Неисправности ремонт кривошипно шатунного механизма

Неисправности кривошипно-шатунного механизма

Неисправности кривошипно-шатунного механизма – самые серьезные неисправности двигателя. Их устранение очень трудоемкое и затратное, так как, зачастую, предполагает проведение капитального ремонта двигателя.

К неисправностям кривошипно-шатунного механизма относятся:

• износ коренных и шатунных подшипников;
• износ поршней и цилиндров;
• износ поршневых пальцев;
• поломка и залегание поршневых колец.

Основными причинами данных неисправностей являются:

• выработка установленного ресурса двигателя;
• нарушение правил эксплуатации двигателя (использование некачественного масла, увеличение сроков технического обслуживания, длительное использование автомобиля под нагрузкой и др.)

Практически все неисправности кривошипно-шатунного механизма (КШМ) могут быть диагностированы по внешним признакам, а также с помощью простейших приборов (стетоскопа, компрессометра). Неисправности КШМ сопровождаются посторонними шумами и стуками, дымлением, падением компрессии, повышенным расходом масла.

Внешние признаки и соответствующие им неисправности КШМ

• глухой стук в нижней части блока цилиндров (усиливается при увеличении оборотов и нагрузки);
• снижение давления масла (горит сигнальная лампа)

• 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)

• звонкий стук (стук глиняной посуды) на холодном двигателе (исчезает при прогреве);
• синий дым отработавших газов

• звонкий стук в верхней части блока цилиндров на всех режимах работы двигателя (усиливается при увеличении оборотов и нагрузки, пропадает при отключении соответствующей свечи зажигания)

• синий дым отработавших газов;
• снижение уровня масла в картере двигателя;
• работа двигателя с перебоями

При диагностировании износа коренных и шатунных подшипников дальнейшая эксплуатация автомобиля категорически запрещена. В остальных случаях с максимальной осторожностью необходимо выдвинуться в гараж или автосервис.

Источник

Ремонт кривошипно-шатунного механизма

При ремонте кривошипно-шатунного механизма необходимо проверить соответствие деталей, поступивших на сборку, следующим требованиям технических условий (ТУ):

1. Зеркало цилиндров должно обрабатываться с высокой степенью точности, иметь правильную геометрическую форму и шероховатость поверхности не грубее Ra=1,25–0,32 мкм.
2. Ось цилиндра должна быть перпендикулярна оси коленчатого вала.
3. Зазоры в сопряжениях должны быть в пределах норм, указанных в ТУ.
4. Отверстия во вкладышах шатунов и в коренных подшипниках, коренные и шатунные шейки должны иметь правильную геометрическую форму, размеры в пределах допусков и шероховатость поверхности, указанные в ТУ. Обязательно необходимо выдержать зазоры, задаваемые в ТУ для этих сопряжений, для размещения смазки. В среднем зазоры равны 0,001 диаметра шейки вала.
5. В многоцилиндровых механизмах поршни должны быть одинаковыми по массе, допускается разность не более ±0,5 %.
6. Упругость поршневых колец должна соответствовать нормам ТУ на сборку данного оборудования. Поршневые кольца должны прилегать к цилиндру без зазора по всей поверхности.

1. Шатун

Он служит для шарнирного соединения коленчатого вала или кривошипа с поршневой группой.

Сборка шатуна (рис. 1) начинается с запрессовки втулки в головку 3 шатуна.

Рис. 1. Шатун

Втулку устанавливают так, чтобы канавка 1, предназначенная для смазки пальца, находилась против отверстия 5. Это возможно при условии, если торцы втулки 2 будут запрессованы заподлицо с торцом верхней головки шатуна. Втулки при запрессовке в отверстие шатуна несколько сжимаются. Для исправления этого недостатка после запрессовки выполняют чистовое растачивание или протягивание или развертывают двумя-тремя развертками отверстие втулки.

После запрессовки втулки в головку шатуна приступают к сборке вкладышей шатуна. Начинают с проверки параллельности плоскостей разъема вкладышей 9 и 10 по высоте «на краску»: при параллельности плоскостей вкладышей пятна краски должны располагаться по всей плоскости разъема с обеих сторон и не должно быть качания на плите. Если плоскости не параллельны, их пришабривают. Допустимая величина выступающих торцов вкладышей из тела шатуна указывается в сборочных чертежах или ТУ на сборку (обычно 0,05–0,15 мм).

После запрессовки вкладышей в головку и крышку 8 шатуна их соединяют вместе болтами 4 и гайками 7. Предварительно укладывают между головкой шатуна и крышкой набор регулирующих латунных или медных прокладок 6 толщиной до 0,05 мм. Общая толщина прокладок указывается в чертеже и обычно равна 4–5 мм. После сборки проверяют отверстия шатуна индикаторным нутромером на овальность и конусообразность (рис. 2, а), а затем проверяют шатуны на прямолинейность (рис. 2, б).

Рис. 2. Проверка собранного шатуна: а — конусообразности и овальности индикаторным нутромером; б — прямолинейности; в — на двойной изгиб

На прямолинейность шатуны проверяют на специальном приборе следующим образом: шатун 6 верхней головкой 5 устанавливают на контрольный палец 4 с конусом, а нижний — на палец 7 контрольной плиты 2, и, завернув винт 8, зажимают шатун на пальце. Затем устанавливают на цилиндрические пояски контрольного пальца 4 призму (калибр) 3 и подводят его так, чтобы штифты касались плоскости плиты 2. Если шатун прямолинеен, то все три штифта призмы 3 будут касаться плиты. Если шатун согнут, то касаться плиты будет либо один верхний штифт, либо два нижних, либо будут касаться плиты верхний и один из нижних штифтов.

Величину скрученности и погнутости шатуна определяют щупом 1 по величине зазора между плитой и штифтами. Зазор не должен превышать 0,05 мм.

Если шатун имеет двойной изгиб, который указанным выше способом обнаружить нельзя, то его проверяют следующим образом: зажимают шатун (рис. 2, в) на пальце 11 контрольной плиты 9, выдвигают ограничитель 12 до упора в торец нижней головки шатуна и закрепляют эту головку винтом. Затем, замерив глубиномером 10 расстояние от торца верхней головки до плоскости плиты, снимают шатун с прибора и поворачивают на 180°, подводят до упора в ограничитель торцом с другой стороны нижней головки и делают второй замер (так же, как первый).

Скрытые трещины обнаруживают на специальных установках (рентгеновские и ультразвуковые), а иногда менее совершенным способом — постукиванием молотком по различным участкам шатуна: глухой, дребезжащий звук указывает на трещины.

Поршневая группа в двигателях внутреннего сгорания, паровых машинах, компрессорах, пневматических и гидравлических механизмах предназначена для передачи силы давления газов или пара, действующих на поршень, коленчатому валу. К основным деталям поршневой группы относятся поршни, поршневые кольца и поршневые пальцы.

Поршни изготовляют из чугуна, а также из алюминия или других легких сплавов. На боковой поверхности поршня имеются канавки для поршневых колец. Обычно канавок бывает от 3 до 7, а иногда и больше. Верхние канавки служат для уплотнительных колец, а нижние — для маслосборных.

Поршневые кольца изготовляют из плотного мелкозернистого серого или специального чугуна. Благодаря пружинящим свойствам поршневые кольца прилегают равномерно к стенкам цилиндра, и поэтому, с одной стороны, препятствуют пропуску газов между поршнем и стенками цилиндра, а с другой предохраняют камеру сгорания от попадания в нее масла из картера. Поршневые кольца делятся на уплотнительные и маслосборные. Разрез в кольцах (замок) делают ступенчатой формы или кольцо разрезают наискось.

Сборку поршневой головки начинают с подборки поршня по цилиндру и по массе (рис. 3, а). Затем устанавливают шатун 5 в поршень 4 до совмещения отверстия поршневого пальца 3 с верхней головкой 2 шатуна. После этого слегка смазанный маслом поршневой палец вставляют в отверстие поршня и легким нажимом вводят внутрь.

Рис. 3. Поршневая головка: а — сборка; б — приспособление для сборки поршневых колец в цилиндр и установки

Если требуется, чтобы поршневой палец имел натяг, то поверхность поршня нагревают в горячем масле 60–70° С. Затем устанавливают распорные кольца 1, предохраняющие поршневой палец от осевых перемещений при работе двигателя. При сборке также обеспечивают правильные зазоры между поршнем и цилиндром и между поршневыми кольцами и канавками в поршнях.

Установка колец на поршень является очень ответственной операцией. Большое значение имеет зазор в их стыке. Слишком большой зазор приводит к прорыву газов через замок, а слишком маленький — к тому, что концы колец при нагревании могут упереться друг в друга, в результате чего кольцо, потеряв свою упругость, может вызвать задир стенок цилиндра. Величина зазора в стыках должна быть от 0,3 до 0,8 мм.

Когда поршневые кольца надеты на поршень и находятся в свободном состоянии, их наружный диаметр больше диаметра поршня. Чтобы опустить поршень в цилиндр, кольца необходимо сжать. Сжимают кольца с помощью приспособления в виде цилиндра с конусной внутренней поверхностью (рис. 3, б). Меньший диаметр конусной поверхности равен диаметру цилиндра. Такое приспособление устанавливают на торец цилиндра, и поршневые кольца при опускании поршня вниз сжимаются и легко входят в цилиндр.

Источник

Основные неисправности кшм и способы их устранения

К основным неисправностям кривошипно-шатунного механизма относятся стуки поршней и пальцев, стуки в подшипниках коленчатого вала, падение компрессии в цилиндрах и мощности двигателя, утечка охлаждающей жидкости в картер или, наоборот, попадание масла в охлаждающую жидкость. Все эти неисправности могут быть выявлены наблюдением за работой двигателя.

Стуки в двигателе возникают при износе деталей кривошипношатунного механизма. Их прослушивают и находят место стука с помощью стетоскопов. Простейший стетоскоп — это металлический стержень с наушником. Прикладывая наконечник стержня к различным точкам блока или головки цилиндров, определяют причину стука по характерным оттенкам звучания и по месту его возникновения. Существуют и электронные стетоскопы, состоящие из транзисторного усилителя низкой частоты и пьезокристаллического датчика.

Определение неисправностей двигателя по стукам требует большого навыка. Кроме того, для устранения неисправностей кривошипно-шатунного механизма требуется снимать с автомобиля двигатель и производить полную или частичную его разборку. Поэтому в случае появления стуков или каких-либо других неисправностей кривошипно-шатунного механизма рекомендуется обращаться на станции технического обслуживания, где опытные специалисты определят и устранят неисправность.

Компрессию (давление) в цилиндрах двигателя проверяют специальным прибором — компрессометром. Он представляет собой манометр с обратным клапаном. Для измерения компрессии устанавливают наконечник компрессометра на место вывернутой свечи зажигания и, прокручивая коленчатый вал стартером, по манометру фиксируют максимальное давление в цилиндре.

Стук в коренных подшипниках коленчатого вала

Обычно это металлический глухой стук низкого тона. Прослушивается в нижней части блока цилиндров и обнаруживается при резком открытии дроссельной заслонки на холостом ходу. Чрезмерный зазор коленчатого вала вызывает стук более резкий с неравномерными промежутками, особенно заметными при плавном увеличении и уменьшении частоты вращения коленчатого вала. Причины стука и способы его устранения:

• слишком раннее зажигание. Проверить и отрегулировать момент зажигания;
• недостаточное давление масла. См. главу «Основные неисправности системы смазки»;
• увеличенный зазор между шейками коленчатого вала и вкладышами коренных подшипников. Обратиться на станцию технического обслуживания для проверки и, если необходимо, для перешлифовки шеек и замены вкладышей;
• увеличенный зазор между упорными полукольцами и коленчатым валом. На неработающем двигателе проверить осевой свободный ход коленчатого вала, нажимая и отпуская педаль сцепления. При этом перемещение переднего конца коленчатого вала должно быть не более 0,35 мм. В случае большего осевого свободного хода следует обратиться на станцию технического обслуживания для замены упорных полуколец коленчатого вала.

Стук шатунных подшипников

Обычно стук шатунных подшипников резче стука коренных. Он прослушивается в верхней части блока цилиндров на холостом ходу двигателя при резком открытии дроссельной заслонки. Место стука легко определить, отключая по очереди свечи зажигания.

Причины стука и способы его устранения:

• недостаточное давление масла. См. главу «Основные неисправности системы смазки»;
• чрезмерный зазор между шатунными шейками коленчатого вала и вкладышами. На станции технического обслуживания прошлифовать шейки коленчатого вала и заменить вкладыши.

Стук поршней и поршневых пальцев. Стук поршней обычно незвонкий, приглушенный, вызывается «биением» поршня в цилиндре: Лучше всего он прослушивается при малой частоте вращения коленчатого вала под нагрузкой. Стук пальцев — отчетливый и резкий, усиливается с повышением частоты вращения коленчатого вала и пропадает при выключении цилиндра из работы. Прослушивается в верхней части блока цилиндров.

Причины стука и способы его устранения:

• увеличенный зазор между поршнями и цилиндрами. Отремонтировать двигатель, расточив и отхонинговав цилиндры и заменив поршни;
• чрезмерный зазор между поршневыми кольцами и канавками на поршне. Заменить кольца или поршень с кольцами;
• чрезмерный зазор между пальцем и отверстием в поршне. Заменить поршень и палец.

Попадание масла в охлаждающую жидкость

Наблюдается уменьшение уровня масла в двигателе, появляется масляная пленка в расширительном бачке, цвет охлаждающей жидкости меняется от серого до темно-коричневого.

Для проверки снять головку цилиндров, заполнить охлаждающую рубашку блока цилиндров водой и подать сжатый воздух в вертикальный масляный канал блока цилиндров (около отверстия под болт 5, см. рис. 22). Если в воде, заполняющей охлаждающую рубашку, наблюдаются пузырьки воздуха, то причины неисправности — раковины или трещины в перемычках между масляной магистралью и охлаждающей рубашкой блока цилиндров. В этом случае блок цилиндров необходимо заменить.

Если масляные каналы блока цилиндров герметичны, то, возможно, масло попадает в охлаждающую жидкость из масляных каналов головки цилиндров. В этом случае необходимо проверить герметичность головки цилиндров (см. главу «Основные неисправности механизма газораспределения»).

Обслуживание КШМ

Прежде всего, общие советы: «машина любит ласку, чистоту и смазку». Следует вовремя проверять уровень масла, не допускать перегрева двигателя и заправляться только качественным горючим. Серьёзные проблемы с КШМ решаются только в автосервисе. Разумеется, есть автолюбители, которые самостоятельно могут расточить цилиндр до ремонтного размера, но это всё же характерно для не самых новых автомобилей.

В «закоксованных» двигателях можно провести раскоксовку, которая делается как с разбором двигателя, так и при помощи специальных средств – без такового. Однако, подобные манипуляции лучше доверить профессионалам. Соблюдайте сроки ТО.

Попадание охлаждающей жидкости в масло

Уровень жидкости в расширительном бачке постоянно понижается, а уровень масла повышается. Масло изменяет цвет от серого до молочно-белого.

Причины неисправности — раковины, пористость или трещины в стенках охлаждающей рубашки блока цилиндров. Для проверки этого дефекта необходимо разобрать двигатель и проверить герметичность охлаждающей рубашки блока цилиндров в ванне с водой, подводя в рубашку сжатый воздух под давлением 2. 3 кгс/см 2 .

Если травление воздуха не наблюдается, то необходимо проверить герметичность головки цилиндров (см. главу «Основные неисправности механизма газораспределения»).

В процессе эксплуатации автомобиля нормальная работа кривошипно-шатунного механизма может быть нарушена в результате появления некоторых неисправностей. Основные из них: износ коренных и шатунных подшипников коленчатого вала, шеек вала, поршневых пальцев, отверстий в бобышках поршней или бронзовых втулок в верхних головках шатунов, поршней и гильз цилиндров, уменьшение компрессии в цилиндрах.

Признаками износа коренных и шатунных подшипников коленчатого вала, шеек вала являются глухие стуки, которые прослушиваются при переходе на большую частоту вращения. Причинами этой неисправности могут быть: ослабление крепления крышек подшипников, применение масла несоответствующего сорта, ослабление крепления маховика на валу.

Коренные и шатунные подшипники следует подтянуть или заменить вкладыши, болты крепления маховика затянуть и зашплинтовать, заменить масло.

Принцип действия и назначение

В отличие от электродвигателя принцип действия КШМ в двигателях внутреннего сгорания значительно сложнее:

• поршни поочередно выталкиваются из цилиндров при воспламенении топливной смеси;
• внутри них шарнирно закреплены шатунные детали сложной конфигурации;
• коленчатый вал имеет ответную посадочную поверхность П-образного типа для нижней головки шатуна, что обеспечивает смещение от оси вращения вала;
• за счет фиксированного расстояния между поршнем и коленвалом шатун описывает амплитуду в виде восьмерки, за счет чего и преобразуется поступательное движение с цилиндров в крутящий момент на валу.

Основное назначение расходных элементов КШМ (вкладыши, втулки, кольца) заключается в увеличении эксплуатационного ресурса этого узла. Поскольку число цилиндров достигает 16 штук в современных авто, устройство и работа механизма КШ должна быть идеально сбалансирована.

Смотрите также

Выхлоп двигателя также может о многом сказать. Так, если выхлопные газы синеватого цвета, а уровень моторного масла постоянно уменьшается — это указывает на износ цилиндро-поршневой группы. Увеличенный расход моторного масла, топлива и значительное снижение мощности может происходить из-за залегания поршневых колец (как компрессионных, так и маслосъёмных, см Рис № 4) и увеличенного износа их и цилиндра (см Рис №3). Залегание поршневых колец можно устранить без разбора двигателя, залив в цилиндры через свечное отверстие (для дизелей — через отверстие для форсунок или через впускной коллектор) специальный раствор, состоящий из 50% керосина и 50% денатурированного спирта. После 8-10 часов простоя необходимо завести двигатель и дать ему поработать в течении 10-20 минут, затем сменить моторное масло. Такая процедура позволяет значительно снизить количество нагара (именно нагар не позволяет свободно двигаться поршневым кольцам в канавках поршня) в области поршневых колец и днища поршня, этим самым освободив и восстановив их работоспособность.

Рисунок №4 — Нагарообразование и залегание поршневых колец

Неисправности КШМ могут возникнуть из-за множества различных факторов, но в большинстве случаев виновата неправильная эксплуатация. Неправильная эксплуатация. К неправильной эксплуатации относят: использование некачественных смазочных материалов, топлива с низким октановым числом, установку некачественных топливных, воздушных и масляных фильтров. Влияние всех этих факторов усиливается в разы при несвоевременной их замене. Так, при использовании некачественного топлива следует чаще менять моторное масло и свечи, а нагар в поршневой системе периодически «смывать» специальными жидкостями. Некачественные фильтры также некачественно выполняют свою работу, что приводит к увеличению абразива в масле и, как следствие, к увеличенному износу деталей. Выбор моторного масла следует производить согласно расчётным характеристикам (обычно они указываются заводом изготовителем), именно под них рассчитан двигатель вашего автомобиля и отступать от них не следует. Воздушный фильтр, когда он сильно загрязнен, резко снижает пропускную способность, из-за чего во впускном коллекторе образуется высокое разряжение и коэффициент наполнения снижается — это одна из причин образования чрезмерного нагара, снижения мощности двигателя и увеличения расхода топлива.

Естественный износ. Естественный износ протекает очень медленно и, как правило, зависит от условий эксплуатации. При правильной эксплуатации пробег двигателя может достигать более 1 000 000 км, срок его жизни более 10 лет, а современных двигателей и того больше!

Рисунок №5 — Расплавление поршня в следствии перегрева

Рисунок №3 — Износ стенки цилиндра

Рисунок №6 — износ верхней втулки шатуна

Износ вследствие длительного перегрева (см Рис №5). Такой вид износа чаще всего возникает в летнее и весеннее время. Летом перегрев получается из-за повышенной температуры окружающей среды, а весной из-за утепления двигателя и значительного колебания температуры окружающего воздуха. Вследствие перегрева может возникнуть расплавление поршней, прогар выпускных клапанов и потеря упругости в поршневых кольцах. Даже кратковременный перегрев значительно снижает срок службы двигателя, именно поэтому следует уделять огромное внимание системе охлаждения двигателя. В системе охлаждения все важно: и жидкость, которую вы используете, и крышка горловины радиатора, не говоря уже про её герметичность и чистоту ячеек радиатора.

Классификация моторных масел

Моторные масла для двигателей внутреннего сгорания автомобилей, дорожно-строительной, сельскохозяйственной техники, тепловозов и др. (за исключением авиационных) согласно эксплуатационных свойств подразделяют на шесть групп: А, Б, В, Г, Д, Е. Масла групп А, Б, В, Г используются в нефорсированных (А), малофорсированных (Б), средне-форсированных (В) и высокофорсированных (Г) карбюраторных и дизельных двигателях. Масла группы Д предназначены для использования в высокофорсированных дизелях, работающих в тяжелых условиях. Масла группы Е — в высокофорсированных мапооборотных судовых дизелях и работающих на тяжелом топливе. Для карбюраторных двигателей в маркировку масла вводится цифра 1, для дизелей — 2. Пример обозначения масел: М-8Г1 М-10В2. Буква М обозначает, что масло моторное; цифры 8 и 10 — значение кинематической вязкости в мм2/с при 100°С. В маркировке масла встречается и более сложное обозначение.При отсутствии масла необходимой марки его можно заменить равновязким по качеству группой выше, но никогда не следует заменять маслами худшего качества. Например, при отсутствии масла M-8B-I следует заливать масло М-8Г1(зимой), М-12Г1(летом) или всесезонное масло М-5з/10Г1 и другие этого типа. Нельзя смешивать масла разных групп (из-за несовместимости присадок), т.е. при понижении уровня масла в картере доливать масло другой группы. Например, долив масла группы Г1 в масло M-8B1 приводит к резкому ухудшению качества (ниже M-8B1), хотя доливалось более высококачественное масло.Поэтому не следует смешивать одинаковые по назначению, но разной маркировки • масла, например, не смешивать масла М-53/10Г1, М-63/1ОГ1 и М-63/12Г1, так как в состав этих масел входят различные присадки.Из отечественных масел для современных двигателей легковых автомобилей-используют М-8Г1 (зимой), М-12Г2 (летом) и всесезонные масла М-5з/10Г1, М-6з/10Г1 и М-6з/12Г1. Как видим, ассортимент невелик. Появляются новые масла с импортными присадками (кроме тех, о которых уже шла речь), например, Apian SAE 15W40 API SE/CC (для старых марок автомобилей) и ApiaH SAE 15W40 API SF/CO (для современных высокофорсированных автомобилей без турбонаддува).В бензиновые двигатели не следует заливать дизельные масла. Как уже отмечалось, при производстве масел учитываются конкретные условия их эксплуатации: температура, давление, металлы, с которыми контактирует масло, качество топлива, охлаждение двигателя и другие. В соответствии с этим подбираются масляная основа определенного качества и соответствующие присадки. Для масел бензиновых двигателей нужны более термостойкие присадки (температура горящей рабочей смеси в бензиновых двигателях на 300…400°С выше, чем в дизелях), а для дизельных масел —механостойкие. Кроме того, учитывается качество топлива. Содержание серы в дизельном топливе в 5… 10 раз больше, чем в бензине. При сгорании сернистые соединения превращаются в оксиды, которые со временем вызывают не только жидкостную (кислотную) коррозию при соединении с водой, но и газовую. Поэтому масла для дизелей Должны иметь более высокие нейтрализующие свойства для предотвращения коррозии — в первую очередь вкладышей подшипников — продуктами сгорания топлива и окисления масла. .Но, к сожалению, улучшение нейтрализующих свойств сопряжено с повышением зольности. Особенно это ощущается, когда дизельное масло используется в бензиновых двигателях, при попадании в камеру сгорания (расход масла на угар). В этих случаях масляная основа и присадки более интенсивно, чем в дизелях, образуют нагары, вызывают калильное зажигание (двигатель продолжает работать при выключенном зажигании). Калильное зажигание может сопровождаться детонацией (возникновением металлического стука при работе двигателя), так как образующиеся нагары «уменьшают» объем камеры сгорания, т.е. увеличивают степень сжатия двигателя.Поэтому существует классификация моторных масел для карбюраторных и дизельных двигателей, высокофорсированных, высокофорсированных с турбонаддуврм и т.д.

Вывод: Я ознакомился с особенностями строения двигателягрузовых дизельных, газобаллонных и специальных автомобилей легковых, импортных автомобилей, автобусов, грузовых пикапов.

Источник