2.3. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ И УСТРАНЕНИЕ ПРОСТЕЙШИХ НЕИСПРАВНОСТЕЙ МЕХАНИЗМОВ ДВИГАТЕЛЯ

Неисправности кривошипно-шатунного механизма. Снижение мощности двигателя, повышенный расход масла, топлива, дымление и увеличение стуков при работе двигателя — вот основные неисправности кривошипно-шатунного механизма.

Двигатель не развивает полной мощности при снижении компрессии из-за износа гильз цилиндров, поршней, поломки или пригорания поршневых колец.

Значительные силы трения, высокие температуры и давление газов в сопряжении поршень — поршневые кольца — гильза цилиндров создает большую нагрузку на поршень, вызывают газовую коррозию гильз цилиндров. Пригорание поршневых колец нарушает герметичность надпоршневого пространства, газы прорываются в картер и мощностные характеристики двигателя ухудшаются. Отложение нагара на днищах поршней и в камере сгорания снижает их теплопроводность, что вызывает перегрев двигателя, падение его мощности и повышение расхода топлива.

Расход масла и топлива, дымление двигателя увеличиваются при изнашивании деталей шатунно-поршневой группы, поломке поршневых колец, закоксовывании поршневых колец в канавках, прорезей в маслосъемных кольцах, отверстий в канавке под маслосъемные кольца.

Стук коленчатого вала вызывается либо недостаточными давлением и подачей масла, либо недопустимо увеличившимися зазорами между шейкамй коленчатого вала и вкладышами коренных и шатунных подшипников из-за изнашивания этих деталей. Стуки поршней и поршневых пальцев свидетельствуют об изнашивании деталей шатунно-поршневой группы.

Способы выявления неисправностей кривошипно-шатунного механизма. Состояние сопряжения поршень — поршневые кольца — гильза цилиндра можно оценить по количеству газов, прорывающихся в картер. Этот диагностический параметр измеряют при помощи расходомера КИ-4887-1 (рис. 2.8),

Схема расходомера

Рис. 2.8. Схема расходомера КИ-4887-1

предварительно прогрев двигатель до нормального теплового режима. Прибор имеет трубу с входным 5 и выходным 6 дроссельными кранами. Входной патрубок 4 присоединяют к маслозаливной горловине двигателя, эжектор 7 для отсоса газов устанавливают внутри выхлопной трубы или присоединяют к вакуумной установке. В результате разрежения в эжекторе картерные газы поступают в расходомер. Устанавливая при помощи кранов 5 и 6 жидкость в столбиках манометров 2 и 3 на одном уровне, добиваются, чтобы давление в полости картера было равно атмосферному. Перепад давления АЛ устанавливают по манометру 1 одинаковым для всех замеров при помощи крана 5. По шкале прибора определяют количество газов, прорывающихся в картер, и сравнивают его с номинальным:

Двигатель ……………………………………………………………..3M3-53-11 ЗИЛ-130

Номинальное количество газов, прорывающихся в картер,

л/мин……………………………………………………….. 22…25 (110) В скобках приведены предельные значения. 22.28 (120)

Мощность и экономичность двигателя зависят от компрессии в цилиндрах. Компрессия снижается при значительном износе или поломке деталей цилиндропоршневой группы. Перед измерением компрессии промывают воздушный фильтр, контролируют фазы газораспределения и регулируют тепловые зазоры клапанов.

Перед проверкой компрессии в цилиндрах карбюраторного двигателя его прогревают до нормального теплового режима, останавливают, полностью открывают дроссельную и воздушную заслонки карбюратора, отсоединяют провода от свечей зажигания, очищают и продувают сжатым воздухом углубления для свечей в головках цилиндров и выворачивают все свечи зажигания.

Компрессию оценивают по давлению в камерах сгорания двигателя при такте сжатия и замеряют компрессометром модели 179 (для карбюраторных двигателей) или компрессометром модели КН 1125 (для дизельных двигателей).

Перед проверкой компрессии в цилиндрах дизельного двигателя его прогревают до нормального теплового режима, отсоединяют топливопровод высокого давления от форсунки проверяемого цилиндра и надевают на конец топливопровода шланг для отвода топлива в специальный сосуд, снимают форсунку и вставляют в отверстие для нее наконечник компрессометра. Компрессию замеряют при частоте вращения коленчатого вала 45Q… 550 об/мин.

Техническое состояние цилиндропоршневой группы также определяют по утечке воздуха, замеряемой прибором К-69М:

Двигатель 3M3-53-11 ЗИЛ-130
Предельные значения утечки воздуха, %:
при положении поршня в в. м. т. . . 25 40
при положении поршня в н. м.т.. . 15 25
Разность утечек воздуха, % 20 30

Если значение утечки воздуха при положении поршня в в. м. т. больше предельного, следует проверить стетоскопом утечку воздуха через клапаны и убедиться в отсутствии утечки воздуха через прокладку головки цилиндров двигателя. Если при смачивании прокладки головки цилиндров мыльной водой на ней или в наливной горловине радиатора появляются пузырьки воздуха, это свидетельствует о слабой затяжке гаек головки цилиндров или о начале разрушения прокладки. Возможно наличие трещины в блоке цилиндров или камере сгорания.

При отсутствии указанных дефектов и больших значениях утечки воздуха при положении поршня в в. м. т. следует продолжить замеры при положении поршня в н. м. т. Результаты замеров следует сравнить с предельными значениями. Если показания прибора нестабильны, а утечки воздуха велики, это свидетельствует о неисправностях механизма газораспределения.

Стуки двигателя прослушивают при помощи стержневого (рис. 2.9,а) или трубчатого (рис. 2.9,б) стетоскопов, прикасаясь концом стержня 2 или 4 к зонам прослушивания на двигателе.

Стетоскопы

Рис. 2.9. Стетоскопы:

1 — слуховая шайба; 2 — стержень; 3 — наконечники; 4 — слуховой стержень

Состояние коренных подшипников коленчатого вала определяют, прослушивая нижнюю часть блока цилиндров при резком открытии и закрытии дроссельной заслонки. Изношенные коренные подшипники издают сильный глухой стук низкого тона, усиливающийся при резком увеличении частоты вращения коленчатого вала.

Состояние шатунных подшипников коленчатого вала определяют аналогично. Изношенные шатунные подшипники издают стук среднего тона, по характеру схожий со стуком коренных подшипников, но менее сильный и более звонкий, исчезающий при выключении свечи зажигания или форсунки прослушиваемого цилиндра.

Работу сопряжения поршень — гильза цилиндра прослушивают по всей высоте цилиндра при малой частоте вращения коленчатого вала с переходом на среднюю. Появление звука, напоминающего дрожащий звук колокола, усиливающегося с увеличением нагрузки на двигатель и уменьшающегося по мере прогрева двигателя, указывает на возможное увеличение зазора между поршнем й гильзой цилиндра, изгиб шатуна, перекос оси шатунной шейки или поршневого пальца, особенно, если у двигателя наблюдается повышенный расход топлива и масла. Скрипы и шорохи в сопряжении поршень — гильза цилиндра свидетельствуют о начинающемся заедании в этом сопряжении, вызванном малым зазором или недостаточным смазыванием.

Состояние сопряжения поршневой палец — втулка верхней головки шатуна проверяют, прослушивая верхнюю часть блока цилиндров при малой частоте вращения коленчатого вала с резким переходом на среднюю. Резкий металлический стук, напоминающий частые удары молотком по наковальне и пропадающий при отключении свечей зажигания или форсунок, указывает на увеличение зазора между поршневым пальцем и втулкой, недостаточное смазывание или чрезмерно большое опережение начала подачи топлива.

Сопряжение поршневое кольцо — канавка поршня проверяют на уровне н. м. т. хода поршня при средней частоте вращения коленчатого вала. Слабый, щелкающий стук высокого тона, похожий на звук от ударов колец одно о другое, свидетельствует об увеличенном зазоре между кольцами и поршневой канавкой либо об изломе колец.

Еще одним эффективным методом проверки состояния кривошипно-шатунного механизма является измерение суммарных зазоров в верхней головке шатуна и шатунном подшипнике. Проверку проводят при неработающем двигателе при помощи устройства КИ-11140 (рис. 2.10).

Устройство КИ-11140

Рис. 2.10. Устройство КИ-11140

Наконечник 2 с трубой 1 устройства устанавливают на место снятой свечи зажигания или форсунки проверяемого цилиндра. К основанию 4 через штуцер присоединяют компрессорно-вакуумную установку. Поршень устанавливают за 0,5… 1,0 мм от в. м. т. на такте сжатия, стопорят коленчатый вал от проворачивания и с помощью компрессорно-вакуумной установки попеременно создают в цилиндре давление 200 кПа и разрежение 60 кПа. При этом поршень, поднимаясь и опускаясь, выбирает зазоры, сумма которых фиксируется индикатором 3.

Способы устранения неисправностей кривошипно-шатунного механизма. При значительных изнашиваниях и поломках детали кривошипно-шатунного механизма восстанавливают или заменяют. Эти работы, как правило, выполняют, отправляя двигатель в централизованный ремонт.

Закоксовывание поршневых колец в канавках можно устранить без разборки двигателя. Для этого в конце рабочего дня, пока двигатель не остыл, в каждый цилиндр через отверстие для свечи зажигания заливают по 20 г смеси равных частей денатурированного спирта и керосина. Утром двигатель пускают и после его работы в течение 10… 15 мин на холостом ходу останавливают и заменяют масло.

Для удаления нагара на днищах поршней и камере сгорания снимают с двигателя головку цилиндров. Слив охлаждающую жидкость, снимают узлы н приборы, укрепленные на головке цилиндров, а у V-образных двигателей, кроме того, все приборы с впускного трубопровода и сам трубопровод, отсоединяют трубки, шланги, тяги и провода высокого напряжения. Вывернув болты крепления, снимают ось коромысел и вынимают штанги толкателей, а затем, отвернув гайки, осторожно, стараясь не повредить прокладки, снимают головку цилиндров. Для отделения прокладки от блока или головки цилиндров пользуются тупым ножом или широкьй тонкой металлической полосой.

Нагар удаляют скребками из мягкого материала (меди, дерева или текстолита), стараясь не повредить днище поршней или стенки камеры сгорания. Соседние цилиндры закрывают чистой ветошью. Для размягчения и облегчения снятия нагара на него предварительно кладут ветошь, смоченную в керосине или дизельном топливе.

Перед установкой головки цилиндров сопрягаемые плоскости блока и головки цилиндров протирают чистой ветошью, а прокладку натирают порошкообразным графитом. При этом необходимо обратить внимание на правильность установки прокладки. У двигателя ЗИЛ-645 она имеет маркировку «Верх».

При установке головок цилиндров гайки (болты) затягивают, начиная от центра и постепенно перемещаясь к краям (рис. 2.11). Болты крепления головок цилиндров двигателя ЗИЛ-645 следует затягивать в 3 приема: сначала с моментом затяжки 30 Н.м, затем с моментом затяжки 70…80 Н.м и, наконец, с моментом затяжки

140… 160 Н.м. Перед ввертыванием резьбу болтов смазывают тонким слоем графитовой смазки.

Последовательность затяжки гаек (болтов)

Рис. 2.11. Последовательность затяжки гаек (болтов) крепления головки цилиндров: а — двигателя 3M3-53-11; б — двигателя ЗИЛ-130; в — двигателя ЗИЛ-645

Техническое обслуживание кривошипно-шатунного механизма. При ЕО двигатель очищают от грязи, проверяют его состояние визуально и прослушивают работу на разных режимах.
При ТО-1 проверяют герметичность соединения поддона картера и сальника коленчатого вала (отсутствие потеков масла), а также крепление двигателя к раме. Крепление проверяют без рас- шплинтовки гаек. При необходимости соединения расшплинтовы- вают, подтягивают гайки и вновь зашплинтовывают. Резиновые элементы не должны иметь отслоений и разрушений резины. При наличии указанных дефектов их заменяют.
При ТО-2 и СО выполняют и все работы перечня ТО-1.

Неисправностй механизма газораспределения проявляются в снижении мощности двигателя, неравномерности его работы, повышенном расходе топлива, стуке клапанов.

Двигатель не развивает полной мощности при повреждении (прогаре) прокладки головки цилиндров, нарушении регулировки тепловых зазоров в механизме газораспределения, неплотном прилегании клапанов к их седлам.

Увеличение зазоров в приводе клапанов вызывает увеличение ударных нагрузок на сопряжение седло — клапан. Уменьшение зазоров в результате нарушения регулировок или отложения нагара приводит к неполной посадке клапанов в седло и нарушению герметичности цилиндров, что проявляется в повышенном стуке клапанов.

При значительной негерметичности цилиндров сильно снижается давление в конце такта сжатия и при такте расширения, что вызывает увеличение расхода топлива, снижение мощности двигателя, затрудняет его пуск и приводит к неравномерной работе. Неравномерность работы двигателя также может вызываться потерей упругости или поломкой пружин механизма газораспределения, заеданием клапанов в направляющих втулках, износом шестерен распределительного вала, толкателей, направляющих втулок и осей коромысел. В двигателях ЗИЛ-130 и -645 возможно заедание шариков и пружин механизма поворота клапанов.

Способы выявления неисправностей механизма газораспределения. Техническое состояние механизма газораспределения оценивают по наличию и характеру стуков, герметичности клапанов, упругости клапанных пружин и изменению давления во впускном и выпускном трубопроводах.

Если на холостом ходу при малой частоте вращения коленчатого вала прослушивается тихий стук в местах расположения втулок клапанов, это указывает на обеднение горючей смеси, и заедание впускных клапанов. Частые стуки, сливающиеся в общий шум, характерны при большом износе распределительных шестерен и возможной поломке их зубьев.

Увеличивая частоту вращения коленчатого вала, прослушивают двигатель в местах расположения подшипников распределительного вала. Ровный стук среднего тона, по характеру схожий со стуком шатунных подшипников коленчатого вала, свидетельствует об усиленном износе подшипников и шеек распределительного вала.

Резкий стук на всех режимах работы двигателя в зоне крышек коромысел при одновременном падении мощности двигателя и его работе с перебоями указывает на увеличение зазоров между бойками коромысел и торцами стержней клапанов.

Герметичность клапанов определяют одновременно с замерами герметичности цилиндров компрессометрами, прибором К-69М, газовым расходомером. Негерметичность клапанов может быть одной из причин снижения компрессии.

Для проверки упругости клапанных пружин без разборки клапанного механизма служит прибор КИ-723 (рис. 2.12.). Сняц крышки клапанного механизма, устанавливают ножки 5 прибора на тарелку пружины, перемещают кольцо 3 в крайнее верхнее положение и нажимают на рукоятку 1 с таким усилием, чтобы пружина осела на 0,5… 1 мм. Сняв прибор, Определяют по его показаниям усилие сжатия и повторяют измерение. Если усилие меньше предельного, необходимо заменить пружину или подложить под нее прокладку.

прибор КИ-723

Рис. 2.12. Измерение упругости клапанных пружин прибором КИ-723:
1— рукоятка; 2 — шток; 3 — кольцо; 4 — корпус; 5 — ножки прибора

Изменение давления ро впускном и выпускном трубопроводах фиксируют устанавливаемыми в трубопроводах датчиками.

Способы устранения неисправностей механизма газораспределения. Зазор между бойком коромысла и торцом стержня клапана (впускного и выпускного) холодных двигателей 3M3-53-11 и ЗИЛ-130 должен составлять Q25…0,30 мм, а двигателя ЗИЛ-645 — 0,40… 0,45 мм. Для регулировки зазоров снимают крышки головок цилиндров и проверяют крепление головок цилиндров к блоку цилиндров и стоек коромысел к головкам цилиндров. При необходимости гайки (у двигателя 3M3-53-11) или болты (у двигателей ЗИЛ-130 и -645) подтягивают. У двигателя ЗИЛ-645 снимают крышку люка в нижней части картера маховика и устанавливают фиксатор маховика, расположенный на картере маховика, в нижнее положение. Поршень первого цилиндра устанавливают в в. м. т. конца такта сжатия. Такт сжатия определяют, проворачивая коленчатый вал рукояткой до тех пор, пока пробка из ветоши или бумаги, установленная в отверстие головки цилиндров на место вывернутой свечи зажигания или форсунки, не будет вытолкнута. Для того чтобы поршень первого цилиндра занял положение в в. м. т., коленчатый вал медленно проворачивают: у двигателя 3M3-53-11 (рис. 2.13, а) до совмещения метки 2 на шкиве коленчатого вала с выступом указателя 1, у двигателя ЗИЛ-130 (рис. 2.13,6) —до совмещения отверстия 2 на шкиве коленчатого вала с меткой в. м. т. на шкале указателя 1, у двигателя ЗИЛ-645— до совмещения рисок на муфте ТНВД.

Метки для регулировки клапанов

рис. 2.13 Метки для регулировки клапанов

В этом положении на двигателе ЗИЛ-645 проверяют и регулируют зазоры впускных клапанов 1-го, 5-, 7-, 8-го цилиндров и выпускных клапанов 2-го, 4-, 5-, 6-го цилиндров. У остальных клапанов зазор регулируют после поворота коленчатого вала на 360° (полный оборот). На двигателях 3M3-53-11 и ЗИЛ-130 зазоры у клапанов регулируют в последовательности, соответствующей порядку работы цилиндров (1 —5—4—2—6—3—7—8), поворачивая коленчатый вал при переходе от цилиндра к цилиндру на 90°.

Зазоры (рис. 2.14) в клапанном механизме проверяют щупом. Щуп, толщина которого равна минимальному зазору, должен проходить свободно, а щуп, равный по толщине максимальному зазору — с усилием. В противном случае зазор, необходимо регулировать. Ослабив и удерживая ключом контргайку 2 регулировочного винта З, вставляют в зазор щуп необходимой толщины и вращают винт до получения требуемого зазора. Удерживая винт отверткой, затягивают контргайку и снова проверяют зазор.

Схема регулирования зазоров

Рис. 2.14. Схема регулирования зазоров в клапанном механизме:
1— головка цилиндров; 2 — контргайка; 3 — регулировочный винт; 4 — коромысло; .5 клапан; 6 — основание; 7 — прокладка; 8 — стойка валика коромысла

При неплотном прилегании клапанов к седлам механизм газораспределения разбирают. Отсоединив ось коромысел от головки цилиндров, снимают ее в сборе с коромыслами, стойками и другими деталями. На головку цилиндров устанавливают приспособление (рис. 2.15) для снятия и установки клапанных пружин. Сжав клапанную пружину, вынимают клапанные сухари 1 и снимают приспособление с головки цилиндров. Со стержня 1 (см. рис. 2.6) клапана снимают освобожденные детали: клапанную пружину 5 с опорной шайбой 6 пружины и опорную шайбу 3. Сняв механизм поворота 2, из направляющей втулки 12 вынимают клапан.

снятия и установки клапанных пружин

Клапаны и седла клапанов тщательно очищают от нагара, промывают и контролируют. Если тарелка и стержень клапана йе покороблены, прогара на фасках клапана и седла нет, то при наличии мелких раковин на фасках при незначительном их износе можно восстановить герметичность клапана притиркой.

Для притирки используют пасту, состоящую из одной части абразивного микропорошка М20 и двух частей масла индустриального 20. Перемешивая компоненты, пасту доводят до сметанообразного состояния и перед употреблением обязательно дополнительно перемешивают. Тонкий равномерный слой пасты наносят на фаску клапана, стержень клапана смазывают чистым маслом для двигателя и устанавливают клапан в седло. При помощи притирочного приспособления или коловорота с присосом сообщают клапану 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. Перед установкой стержень клапана смазывают маслом для двигателя. Качество притирки клапанов можно проверить до и после сборки клапанного механизма. В первом случае поперек фаски клапана мягким графитовым карандашом наносят через одинаковые промежутки 15… 20 рисок. Вставив клапан в седло и сильно прижав, его поворачивают на 1/4 оборота. Если все риски окажутся стертыми, качество притирки удовлетворительное. Во втором случае после сборки клапанного механизма головку цилиндров переворачивают, и в камеры сгорания заливают керосин. Если через 3 мин не будет обнаружено просачивания керосина, качество притирки удовлетворительное.

Если дефекты механизма газораспределения вызваны износом или поломкой его деталей, негодные детали заменяют.

Техническое обслуживание механизма газораспределения. При ТО-1 прослушивают работу клапанного механизма и при необходимости регулируют зазоры между клапанами и коромыслами. При ТО-2 проверяют и при необходимости подтягивают крепление крышки распределительных шестерен.