Диагностика дизельных двигателей: топливная система, цилиндропоршневая группа и другие элементы

Диагностика цилиндропоршневой группы двигателя

Изнашивание трущихся частей цилиндров и внешнего края поршневых колец — это то, к чему со временем приходит двигатель в результате его эксплуатации.

Цилиндропоршневая группа (ЦПГ) уже не обеспечивает нормальную компрессионость. Cледствием являются:

  • затруднённый запуск мотора,
  • снижение его мощности,
  • повышенный сверх нормы расход ГСМ,
  • высокая загрязнённость выхлопа (машина «коптит»).

Диагностика позволяет оценить новые параметры двигательной системы и определить способы для её нормализации.

Методы диагностики

Измерение давления внутри цилиндров.

Самый распространённый метод среди диагностов.

Давление сжатия, которое развивают поршни, определяется компрессометром. Прибор представляет собой полую металлическую трубку. На один её конец навинчен манометр. На другом может быть:

  1. резиновый переходник под отверстия дизельных форсунок;
  2. резьбовая нарезка для ввинчивания в гнёзда свечей зажигания (у карбюраторов).

Существуют и универсальные аппараты. Они предназначены для использования в обоих вариантах.

Как производятся измерения

  • запускается двигатель, прогревается до средней температуры (75-90С);
  • снимаются все свечи (форсунки),
  • в их гнёзда (поочерёдно) вставляется компрессометр,
  • коленчатый вал с закреплённой на нём ЦПГ прокручивается стартером,
  • замеряется давление в камере сгорания (преимущественно на такте «сжатия» и «рабочего хода»),
  • данные сравниваются с нормативами.

Недостатки метода

Замеривание давления внутри цилиндров констатирует следствия, но не объясняет причин их возникновения.

Типичные причины снижения давления в цилиндрах

  1. Проблемы в клапанной системе:
    — изношенность втулок;
    — прогорание давящей оконечности поршня;
    — появление излишнего зазора между сёдлом и прилегающей к нему частью клапана.
  2. Дефекты в районе головки, сопряжённой с блоком Цилиндров (БЦ):
    — искривление геометрии плоскости, примыкающей к блоку;
    — повреждение или недостаточная затянутость прокладки.
  3. Поршневые кольца:
    — изнашивание,
    — поломка на мелкие фрагменты,
    — утрата гибкости («закоксовывание»).
  4. Внутренняя поверхность цилиндра:
    — выработка в рабочей зоне,
    — механические повреждения «зеркала» поломанными кольцами.

Вспомогательные методы оценки работоспособности ЦПГ

По расходу картерных газов

Показания снимаются индикаторными приборами типа КИ-13761.

Таким образом, оценивается работоспособность цилиндропоршневой группы. Причём — только ориентировочно, без выявления конкретных причин тех или иных дефектов.

Пневмотестирование

Определение локализации цилиндра, дающего сбои в работе:

  • выворачиваются свечи зажигания (или форсунки у дизеля);
  • поршни поочерёдно выставляются в верхнее и нижнее положение;
  • через уплотнитель внутрь полости компрессором закачивается воздух,
  • подача прекращается,
  • замеряется время, в течение которого давление падает; показатели сравниваются с нормой.

Определить степень изношенности ЦПГ с помощью пневматики нельзя.

Вакуумная диагностика

Для проведения вакуумного анализа применяется специальный анализатор, определяющий герметичность цилиндра.

Это прибор, который позволяет определить техническое состояние:

  • ЦПГ,
  • уплотнительных и маслосъёмных колец,
  • распределительной клапанной группы, обеспечивающей впусковой и выпускной моменты работы мотора.

Как пользоваться анализатором

  • прогреть мотор,
  • снять все свечи зажигания (или форсунки),
  • отключить разъёмы коммутатора,
  • стартером прокрутить несколько раз двигатель (выдуть грязь из всех цилиндров),
  • через переходное устройство, адаптированное под гнёзда свечей (форсунок), подключить анализатор,
  • замерить величину полного и остаточного вакуумного разрежения при стартерной прокрутке коленвала.

Что позволяет выяснить вакуумное разрежение

  1. Полное:
    — изношенность гильзы,
    — «притёртость» клапана к седлу;
  2. Остаточное разрежение:
    — эффективность маслосъёмных и компрессионных колец.

Ремонт ЦПГ производится после сопоставления показателей по всем диагностическим методикам. Уровень его может быть:

  • капитальным (в случае полного износа цилиндропоршневой группы),
  • частичным (например, просто замена колец).

Вакуумный метод на практике показал себя наиболее точным в диагностике работы мотора.

Технология капитального ремонта

Работа начинается с разборки всего двигателя.

Последовательность разборки

  1. Сливаются тосол, масло
  2. Отсоединяются:
    — выхлопные патрубки («штаны»);
    — термостат, радиатор, отопитель салона, помпа
  3. Отвинчиваются:
    — картер,
    — головка БЦ,
    — КПП,
    — Масляный насос и задняя крышка коленчатого вала,
    — шатуны с поршнями,
    — сам коленвал;
  4. Освобождаются шатуны (выбиваются пальцы из поршней).

Выявление дефектов

Износ ЦПГ определяется визуально, а также при посредстве микрометра. Наиболее частые изъяны:

  1. в кольцах:
    — поломка,
    — истончение (увеличен зазор в стыках);
  2. в поршнях:
    — прогар в верхней части,
    — поломка межколечных перегородок;
  3. на гильзе:
    — выработка,
    — механическое повреждение (от сломанных колец, осколков перегородок).

Устранение неполадок

Замена поршневой группы является главным, но не единственным звеном в капитальном ремонте двигателя. Её сопровождают:

  1. Расточка блока цилиндров под один из стандартных размеров (больший, чем предыдущий);
  2. Подборка комплектов:
    — ремонтных колец,
    — поршней с монтажными пальцами для шатунов ;
  3. Растачивание под ремонтный стандарт коленвала;
  4. Покупка соответствующих вкладышей.

Сборка ДВС осуществляется в порядке обратном разборке:

  1. Собирается поршневая группа:
    — поршни с шатунами,
    — надеваются маслосъёмные, затем компрессионные кольца (зазоры не должны совпадать);
  2. Поршни погружаются в цилиндры через специальное приспособление, вжимающее оба кольца в поршневые пазы;
  3. Устанавливается коленвал;
  4. Шатуны с вкладышами один за одним закрепляются на нём дугообразными накладками с болтами;
  5. Возвращаются на место:
    — головка блока (с обязательно новой прокладкой),
    — масляный насос, задняя крышка коленчатого вала,
    — коробка передач,
    — картер,
    — выхлопные и охладительные патрубки;
  6. Заливаются:
    — свежее масло (с установкой нового масляного фильтра),
    — тосол;
  7. Двигатель прокручивается вручную (толканием автомобиля) или кратковременным запуском стартера. При этом происходит смазывание трущихся поверхностей цилиндров, исключающее задиры от трения сухой ЦПГ.
  8. Вкручиваются свечи (форсунки);
  9. Выставляется зажигание.
  10. Запускается мотор.
  11. В режиме «холостого хода» выявляются:
    — равномерность работы поршневой группы,
    — наличие посторонних звуков (например, недостаточно притянутого впускного коллектора),
    — утечки масла через сальники и прокладки,
    — герметичность патрубков охладительной системы.

Отсутствие претензий по оценочным параметрам свидетельствует, что двигатель полностью исправен и готов к использованию.

Заключение

Критичный износ вашего двигателя зависит от многих обстоятельств. Основные из них:

  • превышение номинальной величины километража, установленного производителем;
  • запуск мотора в холодную погоду, особенно в мороз (снижение ресурса может достигать 1000 км на каждый пуск);
  • качество масла.

Последний пункт особенно важен. Засор ЦПГ продуктами отработки в применяемой смазке увеличивает изношенность двигателя.

Назначение качественных масел не только в устранении трения в соприкасающихся частях мотора, но и в продлении его эксплуатации при любых температурах.

Остаётся только добавить, что масло и масляные фильтры нужно менять своевременно.

Андрей Гончаров, Эксперт рубрики «Ремонт автомобилей»

Диагностика дизельного двигателя автомобиля: тонкости и нюансы

Дизельный двигатель является достаточно надежным и проверенным временем типом ДВС. Однако, как и любой другой сложный механизм, дизели также имеют ряд определенных проблем. Как правило, большинство распространенных неполадок связаны не с самим мотором, а с его топливной системой.

Также хорошо известно, что дизельный агрегат является более выносливым и «ходит» дольше бензиновых аналогов до капитального ремонта. При этом на ресурс дизельного двигателя сильно влияет именно топливоподающая аппаратура, которая определяет качество его работы и общий срок службы.

Далее мы поговорим о том, для чего нужна и что показывает диагностика дизельного двигателя, как часто и в каких случаях ее проводить, а также почему регулярная диагностика топливной системы дизельных двигателей позволяет значительно продлить жизнь такому мотору.

Проверка дизельного двигателя и его систем: на что обратить внимание

Итак, на начальном этапе или в комплексе с проведением диагностических процедур следует обращать особое внимание на признаки, которые могут точнее указать на характер неисправности.

Другими словами, необходимо точно зафиксировать, как проявляется проблема. Например, если дизельный двигатель плохо заводится, тогда возможными причинами могут оказаться:

  • изношенные элементы внутри ТНВД;
  • неверно выставленный угол опережения впрыска;
  • изношены распылители на дизельных форсунках;
  • снижение давления впрыска дизтоплива;
  • завоздушивание топливной системы;
  • топливо подается в малом объеме из-за проблем с регулятором;
  • происходят сбои в работе подкачивающего топливного насоса;
  • неполадки свечей накаливания;
  • горючее парафинизируется в системе;

Если заметно снижение мощности дизеля, тогда также необходимо обратить внимание на следующие возможные причины:

  • износ плунжерных пар ТНВД и/или регулятора давления;
  • неправильная регулировка топливного насоса;
  • ненастроенный угол опережения впрыска;
  • неполадки или износ распылителей на форсунках;
  • низкое давления впрыска дизтоплива (неисправности системы питания или засорение фильтров);
  • проблемы с подкачивающим насосом;
  • воздух в топливных магистралях или других элементах;

Также добавим, что высокий расход топлива, жесткая работа дизеля или троение, черный, белый, сероватый выхлоп, рывки, провалы при разгоне, высокие обороты холостого хода или плавающие обороты, солярка в масле и другие симптомы и признаки также часто указывают на:

  • неправильный угол опережения впрыска;
  • износ плунжерных пар насоса высокого давления;
  • загрязнение или повреждение форсунок и распылителей;
  • грязный воздушный и/или топливный фильтр;
  • завоздушивание системы топливоподачи;
  • ранний или поздний впрыск дизтоплива;
  • нарушение смесеобразования;
  • пробой прокладки ГБЦ;
  • сбои в работе клапанного механизма и фаз ГРМ;
  • низкую компрессию по цилиндрам;

Еще в процессе диагностики нужно проверить состояние «обратки», так как сливной топливопровод от насоса к топливному баку может быть забит. Параллельно проверяется и давление картерных газов, система EGR.

Диагностика топливных систем дизельных двигателей

Как видно, хотя в дизельном моторе вполне могут выйти из строя клапана ГРМ, поршни или кольца, большинство неисправностей дизеля связаны именно с системой питания.

По этой причине проверка узлов и элементов топливной системы является первостепенной задачей.

Изношенными могут оказаться и нагнетательные клапаны, а еще распространенной ситуацией является нарушение правильной регулировки ТНВД. Как правило, к таким неполадкам приводят тяжелые условия эксплуатации, нарушение или игнорирование базовых рекомендаций по обслуживанию двигателя, а также использование дизтоплива низкого качества.

Среди основных методов диагностики специалисты выделяют три:

  1. Визуальный осмотр и анализ шумов во время работы ДВС.
  2. Замеры определенных параметров (давление топлива и т.п.).
  3. Компьютерная диагностика дизельного двигателя.

В первом случае можно быстро выявить серьезные неисправности, которые приводят к явным сбоям в работе силовой установки. Если мастер опытный, тогда одного визуального осмотра будет достаточно для оценки состояния двигателя, ответственных узлов топливоподающей аппаратуры и т.д.

Будет полезно  Индекс скорости шин и нагрузки шины: расшифровка

Сделать выводы о состоянии ДВС позволяет воздушный фильтр, звук работы дизеля и ТНВД на ХХ и под нагрузкой, цвет выхлопных газов, внешний вид свечей накала и осмотр других элементов.

  • Во втором случае предполагается, что мастер локализовал проблему, однако необходимо более точное определение неполадки при помощи замеров ряда параметров, которые укажут на отклонения в работе той или иной системы или самого мотора.

Такая диагностика топливной системы дизельных двигателей и других узлов обычно проводится на машинах, где электронная диагностика при помощи сканеров невозможна (старый дизель с механическим ТНВД). В этом случае потребуется снять форсунки для их проверки, замерить компрессию, давления наддува, давление картерных газов, проверить фильтры, фазы газораспределения, установку приводных ремней, провести диагностику калильных свечей и т.д.

Например, замер компрессии в цилиндрах часто проводится, если дизель троит. Троение может указывать как на проблемы в системе питания, так и на неисправности в силовом агрегате. В ситуации, когда компрессия низкая, топливо не горит и цилиндр попросту не работает. Это значит, ремонтировать нужно не элементы топливоподачи, а сам двигатель.

  • Третий способ позволяет выявить сбои и поломки как в электронной системе управления двигателя (ЭСУД), так и целый ряд «механических» проблем. Компьютерная диагностика позволяет проверить работу датчиков и управляющей электроники, а также на основании анализа показаний от датчиков определить другие неисправности.

Что касается диагностики топливной аппаратуры дизельных двигателей, на начальном этапе производится анализ работы «электрической» части форсунок, также компьютерное сканирование определяет показатели температуры, производится замер параметров во время работы вакуумных устройств и т.д.

Далее все собранные показания оцениваются, после чего компьютер выводит данные об ошибках, что позволяет приступить к устранению обнаруженных дефектов. Главным плюсом такой диагностики является простота, скорость работы, а также отсутствие необходимости разбирать двигатель и проводить дополнительные манипуляции.

Советы и рекомендации

Как уже было сказано выше, срок службы дизельного мотора сильно зависит от качества работы системы питания. Нарушения и сбои в работе указной системы не только влияют на эксплуатационные характеристики, но и могут привести к быстрой поломке ДВС.

При этом важно понимать, что ремонт дизеля является достаточно дорогим по сравнению с аналогами на бензине. С учетом вышесказанного становится понятно, что диагностика топливной системы дизельного двигателя должна проводиться не только уже после появления неисправностей, но и в профилактических целях.

Дело в том, что обнаружение проблем на начальной стадии позволяет избежать более серьезных поломок и дорогого ремонта. Обычно незначительные неисправности топливной системы быстро прогрессируют, что приводит к ремонту дизельных форсунок и топливного насоса высокого давления.

На многих СТО и сервисах по обслуживанию и ремонту дизелей имеется необходимое диагностическое оборудование для дизельных двигателей (механотестер, сканер и т.д.), что позволяет быстро проверить дизельную систему питания, производительность ТНВД при частичных и полных нагрузках, замерить давление топлива.

Что в итоге

Итак, хорошо известно, что дизельные двигатели обладают достаточно высоким уровнем надежности. Если владелец регулярно обслуживает мотор и следит за состоянием ДВС, своевременно меняет расходники и оперативно устраняет неисправности, тогда риск неожиданного выхода агрегата из строя минимален.

Как правило, прекращение эксплуатации и незамедлительная диагностика необходимы в таких случаях:

  • когда дизельный мотор начал дымить;
  • возникли малейшие проблемы с запуском;
  • отмечена жесткая и шумная работа;
  • пропала тяга и мощность;
  • агрегат начал троить или работать неустойчиво;

Напоследок также отметим, что мелкие поломки дизеля также возможны, однако они зачастую не могут быстро и значительно повлиять на ресурс и общее состояние агрегата данного типа.

Например, частой неполадкой подобного рода является некорректная работа клапана ЕГР, загрязнение сажевого фильтра, снижение пропускной способности топливного фильтра и т.д. В таких случаях диагностика и последующий ремонт могут быть выполнены самим владельцем автомобиля в условиях гаража.

Завоздушивание топливной системы дизеля: признаки неисправности и диагностика. Как самостоятельно найти место подсоса воздуха, способы решения проблемы.

Черный цвет выхлопа дизельного двигателя. Сажа из выхлопной трубы дизеля, причины неполного сгорания топлива. Определение основных неисправностей.

Синий выхлоп дизельного мотора, неисправности и причины появления сизого выхлопа дизеля. Износ цилиндропоршневой группы, компрессия, подача дизтоплива.

Почему дизельный двигатель дымит белым выхлопом. Белый выхлоп дизеля “на холодную” и после прогрева мотора. Основные причины, диагностика неисправностей.

Появление стуков на разных режимах работы дизеля. Диагностика неисправностей. Характер стуков кривошипно-шатунного механизма, ГРМ, топливной аппаратуры.

Признаки неработающего цилиндра (троение и вибрации) дизельного двигателя. Поиск неисправности: компрессия, дизельные форсунки, свечи накала, ТНВД и другие.

Диагностика цилиндропоршневой группы бензиновых и дизельных двигателей

Диагностика цилиндропоршневой группы двигателя: быстро и достоверно определить неисправность в его работе. Правильно поставленный диагноз это даже не половина дела, во многих случаях постановка точного диагноза и есть львиная доля всего ремонта. Сам ремонт может состоять просто из замены «копеечного» датчика или, к примеру, восстановлении закисшего контакта и займет считанные минуты.

Главное разобраться в чем причина «болезни»: неисправность электрики или же виновато «железо» двигателя, в следствии его износа или загрязненности.

Электронные д иагностические комплексы (сканеры, мотор-тестреры) позволяют эффективно выявлять неисправность в следующих системах:

Система зажигания
  • Определение состояния свечей и свечных проводов (нагары, обрывы, пробои)
  • Определение режимов работы и неисправностей катушки зажигания (между витковые замыкания, контроль правильности подключения, пробой)
  • Диагностика датчиков системы зажигания (индуктивный, холла)
  • Определение углов опережения зажигания (без стробоскопа)
Система топливной подачи
  • Электрическая проверка топливных форсунок (между витковые замыкания обмоток форсунок, длительность фазы впрыска и т.д.)
  • Проверка работы датчиков температуры, положения дроссельной заслонки, датчика кислорода, датчика массового расхода воздуха и т. д.
  • Проверка работы исполнительных механизмов (регулятора холостого хода и т.д.)
Система газораспределения
  • Оценка относительной компрессии по цилиндрам в режиме стартерной прокрутки
  • Измерение компрессии в динамике (на работающем двигателе) и в режиме прокрутки
  • Определение правильности установки ремня ГРМ
  • Контроль работы клапанов
Система питания и зарядки
  • Проверка работы генератора и системы зарядки аккумулятора

В самом деле, сканер, мотортестер или газоанализатор не могут помочь мотористу определить состояние и степень изношенности цилиндропоршневой группы (ЦПГ) двигателя, дать ему объективную картину качества проведенного ремонта или же снабдить мастера информацией, позволяющей спрогнозировать остаточный ресурс ЦПГ.

Способы диагностики ЦПГ

Замер компрессии по цилиндрам — самый распространенный из диагностирования двигателя. Конечно, ни один моторист не обходится без старого, доброго компрессометра. Информация, получаемая с помощью этого нехитрого прибора, безусловно, важна и необходима, но все-таки недостаточна для выявления причин, вызывающих отклонения величины компрессии в цилиндрах от номинальных значений.

Недостатки компрессометра известны, у прибора большая погрешность (до 10%). Кроме того, его нетрудно обмануть: масло, которое остается на стенках цилиндра при изношенном скребке маслосъемного кольца, уплотняет компрессионные кольца, а излишнее количество топлива размывает масляный клин, уменьшая величину компрессии. В таких случаях показания прибора могут не совпадать с реальностью.

Также, на показатели компрессии влияют пусковые обороты коленчатого вала и температура двигателя. При разряженном (севшем) аккумуляторе, потеря компрессии составляет в среднем 1-1,5 атм. Кроме того, на показатели компрессии изношенной ЦПГ сильное влияние будут оказывать такие факторы, как сопротивление во впускном патрубке, температура масла, паразитный объем переходного устройства (ПУ) и т.д.

Вот два типовых примера: компрессия в карбюраторном двигателе с большим пробегом составила 11-12 атм, что соответствует норме нового двигателя. В то же время расход масла на угар превысил 1.2-2,0кг на 1000 км пробега. В другом примере двигатель машины с малым пробегом имел компрессию около 7 атм вследствие неисправности системы топливоподачи – в цилиндры поступало большое количество топлива, которое смывало масло со стенок цилиндров.

Недостаток диагностической информации влечет неоправданные потери времени, следовательно, снижает прибыльность авторемонтной мастерской. Нередко случается, что из-за «закоксовывания» колец или неплотного прилегания клапана двигатель разбирают целиком, не сумев определить причину нарушения его нормальной работы. Хотя достаточно заменить маслосъемные колпачки или попробовать «размочить» кольца специальными присадками.

Оценка состояния ЦПГ по расходу картерных газов имеет недостаточную точность, обусловленную влиянием утечек газов через сальниковые уплотнения. Свести к минимуму влияние утечек возможно лишь при принудительном отсасывании газов из картера, для обеспечения в нем атмосферного давления при измерении расхода, что весьма трудоемко. На показания индикатора влияет также уровень вибрации ДВС.

Кроме того, данный метод не позволяет отдельный неисправный цилиндр и, тем более, определить первопричины снижения работоспособности ЦПГ, а к утечкам через клапан вообще нечувствителен. По этим причинам устройства оценивающие состояние ЦПГ по расходу картерных газов вполне справедливо были названы индикаторами.

Диагностика «пневмотестером» (определение величины утечек через камеру сгорания) позволяет выявлять конкретный неисправный цилиндр. Поршень проверяемого цилиндра, выставляется при медленном прокручивании коленвала на рабочий такт сжатия или расширения (при полностью закрытых клапанах). В цилиндр подается сжатый воздух и по разнице давления на входе и внутри камеры сгорания оценивается пневмоплотность. Данный метод может быть реализован только в стационарных условиях при наличии источника сжатого воздуха (компрессора) и подъемника.

Недостатки метода:

В-первых: необходимо выставить поршень хотя бы в две позиции – на середине и в конце такта сжатия. Технически проделать эту операцию довольно сложно, особенно если двигатель оснащен АКПП, такой автомобиль уже просто вперед-назад не толкнешь, потребуется подъемник.

Во-вторых: при проверке последних цилиндров мы получим худшие результаты, вследствие утечки к моменту проверки части масла с поверхности гильзы в картер.

В-третьих: достоверно можно оценить только утечки через клапана. О текущем состоянии колец или износе гильзы этот метод достоверно не указывает.

В-четвертых: этот метод довольно трудозатратен, так как диагностика каждого цилиндра занимает довольно много времени.

Будет полезно  Как подключить усилитель к магнитоле: схема подключения и особенности

Вывод: многие методы диагностирования цилиндропоршневой группы дают очень скудную информацию!

ВАКУУМНЫЙ МЕТОД ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ ЦИЛИНДРО-ПОРШНЕВОЙ ГРУППЫ И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА ПРИБОРОМ АГЦ или АПЦ

С помощью Анализатора Герметичности Цилиндров (АГЦ) или Анализатора Пневмоплотности Цилидров (АПЦ) возможно достоверно точно (без разборки двигателя) оценить по отдельности техническое состояние всего клапанного механизма, гильзы цилиндра, компрессионных и маслосъемных колец.

Диагностика этим прибором не отличается от замера компрессии. Все измерения проводятся в процессе «прокрутки» двигателя стартером или пусковым устройством через свечные или форсуночные отверстия. Преимущества АГЦ — в простоте процесса диагностики и одновременно в высокой информативности результатов измерения. Достоинства прибора в том, что не важно в каком состоянии аккумуляторная батарея, ее состояние не скажется на качестве диагностики. Нет необходимости знать номинальную величину компрессии для каждого двигателя, чтобы сравнить ее с результатами диагностики. Необходимо знать только марку топлива, на котором ездит данный автомобиль.

Диагностируемые параметры сверяются по диагностическим диаграммам для данного вида топлива, и происходит оценка состояния ЦПГ. Разработаны диагностические диаграммы для АИ-76-80, АИ-92-95-98, и дизельного топлива. А если автомобиль чередует работу на бензине и газе, то следует применять диаграмму для данной марки бензина.

За счет своевременного выявления дефектов составных элементов ЦПГ Анализатор герметичности цилиндров (АГЦ) позволяет избежать необоснованного проведения ремонта ЦПГ, полнее использовать ресурс двигателя, качественно проводить регламентные работы. Работа с АГЦ не требует специальной технической подготовки, анализатор вполне по силам как диагностам со стажем, так и начинающим. Комплектация прибора АГЦ описана в статье: «Анализатор Герметичности Цилиндров (АГЦ)». АПЦ это бензиновый вариант прибора АГЦ (им можно диагностировать только бензмновые ДВС в силу его конструкции).

ПРИНЦИП ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ПРИБОРОМ АГЦ и АПЦ

Наличие в АГЦ двух оригинальных клапанов позволяет при «прокрутке» двигателя стартером измерить с помощью вакууметра два значимых параметра: Р1 и Р2. Тут требуются пояснения. Замер значения полного вакуума (Р1) производится в надпоршневом пространстве во время такта впуска через вакуумный клапан.

Перед измерением, во время предыдущего такта сжатия через редукционный клапан низкого давления (0,01 бар) происходит продувка цилиндра. Полученное значение полного вакуума позволяет оценить износ стенки цилиндра (гильзы) и плотность в сопряжении клапана и седла.

Однако параметр Р1 не дает возможности оценить состояние поршневых колец; наличие масляного «клина» позволяет сохранить достаточно высокий вакуум в надпоршневом пространстве. Степень изношенности поршневых колец оценивается путем измерения второго параметра — остаточного вакуума (Р2).

Для измерения его величины надпоршневой объем изолируется перекрытием редукционного клапана. При этом во время такта сжатия давление повышается до максимального значения (величина компрессии) и часть сжимаемого воздуха «прорывается» через зазоры в сопряжениях поршневых колец в картер двигателя.

Измерение значения разрежения при расширении в этом случае (опять-таки через вакуумный клапан) позволяет определить остаточный вакуум (Р2), величина которого пропорциональна потерям компрессии при утечке воздуха. При нормальном состоянии колец значение величины Р2 крайне невелико и существенно возрастает при их износе, поломке или закоксовывании.

Легко проверить и газораспределительный механизм. Если клапан неплотно сидит в седле, точно определить причину разности Р1 и Р2 затруднительно. Но если на нем трещина, скол или прогар, Р1 резко уменьшается и лишнее масло или несгоревшее топливо уже не в состоянии закрыть щель.

Сверка результатов замеров полного вакуума (Р1) и остаточного вакуума (Р2) с диаграммой состояния ЦПГ для данного вида топлива и дает оценку о состоянии ЦПГ.

ПОРЯДОК ДИАГНОСТИРОВАНИЯ АНАЛИЗАТОРОМ АГЦ и АПЦ

  1. Прогрейте двигатель до температуры 80°С – 85°С;
  2. Выкрутите свечи (форсунки) из всех цилиндров;
  3. Отключите катушку зажигания (коммутатор). На дизельных двигателях необходимо отжать рейку топливного насоса (перекрыть подачу топлива);
  4. Прокрутите двигатель пусковым устройством 3 – 5 секунд, чтобы выдуло всю грязь из камеры сгорания.
  5. Присоедините переходное устройство (ПУ) к свечному (форсуночному) отверстию и подключите к нему прибор.
    При диагностировании дизельных двигателей прибор необходимо подключать к имитатору форсунки. Подключение АГЦ вместо свечи накаливания не даст достоверного замера величины полного вакуума (Р1).
  6. Замер полного вакуума (Р1):

Присоедините АГЦ к свечному (форсуночному) отверстию. Полностью выкрутите и уберите заглушку. Включите пусковое устройство для вращения коленчатого вала на 3-4 с. Зафиксируйте величину (-Р1) полного вакуума. Измерения в остальных цилиндрах проводятся аналогично. Запишите показание вакууметра и нажатием на кнопку клапана сброса удалите замер Р1.

7. Замер остаточного вакуума (Р2):

Перекройте редукционный клапан заглушкой, закрутив ее до упора, чтобы уплотнительное кольцо заглушки плотно прилегало к крышке редукционного клапана. Присоедините АГЦ к свечному (форсуночному) отверстию. Включите пусковое устройство для вращения коленчатого вала в течение 5-8 секунд, при этом в течении прокрута необходимо три раза нажимать кнопку сброса, после фиксации вакууметром параметра Р2. В первый раз параметр остаточного вакуума будет неверный (т.к. неизвестно в каком положении находился поршень в начале прокрута), второй и третий раз показания вакууметра должны совпадать. Это и есть величина остаточного вакуума (Р2). Зафиксируйте величину Р2 остаточного вакуума. Измерения в остальных цилиндрах производятся аналогично.

8. Проведите анализ состояния ЦПГ по диаграмме состояния, соответствующей данному типу топлива, на котором работает двигатель.

Цилиндр и поршень: что нужно знать об этих деталях и как продлить срок их службы?

Смотрите также

Цилиндр и поршень – ключевые детали любого ДВС. В замкнутой полости цилиндро-поршневой группы (ЦПГ) происходит сгорание топливно-воздушной смеси. Газы, образующиеся при этом, воздействуют на поршень – он начинает двигаться и заставляет вращаться коленчатый вал.

Цилиндр и поршень обеспечивают оптимальный режим работы двигателя в любых условиях эксплуатации автомобиля.

Рассмотрим эту пару подробнее: конструкцию, функции, условия работы, возможные проблемы при эксплуатации элементов ЦПГ и пути их решения.

Принцип работы цилиндро-поршневой группы

Современные двигатели внутреннего сгорания оснащены блоками, в которые входят от 1 до 16 цилиндров – чем их больше, тем мощнее ДВС.

Внутренняя часть каждого цилиндра – гильза – является его рабочей поверхностью. Внешняя – рубашка – составляет единое целое с корпусом блока. Рубашка имеет множество каналов, по которым циркулирует охлаждающая жидкость.

Внутри цилиндра находится поршень. В результате давления газов, выделяющихся в процессе сгорания топливно-воздушной смеси, он совершает возвратно-поступательное движения и передает усилия на шатун. Кроме того, поршень выполняет функцию герметизации камеры сгорания и отводит от нее излишки тепла.

Поршень включает следующие конструктивные элементы:

  • Головку (днище)
  • Поршневые кольца (компрессионные и маслосъемные)
  • Направляющую часть (юбку)

Бензиновые двигатели оснащены достаточно простыми в изготовлении поршнями с плоской головкой. Некоторые модели имеют канавки, способствующие максимальному открытию клапанов. Поршни дизельных ДВС отличаются наличием на днищах выемок – благодаря им воздух, поступающий в цилиндр, лучше перемешивается с топливом.

Кольца, установленные в специальные канавки на поршне, обеспечивают плотность и герметичность его соединения с цилиндром. В двигателях разного типа и предназначения количество и расположение колец могут отличаться.

Чаще всего поршень содержит два компрессионных и одно маслосъемное кольцо.

Компрессионные (уплотняющие) кольца могут иметь трапециевидную, бочкообразную или коническую форму. Они служат для минимизации попадания газов в картер двигателя, а также отведения тепла от головки поршня к стенкам цилиндра.

Верхнее компрессионное кольцо, которое изнашивается быстрее всех, обычно обработано методом пористого хромирования или напылением молибдена. Благодаря этому оно лучше удерживает смазочный материал и меньше повреждается. Остальные уплотняющие кольца для лучшей приработки к цилиндрам покрывают слоем олова.

С помощью маслосъемного кольца поршень, совершающий возвратно-поступательные движения в гильзе, собирает с ее стенок излишки масла, которые не должны попасть в камеру сгорания. Через дренажные отверстия поршень «забирает» масло внутрь, а затем отводит его в картер двигателя.

Направляющая часть поршня (юбка) обычно имеет конусную или бочкообразную форму – это позволяет компенсировать неравномерное расширение поршня при высоких рабочих температурах. На юбке расположено отверстие двумя выступами (бобышками) – в нем крепится поршневой палец, служащий для соединения поршня с шатуном.

Палец представляет собой деталь трубчатой формы, которая может либо закрепляться в бобышках поршня или головке шатуна, либо свободно вращаться и в бобышках, и в головке (плавающие пальцы).

Поршень с коленчатым валом соединяется шатуном. Его верхняя головка движется возвратно-поступательно, нижняя вращается вместе с шатунной шейкой коленвала, а стержень совершает сложные колебательные движения. Шатун в процессе работы подвергается высоким нагрузкам – сжатию, изгибу и растяжению – поэтому его производят из прочных, жестких, но в то же время легких (в целях уменьшения сил инерции) материалов.

Конструкционные материалы деталей ЦПГ

Сегодня цилиндры и поршни двигателя чаще всего производят из алюминия или стали с различными присадками. Иногда для внешней части блока цилиндров используют алюминий, имеющий небольшой вес, а для гильзы, контактирующей с движущимся поршнем, – более прочную сталь.

В отличие от чугуна, который применялся ранее для изготовления деталей ЦПГ, внедрение алюминия – намного более легкого, но износостойкого материала – стало толчком к появлению мощных и высокооборотистых двигателей.

Современные автомобили, особенно с дизельными ДВС, все чаще оснащаются сборными поршнями из стали. Они имеют меньшую компрессионную высоту, чем алюминиевые, поэтому позволяют использовать удлиненные шатуны. В результате боковые нагрузки в паре «поршень-цилиндр» существенно снижаются.

Из специального высокопрочного чугуна с легирующими добавками (молибденом, хромом, вольфрамом, никелем) производятся сегодня поршневые кольца – части ЦПГ, которые наиболее подвержены износу и деформациям.

Значительные механические и тепловые циклические нагрузки отрицательно сказываются на работоспособности элементов цилиндро-поршневой группы. В то же время от их состояния напрямую зависит стабильная компрессия двигателя, обеспечивающая его уверенный холодный и горячий запуск, мощность, экологичность и другие эксплуатационные показатели.

Именно поэтому для изготовления поршней и других деталей ЦПГ применяются материалы, обладающие высокой механической прочностью, хорошей теплопроводностью, незначительным коэффициентом линейного расширения, отличными антифрикционными и антикоррозионными свойствами.

В целях снижения потерь на трение производители поршней покрывают их боковую поверхность специальными антифрикционными составами на основе твердых смазочных частиц: графита или дисульфида молибдена. Однако со временем заводское покрытие разрушается, поршни снова испытывают высокие нагрузки, под влиянием которых изнашиваются и выходят из строя.

Одним из самых эффективных антифрикционных покрытий поршней является MODENGY Для деталей ДВС.

Состав на основе сразу двух твердых смазок – высокоочищенного дисульфида молибдена и поляризованного графита – применяется для первоначальной обработки юбок поршней или восстановления старого заводского покрытия.

MODENGY Для деталей ДВС имеет практичную аэрозольную упаковку с оптимально настроенными параметрами распыления, поэтому наносится на юбки поршней легко, быстро и равномерно.

На поверхности покрытие создает долговечную сухую защитную пленку, которая снижает износ деталей и препятствует появлению задиров.

MODENGY Для деталей ДВС полимеризуется при комнатной температуре, не требуя дополнительного оборудования.

Для подготовки поверхностей перед нанесением покрытия их необходимо обработать Специальным очистителем-активатором MODENGY. Только в таком случае производитель гарантирует прочное сцепление состава с основой и долгий срок службы готового покрытия. Оба средства входят в Набор для нанесения антифрикционного покрытия на детали ДВС

Методы охлаждения и смазывания цилиндро-поршневой группы

В каждом цикле работы двигателя при температуре, достигающей +2000 °С, сгорает большое количество топливно-воздушной смеси. При этом все детали цилиндро-поршневой группы испытывают экстремальные температурные воздействия, поэтому нуждаются в эффективном охлаждении – воздушном или жидкостном.

Наружная поверхность цилиндров ДВС с воздушным охлаждением покрыта множеством ребер, которые обдувает встречный или искусственно созданный воздухозаборниками воздух.

При водяном охлаждении жидкость, циркулирующая в толще блока, омывает нагретые цилиндры, забирая таким образом излишек тепла. Затем жидкость попадает в радиатор, где охлаждается и вновь подается к цилиндрам.

Второй по важности момент после отвода тепла – система смазки цилиндров. Без нее поршни рано или поздно подвергаются заклиниванию, что может привести к поломке двигателя.

Для того чтобы масляная пленка дольше удерживалась на внутренних поверхностях цилиндров, их подвергают хонингованию, т.е. нанесению специальной микросетки. Стабильность слоя масла гарантирует не только максимально низкое трение в паре «поршень-цилиндр», но и способствует отведению лишнего тепла из ЦПГ.

Неисправности ЦПГ и их диагностика

Даже грамотная эксплуатация автомобиля не гарантирует, что со временем не возникнет проблем с его цилиндро-поршневой группой.

О неисправностях деталей ЦПГ свидетельствует увеличение расхода масла, ухудшение пусковых качеств двигателя, снижение его мощности, появление каких-либо посторонних шумов при работе. Эти моменты нельзя игнорировать, так как стоимость ремонта цилиндро-поршневой группы иногда равна стоимости автомобиля в целом.

Под влиянием очень высоких нагрузок и температур:

  • На рабочих поверхностях цилиндров появляются трещины, сколы, пробоины
  • Посадочные места под гильзу деформируются
  • Днища поршней оплавляются и прогорают
  • Поршневые кольца разрушаются, закоксовываются, залегают
  • На теле поршней возникают различные деформации
  • Зазоры между поршнем и цилиндром сужаются, вследствие чего на юбках появляются задиры
  • Наблюдается общий износ цилиндров и поршней

Перечисленные неисправности цилиндро-поршневой группы неизбежны при перегреве двигателя. Он может возникнуть из-за нарушения герметичности системы охлаждения, отказа термостата или помпы, сбоев в работе вентилятора охлаждения радиатора, поломки самого радиатора или его датчика.

Точно определить состояние цилиндров и поршней можно с помощью специализированной диагностики самой ЦПГ (при полной разборке двигателя) или других автомобильных систем (например, воздушного фильтра).

В ходе сервисных работ измеряется компрессия в цилиндрах ДВС, берутся пробы картерного масла и пр. – все это помогает оценить исправность работы цилиндро-поршневой группы.

Ремонт цилиндро-поршневой группы двигателя включает замену маслосъемных и компрессионных колец, установку новых поршней, шатунов, восстановление (расточку) цилиндров.

Степень износа последних определяется с помощью индикаторного нутрометра. Трещины и сколы на стенках устраняются эпоксидными пастами или путем сварки.

Новые поршни – с нужным диаметром и массой – подбирают к гильзам, а поршневые пальцы – к поршням и втулкам верхних головок шатунов. Шатуны предварительно проверяют и при необходимости восстанавливают.

Как продлить ресурс ЦПГ?

Ресурс цилиндро-поршневой группы зависит от типа двигателя, режима его эксплуатации, регулярности обслуживания и многих других факторов. Срок службы ЦПГ отечественных автомобилей, как правило, меньше, чем у иномарок: около 200 тыс. км против 500 тыс.

Для того, чтобы детали ЦПГ вырабатывала свой ресурс полностью, рекомендуется:

  • Использовать моторное масло, рекомендованное автопроизводителем
  • Осуществлять замену масла и охлаждающей жидкости строго по регламенту
  • Следить за температурным режимом работы двигателя, не допуская его перегрева и холодного запуска
  • Регулярно проводить диагностику автомобиля
  • Применять для обслуживания автокомпонентов специальные средства, которые могут защитить их от усиленного износа и максимально продлить срок службы

Присоединяйтесь

© 2004 – 2020 ООО “АТФ”. Все авторские права защищены. ООО “АТФ” является зарегистрированной торговой маркой.

VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум – 2015

МЕТОДЫ ДИАГНОСТИКИ СОСТОЯНИЯ ДИАГНОСТИКИ СОСТОЯНИЯ ЦИЛИНДРО-ПОРШНЕВОЙ ГРУППЫ

Цилиндропоршневая группа двигателя работает в наиболее тяжелых условиях: газовая среда, высокая температура, большие циклические нагрузки. При этом происходит интенсивный износ поршневых колец и поверхности тела цилиндра, что естественно приводит к изменению условий воспламенения в надпоршневом пространстве и влияет на работу большинства систем двигателя.

Вследствие износа, падает компрессия в цилиндрах и двигатель теряет мощность, хуже запускается, увеличивается расход масла и топлива материалов, а за машиной стелется густой шлейф сизого дыма, загрязняя атмосферу.

Для оценки текущего состояния цилиндропоршневой группы двигателя применяют четыре метода “механической” диагностики:

Замер компрессии является самым распространенным методом диагностирования цилиндро-поршневой группы по давлению сжатия (компрессии) в цилиндрах двигателя. Для этого используют, компрессометры различных конструкций, в том числе универсальный компрессометр КИ-861 (для дизельных и карбюраторных двигателей). Прибор представляет собой стержень с внутренним каналом. В верхней части стержня закреплен манометр, а нижняя часть заканчивается резиновым наконечником для подсоединения к форсуночным отверстиям двигателя.

Измерение давления сжатия производят на прогретом двигателе. Снимают все форсунки и двигатель прокручивают пусковым двигателем или стартером. В период прокручивания двигателя компрессометр устанавливают поочередно на все цилиндры в форсуночные отверстия и измеряют максимальное давление воздуха на такте сжатия.

Один этот прибор (компрессометр) не в состоянии оценить истинное состояние в ЦПГ двигателя. Ведь снижение давления сжатия может быть вызвано не только износом гильз цилиндров, поршней, компрессионных колец, но и другими разнообразными причинами, основные из которых:

нарушение тепловых зазоров в клапанном механизме;

износ направляющих втулок клапанов;

прогорание клапана или поршня;

негерметичность впускных и выпускных клапанов;

дефекты прокладки ГБЦ;

закоксовывание поршневых колец, их поломка и.т.д.

Оценка состояния ЦПГ по расходу картерных газов. Этот метод имеет недостаточную точность, обусловленную влиянием утечек газов через сальниковые уплотнения. Свести к минимуму влияние утечек возможно лишь при принудительном отсасывании газов из картера для обеспечения в нем атмосферного давления при измерении расхода, что весьма трудоемко. На показания индикатора влияет также уровень вибрации ДВС.

Кроме того, данный метод не позволяет выявить отдельный неисправный цилиндр и, тем более, определить первопричины снижения работоспособности ЦПГ, а к утечкам через клапан вообще нечувствителен. По этим причинам устройство КИ-13761 вполне справедливо было названо индикатором.

Диагностика ЦПГ при помощи пневмотестера (пневмокалибратора), позволяет оценить величину утечек из камеры сгорания при полностью закрытых клапанах.

Этот метод позволяет выявлять конкретный неисправный цилиндр. Поршень проверяемого цилиндра, выставляется при медленном прокручивании коленвала на рабочий такт сжатия или расширения (при перекрытых клапанах). В цилиндр подается сжатый воздух и по времени падения давления оценивается пневмоплотность цилиндра. Данный метод может быть реализован только в стационарных условиях при наличии источника сжатого воздуха (компрессора).

Недостатки метода: необходимо выставить поршень хотя бы в две позиции – на середине и в конце такта сжатия. Технически проделать эту операцию довольно сложно, особенно если двигатель оснащен АКПП. Во-вторых, при проверке последних цилиндров мы получим худшие результаты, в следствие утечки к моменту проверки части масла в картер. В-третьих, достоверно можно оценить только утечки в клапанах по повышенной интенсивности падения давления и наличию “свиста” во впускном или выпускном коллекторах. О состоянии колец или износе гильзы этот метод достоверно не указывает.

Диагностика “пневмотестером” (определение величины утечек через камеру сгорания) позволяет выявлять конкретный неисправный цилиндр. Поршень проверяемого цилиндра, выставляется при медленном прокручивании коленвала на рабочий такт сжатия или расширения (при полностью закрытых клапанах). В цилиндр подается сжатый воздух и по разнице давления на входе и внутри камеры сгорания оценивается пневмоплотность. Данный метод может быть реализован только в стационарных условиях при наличии источника сжатого воздуха (компрессора) и подъемника.

Необходимо выставить поршень хотя бы в две позиции – на середине и в конце такта сжатия. Технически проделать эту операцию довольно сложно, особенно если двигатель оснащен АКПП, такой автомобиль уже просто вперед-назад не потолкаешь, потребуется подъемник.

При проверке последних цилиндров мы получим худшие результаты, вследствие утечки к моменту проверки части масла с поверхности гильзы в картер.

Достоверно можно оценить только утечки через клапана. О текущем состоянии колец или износе гильзы этот метод достоверно не указывает.

Этот метод довольно трудозатратен, так как диагностика каждого цилиндра занимает довольно много времени.

Все рассмотренные выше методы диагностирования цилиндро-поршневой группы обладают разной чувствительностью. Большей чувствительностью обладают методы измерения утечки сжатого воздуха и прорыва газов в картер.

Двигатель внутреннего сгорания. Часть 2. «Ремонт двигателя внутреннего сгорания. Диагностика.» Учебное пособие. Некоммерческое образовательное учреждение «Русская техническая школа»

Суранов Г. И. Снижение износа деталей машин. Ухта Ухт. индустр. ин-т 1999.- 224 с.

Источники:

http://krutimotor.ru/diagnostika-dizelnogo-dvigatelya/

http://www.edial.ru/articles/engine-troubleshooting/

http://atf.ru/articles/materialy_dlya_avtotekhniki/tsilindr-i-porshen-chto-nuzhno-znat-ob-etikh-detalyakh-i-kak-prodlit-srok-ikh-sluzhby/

http://scienceforum.ru/2015/1039/9160

http://krutimotor.ru/diagnostika-remont-mehanicheskoj-korobki-avtomobilya-mkpp/

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector