Техническое обслуживание и ремонт кшм. Кривошипно-шатурный и газораспределительный механизмы ДВС. Классификация КШМ и ГРМ. Общее устройство и принцип работы
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.
Сегментное коксование связано с перегревом поршня, утечкой газа из-за сегмента сегментов и сжиганием масла, которое осаждается в виде каламина в сегментах сегментов. Из-за этого он больше не защищает поршневое уплотнение; в результате утечки газа и выхлопного дыма синий. Запуск двигателя тяжелый, расход масла и топлива увеличивается, а сжатие на цилиндре уменьшается. Очистка производится на поршневых сегментах - белая; сегменты заменяются, и поршень не разбирается с бортом.
Разрыв сегментов происходит из-за несоответствующего материала, неправильной установки, износа или перегрева, что приводит к детонации. Эта неисправность наблюдается при уменьшенном сжатии, что приводит к потере утечки и снижению мощности двигателя: при движении коленчатого вала возникает характерный шум.
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).
Разрушение болта, по сути, является результатом большого износа, неадекватного материала или обработки и поршневого захвата. Разрыв болта может привести к серьезным повреждениям, поэтому двигатель следует отключить. Средство состоит в удалении белой группы поршней, замене болта и втулки вала, а затем его повторной сборке.
Частичное отклонение болтов крепления болта определяется биениями на дне. Устраните, удалив масляную ванну, завинтив болты. Также проверьте крепление других винтов. Если его не удалить вовремя, он сломает винты. Разрыв желчи происходит из-за грязи медведя, плавления полуподшипников, игры в баре, взлома болта, погружения поршня. Реабилитация осуществляется с помощью сложных операций, которые выполняются в мастерских: обнаружен поврежденный орган, заменяется блок двигателя, требующий ремонта или замены, а поршневые сегменты - болт - белый подшипник.
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.
Коленчатый вал должен управляться, и шпиндель должен быть заменен, если он изменен. Захват или плавление подшипников в подшипниках происходит из-за недостаточной смазки, высокого износа, неадекватного антифрикционного материала и перегрева. Этого можно избежать, если датчик шума или масляного манометра будет своевременно обнаружен. Средство устраняется путем очистки остатков антифрикционного материала и замены сопла.
Нарушение причин коленчатого вала: чрезмерное износ подшипников, изгиб или скручивание, отсутствие смазки, из-за которых может сломаться втулка двигателя, один из цилиндров или все группы. Средство устраняется путем замены дефектных органов. Ремонт белой рукоятки.
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.
Замена поршня выполняется после снятия головки цилиндров и очистки осажденного каламеля. Поршни удаляются из цилиндров вместе с колоколом, а затем крышка крепится винтами. Затем снимите сегменты и болт плунжера. Поршни, очищенные от осажденного каламина, промывают растворителем.
Причинами износа могут быть: высокое давление уплотнения, коксование сегментов и сухое трение поршней с цилиндрами, неправильное включение двигателя. Поршни под ремонтной долей, с деформациями или разрывами между сегментами между сегментами, увеличенными сегментированными каналами, заменяются.
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.
Ремонт поршневых болтов должен выполняться только при небольшом износе, который может быть вызван трением, перегревом и т.д. проверка производится путем измерения болта, контролирующего допущенные игры. Когда превышены шансы, восстанавливаются или изменяются.
Коррекция производится на шлифовальных станках без пиков. Замена с отремонтированными болтами выполняется с учетом этапов ремонта, при замене поршней и замены лопастей новыми втулками. Замените изношенные болты трещинами или треснутыми отпечатками. Заменяются болтовые предохранители, поскольку они теряют эластичность.
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.
Замена сегментов выполняется всякий раз, когда двигатель демонтируется. Кроме того, чрезмерный износ заменяется измерением щели и иглой в каналах поршня. Причинами износа являются трение, эрозия, неправильный монтаж, коксование. Средство устраняется путем замены другого набора новых, номинальных или ремонтных сегментов.
После очистки с помощью растворителя ведро восстанавливается. Дефектами могут быть: изгиб стержня, уменьшение расстояния между ногами и головкой головы, износ кустика и его жилых помещений. Засорение камер и жилых помещений, износ головы, износ винтов.
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).
Изгиб и скручивание фиксируются следующим образом. Деформированный белый удаляется в случае изгиба. Уменьшение расстояния между головкой и ногами восстанавливается путем крепления сидений и установки втулки и втулки; если расстояние слишком велико, звонок меняется.
Куст отремонтирован следующим образом. Куст меняется и переходит на стадию ремонта. Изношенные штифты вала согнуты, а другие втулки установлены. Износ жилого помещения взломан, и выбранные после него полуприцепы. Поврежденные винты заменяются новыми. Замена желчи производится, если она имеет трещины, разрывы, высокое расстояние между головами и ногами, ширину головы ниже предела, выемку отверстия.
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.
Неисправностями могут быть: изгиб, кручение, износ, изменение длины шпинделя, фланец с фланцем переднего фланца. Царапины на поверхности шпинделей и нитей удаляются тонким абразивным камнем. Изгиб проверяется на панели управления со счетчиком-компаратором.
Определение лавины и конусности шпинделей производится с помощью микрометра. Изгиб и скручивание удаляются путем выпрямления холодного вала гидравлическим прессом. Блокировка шпинделей вызвана действием центробежных сил, трением с несущими поверхностями, примесью в масле.
Шпиндели имеют более высокий износ, чем плоские. Выпрямление проводят путем шлифования на шлифовальных станках на соответствующей стадии. Конечная ректификация заканчивается после полировки пастой. Смазочные отверстия затягиваются на кромке, каналы промываются и нагнетается сульфат сжатого воздуха. После этих операций корректировки проверяются, и динамическая балансировка коленчатого вала и статическая балансировка с маховиком и муфтой завершаются. Когда выпрямление достигло своего максимума, оно восстанавливается за счет увеличения диаметра шпинделей.
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).
Канал концевого отверстия сваривается и разрезается. Место первичной втулки вала восстанавливается путем установки другого с большим наружным диаметром. Его можно также исправить, используя большой подшипник внешнего диаметра с тяжелым растрескиванием.
Изношенные нити восстанавливаются до этапов ремонта. Передний фланец фланца снимается после выпрямления вала. Замена половинных подшипников вала производится при демонтаже двигателя. На уровне измерение производится с помощью микрометра или компаратора, а кузины монтируются с соответствующими колпачками.
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.
Это устанавливается в жилищах, дерево помещается и крышки закрыты, чтобы проверить соблюдение монтажных игр и контактную поверхность шпинделей с помощью полукубинов. Только после этого испытания сборка завершается, и хирурги колпачков в подшипниках подтягиваются. Замена полуподшипников производится, когда они больше не соответствуют ступенькам ремонта, внутренняя поверхность повреждена или блокирующие выступы на месте разрушаются в результате вращения в подшипнике.
Ударные и сборные агрегаты выполняются только с помощью универсальных или специальных прессов. Конкретные правила безопасности при обслуживании и ремонте автомобилей. Обслуживание и ремонт автомобилей будут выполняться в залах и помещениях, оборудованных подходящими машинами, оборудованием и устройствами.
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).
Выполнение некоторых демонтажа, технического обслуживания или ремонта автомобилей допускается также в помещениях, расположенных за пределами залов и цехов по техническому обслуживанию, называемых «технологическими платформами». Эти платформы будут разделены, помечены и соответствующим образом упорядочены, и при необходимости они будут изменены.
Пути доступа в мастерских и на технологических платформах будут поддерживаться в хорошем состоянии и будут снабжены стандартными дорожными знаками и знаками. Отопление залов и рабочих помещений будет обеспечиваться в холодное время года в зависимости от температуры наружного воздуха и в пределах, установленных «Общими нормами охраны труда».
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).
В обслуживающих и ремонтных залах, каналы обслуживания будут поддерживаться чистыми, обеспечивая утечку воды, масла и топлива. Не допускается запуск автотранспортных средств внутри залов, если не работают системы выхлопа. Общие и локальные вентиляционные установки в залах и комнатах для обслуживания и ремонта автомобилей будут в хорошем состоянии, всегда стремясь к их эксплуатации по разработанным параметрам.
Физические или юридические лица обеспечат отображение технических и эксплуатационных инструкций относительно вентиляционных установок, указав их график работы, а также обязательства, связанные с техническими изменениями и периодическими проверками. Оборудование и оборудование цеха будут хорошо закреплены, заземлены, оснащены хорошими защитными устройствами.
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:
При удалении, установке и транспортировке тяжелых компонентов используйте механические подъемные и обрабатывающие средства. Присоединение подузлов к подъемному механизму будет осуществляться с помощью специальных одобренных устройств, которые обеспечивают правильное и сбалансированное прикрепление подузлов.
Устройства подвески транспортного средства должны иметь достаточную устойчивость и устойчивость. В ремонтных залах, где проводятся автосварочные работы, расположение кислородных трубок, генераторов оксиацетиленовой сварки, электрических сварочных трансформаторов, а также экранов защиты, используемых при электросварке.
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. ).
Масляные и топливные пятна на полах залов будут покрыты песком, после чего будут предприняты шаги для очистки и эвакуации полученного материала в местах, которые не представляют опасности для пожара. Ковры, телята и другие текстильные материалы, используемые для чистки и протирки деталей или рук, будут помещены в металлические банки с крышкой и сбрасываться в места, предназначенные для этой цели, для сжигания или захоронения.
Работники должны носить рабочее оборудование и рабочее оборудование, соответствующее работам, которые они выполняют с оборудованием и оборудованием. Инструменты будут размещены на специальных опорах, расположенных в соответствующих местах и на доступных высотах. После завершения работ инструменты будут очищены и заперты в шкафах. Для этого необходимо затачивать инструменты для заточки специально подготовленным работником.
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.
Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) представляет собой важный механизм автомобильного двигателя , который преобразовывает поступательные движения поршневой системы во вращательное движение коленчатого вала двигателя, от которого, в свою очередь, это движение передается на колеса автомобиля, что и приводит машину в движение.
Под давлением газов, которые образуются в цилиндрах двигателя при сгорании топливно-воздушной смеси, поршень совершает поступательное движение по направлению к коленчатому валу. Важные детали механизма, а именно: поршень, шатун и вал помогают преобразовывать движения поступательного характера в движения вращательного, что в свою очередь запускает вращение колес автомобиля. В обратном порядке взаимодействие вала и поршня выглядит следующим образом: вал при вращательном движении через детали механизма – вал, шатун и поршень, преобразовывает энергию в поступательное поршневое движение.
Как устроен кривошипно-шатунный механизм
КШМ состоит из 2-х групп деталей: неподвижных и подвижных.
К неподвижным деталям относятся:
Блок-картер; головки блока-картера; гильзы цилиндров; крышка распределительных шестерен; смазочная емкость; крышки головки блока; картер маховика; крышки коренных подшипников коленчатого вала; вкладыши коренных подшипников; детали крепления и уплотнения.
К подвижным деталям относятся:
Поршни; поршневые кольца; поршневые пальцы; шатуны; коленчатый вал; маховик.
Поршень воспринимает давление газов, передает его через поршневой палец на шатун, а также осуществляет вспомогательные такты.
Компрессионные кольца уплотняют газовый стык между поршнем и стенкой цилиндра и предотвращают утечку рабочего тела.
Маслосъемные кольца удаляют излишки масла со стенок цилиндра в картер.
Поршневой палец служит для шарнирного соединения поршня с шатуном и передачи усилия от поршня к шатуну.
Шатун служит для передачи усилия от поршневого пальца на коленчатый вал.
Коленчатый вал воспринимает усилие от шатуна и преобразует его в крутящий момент.
Маховик предназначен для уменьшения неравномерности вращения коленчатого вала, а также для вывода поршней из мертвых точек благодаря накопленной кинетической энергии во время такта рабочего хода. Кроме того, маховик облегчает работу двигателя при разгоне и преодолении кратковременных перегрузок.
Классификация КШМ:
В двигателях внутреннего сгорания автомобильной техники используются три типа кривошипно-шатунного механизма:
Центральный (аксиальный) КШМ, у которого оси цилиндра и поршневого пальца пересекаются с осью коленчатого вала (КамАЗ-740.10, ЯМЗ-238В);
Смещенный (дезаксиальный) КШМ, у которого ось цилиндра не пересекает ось коленчатого вала (ГАЗ-51), или ось поршневого пальца смещена относительно оси цилиндра (ЗИЛ-5081.10, ЗМЗ-66-06 и ЗМЗ-513);
С прицепным шатуном КШМ, у которого прицепной шатун соединен пальцем с главным шатуном в его кривошипной головке (В-46-2С1, Д12А-525А).
Газораспределительный механизм (ГРМ) - механизм управления фазами газораспределения двигателя внутреннего сгорания .
Состоит из распределительного вала - или нескольких валов - и механизмов привода к ним, клапанов, открывающих и закрывающих впускные и выпускные отверстия в камерах сгорания, и передаточных звеньев - толкателей, штанг, коромысел и некоторых вспомогательных деталей (регулировочных элементов, клапанных пружин, системы поворота клапанов и проч.)
Система привода распределительного вала в любом случае обеспечивает его вращение с угловой скоростью, равной 1/2 угловой скорости коленвала.
Классифицирующими признаками для конструкции газораспределительного механизма являются расположение клапанов и распределительного вала.
По расположению клапанов выделяют двигатели:
· Нижнеклапанные (с боковым расположением клапанов);
· Верхнеклапанные (в старой литературе - «с подвесными клапанами»);
· Со смешанным расположением клапанов.
По расположению распределительного вала выделяют двигатели:
· С распредвалом, расположенным в блоке цилиндров (Cam-in-Block);
· С распредвалом, расположенным в головке блока цилиндров (Cam-in-Head);
· Без распределительного вала.
Конструкция газораспределительного механизма отвечает за плановое и поочередное открытие-закрытие впускных и выпускных клапанов каждого цилиндра, обеспечивая своевременную подачу рабочей смеси в цилиндр и выпуск из него отработавших газов.
Поршень, двигаясь от ВМТ к НМТ, в первом такте создает разряжение воздуха, за счет чего в цилиндр поступает топливо или уже готовая рабочая смесь. Происходит это через своевременно открывающийся впускной клапан, который также своевременно при достижении поршня НМТ - закрывается. Затем в цилиндре идет такт сжатия, а следом сам рабочий ход, преобразующий энергию горения в механическую энергию, позволяющую проворачивать коленчатый вал и заставлять в конечном итоге двигаться автомобиль через цепочку деталей и узлов. Заключительный такт - выпуск, когда при движении поршня из НМТ к ВМТ открывается выпускной клапан и все газы под давлением поршня, за счет уменьшения пространства в цилиндре, выдавливаются через выпускные каналы и глушитель в атмосферу. Все вот это и обеспечивает ГРМ.
Главным составляющим здесь являются не столько впускные и выпускные клапаны, сколько распределительный вал, заставляющий их поочередно работать, который, в свою очередь, полностью зависит от вращения коленчатого вала - иначе процесс получения энергии не выйдет. Рассмотрим устройство ГРМ двигателя детальнее.
Коленчатый вал имеет на конце жестко закрепленную шестеренку. Энергия вращения коленвала передается через эту шестеренку посредством ременной передачи на распределительный вал, имеющий подобное зубчатое колесо на конце, которое заставляет вращаться вал. На вале есть выступы, так называемые «кулачки». Именно этими кулачками вал, вращаясь, воздействует поочередно на клапаны, заставляя те своевременно открываться и закрываться. А за счет встроенных пружин у каждого клапана, они всегда возвращаются в исходное положение. Конструкция распределительного вала выполнена таким образом, что каждый клапан в каждом цилиндре открывается и закрывается именно в тот момент, когда этого требует нужный такт, происходящий в каждом отдельном цилиндре.
Классический вариант расположения распределительного вала в верхней части двигателя получил название ГРМ с «верхним расположением распределительного вала», который мы и видим на рисунке.
Для ГРМ предусмотрен ряд регулировок, настройка которых обеспечивает надежную работу двигателя автомобиля в целом, но на данном этапе целью ставилось понять сам принцип работы ГРМ и его важные составляющие в процессе получения механической энергии. Все особенности и нюансы устройства ГРМ, как и любого другого механизма, рассмотрим при детальном изучении.
При рассмотрении работы ГРМ необходимо выделить два этапа: порядок работы цилиндров двигателя и фазы газораспределения.
Порядок работы цилиндров
Порядок чередования одноименных тактов в разных цилиндрах называется порядком работы цилиндров силового агрегата. Порядок работы зависит от положения шеек кулачкового и коленчатого распределительных валов и расположения цилиндров.
У четырехцилиндрового однорядного четырехтактного мотора такты чередуются через 180°, порядок работы может быть 1-2-4-3 («Волга) или 1-3-4-2 (ВАЗ – 2106, «Москвич–2140»).
Под фазами газораспределения подразумевают начальные моменты открытия и конечные моменты закрытия клапанов, которые выражены в градусах угла поворота коленвала относительно мертвых точек. Чтобы цилиндры лучше очищались от отработавших газов, выпускному клапану необходимо открываться до достижения поршнем НМТ, а процесс закрытия должен происходить после ВМТ. С целью лучшей наполненности цилиндров смесью впускному клапану необходимо открываться до достижения поршнем ВМТ, а свое закрытие выполнять после прохождения НМТ. Временной отрезок, в течение которого оба клапана одновременно открыты (выпускной и впускной), называют перекрытием клапанов.
Фазы газораспределения подбираются специалистами на заводах опытным путем в зависимости от конструкции впускной и выпускной системы двигателя и его быстроходности. При этом стремятся применять колебательное движение газов в выпускной и впускной системах таким образом, чтобы к конечному положению закрытия впускного клапана перед ним образовалась бы волна давления, а к конечному этапу закрытия выпускного клапана за ним бы формировалась волна разрежения. При данном подборе фаз газораспределения одновременно удается улучшить наполнение цилиндров свежей смесью, а также более качественней их очистить от отработавших газов.
Правильность монтажа механизма ВМТ газораспределения устанавливается зацеплением распределительных шестерен с присутствующими метками на них. Отклонение при монтаже фаз газораспределения хотя бы на три зуба звездочки или шестерни распредвала приводит к значительному удару клапана о поршень, потери компрессии, поломке клапана или мотора. Постоянство фаз газораспределения сохраняется только при соблюдении в клапанном механизме теплового зазора. Увеличение зазора способствует уменьшению продолжительности открытия клапана.
