Диагностирования кшм. То и диагностирование составных частей кривошипно-шатунный механизм дизеля трактора. Измерение суммарных зазоров в сопряжениях

Техническое обслуживание. При ЕО двигатель очищают от грязи, проверяют его состояние визуально и прослушивают работу на разных режимах.

При ТО-1 выполняют работы ЕО, а также проверяют герметичность соединения поддона картера с блоком или сальников коленчатого вала (отсутствие потеков масла), а также крепление двигателя к раме. Крепление проверяют без расшплинтовки гаек. При необходимости соединения подтягивают. Осмотром определяют состояние резиновых элементов, которые не должны иметь отслоений и разрушений резины (при наличии дефектов - заменяют). Прослушивают работу клапанного механизма, при необходимости регулируют тепловые зазоры.

При ТО-2 и СО выполняют все работы ТО-1, а также проверяют и, если это необходимо, подтягивают крепления головок цилиндров, регулируют тепловые зазоры в ГРМ. Проверяют и регулируют натяжение цепи или ремня привода распределительного вала (при его верхнем расположении), подтягивают крепление передней крышки двигателя (крышки распределительных шестерен).

Диагностирование. При диагностировании кривошипно-шатунного (КШМ) и газораспределительного (ГРМ) механизмов проверяют компрессию в цилиндрах, место и характер шумов и стуков, техническое состояние двигателя по местам и величине утечек воздуха при его подаче в цилиндры под определенным давлением, упругость клапанных пружин и объем газов, прорывающихся в картер.

Компрессию двигателя (максимальное давление в цилиндре в конце такта сжатия) определяют компрессометром при проворачивании коленчатого вала стартером, вставив резиновый конусный наконечник компрессометра в отверстие для форсунки или свечи зажигания (рис. 50а). Компрессограф снабжен самописцем для записи давления по цилиндрам (рис. 50б, в). Для получения наиболее достоверных результатов компрессию определяют на прогретом двигателе, демонтировав с него все свечи зажигания или форсунки. Заданная частота вращения коленчатого вала обеспечивается исправной заряженной аккумуляторной батареей.

Перед измерением компрессии в каждом цилиндре стрелку манометра необходимо устанавливать в нулевое положение. Минимально допустимая компрессия для дизелей около 2 МПа, для бензиновых и газовых двигателей она зависит от степени сжатия и составляет 0,6-1,0 МПа. Разность показаний манометра в отдельных цилиндрах не должна превышать 0,2 МПа для дизелей и 0,1 МПа для бензиновых и газовых двигателей. Недостаточная компрессия в цилиндрах свидетельствует об износе гильз, поршневых колец или негерметичности клапанов. Резкое снижение компрессии (на 30-40 %) указывает на поломку или залегание поршневых колец.

Рис. 50. Компрессометр (а) и компрессографы (б, в)

Наличие, место и характер стуков и шумов определяют с помощью стетоскопов и виброакустической аппаратуры (рис. 51). По характеру стука или шума и месту его возникновения определяют неисправности двигателя. Любые посторонние шумы и стуки в двигателе при эксплуатации недопустимы. С помощью стетоскопа определяют увеличение зазоров в шатунных и коренных подшипниках коленчатого вала, между поршнем и цилиндром, клапанами и толкателями, клапанами и втулками и др.

Рис. 51. Стетоскопы для диагностики автомобиля: а - механический; б - комбинированный электронный

Стуки поршней о цилиндр - глухие, щелкающие; они прослушиваются на непрогретом двигателе при малой частоте вращения коленчатого вала или ее резком уменьшении. Стуки в коренных подшипниках коленчатого вала - сильные, глухие, низкого тона; они прослушиваются на прогретом двигателе при резком изменении частоты вращения коленчатого вала, а также при отключении отдельных цилиндров. Стуки в шатунных подшипниках более резкие, чем в коренных; появляются при резком изменении частоты вращения коленчатого вала (при отключении данного цилиндра стук исчезает или заметно уменьшается).

Стуки в сопряжении «поршневой палец - шатун» - звонкие, металлические; прослушиваются при резком изменении частоты вращения коленчатого вала (при отключении цилиндра исчезают). Стуки при заедании впускных клапанов - тихие, ровные; прослушиваются в местах расположения втулок клапанов на холостом ходу. Стуки в распределительных шестернях - частые, сливающиеся в общий шум, свидетельствуют о большом износе или поломке зубьев шестерен. Стуки в подшипниках распределительного вала - ровные, среднего тона; прослушиваются при увеличении частоты вращения коленчатого вала. Стуки в сопряжении «боек коромысла - торец стержня клапана» - резкие; прослушиваются во всех режимах работы и свидетельствуют об увеличенном зазоре.

Утечки воздуха, подаваемого в цилиндры под давлением 0,4 МПа, определяются специальными приборами. По утечкам воздуха можно определить чрезмерный износ, потерю упругости, закоксовывание или поломку поршневых колец, износ поршневых канавок, износ цилиндров, потери герметичности клапанов и прокладок головок цилиндров. Для определения состояния поршневых колец устанавливают поршень на начало такта сжатия и, подавая в цилиндр воздух, измеряют манометром его утечки (падение давления).

Шкала прибора размечена на зоны: хорошее состояние двигателя, удовлетворительное и требующее ремонта. Износ цилиндров определяется так же, но при установке поршня вблизи ВМТ такта сжатия. Утечки воздуха более 15 % указывают на сильный износ цилиндров. Утечки воздуха через клапаны определяют на слух, а герметичность прокладки головки цилиндров - по появлению пузырьков воздуха в горловине радиатора или на стыке (головки с блоком цилиндров), смоченном мыльным раствором.

Состояние сопряжения «поршень - поршневые кольца - гильза цилиндра» можно оценить по количеству газов, прорывающихся в картер. Этот параметр определяется при помощи расходомеров (например КИ-4887-1) после предварительного прогрева двигателя. Измеряя количество газов, прорывающихся в картер, и сравнивая это значение с нормативным, делают заключение о состоянии цилиндропоршневой группы. Упругость клапанных пружин определяют специальными приборами (рис. 52).

Рис. 52. Прибор для проверки упругости клапанных пружин

При разборке двигателя диагностируют (измеряют) геометрические размеры деталей и, сравнивая полученные значения с номинальными и допустимыми, делают заключение об их годности к дальнейшей эксплуатации (измерение шеек валов осуществляют микрометрами, а диаметры отверстий - микрометрическими нутромерами).

Ремонт кривошипно-шатунного механизма (КШМ). Неисправности кривошипно-шатунного механизма - самые серьезные неисправности двигателя. Их устранение очень трудоемкое и затратное, так как довольно часто предполагает проведение капитального ремонта двигателя.

К основным 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 или 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 перечислены в таблице 1.

Таблица 1

Внешние признаки и соответствующие им неисправности КШМ

При диагностировании износа коренных и шатунных подшипников дальнейшая эксплуатация автомобиля категорически запрещена. В остальных случаях с максимальной осторожностью необходимо следовать к месту ремонта.

Ремонт кривошипно-шатунного механизма заключается в основном в выявлении и замене вышедших из строя деталей.

Комплектование деталей КШМ. Подбор поршней осуществляется по весу и размерным группам. Поршни подбирают для каждого цилиндра в соответствии с размерами гильз, так как по техническим условиям сборки КШМ между гильзой и поршнем должен быть определенный зазор. При одновременной замене гильз и поршней их комплектуют по размерным группам (гильзы и поршни должны относиться к одной размерной группе). При расточке цилиндров поршни подбирают в строгом соответствии с размерами гильз. Все поршни, устанавливаемые на один двигатель, должны быть подобраны по массе. Разница масс самого тяжелого и самого легкого поршней одного комплекта допускается не более 0,5 %.

Подбор поршневых колец проводится с учетом размеров поршня и цилиндра. При подборе колец по поршню их прокатывают по канавке поршня и щупом замеряют зазор между торцом кольца и канавкой поршня (рис. 53).

Рис. 53. Проверка бокового зазора между кольцом и канавкой поршня: 1 - поршневое кольцо, 2 - поршень, 3 - набор щупов

При подборе колец по цилиндру кольцо устанавливают в зоне наименьшего износа цилиндра (но в пределах хода поршневых колец) и измеряют щупом зазор в замке кольца (рис. 54). Требуемые значения зазоров указываются в руководствах по эксплуатации конкретных марок автомобилей.

Рис. 54. Проверка зазора в замке поршневого кольца: а - с использованием специальной оправки; б - непосредственно в цилиндре двигателя

Подбор поршневых пальцев и шатунов. При ремонте двигателя не рекомендуется обезличивать комплект его шатунов, которые на заводе подбираются по массе. Замена отдельных шатунов одного комплекта осуществляется с учетом массы (подгонку по массе выполняют путем снятия металла с бобышек на крышке и головке шатуна). Не допускается менять местами крышки нижних головок шатунов, так как нижняя головка и крышка головки обрабатываются вместе в заводских условиях. Шатуны сортируют на размерные группы по диаметру отверстия во втулке верхней головки и помечают краской определенного цвета. На такие же группы делят поршневые пальцы (по их внешнему диаметру) и поршни (по внутреннему диаметру бобышек). Поршень, палец и шатун одного комплекта должны относиться к одной размерной группе.

Сборка кривошипно-шатунного механизма осуществляется в следующей последовательности:

1. Собрать шатунно-поршневую группу. Соединение поршня, пальца и верхней головки шатуна производится при нагретом до 240 ºС шатуне. Запрессовку пальца в бобышки поршня и верхнюю головку шатуна производят с помощью специального приспособления (рис. 55). Палец устанавливают в приспособление, шатун, нагретый до 240 ºС, зажимают в тисках, надевают поршень на шатун так, чтобы отверстие под палец совпало с отверстием верхней головки шатуна. Приспособлением проталкивают поршневой палец в отверстие поршня и верхнюю головку шатуна так, чтобы заплечик валика приспособления соприкасался с поршнем.

Чтобы правильно соединить палец с шатуном, запрессовывать палец следует как можно быстрее: после охлаждения шатуна уже нельзя будет изменить положение пальца. При сборке поршня с шатуном и установке шатунно-поршневой группы в цилиндр следует следить за правильностью взаимного расположения поршня и шатуна и их ориентировки в цилиндре. На поршне и шатуне имеются метки (на поршне - стрелка, на шатуне - прилив), которые должны быть направлены в одну сторону (обычно к передней крышке двигателя).

Рис. 55. Запрессовка поршневого пальца в верхнюю головку шатуна: а - приспособление; б - процесс запрессовки; 1 - валик приспособления; 2 - поршневой палец; 3 - направляющая; 4 - упорный винт; 5 - приспособление

При установке колец на поршень их замки не должны быть расположены в одной плоскости. Это приведет к значительному прорыву газов из камеры сгорания в картер. Угол α взаимного расположения замков поршневых колец определяется по формуле α = 360 / n , где n - число колец на поршне. Снятие и установка колец на поршень проводится с помощью специального приспособления (рис. 56).

2. Установить шатунно-поршневые группы в цилиндры в соответствии с порядковыми номерами цилиндров, указанными на днищах поршней и на шатунах. Для установки поршня с кольцами в цилиндр используют специальные приспособления (обжимы) (рис. 57).

Рис. 56. Съемник поршневых колец: 1 - рукоятка; 2 - выступы; 3 - упоры; 4 - захваты

Рис. 57. Установка поршня в цилиндр

3. Установить коленчатый вал и вкладыши в пастели блока, затем установить крышки коренных подшипников (рис. 58). Затяжка креплений крышек коренных (и шатунных) подшипников осуществляется динамометрическим ключом (значения моментов затяжки указываются в руководствах по эксплуатации конкретных марок автомобиля). Перед установкой коленчатого вала очищают шатунные и коренные шейки, удаляют заусенцы у кромок отверстий, промывают вал и продувают сжатым воздухом каналы для смазки.

Рис. 58. Установка коленчатого вала в блок цилиндров

4. Установить: шатунные вкладыши в нижнюю головку шатуна и ее крышку; нижние головки шатунов на шатунные шейки коленчатого вала; крышки на нижние головки шатунов (в соответствии с номерами цилиндров, указанными и на головке шатуна и на его крышке, менять местами крышки нельзя, они не взаимозаменяемы); затянуть крепления крышек (рис. 59).

5. Установить переднюю и заднюю крышки блока.

6. Установить маховик на фланец коленчатого вала. Коленчатый вал балансируют на заводе-изготовителе в сборе с маховиком и сцеплением, поэтому перед снятием сцепления с маховика и маховика с фланца коленчатого вала рекомендуется нанести на сопряженных поверхностях риски, по которым вновь собирают узел.

Рис. 59. Установка нижней головки шатуна на шейку коленчатого вала

7. Установить поддон картера с прокладкой.

8. Установить головку блока. Перед установкой головки сопрягаемые плоскости блока и головки цилиндров протирают чистой ветошью, а прокладку натирают порошкообразным графитом. При установке головки блока гайки (болты) затягивают динамометрическим ключом с определенным усилием (которое указывается в технических условиях), начиная от центра головки, постепенно перемещаясь к краям (рис. 60).

9. Установить клапанную крышку с прокладкой.

Рис. 60. Последовательность затяжки гаек (болтов) крепления головки цилиндров

Ремонт газораспределительного механизма.

Основные неисправности газораспределительного механизма (ГРМ):

Нарушение тепловых зазоров клапанов (на двигателях с регулируемым зазором);

Износ подшипников, кулачков распределительного вала;

Неисправности гидрокомпенсаторов (на двигателях с автоматической регулировкой зазоров);

Снижение упругости и поломка пружин клапанов;

Зависание клапанов;

Износ и удлинение цепи (ремня) привода распределительного вала;

Износ зубчатого шкива привода распределительного вала;

Износ маслоотражающих колпачков, стержней клапанов, направляющих втулок;

Нагар на клапанах.

Основные причины неисправностей ГРМ - выработка установленного ресурса двигателя и, как следствие, высокий износ конструктивных элементов и нарушение правил эксплуатации двигателя, в том числе использование некачественного (жидкого), загрязненного масла, применение бензина с высоким содержанием смол, длительная работа двигателя на предельных оборотах.

Самой серьезной неисправностью газораспределительного механизма является зависание клапанов , которое может привести к серьезным поломкам двигателя. Причин у неисправности две. Одна - применение некачественного бензина, сопровождающееся отложением смол на стержнях клапана. Другой причиной является ослабление или поломка пружин клапанов. В этом случае на высоких оборотах двигателя клапан не успевает сесть в «седло», искривляется и заклинивает (зависает) в направляющей втулке. К счастью, данная неисправность на современных автомобилях встречается достаточно редко.

Неисправности гидрокомпенсаторов возникают при использовании жидкого или сильно загрязненного масла. Гидрокомпенсатор перестает выполнять свою основную функцию - автоматически компенсировать зазоры в газораспределительном механизме. Дальнейшая эксплуатация двигателя может привести к заклиниванию гидрокомпенсаторов.

Нарушение теплового зазора на двигателях с регулируемым зазором может произойти по причине износа подшипников и кулачков распределительного вала, износа зубчатого шкива привода распределительного вала, а также вследствие неправильной регулировки.

Неисправности ГРМ достаточно сложно диагностировать, так как сходные внешние признаки могут соответствовать нескольким неисправностям. Зачастую конкретная неисправность устанавливается непосредственным осмотром конструктивных элементов ГРМ со снятием крышки головки блока цилиндров.

Большинство неисправностей газораспределительного механизма приводит к нарушениям фаз газораспределения , при которых двигатель начинает работать нестабильно и не развивает номинальной мощности.

Внешние признаки и соответствующие им неисправности ГРМ перечислены в таблице 2.

Таблица 2

Внешние признаки и соответствующие им неисправности ГРМ

Регулировки газораспределительного механизма.

Проверка и регулировка теплового зазора между бойком коромысла и торцом стержня клапана производится при температуре двигателя 20-25 ºС в следующей последовательности.

1. Снять клапанную крышку.

2. Проверить и при необходимости довести усилие затяжки гаек, крепления головки блока до требуемого значения.

3. Установить поршень первого цилиндра в ВМТ на такте сжатия (оба клапана закрыты). Установка поршня производится по меткам на шкиве коленчатого вала и блоке цилиндров или с помощью специального установочного штифта (рис. 61). Вращая коленчатый вал (специальным ключом) по часовой стрелке, совместить установочную метку 1 на звездочке распределительного вала с установочным приливом 2 на корпусе подшипников распределительного вала. При этом поршень четвертого цилиндра находится в ВМТ в конце такта сжатия и оба клапана закрыты.

Рис. 61. Установка поршня первого цилиндра в ВМТ на такте сжатия для регулировки клапанов: 1 - установочная метка на звездочке распределительного вала; 2 - установочный прилив на корпусе подшипников распределительного вала

4. Измерить зазоры между бойком коромысла и торцом стержня впускного и выпускного клапанов (рис. 62). Проверка осуществляется специальным металлическим щупом (толщина которого должна соответствовать значению теплового зазора, указанному в инструкции по эксплуатации данной марки автомобиля). При нормальном значении зазора щуп должен перемещаться между клапаном и коромыслом легким усилием руки.

Рис. 62. Проверка теплового зазора в ГРМ: а - ГРМ с роликовыми рычагами (рокерами); б - ГРМ с двуплечими рычагами (коромыслами); 1 - щуп; 2 - регулировочный винт; 3 - контргайка регулировочного винта; 4 - коромысло; 5 - наконечник нажимного винта

5. При необходимости отрегулировать зазор во впускном и выпускном клапанах.

Регулировка осуществляется в следующей последовательности:

Отпустить контргайку регулировочного винта;

Вставить щуп между клапаном и коромыслом;

Поворачивая ключом регулировочный винт, установить требуемый зазор (при котором щуп будет перемещаться усилием руки);

Удерживая регулировочный винт в установленном положении, затянуть контргайку.

6. Поворачивая коленчатый вал каждый раз на угол α = 720 / n (где n - число цилиндров данного двигателя), аналогичным образом отрегулировать клапаны остальных цилиндров в соответствии с порядком их работы.

7. Установить клапанную крышку, запустить двигатель и прослушать работу клапанного механизма.

Регулировка натяжения цепи (или ремня) привода распределительного вала. От натяжения цепи (или ремня) привода распределительного вала в значительной степени зависит работа ГРМ, поэтому необходимо периодически проверять и регулировать натяжение цепи (ремня).

Регулировка натяжения цепи осуществляется в следующей последовательности: отпустить стопорный болт натяжника на 1/2…2/3 оборота; провернуть коленчатый вал на 3…4 оборота (при этом натяжное устройство автоматически установит необходимую степень натяжения цепи); затянуть стопорный болт натяжника.

Регулировка натяжения зубчатого ремня осуществляется в следующей последовательности: снять верхнюю защитную крышку; ослабить болты крепления кронштейна натяжного ролика и плавно провернуть коленчатый вал на 2-3 оборота (при этом пружина кронштейна автоматически установит необходимое натяжение ремня); затянуть болты крепления кронштейна и установить защитную крышку.

Основные дефекты деталей ГРМ и способы их устранения.

Основными дефектами распределительного вала являются изгиб (биение), износ опорных шеек и шейки под распределительную шестерню, износ кулачков. Если биение (изгиб) превышает допустимые значения, то вал правят под прессом или списывают. Изношенные шейки шлифуют на меньший диаметр до одного из ремонтных размеров, а опорные втулки устанавливают новые - ремонтного размера. Опорные шейки вала, вышедшие из ремонтных размеров, могут быть восстановлены хромированием или осталиванием до номинального или ремонтного размера. Небольшой износ кулачков устраняют шлифованием, а значительный износ - наплавкой сормайтом № 1 с последующим шлифованием.

У толкателей изнашиваются цилиндрическая и сферическая поверхности. Изношенные толкатели заменяют или восстанавливают. Цилиндрическую поверхность (стержень) до ремонтного размера восстанавливают шлифованием или хромированием. При этом отверстие у направляющих толкателей обрабатывают разверткой под размер устанавливаемых стержней или для запрессовки ремонтной втулки. Износ сферической поверхности устраняют шлифованием по шаблону, выдерживая установленную техническими условиями высоту.

В коромысле клапанов изнашиваются втулки, которые заменяют на новые, растачивая в них отверстие до номинального или ремонтного размера. В новой втулке сверлят масляные отверстия. Изношенную сферическую поверхность носка коромысла шлифуют.

Основными дефектами клапанов являются износ и обгорание рабочей фаски, деформация тарелки (головки), износ и изгиб стержня. При изгибе стержня и деформации тарелки клапан правят на специальном приспособлении или заменяют новым. Изношенный стержень клапана можно восстановить хромированием или осталиванием с последующим шлифованием до номинального размера. Изношенный торец стержня клапана шлифуют до получения гладкой поверхности. При значительном износе или обгорании рабочей фаски клапан заменяют новым.

Незначительный износ или обгорание рабочей фаски клапана устраняется его притиркой к седлу. Притирка клапана к седлу осуществляется следующим образом. ГРМ разбирают, отсоединив ось коромысел от головки цилиндров, затем снимают ее в сборе с коромыслами, стойками и другими деталями. На головку цилиндров устанавливают приспособление (рис. 63) для снятия и установки клапанных пружин. Сжав клапанную пружину, вынимают клапанные сухари и снимают приспособление с головки цилиндров. Со стержня клапана снимают освобожденные детали (клапанные пружины с опорной шайбой), вынимают клапан из направляющей втулки, очищают его от нагара и промывают.

Рис. 63. Снятие и установка клапанных пружин приспособлением: 1 - приспособление А.60311/R; 2 - монтажная доска А.60335

Для притирки клапанов используют специальные или самостоятельно приготовленные притирочные пасты. Тонкий слой пасты наносят на фаску клапана, стержень клапана смазывают чистым моторным маслом и устанавливают клапан в седло. При помощи притирочного приспособления или коловорота с присосом клапану сообщают возвратно-вращательное движение. Слегка нажимая на клапан, поворачивают его на 1/3 оборота, затем приподнимают, снова прижимают и поворачивают на 1/4 в обратном направлении. Периодически поднимая клапан, наносят на фаску новые порции пасты. Притирку заканчивают, когда на фасках клапана и седла появятся сплошные матовые пояски шириной 1,5-3 мм.

После притирки клапан, седло, канал и направляющую втулку промывают керосином и насухо вытирают. Качество притирки можно проверить до и после сборки клапанного механизма. До сборки : поперек фаски мягким графитовым карандашом через одинаковые промежутки наносят 15-20 рисок. Вставив клапан в седло и сильно прижав, его поворачивают на 1/4 оборота. Если все риски окажутся стертыми, то качество притирки удовлетворительное. После сборки : переворачивают головку и в камеры сгорания наливают керосин. Если через 3 мин не будет обнаружено просачивания керосина, то качество притирки удовлетворительное.

ТО и диагностирование составных частей кривошипно-шатунный механизм дизеля трактора

Параметры технического состояния

Кривошипно-шатунный механизм включает: цилиндро-иоршневую группу (гильзы цилиндров, поршни и поршневые кольца), коленчатый вал с шатунными и коренными подшипниками, шатуны со втулками, порш-невые пальцы и маховик.

Основным параметром состояния цилиндро-поршне-вой группы считается расход картерного масла на угар. Однако отсутствие достаточно точного экспресс-метода определения этого параметра не всегда позволяет объективно судить о состоянии данного механизма. Чтобы с достаточной точностью определить угар масла, требуется несколько контрольных смен с точными измерениями количества доливаемого масла и топлива, что чрезвычайно трудоемко. При этом невозможно учесть утечки масла через неплотности сальников коленчатого вала и разъемов картера. Кроме того, угар масла в течение длительного времени работы дизеля изменяется незначительно и лишь при большом износе деталей цилиндро-поршневой группы, в частности поршневых колец, начинает резко возрастать.

Такой характер изменения угара масла в зависимости от наработки затрудняет прогнозирование по нему остаточного ресурса.

Об интенсивности изнашивания сочленений дизеля можно судить по концентрации продуктов износа в картерном масле, определяемой с помощью спектрографической установки. В этом случае для оценки степени изношенности основных деталей наряду с регулярным спектральным анализом проб масла, отбираемых через определенные промежутки работы дизеля, необходимо знать их химический состав и соотношение скоростей изнашивания сочленений. О целесообразности разборки дизеля для ремонта или устранения неисправности судят по резкому возрастанию концентрации основных элементов в работавшем масле.

Значительное возрастание концентрации алюминия свидетельствует о предельном износе поршней и необходимости их замены.

Наибольшее распространение для оценки состояния цилиидро-поршневой группы получил способ определения количества газов, прорывающихся в картер. При измерении количества газов с помощью ротаметра из-за высокого сопротивления выходу газов из картера и наличия в картере избыточного давления часть газов уходит в атмосферу через сальники коленчатого вала и другие неплотности, минуя прибор.

Чтобы избежать этого, во время измерений необходимо отсасывать газы из картера, обеспечивая прохождение их только через измерительное устройство.

Угар картерного масла и количество газов, прорывающихся в картер при работе дизеля на всех цилиндрах, являются интегральными (суммарными) оценочными показателями технического состояния цилиндро-поршневой группы.

Чтобы оценить состояние каждого цилиндра в отдельности, их поочередно выключают (декомпрессируют). Затем подсчитывают разницу между расходом газов, полученным при декомпрессировании проверяемого цилиндра, и средним расходом газов, полученным при декомпрессировании каждого из остальных цилиндров. При одинаковом состоянии всех цилиндров указанная разница будет незначительной. Если же она окажется большой, то это свидетельствует об аварийном состоянии данного цилиндра.

Сравнительную оценку технического состояния цилиндров можно дать по компрессии в них (давлению конца сжатия). Однако при этом необходимо учитывать неплотно и клапанов газораспределения. Разница в значениях компрессии у нового и изношенного дизелей возрастает с понижением частоты вращения коленчатого вала. Поэтому компрессию рекомендуется определять при пусковой частоте вращения коленчатого вала. Чтобы дать правильную сравнительную оценку состояния цилиндров по компрессии, должно быть соблюдено равенство и постоянство частоты вращения коленчатого вала и температуры стенок цилиндров при проверке каладого из них в отдельности. В связи с тем, что частота вращения коленчатого вала зависит от технического состояния пускового устройства, а температура стенок цилиндров - от условий проверки дизелей (предварительного разогрева его, температуры окружающей среды и пр.), соблюдение отмеченных условий не всегда представляется возможным. Следовательно, компрессия является ориентировочным показателем технического состояния цилиндро-поршневой группы. Одним из признаков слабой компрессии является трудный пуск дизеля (особенно в холодную погоду), обусловленный чрезмерно низкой температурой сжатого воздуха, не обеспечивающей самовоспламенения дизельного топлива.

В ГОСНИТИ разработан более совершенный способ оценки состояния отдельных цилиндров по величине разрежения, создаваемого на такте расширения при прокрутке коленчатого вала дизеля с помощью пускового устройства. В отличие от способа, основанного на определении компрессии, этот способ обладает меньшей трудоемкостью и более высокой точностью результатов диагностирования. Для указанных целей вместо компрессиметра в настоящее время применяют вакуум-анализатор, позволяющий диагностировать отдельные цилиндры, не закрепляя прибор в головке цилиндров.

О состоянии подшипников коленчатого вала мол<но судить по зазорам в них. Эллипсность и конусность шеек вала до разборки дизеля на ремонт можно не проверять, так как эти параметры являются следствием износа подшипников.

Для оценки технического состояния подшипников коленчатого вала пользуются способом, основанным на определении следующих диагностических параметров:
— давления масла в главной масляной магистрали;
— количества масла, протекающего через подшипники в единицу времени;
— шумов и стуков, возникающих от ударов в сопряжениях при работе дизеля;
— стуков, возникающих от соударения деталей в результате искусственного перемещения поршня и шатуна на величину зазоров в сопряжениях.

Широко распространено прослушивание дизеля во время его работы. С увеличением зазоров в подшипниках появляются характерные стуки, прослушиваемые в определенных зонах и при соответствующих режимах работы дизеля. Однако эти стуки отчетливо прослушиваются при значениях зазоров, превосходящих допускаемые. При этом количественная оценка зазоров зависит от слуховых качеств и опыта оператора. Хорошие результаты дает прослушивание стуков в неработающем дизеле при попеременном создании в надпоршневом пространстве разрежения и давления.

Определение количества газов, прорывающихся в картер

Количество газов, прорывающихся в картер, определяют индикатором расхода газов КИ-4887-П-ГОСНИТИ, Данный прибор снабжен устройством, позволяющим отсасывать газы из картера через измерительное устройство и измерять их расход при давлении в картере, равном атмосферному. Благодаря этому полностью устраняются утечки газов через неплотности картера и, следовательно, значительно повышается точность измерений.

Схема работы прибора КИ-4887-II представлена на рисунке. Состоит: из дроссельного расходомера постоянного перепада давления с жидкостным дифференциальным манометром для контроля давления в дросселирующем устройстве, дросселя и жидкостного манометра для регулирования и контроля давления на входе в расходомер, впускного и выпускного патрубков, трубопроводов с наконечниками и эжектора для отсоса газов, поступающих во впускной патрубок.

Дросселирующее устройство образовано двумя втулками. Плотное соединение этих втулок обеспечивается предварительной совместной притиркой их по конусным поверхностям и поджатием друг к другу распорной пружиной. Втулка жестко закреплена На корпусе, а втулка может поворачиваться относительно втулки. На половине окружности конусной части обеих втулок имеются поперечные щели, позволяющие плавно изменять площадь дросселирующего отверстия при повороте втулки.

Как известно, в дроссельных расходомерах расход газа пропорционален перепаду давления в дросселирующем устройстве и площади дросселирующего отверстия. При заданном перепаде давления в дросселирующем устройстве количество газов, проходящих через дросселирующее отверстие, будет зависеть только от площади этого отверстия, являющейся в данном случае мерой расхода. Шкала прибора тарируется при перепаде давления в дросселирующем, устройстве, равном 15 мм вод. ст. А это означает, что указанный перепад давления следует устанавливать при всех измерениях. Достигается это путем изменения площади дросселирующего отверстия. Перепад давления контролируют дифференциальным манометром, водяные столбики которого находятся в сверлениях прозрачного корпуса Сверления в нижней части сообщаются между собой, а в верхней - с впускным и выпускным патрубками дросселирующего устройства.

Впускной трубопровод, соединенный с патрубком, снабжен конусным наконечником, вставляемым в отверстие маслозаливной горловины проверямого дизеля.

Газы из картера можно отсасывать двумя способами, используя для этой цели разрежение во впускном воздушном тракте или энергию отработавших газов. В первом случае снимают с впускной трубы воздухоочистителя фильтр грубой очистки воздуха и опускают в трубу наконечник выпускного трубопровода прибора: При работе дизеля разрежение, создаваемое во впускном воздушном тракте, через выпускной трубопровод и выпускной патрубок 13 передается в дросселирующее отверстие. Во втором случае на выхлопной трубе устанавливают эжектор. При этом газы, проходя с большой скоростью в кольцевом пространстве между внутренней стенкой выхлопной трубы и эжектором, создают в нем разрежение, которое, как и в первом случае, передается в дросселирующее отверстие.

Отсос газов регулируют дросселем, поддерживая в картере атмосферное давление, которое контролируют с помощью жидкостного манометра, образованного жидкостными столбиками в сверлениях. При этом канал должен сообщаться с атмосферой, для чего необходимо вывинтить из него пробку.

Расход газов определяют по шкале, нанесенной л а наружной поверхности подвижной втулки. Размеры дросселирующего отверстия 6 рассчитаны на измерение расхода газов до превышающего 100 л/мин. Для увеличения диапазона измерений в дне неподвижной вгулки 4 имеются два дополнительных калиброванных отверстия, прикрываемых заслонкой. Если расход газов больше 100 л/мин, открывают отверстия 9, повернув отверткой заслонку. В этом случае к значению расхода, полученному по основной шкале, прибавляют постоянные значения расхода газов через эти отверстия, нанесенные на наружной поверхности подвижной втулки. Подключение дополнительных калиброванных отверстий дает возможность измерять расход газов до 1л/мин.

Чтобы измерить количество газов, прорывающихся в картер, пускают и прогревают дизель до температуры охлаждающей воды и картерного масла 65…90 °С.

Открывают маслозаливную горловину, закрывают отверстие сапуна и отверстие под масломерную линейку пробками.

Заливают в каналы дифманометра воду примерно на половину, вывинтив пробку из канала, которую не ставят на место до конца измерений. Полностью открывают дросселирующее отверстие поворотом втулки за маховичок против часовой стрелки и дроссель поворотом наружной втулки.

Подключают прибор к дизелю. Для этого опускают наконечник (рис. 1) выпускною трубопровода во впускную трубу воздухоочистителя, предварительно сняв фильтр грубой очистки воздуха, или же закрепляют на выхлопной трубе эжектор, присоединенный к наконечнику, и вставляют конусный резиновый наконечник впускного трубопровода в отверстие маслозаливной герловины.

Рис. 1. Определение количества газов, прорывающихся в картер, на тракторе МТЗ-80 прибором КИ-4887-П-ГОСНИТИ: 1 - наконечник; 2 - выпускной трубопровод; 3 - впускная труба воздухоочистителя; 4 - маслозаливная горловина; 5 - резиновый наконечник; 6 - впускной трубопровод

При работе дизеля на холостом ходу с помощью рычага управления скоростным режимом устанавливают номинальную частоту вращения коленчатого вала (табл.

Удерживая прибор в вертикальном положении, поворотом наружной втулки дросселя устанавливают одинаковый уровень воды в левом и правом каналах манометра. Затем, медленно поворачивая втулку за маховичок по часовой стрелке, добиваются такого положения, при котором уровень воды в канале был бы на 15 мм выше уровня в канале. Если после этого уровни воды в каналах окажутся разными, то поворотом наружной втулки дросселя 14 их необходимо выровнять. Затем по шкале прибора определяют расход газов.

Повышенный расход картерных газов может быть либо по причине чрезмерного износа деталей цилиндро-поршневой группы, либо вследствие закоксовывания или поломки поршневых колец в отдельных цилиндрах.

Чтобы выявить причину и определить вид и объем ремонта при количестве газов, превышающем допускаемое значение, следует проверить состояние каждого цилиндра в отдельности.

Для этого поочередно снимают каждую форсунку (при неработающем дизеле) с целыо декомпрессирования цилиндров и измеряют расход газов при одном декомпрессированном цилиндре и минимальной устойчивой частоте вращения коленчатого вала, устанавливая ее одинаковой при проверке каждого цилиндра.

При положительном значении AQ, возможны поломка или закоксовывание компрессионных колец, задиры на рабочей поверхности или чрезмерный износ гильзы и другие неисправности.

Ввиду сравнительно небольшой трудоемкости способа диагностирования отдельных цилиндров по разрежению в надпоршневом пространстве при прокрутке дизеля с помощью пускового устройства по сравнению с описанным способом при наличии соответствующего устройства (вакууманализатора) состояние отдельных цилиндров проверяют с помощью этого устройства.

Определение состояния отдельных цилиндров по величине разрежения

Состояние каждого цилиндра оценивают с помощью вакуум-анализатора КИ-5315-ГОСНИТИ по величине вакуумметрического давления (разрежения) в надпор-шневом пространстве.

Состоит: из вакуумметра, корпуса, впускного и выпускного клапанов и наконечника.

Для диагностирования цилиндро-поршневой группы вакуум-анализатор соединяют с надпоршневым пространством, плотно вставляя наконечник в отверстие для форсунки, и прокручивают коленчатый вал с помощью стартера или пускового двигателя. В момент движения поршня вниз на такте расширения в надпоршневом пространстве создается вакуумметрическое давление, под действием которого открывается впускной клапан. Благодаря этому вакуумметрическое давление из над-поршневого пространства передается вакуумметру, вызывая отклонение стрелки прибора на соответствующую величину.

При движении поршня вверх на такте сжатия воздух из надпоршневого пространства выталкивается в атмосферу через выпускной клапан. При этом впускной клапан закрыт.

Во время очередного хода поршня проверяемого цилиндра вниз выпускной клапан закроется, а впускной - откроется. Это повлечет за собой дальнейшее возрастание вакуумметрического давления. В тот момент, когда давление в системе цилиндр-вакуум-анализатор достигнет постоянной величины, т. е. станет равным максимальному вакуумметр аческому давлению в надпоршневом пространстве, показание вакуумметра стабилизируется.

Величина вакуумметрического давления, зафиксированная при стабильном положении стрелки вакуммет-ра, будет характеризовать состояние уплотнений в проверяемом цилиндре.

Усилие затяжки впускного клапана регулируют на заводе-изготовителе регулировочным винтом. Это усилие должно быть таким, чтобы обеспечивалось полное открытие клапана при диагностировании дизелей с предельным (выбраковочным) состоянием цилиндро-поршневой группы.

Для снятия вакуумметрического давления в полости вакуумметра предусмотрен специальный вентиль.

Состояние уплотнений в цилиндрах проверяют следующим образом.

Останавливают дизель и снимают с него форсунки. Прокручивая дизель и устанавливая поочередно в отверстие форсунок наконечник вакуум-анализатора, измеряют ва-куумметрическое давление в каждом цилиндре (рис. 2).

Разница меладу значением разрежения в отдельном цилиндре и средним значением разрелсе-ния в остальных цилиндрах должна быть не более 0,2 кгс/см2.

Рис. 2. Измерение вакуум-метрического давления в цилиндре дизеля вакуум-анализатором КИ-5315-ГОСНИТИ: 1 - наконечник; 2 - узел клапанов; 3 - трубка; 4 - вентиль; 5 - вакуумметр; б - рукоятка

Техническая экспертиза деталей цилиндро-поршневой группы

Если перечисленные выше диагностические параметры достигли предельных значений или превышают допускаемые в эксплуатации величины, то дизель разбирают для технической экспертизы путем осмотра и микрометража сопряжений цилиндро-поршневой группы и замены непригодных деталей.

Если после поступления с завода-изготовителя или из ремонта дизель вскрывают впервые, то в этом случае нередко заменяют лишь поршневые кольца. В даль-нейшем, при достижении предельных или превышении допускаемых в эксплуатации значений параметров состояния цилиндро-поршневой группы, ее заменяют полностью. В случае предельной разницы между количеством газов, прорывающихся в картер при декомпрессировании какого-либо цилиндра, и средним количеством газов, прорывающихся в картер при поочередном декомпрессировании остальных цилиндров, а также в случае предельной разницы между разрежением в каком-либо цилиндре и средним разрежением в остальных цилиндрах заменяют в указанном цилиндре непригодные детали (чаще всего поломанные или пригоревшие поршневые кольца).

После разборки дизеля состояние каждой детали и сопряжения цилиндро-поршневой группы оценивают по результатам их осмотра и микрометража. При этом измеряют износ гильзы цилиндров в верхнем и среднем рабочем поясе, зазоры между гильзами и юбками поршней, зазоры в стыках поршневых колец, высоту колец и канавок поршней, зазоры между бобышками поршней и поршневыми кольцами, а также между пальцами и втулками верхних головок шатунов. Для указанных целей применяют индикаторный нутромер, микрометр, мерительные плитки, индикатор часового типа, щупы. Результаты микрометража заносят в таблицу.

Если причиной разборки дизеля был чрезмерный прорыв газов в картер или чрезмерный угар картерного масла, а зазоры между юбками поршней и гильзами оказались в пределах допускаемых значений, то заменяют только поршневые кольца. Так как гильзы цилиндров больше всего изнашиваются в плоскости, перпендикулярной продольной оси дизеля, то в случае оставления на дизеле их рекомендуется поворачивать на 90° вокруг оси, с тем чтобы при дальнейшей эксплуатации наиболее изношенные поверхности изнашивались менее интенсивно. Если причиной разборки дизеля была неисправность в каком-либо цилиндре (например, поломка поршневых колец), то и в этом случае рекомендуется осмотреть всю цилиндро-поршневую группу и, если необходимо, заменить изношенные и неисправные детали.

Предварительная оценка состояния сопряжений по давлению масла в магистрали и стукам

Давление масла проверяют с помощью устройства КИ-5472-ГОСНИТИ, предназначенного для измерения давления в главной магистрали смазочной системы дизелей и в сливной магистрали гидравлической системы навесного устройства.

Состоит: из манометра, соединительного рукава с ниппелем и накидной гайкой, демпфера, служащего для сглаживания пульсаций масла при измерении давления, и сменных штуцеров (переходников). В нерабочем положении свободный конец рукава (ниппель) закрывают заглушкой.

Чтобы измерить давление в главной магистрали дизеля,. устройство подключают к корпусу масляного фильтра, предварительно отсоединив трубку (рис. 3) мембранного или же датчик логометрического манометра.

Пускают и прогревают дизель до нормального теплового состояния, после чего проверяют давление масла в магистрали сначала при номинальной, а затем при минимальной устойчивой частоте вращения коленчатого вала на холостом ходу.

Рис. 3. Измерение давления в главной масляной магистрали дизеля устройством КИ-5472-ГОСНИТИ: 1 - соединительный рукав; 2 --манометр; 3 - заглушка; 4- трубка штатного манометра; 5 - сменный штуцер; 6 - накидная гайка

Для попеременного создания в надпоршневом пространстве проверяемого цилиндра давления и вакуума служит распределительный кран с тремя трубопроводами и наконечник, присоединяемый к головке цилиндров вместо форсунки.

Электронный автостетоскоп ‘ГУ ПБеО-ООЗ представляет собой усилитель с пьезокристаллнческим датчиком и элементами питания, вмонтированными в пластмассовый корпус, имеющий гнезда для подключения стержня и телефона.

Усилитель питается от двух элементов ФБС-0,25 напряжением 3В. Телефон типа ТМ-4, потребляемый ток - 5 МА.

Для прослушивания объекта диагностирования автостетоскоп вынимают из футляра, ввертывают наконечник и вставляют штекер телефона в соответствующие гнезда, прикладывают наконечник к месту проверяемой составной части и закрепляют телефон на ухе. По окончании прослушивания телефон необходимо отключить, в противном случае элементы питания будут разряжаться.

С помощью автостетоскопа и описанного устройства прослушивают стуки в сопряжениях бобышки поршня - поршневой палец, поршневой палец - втулка верхней головки шатуна, шейка коленчатого вала - шатунный подшипник в следующем порядке.

Подключают к проверяемому цилиндру компрессор-но-вакуумную установку, как показано на рисунке 8. Для этого снимают с двигателя форсунки, устанавливают поршень проверяемого цилиндра в ВМТ и включают какую-либо передачу (для фиксации коленчатого вала от прокручивания). При закрытом кране устанавливают наконечник компрессорно-вакуумной установки в отверстие для форсунки проверяемого цилиндра и закрепляют его.

Включают компрессор и создают в ресиверах соответственно давление 2…2,5 кгс/см2 и разрежение 0,6…0,7 кгс/см2.

Регулятором давления устанавливают рабочее давление 2 кгс/см2.

Прикладывают наконечник автостетоскопа к блоку цилиндров в зоне поршневого пальца, открывают кранЗ установки и, попеременно создавая в надпоршневом пространстве разрежение и сжатие путем переключения кранов, прослушивают стуки в верхней головке шатуна и бобышках поршня.

Продолжая поддерживать в ресиверах заданное давление и разрежение и приложив наконечник стетоскопа к торцу коленчатого зала, прослушивают стуки в шатунном подшипнике.

Аналогично прослушивают стуки в указанных зонах остальных цилиндров при положении поршня в ВМТ на такте сжатия.

Если регулировка сливного клапана не дает положительных результатов, необходимо проверить производительность насоса и состояние редукционного клапана смазочной системы в мастерской на стенде.

К сожалению, на большинстве тракторов последних выпусков с двигателями водяного охлаждения масляные термометры отсутствуют. Это затрудняет контроль теплового состояния дизелей и нередко приводит к их переохлаждению, так как температура охлаждающей воды не всегда может служить критерием оценки теплового режима.

ПРИМЕР. При прогреве дизеля охлаждающая вода прогревается намного быстрее, чем картерное масло, особенно, если прикрыта шторка или жалюзи. Не зная температуры масла тракторист может преждевременно дать полную нагрузку, что повлечет за собой ухудшение условий работы кривошипно-иштунного механизма Кроме того, температура картерного масла является одним из основных факторов, влияющих на мощность и топливную экономичность дизеля. При определении этих показателей температура картерного масла должна быть не ниже 70 градусов С, так как при богее нижних значениях температуры масла резко возрастают механические потери, а следовательно, увеличивается погрешность измерений

Рис. 4. Измерение суммарного зазора в верхней головке шатуна и шатунном подшипнике устройством КИ-11140-ГОСНИТИ

Суммарный зазор измеряют с помощью устройства КИ-11НО-ГОСНИТИ. Состоит: из корпуса с закрепленным на нем индикатором часового типа, пневматического приемника, сменного фланца для крепления устройства в головке цилиндров вместо форсунки, уплотнения, направляющей штока, жестко соединенного с ножкой индикатора, и стопорного винта, служащего для фиксации направляющей в пневматическом прием» нике.

Чтобы измерить зазоры, снимают с дизеля форсунки. Устанавливают поршень проверяемого цилиндра в ВМТ на такте сжатия и стопорят коленчатый вал. Закрепляют устройство в форсуночном отверстии, предварительно ослабив стопорный винт и приподняв направляющую с индикатором и штоком вверх. Затем опускают направляющую до упора штока в днище поршня (с натягом) и фиксируют направляющую стопорным винтом (рис. 4).

К атегория: - ТО трактора

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.

При каком "критическом" значении компрессии на двигателе нужно делать ремонт двигателя с заменой поршневой? Обычно замену поршневой откладывают до последнего.... И вот почему: Отсутствие уверенности в квалификации исполнителей; Значимая вероятность, что кроме «простой» замены колец, понадобится замена "колпачков", переднего или заднего сальников коленвала; Может оказаться, что "стоит поменять и ремень ГРМ"; Не дай бог, выяснится повышенная эллипсность гильз, как следствие или «перегильзовка» или их проточка (с заменой поршней); Вкладыши могут оказаться «уже с задирами» и т.д. и т.п. А это всё "выливается" в очень значимые деньги. Формально, допускается разница между компрессией в цилиндрах до 1 кг/см 2 , но в наших условиях соблюдать этот критерий - нереально.

Основными неисправностями газораспределительного механизма (ГРМ) являются:

• нарушение тепловых зазоров клапанов (на двигателях с регулируемым зазором);
• износ подшипников, кулачков распределительного вала;
• неисправности гидрокомпенсаторов (на двигателях с автоматической регулировкой зазоров);
• снижение упругости и поломка пружин клапанов;
• зависание клапанов;
• износ и удлинение цепи (ремня) привода распределительного вала;
• износ зубчатого шкива привода распределительного вала;
• износ маслоотражающих колпачков, стержней клапанов, направляющих втулок;
• нагар на клапанах.

Можно выделить следующие причины неисправностей ГРМ (они, в основном, аналогичны причинам неисправностей кривошипно-шатунного механизма):

• выработка установленного ресурса двигателя и, как следствие, высокий износ конструктивных элементов;
• нарушение правил эксплуатации двигателя, в том числе использование некачественного (жидкого), загрязненного масла, применение бензина с высоким содержанием смол, длительная работа двигателя на предельных оборотах.

Самой серьезной неисправностью газораспределительного механизма является т.н. зависание клапанов, которое может привести к серьезным поломкам двигателя. Причин у неисправности две. Применение некачественного бензина, сопровождающееся отложением смол на стержнях клапана. Другой причиной является ослабление или поломка пружин клапанов. В этом случае на высоких оборотах двигателя клапан не успевает сесть в «седло», искривляется и заклинивает (зависает) в направляющей втулке. К счастью, данная неисправность на современных автомобилях встречается достаточно редко.

Отдельно необходимо сказать о неисправностях гидрокомпенсаторов. При использовании жидкого или сильно загрязненного масла гидрокомпенсатор перестает выполнять свою основную функцию, а именно автоматически компенсировать зазоры в ГРМ. Дальнейшая эксплуатация двигателя может привести к заклиниванию гидрокомпенсаторов.

Нарушение теплового зазора на двигателях с регулируемым зазором может произойти по причине износа подшипников и кулачков распределительного вала, износа зубчатого шкива привода распределительного вала, а также вследствие неправильной регулировки.

Неисправности ГРМ достаточно сложно диагностировать, т.к. сходные внешние признаки могут соответствовать нескольким неисправностям. Зачастую конкретная неисправность устанавливается непосредственным осмотром конструктивных элементов ГРМ со снятием крышки головки блока цилиндров.

Большинство неисправностей газораспределительного механизма приводит к нарушениям фаз газораспределения, при которых двигатель начинает работать нестабильно и не развивает номинальной мощности.

В данном учебном пособии рассказывается о методах диагностики и регулировки газораспределительного и кривошипно-шатунного механизмов.

Библиографическая ссылка

Определение стуков в двигателе. Наиболее простой и доступный способ диагностирования состояния кривошипно-шатунного механизма заключается в определении стуков в двигателе с помощью стетоскопа. Работы проводятся на прогретом двигателе при температуре охлаждающей жидкости 75... 80 °С. Усиление звука в стетоскопе происходит при колебании мембраны или с помощью специально встроенного транзисторного усилителя, который имеется в стетоскопе «Экранас» мод. КИ-1154.

При проверке подшипников коленчатого вала стержень стетоскопа прислоняется к боковой стенке блока цилиндров двигателя в месте расположения коренных подшипников или на уровне шатунных подшипников при положении поршня в ВМТ. Стуки прослушиваются на прогретом двигателе при резком изменении частоты вращения коленчатого вала.

Стук коренных подшипников коленчатого вала сильный, звук глухой, низкого тона, прослушивается при быстром изменении частоты вращения коленчатого вала на холостом ходу, что достигается резким увеличением или уменьшением подачи топлива, а также под нагрузкой. Стук появляется при зазоре 0,1 ...0,2 мм. При больших зазорах в подшипниках стук слышен даже при постоянной частоте вращения коленчатого вала. При отключении одной форсунки (для дизеля) или одной или двух свечей зажигания (для карбюраторных двигателей) характер стуков почти не изменяется.

Стук шатунных подшипников коленчатого вала сильный, звук более резкий, чем у коренных подшипников, прослушивается при резком изменении частоты вращения коленчатого вала или под нагрузкой. При отключенной форсунке (для дизеля) или свече зажигания (для карбюраторных двигателей) в цилиндре, в нижней головке шатуна которого имеет место повышенный зазор, стук уменьшается или вообще пропадает. Таким образом можно определить увеличенный зазор в конкретном шатунном подшипнике.

Стуки в сопряжении поршневой палец-шатун (появляются при зазоре 0,1 мм) имеют звонкие металлические звуки, которые слышны при резком изменении частоты вращения коленчатого вала. При отключении форсунки (для дизеля) или свечи зажигания (для карбюраторных двигателей) стуки в этом цилиндре исчезают.

Похожие стуки могут возникать также при малом угле опережения впрыска топлива (у дизеля) или при детонационном сгорании при раннем угле зажигания (у карбюраторных двигателей). При установке опережения впрыска топлива (у дизеля) или нормального угла опережения зажигания (у карбюраторных двигателей) эти стуки исчезают. Этого не происходит при увеличенном зазоре поршневого пальца в верхней головке шатуна или в бобышках поршня. Эти стуки также исчезают при снижении нагрузки на двигатель.

Стук поршней о цилиндр, появляющийся при зазоре 0,3... 0,4 мм, имеет глухой, щелкающий звук, который прослушивается на непрогретом двигателе при резком уменьшении частоты вращения коленчатого вала и при малой частоте вращения.

Определение стуков в механизме газораспределения. У механизма газораспределения проверяют только стуки в клапанах. Стуки в клапанах механизма газораспределения слышны при любой частоте вращения коленчатого вала (особенно при малой) под колпаком крышки головки цилиндров. Сильный стук в прогретом двигателе свидетельствует об увеличенных зазорах между стержнем клапана и коромыслом. Стук сломанной клапанной пружины слышен при любой частоте вращения коленчатого вала и не меняется по звучанию.

Шум шестерен распределительного механизма прослушивается при малой частоте вращения коленчатого вала в зоне крышки шестерен. Высокий уровень шума свидетельствует об износе шестерен.

Определение суммарного зазора в кривошипно-шатунном механизме. Установка мод. КИ-13907 (рис. 7.1), созданная ГосНИТИ, используется для измерения зазоров в кривошипно-шатунном механизме приборами мод. КИ-11140 и КИ-13933М. Установка КИ-13907 с прибором КИ-11140 позволяет измерять суммарный зазор в верхней и нижней головках шатуна при неработающем двигателе без снятия поддона картера. Принцип измерения зазоров в указанных сопряжениях основан на измерении перемещения порш-

Рис. 7.1. Схема подключения компрессорно-вакуумной установки КИ-13907 к двигателю:

1 - наконечник; 2, 4 И 15 - Соответственно распределительный, нагнетательный и всасывающий трубопроводы; 3 - Распределительный кран; 5 - Вакуумметр; 6, 7 - Краны; 8 - Регулятор давления; 9 - Предохранительный клапан; 10 - Воздушный баллон под давлением; /1 - компрессор; 12 - Вакуумный регулятор; 13 - Вакуумный баллон; 14 - Вентиль; - - направление движения

Картерных газов

Ня индикаторным устройством при попеременном создании в над-поршневом пространстве давления и вакуума.

При движении поршня вверх (к ВМТ) поршневой палец прижат к нижней части верхней головки шатуна, а кривошип (шатунная шейка) - к верхней части нижней головки шатуна. При движении поршня вниз (к НМТ) места касания указанных деталей изменяются на противоположные, т. е. в обоих случаях индикатор будет измерять суммарный зазор. Перемещение поршня в цилиндре вверх происходит при вакууме в надпоршневом пространстве, а вниз - под давлением воздуха, подаваемого через отверстие форсунки от компрессорно-вакуумной установки.

Компрессорно-вакуумная установка состоит из электродвигателя и двух баллонов, в одном из которых создается вакуум, а в другом - давление. На воздушном баллоне под давлением 10 Размещен масловлагоотделитель с предохранительным клапаном 9, на вакуумном баллоне 13 - вакуумный регулятор давления 12 С манометром, кран управления с вакуумметром 5 и воздушным фильтром, редукционный клапан и электрический пускатель. На корпусе вакуумного баллона может быть вентиль 14 С штуцером для подключения прибора мод. КИ-4887-И. Баллоны соединяются

С цилиндрами проверяемого двигателя гибким шлангом через кран управления. Компрессор 11 Приводится в действие от электродвигателя и создает давление или вакуум.

Прибор КИ-11140 (рис. 7.2) имеет корпус 2 с Закрепленным на нем индикатором 1 Часового типа, пневматический приемник 39 Сменный фланец 4 Для крепления прибора к головке цилиндров вместо форсунки, уплотнение 5, направляющую 6, Шток 7, жестко соединенный с ножкой индикатора, и стопорный винт 8, Предназначенный для фиксации направляющей в пневматическом приемнике.

Для диагностирования сопряжений шатуна в двигателе с помощью установки мод. КИ-13907 и устройства мод. КИ-11140 необходимо прогреть двигатель и после его останова демонтировать все форсунки. Затем установить поршень первого цилиндра в положение ВМТ и зафиксировать его так, чтобы при поступлении сжатого воздуха в цилиндр коленчатый вал не проворачивался. Коленчатый вал можно зафиксировать включением передачи в коробке передач. Установить в отверстие форсунки устройство мод. КИ-11140 с индикатором, предварительно ослабив стопорный винт и приподняв направляющую с индикатором и штоком вверх. Затем опустить направляющую до упора штока в днище поршня (с натягом) и зафиксировать ее стопорным винтом.

Присоединить распределительный шланг компрессорно-вакуумной установки мод. КИ-13907 к штуцеру пневматического приемника. Включить компрессорно-вакуумную установку и установить давление и вакуум в ее баллонах соответственно 0,06 ...0,10 МПа и 0,06... 0,07 МПа. Соединить вакуумный баллон с над-поршневым, пространством и зафиксировать показание индикатора. Суммарный допустимый зазор головок шатунов не должен превышать 0,25... 0,30 мм. Если суммарный зазор хотя бы у одного шатуна превышает допустимое значение, необходимо выполнить ремонт двигателя.

Рис. 7.2. Прибор КИ-11140 для измерения зазоров в кривошипно-шатунном механизме

1 - индикатор; 2 - Корпус; 3 - Пневматический приемник; 4 - Сменный фланец; 5 - уплотнение; 6 - Направляющая; 7 - шток; 8 - Стопорный винт

Определение количества прорывающихся в картер газов. Манометрический газорасходомер мод. КИ-4887-И (рис. 7.3, я), присоединенный к полости картера двигателя, измеряет количество прорывающихся в картер газов при работе двигателя в нагрузочном режиме и при давлении воздуха окружающей среды в картере. Давление воздуха окружающей среды в картере создается в результате присоединения прибора к вакуумной установке или к выпускной трубе (глушителю) работающего двигателя, который диагностируется. Путем изменения проходного сечения крана выравнивателя устанавливают нужное давление и измеряют количество прорывающихся в картер двигателя газов.

Дросселирующее отверстие 72 (рис. 7.3, Б) Образовывается подвижной 77 и неподвижной 10 Втулками. Втулка 77 имеет шкалу 16 И может быть повернута относительно неподвижной втулки. Плотное соединение этих втулок обеспечивается их предварительной совместной притиркой по конусным поверхностям и постоянным прижатием друг к другу распорной пружиной 77. На половине

Рис. 7.3. Манометрический газорасходомер мод. КИ-4887-И:

А - Общий вид; Б - Схема работы; 1 - Пробка; 2 - Каналы; 3 - Корпус; 4 - Лимб дросселя; 5 и 7 - шланги соответственно выравнивания давления и отсасывающий; 6 VI 14 - Соответственно впускной и выпускной трубопроводы; 8 - Дроссель; 9 - Кронштейн; 10 И 11 - Соответственно неподвижная и подвижная втулки; 12 И 15 - Соответственно дросселирующее и калиброванное отверстия; 13 - Заслонка; 16 - Шкала подвижной втулки; 17 - Пружина; 18 - Выпускное отверстие; 19- Жидкостные манометры; - - направление передвижения газов

Окружности конусной части каждой втулки сделаны поперечные щели, позволяющие плавно изменять площадь дросселирующих отверстий при повороте подвижной втулки.

Количество газов, проходящих через прибор в минуту, определяется по шкале, которая нанесена на подвижной втулке. Цифра, определяющая количество газов, устанавливается против риски на корпусе прибора. Шкала прибора тарируется при перепаде давлений в дросселирующем отверстии, равном 150 Па. Перепад давлений 150 Па устанавливается при изменении площади дросселирующего отверстия и контролируется изменением уровня жидкости в крайнем правом и среднем каналах (в последнем уровень должен быть выше). При этом уровень жидкости в крайних каналах прибора должен быть одинаковым, что достигается поворачиванием заслонки крана выравнивателя давления.

Пределы измерения расхода газа прибором мод. КИ-4887-И при открытом дросселирующем отверстии 2... 120 л/мин с погрешностью до 3 %. Если расход газа превышает 120 л/мин, что бывает у изношенных двигателей, то дросселирующее отверстие может быть увеличено до размера, соответствующего увеличению расхода газа на 40...45 л/мин. Это достигается полным открытием отверстия 18 При повороте заслонки 13 С помощью отвертки. Действительная пропускная способность отверстия 18 Для каждого прибора указывается на наружной поверхности подвижной втулки. На концах впускного и отсасывающего шлангов имеются резиновые конусные насадки. Для диагностирования цилиндропоршневой группы прибором мод. КИ-4887-И необходимо выполнить следующее.

1. Отсоединить систему вентиляции картера двигателя и закрыть колпачками или пробками отверстия клапанной крышки и мас-ломерного щупа так, чтобы картерные газы могли выходить только через маслоналивную горловину.

2. Подсоединить отсасывающий шланг прибора мод. КИ-4887-И к вакуумному насосу установки мод. КИ-13907 или выпускному тракту двигателя.

3. Пустить двигатель, прогреть его и с помощью стенда КИ-8930 создать режим работы, соответствующий полной нагрузке.

4. Открыть полностью дросселирующее отверстие поворотом подвижной втулки и дроссель выпускного патрубка поворотом заслонки прибора мод. КИ-4887-И.

5. Определить расход картерных газов. Для этого вставить конусный наконечник впускного трубопровода прибора в отверстие маслоналивной горловины и измерить расход картерных газов с отсосом. При этом, удерживая прибор в вертикальном положении, поворотом заслонки установить одинаковый уровень жидкости в левом и правом каналах. Затем, вращая рукой подвижную втулку и наблюдая за уровнем жидкости в среднем и правом каналах, перекрыть дросселирующее отверстие до установления пере-

Пада давлений 150 Па. Возможное изменение уровней жидкости в среднем и левом каналах устраняется поворотом заслонки. По делениям, нанесенным на жидкостных столбиках прибора, строго проследить за тем, чтобы в момент измерения уровень жидкости в среднем столбике был на 15 мм выше уровня жидкости в правом столбике, а уровни жидкости в левом и правом столбиках были одинаковыми. По шкале подвижной втулки определить расход кар-терных газов. Измерения необходимо проводить 3 раза, выполняя операции 3 - 5.

6. Присоединить систему вентиляции картера двигателя.

7. Измерить количество газов, выходящих из картера, повторяя операции 4 и 5.

8. Определить количество газов, отводимых через систему вентиляции картера двигателя, по разности значений, найденных при выполнении операций 5 и 7.

9. Остановить двигатель.

10. Определить состояние цилиндропоршневой группы и системы вентиляции картера двигателя.

11. Отсоединить систему вентиляции картера двигателя и закрыть отверстие пробкой.

12. Измерить количество газов, выходящих из картера, при работе двигателя на трех цилиндрах, выполнив операции 3 - 5.

13. Остановить двигатель и присоединить систему вентиляции картера двигателя.

14. Отсоединить прибор мод. КИ-4887-И от двигателя.

15. По разности средних значений, определенных при выполнении операций 5 и 12, определить количество газов, прорывающихся в картер, для одного цилиндра.

16. Определить состояние цилиндропоршневой группы неработающего цилиндра.

Проверка компрессии в цилиндрах карбюраторного двигателя. В процессе изнашивания поршневых колец и стенок цилиндров давление сжатия в цилиндрах карбюраторного двигателя (компрессия) снижается.

Нормальная величина компрессии в цилиндрах прогретого карбюраторного двигателя должна быть не менее 0,7 МПа. Снижение компрессии в процессе эксплуатации двигателя допускается до 0,63 МПа. Разница показаний компрессометра по отдельным цилиндрам должна быть не более 0,07...0,10 МПа. Компрессия проверяется на прогретом двигателе.

Для проверки компрессии необходимо:

Очистить грязь, собравшуюся в углублении для свечей зажигания, отсоединить электрические провода от свечей и вывернуть все свечи;

Отсоединить от катушки зажигания центральный провод распределителя;

Открыть полностью воздушную и дроссельные заслонки карбюратора;

Вставить резиновый наконечник шланга компрессометра в отверстие свечи цилиндра и плотно его прижать;

Провернуть стартером коленчатый вал двигателя, сделав несколько оборотов, чтобы компрессометр зафиксировал максимальное давление в цилиндре;

Вынуть из отверстия свечи наконечник компрессометра, записать показания;

Открыть выпускной клапан компрессометра и выпустить воздух;

Повторить приведенные операции для остальных цилиндров.

При разнице давления более 0,07...0,10 МПа в цилиндр с пониженной компрессией следует залить 20...25 см3 свежего масла и повторно измерить давление. Увеличение показаний компрессометра указывает на наличие утечки воздуха через поршневые кольца. Если величина компрессии после заливки масла в цилиндр остается такой же, то это указывает на неплотное прилегание клапанов к седлам или на их прогорание.

Д иагностика кривошипно-шатунного механизма производится при поступлении соответствующей заявки от тракториста-машиниста, а также при проведении операций ТО -3 и перед началом ремонта. Снижение давления масла и наличие стуков указывают на износ соединений кривошипно-шатунного механизма (КШМ).

Стук в соединениях КШМ следует прослушивать автостетоскопом в зоне коренных и шатунных подшипников. При этом необходимо резко изменять частоту вращения коленчатого вала с минимальной до средней.

Стук поршневого пальца следует прослушивать в зоне движения поршня.

Н аиболее точно оценивать зазоры в соединениях КШМ рекомендуется путём измерения суммарного зазора (сумма зазоров в шатунном подшипнике и в соединениях «поршневой палец - втулка верхней головки шатуна» и «поршневой палец - бобышки поршня»).

В о время проведения технического обслуживания и перед началом ремонта суммарный зазор рекомендовано измерять при помощи устройства КИ-13933М [рис. 14].

Рис. 14. Устройство КИ-13933М для определения суммарного зазора в шатунных подшипниках.

1) – Скоба;

2) – Сменный наконечник;

3) – Сменный наконечник;

4) – Струны;

5) – Винт;

6) – Корпус;

7) – Заслонка.

Д анное устройство представляет собой корпус (6), на котором закрепляется индикатор часового типа ИЧ-10. Внизу корпус заканчивается фланцем, при помощи которого его устанавливают на шпильки крепления форсунок. В комплекте данного устройства имеются сменные наконечники, а также струны, которые предназначаются для двигателей разных марок. Для того чтобы измерить суммарный зазор в кривошипно-шатунном механизме, нужно наконечник устройства вставить в отверстие снятой форсунки и закрепить на шпильках. Наконечник и струна при этом выбираются соответственно марке проверяемого дизеля. Вращением специальной гайки можно перемещать струну.

С начала следует прокрутить коленчатый вал при помощи пускового устройства. Одновременно с этим нужно опустить струну, вращая гайку до начала вибрации стрелки индикатора. Этот момент соответствует касанию струной днища поршня. Далее, установив нулевое деление шкалы индикатора против его стрелки, нужно отвести струну вверх на расстояние 0,8-0,9 мм, пустить дизель, довести частоту вращения холостого хода до максимального значения, а затем снова плавно опустить струну до начала вибрации стрелки. Отсчитать показания по шкале индикатора (они соответствуют суммарному зазору в КШМ). Допустимое значение зазоров в кривошипно-шатунном механизме представлено в [табл. 10].

Табл. 10. Допускаемые зазоры в кривошипно-шатунном механизме.

С пособ измерения суммарного зазора при помощи устройства КИ-13933 состоит в том, что при большой частоте вращения «выбираются» зазоры в соединениях за счёт сил инерции перемещающихся деталей.

Д ля уменьшения трудоёмкости диагностирования достаточно определения суммарного зазора в шатунных подшипниках первого цилиндра для двигателей Д-240, СМД-14, Д-65, Д-21, а для двигателя Д-37Е – второго и четвёртого цилиндров.