Ремонт двигателя внутреннего сгорания диагностика

Этапы диагностики двигателя: от чего зависит последовательность работ

Диагностика двигателя автомобиля это очень обширная тема, которую вряд ли можно рассмотреть в одной статье. Однако мы попробуем это сделать, акцентировав основное внимание на самые важные моменты этого вопроса.

Диагностировать двигатель автомобиля, можно как самому, так и в автосервисе, все зависит от того, какой у Вас автомобиль, отечественный ВАЗ 2101 или современная иномарка.

Для диагностики двигателя старых автомобилей, соответственно используются уже устаревшие дедовские методы, хотя их можно еще использовать и для диагностики двигателей современных авто.

Мы не будем подробно их описывать, но упомянуть о них стоит.

• замер компрессии с помощью компрессометра;
• определение неисправности на слух (для настоящих асов);
• выявление не рабочего цилиндра с помощью обычного бумажного листа (лист подносится к выхлопной трубе при заведенном двигателе, и по характеру его отклонения определяется, есть ли не рабочий цилиндр или нет);
• баланс мощности, это когда последовательно отключаются любым доступным способом, цилиндры двигателя и по тому, на сколько падает мощность двигателя, определить, какой цилиндр работает не на всю мощность.

Существуют много и других методов диагностики двигателя не современных авто, но уже существуют и более современные методы, которые можно использовать, как на старых автомобилях, так и на современных.

Зачем нужна диагностика двигателя автомобиля

Автомобильный двигатель устроен достаточно сложно, поэтому его надежная работа возможна только в случае качественного ухода и обслуживания. Убедиться в исправности всех узлов и агрегатов мотора можно только с помощью его диагностики, которую проводят в несколько этапов. Также это нужно делать в целях профилактики через определенные интервалы, отсчитываемые либо календарно, либо пробегом машины.

Психология большинства людей такова, что обращаются они за медицинским обследованием только в случае серьезных проблем. Очень часто случается, что для результативного лечения заболевания уже слишком поздно. На мелкие недомогания – покалывание, легкую боль – стараются не обращать внимания и ждут, пока само пройдет. Однако такие симптомы могут быть свидетельством серьезных процессов, происходящих в организме. И только полное обследование может дать развернутую картину состояния здоровья человека.

Аналогично и силовой агрегат авто постепенно изнашивается, только сообщить об этом своему хозяину не может. Современные машины снабжены развитыми устройствами самодиагностики. Вся информация о состоянии автомобиля доступна на дисплее бортового компьютера. Однако такими системами комплектуются в основном дорогостоящие автомобили. Также пользователю выводится далеко не вся собираемая самодиагностикой информация. Основная масса владельцев бюджетных автомобилей вынуждены проводить диагностику мотора самостоятельно. Состоит она из ряда этапов, каждый из которых важен для оценки ситуации.

Рекомендуем

«Восстановление автомобиля после ДТП: этапы, выбор СТО, нюансы» Подробнее

Когда и как часто следует проводить диагностику двигателя

Не стоит недооценивать влияние мелких неисправностей на работу двигателя – уже на этапе их появления надо принимать меры. Если не обращать на них внимание, то очень скоро придется столкнуться с ремонтом силового агрегата. Ремонт этого узла – дорогое удовольствие. Перечислим признаки, при которых обязательно нужно провести диагностику мотора:

• Существенно вырос расход топлива. Тип топлива не имеет значения.
• Приходится часто и много доливать масло.
• Весомый повод для тревоги – падение мощности автомобиля.
• Возникают трудности с переключением передач, включение происходит рывками.
• Появление необычных звуков при старте двигателя.

Благодаря диагностике можно узнать, какой объем ремонта мотора предстоит и какова будет его стоимость. Для дизельных автомобилей необходимо диагностировать работу двигателя раз в полгода. Кроме того, нужно проводить специальную подготовку машины к зимнему и летнему сезонам. Профессиональные автомеханики советуют делать диагностику ДВС не только при подозрении на неисправности, но и регулярно в целях профилактики. Часто таким методом удается предупредить серьезные поломки силового агрегата.

Анализируем вид выхлопа

Следующий шагом в том, как проверить работу двигателя, является анализ того, какой дым выходит из выхлопной трубы. Так, если во время запуска показался обильный белый дым, а затем полностью исчез, то вероятнее всего, это был обычный конденсат, а значит беспокоиться не стоит. Но, если дым не перестает валить из выхлопной трубы, то это означает, что нужно провести экспресс-диагностику по его запаху и цвету. Так, белый дым либо дым с небольшим сизым оттенком, который быстро рассеивается и имеет сладковатый запах, означает наличие в цилиндрах двигателя автомобиля тосола. Сизый или синий дым, зависающий на некоторое время в воздухе серой или легкой сиреневой дымкой, предполагает попадание масла в камеру сгорания. Здесь нужно учитывать, что устранение данных неисправностей может очень дорого обойтись, поэтому лучше не рисковать.

Основные этапы диагностики двигателя автомобиля

Диагностика мотора – процесс, включающий не один этап. Однако пренебрегать каждым из шагов не стоит, поскольку все они очень важны для понимания ситуации. Перечислим эти этапы:

Проверить наличие следов рабочих жидкостей.

Одной из самых часто встречающихся проблем является утечка рабочих составов. Работа ДВС немыслима без машинного масла. Именно поэтому на этом этапе в первую очередь обращают внимание на следы масла на моторе. Наличие масляных подтеков на двигателе свидетельствует о его негерметичности. Определив масштаб и причины масляных пятен, производят необходимый ремонт.

Следующий этап – контроль уровня и качества моторного масла. Если уровень недостаточный, то, вполне возможно, мотор имеет весомые проблемы. Иногда неисправность устраняется заменой уплотнителей, но случается и более серьезный ремонт.

Проверить работу мотора на посторонние шумы.

Исправный силовой агрегат во время работы не издает лишних шумов. Если работа или запуск мотора сопровождается необычными звуками, то без помощи профессионалов уже не обойтись. Этап можно назвать слуховой диагностикой.

Посторонние звуки, издаваемые работающим двигателем, указывают на износ или повреждение его отдельных деталей.

Современные двигатели работают тихо, без лишних рывков и вибраций. Если ДВС вдруг начал вибрировать во время работы, вероятнее всего, проблема в одном из цилиндров. Некоторые более серьезные повреждения моторов тоже сопровождаются скачками вибрации. При возникновении таких симптомов необходимо прибегнуть к компьютерной диагностике агрегата.

Проверить подушки крепления.

Крепление двигателя играет огромную роль. Оно гасит вибрации агрегата, помогает синхронизировать его работу с коробкой передач. Следует поэтапно проверить надежность и целостность каждой подушки крепления мотора. Только исправные крепления могут обеспечить работу машины в номинальном режиме.

Проверить выхлопную систему.

Надежная работа двигателя невозможна без правильного отвода выхлопных газов. При нарушении целостности системы выхлопа мотор не только теряет мощность, но и значительно повышается концентрация вредных веществ в выхлопных газах, так что этот этап важен еще и с точки зрения влияния на окружающую среду.

Проверить систему питания.

Быстрота пуска двигателя зависит от качества зарядки аккумуляторной батареи. Полнота и скорость зарядки батареи напрямую связаны с исправностью генератора. На этапе диагностики системы электропитания двигателя обязательно нужно проконтролировать степень натяжения и состояние ремня привода генератора. Также важно проверить систему зажигания.

Если диагностика показала наличие вышеперечисленных неисправностей, нужно провести углубленное изучение проблемы до выяснения первопричин. Одним из этапов такого обследования должна быть компьютерная диагностика, она особенно очень помогает в случае приобретения автомобиля. В результате такой процедуры можно сэкономить время и финансы на обслуживание машины.

Рекомендуем

«Как обманывают в автосервисе и что можно предпринять для своей защиты» Подробнее

Проверяем состояние жидкостей

Следующий этап того, как правильно проверить двигатель – это проинспектировать тосол и состояние масла. Проверять масло необходимо с помощью щупа, а тосол — открутив крышку бачка или радиатора. При этом масло должно быть прозрачным, нормальной, не слишком вязкой консистенции. В нем не должно находиться пузырьков воздуха или посторонних примесей, а на щупе не должно оставаться разводов или постороннего налета. Тосол должен быть также прозрачным, иметь характерный сладковатый запах. Нужно помнить, что наличие пузырьков в жидкости – это первый признак утечки. Осмотреть нужно и крышку маслозаливной горловины. Под ней или по краю горловины ни в коем случае не должно быть налета или пены. Плотный налет бело-желтого цвета является прямым признаком того, что в двигатель попала охлаждающая жидкость.

Методы проведения диагностики двигателя

Перечень применяемых инструментов и методик при диагностике силовых агрегатов весьма велик. Каждая методика состоит из строго последовательного набора этапов. Некоторые из них доступны для самостоятельного использования, другие же доступны только в профессиональных автомастерских. Перечислим основные способы диагностики двигателя.

1. Визуальная диагностика

Некоторые проблемы видны невооруженным глазом. Осмотрев двигатель, уже можно сделать определенные выводы о его состоянии.

Самые распространенные примеры:

• Пятна и подтеки масла указывают на износ прокладки, слабое крепление крышки клапанов, а также могут быть следствием более серьезных проблем.
• У бензиновых двигателей сильная вибрация, троение двигателя иногда свидетельствует о неисправности свечей зажигания. Свечи выкручивают и осматривают. Наличие нагара на свече позволяет с высокой долей вероятности определить виновника проблемы.
• Механические повреждения датчиков и обрыв их проводов можно обнаружить при визуальном осмотре подкапотного пространства автомобиля.

Таким образом, визуальный осмотр двигателя есть первейший и самый доступный этап его диагностики. Такой способ еще называют безразборной проверкой. Также работу двигателя проверяют на слух – не должно быть посторонних стуков, скрежета и других шумов. Если необычные звуки сопровождают работу ДВС, то это чревато как минимум регулировкой зазоров клапанов, а в особо запущенных случаях может вылиться в проведение капитального ремонта мотора.

2. Самодиагностика системы

Автомобили, выпускаемые в настоящее время, имеют развитые системы диагностики. Данные системы предоставляют данные обо всех ошибках блока электронного управления. Анализ этих сбоев позволяет определить состояние двигателя. Ошибки выводятся на экран бортовой компьютерной системы или зашифрованы с помощью последовательности миганий индикатора Check Engine.

Каждый производитель автомобилей по-своему организует доступ к системе самодиагностики двигателя. В одном случае нужно соединить между собой определенные контакты диагностического разьема OBDII и проехаться, в другом произвести повороты ключа зажигания в несколько этапов и нажатие педалей. Такая информация по конкретной модели автомобиля доступна на различных тематических форумах в сети Интернет.

3. Компьютерная диагностика

Этап компьютерной диагностики требует наличия специального сканера. Данный девайс опрашивает ЭБУ и считывает все ошибки двигателя, которые когда-либо были зафиксированы. Такие сканеры могут еще определить настоящий пробег машины, если скрутка километража произведена дилетантом. Опытные специалисты знают все нюансы фиксации пробега в каждом конкретном авто и проведут отмотку километров так, что обнаружить это не сможет уже никто.

Торговая сеть сегодня предлагает большой выбор сканеров. При ограниченном бюджете можно вполне найти недорогую модель. Она позволит выполнить хорошую диагностику двигателя. Но некоторые проблемы такие сканеры все же не могут обнаружить.

Более дорогие и качественные автосканеры снабжены функцией мотор-тестера. С помощью данной опции производится диагностика мотора в разных режимах работы, что позволяет выполнить более тонкий и всесторонний анализ.

На некоторых этапах диагностики применяются также автомобильные осциллографы. Эти приборы, например осциллограф Постоловского, позволяют проверить сигналы с различных датчиков и по их форме вскрыть возможные неисправности двигателя.

4. Диагностика с помощью специальных инструментов

Инструментальную диагностику двигателя можно выполнить самостоятельно. Для этого необходимо наличие следующих приборов:

• Стробоскоп. Дает возможность проверять и корректировать углы опережения зажигания.
• Компрессометр. Помогает определить значение компрессии в каждом цилиндре.
• Эндоскоп. Этот инструмент дает возможность заглянуть в места, скрытые от глаз. Таким образом облегчается безразборная диагностика мотора и других узлов и агрегатов машины.
• Микрометры и щупы, предназначенные для определения зазора клапанов.

Рекомендуем

«Проверка компрессии двигателя: почему она так важна? » Подробнее

Источник

Ремонт двигателя внутреннего сгорания диагностика

ЛЕКЦИЯ №2

Тема: «Технология ремонта двигателей внутреннего сгорания»

1. Причины изнашивания деталей двигателя.

2. Восстановление блока цилиндров двигателя.

3. Износ деталей цилиндро-поршневой группы.

4. Восстановление цилиндров и гильз.

1. Причины изнашивания деталей двигателя.

Среди агрегатов тракторов и автомобилей наиболее быстро изнашиваемый и наименее надежный и долговечный агрегат — двигатель.

В процессе эксплуатации тракторов и автомобилей за двигателями ведется постоянный контроль, тщательное обслуживание, словом, уделяется им максимум внимания, и все же первыми из всех агрегатов они выходят из строя. Это объясняется тем, что детали двигателя подвержены активному химическому и механическому воздействию и нагружены значительными усилиями.

В большинстве случаев сроком службы двигателей определяется межремонтный срок работы тракторов и автомобилей. В свою очередь, срок службы двигателей обусловливается долговечностью его ответственных В большинстве случаев сроком службы двигателей определяется межремонтный срок работы тракторов и автомобилей. В свою очередь, срок службы двигателей обусловливается долговечностью его ответственных деталей.

В двигателях наиболее быстро изнашиваются поршневые кольца, поршни, цилиндры, клапаны, коленчатый вал, шатунные и коренные подшипники коленчатого вала.

Обычно срок службы автотракторных двигателей определяется износом поршневых колец, канавок поршней, цилиндров, подшипников и шеек коленчатого вала, а также неплотностью прилегания клапанов к гнездам. Появление этих неисправностей приводит к необходимости разборки двигателя с последующим сложным ремонтом.

Неисправности и дефекты остальных узлов и деталей, несомненно, влияют также на техническое состояние двигателя в целом, но их ремонт не вызывает необходимости полной разборки двигателя, и эти дефекты могут быть устранены путем замены неисправных узлов и деталей новыми или отремонтированными.

На износ поршневых колец, канавок поршня, цилиндров, шеек коленчатого вала, клапанов и других деталей оказывают влияние многие факторы. Некоторые из них, например температура, при благоприятных обстоятельствах оказывают умеренное влияние и, наоборот, при неблагоприятных обстоятельствах ускоряют изнашивание деталей в несколько раз.

Срок службы детали в первую очередь зависит от качества материала, из которого она изготовлена, ее термической и механической обработки точности сборки машины и от других конструктивных и производственных факторов.

Практика показывает, что при одних и тех же конструктивных данных и одинаковых производственных условиях изготовления решающее влияние на срок службы деталей оказывают условия эксплуатации, в частности режимы работы машин. Так, при работе двигателей важнейшие факторы, влияющие на изнашивание деталей, — это абразивная среда, число пусков и остановок, температурный и нагрузочный режимы, вибрация и деформация деталей.

Дорожные и климатические условия и резкое различие режимов полевых и транспортных работ обусловливают частое изменение скоростей и длительное применение пониженных передач с высокой степенью использования большого крутящего момента, что приводит к резкому изменению температурного и нагрузочного режимов работы двигателя.

В результате проведенных испытаний тракторов установлено, что темп изнашивания многих деталей не находится в прямей зависимости от наработки машин, а обусловливается в большей степени конкретными условиями работы. В частности, разброс интенсивности изнашивания одноименных деталей в масштабе страны характеризуется коэффициентом вариации 0,625.

Скорость изнашивания деталей непрерывно меняется в зависимости от того, с какой активностью действуют в данный отрезок времени на изнашивание такие факторы, как пылезасоренность воздуха, число запусков и их длительность, температура окружающего воз­духа, неравномерность нагрузочного и температурного режимов и т. п.

2. Восстановление блока цилиндров двигателя.

Износ блока цилиндров . Блоки цилиндров могут иметь следующие дефекты: износ отверстий под втулки толкателей, втулки распределительного вала, палец промежуточной шестерни и установочные штифты; износ резьбовых отверстий, коробление, износ или нарушение соосности гнезд под вкладыши коренных подшипников; облом кромки гнезда под уплотнительное кольцо гильзы; трещины в стенках водяной рубашки, ребрах жесткости и картере.

Восстановление блока . Все перечисленные износы и дефекты могут быть устранены.

Изношенные отверстия под втулки толкателя, втулки распределительного вала и палец промежуточной шестерни растачивают, запрессовывают в них втулки и развертывают эти втулки до нормальных размеров. После расточки в эти отверстия могут быть поставлены детали ремонтного размера, увеличенные по наружному диаметру.

Втулки можно запрессовывать с применением клеев на основе эпоксидных смол. В этом случае при посадке втулки может быть допущен несколько меньший натяг.

Гнезда под втулки и втулки после запрессовки в блок растачивают при помощи приспособления, обеспечивающего сохранение расстояний между осями отверстий под вкладыши коренных подшипников, втулок распределительного вала и пальца промежуточной шестерни.

Отверстия под установочные штифты восстанавливают в таком порядке. Блок поворачивают задним торцом вверх, на нем крепят специальный кондуктор, фиксируемый по отверстию под втулку распределительного вала и гнезду коренного подшипника коленчатого вала. После закрепления кондуктора изношенные отверстия рассверливают и развертывают. В увеличенные отверстия запрессовывают ступенчатые закаленные штифты, изготовленные из стали 45.

Покоробленные плоскости блока цилиндров . При короблении плоскости более 0,1 мм шлифуют на плоскошлифовальном или радиально-сверлильном станке, применяя специальное приспособление.

При нарушении соосности постелей в блоке под вкладыши коренных подшипников вследствие износа и деформации крышек и поверхностей постелей опорные поверхности крышек шлифуют на плоскошлифовальном станке, уменьшая высоту на 0,3 мм. После этого крышки устанавливают на место, затягивают гайками и растачивают на специальном или продольно-расточном станке до нормального размера отверстия. Чтобы получить чистую поверхность, соответствующую 8-му классу, подача резца должна быть минимальной. После расточки поверхности гнезд должны быть гладкими, строго цилиндрическими и соосными. Относительное смещение двух смежных гнезд должно быть не более 0,03 мм, а относительное смещение всех гнезд — не более 0,05 мм. Соосность проверяют специальной скалкой с индикаторами.

Поврежденные места под резиновое уплотнительное кольцо в блок е восстанавливают следующим образом. Неровности изломанного места зачищают и снимают фаску. Изготовляют из стали марки Ст. 3 кольцо и вырезают из него кусок по размерам подготовленной части гнеза. Вкладывают в канавку под резиновое кольцо специальный медный сегмент и прижимают к канавке винтом. Приваривают кусок кольца к подготовленному месту по всей длине, после чего вынимают медную вставку из канавки и зачищают шов. Если длина отломанной части больше 1/3 окружности посадочного места, новую часть приваривают способом «вразброс». Допускается приварка биметаллическими электродами.

Трещины в блоках цилиндров обычно заваривают электродами ЦЧ-4 или проволокой Св-08.

На наружной поверхности водяной рубашки трещины можно заделывать заплатами, приклеивая их клеем БФ-2 или клеями на основе эпоксидных смол.

Контроль . Блок цилиндров — основная базовая деталь, на которой в строго определенном положении (координации) монтируют все узлы и механизмы двигателя. Жесткость и прочность блока цилиндров обусловливает нормальное взаимодействие деталей и узлов двигателя. Поэтому после ремонта необходимо проверять коробление и износ опорных и установочных (базисных) поверхностей блока на поверочной плите при помощи индикаторных приспособлений и щупа.

Ось постелей под коренные подшипники должна быть параллельна верхней плоскости и перпендикулярна торцовым плоскостям блока.

Оси цилиндров должны быть перпендикулярными к оси коленчатого вала и быть с нею в одной плоскости.

После ремонта блоки цилиндров подвергают гидравлическому испытанию на герметичность под давлением воды до 0,4 МПа в течение 5 мин. При этом течь воды и «потение» стенок блока не допускаются.

3. Износ деталей цилиндро-поршневой группы

Износ деталей цилиндро-поршневой группы зависит от целого ряда факторов.

Цилиндры (гильзы) изнашиваются в основном в результате трения поршневых колец, действия абразивных частиц о поверхности цилиндров и коррозии.

В процессе сгорания топлива в цилиндре резко повышаются температура и давление газов. Газы проникают за поршневые кольца и прижимают их к зеркалу цилиндра, вследствие чего повышается удельное давление колец на поверхность цилиндра.

Возрастание удельного давления поршневых колец на стенку цилиндров приводит к резкому увеличению силы трения во время движения колец, выдавливанию масляного слоя из-под них, вследствие чего между кольцами и цилиндром возникает граничное трение.

Образование граничного трения между первым поршневым кольцом и цилиндром способствует также неплотное прилегание кольца к поверхности цилиндра по окружности. Даже при незначительном просвете между ними масляная пленка с поверхности цилиндра сдувается газами, проникающими через эти неплотности, в результате чего между поверхностями кольца и цилиндра возникает граничное трение. Кроме того, при высоких температурах вязкость масла резко снижается, что влечет за собой уменьшение прочности масляной пленки, и она местами разрывается.

Исследования влияния вязкости масла на износ цилиндров и механические потери в тракторных и автомобильных двигателях показали, что износ, вызванный электростатическими явлениями при трении, может составлять заметную часть общего износа. С понижением вязкости электростатическая прочность тонких масляных пленок уменьшается.

Рис.1 Последовательность заделки трещин на блоке с помощью клеев:

а — очистка поверхности блока в зоне трещин; б — установка упрочняющих пробок по трещине; в — разделка трещины; г — укладка асбестового шнура в разделку трещины; д – наложение тканевых заплат на трещину и их прикатывание; е – установка на заплаты пресс-пакета и сушка. Материал: 1- бумага, 2- резина, 3 – стальная накладка.

Помимо физико-механических факторов (температура и давление), на изнашивание цилиндров оказывает большое влияние химическое воздействие продуктов сгорания.

В процессе сгорания топлива получается целый ряд кислот и других химических соединений (кислород, углекислый газ, пары воды, муравьиная, уксусная, угольная, серная и азотная кислоты), которые вызывают усиленную коррозию металла цилиндра в обнаженных от масла местах.

На интенсивность изнашивания цилиндров под химическим воздействием агрессивных веществ большое влияние оказывает температурный режим двигателя.

Исследования показывают, что износ цилиндров повышается при температуре стенки цилиндра ниже 90° С (рис. 2). Увеличение из­носа поверхности цилиндров при температуре, меньше указанной, бъясняется тем, что при более низких температурах на стенках илиндров конденсируются водяные пары и с продуктами сгорания бразуют кислоты, под воздействием которых повышается корро-ийный износ рабочей поверхности цилиндров.

t,0С

Рис.2 Влияние температуры охлаждающей воды на изнашивание цилиндров двигателей (мм на 1000 км пробега).

О влиянии температуры на изнашивание свидетельствует разница износе отдельных цилиндров одного и того же двигателя. В одном и том же блоке цилиндры, ближе расположенные к вентилятору, изнашиваются больше.

Снижение скорости поршня до нуля в момент перехода через в. м.т. способствует разрушению масляной пленки и повышению темпа изнашивания, что служит одним из факторов, ухудшающих условия работы колец.

Следовательно, наибольшему износу детали подвержены в верхней части цилиндра, в зоне высоких давлений и температур, высокой концентрации химически активных соединений и ухудшенных условий смазки.

Таким образом, цилиндры автотракторных двигателей неравномерно изнашиваются по длине, но они неравномерно изнашиваются и по окружности.

Цилиндры автомобильных и гильзы тракторных двигателей в работе деформируются, вследствие чего нарушается их форма. Цилиндры деформируются в результате разностенности, неправильной затяжки болтов крепления головки блока, неравномерного нагрева цилиндра, недостаточной жесткости верхней стенки блока.

Износ цилиндра по окружности зависит также от перекоса поршня при движении в цилиндре, в плоскости качания шатуна, вследствие чего наблюдается скребущее действие кромок поршневых колец.

Износ цилиндров и шатунных шеек коленчатого вала в значительной мере зависит от изгибов шатуна и коленчатого вала, а также от перекосов в шатунно-поршневой группе. В этих случаях поршень работает в цилиндре с перекосом. Расположение большей оси овала цилиндров в плоскости продольной оси коленчатого вала свидетельствует об изгибе шатуна, нежесткости коленчатого вала или перекосе, полученном при сборке шатуна с поршнем.

Поршневые кольца изнашиваются по наружному диаметру в результате трения о поверхность цилиндра и по высоте вследствие трения о торцы канавок поршней. Одновременно изнашиваются торцовые поверхности канавок поршня.

Наиболее быстро изнашиваются первое поршневое кольцо и первая канавка поршня, так как это сочленение работает в наиболее тяжелых температурных, абразивных и нагрузочных условиях при недостатке смазки. Кольца обычно изнашиваются в несколько раз быстрее канавок, и зазор между ними увеличивается главным образом вследствие износа кольца.

Поршневые кольца во время работы теряют свою упругость в результате износа их по толщине и высоте, а также от воздействия высоких температур, вследствие чего происходит релаксация внутренних напряжений.

По мере износа цилиндра и наружной поверхности поршневых колец резко увеличивается зазор в стыке.

У канавок поршня больше изнашивается нижний торец, так как эта поверхность подвергается большему давлению колец. Кроме того, поршневые кольца почти всегда (исключая такт всасывания) прилегают к этой поверхности.

После смены изношенного поршневого кольца новое кольцо и канавка поршня изнашиваются значительно быстрее новых пар. Это объясняется тем, что форма канавок не соответствует форме кольца, последнее прилегает к торцу канавки не по всей поверхности, в результате чего резко увеличивается удельное давление кольца на поверхность канавки. Кроме того, кольцо недостаточно плотно прилегает к изношенной и искаженной поверхности цилиндра. При этом удельное давление на кольцо и цилиндр распределяется неравномерно. Все это приводит к быстрому износу новых колец, работающих в изношенных цилиндрах.

Износ деталей цилиндро-поршневой группы зависит также от работы и состояния системы очистки воздуха. При недостаточной очистке воздуха в цилиндр попадают абразивные частицы, которые значительно усиливают износ деталей цилиндро-поршневой группы.

Масла, имеющие абразивные примеси, низкую вязкость и химически активные вещества, также усиливают износ деталей цилиндро-поршневой группы.

В результате износа цилиндров, поршневых колец и канавок поршня снижается компрессия при запуске и на малой частоте вращения двигателя, так как при недостаточной плотности прилегания компрессионных колец к цилиндрам и канавкам поршня значительная часть заряда прорывается через неплотности при медленном вращении коленчатого вала.

При падении компрессии особенно сильно затрудняется пуск дизеля в холодное время, ввиду того что в конце сжатия не достигается температура воздуха, достаточная для самовоспламенения топлива.

Износ цилиндров, канавок поршня, колец по высоте и диаметру приводит к увеличению зазоров, через которые перекачивается масло в камеру сгорания.

Расход картерной смазки в процентах к израсходованному топливу зависит также от размера зазора между гильзой цилиндра и поршнем и овальности гильзы двигателя.

Перерасход масла приводит к образованию нагара на поршнях и камерах сгорания, ухудшению теплоотдачи, образованию абразивной грязи и усилению износа деталей цилиндро-поршневой группы двигателя.

При износе деталей цилиндро-поршневой группы резко увеличивается количество газов, проникающих из камеры сгорания в картер.

Прорыв газов в картер приводит к повышению давления в нем, в результате чего масло частично выжимается через неплотности соединений наружу. Это приводит к частичному снижению мощности двигателя и вызывает разжижение, загрязнение и ухудшение химико-физических свойств масла.

Внешний признак прорыва газов в картер и повышение давления в нем — появление светлого газа из сапуна.

Отверстия в бобышках поршня, поршневые пальцы и втулки верхней головки шатунов изнашиваются в результате работы сил трения при изменении направления движения поршня.

Основным внешним признаком износа этих деталей служит появление стуков, носящих резкий, металлический характер и хорошо прослушиваемых в верхней части цилиндра при изменении частоты вращения коленчатого вала двигателя.

Бобышки поршня, поршневой палец и втулка верхней головки шатуна двигателя изнашиваются менее интенсивно, чем цилиндры, поршневые кольца и канавки поршня.

Если двигатель выходит из строя в результате только износа поршневых пальцев, бобышек поршня и втулок шатунов, это указывает на то, что во время ремонта не были обеспечены надлежащее качество обработки поверхностей и требуемые значения зазоров и натягов в соединениях этих деталей или был допущен перекос деталей при их сборке.

Восстановление цилиндров и гильз . Технология восстановления цилиндров и гильз в основном зависит от их конструкции. Цилиндры автотракторных двигателей конструктивно выполняются различно. У одних двигателей цилиндры отлиты и расточены непосредственно в блоке, в цилиндры запрессованы короткие гильзы из легированого чугуна. Все современные тракторные и комбайновые двигатели, как правило, выполнены со сменными гильзами.

Гильзы тракторных двигателей в целях увеличения сроков службы отливают из легированного чугуна СЧ 21-40 и подвергают поверхностной закалке до получения твердости не ниже HRC 40.

Для выявления износа гильзу цилиндра (или цилиндр) измеряют индикаторным нутромером в двух взаимно перпендикулярных плоскостях на расстоянии 15—30 мм от верхней кромки и посредине и определяют ремонтный размер, под который необходимо расточить цилиндр.

К полученному размеру цилиндра в максимально изношенном участке добавляют два припуска на невыход резца и на последующую обработку. Ближайший ремонтный размер цилиндра должен быть больше (или равен) расчетному, т. е.

где — ремонтный размер цилиндра, мм;

— наибольший диаметр изношенного цилиндра;

а — припуск на невыход резца (0,02—0,03 мм);

б —- припуск на последующую обработку (0,02—0,03 мм).

Припуск на невыход резца обеспечивает работу резца в металле. В случае выхода на поверхность металла возможно скольжение резца на поверхности с последующим резким его заглублением, приводящим к искажению формы обрабатываемой детали.

При таком способе определения ремонтного размера возможны случаи, когда некоторые участки цилиндра останутся необработанными. Объясняется это неравномерным износом цилиндра. При одностороннем износе цилиндра, если или отличается от него на 0,05—0,1 мм, следует проверить расчетный размер по формуле:

где — предыдущий ремонтный или номинальный размер (или диаметр цилиндра в неизношенном участке), мм.

Для тракторных гильз принят один ремонтный размер. Для цилиндров автомобильных двигателей принято большее число ремонтных размеров, например через 0,5 мм. Промышленностью выпускаются ремонтные поршни и кольца, соответствующие ремонтным размерам гильз и цилиндров.

При расточке под ремонтный размер восстанавливают геометрическую форму и чистоту поверхности гильзы. Расточку ведут на специальных расточных станках (типа 2В-697) или на токарных станках в соответствующих кондукторах. Гильзы закрепляют в кондукторах посадочными местами и верхним буртиком. Предварительно эти места должны быть тщательно очищены от остатков накипи и возможных заусенцев. Гильзы и блоки на станке центрируют при. помощи оправки, вставляемой в шпиндель станка. При этом шаровой конец оправки должен находиться от оси шпинделя на расстоянии, равном половине диаметра растачиваемого цилиндра, и входить в цилиндр на глубину 3—4 мм.

Центрирование гильзы достигается поворотом шпинделя.

Во время расточки цилиндров в блоке каждый цилиндр центрируют отдельно, после чего закрепляют кондуктор (или блок) на станке. Затем оправку заменяют резцовой головкой.

При расточке оставляют припуск (0,03—0,05 мм) на хонингование, при котором обрабатывают цилиндр до точного размера и придают ему гладкую чистую поверхность.

Для хонингования гильз используют хонинговальные или сверлильные станки с хонинговальными головками. При хонинговании зернистость бруска выбирают в зависимости от требуемой чистоты поверхности цилиндра, а твердость связки — в зависимости от характера операции и твердости обрабатываемого материала. Например, при обработке цилиндров двигателя ЗИЛ-120 (из серого чугуна СЧ 18-36 твердостью НВ 179-229) для предварительной доводки применяют бруски из зеленого карборунда зернистостью 120 и твердостью С2-СТ, а для окончательной — бруски из зеленого карборунда зернистостью 400 и твердостью СМ-СМ1, при этом получают шероховатость поверх­ности 9-го класса.

При хонинговании цилиндров также применяют бруски из искусственных алмазов.

Окружную скорость при хонинговании можно принимать для предварительной обработки в пределах 60—85 м/мин и для окончательной доводки в пределах 45—60 м/мин. Скорость возвратно-поступательного движения доводочной головки принимают равной окружной скорости.

Для получения во время хонингования чистой поверхности мельчайшие частицы от износа абразивного бруска и металлическую стружку удаляют сильной струей охлаждающей жидкости (керосина или смеси из керосина и 15—20% машинного масла). Все цилиндры (или гильзы) должны быть обработаны под один размер в пределах установленного допуска на диаметр нового цилиндра.

Электрохимическое хонингование . Исследования показали, что этот способ может быть применен для восстановления закаленных гильз цилиндров автотракторных двигателей до ремонтных размеров без расточки. При этом возможно удаление больших припусков с высокой производительностью и исправление погрешностей формы изно­шенного отверстия в пределах снимаемого припуска.

Производительность электрохимического хонингования по сравнению с механическим в 5—6 и более раз выше и характеризуется линейной зависимостью от плотности тока и времени обработки. Оптимальная скорость движения хонинговальных брусков составляет 100—120 м/мин.

Механизм выравнивания микро — и макронеровностей поверхности определяется механическим действием брусков и происходит за счет депассивации вершин выступов (депассивация – процесс обратный пассивированию металлов т. е перевод в пассивное состояние, при котором они становятся коррозионноустойчивыми). Шероховатость поверхности после выравнивания микро — и макронеровностей зависит от зернистости алмазных брусков и незначительно от удельного давления и скорости движения брусков. Алмазные бруски АСМ28 обеспечивают получение 9-го класса чистоты поверхности по ГОСТ 2781-59.

После окончания обработки для удаления с зеркала цилиндра абразивной пыли его промывают теплой мыльной водой или чистым керосином и сушат.

Овальность и конусность цилиндра должны быть в пределах, допускаемых техническими условиями для данного двигателя. Рабочая поверхность цилиндра должна быть чистой, без следов обработки резцом, царапин, задиров и забоин.

Все окончательно обработанные гильзы сортируют по внутреннему диаметру по размерным группам через 0,02 мм для комплектования с поршнями соответствующей размерной группы.

При необходимости гильзования цилиндр растачивают согласно размерам гильз.

Цилиндры под гильзы растачивают с несколько измененными режимами резания (увеличенной подачей и глубиной резания).

Наружную поверхность гильзы обрабатывают так, чтобы ее можно было запрессовать в блок с натягом в пределах 0,10—0,15 мм. Внутреннюю поверхность гильзы растачивают с припуском 2,5—3,0 мм на расточку и хонингование после запрессовки в блок цилиндров.

Перед запрессовкой гильз блок цилиндров целесообразно нагревать до температуры 100—120° С; при запрессовке без подогрева гильзу с наружной стороны смазывают тонким слоем масла.

Гильзы запрессовывают при помощи 20-тонного гидравлического пресса. После запрессовки торец гильзы должен располагаться заподлицо с плоскостью разъема блока или утопать не более чем на 0,2 мм.

Блок с запрессованными гильзами подвергают гидравлическому испытанию под давлением воды 0,4 МПа в течение 2—3 мин. Течь воды при этом не допускается. Допускается только отпотевание на участке не выше 50 мм от нижнего края гильзы. Гильзованные цилиндры растачивают и хонингуют до нормального размера так же, как и при обработке под ремонтный размер.

Восстановление поршневых пальцев . Поршневые пальцы могут быть. восстановлены хромированием, плазменным напылением или раздачей с последующей термообработкой, шлифованием и сортированием на размерные группы. Наиболее распространено хромирование. Оно выполняется в определенной технологической последовательности.

Вначале поршневые пальцы шлифуют на бесцентрово-шлифовальном станке для придания им правильной геометрической формы. Промытые и высушенные поршневые пальцы монтируют на подвеску.

Затем их обрабатывают в ванне для электролитического обезжиривания в электролите, содержащем едкий натр, кальцинированную соду, 2—5 г/л жидкого стекла. Промывают в горячей (70—80° С), затем в холодной воде. Проводят анодное декапирование в ванне для электролитического декапирования в электролите. Т = 0,5 -1 мин.

После этого проводят хромирование (в ванне МН-2-58Х-2-7) электролите, содержащем 150—200 г/л хромового ангидрида и 1,5—2 г/л серной кислоты. Режим: t = 57° С, DK = 35 ч-40 А/дм2.

Время Т хромирования определяется по формуле в зависимости т толщины наносимого покрытия и припусков на последующую обработку.

После хромирования поршневые пальцы промывают в дистиллированной, а затем в холодной проточной воде. Обезводороживание выполняют в сушильном шкафу при температуре 150—1800 С в течение 2—3 ч.

Заключительные операции — шлифование, полирование и сортировка пальцев на размерные группы по наружному диаметру.

Восстановление втулок верхних головок шатунов . Изношенные по внутреннему диаметру втулки обычно развертывают под поршневой палец увеличенного размера или заменяют новыми.

Изношенные втулки могут быть восстановлены осадкой в зависимости от конструкции в самом шатуне или после выпрессовки. втулки осаживают при помощи специального приспособления и 20-тонного пресса. При осадке втулки по длине уменьшается ее внутренний диаметр. Для получения точного размера и чистой гладкой поверхности втулки подвергают сначала черновому, а затем чистовому развертыванию или растачиванию. В зависимости от диаметра втулку растачивают при скорости резания 200—500 м/мин, подаче 0,03—0,10 мм/об и глубине резания 0,05—0,45 мм.

Источник