Выездная диагностика от 1000 рублей!

Двигатели подвержены износу в процессе эксплуатации и требуют ремонта или замены деталей через определенное время. Износ двигателя в основном проявляется в не герметичности поршневых колец, клапанов и уплотнений цилиндров. Это приводит к снижению давления сжатия, ухудшению наполнения цилиндров, увеличению расхода масла, снижению разрежения во впускном трубопроводе и мощности, увеличению расхода топлива, изменению объемного КПД, снижению крутящего момента и т. д. Поиск и устранение неисправностей проводится этапами:

- в первом этапе производятся комплексные мероприятия по определению технического состояния агрегата;

- во втором, техническое состояние по результатам определенных замеров;

- в третьем, поиск и определение самих неисправностей.

Поэтапно осуществляются следующие действия:

1-й этап – подготовительные мероприятия, при которых нельзя установить точный диагноз неравномерности работы двигателя, в нем определяются:

- уровни масла и охлаждающей жидкости в системе;

- надежность герметичности всей системы;

- правильность натяжения ремней привода;

- визуальное определение возможного шума и стука;

- исправности рычагов привода системы высокого давления топливной аппаратуры;

- минимальное и максимальное значение оборотов двигателя;

- возможные потери мощности при воздействии с трансмиссией.

2-й этап – это комплексная проверка двигателя по техническим параметрам и если есть соответствие, дальнейшая диагностика прекращается. В него входят замеры:

- мощности двигателя в настоящий момент;

- расход топлива;

- присутствие и объем дыма в отработанных газах.

3-й этап – когда все или один из параметров не соответствует техническим параметрам двигателя, осуществляется поиск неисправностей:

- поиск несоответствия в опережении впрыска;

- диагностику муфты опережения впрыска;

- загрязненность фильтра тонкой очистки топлива;

- анализ работоспособности топливоподачи;

- вывод газов в карцер;

- герметичность цилиндропоршневой группы и клапонов:

- анализ секции высокого давления ( форсунок, трубок высокого давления);

- зазор в клапанах.

Для определения неисправности используются определенные параметры:

- во впускном трубопроводе присутствует разряжение;

- не герметичность надпоршневого пространства цилиндров двигателя (величина компрессии в цилиндрах, относительная утечка воздуха, подаваемого в цилиндры под давлением; разряжение);

- количество газов, прорывающихся в картер двигателя;

- интенсивность выгорания масла;

- характер и место шумов и стуков, определяемых стетоскопом или фонендоскопом;

- акустические сигналы, анализируемые специальной виброаккустической аппаратурой;

- количество оксида углерода (CO) и углеводородов в отработавших газах;

- давление масла в системе смазки и другое.

Все данные мероприятия позволяют оценить техническое состояние ЦПГ, кривошипа, шатунов и механизма ГРМ, а также исправность систем зажигания и питания. Механизмы и агрегаты двигателя функционально взаимосвязаны, и параметры одного из них могут характеризовать состояние другого. Однако, поскольку они по-разному влияют на работу двигателя, знание рациональной последовательности определения частных параметров в процессе диагностики имеет решающее значение для быстрого обнаружения неисправностей.

В процессе поэлементного диагностирования некоторые параметры могут быть возвращены к нормальным значениям путем регулировки соответствующих систем и механизмов двигателя. Выполняя регулировки в разумной последовательности и продолжая измерять другие параметры, можно выявить неисправности, вызванные износом деталей или узлов механизма.

Диагностика ЦПГ, кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов может быть произведена без использования электронных анализаторов систем двигателя.

Шум в работающем двигателе может быть вызван стуком коренных и шатунных подшипников, поршневых пальцев и поршней, вибрацией клапанов, вибрацией распределительного вала и кулачков из-за импульсов крутильных колебаний коленчатого вала, вибрацией газов во впускных и выпускных трубопроводах, детонацией двигателя, вызванной ударами различных деталей и трением движущихся частей. По характеру и расположению стуков и шумов можно определить неисправности двигателя (подшипники коленчатого вала, поршни и цилиндры, клапаны и толкатели, клапаны и втулки, увеличенный зазор в подшипниках распределительного вала).

Перспективным способом диагностики технического состояния зубчатых передач и КШМ являются виброакустические методы с использованием специальных измерительных приборов. Виброакустическая диагностика анализирует вибрационные процессы в упругой среде, возникающие при работе механизма. Эти колебания вызываются газодинамическими процессами (сгорание, выхлоп, впуск), регулярными механическими столкновениями на стыках из-за зазоров и неуравновешенных масс, а также хаотическими колебаниями из-за процессов трения. При работе двигателя все эти колебания накладываются друг на друга и взаимодействуют между собой, образуя набор случайных колебательных процессов, называемых спектром колебаний. Это усложняет виброакустическую диагностику, поскольку необходимо подавлять помехи, отбирать полезные сигналы и расшифровывать спектр вибраций.

Распространение колебаний в упругих средах (твердых телах, жидкостях и газах) имеет волнообразную природу. Параметрами вибрационного процесса являются частота (периодичность), уровень (амплитуда) и фаза (положение импульса вибрационного процесса относительно точки отсчета цикла механизма). Воздушные колебания называются шумом (стуком) и регистрируются микрофонами. Колебания твердых материалов, из которых состоит механизм, называются вибрациями. Вибрации регистрируются с помощью пьезоэлектрических датчиков, которые усиливают и регистрируют сигнал.

Виброакустическая диагностика позволяет определить колебательный процесс, так как каждая ударная пара производит естественные сотрясения, параметры которых сильно отличаются от параметров газодинамических вибраций или вибраций, вызванных трением. Это связано с тем, что мощность вибрации резко меняется при изменении зазора, изменяя энергию и продолжительность удара. Отнесение вибрации к сталкивающейся паре определяется их фазой относительно опорной точки (например, верхней мертвой точки, точки посадки клапана).

Наиболее распространенный метод виброакустической диагностики заключается в использовании осциллографа для регистрации уровня вибрации в зависимости от времени (или частоты вращения коленчатого вала) в виде мгновенных импульсов. Сравнивая уровень вибрации и характеристики демпфирования со стандартными, можно выявить диагностируемые неисправности муфты.

Более универсальным является метод регистрации и анализа всего спектра вибрации.

Спектр вибрации снимается на узком характерном участке процесса при соответствующей рабочей скорости и режиме нагрузки диагностируемого механизма. Анализ заключается в группировке составляющих спектра вибрации по частоте с помощью фильтра (аналогично настройке радиоприемника на соответствующую волну). Дефекты выявляются путем сравнения максимального или среднего уровня вибрации в полосе частот при работе диагностируемой муфты со стандартом (эталоном).

Увеличенные зазоры в коренных и шатунных подшипниках, между гильзой и поршневыми кольцами, в газораспределительном механизме и в других узлах двигателя увеличивают амплитуду вибрации, вызывая стук в блоке цилиндров, который слышен в соответствующей зоне и при работе на определенных режимах.

Одним из самых простых способов определения места возникновения стука в двигателе является отключение отдельных цилиндров. Если стук уменьшается после отключения цилиндра, это, скорее всего, связано с износом шатунного подшипника или втулки верхней головки шатуна, что снижает нагрузку на шатун.

Для определения точного местоположения стука или необычного шума используется медицинский стетоскоп или более современный электронный стетоскоп, который состоит из длинного металлического стержня с ручкой, внутри которого находится пьезоэлектрический преобразователь, преобразующий механические колебания в электрические сигналы, транзисторный усилитель и элементы для питания. Шум слышен через телефон, подключенный к усилителю. Использование электронных стетоскопов открывает возможность управления техническим состоянием, но поскольку они усиливают стуки и шумы, нельзя исключить влияние субъективных факторов и объективно оценить их. Если стетоскоп недоступен, можно использовать обычную деревянную палочку или шланг.

В двигателе есть зоны прослушивания шумов и стуков. В нижней части блока цилиндров прослушивается стук коренных подшипников коленчатого вала, в верхней части блока цилиндров - стук шатунных подшипников, а также поршней и цилиндров. На боковых поверхностях в головке цилиндров - стук клапанов и клапанных седел. На боковых стенках крышки клапанов - стуки подшипников распределительного вала и на стенке крышки распределительных звездочек и шестерен - шум цепи и звездочек или распределительных шестерен.

Стук коленчатого вала возникает в результате осевого перемещения коленчатого вала из-за повышенного износа шеек и вкладышей коренных и шатунных подшипников и повышенного износа упорного полукольца. У коренных подшипников стук приглушенный, низкочастотный, а у шатунных - высокий и резкий. Эти стуки часто слышны при резком открытии дроссельной заслонки на холостом ходу. Частота стуков увеличивается с ростом частоты вращения коленчатого вала двигателя. При чрезмерном осевом зазоре коленчатого вала более резкий звук возникает через нерегулярные промежутки времени и особенно заметен при плавном увеличении или уменьшении частоты вращения коленчатого вала двигателя.

Стук юбки поршня возникает в результате увеличения зазора между поршнем и цилиндром, а также между поршневым пальцем и канавкой поршня. Стук поршня из-за увеличения зазора между поршнем и цилиндром обычно глухой и чаще всего слышен на непрогретом двигателе, когда частота вращения коленчатого вала низкая и двигатель работает под нагрузкой. По мере прогрева двигателя громкость стука поршня уменьшается.

Стук поршневого пальца возникает в результате увеличения зазора между пальцем, отверстием в бобышке поршня и втулкой в верхней головке шатуна. Обычно это звон и слышен на холостом ходу.

Стук клапанов вызывается увеличением зазора в клапанах из-за неправильной регулировки зазора в клапанах, неисправных клапанных пружин и износа кулачков распределительного вала. Поскольку распределительный вал, приводящий в движение клапаны, вращается в два раза быстрее коленчатого вала, стук клапанов слышен при самой низкой частоте вращения коленчатого вала, обычно через равные промежутки времени и с меньшей частотой, чем другие стуки в двигателе.

Стук распределительного вала слышен в верхней части двигателя и возникает при чрезмерном износе шеек и подшипников распределительного вала. Этот стук часто слышен при прогретом двигателе и низкой частоте вращения коленчатого вала.

На практике наиболее распространенным методом определения технического состояния ЦПГ является определение давления в цилиндре в конце такта сжатия, т.е. определение степени сжатия.

Степень сжатия - это отношение общего объема цилиндра к объему камеры сгорания. Она показывает, во сколько раз увеличивается объем цилиндра при движении поршня из нижней мертвой точки в верхнюю мертвую точку. Это конструктивный параметр, характерный только для определенных типов двигателей и не изменяющийся в процессе эксплуатации.

Компрессия - это максимальное давление, создаваемое в камере сгорания в верхней мертвой точке. Нагрев увеличивает линейные размеры корпуса, поэтому при сборке двигателя необходимо оставлять тепловой зазор между деталями. В противном случае при нагреве они просто заклинят (как это часто бывает, область непосредственно под поршнем и гильзой в основном является результатом теплового расширения). Таким образом, даже в полностью обслуженном механизме всегда остается зазор, куда при сжатии стремится попасть воздух из камеры сгорания, например, из картера.