ВОПРОС 47. Техническое обслуживание и ремонт двигателя автомобиля
Техническое обслуживание ДВС заключается в его внешней очистке, контрольном осмотре, общем диагностировании и диагностировании и регулировании его систем.
Внешнюю очистку ДВС проводят путем его предварительной обдувки сжатым воздухом с последующей протиркой матерчатыми концами, смоченными в керосине или дизельном топливе.
Контрольный осмотр ДВС состоит из визуального установления его комплектности и мест подтекания масла, топлива и охлаждающей жидкости, контроля крепления двигателя и его систем, опробования пуска. При пуске двигателя обращают внимание на легкость запуска, продолжительность которого не должна превышать 20 с. Повторный запуск проводят через 1… …2 мин. При контрольном осмотре ДВС выявляют его очевидные неисправности.
Общее диагностирование ДВС позволяет оценить техническое состояние всего двигателя по некоторым обобщенным его параметрам как с качественной, так и в ряде случаев с количественной стороны.
Общее диагностирование двигателя можно проводить как на основе анализа различных внешних симптомов, характеризующих его работу, так и путем инструментального исследования. Наиболее распространены методы, основанные на анализе цвета выхлопных газов, развиваемых двигателем шумов, содержащихся в картерном масле примесей.
Анализ цвета выхлопных газов.
Данный метод основан на зависимости между техническим состоянием отдельных частей двигателя и цветом выхлопных газов: – белый цвет свидетельствует о неполном сгорании топлива (поздняя подача и плохой распыл); низкой компрессии (изнашивание цилиндров поршневой группы и разгерметизация клапанов); – попадании воды в цилиндры (дефекты в головке, прогорание прокладок), переохлаждении двигателя, выпадении вспышек (дефекты форсунок, засорение фильтров тонкой очистки топлива, изнашивание топливного насоса); – светло- или темно-синий цвет характеризует дефект форсунки, сильное сгорание масла (наблюдается при его высоких уровне или давлении газов в картере); закоксовывание поршневых колец, изнашивание поршневой группы; большой зазор между втулкой и стержнем клапана; – коричневый или черный цвет — признак неполного сгорания топлива из-за плохого распыла, вызванного изнашиванием иглы распылителя форсунки или уменьшением угла опережения вспрыска топлива. Кроме того, этот цвет свидетельствует о недостаточной подаче воздуха и увеличенной подаче топлива; – сизый или светло-серый цвет указывает на недостаточную обкатку двигателя (плохо приработаны детали поршневой группы); залегание и закоксовывание поршневых колец; увеличение зазоров в сопряжениях поршневой группы.
Если при запуске дизеля нет дыма или он выпускается редкими клубами, то это свидетельствует о недостаточной подаче топлива, заедании клапанов и поршня, поломки пружины подкачивающего насоса, заедании плунжеров и выходе из строя пружин плунжеров топливного насоса, заедании иглы распылителя форсунки, заедании обратного клапана.
Некоторое применение находит цветовой анализ отпечатков, оставляемых выхлопными газами на бумаге.
Анализ шумов, развиваемых двигателем. Этот метод осуществляют путем прослушивания двигателя. Механические шумы улавливаются достаточно хорошо. Поэтому оценка технического состояния двигателя по характеру шумов довольно широко распространена в эксплуатационных условиях, хотя она в определенной степени субъективна и требует высокой квалификации. Для прослушивания применяют механические и электронные стетоскопы. Механические стетоскопы бывают акустические, а также резонансные, которые отличаются от акустических использованием акустической камеры, снабженной устройством для регулирования воспринимаемых частот с целью ее настройки в резонанс с частотой вибрации корпуса, что значительно повышает избирательную способность прибора. Примером наиболее простого, так называемого стержневого стетоскопа служит модель КИ-1154, состоящая из прикладываемого к корпусу стержня, снабженного ручкой и наушником. Электронные стетоскопы завода «Экранас» позволяют четко прослушивать даже незначительные шумы.
Утечка сжатых газов, сопровождаемая возникновением ультразвуковых колебаний, может быть зарегистрирована с помощью ультразвуковых стетоскопов. В них вмонтирован блок, преобразующий ультразвуковые колебания или в более низкие, слышимые человеком частоты или же в электрические импульсы, наблюдаемые на экране осциллографа.
В дизельных двигателях систему подачи топлива регулируют при обнаружении раннего впрыска топлива в цилиндры, для чего изменяют угол опережения впрыска топлива.
В системе питания двигателя устанавливают неисправности и разрегулировки. Общее диагностирование систем питания производят, как правило, путем исследования состава рабочей смеси и расхода топлива. Для этого с помощью экспресс-анализатора проверяют содержание оксида углерода в отработавших газах.
В карбюраторных двигателях регулируют карбюратор, а затем настраивают на минимальную частоту вращения коленчатый вал двигателя на холостом ходу; уровень топлива и герметичность поплавка; диффузор; ограничитель максимальной частоты вращения коленчатого вала двигателя. Одновременно проверяют топливный бак, топливопроводы, воздушный и топливный фильтры и топливный насос.
В дизельных двигателях контролируют и создают герметичность системы питания, очищают фильтры, регулируют подкачивающий насос и насос высокого давления, проверяют форсунки.
Герметичность системы охлаждения проверяют путем ее визуального осмотра. Устанавливают протечки в местах соединения различных частей, для чего создают в верхней незаполненной части радиатора избыточное (~ 0,06 МПа) давление. В процессе ТО контролируют уровень охлаждающей жидкости и доливают ее до нормы, устраняют замеченные подтекания и регулируют степень натяжения ремня вентилятора. При необходимости устраняют накипь.
Неисправности и разрегулировки смазочной системы проявляются в снижении или повышении давления масла, уменьшении уровня масла ниже нормативного, изменении качества масла. В процессе ТО проверяют уровень масла и подливают его до нормы, очищают фильтры и заменяют фильтрующие элементы, проворачивают рукоятку масляного фильтра грубой очистки, смазывают поверхности трения вентилятора, водяного насоса, генератора, приборов системы зажигания, промывают (при необходимости) смазочную систему, регулируют и очищают центрифугу.
Ремонт двигателей
Текущий ремонт двигателей производится при наличии следующих дефектов: нарушении регулировки клапанов; неисправности прокладок крышки клапанов и головки блока; неисправности головки блока; стуке коренных и шатунных подшипников; повышенном расходе масла, пропуске газов; падении мощности; пониженном давлении масла в системе смазки двигателя. Устранение первых четырех дефектов производится без снятия двигателя с машины.
Для замены цилиндропоршневой группы, деталей кривошипно-шатунного механизма, системы смазки двигатель необходимо снимать с машины.
При одновременном наличии нескольких дефектов (стуке клапанов, подшипников, падении мощности двигателя и т. д.) и наработке близкой к наработке до капитального ремонта двигатель проходит наружную мойку и направляется на склад оборотных агрегатов для сдачи на технический обменный пункт для прохождения капитального ремонта на ремонтном заводе.
Разборка и сборка двигателей при текущем ремонте производятся после наружной мойки и очистки на агрегатном участке. Разборку ведут на универсальных или специализированных стендах
Ремонт кривошипно-шатунного механизма. Кривошипно-шатунный механизм двигателя состоит из цилиндропоршневой и кривошипно-ша- тунных групп и включает следующие детали: цилиндр, поршень, поршневые кольца, поршневой палец, шатун, коленчатый вал, шатунные и коренные подшипники, маховик. Внешние признаки износа деталей этой группы — дымный выхлоп отработавших газов, повышенный расход масла, падение давления в системе смазки, стуки. Стуки возникают в результате естественного изнашивания трущихся поверхностей деталей кривошипно-шатунного механизма и увеличения зазора между ними. Увеличение^ зазора между деталями цилиндропоршневой группы приводит к снижению давления в цилиндрах (компрессии) и повышенному расходу масла. Увеличение зазора в подшипниках коленчатого вала вызывает снижение давления масла в главной масляной магистрали.
Поверхности цилиндров изнашиваются неравномерно как вдоль оси, так и по окружности. По окружности цилиндры изнашиваются сильнее в плоскости качания шатуна, а вдоль оси — в зоне компрессионных колец. Поршни и поршневые кольца, как правило, не ремонтируют, а заменяют новыми. Шатуны двигателя при наличии трещин, изгибов, скручивания, больших износов под втулку пальца и вкладыши выбраковываются и заменяются новыми. Для шатунов всех марок двигателей допускается изгиб 0,08 мм, а скручивание 0,12 мм на длине 100 мм.
Коленчатый вал изнашивается в зоне коренных и шатунных шеек. Для восстановления формы шеек и их чистоты, поверхности шлифуют под ремонтный размер. Для коленчатых валов тракторных двигателей принято четыре основных ремонтных размера с интервалом 0,75 мм для шатунных и 0,5 мм для коренных шеек. Для автомобильных валов интервал составляет 0,25 мм для коренных и шатунных шеек. При изломах, трещинах, погнутости коленчатый вал выбраковывается.
При ремонте поршни и шатуны подбираются по массе. Разность в массе приводит к дисбалансу, повышенной вибрации и снижению долговечности двигателя. Перед сборкой поршни нагревают до 75 … 85° С и соединяют с шатунами путем запрессовки пальца.
Коленчатый вал собирают в приспособлении. При сборке устанавливают шестерню привода масляного насоса. Шестерню располагают метками наружу. Масляные каналы продувают сжатым воздухом. К валу подбирают комплект шатунных и коренных вкладышей.
Ремонт головки цилиндров и деталей газораспределительного механизма. Основные дефекты головок цилиндров следующие: трещины, износ клапанных гнезд, коррозионный износ головок из алюминиевых сплавов, износ или срыв резьбы, коробление.
Крупные трещины обнаруживаются визуально, мелкие —при гидравлическом испытании давлением воды 0,4 МПа в течение 3 … 5 мин, при этом на поверхности не должно быть течи. Головка выбраковывается при трещинах, проходящих через отверстия под шпильки, направляющих клапанов или перемычки гнезд. Трещины ремонтируют электродуговой сваркой или эпоксидными смолами. При короблении плоскость прилегания головки к блоку фрезеруют и притирают на притирочной плите. Коробление плоскости допускается до 0,15 мм.
Клапанные гнезда восстанавливают фрезерованием с углом режущей кромки зенковки 15, 45 и 75°. Порядок фрезерования следующий: черновой фрезой с углом 45° снять фаску до выведения следов износа, фрезой с углом 15° снять с поверхности гнезд слой металла до образования четкой верхней кромки фаски, расположенной под углом 45°, чистовой фрезой с углом 45° зачистить фаску до получения рабочей фаски шириной 2 … 3 мм. После установки клапана фаска на его тарелке должна полностью перекрывать фаски гнезда без зазоров.
В клапанах изнашиваются фаски, тарелки и стержни по диаметру и торцу. Эти дефекты устраняются шлифовкой. После шлифовки для полного прилегания тарелки клапана к гнезду производят притирку с использованием пасты ГОИ или смеси наждачного порошка зернистостью 240 … 280 с дизельным маслом.
Ремонт системы смазки. Основные неисправности системы смазки относятся к износу и повреждению деталей масляного насоса и центрифуги. Перед разборкой масляный насос проверяется на стенде КИ-5278 или КИ-1575; при обнаружении неисправностей и утрате параметров насос подлежит разборке и замене неисправных деталей. После сборки насос проверяется на стенде и производится регулировка перепускного клапана на давление 0,6 … 0,8 МПа.
Обкатка и испытание двигателей. Собранный двигатель обкатывают и испытывают на специальных стендах. Цель обкатки — приработка трущихся поверхностей и выявление дефектов, возникающих в результате отклонений от технических условий. Основная приработка деталей двигателя происходит в первые 2 … 3 ч и полностью завершается через 40 … 60 ч. Поэтому обкатку проводят в два этапа: сначала на стендах по режиму, указанному в технических условиях для двигателя данной марки, а затем в условиях эксплуатации с пониженной нагрузкой. Автомобильные и тракторные двигатели подвергают холодной и горячей обкатке (без нагрузки и под нагрузкой) на универсальных стендах КИ-1363Б и КИ-1218А. (СМД-14, ЯМЭ-236, ЯМЭ-238, СМД-60 И др.).
Холодную обкатку автомобильных карбюраторных двигателей проводят в течение 20 мин, а дизельных — 80 … 100 мин сначала с выключенной, а затем и с включенной компрессией по режиму, установленному техническими условиями. Во время холодной обкатки проверяют давление масла в магистрали, при этом температура воды в системе охлаждения поддерживается на уровне 80° С. При обкатке не допускаются резкие шумы и стуки, а также подтекание масла, топлива и воды. После окончания холодной обкатки двигатель осматривают и подтягивают гайки крепления головки цилиндров.
При горячей обкатке включают подачу топлива и электродвигателем стенда запускают двигатель. В течение 10 … 15 мин его обкатывают без нагрузки при пониженной частоте вращения вала, а затем 10 … 15 мин при повышенной частоте вращения вала. При этом проверяется давление масла, регулируются обороты холостого хода, прослушивается стетоскопом двигатель в зонах возможных стуков.
Под нагрузкой двигатели обкатывают по режиму, установленному техническими условиями. Максимальная нагрузка не должна превышать 85% номинальной. В процессе обкатки замеряется мощность двигателя и расход топлива.
ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ ДВИГАТЕЛЯ
Техническое обслуживание-это комплекс технических воздействий и коопераций по поддержанию транспортного средства в исправном режиме.
Ремонт - это комплекс технических воздействий и коопераций по восстановлению исправного состояния технических средств
Двигатель должен работать надежно, без перебоев, развивать достаточную мощность для обеспечения нормальных динамических (тяговых) свойств автомобиля, расходовать топливо и масло в пределах установленных норм.
Признаками основных неисправностей двигателя являются: падение мощности, повышенный расход масла, дымный выпуск, снижение давления конца сжатия (компрессии), стуки в двигателе.
Мощность двигателя снижается, а расход топлива увеличивается при неисправности системы питания, накоплении нагара в камерах сгорания, отложениях во впускной системе, наличии накипи и грязи в системе охлаждения, неправильной регулировке газораспределительного механизма, недостаточной компрессии в цилиндрах двигателя, пропуске воздуха через уплотнения впускной системы.
Повышенный расход масла (угар) и дымный выпуск наблюдаются при износе и поломке поршневых колец, потери ими упругости, износе канавок для поршневых колец, износе и повреждении гильз цилиндров, подсосе масла через зазоры между стержнями клапанов и направляющими втулками, нарушении уплотнений коленчатого вала и неисправности системы вентиляции картера двигателя. На дымность выпуска большое влияние оказывают неисправности топливной аппаратуры.
Исправный двигатель должен развивать полную мощность, работать без перебоев на полных нагрузках и холостом ходу, не перегреваться, не дымить и не пропускать масло и охлаждающую жидкость через уплотнения. Неисправность можно определить путем, диагностирования по внешним признакам без разборки двигателя.
Кривошипно-шатунный механизм имеет следующие признаки неисправности: посторонние стуки и шумы, падение мощности двигателя, повышенный расход масла, перерасход топлива, появление дыма в отработавших газах.
Стуки и шумы в двигателе возникают в результате повышенного износа его основных деталей и увеличения зазоров между сопряженными деталями.
При износе поршня и цилиндра, а также при увеличении зазора между ними возникает звонкий металлический" стук, хорошо прослушиваемый при работе холодного двигателя. Резкий металлический стук на всех режимах работы двигателя свидетельствует об увеличении зазора между поршневым пальцем и втулкой головки
Нагар удаляют деревянными скребками или скребками из мягкого металла,, чтобы не повредить днище поршней или стенки камеры сгорания. Удаляя нагар, следует закрывать чистой ветошью соседние цилиндры. Нагар снимается легче, если его размягчить, положив на него ветошь, смоченную керосином.
При установке прокладки головки цилиндров ее нужно натереть порошкообразным графитом.
Трещины в стенках полости охлаждения блока и головки цилиндров могут Появиться при замерзании воды или заполнении рубашки охлаждения горячего двигателя холодной водой.
Газораспределительный механизм имеет две характерные неисправности — неплотное прилегание клапанов к гнездам и неполное открытие клапанов,
Неплотное прилегание клапанов к гнездам выявляется по следующим 'признакам: уменьшение компрессии, периодические хлопки во впускном или выпускном трубопроводе, падение мощности двигателя. Причинами неплотного закрытия клапанов могут быть: отложение нагара на клапанах и гнездах; образование раковин на рабочих поверхностях (фасках) и коробление головки клапана; поломка клапанных пружин; заедание клапанов в направляющих втулках; отсутствие зазора между стержнем клапана и носком коромысла.
Неполное открытие клапанов характеризуется стуками в двигателе и падением мощности. Эта неисправность появляется в результате большого зазора между стержнем клапана и носком коромысла. К неисправностям газораспределительного- механизма следует отнести также износ шестерен распределительного вала, толкателей, направляющих втулок, увеличение продольного : смещения распределительного вала и износ втулок и осей коромысел. В двигателях ЗИЛ-130 возможно нарушение работы механизма поворота выпускного клапана в результате заедания шариков и пружин механизма поворота. Нагар необходимо удалить при помощи шабера; клапаны, имеющие незначительные раковины на рабочей поверхности, следует притереть, сломанную пружину заменить. Нарушенный зазор восстанавливается регулировкой.
ДЛЯ притирки клапанов снимают клапанную пружину, под его головку прокладывают слабую пружину, на рабочую поверхность наносят слой пасты, состоящей из абразивного порошка и масла, и при помощи коловорота или притирочного приспособления клапану сообщают возвратно вращательное движение. При изменении направления вращения клапан нужно приподнимать. Притирку заканчивают, если на поверхности гнезда и рабочей поверхности клапана появляются сплошные матовые полосы шириной 2...3 мм. Герметичность посадки клапана после притирки проверяют при помощи прибора или керосина. В последнем случае клапан устанавливают в седле, надевают пружину и закрепляют ее на стержне, переворачивают головку цилиндров и в камеры сгорания заливают керосин. Появление керосина на стержне и направляющей втулке свидетельствует о плохой притирке.
Для регулировки зазора между стержнем, клапана и носком коромысла необходимо: снять клапанную крышку, удалив предварительно присоединенные к ней детали; установить поршень в конце такта сжатия (чтобы клапаны были закрыты); проверить зазор и I при необходимости отрегулировать его, для чего отвернуть контргайку регулировочного винта на коромысле и, вращая регулировочный винт, установить нужный зазор (рис. 193), затянуть контргайку и снова проверить зазор.
Необходимое ограничение смещения распределительного вала достигается подбором толщины распорного кольца. При значительном износе деталей газораспределительного механизма двигатель подвергается ремонту
ОСНОВНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ ДВИГАТЕЛЯ
Давление конца сжатия (компрессия) может понизиться при износе поршневых колец и гильз цилиндров, неплотном прилегании клапанов к седлам, износе направляющих втулок, клапанов, ослаблении затяжки гаек крепления головок цилиндров, повреждении прокладки головки цилиндров, нарушении зазоров в газораспределительном механизме.
Стуки в двигателях появляются при поломке клапанных пружин и заедании клапанов; задирах на поверхностях гильз и поршней; увеличенных зазорах между стержнями клапанов и носками коромысел; износе поршневых пальцев, отверстий для них в бобышках поршней и во втулках верхних головок шатунов; износе шатунных и коренных подшипников.
Техническое состояние двигателя проверяют наружным осмотром, по показаниям
контрольно-измерительных приборов, расходу топлива и масла, путем прослушивания двигателя.
Для поддержания двигателя в работоспособном состоянии и в надлежащем внешнем виде, уменьшения интенсивности изнашивания деталей, предупреждения отказов и неисправностей, а также выявления их с целью своевременного устранения выполняют техническое обслуживание дв