Общая диагностика двигателя в составе транспортного средства

Работа силовых агрегатов автомобиля и его трансмиссии в значительной степени зависит от общего состояния машины. Кроме того, общее состояние автомобиля может подсказать проводящему диагностику возможные причины неудовлетворительной работы двигателя, КПП и других агрегатов.

Диагностика начинается с внешнего осмотра автомобиля, после которого следует проверка динамических свойств автомобиля на стенде или на дороге. Однако, прежде чем приступить к этой процедуре, необходимо выполнить следующие работы:

1. Проверить уровень масла в двигателе, коробке перемены передач, заднем мосту, уровень охлаждающей жидкости в расширительном бачке, уровень тормозной жидкости в бачках тормозов и сцепления.

2. Проверить исправность тормозов.

3. Проверить исправность фар дальнего и ближнего света.

Методика проверки таких параметров обычно приводится в инструкциях по эксплуатации автомобиля.

Затем автомобиль устанавливается на стенд для проверки его динамических качеств. Конструкции современных стендов позволяют снимать мощностные характеристики на колесах. Эти характеристики можно затем пересчитать в характеристики двигателя, если для данного автомобиля известны эмпирические коэффициенты, необходимые для пересчета.

После измерения мощности на всех колесах определяется приемистость автомобиля.

Первый способ – это определение времени разгона с места до скорости 100 км/ч с переключением передач. Этот метод прост, но имеет ряд недостатков, главный из которых – влияние индивидуальности испытателя, его стиля езды и умения пользоваться передачами.

По другому способу, исключающему влияние переключения передач, автомобиль сначала разгоняется до скорости 40 км/ч, затем включается самая низкая передача, после чего одновременно производится резкое нажатие на педаль акселератора до упора и включается секундомер, производится разгон до скорости 100 км/ч. Недостаток способа состоит в том, что время разгона автомобиля со скорости 40 до 100 км/ч не нормируется заводами-изготовителями.

Динамическим параметром автомобиля является также максимальная развиваемая скорость. Этот параметр лучше получать на стенде, так как для его проверки на трассе необходимо выполнить ряд условий, что далеко не всегда возможно.

В современных условиях проверка максимальной скорости не имеет особого смысла, поэтому динамика автомобиля в ее практическом для владельца применении вполне может быть получена по времени разгона.

К общей диагностике автомобиля относится и определение расхода топлива на 100 км пути. Этот параметр важен не только для двигателя, но и в значительной степени характеризует общее состояние автомобиля.

Важным фактором является состояние системы питания. Так, например, для карбюраторных автомобилей важными параметрами являются уровень топлива в поплавковой камере, фактический диаметр жиклеров (топливных и воздушных), состояние прокладок, отсутствие протечек в зазорах между осями заслонок и втулками, в которых они установлены и т.д. В дизельных системах питания большое значение имеют зазоры плунжеров главного топливного насоса, давление, на которое настроены перепускные клапаны, и т.д. Неточная работа системы питания может привести к увеличению расхода топлива на 6‑8 % по сравнению с номинальным.

Состояние системы зажигания (для карбюраторных ДВС) также влияет на расход топлива. Существенное значение имеют зазоры между электродами свечей зажигания, величина и стабильность зазора в распределителе ‑ прерывателе зажигания (исправность компьютера при электронном распределении зажигания). Несоблюдение рекомендаций заводов-изготовителей при обслуживании и настройке системы зажигания может привести к увеличению удельного расхода топлива на 2‑5 %.

Расход топлива зависит и от состояния системы охлаждения. Понижение температуры охлаждающей жидкости приводит к излишним потерям теплоты и ухудшению процесса сгорания рабочей смеси. В связи с этим необходимо постоянно контролировать температуру охлаждающей жидкости, которая и зимой и летом должна при работающем прогретом двигателе находиться в пределах 89‑90 ^ОС. Значительные отклонения температуры в ту или другую сторону говорят о неисправности какого-либо агрегата системы: водяного насоса, термостата, радиатора, датчика температуры, вентилятора.

На расход топлива влияет состояние кузова (его аэродинамические параметры). Неточно подогнанные, выступающие двери, шероховатое покрытие ‑ все это увеличивает аэродинамическое сопротивление и требует большего расхода топлива при одном и том же режиме движения.

Увеличение расхода топлива происходит также при установке на автомобиль дополнительных аксессуаров – зеркал, воздухозаборников, и т.д. Состояние коробки перемены передач, заднего моста, карданной передачи также влияет на экономичность автомобиля, однако достаточно точно оценить это влияние не представляется возможным.

Расход топлива снижается при установке радиальных шин в отличие от диагональных. В то же время, несоблюдение рекомендаций производителя шин по величине давления может привести к увеличенному расходу топлива. Так, известно, что снижение давления в шинах на 50 кПа может дать превышение по расходу топлива на 5‑8 %, причем большее значение относится к скорости движения 40‑60 км/ч. С увеличением скорости влияние этого фактора снижается. К увеличению расхода топлива приводит использование шин с зимним рисунком протектора, и особенно – шипованных шин.

Определенную роль в расходе топлива играют усилие затяжки подшипников колес и состояние тормозных суппортов.

Существенным фактором, влияющим на расход топлива, является правильность установки передних колес. Несоблюдение углов развала и особенно схождения повышает сопротивление качению колес и увеличивает расход топлива.

Таким образом, для того, чтобы дать объективную оценку состояния двигателя автомобиля по его внешним признакам, особенно по удельному расходу топлива (л/100 км), требуется, прежде всего, устранить все возможные внешние причины, которые могут оказать существенное влияние на этот параметр, после чего провести его дорожные испытания.

При проведении этих испытаний необходимо совершить пробег на автомобиле по относительно ровной дороге в прямом и противоположном направлении при закрытых боковых стеклах и форточках. При этом необходимо, чтобы направление и сила ветра во время пробега были примерно одинаковы, а также чтобы автомобилю не приходилось достаточно часто совершать маневры при обгоне транспортных средств.

Во время движения нужно поддерживать скорость, близкую к указанной в паспорте на автомобиль, при которой заводом-изготовителем указан расход топлива.

Общая диагностика двигателя

От правильного определения состояния двигателя и своевременного устранения неисправностей зависит безотказность автомобиля в пути.

Диагностику двигателя необходимо производить постоянно при эксплуатации автомобиля и периодически – при проведении технического обслуживания и подготовке автомобиля к ежегодному техническому осмотру.

Постоянная диагностика двигателя проводится в процессе эксплуатации владельцем (водителем) автомобиля на слух и с помощью бортовых приборов. Так, уровень масла в картере двигателя и уровень охлаждающей жидкости в расширительном бачке контролируются наиболее часто, температурный режим двигателя, обороты и давление масла в системе смазки ‑ практически постоянно.

Во время эксплуатации автомобилей у их владельцев (водителей) формируются практические навыки и умение распознавать неисправное состояние двигателя, например по легкости запуска, по перебоям в работе, по приемистости, по стукам и посторонним шумам в двигателе и т.д.

Как правило, на предприятиях, обслуживающих и ремонтирующих автомобили, применяется оценка состояния двигателя без его разборки.

При поступлении автомобиля на ремонт или очередное техническое обслуживание объем диагностических работ определяется чаще всего на основании следующих факторов:

1. Продолжительность срока службы от начала эксплуатации и от предыдущего ремонта.

2. Характер предыдущих ремонтов.

3. Наличие стуков и шумов в работающем двигателе.

4. Информация водителя о ненормальной работе двигателя.

Для оценки состояния двигателя можно выделить наиболее существенные диагностические параметры:

1. Состояние поверхности и уровень охлаждающей жидкости.

2. Состояние наружных поверхностей блока цилиндров и головки блока.

3. Цвет выхлопных газов.

4. Наличие посторонних стуков и шумов в двигателе.

5. Расход масла.

6. Концентрация продуктов изнашивания трущихся деталей в масле.

7. Давление картерных газов.

8. Мощность двигателя.

9. Компрессия в цилиндрах двигателя.

10. Изменение частоты вращения коленчатого вала при последовательном выключении цилиндров из работы (возможно только для карбюраторных двигателей, достигается снятием проводов высокого напряжения со свечей зажигания).

11. Давление масла в системе смазки.

При нормальном техническом состоянии детали цилиндропоршневой группы и головки блока образуют герметически замкнутые объемы, в которых протекают сложные термодинамические процессы. В результате эксплуатации между названными деталями может нарушиться герметичность, и рабочие газы могут прорываться из камер сгорания в полости более низкого давления. При этом компрессия в цилиндрах снижается и появляется возможность попадания масла в камеру сгорания.

Отмеченные неисправности происходят по следующим причинам:

1. Прогорает прокладка головки блока цилиндров из-за ослабления (с течением времени происходит релаксация напряжений в теле болта) или недостаточной затяжки болтов крепления головки к блоку цилиндров;

2. Из-за перегрева двигателя образуются трещины в головке блока или в блоке из-за дефектов литья (газовых раковин).

О повреждении прокладки головки блока цилиндров можно судить по уровню охлаждающей жидкости в расширительном бачке. С внешней стороны двигателя неплотность определяется визуально по наличию течи или следов подтекания жидкости, а также пузырьков газа при работающем двигателе по линии разъема головки и блока цилиндров.

О повреждении головки блока цилиндров или прокладки с внутренней стороны можно судить по внешним признакам работающего двигателя. Например, при неплотном прилегании или повреждении прокладки головки блока цилиндров между камерой сгорания и отверстиями водяной рубашки, а также при наличии трещин или раковин в головке блока, вскрытых в сторону прокладки, двигатель работает неустойчиво.

При таких дефектах в большинстве случаев газы и дым проходят через систему охлаждения и выделяются в расширительном бачке, а выхлопные газы имеют белый цвет. Неустойчивая работа и белый цвет выхлопных газов исчезают при отключении цилиндра, в котором имеются указанные дефекты.

Проверку можно осуществить и на неработающем двигателе подачей сжатого воздуха под давлением 0,3‑0,5 МПа в цилиндр через отверстие для свечи зажигания. Поршень при этом должен находиться в верхней мертвой точке в конце такта сжатия, когда оба клапана закрыты. При неисправной головке блока цилиндров или прокладке из охлаждающей жидкости в расширительном бачке будут выходить пузырьки воздуха.

Если нарушена герметичность между соседними цилиндрами, двигатель трудно запускается, работает с перебоями, выхлопные газы имеют черный цвет при любых режимах работы двигателя.

По выхлопным газам темно-синего цвета с повышенным содержанием несгоревшего масла судят о повреждении прокладки между цилиндрами двигателя и масляным каналом. О повреждении прокладки головки блока цилиндров судят и по содержанию воды в масле.

Процесс изнашивания всех трущихся деталей двигателя является естественным и неизбежным. В первую очередь необходимо обращать внимание на износ основных и базовых деталей (коленчатого и распределительного валов, цилиндров, поршней, уплотнительных и маслосъемных колец, вкладышей), состояние которых особенно влияет на технико-

экономические показатели двигателя, а замена связана с большим объемом работ. При определенном навыке о величине и характере износа названных деталей можно судить по шумности работы двигателя.

Шум представляет собой сложный звук, характеризующийся частотой и интенсивностью. При наличии в сопряжении деталей предельно допустимых зазоров происходят удары деталей друг о друга, что является одной из причин стука и вибрации двигателя.

Прослушивание двигателя с целью определения шумов и причин, их вызывающих, производится на прогретом двигателе. Повышенная шумность двигателя во время прогрева объясняется увеличенными зазорами в некоторых сочленениях, которые уменьшаются по мере прогрева. Опасности для механизма двигателя эти стуки не представляют. Наиболее типичные места прослушивания шумов в двигателе приведены на рис. 4.1.

Задание:

По внешним признакам, перечисленным в табл. 4, определить неисправности ДВС и указать методы их устранения. Номера зон прослушивания стуков и шумов обозначены на рис. 4.2.

Таблица 4

Исходные данные для определения неисправностей ДВС типа ВАЗ-2105

№ студента по списку группы	Признаки, замеченные водителем	Признаки, отмеченные механиком СТОА	Номера зон стуков в ДВС	Возможные неисправности и методы их устранения
	Автомобиль медленно разгоняется, в жаркий день температура охлаждающей жидкости повышена	На свечах зажигания черный нагар, в зонах 19 и 20 снаружи потеки масла	2, 4, 19, 20
	Автомобиль двигается рывками, ДВС плохо пускается в холодном и горячем состоянии	Провал оборотов при резком нажатии на педаль газа, черный дым из глушителя	1, 9, 15
	При резком нажатии на педаль газа сильный шум, напоминающий треск, из зоны 1 и 2	ДВС работает неровно, имеются потеки масла на поверхностях зон 9 и 10	1, 2, 25, 26, 31, 32
	ДВС плохо пускается в горячем состоянии, перегревается на подъемах	Много картерных газов, идущих из сапуна, в корпусе воздухоприемного фильтра масло	3, 4, 5
	ДВС сильно вибрирует на холостом ходу, автомобиль потерял динамичность	Свеча 3-го цилиндра закоксована	5, 6
	ДВС глохнет на ходу, особенно в жаркую погоду, в подкапотном пространстве запах бензина	Много налипшей пыли в зоне установки бензонасоса, повышенный уровень масла	4, 5, 6, 9, 15

Продолжение табл. 4

	ДВС не вращается стартером, расход топлива повышен, перегрев ДВС при медленной езде	При включении стартера слышно срабатывание пускового реле	9, 10
	ДВС не пускается в горячем состоянии, не развивает полной мощности	ДВС плохо глохнет, в процессе остановки слышны стуки	27, 28
	Повышенный расход масла, автомобиль медленно разгоняется	Следы потеков масла в зонах 15‑20, большой поток газов из сапуна	3 – 7, 19, 20
	Повышенный расход охлаждающей жидкости, двигатель не развивает полной мощности	Отсутствие потеков в зоне уплотнения системы охлаждения	4 - 7
	Двигатель неустойчиво работает на холостом ходу	Замаслены свечи зажигания	2 - 8
	Автомобиль потерял динамичность, сизый дым из выхлопной трубы	Пониженный уровень масла в картере	11, 12
	Стук со стороны блока цилиндров, пониженное давление масла	Стук звонкий, металлический, увеличивается с увеличением оборотов	24 - 26
	Стук в зоне блока цилиндров, пониженное давление масла	Стук глухой, равномерный, увеличивается с увеличением оборотов	28 - 30
	Низкое давление масла, особенно при прогретом двигателе	При резком нажатии на педаль газа – легкий стук	2, 3, 6, 7

Окончание табл. 4

	Двигатель плохо проворачивается стартером, повышенное давление масла на холодном и прогретом двигателе	Повышенная температура охлаждающей жидкости	2, 3
	Повышенный расход масла, автомобиль потерял динамичность	Сизый дым из выхлопной трубы, особенно при резком нажатии на педаль газа	16, 17
	Повышенный шум в передней части двигателя, хорошо слышен на холостом ходу	Интенсивность шума снижается при увеличении оборотов	9, 15, 21
	Двигатель не развивает полной мощности	Повышенный уровень масла в картере	24 - 26
	Постоянный перегрев двигателя, повышенный расход топлива	Низкий уровень охлаждающей жидкости в расширительном бачке	12 - 14

Примечание. Стуки в двигателе не всегда однозначно определяют внешние проявления неисправности, а могут иметь самостоятельное значение.

Оформление работы.

4.1. Создайте текстовый файл и сохраните его под названием «ТЭСА_Группа_фамилия_П4» (например – «ТЭСА_СА-445_Иванов_П4».

4.2. Напишите в первой строчке созданного вами документа номер группы и вашу фамилию с инициалами, а через запятую – индекс занятия – П4. После этого строчкой ниже напишите название занятия «Диагностика двигателя внутреннего сгорания».

4.3. Скопируйте из методических указаний «шапку» и нужную вам строчку из табл. 4.

4.4. Ознакомьтесь с содержанием разделов электронного конспекта лекций. После этого кратко заполните графу 5 скопированной вами части.

Например:

СА-445, Иванов И.И., П4.

№ студента по списку группы	Признаки, замеченные водителем	Признаки, отмеченные механиком СТОА	Номера зон стуков в ДВС	Возможные неисправности и методы их устранения
	ДВС не пускается в горячем состоянии, в моторном отсеке образуется небольшое количество дыма	При включении стартера стрелки приборов отклоняются до предела в обратном направлении	6‑8	Нарушено электрическое соединение между ДВС и массой автомобиля (восстановить). Нарушены зазоры в клапанах 4‑го цилиндра (отрегулировать)

Далее нужно более подробно описать возникшие неисправности и методы их устранения.

Например:

Двигатель автомобиля полностью электрически изолирован от кузова, т.к. он установлен на балке поперечины передней подвески на двух резиновых подушках, а третьей опорой является резиновая подушка крепления коробки перемены передач. Соединение ДВС с массой автомобиля осуществляется с помощью специального провода, один конец которого соединен с кузовом автомобиля, а другой – с КПП, которая электрически и механически соединена с блоком цилиндров. Еще одним проводником, соединяющим ДВС с кузовом, является металлический тросик управления воздушной заслонкой карбюратора. Если клеммы специального провода окислились, то весь ток на стартер поступает через этот тросик, который имеет малое сечение и поэтому обладает большим электрическим сопротивлением. В результате этот тросик сильно нагревается, его пластмассовая оплетка начинает обугливаться, и в моторном отсеке появляется дым. Кроме того, путь прохождения тока в схеме стартера изменяется, что приводит к изменению положения стрелок приборов. В связи с большим электрическим сопротивлением тросика по нему не может пройти ток, достаточный для работы стартера. Для устранения этой неисправности достаточно зачистить клеммы специального провода, смазать их консистентной смазкой и хорошо закрепить. И т.д.

4.5. После подробного описания возможных неисправностей умейте ответить на следующие вопросы.

1. Какие параметры ДВС контролируются постоянно?

2. Какие диагностические параметры ДВС являются наиболее существенными?

3. При каких условиях (помимо износа трущихся поверхностей) возможно снижение компрессии в цилиндрах ДВС?

4. Какие существуют внешние признаки выхода из строя прокладки головки блока цилиндров?

5. О какой неисправности говорит черный цвет выхлопных газов на любых режимах работы ДВС?

6. Каким образом по шумовым характеристикам ДВС судят об износе его основных деталей?

7. К каким потерям может привести неточная работа системы питания в карбюраторном ДВС?

8. О каких возможных неисправностях системы охлаждения говорят значительные отклонения температуры ДВС в большую или меньшую сторону?

Занятие 5