Для- прослушивания двигателей используют различные стетоскопы: механический (рис. 11.2, а; к зонам прослушивания прижимается стержень 1) и электронный (рис. 11.2, б).
Рис. 11.2. Стетоскопы: а — механический; б — электронный; / — стержень; 2 — мембрана; 3 — резиновые трубки; 4 — слуховые наконечники; 5 — пружинная пластина; 6 — телефон-наушник |
Вследствие дефектов: изнашивание поршневых пальцев, вкладышей шатунных и коренных подшипников, отверстий в бобышках поршней и во втулках верхних головок шатунов при задирах поверхностей цилиндров и поршней, увеличении тепловых зазоров в приводе клапанов, поломки клапанных пружин наблюдаются стуки и резкие шумы различного характера.
Распознание неисправностей двигателя по характеру стуков требует больших навыков.
При пуске двигателя и его визуальном осмотре можно обнаружить подтекания масла, топлива или охлаждающей жидкости, оценить равномерность работы двигателя и др.
В большинстве случаев течь можно устранить подтягиванием соединений или заменой поврежденных прокладок. Повышенное дымление или увеличенное содержание СО в отработавших газах чаще всего возникает из-за неисправности топливной аппаратуры.
11.2. Диагностические параметры двигателей
Эффективная мощность двигателя, удельный расход топлива
Эффективная мощность двигателя (7Ve) — мощность, снимаемая с вала двигателя и представляющая собой разность между индикаторной мощностью (Л^) и механической мощностью (Nm), затрачиваемой на преодоление сил трения в двигателе и привод вспомогательных агрегатов.
Исследования показали, что около 30 % автомобилей эксплуатируются со значительным недоиспользованием мощности двигателя и перерасходом топлива. В большинстве случаев потери мощности можно устранить простыми средствами.
Экономичность двигателя определяется по расходу топлива на автомобиле с исправной ходовой частью и прогретым двигателем при скорости движения 60—90 км/ч на участке 3—5 км сухого и ровного асфальтированного шоссе, при этом сопоставляются результаты двух заездов в противоположных направлениях. Топливо подается в двигатель из специального мерного бачка. Полученные результаты (среднее значение) сравнивают с данными технической характеристики автомобиля и, если расход топлива превышает допустимый на 10 %, определяют причины повышенного расхода топлива и устраняют неисправности.
Причинами с н ижен ия давления масла в главной масляной магистрали могут стать: недостаточный уровень масла в картере двигателя, его разжижение, изнашивание подшипников коленчатого и распределительного валов, течи масла, изнашивание деталей масляного насоса, неправильная регулировка редукционного клапана или зависание последнего в открытом состоянии.
Повышенное давление масла в главной магистрали может быть вызвано следующими причинами: применение масел с большей вязкостью, чем предусмотрено заводом-изготовителем; заедание редукционного клапана в закрытом положении; засорение масляной магистрали.
Расход масла на 100 км пробега автомобиля определяется по формуле
100«?, -<?2 +03) g s
где £), — количество залитого в двигатель свежего масла; Q2 — количество масла, доливаемого в двигатель между очередными заменами масла; £?3 — количество слитого из двигателя отработавшего масла; S — пробег автомобиля.
При* этом температура сливаемого из картера масла должна быть не менее 60 °С, а продолжительность слива — не менее 10 мин. При необходимости быстрого определения эксплуатационного расхода масла можно ограничиться пробегом в 200 км при равномерном движении со скоростью 50—60 км/ч.
Если эксплуатационный расход масла превышает 200 г на 100 км пробега, необходим ремонт цилиндро-поршневой группы двигателя (например, замена поршневых колец поршней).
Содержание вредных веществ в отработавших газах
По составу отработавших газов автомобиля можно судить о полноте сгорания топлива, техническом состоянии цилиндро-поршневой группы двигателя, системы питания и зажигания. В состав отработавших газов автомобиля входят различные вредные компоненты: азот, окиси углерода, которые являются результатом неполного сгорания топлива. По их количеству можно судить о техническом состоянии двигателя в целом. При диагностике двигателя в первую очередь определяют содержание СО в отработавших газах.
Наибольший выброс СО происходит при работе двигателя на режимах холостого хода и разгоне автомобиля. Большое значение имеет состав горючей смеси.
Дымность отработавших газов зависит от количества сажи (С) и оценивается по оптической плотности, которая определяется по количеству света, поглощаемого дисперсными частицами. Для определения дымности ОГ используют газоанализа- тор-дымомер АВТОТЕСТ-01 СО-СН-Т-Д (рис. 11.3, а) измеритель дымности ОГ МД-01 (рис. 11.3, б), портативный измеритель дымности МЕТА-01 Mn.01-RS232 (рис. 11.3, в), который удобен при труднодоступных системах выпуска отработавших газов, ды- момер для экспресс-контроля ОГ ДО-1 (рис. 11.3, г).
Дымность измеряется на двух режимах работы двигателя — на холостом ходу и увеличении частоты вращения коленчатого вала до максимальной. Температура отработавших газов не должна быть ниже 70 °С.
В табл. 11.1 приведены неисправности и их влияние на техническое состояние автомобиля.
Рис. 11.3. Приборы для измерения дымности дизелей: а — АВТОТЕСТ-01 СО-СН-Т-Д; б — МД-01; в - МЕТА-01 Mn.01-RS232; г - ДО-1; 1 - газоотбор- ники; 2 — измерители со стрелочным индикатором; 3 — аккумулятор |
Таблица 11.1. Неисправности и их влияние (относительное увеличение в %) на расход топлива и содержание СО и СХНУ в ОГ
|
Окончание табл. 11.1
Неисправность | Относительное увеличение, % | ||
Расход топлива | со | СхНу | |
Неправильная затяжка подшипников редуктора заднего моста | |||
Снижение давления в шинах на 10-15 % | |||
Отклонение схождения колес на 1 мм | 3-4 | — | — |
Снижение температуры охлаждающей жидкости в двигателе на 10 °С | 2-3 | * — | — |
11.3. Техника безопасности при диагностике двигателя
Пуск двигателя осуществляется, как правило, с помощью электростартера. Перед пуском вручную проверяют прочность крепления штифта пусковой рукоятки. Для избежания повреждения кисти руки от обратного удара рукоятку берут так, чтобы все пальцы правой руки располагались с одной стороны ручки. Поворачивают коленчатый вал двигателя только снизу вверх. Поворачивание вниз на 360° не допускается.
Оборудование и приборы для диагностики устанавливают так, чтобы оператор мог легко наблюдать со своего рабочего места за всеми диагностируемыми автомобилями.
Диагностические посты, где автомобили проверяются с работающими двигателями, должны быть оборудованы отсосами для удаления отработавших газов.
Вопросы для самопроверки
1. Как осуществляется проверка технического состояния двигателя наружным осмотром?
2. Как проводится проверка технического состояния двигателя с помощью встроенных приборов?
3. Укажите зоны прослушивания двигателя.
4. Что такое эффективная мощность двигателя и удельный расход топлива?
5. Как проверяется давление масла в главной масляной магистрали?
6. Как проверяется содержание вредных веществ в ОГ карбюраторных двигателей?
7. Как проверяется дымность ОГ?
8. Расскажите о технике безопасности при диагностике двигателя.
Глава 12
ТО И TP КРИВОШИПНО-ШАТУННОГО И ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО МЕХАНИЗМОВ
Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) преобразует возвратно-поступательные движения поршней во вращательное движение коленчатого вала и передает крутящий момент на трансмиссию.
КШМ состоит из неподвижных деталей: блок цилиндров, головка цилиндров, картер, поддона картера и подвижных деталей: поршень с пальцами и кольцами, шатуны, коленчатый вал с подшипниками, маховик.
12.1. Неисправности КШМ и газораспределительного механизма
Основными причинами неисправности КШМ являются:
• изнашивание, заклинивание, разрушение вкладышей;
• деформация постелей в блоке;
• деформация коленчатого вала;
• деформация и изнашивание отверстий нижней головки шатуна;
• обрыв шатуна или шатунных болтов;
• изнашивание втулки верхней головки шатуна;
• изнашивание подшипников балансирных валов;
• заклинивание или разрушение подшипников балансирных валов.
Признаками неисправностей КШМ являются различные стуки, которые прослушиваются с помощью стетоскопа (см. рис. 11.2).
Первый, пятый О 90° |
Второй, fJ шестой |
Третий, Q. седьмой |
о
Первый, четвертый
в)
Рис. 12.1. Крйвошипно-шатунный механизм (а), расположение колец (б) и схема расположения шатунов (в): / — болт; 2 — шайба; 3 — шкив; 4 — пылеотража- тель; 5— кольцо манжеты; 6 — маслоотражатель; 7— распределительное зубчатое колесо; 8— зубчатое колесо привода масляного насоса; 9— коленчатый вал; 10 и 29 — вкладыши подшипников нижней головки шатуна; 11 — шатунный болт; 12 — шатун; 13 — поршневой палец; 14 — стопорное кольцо; 15 — поршень; 16— маслосъемное кольцо; 17— компрессионные кольца; 18 и 26— подшипники коленчатого вала; 19 и 24 — упорные подшипники коленчатого вала; 20 — болт крепления маховика; 21 — штифт; 22— маховик; 23 — фланец крепления маховика; 25— коренные шейки; 27— шатунная шейка; 28— противовесы;
30 — крышка шатуна; 31 — шайба; 32 — гайка
При прослушивании карбюраторных двигателей минимальная частота вращения коленчатого вала на холостом ходу должна быть 400 мин-1, а для дизеля — 500 мин-1.
Для того чтобы на слух определить причину неисправности, необходимо знать характер стуков при различных неисправностях.
Неисправность поршней характеризуется глухим щелкающим звуком, который прослушивается выше плоскости разъема картера при резком уменьшении частоты вращения коленчатого вала сразу после пуска холодного двигателя.
На неисправность коренных подшипников указывает сильный глухой низкий звук, который прослушивается в плоскости разъема картера двигателя при резком изменении частоты вращения коленчатого вала.
Стук шатунных подшипников более резкий и звонкий по сравнению со стуком коренных подшипников, прослушивается в зоне вращения кривошипа соответствующего цилиндра. Исчезновение или заметное уменьшение стука при выключении зажигания или форсунки в этом цилиндре свидетельствует о неисправности подшипника.
При неисправности поршневого пальца слышен резкий звонкий высокий звук в зоне верхнего и нижнего положения поршневого пальца при изменении частоты вращения коленчатого вала двигателя. Не путать с детонационными стуками, которые появляются при большом угле опережения зажигания и исчезают при его уменьшении.
Причинами могут быть — изнашивание деталей или недостаток смазочного материала.
Причиной нарушения нормальной работы двигателя может стать сильная детонация, которая приводит к прогоранию поршней, обрыву шатунов, поломке коленчатого вала и т. д. Проворачивание вкладышей подшипников обычно приводит к заклиниванию двигателя. Неправильное размораживание двигателя при низких температурах окружающей среды может вызвать разрыв рубашки охлаждения и привести к полному разрушению двигателя.
Значительное снижение мощности двигателя происходит из-за увеличенного износа рабочих поверхностей деталей цилиндро- поршневой группы — поршня, гильзы цилиндра, компрессионных колец, а также неплотного прилегания клапанов к седлам, повреждения прокладки головки блока цилиндров или ослабления крепления головки блока цилиндров. Эти неисправности вызывают потерю компрессии, снижение давления в цилиндре в конце такта сжатия.
Нормальное давление сжатия в цилиндрах должно быть не менее 3,0 МПа при частоте вращения коленчатого вала 500 мин"1 для дизелей КамАЗ-740, ЯМЗ-2Э6, ЯМЗ-238. Разница компрессии в цилиндрах не должна превышать 0,2 МПа.
При провертывании коленчатого вала с помощью стартера на 12—15 оборотов давление в цилиндрах двигателя ЗИЛ-130 измеряется на 0,75—0,85 МПа, двигателя Урал-375 — 0,7 МПа, 3M3-53 — 0,75—0,78 МПа. Разница в компрессии в цилиндрах допускается не больше 0,05 МПа.
Снижение компрессии в цилиндрах происходит в результате изнашивания цилиндропоршневой группы, которое приводит к увеличению зазора, а это способствует прорыву газов из камеры сгорания. Кроме того, изменяется форма цилиндров, так как в разных зонах различные условия работы, например, в верхней части цилиндра температура выше, смазывание хуже (часть смазочного материала смывается неиспарившимся топливом, часть выгорает). Разрушение или залегание компрессионных колец в канавках поршня является следствием перегрева двигателя, или использования масла, не предусмотренного заводом-изготовителем, или длительной работы двигателя под нагрузкой при низких температурах охлаждающей жидкости.
При несвоевременной замене масла или использовании масла с большим содержанием лаков и смол в камере сгорания на стенках цилиндра, поршне, головках клапанов откладывается нагар. Это происходит и вследствие изнашивания поршневых колец и цилиндров, при повышенном уровне масла в картере. Все это приводит к засорению канавок и пригоранию колец, которые перестают пружинить и сдерживать прорывающиеся газы, а их острые кромки начинают царапать зеркало цилиндров.
Неисправности газораспределительного механизма (ГРМ) (рис. 12.2), который обеспечивает впуск свежего заряда воздуха горячей смеси в цилиндры двигателя и выпуск отработавших газов, уменьшают мощность и ухудшают экономичность двигателя.
Основными причинами неисправности ГРМ являются:
• нарушение тепловых зазоров между стержнями клапанов и носками коромысел;
• подгорание рабочих фасок клапанов и седел;
• потеря упругости или поломка пружин клапанов;
• повышенное изнашивание толкателей, штанг, коромысел, направляющих втулок клапанов, опорных шеек, втулок и кулачков распределительного вала, его упорного фланца и зубьев распределительного зубчатого колеса.
Нарушение тепловых зазоров между стержнями клапанов и носками коромысел приводит к снижению эффективной мощности двигателя.
Тепловой зазор в клапанном механизме двигателя обеспечивает необходимую посадку клапана на седло и компенсирует тепловое расширение деталей механизма.
Характерным признаком при увеличенном тепловом зазоре при работе двигателя с малой частотой вращения коленчатого вала без нагрузки прослушивается резкий звонкий стук. При этом уменьшается высота подъема и проходное сечение клапана.
Рис. 12.2. Газораспределительный механизм двигателя: 1 — зубчатое колесо привода топливного насоса; 2— зубчатое колесо распределительного вала; 3— фланец; 4 — распределительный вал; 5 — толкатель; 6 — штанга; 7 — выпускной клапан; 8 — впускной клапан; 9— механизм вращения клапана; 10— резиновая манжета; 11 — пружина клапана; 12 — гаситель вибрации пружины; 13 — уплот- нительное кольцо; 14 — тарелка; 15 — сухарь; 16 — коромысло; 17 — контргайка; 18 — регулировочный винт; 19 — втулка коромысла; 20 — обойма; 21 — дисковая пружина; 22 — шарик; 23 — пружина; 24 — корпус механизма вращения; 25 — фиксирующая втулка |
1 2 3 |
Если в клапанном механизме тепловой зазор увеличен (рис. 12.3), до носок коромысла 6 уже не будет амортизировать клапан при его закрытии, процесс будет слишком резким, что
Рис. 12.3. Газораспределительный механизм двигателя КамАЗ-740: А — тепловой зазор; 1 — распределительный вал; 2 — толкатель; 3 — направляющая толкателя; 4 — штанга; 5 — прокладка крышки; 6 — коромысло; 7— гайка; 8 — регулировочный винт; 9 — болт крепления крышки; 10 — сухарь; 11 — втулка тарелки; 12 — тарелка пружины; 13 и 14— клапанные пружины; 15 — направляющая клапана; 16— упорная шайба; 17— клапан |
вызовет наклеп головки клапана и седла и может привести к разрушению их рабочих поверхностей. Причинами увеличения теплового зазора являются изнашивание торцевой части деталей привода и кулачка, развальцовка от значительных знакопеременных нагрузок торцевой части привода и самого клапана.
Увеличение теплового зазора приводит к ухудшению очистки цилиндра от отработавших газов, в результате чего уменьшается наполнение цилиндра свежим зарядом воздуха горючей смеси, что ухудшает процесс сгорания.
При уменьшенном тепловом зазоре нарушается его посадка в седло, подгорают фаски клапанов и их седла, двигатель работает с перебоями.
Если размер теплового зазора меньше требуемого, то клапан 17 нагревается, удлиняется и может коснуться носка коромысла 6. Кроме того, привод, состоящий из кулачка распределительного вала 7, толкателя 2 и штанги 4, также нагревается и удлиняется и воздействует на коромысло, вследствие чего тепловой зазор
А уменьшается. В результате клапан не сможет закрыться в нужный момент из-за чего компрессия в цилиндре резко снижается.
Признаками уменьшенного теплового зазора являются периодические хлопки в впускном или выпускном трубопроводах. У карбюраторных двигателей при уменьшенных тепловых зазорах впускных клапанов возникают хлопки в карбюраторе, а выпускных клапанов — в глушителе.
Тепловые зазоры между стержнями клапанов и носками коромысел следует периодически проверять. Их значения устанавливает завод-изготовитель (табл. 12.1).
Таблица 12.1. Значения тепловых зазоров в клапанных механизмах различных автомобилей, мм
|
На рис. 12.4 приведен ГРМ двигателя ЗМЗ-4062, а в табл. 12.2 значения тепловых зазоров.
Таблица 12.2. Значения тепловых зазоров в клапанных механизмах двигателя ЗМЗ-4062
|
В нижней части головки блока цилиндров находится камера сгорания, в верхней части расположены опоры распределительных валов. На опорах установлены алюминиевые крышки. Передняя крышка является общей для опор впускного 1 и выпускного 4 распределительных валов. В крышке установлены упор-
Рис. 12.4. Газораспределительный механизм ЗМЗ-4062: 1,4 — распределительные валы впускных и выпускных клапанов соответственно; 2 — впускной клапан; 3 — крышка клапанов; 5 — гидравлический толкатель клапана; 6 — наружная пружина клапана; 7 — направляющая втулка клапана; 8 — выпускной клапан; 9 — корпус толкателя; 10 — направляющая втулка; 11 — корпус компенсатора; 12 — стопорное кольцо; 13 — поршень компенсатора; 14 — шариковый клапан; 15 — пружина шарикового клапана; 16 — корпус шарикового клапана; 17 — разжимная пружина |
ные пластмассовые фланцы, которые входят в проточки на шейках распределительных валов. Крышки растачиваются вместе с головкой блока цилиндров, поэтому их нельзя менять местами.
Распределительные валы 1 и 4 отлиты из чугуна. Профили кулачков впускного и выпускного валов одинаковые. Кулачки смещены на 1 мм относительно оси гидравлических толкателей 5, что при работе двигателя заставляет их вращаться. Это уменьшает изнашивание поверхности гидравлических толкателей и делает его равномерным.
12.2. Проверка и регулировка тепловых зазоров
Регулировка тепловых зазоров ГРМ различных автомобилей не одинакова. В двигателях марок «ЗМЗ», «ЗИЛ», «КамАЗ» тепловой зазор устанавливается с помощью щупа 6 (рис. 12.5), вращая отверткой 4 регулировочный винт J, при этом контргайку 2 следует несколько отпустить. После регулировки, удерживая
винт 3 отверткой 4, необходимо затянуть контргайку 2 рожковым ключом и проверить величину зазора. Если величина зазора при затяжке контргайки изменится, регулировку повторяют.
В двигателях автомобилей марки «ВАЗ» классической компоновки регулировку тепловых зазоров выполняют вращая регулировочный винт 2 (рис. 12.6) с последующим фиксированием его контргайкой 3.
В переднеприводных автомобилях марки «ВАЗ» подбираются регулировочные шайбы необходимой толщины, которые устанавливаются между кулачками распределительного вала и цилиндрическим толкателем. При этом соблюдается жесткая последовательность операций:
1) вывернуть свечи зажигания;
2) повернуть коленчатый вал до совмещения установочных меток на шкиве и задней крышке зубчатого ремня (рис. 12.7, а), затем довернуть его еще на 40—50° (2,5—3 зуба на шкиве распределительного вала), при этом в первом цилиндре будет такт рабочего хода;
3) проверить щупом величину зазоров первого и третьего кулачков распределительного вала (рис. 12.7, б) (номера кулачков начинаются от шкива распределительного вала);
Рис. 12.5. Регулировка теплового зазо- Рис. 12.6. Регулировка тепловых за- ра в ГРМ с нижним расположением зоров ГРМ двигателя автомобиля распределительного вала: / — штанга; марки «ВАЗ» классической компо- 2 — контргайка; 3 — регулировочный новки: / — коромысло; 2 — регули- винт; 4 — отвертка; 5 — коромысло; ровочный винт; 3 — контргайка |
6 — щуп; 7— клапан |
4) если величина зазора не соответствует норме, следует развернуть толкатель прорезью к себе (прорези находятся в верхней
Рис. 12.7. Регулировка тепловых зазоров ГРМ переднеприводных автомобилей марки «ВАЗ»: а — совмещение меток; б — проверка зазора; в — утапливание толкателя; г — фиксация толкателя в нижнем положении; А — метка на задней крышке; В — метка на шкиве распредвала; С — регулируемый зазор; 1 — кулачок; 2 — регулировочная шайба; 3 — толкатель; 4 — упор; 5 — фиксирующее приспособление |
части толкателя) и утопить толкатель 3 упором 4 (рис. 12.7, в), вставив его между тыльной частью кулачка распределительного вала и регулировочной шайбой 2;
5) зафиксировать толкатель в нижнем положении приспособлением 5, установив его между краем толкателя и распределительным валом (рис. 12.7, г);
6) удалить из толкателя регулировочную шайбу узкими губками пинцета и микрометром измерить ее толщину;
7) определить толщину новой шайбы по формуле
Н= В + (А - С),
где В — толщина снятой шайбы; А — величина зазора; С — регулируемый зазор;
8) установить в толкатель новую регулировочную шайбу и убрать фиксирующее приспособление, еще раз проверить зазор (зазор считается отрегулированным, если щуп входит с легким защемлением);
9) повернуть коленчатый вал на пол-оборота, что соответствует (по метке на шкиве) повороту распределительного вала на 90°, повторить регулировку.
Наличие в ГРМ гидравлических толкателей позволяет автоматически выбирать зазор в приводе клапана. Однако гидравли
ческие толкатели очень чувствительны к качеству масла и степени его очистки. Коксование масла, продукты изнашивания деталей вызывают их заклинивание. При этом возникают ударные нагрузки, которые приводят к поломкам.
В современных двигателях в качестве привода распределительного вала ГРМ используются роликовые цепи или зубчатые ремни (рис. 12.8 и 12.9).
Рис. 12.8. Различные конструкции приводов распределительного вала, в которых используются роликовые цепи: а — натяжение цепи с помощью башмака; б — натяжение цепи с помощью натяжителя; в — с помощью звездочки натяжителя; г — с промежуточным (вспомогательным) валом; д — с балансирными валами; / — звездочка коленчатого вала; 2 — башмак; 3 — натяжитель; 4 — звездочка распределительного вала; 5 — направляющие (успокоители); 6 — звездочка натяжителя; 7— звездочка вспомогательного вала, 8 — звездочка балансирного вала |
г) |
д) |
Натяжение роликовой приводной цепи осуществляется следующим образом: ослабить фиксирующую гайку стержня натя- жителя или стопорного винта и провернуть коленчатый вал на 3—4 оборота в направлении его вращения. Натяжное устройство при этом переместится на величину прогиба и автоматически ус-
Рис. 12.9. Различные конструкции приводов ГРМ с двумя верхними валами, в которых используются ремни: 1 — шкив привода вспомогательных агрегатов; 2 — паразитный ролик; 3 — шкив балансирного вала |
Дата добавления: 2015-08-29; просмотров: 32 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |
