Контрольная работа по "Эксплуатации ТТМ"

                                           

                                               1.  Диагностика КШМ

 

Функция и составляющие

         Главная функция кривошипно-шатунного механизма (сокращенно – КШМ), являющегося неотъемлемой составляющей любого ДВС (будь-то дизельный или бензиновый силовой агрегат), заключается в преобразовании совершаемого поршнем возвратно-поступательного движения во вращательное, выполняемое коленчатым валом. Выделяют неподвижные и подвижные детали КШМ. К числу первых относятся:

- блок цилиндров, являющийся базовым элементом двигателя;

- головка блока цилиндров (сокращенно - ГБЦ);

- картер сцепления и маховика;

- поддон (нижний картер) двигателя;

- крышки блока цилиндров;

- гильзы;

- прокладки крышек блока цилиндров;

- полукольца коленвала;

- кронштейны;

- различные крепежные детали.

 

         В свою очередь, подвижными компонентами кривошипно-шатунного механизма (КШМ) являются:

* поршни, оснащенные поршневыми кольцами;

* шатуны;

* маховик;

* коленвал с подшипниками;

* поршневые пальцы.

 

 

 

 

 

                                                                              3

 

 

Рис.1 Кривошипно-шатунный механизм. 1. Крышка шатуна; 2. Болт крепления крышки шатуна; 3. Шатун; 4. Поршень; 5. Терморегулирующая пластина поршня; 6. Маслосъемное кольцо; 7. Нижнее компрессионное кольцо; 8. Верхнее компрессионное кольцо; 9. Разжимная пружина; 10. Поршневой палец; 11. Вкладыш шатунного подшипника; 12. Упорные полукольца среднего коренного подшипника; 13. Вкладыши коренного подшипника; 14. Каналы для подачи масла от коренного подшипника к шатунному; 15. Держатель заднего сальника коленчатого вала; 16. Задний сальник коленчатого вала; 17. Штифт для датчика ВМТ; 18. Метка (лунка) ВМТ поршней 1-го и 4-го цилиндра; 19. Шкала в люке картера сцепления; 20. Метка ВМ-Г поршней l-гo и 4-го цилиндров на ободе маховика; 21. Шайба болтов крепления маховика; 22. Установочный штифт сцепления; 23. Зубчатый обод маховика; 24. Маховик; 25. Коленчатый вал; 26. Заглушка масляных каналов коленчатого вала; 27. Передний сальник коленчатого вала (запрессован в крышку масляною насоса); 28.Зубчатый шкив привода распределительного вала; 29. Шкив привода генератора; 30. А.Маркировка категории поршня по отверстию для поршневого пальца; 31. В.Маркировка класса поршня по наружному диаметру; 32.С. Маркировка ремонтною размера поршня; 33. D.Установочная метка; 34. I.Метки для установки момента зажигания; 35. II.Маркировка крышек коренных подшипников коленчатого вала (счет опор ведется от передней части двигателя).

Поршень 4 отливается из высокопрочного алюминиевого сплава. Поскольку алюминий имеет высокий температурный коэффициент линейного расширения, то для исключения опасности заклинивания поршня в цилиндре в головке поршня над отверстием для поршневого пальца залита терморегулирующая стальная пластина 5.

 

                                                                               4

 

      Принцип работы:

      В принципе работы КШМ нет ничего сложного. Давление газов, действующее на поршень, приводит его в поступательное движение в сторону коленвала. За счет работы кинематических пар «шатун-вал» и «шатун-поршень» происходит «превращение» поступательного движения поршней во вращательное движение коленчатого вала.

 

       Неисправности КШМ:

        Всем автолюбителям известно, что неисправности деталей КШМ – это самые серьезные неприятности, которые могут случиться с двигателем. Устранение таких поломок, как правило, бывает довольно затратным и трудоемким мероприятием, так как обычно предполагает эвакуацию и осуществление капитального ремонта силового агрегата. Среди причин неисправностей кривошипно-шатунного механизма выделяются выработка ресурса ДВС и нарушение правил эксплуатации последнего (например, применение некачественного моторного масла, затягивание сроков до очередного техобслуживания, продолжительная эксплуатация транспортного средства под нагрузкой и т.д.).

        Подавляющее большинство неисправностей КШМ можно диагностировать по ряду внешних признаков и с использованием таких простейших диагностических приборов, как компрессометр и стетоскоп. К числу наиболее часто встречающихся неисправностей ДВС, вызванных неполадками в работе КШМ, относятся:

- снижение значения компрессии в цилиндрах;

- преждевременное воспламенение и детонационное сгорание топливовоздушной смеси;

- стуки пальцев и поршней;

- стуки в коренных и шатунных подшипниках;

- резкое снижение мощности двигателя;

- падение давления масла в системе смазки;

- перегрев силового агрегата;

- попадание воды в цилиндры либо картер (данное явление имеет место при износе выполненных из резины уплотнительных колец, которые устанавливаются в нижней части гильз);

- потеря герметичности прокладки ГБЦ.

        Результатами изнашивания поршня с кольцами и цилиндра становится уменьшение компрессии, падение мощности двигателя, снижение числа оборотов коленвала,

повышение расхода горючего и моторного масла, появление дыма в картере. Названные

явления могут также иметь место в случае закоксовывания поршневых колец.

Уменьшение компрессии в дизельных моторах чревато возникновением серьезных

                                                                         5

трудностей при их пуске, что особенно актуально при запуске дизеля в мороз. Причина повышенной компрессии в цилиндрах может крыться в выходе из строя маслосъемных колец. Снижение давления моторного масла нередко наблюдается вследствие увеличения зазоров в подшипниках коленчатого вала.

 

  Диагностика неисправностей КШМ:

Техническое состояние кривошипно-шатунного механизма оценивают по характеристикам виброударных импульсов в характерных точках двигателя (виброакустическая метод), суммарному размеру зазоров в верхней головке шатуна и шатунном попнике, количеству газов, прорывающихся в картер,  давлению в цилиндрах в конце такта сжатия (компрессии), расходу или падению давления сжатого воздуха, подаваемого в цилиндры.

Виброакустический метод дает наиболее достоверные и исчерпывающие результаты диагностирования при использовании комплекта виброакустической аппаратуры. Однако из-за большой стоимости и сложности, требующей высокой квалификации операторов-диагностов, его применение ограничено.

Наиболее простым и доступным устройством для виброакустического контроля является стетоскоп. В корпусе стетоскопа размещены источник питания и усилитель, с одной стороны корпуса выведен наконечник-щуп, с другой — головной телефон с соединительным кабелем.

Перед диагностированием двигатель прогревают до температуры охлаждающей жидкости 85...95°С и прослушивают, прикасаясь остриём щупа к проверяемым участкам.

 

а.) Слушаем стуки

        Для прослушивания стуков в двигателе используется специальный электронный стетоскоп. Такая диагностика (не путайте с компьютерной диагностикой двигателя) производится на прогретом моторе. Для прослушивания стуков поршневых пальцев наконечник стетоскопа прикладывается к верхней половине цилиндра. Стук пальца бывает резким, металлическим. Он усиливается с увеличением частоты вращения коленчатого вала и исчезает при выключении цилиндра из работы. Прослушивание стуков коренных подшипников осуществляется путем прикладывания наконечника прибора к нижней части блока цилиндров. Стуки шатунных подшипников, в свою очередь, прослушивают через стенку блока цилиндров в тех зонах, которые соответствуют нижнему и верхнему положениям колен вала. Хорошая слышимость (что отнюдь не хорошо для двигателя) стуков деталей КШМ без применения стетоскопа является ярким свидетельством наличия сильно увеличенных зазоров в сопрягаемых деталях, что недопустимо. В этом случае двигатель следует сразу же остановить для дальнейшего устранения неисправностей.

 

 

 

 

 

 

                                                                           6

             

                                                            Рис. 2 Стетоскоп

 

б) Стук коленвала может быть следствием:

* раннего зажигания;

* использования некачественного моторного масла;

* увеличенного зазора между вкладышами и шейками коренных подшипников;

* низкого давления и недостаточной подачи масла;

* овальности и эксцентричности коренных шеек;

* увеличенного зазора между упорными поверхностями коленвала и упорными кольцами;

* ослабления затягивания болтов, с помощью которых маховик крепится к коленчатому валу.

 

в). Причинами появления стука в шатунных подшипниках могут быть:

- работа двигателя на масле низкого качества;

- непараллельность осей нижней и верхней головок шатунов;

- конусность либо овальность шатунных шеек.

       В случае появления даже незначительных стуков в подшипниках и при падении давления масла нужно обязательно проверить значение зазора в подшипниках. Для этого необходимо измерить диаметры отверстия вкладышей и шейки коленвала при собранной нижней головке шатуна.

      Значение радиального зазора измеряется при помощи специального щупа, представляющего собой пластинку, выполненную из латуни. При этом с подвергаемого проверке подшипника снимается крышка, после чего на его поверхность помещается заблаговременно смазанный моторным маслом щуп, имеющий минимальную толщину. Легкое проворачивание вала «говорит» мастеру-диагносту о том, что величина зазора

                                                                          7

превышает толщину пластинки. В такой ситуации щуп заменяется на более толстый до тех пор, пока проворачивание вала окажется невозможным. Таким образом, значение зазора в подшипнике принимается равным толщине щупа, при которой вал еще можно провернуть, приложив определенное усилие. Повышенная дымность выхлопных газов, увеличение расхода моторного масла и горючего являются наглядными признаками возросшего износа цилиндров и поршней, выхода из строя либо изнашивания поршневых колец.

 

г). Измеряем компрессию

       Для того чтобы измерить компрессию в цилиндрах, нужно запустить двигатель и дать прогреться, после чего остановить его, и выкрутить все свечи зажигания. Далее нужно полностью открыть воздушную и дроссельную заслонки. После этого наконечник компрессометра следует поместить в одно из отверстий для свечей зажигания. Затем при помощи стартера проворачивают коленчатый вал примерно на десять-двенадцать оборотов, после чего значение давления измеряется по шкале манометра.

       Надавив пальцем на стержень золотника прибора, необходимо выпустить воздух, пока стрелка манометра не займет нулевое положение. Аналогичным образом измеряют компрессию в других цилиндрах двигателя. Значение давления в каждом из цилиндров должно находиться в пределах от 9 до 12 кгс. Большое значение имеет разница в показаниях, снятых с разных цилиндров, которая при нормальном функционировании двигателя не должна быть выше 1 кгс.

                                 

 

                                     Рис. 3 Компрессометр

 

д). Двигатель не развивает полной мощности и не обладает достаточной приемистостью: недостаточная компрессия – ниже 1 МПа (10 кгс/см2)(чрезмерный износ цилиндров и поршневых колец).

                                                                        8

Работу сопряжения поршень — цилиндр прослушивают по всей высоте цилиндра при малой частоте вращения коленчатого вала с переходом на среднюю.

Сильный, глухого тона стук, иногда напоминающий дрожащий звук колокола и усиливающийся с увеличением нагрузки, возможен при увеличенном зазоре между поршнем и цилиндром, изгибе шатуна, перекосе оси шатунной шейки или поршневого пальца. Скрипы и шорохи указывают на начинающееся заедание,  вызванное малым зазором или недостаточным количеством смазки.

Состояние сопряжения поршневое кольцо—канавка поршня проверяют на уровне НМТ хода поршня у всех цилиндров 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 кольца.

Количество газов, прорывающихся в картер, позволяет установить состояние сопряжения поршень—поршневые кольца — цилиндр двигателя. Проверку осуществляют на прогретом двигателе с помощью прибора (расходомера) КИ-4887-1.

 

 

  

 

 Рис. 4 Манометрический газорасходомер КИ-4887- И: а - схема; б - общий вид;

 

1 и 2 - втулки соответственно неподвижная и подвижная; 3 и 6 - отверстия соответственно дросселирующее и калиброванное; 4 - заслонка; 5 и 22 - трубопроводы соответственно впускной и выпускной; 7 - корпус; 8 - шкала подвижной втулки; 9 - пружина; 10 - выпускной патрубок; 11 и 24 - дроссель; 12, 13 и 14 - жидкостные манометры; 15 - пробка; 16, 17 и 18 - каналы; 19 - корпус; 20 - лимб дросселя; 21 и 23 - шланги соответственно выравнивания давления и отсасывающий; 25 – кронштейн.

 

Прибор снабжен трубой с вмонтированными в нее входным и выходным дроссельными кранами. Входной патрубок присоединяют к маслозаливной горловине двигателя, эжектор для отсоса газов устанавливают внутри выхлопной трубы или присоединяют к вакуумной установке. Картерные газы отсасывают через расходомер за счет разрежения в эжекторе. Количество отсасываемых газов регулируют дроссельными кранами так, чтобы давление в полости картера было равно атмосферному, жидкость в столбиках манометра должна находиться на одном уровне. Дроссельным краном устанавливают перепад давления Аh, одинаковый для всех измерений, по шкале прибора определяют количество прорывающихся газов и сравнивают его с нормативным.