Неисправности и диагностирование кривошипно-шатунного механизма

Поршни при сгорании топливно-воздушной смеси в двигателе под воздействием газов совершают возвратно-поступательное движение. Такое движение необходимо преобразовать в крутящий момент. С этой целью в конструкции автомобиля предусмотрен кривошипно-шатунный механизм (КШМ) с шарнирным креплением к поршням и коленчатому валу. Для устранения возникающих в КШМ неисправностей нужно выполнить полную разборку ДВС.

Основные неисправности КШМ

Основная причина неисправностей заключается в износе деталей из-за возникающего между ними трения:

• Высокая выработка металла приводит к появлению люфта, возникновению перекоса и заклиниванию поршня внутри цилиндра. Как результат, происходит залегание поршневых колец.
• Износ приводит к появлению плавающего расстояния (вместо штатного фиксированного) между коленчатым валом и поршнями, что меняет характеристики крутящего момента.
• Стачивание поверхности поршня или зеркала цилиндра из-за выработки поршневой группы.
• Возникновение ударных нагрузок на вал по причине износа подшипников (сточились коренные или шатунные вкладыши).

Неисправности возникают преимущественно из-за нарушения сроков проведения планового технического осмотра, работы двигателя автомобиля под длительными нагрузками, использования смазки низкого качества, выработки ресурса привода.

Залегание поршневых колец

Обнаружить это можно по следующим признакам:

• двигатель начал работать с перебоями;
• уровень смазки в картере постоянно снижается;
• цвет выхлопных газов приобретает синий оттенок.

Для устранения подобной неисправности потребуется полная разборка ДВС. Работу должен выполнять квалифицированный мастер, в домашних условиях выполнить ремонт нельзя.

Износ поршней и пальцев

Установить неисправность можно по следующим признакам:

• Износ пальцев сопровождается появлением звонкого стука в верхней части блока цилиндров. Стук не зависит от режима работы двигателя, исчезает при выкручивании свечи и усиливается при увеличении оборотов.
• Износ поршней определяют по появлению звонкого стука на холостом ходу (стук пропадает после прогрева двигателя), окрашиванию выхлопных газов в синий цвет.

Установленные в ходе диагностики неисправности КШМ требуют проведения капитального ремонта двигателя.

Износ шатунного или коренного подшипника

Определить износ можно по следующим признакам:

• Появление глухого и плавающего стука в средней части блока цилиндров, недостаточное давление смазки (загорается сигнальная лампа) говорят об износе подшипника шатуна.
• Появление глухого стука в нижней части блока цилиндров, низкое давление масла (горит сигнальная лампа) сообщают об износе коренного подшипника.

Устранить подобные неисправности можно только проведением капремонта двигателя.

Диагностика КШМ

Перечисленные выше признаки лишь сообщают о неисправности КШМ. Это сигнал о необходимости поехать в автосервис для проведения диагностики опытными мастерами-диагностами. В распоряжении таких мастеров имеется необходимая техническая документация, знание допусков и размеров, современное диагностическое оборудование.

Предварительная диагностика

Первый этап диагностики кривошипно-шатунного механизма заключается в определении стуков и шумов внутри блока цилиндров. Эта технологическая операция необходима, так как ремонт КШМ стоит весьма недешево и надо точно определиться в целесообразности его проведения в рамках капремонта.

Диагностика выполняется с помощью стетоскопа (модификацию выбирает СТО) следующим образом:

• Стетоскопом «прослушивается» блок цилиндров на разных уровнях. Для этого стетоскоп прикладывают к стенкам БЦ в рабочей зоне кривошипных и шатунных подшипников.
• Выполняется прогрев ДВС до температуры охлаждающей жидкости в пределах 75-80 °С.
• Выполняется увеличение числа оборотов в режиме плавно – резко.
• Выполняется прослушивание стуков. Стуки появляются при зазоре ≥ 0,1 мм, услышать такой стук сможет только опытный мастер.

Расскажем о нюансах звучания таких стуков:

• щелкающие стуки возникают на холодном двигателе при ударе поршня о цилиндр;
• при резком возрастании оборотов металлический стук появляется из-за поршневого пальца, в некоторых случаях причиной может быт опережение угла зажигания;
• стуки низкой тональности возникают из-за коренных подшипников;
• более резкие звуки связаны с проблемой шатунных подшипников.

Примечание: подобная предварительная диагностика необходима мастеру, чтобы гарантированно убедиться в целесообразности разборки двигателя и замены расходных материалов.

Измерение суммарных зазоров в сопряжениях

Зазоры в КШМ определяют, например, с помощью установки КИ-13907 и прибора КИ-11140. Снятие картера и запуск двигателя не предусмотрены. Измерение производится в головках шатуна суммарно:

• поршень устанавливается в ВМТ;
• стопориться коленчатый вал с фиксацией на месте форсунки;
• шток зажимается винтом в положении натяга в дно поршня;
• компрессор подсоединяется к штуцеру для создания вакуума -0,06МПа и такого же давления;
• показания индикатора стабилизуются после 2-3 циклов подачи давления/вакуума;
• выполняется настройка индикатора на отметку «0» в надпоршневом пространстве при давлении;
• выполняется подача отрицательного давления.

Примечание: определение среднего значения производят по результатам трижды измеренных суммарных зазоров, затем сравнивают с допустимой нормой эксплуатации, указанной в таблицах.

Определение объема прорывающегося в карте газа

Эксплуатация кривошипно-шатунного механизма двигателя недопустима при обнаружении большого количества прорывающихся в картер газов. Диагностика выполняется, например, прибором КИ-4887-11:

• подключение газорасходомера выполняют в полость картера и к глушителю или вакуумной установке;
• выполняют запуск двигателя в режим «под нагрузкой»;
• количество прорывающихся газов изменяют показания прибора на эту величину в единицу времени.

Расход зависит от степени износа двигателя и может достигать 120 л/мин. Это потребует выполнения дополнительной регулировки расходомера. После отсоединения системы вентилирования картера все отверстия закрывают заглушками или пробками.

Измерение давления масла

Сборка КШМ считается пригодной к дальнейшей эксплуатации при давлении масла, соответствующим норме. Измерения выполняют, например, с помощью прибора КИ-5472 (в состав входят манометр и рукав):

• с маслофильтра удаляют штатный манометр;
• выполняется замена на манометр прибора;
• двигатель запускают и прогревают до температуры 80 °С;
• на холостом ходу фиксируют значение магистрального давления.

Необходимое для проведения диагностики время можно сократить из-за очень простого устройства системы смазки и прибора КИ.

Нормой для двигателей карбюраторного типа считается компрессия в пределах 0,7МПа. Мастер-диагност выполняет измерение компрессии и прогретого двигателя, потому что разница показаний по цилиндрам не должна превышать 0,1 МПа.