Причины неполадок в работе автомобильного двигателя

Размещено на http://allbest.ru

1. Неисправности кривошипно-шатунного механизма

Как известно, кривошипно-шатунный механизм работает в очень тяжёлых условиях - это и высокая температура, и большие скорости, и нестабильность смазочных веществ (моторного масла) и т. д., именно из-за этого данный узел первым выходит из строя в двигателе внутреннего сгорания.

К основным неисправностям КШМ относятся: износ коренных и шатунных шеек, износ вкладышей (подшипников) коренных и шатунных шеек, износ стенки поршня, износ поршневых колец (компрессионных и маслосъёмных), износ стенки цилиндра и поршневых пальцев, поломка или залегание поршневых колец, чрезмерное отложения нагара на днище поршня, а также разломные трещины, обломы и прогары. Все эти неисправности проявляются по-разному, многие из них можно выявить по характеру и интенсивности стука и шума. Износ коренных и шатунных шеек (см Рис 1, 2). При таком износе чаще всего появляется чрезмерный шум, стук и вибрация двигателя в области коленчатого вала. Глухой звук, который усиливается при резком увеличении оборотов коленчатого вала, указывает на износ шатунных или коренных шеек коленчатого вала или на износ их вкладышей.

Стук шатунных шеек отличается от коренных - он более резкий, а у коренных - более глухой. Стук шеек коленчатого вала хорошо прослушивается через стенку блока цилиндров, так шатунные шейки слышны в двух зонах ВМТ и НМТ, когда стук коренных шеек только в одном месте (ближе к нижней части блока цилиндров).

Если при запуске холодного двигателя слышен звонкий стук, который по мере прогрева исчезает, - это указывает на износ поршневой группы. Похожий звук, прослушиваемый на всех температурных режимах ДВС, свидетельствует о чрезмерном износе поршневого пальца или верхней втулке шатуна (см Рис №6). При критическим износе коренных или (и) шатунных шеек звук становится громче, появляется металлический звон, при таком износе скорее всего произошло расплавление вкладышей вследствие масленого голодания.

Выхлоп двигателя также может о многом сказать. Так, если выхлопные газы синеватого цвета, а уровень моторного масла постоянно уменьшается - это указывает на износ цилиндропоршневой группы. Увеличенный расход моторного масла, топлива и значительное снижение мощности может происходить из-за залегания поршневых колец (как компрессионных, так и маслосъёмных, см Рис № 4) и увеличенного износа их и цилиндра (см Рис №3). Залегание поршневых колец можно устранить без разбора двигателя, залив в цилиндры через свечное отверстие (для дизелей - через отверстие для форсунок или через впускной коллектор) специальный раствор, состоящий из 50% керосина и 50% денатурированного спирта. После 8-10 часов простоя необходимо завести двигатель и дать ему поработать в течении 10-20 минут, затем сменить моторное масло. Такая процедура позволяет значительно снизить количество нагара (именно нагар не позволяет свободно двигаться поршневым кольцам в канавках поршня) в области поршневых колец и днища поршня, этим самым освободив и восстановив их работоспособность.

Неисправности КШМ могут возникнуть из-за множества различных факторов, но в большинстве случаев виновата неправильная эксплуатация. Неправильная эксплуатация. К неправильной эксплуатации относят: использование некачественных смазочных материалов, топлива с низким октановым числом, установку некачественных топливных, воздушных и масляных фильтров. Влияние всех этих факторов усиливается в разы при несвоевременной их замене. Так, при использовании некачественного топлива следует чаще менять моторное масло и свечи, а нагар в поршневой системе периодически «смывать» специальными жидкостями. Некачественные фильтры также некачественно выполняют свою работу, что приводит к увеличению абразива в масле и, как следствие, к увеличенному износу деталей. Выбор моторного масла следует производить согласно расчётным характеристикам (обычно они указываются заводом изготовителем), именно под них рассчитан двигатель вашего автомобиля и отступать от них не следует. Воздушный фильтр, когда он сильно загрязнен, резко снижает пропускную способность, из-за чего во впускном коллекторе образуется высокое разряжение и коэффициент наполнения снижается - это одна из причин образования чрезмерного нагара, снижения мощности двигателя и увеличения расхода топлива. Естественный износ. Естественный износ протекает очень медленно и, как правило, зависит от условий эксплуатации. При правильной эксплуатации пробег двигателя может достигать более 1 000 000 км, срок его жизни более 10 лет, а современных двигателей и того больше!

Износ вследствие длительного перегрева (см Рис №5). Такой вид износа чаще всего возникает в летнее и весеннее время. Летом перегрев получается из-за повышенной температуры окружающей среды, а весной из-за утепления двигателя и значительного колебания температуры окружающего воздуха.

Вследствие перегрева может возникнуть расплавление поршней, прогар выпускных клапанов и потеря упругости в поршневых кольцах. Даже кратковременный перегрев значительно снижает срок службы двигателя, именно поэтому следует уделять огромное внимание системе охлаждения двигателя. В системе охлаждения все важно: и жидкость, которую вы используете, и крышка горловины радиатора, не говоря уже про её герметичность и чистоту ячеек радиатора.

2. Неисправность цилиндро-поршневой группы и газораспределительного механизма

Поэтому при пуске некоторое время уходит на то, чтобы насос забрал масло из картера двигателя и заполнил их. В этот период трущимся парам двигателя приходится работать без достаточной смазки -- в режимах полусухого или полужидкостного трения. Во время прогрева двигателя при низких температурах окружающего воздуха густое масло не полностью заполняет впадины шестерен масляного насоса, с трудом проходит через фильтр, из-за чего количество масла в магистрали оказывается недостаточным. В особенно неблагоприятных условиях работают детали цилиндро-поршневой группы и газораспределительного механизма. Данные исследований свидетельствуют, что смазка к верхней части поршня, даже при положительной температуре пуска ( + 25° С) и нормальных оборотах холостого хода, может поступить лишь через несколько минут (!). Все это повышает износ деталей двигателя.

Неисправности газораспределительного механизма

Основными неисправностями газораспределительного механизма (ГРМ) являются:

· нарушение тепловых зазоров клапанов (на двигателях с регулируемым зазором);

· износ подшипников, кулачков распределительного вала;

· неисправности гидрокомпенсаторов (на двигателях с автоматической регулировкой зазоров);

· снижение упругости и поломка пружин клапанов;

· зависание клапанов;

· износ и удлинение цепи (ремня) привода распределительного вала;

· износ зубчатого шкива привода распределительного вала;

· износ маслоотражающих колпачков, стержней клапанов, направляющих втулок;

· нагар на клапанах.

3. Техническое обслуживание и ремонт КШМ и ГРМ

кривошипный двигатель поршневый ремонт

В процессе работы двигателя в цилиндропоршневой группе (ЦПГ), кривошипно-шатунном механизме (КШМ), механизме газораспределения (ГРМ), вспомогательных узлах и агрегатах появляются дефекты, внешними признаками которых, как правило, служит появление различных шумов и стуков, исходящих из различных зон названных систем.

Практика эксплуатации автомобилей показывает, что примерно 30% всех отказов и неисправностей приходится на двигатель и его системы.

К основным отказам и неисправностям КШМ относят: износ, заклинивание, выплавление вкладышей; деформация постелей коренных подшипников в блоке цилиндров; износ и деформация коленчатого вала; деформация и износ отверстий нижней и верхней головок шатуна; деформация стержня шатуна; обрыв шатунных болтов; износ, заклинивание, разрушение подшипников уравновешивающих валов

Для ЦПГ свойственно появление разрушений перемычек, трещин в поршне, прогорание его днища, износ поршней, колец, цилиндров, поршневых пальцев, разрушение поршневых колец, деформация юбки поршня, задиры на юбке и поверхности цилиндра, возникновение пробоин, трещин в цилиндре или блоке; коробление поверхностей блока; выпадение фиксаторов поршневого пальца в поршне.

Основными признаками неисправности КШМ и ЦПГ являются: падение компрессии в цилиндрах; появление посторонних шумов, стуков и вибраций при работе двигателя; увеличение расхода масла на угар с появлением голубоватого дыма на выпуске; снижение давления масла на режимах холостого хода, вследствие его разжижения; «замасливание» свечей и форсунок; недостаточная динамика разгона.

Существенный перечень отказов и неисправностей имеет ГРМ: износ седла, клапана, направляющих втулок, маслосъемных колпачков; разрушение, прогар клапанов; разрушение, осадка пружин; износ, перегрев, разрушение подшипников распределительных валов; износ кулачков распределительных валов и толкателей; износ коромысел и их осей; разрушение седла клапана; заклинивание гидротолкателей; износ цепи (ремня) и звездочек (зубчатых шкивов) привода распределительного вала; заклинивание натяжителя и износ его плунжера; прогар головки блока цилиндров; трещины, пробоины в головке блока, коробление плоскостей головки блока.

Признаками неисправности системы ГРМ являются также шумы, стуки, вспышки во впускной системе и хлопки в выпускной системе.

Общим признаком неисправностей КШМ, ЦПГ и ГРМ является повышение расхода топлива и снижение мощности двигателя.

Техническое обслуживание. Для предотвращения отказов и неисправностей двигателя на автотранспортных предприятиях выполняется комплекс контрольно-профилактических работ, которые включают диагностирование (Д-1, Д-2); ЕО двигателя; ТО-1, ТО-2, ЕТО.

При выполнении операций ТО большое внимание уделяется крепежным и контрольно-регулировочным работам.

Подтяжка гаек и болтов крепления различных элементов двигателя при выполнении операций ТО касается, в основном, автомобилей отечественного производства. Эти работы выполняются динамометрическим ключом моментом затяжки, предписанным Руководством по эксплуатации. Болты (элементы крепления) затягивают равномерно и последовательно от середины к краям в два-четыре приема. Усилие прижатия зависят от коэффициентов теплового расширения металлов головки блока цилиндров и элементов крепления. Поэтому элементы крепления чугунной головки подтягивают на прогретом двигателе, а из алюминиевого сплава на холодном.

Та же операция для двигателей зарубежного производства проводится только для случаев снятия головки блока (при проведении ремонтных воздействий) и последующей ее установке на место. В этом случае затяжка головки блока проводится в три этапа: а) затяжка всех элементов крепления номинальным моментом (определяемым Руководством); б) полное отпускание всех элементов крепления в последовательности обратной затяжке; в) затяжка всех элементов крепления динамометрическим ключом до половины номинального значения; г) доворачивание этих же элементов крепления строго на угол 900 ключом с угловой индикацией поворота.

Ослабление и подтяжка крепления поддона картера (во избежание его деформации также проводят поочередным подтягиванием диаметрально противоположных элементов крепления.

Регулировка тепловых зазоров привода клапанов механизма газораспределения (без гидрокомпенсаторов) выполняется на холодном двигателе при полностью закрытых клапанах. Перед началом регулировки поршень первого цилиндра подводится в положение верхней мертвой точки (ВМТ) конца такта сжатия (вращение коленчатого вала должно проводиться строго по часовой стрелке). Зазор, как правило, измеряют плоским щупом (возможно также использование приспособления с индикаторной головкой часового типа).

Пластина щупа, толщина которого равна величине требуемого зазора, должна проходить в зазор при легком нажатии. Щуп должен вставляться и вытягиваться из зазора с усилием 0,2 - 0,3 кгс (1,9 - 2,9 Н) (при этом должно ощущаться легкое защемление щупа).

Принцип регулировки тепловых зазоров клапанного механизма зависит от типа привода клапанов и расположения распределительного вала. Например, для двигателей с нижним (боковым) расположением распределительного вала зазор регулируется путем при помощи щупа .У двигателей с верхним расположением распределительного вала зазор регулируют вращением регулировочного винта с последующим его фиксацией контргайкой.

В некоторых случаях регулировка тепловых зазоров регулируется путем подбора толщины регулировочных шайб, устанавливаемых между кулачками распределительного вала и цилиндрическим толкателем.

Пример: Предположим, А = 0,3 мм, В = 3,8 мм, С = 0,2 мм (для впускного клапана), тогда

Н = 3,75 + (0,3 - 0,2) = 3,85 мм

В пределах шага разницы по толщине шайб равного ± 0,05 мм, выбираем толщину новой шайбы, равную 3,85 мм.

Толщина днища толкателя определяется числом, выбитым с внутренней стороны его днища, т.е., например, обозначение 788Т следует понимать как7,88 мм толщины днища толкателя. Шаг разницы по толщине днища толкателя принят равным ± 0,02 мм.

Современные двигатели в качестве привода распределительного вала (валов) ГРМ и других его навесных элементов используют втулочно-роликовые цепи или зубчатые ремни. В процессе работы, как цепи, так и ремни вытягиваются, что приводит, в частности, к смещению (изменению) настройки фаз газообмена. Поэтому эти элементы привода требуют периодического контроля их технического состояния и натяжения. Существует несколько схем натяжения цепей или ремней привода, одна из которых предполагает наличие натяжителя с фиксирующей гайкой его стержня или стопорного винта . Перед проверкой необходимо охладить двигатель в течении 30 минут после его остановки. Затем необходимо осмотреть все ремни на наличие износа, разрушения, трещин на контактных и боковых поверхностях. Приложить усилие 98 Н (10 кгс) в контрольных местах, и измерить прогиб ремня.

При использовании автоматических натяжителей, их гидро-механический привод обеспечивает натяжение цепи или ремня привода за счет усилия пружины и подачи масла под давлением под плунжер, поэтому нет необходимости проведения этой операции при ТО.

Текущий ремонт. Большая часть работ по текущему ремонту проводится на снятом с автомобиля двигателе, поскольку так проще и удобнее. При отсутствии явных повреждений коленчатого вала и блока цилиндров, текущий ремонт заключается в разборке двигателя (снятие шкивов и передней крышки двигателя, головки блока цилиндров, поддона картера, поршней с шатунами, замена или расточка гильз блока цилиндров).

Замена цилиндропоршневой группы необходима при износе рабочей поверхности более допустимого предела, при наличии задиров, сколов, трещин на зеркале цилиндров. Величину износа цилиндров и гильз определяют индикаторным нутромером (см. рабочую тетрадь лабораторных работ по курсу).

При замене изношенных поршней их подбирают вместе с поршневыми пальцами, со стопорными и поршневыми кольцами (см. ту же рабочую тетрадь).

Замена вкладышей при их износе свыше установленного предела. Это приводит к падению давления в масляной магистрали, появлению металлического стука низкого тона для коренных и более высокого - для шатунных подшипников. Вкладыши заменяют только парами (см. ту же рабочую тетрадь). Болты и гайки крепления подшипников затягивают равномерно от середины к краям в два-три этапа до номинального момента, устанавливаемого либо по динамометрическому ключу, либо доворотом на определенный угол.

Ремонт головки блока. В процессе эксплуатации, обнаруживаются следующие основные неисправности головки блок цилиндров: - деформация поверхности (неплоскостность) газового стыка; - износ рабочей поверхности направляющих втулок клапанов; - износ клапанных гнезд и тарелок клапанов.

Деформацию поверхностей головки блока устраняют либо на притирочной плите с применением абразивной пасты (20 - 40 мкм), либо шлифованием на глубину не более 0,15 мм до выведения следов неплоскостности (0,04-0,05 мм).

Износ направляющих втулок клапанов головки блока приводит к нарушению уплотнения стержня клапана, увеличению расхода масла и повышенному шуму работы двигателя. Замену изношенной втулки производят нагревом-охлаждением головки-втулки для создания приемлемого натяга при ее запрессовке.

Седла клапанов и сами клапаны изменяют свою форму, в результате чего нарушается герметичность узла седло-клапан. Основными способами ремонта седел клапанов является фрезерование, шлифование и притирка.

При фрезеровании используются фрезы с углами 30, 45 и 600, которые обеспечивают получение традиционной формы седла.

Ремонт местных повреждений шин позволяет устранять порезы до 110 х 20 мм, разрывы до 50 х 40 мм. Последовательность восстановления следующая. Удаляют застрявшие предметы. Скругляют края разрывов, чтобы предотвратить их разрастание. Контур повреждения обрабатывают на всю глубину, промазывают клеем, обкладывают специальной прокладочной резиной. Все свободное пространство повреждения заполняется резиновым составом.

Контроль качества прилегания клапана к седлу после притирки может проводиться несколькими способами: по индикатору специального вакуумного приспособления; по краске, по «карандашу», а также по утечке керосина (уайт-спирита), залитого во впускной или выпускной каналы при собранных клапанах и пружинах.

Наиболее простой является проверка с помощью мягкого карандаша, при которой на фаску клапана равномерно наносятся 6-8 радиальных линий. После установки клапана необходимо нажать на его тарелку и повернуть клапан на 1800 в обе стороны. При правильной сборке и притирке, все линии будут стерты.

Размещено на Allbest.ru