Профессия
автомеханик

Признаками неисправности кривошипно-шатунного механизма

Признаками неисправности кривошипно-шатунного механизма также являются уменьшение давления в конце такта сжатия (компрессия) в цилиндрах; возникновение шумов и стуков при работе двигателя; прорыв газов в картер, увеличение расхода масла; разжижение масла в картере из-за проникновения паров рабочей смеси при тактах сжатия; поступление масла в камеру сгорания и попадание его на свечи зажигания, отчего на электродах образуется нагар и ухудшается искрообразование. Перечисленные неисправности ведут к снижению мощности двигателя, повышению содержания СО в выхлопных газах, повышению расхода топлива.

В автомобилях «Опель» диагностирование состояния кривошипно-шатунного механизма, а также газораспределительного механизма заключается в определении давления в конце такта сжатия (компрессии), определении разрежения в впускном трубопроводе, утечки сжатого воздуха из надпоршневого пространства.

Проверка компрессии должна производиться быстро, не более 10 с. При этом необходимо, чтобы произошло не менее семи тактов сжатия. При проверке компрессии в бензиновых двигателях воздушная заслонка должна быть всегда открыта, а дроссельная может быть как закрытой, так и открытой. Из-за различного объема воздуха, поступающего в цилиндры, измерение компрессии с полностью открытой дроссельной заслонкой позволяет обнаружить следующие неисправности:

  • деформацию или прогар клапанов;
  • поломки и прогары поршня;
  • закоксовывание колец в канавках поршня;
  • задиры поверхности цилиндров.

Если компрессию измерять с закрытой заслонкой, можно определить дефекты профиля кулачка распределительного вала в конструкциях с гидротолкателями, зависание клапана, если клапанный механизм с гидротолкателями; плохое прилегание клапана к седлу.

Компрессия служит показателем герметичности и характеризует состояние цилиндров, поршней, колец и клапанов и измеряется при помощи компрессометра или компрессографа (рис. 6). Эти приборы представляют собой манометр с рукояткой, трубкой, наконечником и золотниковым устройством. В комплект компрессометра или компрессографа для бензиновых двигателей могут входить адаптеры для подсоединения к свечным отверстиям, а для дизельных двигателей — к отверстиям форсунок или свечей накаливания. Универсальные приборы снабжены несколькими адаптерами разных размеров для измерений в различных типах двигателей.

Рис. 6.
Компрессометр (а) и компрессограф (6):
1 — наконечник; 2 — трубка; 3 — манометр; 4 — рукоятка; 5 — карточка с записью компрессии в конце такта сжатия; 6 — цилиндр с поршневым приводом самописца

Компрессограф является прибором-самописцем, обеспечивающим запись показаний на специальных карточках. Он может иметь кнопку и электропроводку для подсоединения к реле включения стартера, что дает возможность проверить компрессию самостоятельно, без помощника. Для проверки компрессии карбюраторного двигателя необходимо прогреть двигатель и снять свечи зажигания. Наконечник компрессографа или компрессометра вставляют в свечное отверстие и предохраняют двигатель от запуска.

Чтобы исключить запуск двигателя, от прерывателя-распределителя отсоединяют провод для подачи низкого напряжения на катушку зажигания. У двигателей, оборудованных только распределителем зажигания, отсоединяют центральный провод от крышки распределителя и соединяют его с «массой». Для соединения с «массой» используют провод с зажимами. Если на двигателе установлена система впрыска топлива, обесточивают топливный насос снятием соответствующего предохранителя и проворачивают коленчатый вал стартером с частотой 200—250 об/мин. Компрессометры и компрессографы для карбюраторных двигателей имеют шкалу с пределом измерений 15—20 кгс/см2, для дизельных двигателей — 40—70 кгс/см2. Предельно допустимое значение компрессии 0,65 МПа. Проверку выполняют три раза для каждого цилиндра, записывая показатели манометра. Разница в показаниях между цилиндрами должна быть не более 1—2 кгс/см2 для карбюраторных двигателей и 2—5 кгс/см2 для дизельных.

В дизельных двигателях компрессию проверяют как при холодном двигателе (температура 20°С), так и при прогретом. Для проверки топливные трубки высокого давления отсоединяют от форсунок, предварительно ослабив их крепление и соблюдая осторожность, так как в трубках может быть остаточное высокое давление. Затем от форсунок отсоединяют трубку для слива топлива и выворачивают их. Далее к проверяемому цилиндру с помощью переходника подсоединяют компрессорметр или компрессограф и отсоединяют разъем от электромагнитного клапана прекращения годачи топлива, чтобы исключить подачу топлива при проверке. После выполнения этих операций до отказа нажимают акселератор и с помощью стартера проворачивают коленчатый вал двигателя.

Величина компрессии для некоторых наиболее распространенных бензиновых двигателей зарубежных автомобилей является следующей:

  • «Опель Монтрей» 1993—1995 года выпуска с объемом двигателя 3,2 UDI — 12 кг/см2, степень сжатия 9;
  • «Фольксваген Гольф» 1985—1992 года выпуска с объемом двигателя 1,6/EZ/EZA/ABN — 9—12 кгс/см2, степень сжатия 9;
  • «Фольксваген Пассат» с объемом двигателя 1,6/EZ/ RF/ ABN — 9—12 кгс/см2, степень сжатия 9;
  • «Ауди 100» с объемом двигателя 2,0 RT, величина компрессии 8—14 кгс/см2, степень сжатия 10;
  • БМВ 750i с объемом двигателя 5,0/50 12А, величина компрессии — 10—12 кгс/см2, степень сжатия 8,8;
  • «Форд Эскорт» с объемом двигателя 1,3/JLA, величина компрессии 12,2—14,3 кгс/см2, степень сжатия 9,5;
  • «Форд Транзит» с объемом двигателя 2/0 NAT, величина компрессии 10—12 кгс/см2, степень сжатия 8,2;
  • «Мерседес-Бенц 300Е» с объемом двигателя 3/103, 9815, величина компрессии 15,5—17,5 кгс/см2 степень сжатия 8,8;
  • «Тойота Королла» с объемом двигателя 1,6/4A-F, величина компрессии 10,0—13,5 кгс/см2, степень сжатия 10;
  • «Вольво 960» с объемом двигателя 2,5 B6254F, величина компрессии 13—15 кгс/см2;
  • Джип «Гранд Чероки» с объемом двигателя 5,2, величина компрессии 7 кгс/см2, степень сжатия 8,4.

Величина компрессии для некоторых наиболее распространенных дизельных двигателей зарубежных автомобилей следующая:

  • «Опель Рекорд E2,3D» с объемом двигателя 2,3/23D — 19—20 кгс/см2, степень сжатия 23,0;
  • «Фольксваген 608 f/Джета 1,6D» с объемом двигателя 1,6/CR, величина компрессии 34 кгс/см2, степень сжатия 23,5;
  • «Ауди 100 D» с объемом двигателя 2,4 NC, величина компрессии — 26—34 кгс/см2, степень сжатия 23;
  • «Джип Чероки 2,5 TD с объемом двигателя 2,5, величина компрессии 24—26 кгс/см2, степень сжатия 21;
  • «Форд Эскорт 1,6 D» с объемом двигателя 1,6/LTA/LTC, величина компрессии 28—34 кгс/см2, степень сжатия 21,5;
  • «Форд Транзит 2,5 D» с объемом двигателя 2,5/4ВС/4СС, величина компрессии 33,8 кгс/см2, степень сжатия 19;
  • «Мазда 323 D» с объемом двигателя 1,7/PN, величина компрессии 26-29 кгс/см2, степень сжатия 22,2;
  • «Тойота Королла 1,8 D» с объемом двигателя 1,9/1С, величина компрессии 24,5—29,4 кгс/см2, степень сжатия 23,0.

В дизельном двигателе компрессию измеряют на работающем и прогретом двигателе. Частота вращения 460-500 об/мин, температура 75—80°С. Компрессометр устанавливают вместо форсунки проверяемого цилиндра. Разница в показаниях между отдельными цилиндрами для дизельных двигателей должна составлять не более 2—5 кгс/см2.

Для измерения относительной величины компрессии применяют также и мотор-тестеры. В этом случае компрессия определяется по амплитуде пульсаций тока, потребляемого стартером при прокрутке коленчатого вала. Чем лучше состояние цилиндра, тем больше будет сила тока, потребляемого стартером. Преимуществами этого метода являются быстрота, одновременное измерение по всем цилиндрам и отсутствие необходимости выворачивать свечи. Недостатком метода является получение только относительной величины компрессии.

Чтобы оценить более полно техническое состояние двигателя при снижении давления в конце такта сжатия нужно залить в проверяемый цилиндр 10 г моторного масла и произвести повторное измерение. При этом необходимо помнить, что для двигателей с небольшим объемом камеры сгорания и дизельных двигателей количество заливаемого масла должно строго контролироваться, так как избыток его может привести к гидравлическому удару. Если давление в конце такта сжатия возросло, это свидетельствует об износе поршневых колец.

Если давление осталось прежним, это указывает на неплотное прилегание клапанов к седлам или подгорание клапанов.

Маховик двигателя может иметь следующие повреждения: риски, износ, задиры, микротрещины на рабочей поверхности, выкрашивание зубьев венца, износ зубьев по длине, износ отверстий под болты крепления к коленчатому валу, появление цвета побежалости, повреждения резьбы в отверстиях.

У карбюраторных двигателей минимальная частота вращения коленчатого вала на холостом ходу должна составлять 400—450 об/мин. У дизельных двигателей минимальная частота вращения коленчатого вала на холостом ходу должна составлять 500-600 об/мин.

Перечисленные неисправности, связанные с изнашиванием деталей кривошипно-шатунного механизма, устраняются при проверке технического состояния и ремонте. Перед проверкой технического состояния коленчатого вала необходимо протереть коленчатый вал бензином, керосином, или растворителем и внимательно осмотреть его, нет ли на шейках следов неравномерного изнашивания, трещин, рисок, следов коррозии, задиров. Для этого несколько раз проводят монетой или медной шайбой по поверхности шейки. Если на шейке остаются частички меди, значит она изношена, ее нужно перешлифовать. Наличие следов износа на шейке коленчатого вала можно определить, если провести по ним, не нажимая, пальцем руки.

Рис. 7.
Проверка внутреннего диаметра шатунного подшипника

Закончив проверку, необходимо прочистить масляные каналы. Для этого используют жесткую волосяную или проволочную щетку. Затем надо удалить заглушки с каналов системы смазки, промыть каналы СМС или керосином, продуть сжатым воздухом, обработать зенкером гнезда заглушек, установить новые заглушки, зачеканив их керном в нескольких местах; с отверстии масляных каналов снять фаски, чтобы острые края не царапали и не оставляли выемок на вновь устанавливаемых подшипниках. Небольшие неровности на шейках зачищают шлифовальной шкуркой.

Далее необходимо проверить радиальное биение коренных шеек и смещение осей шеек от плоскости, проходящей через оси шатунных и коренных шеек. Проверяют и неперпендикулярность торцовой поверхности фланца по отношению к оси коленчатого вала. По средней коренной шейке проверяют биение, которое должно быть не более 0,025—0,030 мм в зависимости от модели двигателя.

При наличии на шейках вала глубоких рисок, неравномерного износа, задиров и овальности свыше 0,05 мм их необходимо шлифовать до ближайшего ремонтного размера, а затем полировать пастой ГОИ и алмазной пастой. Затем масляные каналы промывают.

Если установка стандартных подшипников номинального размера не обеспечивает нужный радиальный зазор, шейки коленчатого вала шлифуют на специальном станке под ближайший размер подшипников. Шлифование коренных и шатунных шеек может выполняться под разные ремонтные размеры, однако ремонтные размеры одноименных шеек, коренных или шатунных, различаться не должны.

Если наблюдается биение средней коренной шейки относительно крайних, т.е. имеется довольно большой изгиб коленчатого вала, то его устраняют правкой на прессе. Для этого вал устанавливают крайними коренными шейками на призмы, а штоком пресса через латунную или медную прокладку прикладывают усилие к средней шейке со стороны, противоположной изгибу. Прогиб должен быть в десять раз больше устраняемого изгиба. Вал выдерживают под нагрузкой в течение четырех минут. После проверки вал нагревают до 200°С и выдерживают при этой температуре 5 часов.

После правки вал вновь проверяют на биение и затем устанавливают в блок цилиндров. После установки коленчатого вала в блок цилиндров проверяют его осевой люфт с помощью индикатора. При отсутствии индикатора осевой люфт измеряют, правда, с меньшей точностью, с помощью набора щупов. Для этого отвертку вставляют между первым кривошипом вала и передней стенкой блока цилиндров (рис. 8) и отжимают ею вал к задней части двигателя.

Рис. 8.
Проверка осевого люфта коленчатого вала щупом

Затем с помощью щупа определяют зазор между торцом задней шайбы упорного подшипника и плоскостью бурта первой коренной шейки. При люфте больше нормы его регулируют с помощью полуколец (рис. 9), заменив старые полукольца новыми или установив полукольца увеличенной толщины.

Рис. 9.
Установка упорных полуколец коленчатого вала в гнезда среднего коренного подшипника

Задиры и царапины на поверхности маховика удаляют протачиванием, снимая слой металла толщиной не более 1 мм и зачищая абразивной шкуркой. После установки маховика на оправку и центрирования его по посадочному отверстию проверяется торцовое биение маховика, которое не должно превышать 0,1 мм. Если маховик имеет цвет побежалости на поверхности под ведомый диск сцепления, нужно проверить натяг обода на маховике.

При выкрашивании зубьев маховика и значительном их износе по длине зубчатый венец заменяют. При небольшом износе торцов зубьев маховика необходимо зачистить торцы на шлифовальном станке. Если зубчатый венец маховика заменен, необходимо статически отбалансировать маховик. Для этого со стороны крепления сцепления высверливают лишний металл на глубину не более 15 мм.

Завершив ремонт, коленчатый вал собирает с теми же маховиком и сцеплением, которые стояли на нем до ремонта.

Сцепление устанавливают на маховик по заводским меткам или меткам, которые были нанесены на обеих деталях, одна против другой, около одного из болтов крепления кожуха сцепления к маховику.

Прежде чем установить коленчатый вал на двигатель его подвергают динамической балансировке на балансировочном станке. Дисбаланс устраняют высверливанием металла в противовесах коленчатого вала или ступице маховика. Риски, обнаруженные на ступице коленчатого вала, и задиры на поверхности шейки под сальник устраняют шлифованием. Сальники, независимо от их состояния, заменяют при каждой разборке двигателя.

Техническое обслуживание шатунов, их ремонт и замена

Технология ремонта шатунов достаточно сложна, требует специального оборудования и не всегда экономически оправдана, поэтому, как правило, шатуны не ремонтируют, а при их износе или повреждении заменяют новыми.

У шатунов могут быть следующие повреждения: изгиб и скручивание стержня, износ отверстия внутри верхней головки, деформация отверстия нижней головки, повреждение плоскостей разъема шатуна и его крышки. Если на шатунах имеются трещины, а также изгиб и скручивание стержня, не поддающиеся правке, тогда шатуны заменяют.

При ремонте шатунов обычно заменяют втулку верхней головки и затем обрабатывают ее под поршневой палец номинального размера. Ремонт может свестись и к обработке имеющейся в шатуне втулки под палец ремонтного размера (рис. 8). Возможна и правка шатунов. В случае запрессовки новой втулки в шатун отверстие во втулке должно совпадать с отверстием в верхней головке шатуна, чтобы обеспечивать подачу масла к поршневому пальцу.

При ремонте и обработке шатунов нужно соблюдать необходимое расстояние между осями отверстий в его нижней и верхней головках. Непараллельность осей в двух взаимно перпендикулярных плоскостях не должна превышать 0,04 мм на длине 100 мм, а овальность и конусность в головках — 0,05 мм.

Чтобы выдержать указанные размеры и допуски, необходимо развертывать втулку верхнего отверстия в кондукторе. После развертывания отверстий втулок их доводят на шлифовальном станке.

На изгиб и скручивание шатуны проверяют на специальной плите. Для проверки нижнюю головку шатуна надевают на точную разжимную оправку. На поршневой палец устанавливают призмами калибр, имеющий три выступа, которые лежат в одной плоскости, перпендикулярной к оси пальца.

Если шатун не скручен и не погнут, то эти три выступа будут касаться плоскости плиты. Правке подвергают шатуны, при проверке которых между выступом калибра и плитой имеется просвет более 0,1 мм.

Если шатун заменяют, то подбирают не только по диаметру втулки верхней головки, но и по массе. Разница в массах самого тяжелого и самого легкого шатунов в комплекте, установленном на один двигатель, не должна быть больше 4—8 г. При сборке шатуна с поршнем необходимо, чтобы выбитая на днище поршня стрелка была обращена в сторону установочного выступа на теле шатуна и паза на его крышке.


Рейтинг@Mail.ru