu emisji spalin, średnic wału korbowego oraz ewentualnego wymiaru naprawczego. W przypadku MAN dotyczy to między innymi silników D08, D15, D20, D26, D28, D30 i D38. W Mercedes występują między innymi OM 364, OM 366, OM 402, OM 421, OM 422, OM 441, OM 442, OM 457, OM 460, OM 501, OM 502, OM 503, OM 904, OM 906, OM 926, OM 934, OM 936, OM 470, OM 471 i OM 473. Nawet w obrębie jednej rodziny silników mogą występować różnice w skoku, średnicy czopów wału korbowego, liczbie przeciwwag, napędzie kół zębatych, położeniu łożyska oporowego i wyważeniu.

Wał korbowy jest osadzony w bloku silnika za pomocą łożysk wału korbowego. Łożyska wału korbowego, zwane również łożyskami głównymi, to zazwyczaj wielowarstwowe łożyska ślizgowe ze stalowym podłożem, warstwą nośną z aluminium lub stopu miedziowo-ołowiowego oraz cienką warstwą przeciwcierną. Łożyska te są dostępne w wymiarze standardowym, ale również w wymiarach naprawczych. Wymiary naprawcze stosuje się podczas montażu wału korbowego, którego czopy zostały przeszlifowane. Ponadto łożyska oporowe zapobiegają przesuwaniu się wału korbowego wzdłużnie. Podczas gdy łożyska główne podpierają wał korbowy promieniowo, łożyska oporowe przejmują siły wzdłużne. Zawsze sprawdzaj oznaczenie wymiaru na wale korbowym, bloku silnika i pokrywie łożyska. Niewłaściwa panewka, zamieniona pokrywa łożyska lub niewystarczające pasowanie powodują spadek ciśnienia oleju, miejscowe przegrzewanie i przyspieszone uszkodzenie czopów wału korbowego.

Zużycie wału korbowego i łożysk wału korbowego często sygnalizowane jest pośrednimi objawami. Należą do nich spadek ciśnienia oleju przy rozgrzanym silniku, cząstki metalu w oleju silnikowym lub filtrze oleju silnikowego, głuche stuki pod obciążeniem, zbyt duży luz osiowy wału korbowego, drgania w określonym zakresie obrotów lub powtarzające się uszkodzenia łożysk po wcześniejszej naprawie. W ciężkich zastosowaniach z częstą pracą na biegu jałowym, wysokim obciążeniem cieplnym lub opóźnioną wymianą oleju częściej występują również ślady zatarcia i przebarwienia na wale korbowym spowodowane zbyt wysoką temperaturą, rowki na czopach wału korbowego, owalne pasowanie łożysk lub uszkodzenia wskutek zanieczyszczenia oleju.

Prawidłowa diagnostyka nie kończy się na kontroli wizualnej. Najpierw zmierz ciśnienie oleju za pomocą skalibrowanego manometru, zarówno przy zimnym rozruchu, jak i przy temperaturze roboczej oraz zalecanych prędkościach obrotowych. Następnie spuść olej silnikowy i sprawdź go pod kątem obecności korka magnetycznego, cząstek o barwie miedzianej, aluminiowej lub ferromagnetycznej. W przypadku nieprawidłowych wartości zdemontuj miskę olejową i sprawdź panewki pod kątem zarysowań, zatarcia, niebieskich przebarwień, kawitacji i obrócenia.

Zmierz średnicę, okrągłość i stożkowatość czopów głównych oraz korbowodowych za pomocą mikrometru zewnętrznego na kilku płaszczyznach pomiarowych. Sprawdź luz olejowy łożysk za pomocą Plastigage lub, dokładniej, na podstawie średnicy zamontowanego łożyska i średnicy czopa wału korbowego. Zmierz luz osiowy wału korbowego za pomocą czujnika zegarowego, kontrolowanie przesuwając wał w kierunku wzdłużnym. Porównaj wszystkie wartości ze specyfikacjami odpowiedniego kodu silnika; wał korbowy bez widocznych uszkodzeń może znajdować się poza tolerancją.

Nigdy nie wymieniaj łożysk bez usunięcia przyczyny uszkodzenia. Sprawdź sitko ssawne, pompę oleju, zawór regulacji ciśnienia, chłodnicę oleju, obudowę filtra oleju i kanały olejowe pod kątem niedrożności, wycieków lub spadku ciśnienia. Dokładnie przepłucz układ smarowania, gdy doszło do oddzielenia warstw łożyska, i zawsze wymień olej silnikowy oraz filtr oleju. W przypadku zatartych lub owalnych czopów wału korbowego konieczne jest profesjonalne szlifowanie do dopuszczalnego wymiaru naprawczego albo wymiana wału korbowego. Montaż nowych panewek na uszkodzonym czopie nie jest trwałą naprawą.

Wał korbowy może ewentualnie zostać naprawiony. W tym celu można wykonać następujące operacje naprawcze: szlifowanie (crankshaft grinding), polerowanie (crankshaft polishing), naprawę pęknięć (crack repair), naprawę przez spawanie (welding), prostowanie i wyważanie oraz obróbkę cieplną (case hardening, nitreren).  Po tych operacjach naprawczych wał korbowy należy skontrolować i ponownie zmierzyć. Zmierzone wartości muszą spełniać tolerancje.

Stosuj zalecany olej montażowy, nowe śruby rozciągane tam, gdzie jest to wymagane, oraz przestrzegaj momentów dokręcania i kąta dokręcania pokryw łożysk. Braem może pomóc w doborze, na podstawie numeru podwozia, zarówno nowych części, jak i regenerowanych wałów korbowych oraz sprawdzonych komponentów silnika, aby ograniczyć przestoje samochodów ciężarowych, autobusów i samochodów dostawczych.