1.
Краткая характеристика механизма
Кривошипно-шатунный механизм преобразует прямолинейное возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала.
В состав кривошипно-шатунного механизма двигателя входят две группы деталей: неподвижные и подвижные.
К неподвижным относятся блок цилиндров, служащий остовом двигателя, цилиндры, головка блока или головка цилиндров и поддон картера. Подвижными деталями являются поршни с кольцами и поршневыми пальцами, шатун, коленчатый вал, маховик.
Блок цилиндров. У V-образных двигателей блок цилиндров представляет собой массивный литой корпус, снаружи и внутри которого монтируются все механизмы и системы.
Нижняя часть блока является картером, в литых поперечинах которого расположены опорные гнезда для подшипников коленчатого вала. Такую отливку часто называют блок-картером.
В средней части блока цилиндров имеются отверстия для установки подшипников скольжения под опорные шейки распределительного вала. Плоскость разъема блока может проходить по си коленчатого вала или быть смещенной относительно ее вниз. К нижней части блок-картера крепится штампованный поддон, служащий резервуаром для масла. По каналам в блоке масло из поддона подается к трущимся деталям двигателя.
Головка цилиндров. В головке цилиндров размещены камеры сгорания, в которых установлены впускные и выпускные клапаны, свечи сжигания или форсунки. На головке цилиндров крепятся детали и узлы привода клапанного механизма.
На одной боковой поверхности сделаны каналы для подвода горючей смеси и каналы для циркуляции охлаждающей жидкости, а на другой - каналы для отвода отработавших газов. В каждой камере сгорания имеются отверстия для запрессовки направляющих втулок клапанов. Плоскость разъема между головками и блоком цилиндров уплотняют сталеасбестовыми прокладками.
Головка цилиндров крепится к блоку при помощи шпилек с гайками или болтами. Гайки или болты головки цилиндров затягивают равномерно в определенной последовательности с установленным для каждого двигателя моментом затяжки.
2. Технология ремонта
.1 Мойка и очистка
Со склада ремонтного фонда, двигателя поступают на пост наружной мойки.
Посты наружной мойки оборудованы моечной установкой ОМ-7459, проходного типа с конвейером для перемещения агрегата. Установка имеет две камеры - моечную и сушильную. В качестве моющего средства при наружной мойке агрегатов применяют Лабомид 101 и Лабомид 102. Массовая концентрация моющих средств 10 кг/м3. Температура раствора 60…70 ˚C. При наружной мойке сливают смазочный материал из картеров агрегатов и их выпаривают водяным паром. Для наружной мойки агрегатов применяют моечные установки проходного или тупикового типа. Они отличаются от установки для наружной мойки автомобилей меньшими габаритами. Наружную мойку таких агрегатов, как двигателей ЗИЛ-431410, ЯМЗ-238, рекомендуется проводить на установке проходного типа ОМ-4267 с подвесным транспортером или тупикового типа ОМ-837Г. Тщательная наружная мойка агрегатов является одним из важнейших условий, обеспечивающих высокую производительность труда и сохранность деталей при разборке автомобилей.
После наружной мойки детали кривошипно-шатунного механизма направляются в цех для выполнения очистных работ.
Очистка головок и блоков цилиндров от нагара, накипи и продуктов коррозии осуществляется химико-термическим способом. Сущность его заключается в обработке поверхностей деталей в соляном расплаве (60…70% NaOH, 25…35% NaNO3, 5% NaCl) при 400…450 ˚C. Весь процесс включает четыре операции: обработка в расплаве; промывка в проточной воде; травление в кислотном растворе; промывка в горячей воде. После погружения детали в расплав через 5…12 мин происходит полное удаление нагара, большей части накипи и других загрязнений. Во время промывки (5…6 мин.) разрушаются разрыхленные в расплаве слои ржавчины и окалины, а также смываются оставшиеся на поверхности частицы накипи. При травлении в кислотном растворе нейтрализуется щелочь, полностью удаляются окислы, и осветляется поверхность деталей.
2.2 разборка
Снятие подвижных деталей кривошипно-шатунного механизма начинается с общей разборки двигателя. Вымытый и очищенный двигатель устанавливается на разборочном стенде в кронштейнах поворотного стола. Перед проведением работ положение двигателя фиксируют стопорным устройством. Отсоединяют поддон картера, откручивают приемник масляного насоса, отсоединяют крышки коренных подшипников, при этом маркируют крышки в соответствии с порядком их установки на постелях. Отсоединяют крышки шатунных подшипников, которые тоже маркируют. После чего вынимают из постелей коленчатый вал в сборе с маховиком и сцеплением. Затем отсоединяют головки блока цилиндров и выпрессовывают при помощи выколодки, выполненной из мягкого металла или дерева поршней с шатунами.
2.3 дефектация
В кривошипно-шатунном механизме восстановлению подлежат: коленчатый вал, шатуны и маховик. Основными дефектами коленчатого вала являются: обломы и трещины, изгиб, износ шатунных и коренных шеек, износ отверстий соответственно под болты крепления моховика и под подшипник направляющего конца ведущего вала коробки передач, фланца на торцовой поверхности и по диаметру, шпоночных и маслосгонных канавок, шеек под шестерню и ступицу шкива, повреждение резьбы по храповик, увеличение длин упорной коренной и шатунных шеек.
2.4 Ремонт
Восстановление коленчатых валов проводят, если размеры дефектов достигают предельных значений. Основными дефектами коленчатого вала являются обломы и трещины, изгиб, износ шатунных и коренных шеек, отверстий и соответственно под болты крепления моховика и под подшипник направляющего конца ведущего вала коробки передач, фланца на торцовой поверхности и по диаметру, шпоночных и маслосгонных канавок, шеек под шестерню и ступицу шкива, повреждение резьбы под храповик, увеличение длин упорной коренной и шатунных шеек.
При наличии обломов и трещин, а также при предельном увеличении длины коренной или шатунной шейки вал бракуют. Допустимое увеличение длины упорной коренной шейки компенсируют постановкой упорных шайб ремонтного размера.
Изгиб коленчатого вала устраняют правкой на прессе в холодном состоянии или наклепом щек.
Шатунные и коренные шейки, изношенные в пределах ремонтного размера, шлифуют под ближайший ремонтный размер. В начала проточкой фасок устраняют повреждения центровых отверстий, затем шлифуют коренные шейки. При шлифовании коренных шеек вал устанавливают в центрах круглошлифовального станка по центровым фаскам, а при шлифовании шатунных шеек - в центросмесители, совмещая ось вращения шатунной шейки с осью станка. Обработку коленчатого вала начинают со шлифования первой шатунной шейки. При шлифовании последующих шатунных шеек коленчатых валов V-образных двигателей вал поворачивают вокруг оси на необходимый угол, определяемый углом между кривошипами. Все коренные и шатунные шейки шлифуют под один ремонтный размер. Острые комки фасок масляных каналов притупляют конусным абразивным инструментом, а затем шейки подвергают суперфинишированию.
Если диаметры шатунных или коренных шеек меньше последнего ремонтного размера, то шейки восстанавливают наплавкой под слоем флюса или железнением.
Изношенные отверстия под болты развертывают в сборе с маховиком под ремонтный размер, одинаковый для всех отверстий. Изношенное отверстие под подшипник направляющего конца ведущего вала коробки передач восстанавливают постановкой дополнительной ремонтной детали до размера по рабочему чертежу.
Изношенный по торцовой поверхности фланец протачивают до удаления следов износа, уменьшая его биение до допустимых значений и не допуская до предельной толщины фланца по диаметру устраняют накаткой, гальваническим наращиванием или наплавкой с последующей механической обработкой до размера рабочего чертежа.
Изношенные шпоночные и маслосгонные канавки восстанавливают наплавкой с последующей обработкой до размера чертежа.
При повреждении резьбы под храповик менее двух ниток ее прогоняют под размер рабочего чертежа,при срыве двух и более ниток нарезают резьбу ремонтного размера.
После восстановления коленчатого вала проверяют биение средней коренной шейки, посадочного места распределительной шестерни, шейки под сальник наружного диаметра фланца и отверстия под подшипник, а также радиус кривошипа. Длину первой коренной шейки измеряют специальным приспособлением, базируя его по месту установки шкива коленчатого вала. Размеры коренных и шатунных шеек проверяют предельными скобами.
кривошипный шатунный механизм ремонт
2.5 Сборка
Сборку коленчатого вала с маховиком и сцеплением начинают с установки маховика на фланец коленчатого вала и совмещают отверстия в маховике с отверстиями на фланце. Гайки болтов крепления маховика затягивают равномерно крест-накрест, прикладывая заданный момент. Затем индикаторным приспособлением проверяют биение торцовой поверхности маховика относительно оси коленчатого вала. Если биение превышает заданную величину, то узел разукомплектовывают и устанавливают другой маховик. Гайки крепления маховика шплинтуют в обязательном порядке.
В отверстие фланца коленчатого вала запрессовывают подшипник, который должен плотно сидеть в отверстии, а его внутренняя обойма должна легко, без заедания, вращаться от руки. Затем на маховик ставят ведомый и нажимной диски в сборе с кожухом сцепления,центрируют их с оправкой по оси коленчатого вала,совмещают отверстия крепления кожуха с отверстиями маховика и завертывают болты с шайбами. Болты крепления кожуха сцепления к маховику затягивают динамометрическим ключом, момент затяжки задан. Затем регулируют высоту рычагов выключения сцепления. Рычаги должны находиться в одной плоскости на необходимом расстоянии от торца маховика. Болты крепления опорных пластин шплинтуют в обязательном порядке.
2.6 Испытания
Собранный с маховиком и сцеплением коленчатый вал балансируют на станке. Для балансировки коленчатый вал в сборе устанавливают на роликовые опоры крайними коренными шейками. Затем надевают технологические балансировочные кольца, масса которых зависит от ремонтного размера шатунных шеек коленчатого вала. Закрепив правый конец и освободив левый конец виброрамы, включают станок. Вращают лимб коллектора до максимального отклонения стрелки измерительного прибора. Определяют по нему угол расположения балансировочных отверстий для левого конца вала, который устанавливают по лимбу против риски на кронштейне коллектора. Вращая рукой шпиндель станка, совмещают указатель градуированного диска на величину угла, найденного по риске лимба, и устанавливают место сверления балансировочного отверстия.
При балансировке валов отверстия сверлят на расстоянии не менее 20 мм. При необходимости балансируют правый конец вала, предварительно заперев левый конец рамы балансировочного стенда. Балансировать коленчатый вал в сборе с маховиком и сцеплением можно только при определенном значении дисбаланса.
При большем значении дисбаланса узел разбирают.
После сверления отверстий у коленчатого вала в сборе с маховиком и сцеплением повторно проверяют его на неуравновешенность.
3. Техника безопасности
При установке автомобиля на пост обслуживания или ремонта необходимо надежно затормозить его ручным тормозом или подложить. упоры под колеса. Обслуживать и ремонтировать автомобиль с работающим двигателем не разрешается. Весьма опасна работа под автомобилем при вывешанных колесах. Поэтому поднятую часть или сторону автомобиля необходимо установить на специальные металлические подставки - козелки, не допуская подкладывания случайных предметов - кирпичей, досок, чурбаков, деталей автомобиля.
Нельзя производить работы под автомобилем, если он поднят только домкратом. В случае необходимости, работая под автомобилем лежа, следует пользоваться подкатными тележками с подголовником.
Транспортировка снятых с автомобиля агрегатов должна осуществляться на специальных тележках.
При работе под автомобилем в осмотровой канаве, не имеющей освещения, можно пользоваться переносной лампой, подключаемой к сети с напряжением не более 12 В.
Монтажно-демонтажные работы следует выполнять только исправным инструментом определенного назначения.
Гаечные ключи должны точно соответствовать размерам гаек и болтов и не иметь выработки зева и трещин. Во избежание несчастных случаев сдваивание гаечных ключей или применение рычага для удлинения плеча недопустимо.
Тяжелые работы по снятию и установке агрегатов следует выполнять с применением специальных подъемных приспособлений, захватов и съемников; обвязывание при этом агрегатов веревкой не допускается.
Для выполнения слесарных работ следует применять только исправные инструменты. Бойки молотков, кувалд и затылки зубил или крейцмейселей не должны иметь заусенцев и быть сборными. Длина зубила и крейцмейселя должна быть не менее 125 мм.
Во избежание соскакивания ножовки при распиливании металла вначале следует делать неглубокую канавку с помощью трехгранного напильника, а затем выполнять распиливание.
При работе зубилом необходимо применять защитные очки и располагаться так, чтобы отлетающие куски металла не могли поранить окружающих. При работе на верстаках, установленных один против другого, между работающими должна быть поставлена металлическая сетка.
Нельзя работать напильниками, не имеющими деревянных ручек.
При заточке инструментов на точильных станках необходимо надевать предохранительные очки. Точильный круг обязательно должен быть закрыт защитным кожухом.
Литература
Основная
1.Кленников В.М, Учебник шофера первого класса, М, «Транспорт», 1980.
2.Роговцев В.Л., Устройство и эксплуатация автотранспортных средств, М. Транспорт, 1989.
Румянцев С.И, Техническое обслуживание и ремонт автомобилей, М. Машиностроение, 1989.
Дополнительная
1.Авдеев В.Г. Каталог «Автомобили жигули» М. Транспорт, 1989.
К атегория:
Техническое обслуживание автомобилей
Техническое обслуживание кривошипно-шатунного механизма
В процессе эксплуатации надежная работа кривошипно-шатунного механизма обеспечивается своевременным уходом за ним, применением для смазки масел, рекомендуемых заводом-изготовителем.
Неисправности в кривошипно-шатунном механизме возникают в результате изнашивания поршневых колец, поршней и гильз цилиндров, коренных и шатунных подшипников и шеек коленчатого вала, поршневых пальцев, отверстий в бобышках поршня или бронзовых втулок верхней головки шатуна, повреждения прокладок головок блока цилиндров или ослабления крепления головок блока. Внешними признаками указанных неисправностей являются характерные стуки, которые прослушиваются с помощью стетоскопа. Его наконечником прикасаются к различным местам двигателя и по характеру стука или шума определяют вид неисправности.
Для того чтобы по стуку (шуму) правильно определить причину его появления, нужно знать характер стуков при различных неисправностях. Так, стуки поршней характеризуются глухим щелкающим звуком, который прослушивается выше плоскости разъема картера при резком уменьшении частоты вращения коленчатого вала сразу после пуска холодного двигателя.
-
Стук коренных подшипников сопровождается сильным, глухим, низкого тона звуком, 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.
Стук поршневого пальца, резкий, звонкий, высокого тона, слышен в зоне расположения цилиндров, в местах, соответствующих верхнему и нижнему положениям поршневого пальца, при изменении частоты вращения коленчатого вала двигателя. Однако этот стук не следует смешивать с детонационными стуками, которые появляются при большом угле опережения зажигания и исчезают при его уменьшении.
Минимальная частота вращения коленчатого вала на холостом ходу карбюраторных двигателей должна составлять 400-450 об/мин, а у дизелей – 500-600 об/мин.
Все перечисленные неисправности, связанные с изнашиванием деталей кривошипно-шатунного механизма, устраняются при ремонте двигателя.
Снижение мощности двигателя (двигатель “плохо тянет”) часто происходит из-за увеличенного износа рабочих поверхностей деталей цилиндропоршневой 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. Потеря компрессии возникает также при поломках или “залеганиях” компрессионных колец в канавках поршня, что бывает следствием перегрева двигателя, применения масла, не предусмотренного заводом-изготови-телем, или длительной работы двигателя под нагрузкой при пониженных температурах охлаждающей жидкости. При этом в камере сгорания на стенках головки, цилиндра, днище поршня, головках клапанов откладывается нагар, образование которого происходит также вследствие износа поршневых колец и цилиндров, работы двигателя при повышенном уровне масла в картере, перебоев в зажигании и работы двигателя на богатой смеси.
Рис. 5. Компрессометры:
а -для карбюраторных двигателей; б - для дизелей; 1 - корпус; 2 - манометр; 3 - штуцер; 4 – прокладки; 5 - контргайки; б - трубка; 7 - резиновый наконечник; 8 - золотник; 9 - стержень золотника; 10 - выпускной клапан; 11 - шланг; 12 - переходник; 13 -зажимная гайка; 14 - клапан; 15 - пружина клапана; 16 - седло клапана; 17 - наконечник
Давление сжатия проверяют с помощью компрессометра (рис. 5) на прогретом двигателе при температуре охлаждающей жидкости 75-80 С. Проверка производится при снятых форсунке или свече зажигания и установленном вместо них наконечнике компрессометра.
Нормальное давление сжатия в цилиндрах должно быть не менее 3,0 МПа при частоте вращения коленчатого вала 500 об/мин для дизелей КамАЗ-740, ЯМЭ-236, 238. Разница в показаниях компрессометра по цилиндрам не должна превышать 0,2 МПа. В цилиндрах карбюраторных двигателей при провертывании коленчатого вала с помощью стартера на 12-15 оборотов давление сжатия (МПа) составляет: для двигателя ЗИЛ-130 0,75-0,85, Урал-375 – 0,7, 3M3-53 – 0,75-0,78. Разница в давлении по цилиндрам допускается 0,05 МПа.
Снижение давления масла в системе в основном связано с увеличением зазоров в подшипниках коленчатого вала в процессе их изнашивания. Устраняется эта неисправность при ремонте двигателя. Однако прежде всего надо убедиться в наличии необходимого количества масла в поддоне двигателя и исправности манометра.
Повышенный расход масла и увеличение дымности отработавших газов могут быть результатом “залегания” поршневых колец или повышенного их износа, а также результатом подтекания масла через неплотности в соединениях. Последние неисправности устраняются путем подтяжки штуцеров, пробок и креплений агрегатов и узлов системы смазывания, соединения шлангов, замены уплотнительных элементов или изношенных поршневых колец.
Для устранения “залегания” поршневых колец необходимо двигатель прогреть, а затем залить в каждый цилиндр через отверстия для свечей или форсунок 20-25 г смеси равных частей керосина и денатурированного спирта на 8-10 ч. После этого в цилиндры заливают немного масла, пускают двигатель и дают ему проработать 20-25 мин. Размягченный нагар выгорает и выбрасывается с отработавшими газами. Закончив операцию удаления нагара, необходимо заменить масло в картере двигателя.
Если указанный способ не дает положительного результата, то для удаления нагара необходимо произвести частичную разборку двигателя со снятием головок цилиндров и прокладок. Для размягчения нагара его необходимо обильно смочить с помощью ветоши керосином и спустя несколько часов удалить его деревянными или текстолитовыми скребками с днищ поршней, головок клапанов и цилиндров. После очистки рекомендуется поверхности деталей промыть керосином.
Если двигатель работал на этилированном бензине, то перед очисткой нагара необходимо детали смачить в керосине, соблюдая при этом правила обращения с ядовитыми отложениями этилированного бензина.
Чтобы не повредить прокладку головки, при ее снятии нужно соблюдать особую осторожность. Перед постановкой прокладки ее поверхности с обеих сторон натираются графитовым порошком для предохранения от пригорания к поверхностям головки и блока цилиндров. Места прокладки, прилегающие к отверстиям под болты или шпильки крепления головки блока, с обеих сторон смазываются специальной пастой для предупреждения проникновения воды к резьбовым соединениям.
Наличие воды в системе смазывания может быть результатом ослабления затяжки болтов (гаек) крепления головок блока цилиндров, стаканов форсунок, наличия трещин в головке или блоке цилиндров, а также нарушения уплотнения гильз с блоков цилиндров. Ослабленные болты (гайки) крепления головок блока цилиндров и стаканов форсунок следует подтянуть, а неисправности уплотнений гильз цилиндров (резиновых колец) или трещин в гильзах цилиндров и головках блока устраняются ремонтом двигателя.
Последовательность затяжки болтов (гаек) крепления головки блока цилиндров показана на рис. 6.
Плотность прилегания головки к поверхности блока обеспечивается правильной затяжкой болтов (гаек) крепления головок цилиндров. Для обеспечения равномерности затяжки и предупреждения коробления головки затяжку начинают с середины головки. У чугунных головок болты (гайки) затягивают на прогретом двигателе, а у головок из алюминиевого сплава - на холодном. Окончательную затяжку производят торцовым ключом с динамометрической рукояткой.
Рис. 6. Порядок затяжки болтов (гаек) крепления головки блока цилиндров двигателей автомобилей:
а – ГАЗ-53-12, -66-11, -14 “Чайка”; б – ЗИЛ-130, Урал-375Д, автобусы ЛиАЗ-677, ЛАЗ-695Н, -699Р; в – MA3-5335; г – ГАЗ-24, -3102 “Волга”; д – КамАЭ-5320; е – ЗИЛ-4331; ж – Икарус-260; 3 – торцовый ключ с динамометрической рукояткой
При слабой затяжке головки цилиндров герметичность цилиндров в последующем может быть нарушена, что может вызвать прогорание прокладки и попадание охлаждающей жидкости в цилиндр. В результате пуск двигателя затрудняется, двигатель на малых частотах вращения коленчатого вала работает неустойчиво, а иногда и останавливается. При сильной же затяжке болты (шпильки) растягиваются и могут даже оборваться.
Новгородским производственным объединением “Автоспецоборудо-вание” разработан и изготовляется прибор для определения технического состояния цилиндропоршневой группы двигателей - модель К59М. Он позволяет оценить техническое состояние цилиндров, поршневых колец, прокладки головки цилиндров, клапанов и регулировки зазоров в клапанном механизме. Переносный, пневматический. Работает на принципе измерения утечки воздуха, нагнетаемого в цилиндр неработающего двигателя через отверстие для свечи зажигания или форсунки. В комплект прибора входят воздушный редуктор; манометр со шкалой, про-градуированной в процентах утечки воздуха; регулировочный винт; калиброванное сопло; входной и выходной штуцера; шланг для соединения прибора с цилиндром; специальный штуцер, устанавливаемый в отверстие для свечи (форсунки); быстросъемные муфты, предназначенные для присоединения шланга магистрали сжатого воздуха к прибору и специальному штуцеру; звуковой сигнализатор для определения конца такта сжатия в первом цилиндре двигателя до начала проверки; набор шкал и стрелка, устанавливаемые в корпус и на кулачковую шайбу прерывателя для определения начала и конца такта сжатия в цилиндрах карбюраторного двигателя; шуп-индикатор для тех же целей при проверке дизеля; индикатор утечки (с наушниками).
Сжатый воздух в цилиндр двигателя подается через специальный редуктор или непосредственно из магистрали. В первом случае давление воздуха снижается до 0,16 МПа, что при полной герметичности цилиндропоршневой группы соответствует нулевой отметке шкалы манометра и является контрольной отметкой для отчета величины утечки воздуха при оценке общего состояния цилиндропоршневой группы. Если воздух в цилиндр подается непосредственно из магистрали, то давление в цилиндре 0,45 МПа устанавливается запорным вентилем магистрали по входному манометру, Повышенное давление в цилиндре позволяет по колебаниям пушинок в индикаторе утечки более четко увидеть и определить прорыв воздуха через поршневые кольца и прокладку головки цилиндров.
Техническое обслуживание. При ЕО двигатель очищают от грязи, проверяют его состояние визуально и прослушивают работу на разных режимах.
При ТО-1 выполняют работы ЕО, а также проверяют герметичность соединения поддона картера с блоком или сальников коленчатого вала (отсутствие потеков масла), а также крепление двигателя к раме. Крепление проверяют без расшплинтовки гаек. При необходимости соединения подтягивают. Осмотром определяют состояние резиновых элементов, которые не должны иметь отслоений и разрушений резины (при наличии дефектов - заменяют). Прослушивают работу клапанного механизма, при необходимости регулируют тепловые зазоры.
При ТО-2 и СО выполняют все работы ТО-1, а также проверяют и, если это необходимо, подтягивают крепления головок цилиндров, регулируют тепловые зазоры в ГРМ. Проверяют и регулируют натяжение цепи или ремня привода распределительного вала (при его верхнем расположении), подтягивают крепление передней крышки двигателя (крышки распределительных шестерен).
Диагностирование. При диагностировании кривошипно-шатунного (КШМ) и газораспределительного (ГРМ) механизмов проверяют компрессию в цилиндрах, место и характер шумов и стуков, техническое состояние двигателя по местам и величине утечек воздуха при его подаче в цилиндры под определенным давлением, упругость клапанных пружин и объем газов, прорывающихся в картер.
Компрессию двигателя (максимальное давление в цилиндре в конце такта сжатия) определяют компрессометром при проворачивании коленчатого вала стартером, вставив резиновый конусный наконечник компрессометра в отверстие для форсунки или свечи зажигания (рис. 50а). Компрессограф снабжен самописцем для записи давления по цилиндрам (рис. 50б, в). Для получения наиболее достоверных результатов компрессию определяют на прогретом двигателе, демонтировав с него все свечи зажигания или форсунки. Заданная частота вращения коленчатого вала обеспечивается исправной заряженной аккумуляторной батареей.
Перед измерением компрессии в каждом цилиндре стрелку манометра необходимо устанавливать в нулевое положение. Минимально допустимая компрессия для дизелей около 2 МПа, для бензиновых и газовых двигателей она зависит от степени сжатия и составляет 0,6-1,0 МПа. Разность показаний манометра в отдельных цилиндрах не должна превышать 0,2 МПа для дизелей и 0,1 МПа для бензиновых и газовых двигателей. Недостаточная компрессия в цилиндрах свидетельствует об износе гильз, поршневых колец или негерметичности клапанов. Резкое снижение компрессии (на 30-40 %) указывает на поломку или залегание поршневых колец.
Рис. 50. Компрессометр (а) и компрессографы (б, в)
Наличие, место и характер стуков и шумов определяют с помощью стетоскопов и виброакустической аппаратуры (рис. 51). По характеру стука или шума и месту его возникновения определяют неисправности двигателя. Любые посторонние шумы и стуки в двигателе при эксплуатации недопустимы. С помощью стетоскопа определяют увеличение зазоров в шатунных и коренных подшипниках коленчатого вала, между поршнем и цилиндром, клапанами и толкателями, клапанами и втулками и др.
Рис. 51. Стетоскопы для диагностики автомобиля: а - механический; б - комбинированный электронный
Стуки поршней о цилиндр - глухие, щелкающие; они прослушиваются на непрогретом двигателе при малой частоте вращения коленчатого вала или ее резком уменьшении. Стуки в коренных подшипниках коленчатого вала - сильные, глухие, низкого тона; они прослушиваются на прогретом двигателе при резком изменении частоты вращения коленчатого вала, а также при отключении отдельных цилиндров. Стуки в шатунных подшипниках более резкие, чем в коренных; появляются при резком изменении частоты вращения коленчатого вала (при отключении данного цилиндра стук исчезает или заметно уменьшается).
Стуки в сопряжении «поршневой палец - шатун» - звонкие, металлические; прослушиваются при резком изменении частоты вращения коленчатого вала (при отключении цилиндра исчезают). Стуки при заедании впускных клапанов - тихие, ровные; прослушиваются в местах расположения втулок клапанов на холостом ходу. Стуки в распределительных шестернях - частые, сливающиеся в общий шум, свидетельствуют о большом износе или поломке зубьев шестерен. Стуки в подшипниках распределительного вала - ровные, среднего тона; прослушиваются при увеличении частоты вращения коленчатого вала. Стуки в сопряжении «боек коромысла - торец стержня клапана» - резкие; прослушиваются во всех режимах работы и свидетельствуют об увеличенном зазоре.
Утечки воздуха, подаваемого в цилиндры под давлением 0,4 МПа, определяются специальными приборами. По утечкам воздуха можно определить чрезмерный износ, потерю упругости, закоксовывание или поломку поршневых колец, износ поршневых канавок, износ цилиндров, потери герметичности клапанов и прокладок головок цилиндров. Для определения состояния поршневых колец устанавливают поршень на начало такта сжатия и, подавая в цилиндр воздух, измеряют манометром его утечки (падение давления).
Шкала прибора размечена на зоны: хорошее состояние двигателя, удовлетворительное и требующее ремонта. Износ цилиндров определяется так же, но при установке поршня вблизи ВМТ такта сжатия. Утечки воздуха более 15 % указывают на сильный износ цилиндров. Утечки воздуха через клапаны определяют на слух, а герметичность прокладки головки цилиндров - по появлению пузырьков воздуха в горловине радиатора или на стыке (головки с блоком цилиндров), смоченном мыльным раствором.
Состояние сопряжения «поршень - поршневые кольца - гильза цилиндра» можно оценить по количеству газов, прорывающихся в картер. Этот параметр определяется при помощи расходомеров (например КИ-4887-1) после предварительного прогрева двигателя. Измеряя количество газов, прорывающихся в картер, и сравнивая это значение с нормативным, делают заключение о состоянии цилиндропоршневой группы. Упругость клапанных пружин определяют специальными приборами (рис. 52).
Рис. 52. Прибор для проверки упругости клапанных пружин
При разборке двигателя диагностируют (измеряют) геометрические размеры деталей и, сравнивая полученные значения с номинальными и допустимыми, делают заключение об их годности к дальнейшей эксплуатации (измерение шеек валов осуществляют микрометрами, а диаметры отверстий - микрометрическими нутромерами).
Ремонт кривошипно-шатунного механизма (КШМ). Неисправности кривошипно-шатунного механизма - самые серьезные неисправности двигателя. Их устранение очень трудоемкое и затратное, так как довольно часто предполагает проведение капитального ремонта двигателя.
К основным неисправностям кривошипно-шатунного механизма относятся:
Износ коренных и шатунных подшипников;
Износ поршней и цилиндров;
Износ поршневых пальцев;
Поломка и залегание поршневых колец.
Основными причинами данных неисправностей являются выработка установленного ресурса двигателя или нарушение правил эксплуатации двигателя (использование некачественного масла, увеличение сроков технического обслуживания, длительное использование автомобиля под нагрузкой и др. ).
Практически все неисправности кривошипно-шатунного механизма (КШМ) могут быть диагностированы по внешним признакам, а также с помощью простейших приборов (стетоскопа, компрессометра). Неисправности КШМ сопровождаются посторонними шумами и стуками, дымлением, падением компрессии, повышенным расходом масла.
Внешние признаки и соответствующие им неисправности КШМ перечислены в таблице 1.
Таблица 1
Внешние признаки и соответствующие им неисправности КШМ
| Признаки неисправности | Неисправность |
| · Глухой стук в нижней части блока цилиндров (усиливается при увеличении оборотов и нагрузки). · Снижение давления масла (горит сигнальная лампа) | Износ коренных подшипников |
| · Плавающий глухой стук в средней части блока цилиндров (усиливается при увеличении оборотов и нагрузки, пропадает при отключении соответствующей свечи зажигания). · Снижение давления масла (горит сигнальная лампа) | Износ шатунных подшипников |
| · Звонкий стук (стук глиняной посуды) на холодном двигателе (исчезает при прогреве). · Синий дым отработавших газов | Износ поршней и цилиндров |
| · Звонкий стук в верхней части блока цилиндров на всех режимах работы двигателя (усиливается при увеличении оборотов и нагрузки, пропадает при отключении соответствующей свечи зажигания) | Износ поршневых пальцев |
| · Синий дым отработавших газов. · Снижение уровня масла в картере двигателя. · Работа двигателя с перебоями | Поломка и залегание колец |
| · Слабая компрессия в цилиндрах. · Двигатель работает с перебоями и не развивает номинальной мощности | Износ деталей поршневой группы (гильз, поршней, колец) |
| · Двигатель внезапно останавливается | Заклинивание поршней в гильзе или заклинивание коленчатого вала |
| · Течь масла в месте соединения поддона и блока | Повреждение прокладки или недостаточная затяжка болтов (гаек) крепления поддона |
| · Течь охлаждающей жидкости из блока (головки) | Трещины или пробоины в блоке (головке блока) |
При диагностировании износа коренных и шатунных подшипников дальнейшая эксплуатация автомобиля категорически запрещена. В остальных случаях с максимальной осторожностью необходимо следовать к месту ремонта.
Ремонт кривошипно-шатунного механизма заключается в основном в выявлении и замене вышедших из строя деталей.
Комплектование деталей КШМ. Подбор поршней осуществляется по весу и размерным группам. Поршни подбирают для каждого цилиндра в соответствии с размерами гильз, так как по техническим условиям сборки КШМ между гильзой и поршнем должен быть определенный зазор. При одновременной замене гильз и поршней их комплектуют по размерным группам (гильзы и поршни должны относиться к одной размерной группе). При расточке цилиндров поршни подбирают в строгом соответствии с размерами гильз. Все поршни, устанавливаемые на один двигатель, должны быть подобраны по массе. Разница масс самого тяжелого и самого легкого поршней одного комплекта допускается не более 0,5 %.
Подбор поршневых колец проводится с учетом размеров поршня и цилиндра. При подборе колец по поршню их прокатывают по канавке поршня и щупом замеряют зазор между торцом кольца и канавкой поршня (рис. 53).
Рис. 53. Проверка бокового зазора между кольцом и канавкой поршня: 1 - поршневое кольцо, 2 - поршень, 3 - набор щупов
При подборе колец по цилиндру кольцо устанавливают в зоне наименьшего износа цилиндра (но в пределах хода поршневых колец) и измеряют щупом зазор в замке кольца (рис. 54). Требуемые значения зазоров указываются в руководствах по эксплуатации конкретных марок автомобилей.
Рис. 54. Проверка зазора в замке поршневого кольца: а - с использованием специальной оправки; б - непосредственно в цилиндре двигателя
Подбор поршневых пальцев и шатунов. При ремонте двигателя не рекомендуется обезличивать комплект его шатунов, которые на заводе подбираются по массе. Замена отдельных шатунов одного комплекта осуществляется с учетом массы (подгонку по массе выполняют путем снятия металла с бобышек на крышке и головке шатуна). Не допускается менять местами крышки нижних головок шатунов, так как нижняя головка и крышка головки обрабатываются вместе в заводских условиях. Шатуны сортируют на размерные группы по диаметру отверстия во втулке верхней головки и помечают краской определенного цвета. На такие же группы делят поршневые пальцы (по их внешнему диаметру) и поршни (по внутреннему диаметру бобышек). Поршень, палец и шатун одного комплекта должны относиться к одной размерной группе.
Сборка кривошипно-шатунного механизма осуществляется в следующей последовательности:
1. Собрать шатунно-поршневую группу. Соединение поршня, пальца и верхней головки шатуна производится при нагретом до 240 ºС шатуне. Запрессовку пальца в бобышки поршня и верхнюю головку шатуна производят с помощью специального приспособления (рис. 55). Палец устанавливают в приспособление, шатун, нагретый до 240 ºС, зажимают в тисках, надевают поршень на шатун так, чтобы отверстие под палец совпало с отверстием верхней головки шатуна. Приспособлением проталкивают поршневой палец в отверстие поршня и верхнюю головку шатуна так, чтобы заплечик валика приспособления соприкасался с поршнем.
Чтобы правильно соединить палец с шатуном, запрессовывать палец следует как можно быстрее: после охлаждения шатуна уже нельзя будет изменить положение пальца. При сборке поршня с шатуном и установке шатунно-поршневой группы в цилиндр следует следить за правильностью взаимного расположения поршня и шатуна и их ориентировки в цилиндре. На поршне и шатуне имеются метки (на поршне - стрелка, на шатуне - прилив), которые должны быть направлены в одну сторону (обычно к передней крышке двигателя).
Рис. 55. Запрессовка поршневого пальца в верхнюю головку шатуна: а - приспособление; б - процесс запрессовки; 1 - валик приспособления; 2 - поршневой палец; 3 - направляющая; 4 - упорный винт; 5 - приспособление
При установке колец на поршень их замки не должны быть расположены в одной плоскости. Это приведет к значительному прорыву газов из камеры сгорания в картер. Угол α взаимного расположения замков поршневых колец определяется по формуле α = 360 / n , где n - число колец на поршне. Снятие и установка колец на поршень проводится с помощью специального приспособления (рис. 56).
2. Установить шатунно-поршневые группы в цилиндры в соответствии с порядковыми номерами цилиндров, указанными на днищах поршней и на шатунах. Для установки поршня с кольцами в цилиндр используют специальные приспособления (обжимы) (рис. 57).
Рис. 56. Съемник поршневых колец: 1 - рукоятка; 2 - выступы; 3 - упоры; 4 - захваты
Рис. 57. Установка поршня в цилиндр
3. Установить коленчатый вал и вкладыши в пастели блока, затем установить крышки коренных подшипников (рис. 58). Затяжка креплений крышек коренных (и шатунных) подшипников осуществляется динамометрическим ключом (значения моментов затяжки указываются в руководствах по эксплуатации конкретных марок автомобиля). Перед установкой коленчатого вала очищают шатунные и коренные шейки, удаляют заусенцы у кромок отверстий, промывают вал и продувают сжатым воздухом каналы для смазки.
Рис. 58. Установка коленчатого вала в блок цилиндров
4. Установить: шатунные вкладыши в нижнюю головку шатуна и ее крышку; нижние головки шатунов на шатунные шейки коленчатого вала; крышки на нижние головки шатунов (в соответствии с номерами цилиндров, указанными и на головке шатуна и на его крышке, менять местами крышки нельзя, они не взаимозаменяемы); затянуть крепления крышек (рис. 59).
5. Установить переднюю и заднюю крышки блока.
6. Установить маховик на фланец коленчатого вала. Коленчатый вал балансируют на заводе-изготовителе в сборе с маховиком и сцеплением, поэтому перед снятием сцепления с маховика и маховика с фланца коленчатого вала рекомендуется нанести на сопряженных поверхностях риски, по которым вновь собирают узел.
Рис. 59. Установка нижней головки шатуна на шейку коленчатого вала
7. Установить поддон картера с прокладкой.
8. Установить головку блока. Перед установкой головки сопрягаемые плоскости блока и головки цилиндров протирают чистой ветошью, а прокладку натирают порошкообразным графитом. При установке головки блока гайки (болты) затягивают динамометрическим ключом с определенным усилием (которое указывается в технических условиях), начиная от центра головки, постепенно перемещаясь к краям (рис. 60).
9. Установить клапанную крышку с прокладкой.
Рис. 60. Последовательность затяжки гаек (болтов) крепления головки цилиндров
Ремонт газораспределительного механизма.
Основные неисправности газораспределительного механизма (ГРМ):
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.
Основные причины неисправностей ГРМ - выработка установленного ресурса двигателя и, как следствие, высокий износ конструктивных элементов и нарушение правил эксплуатации двигателя, в том числе использование некачественного (жидкого), загрязненного масла, применение бензина с высоким содержанием смол, длительная работа двигателя на предельных оборотах.
Самой серьезной неисправностью газораспределительного механизма является зависание клапанов , которое может привести к серьезным поломкам двигателя. Причин у неисправности две. Одна - применение некачественного бензина, сопровождающееся отложением смол на стержнях клапана. Другой причиной является ослабление или поломка пружин клапанов. В этом случае на высоких оборотах двигателя клапан не успевает сесть в «седло», искривляется и заклинивает (зависает) в направляющей втулке. К счастью, данная неисправность на современных автомобилях встречается достаточно редко.
Неисправности гидрокомпенсаторов возникают при использовании жидкого или сильно загрязненного масла. Гидрокомпенсатор перестает выполнять свою основную функцию - автоматически компенсировать зазоры в газораспределительном механизме. Дальнейшая эксплуатация двигателя может привести к заклиниванию гидрокомпенсаторов.
Нарушение теплового зазора на двигателях с регулируемым зазором может произойти по причине износа подшипников и кулачков распределительного вала, износа зубчатого шкива привода распределительного вала, а также вследствие неправильной регулировки.
Неисправности ГРМ достаточно сложно диагностировать, так как сходные внешние признаки могут соответствовать нескольким неисправностям. Зачастую конкретная неисправность устанавливается непосредственным осмотром конструктивных элементов ГРМ со снятием крышки головки блока цилиндров.
Большинство неисправностей газораспределительного механизма приводит к нарушениям фаз газораспределения , при которых двигатель начинает работать нестабильно и не развивает номинальной мощности.
Внешние признаки и соответствующие им неисправности ГРМ перечислены в таблице 2.
Таблица 2
Внешние признаки и соответствующие им неисправности ГРМ
| Признаки неисправности | Неисправность |
| · Металлический стук в головке блока цилиндров на малых и средних оборотах. · Снижение мощности двигателя | · Нарушение теплового зазора клапанов. · Износ подшипников, кулачков распределительного вала |
| · Металлический стук в головке блока цилиндров на холодном двигателе. · Снижение мощности двигателя | · Неисправности гидрокомпенсаторов |
| · Шум в районе привода распределительного вала. · Выстрелы в глушитель | · Износ и удлинение цепи (ремня) привода распределительного вала. · Износ зубчатого шкива привода |
| · Синий дым отработавших газов. · Снижение уровня масла в картере двигателя. · Снижение мощности двигателя | · Износ маслоотражающих колпачков, стержней клапанов, направляющих втулок. · Неисправность КШМ |
| · Звонкие металлические стуки (детонационные стуки) при разгоне автомобиля. · Работа двигателя с перебоями | · Нагар на клапанах. · Неисправности КШМ. · Бензин низкого качества |
| · Кратковременные провалы в работе холодного двигателя. · Снижение мощности двигателя. · Перегрев двигателя | · Снижение упругости и поломка пружин клапанов. · Зависание клапанов |
| · При работе двигателя прослушиваются хлопки: во впускном коллекторе в глушителе | · Нарушение герметичности: впускного клапана выпускного клапана |
| · Двигатель не запускается | · Нарушены фазы газораспределения. · Недостаточная герметичность клапанов |
Регулировки газораспределительного механизма.
Проверка и регулировка теплового зазора между бойком коромысла и торцом стержня клапана производится при температуре двигателя 20-25 ºС в следующей последовательности.
1. Снять клапанную крышку.
2. Проверить и при необходимости довести усилие затяжки гаек, крепления головки блока до требуемого значения.
3. Установить поршень первого цилиндра в ВМТ на такте сжатия (оба клапана закрыты). Установка поршня производится по меткам на шкиве коленчатого вала и блоке цилиндров или с помощью специального установочного штифта (рис. 61). Вращая коленчатый вал (специальным ключом) по часовой стрелке, совместить установочную метку 1 на звездочке распределительного вала с установочным приливом 2 на корпусе подшипников распределительного вала. При этом поршень четвертого цилиндра находится в ВМТ в конце такта сжатия и оба клапана закрыты.
Рис. 61. Установка поршня первого цилиндра в ВМТ на такте сжатия для регулировки клапанов: 1 - установочная метка на звездочке распределительного вала; 2 - установочный прилив на корпусе подшипников распределительного вала
4. Измерить зазоры между бойком коромысла и торцом стержня впускного и выпускного клапанов (рис. 62). Проверка осуществляется специальным металлическим щупом (толщина которого должна соответствовать значению теплового зазора, указанному в инструкции по эксплуатации данной марки автомобиля). При нормальном значении зазора щуп должен перемещаться между клапаном и коромыслом легким усилием руки.
Рис. 62. Проверка теплового зазора в ГРМ: а - ГРМ с роликовыми рычагами (рокерами); б - ГРМ с двуплечими рычагами (коромыслами); 1 - щуп; 2 - регулировочный винт; 3 - контргайка регулировочного винта; 4 - коромысло; 5 - наконечник нажимного винта
5. При необходимости отрегулировать зазор во впускном и выпускном клапанах.
Регулировка осуществляется в следующей последовательности:
Отпустить контргайку регулировочного винта;
Вставить щуп между клапаном и коромыслом;
Поворачивая ключом регулировочный винт, установить требуемый зазор (при котором щуп будет перемещаться усилием руки);
Удерживая регулировочный винт в установленном положении, затянуть контргайку.
6. Поворачивая коленчатый вал каждый раз на угол α = 720 / n (где n - число цилиндров данного двигателя), аналогичным образом отрегулировать клапаны остальных цилиндров в соответствии с порядком их работы.
7. Установить клапанную крышку, запустить двигатель и прослушать работу клапанного механизма.
Регулировка натяжения цепи (или ремня) привода распределительного вала. От натяжения цепи (или ремня) привода распределительного вала в значительной степени зависит работа ГРМ, поэтому необходимо периодически проверять и регулировать натяжение цепи (ремня).
Регулировка натяжения цепи осуществляется в следующей последовательности: отпустить стопорный болт натяжника на 1/2…2/3 оборота; провернуть коленчатый вал на 3…4 оборота (при этом натяжное устройство автоматически установит необходимую степень натяжения цепи); затянуть стопорный болт натяжника.
Регулировка натяжения зубчатого ремня осуществляется в следующей последовательности: снять верхнюю защитную крышку; ослабить болты крепления кронштейна натяжного ролика и плавно провернуть коленчатый вал на 2-3 оборота (при этом пружина кронштейна автоматически установит необходимое натяжение ремня); затянуть болты крепления кронштейна и установить защитную крышку.
Основные дефекты деталей ГРМ и способы их устранения.
Основными дефектами распределительного вала являются изгиб (биение), износ опорных шеек и шейки под распределительную шестерню, износ кулачков. Если биение (изгиб) превышает допустимые значения, то вал правят под прессом или списывают. Изношенные шейки шлифуют на меньший диаметр до одного из ремонтных размеров, а опорные втулки устанавливают новые - ремонтного размера. Опорные шейки вала, вышедшие из ремонтных размеров, могут быть восстановлены хромированием или осталиванием до номинального или ремонтного размера. Небольшой износ кулачков устраняют шлифованием, а значительный износ - наплавкой сормайтом № 1 с последующим шлифованием.
У толкателей изнашиваются цилиндрическая и сферическая поверхности. Изношенные толкатели заменяют или восстанавливают. Цилиндрическую поверхность (стержень) до ремонтного размера восстанавливают шлифованием или хромированием. При этом отверстие у направляющих толкателей обрабатывают разверткой под размер устанавливаемых стержней или для запрессовки ремонтной втулки. Износ сферической поверхности устраняют шлифованием по шаблону, выдерживая установленную техническими условиями высоту.
В коромысле клапанов изнашиваются втулки, которые заменяют на новые, растачивая в них отверстие до номинального или ремонтного размера. В новой втулке сверлят масляные отверстия. Изношенную сферическую поверхность носка коромысла шлифуют.
Основными дефектами клапанов являются износ и обгорание рабочей фаски, деформация тарелки (головки), износ и изгиб стержня. При изгибе стержня и деформации тарелки клапан правят на специальном приспособлении или заменяют новым. Изношенный стержень клапана можно восстановить хромированием или осталиванием с последующим шлифованием до номинального размера. Изношенный торец стержня клапана шлифуют до получения гладкой поверхности. При значительном износе или обгорании рабочей фаски клапан заменяют новым.
Незначительный износ или обгорание рабочей фаски клапана устраняется его притиркой к седлу. Притирка клапана к седлу осуществляется следующим образом. ГРМ разбирают, отсоединив ось коромысел от головки цилиндров, затем снимают ее в сборе с коромыслами, стойками и другими деталями. На головку цилиндров устанавливают приспособление (рис. 63) для снятия и установки клапанных пружин. Сжав клапанную пружину, вынимают клапанные сухари и снимают приспособление с головки цилиндров. Со стержня клапана снимают освобожденные детали (клапанные пружины с опорной шайбой), вынимают клапан из направляющей втулки, очищают его от нагара и промывают.
Рис. 63. Снятие и установка клапанных пружин приспособлением: 1 - приспособление А.60311/R; 2 - монтажная доска А.60335
Для притирки клапанов используют специальные или самостоятельно приготовленные притирочные пасты. Тонкий слой пасты наносят на фаску клапана, стержень клапана смазывают чистым моторным маслом и устанавливают клапан в седло. При помощи притирочного приспособления или коловорота с присосом клапану сообщают возвратно-вращательное движение. Слегка нажимая на клапан, поворачивают его на 1/3 оборота, затем приподнимают, снова прижимают и поворачивают на 1/4 в обратном направлении. Периодически поднимая клапан, наносят на фаску новые порции пасты. Притирку заканчивают, когда на фасках клапана и седла появятся сплошные матовые пояски шириной 1,5-3 мм.
После притирки клапан, седло, канал и направляющую втулку промывают керосином и насухо вытирают. Качество притирки можно проверить до и после сборки клапанного механизма. До сборки : поперек фаски мягким графитовым карандашом через одинаковые промежутки наносят 15-20 рисок. Вставив клапан в седло и сильно прижав, его поворачивают на 1/4 оборота. Если все риски окажутся стертыми, то качество притирки удовлетворительное. После сборки : переворачивают головку и в камеры сгорания наливают керосин. Если через 3 мин не будет обнаружено просачивания керосина, то качество притирки удовлетворительное.
Техническое обслуживание двигателя состоит из проверки его технического состояния внешним осмотром и в процессе работы, выявления неисправностей, выполнения контрольно-регулировочных, смазочных и крепежных работ по кривошипно-шатунному и распределительному механизмам, системам охлаждения, смазки, питания и зажигания.
Неисправности кшмобусловливаются естественным изнашиванием сопряженных деталей.
Основными признаками неисправности кривошипно-шатунного механизма являются:
- уменьшение компрессии в цилиндрах;
- появление шумов и стуков;
- прорыв газов в картер и появление из маслоналивной горловины голубоватого дыма с резким запахом;
- увеличение расхода масла;
- разжижение масла в картере (из-за проникновения туда паров рабочей смеси при тактах сжатия);
- забрасывание свечей зажигания маслом, отчего на электродах образуется нагар и ухудшается искрообразование. В итоге повышается расход топлива и снижается мощность двигателя.
Неисправности газораспределительного механизма наиболее часто проявляются в нарушении зазоров между стержнями клапанов и толкателями. Это приводит к нарушению фаз газораспределения, ухудшению наполнения цилиндров (вследствие запаздывания открытия впускного или выпускного клапанов при увеличенных зазорах).
Увеличенные зазоры между стержнями клапанов и толкателями вызывают стуки и преждевременный износ деталей распределительного механизма. Малые зазоры или их отсутствие приводят к неплотной посадке клапанов и пропуску рабочей смеси во впускной и выпускной трубопроводы. В результате уменьшается компрессия в цилиндрах двигателя и его мощность. Признаками этих неисправностей служат появление вспышек в карбюраторе и хлопков в глушителе.
Техническое обслуживание кривошипно-шатунного (КШМ) и газораспределительного механизмов (ГРМ)
Основные работы:
- проверка стабильности состояния и подтягивание креплений (крепежные работы) опоры двигателя к раме, головки цилиндров и поддона картера к блоку, фланцев впускного и выпускного трубопроводов и других соединений;
- проверка технического состояния или работоспособности (контрольные работы) кривошипно-шатунного и распределительного механизмов;
- регулировочные работы и смазка.
Крепежные работы
Для предотвращения пропуска газов и охлаждающей жидкости через прокладку головки цилиндров необходимо периодически проверять крепление головки ключом с динамометрической рукояткой с определенным усилием и последовательностью. Момент затяжки и последовательность подтягивания гаек устанавливают автомобильные заводы.
Чугунную головку целиндров крепят, когда двигатель находится в нагретом состоянии, а головку из алюминиевого сплава - в холодном.
Необходимость подтягивания крепления головок из алюминиевого сплава в холодном состоянии объясняется неодинаковым коэффициентом линейного расширения материала болтов и шпилек (сталь) и материала головки (алюминиевый сплав). Поэтому подтягивание гаек на горячем двигателе не обеспечивает после его остывания необходимой плотности прилегания головки цилиндров к блоку.
Затяжку болтов крепления поддона картера во избежание деформации картера, нарушения герметичности проверяют также с соблюдением последовательности, т.е. поочередным подтягиванием диаметрально противоположных болтов.
Контроль состояния КШМ и ГРМ
Техническое состояние этих механизмов можно определять:
- по расходу (угару) масла в эксплуатации и падению давления в системе смазки;
- по изменению давления (компрессии) в цилиндрах двигателя в конце хода сжатия;
- по разрежению во впускном трубопроводе;
- по количеству газов, прорывающихся в картер двигателя;
- по утечке газов (воздуха) из цилиндров;
- наличию стуков в двигателе.
Угар масла в малоизношенном двигателе незначителен и может составлять 0,1-0,25 л/100 км пробега. При значительном общем износе двигателя угар может достигать 1л/100 км и более, что обычно сопровождается сильным дымлением.
Давление в масляной системе двигателя должно быть в пределах, установленных для данного типа двигателя и применяемого сорта масла. Снижение давления масла на малых оборотах коленчатого вала прогретого двигателя указывает на наличие недопустимых износов подшипников двигателя или неисправности в системе смазки .
Падение давления масла по манометру до 0 указывает на неисправность манометра или редукционного клапана.
Повышенное давление в системе смазки может возникнуть в результате большой вязкости или засорения масляной магистрали.
Компрессия служит показателем герметичности цилиндров двигателя и характеризует состояние цилиндров, поршней и клапанов. Герметичность цилиндров может быть определена компрессометром .
Компрессию проверяют после предварительного прогрева двигателя до 70-80 ºС при вывернутых свечах. Установив резиновый наконечник компрессометра в отверстие свечи, провертывают стартером коленчатый вал двигателя на 10-12 оборотов и записывают показания компрессометра. Проверку повторяют 2-3 раза для каждого цилиндра.
Если величина компрессии на 30-40 % ниже нормы, это указывает на наличие неисправностей (поломку или пригорание поршневых колец, негерметичность клапанов или повреждение прокладки головки целиндров ).
Разрежение во впускном трубопроводе двигателя замеряют вакуумметром. Величина разрежения у работающего на установившемся режиме двигателей может изменяться не только от изношенности цилиндро-поршневой группы, но и от состояния деталей газораспределения, установки зажигания и регулировки карбюратора.
Таким образом, данный метод контроля является общим и не позволяет выделить ту или иную неисправность по одному показателю.
Количество газов, прорывающихся в картер двигателя , изменяется в результате неплотности сопряжений цилиндр-поршень-поршневое кольцо, увеличивающейся по мере изнашивания указанных деталей. Количество прорывающихся газов замеряют при полной нагрузке двигателя.
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.