ТО и ремонт.. Конспект лекций по мдк. 01. 04 Техническое обслуживание и ремонт автомобильных двигателей для специальности
 Скачать 6.08 Mb.
|
|
Тема 2.2: Основные неисправности механизмов и систем двигателей и их признаки 1. Отказы и неисправности КШМ и ГРМ. 2. Отказы и неисправности системы охлаждения и системы смазки. 3. Отказы и неисправности системы питания бензиновых двигателей. 4. Отказы и неисправности системы питания дизельных двигателей. 5. Отказы и неисправности системы питания от газобаллонной установки. Ответ на вопрос №1 Снижение мощности двигателя может сопровождаться затрудненным пуском, неустойчивой работой на различных режимах, повышением расхода топлива, увеличением процента содержания СО и СН в отработанных газах и т.д. К этому приводит снижение компрессии в цилиндрах, причинами которого являются: износ цилиндро-поршневой группы - приводит к увеличению зазора, что способствует прорыву газов из камеры сгорания, под воздействием различных факторов меняется геометрическая форма - появляется овальность, износ цилиндров «на конус», т.к. именно в верхней их части проявляются самые неблагоприятные условия работы (высокая температура, плохие условия для смазки - часть смазки смывается неиспарившимся топливом, часть выгорает); износ, поломка, выпадение или залегание поршневых колец в поршневых канавках - происходит при несвоевременной замене загрязненного масла или при использовании сортов масла с большим содержанием лаков и смол, что приводит к засорению канавок с последующим пригоранием колец, которые перестают пружинить и сдерживать прорывающиеся газы, а их острые кромки начинают «шабрить» зеркало цилиндров; ослабление крепления головки блока - приводит к прорыву как сжатой рабочей смеси, так и отработанных газов, что вызывает быстрое прогорание прокладки головки блока и может привести к короблению самой головки, особенно при перегреве двигателя; негерметичность клапанов - влияет не только на снижение компрессии, но и на весь процесс образования и сгорания рабочей смеси, происходит при установке слишком маленьких тепловых зазоров в клапанных механизмах, при короблении головок клапанов и седел или образовании на их рабочих фасках раковин, при заедании клапанов во втулках, при ослаблении или поломке пружин клапанов. Повышенный шум при работе появляется по следующим причинам: повышенный износ деталей; неудовлетворительная смазка деталей - например при пониженном уровне смазки в поддоне картера и чрезмерном разжижении ее, при использовании маловязких сортов в жарких климатических условиях; 73 слишком большой зазор в клапанных механизмах - приводит к стуку клапанов. Механические повреждения и аварийные поломки происходят: из-за нарушения технологии сборки; заводского дефекта деталей или чрезмерного износа их в процессе эксплуатации; нарушения нормальной работы двигателя - например сильная детонация может привести к прогоранию поршней, обрыву шатунов, поломке коленчатого вала и т.д.; проворачивания вкладышей подшипников - обычно приводит к «заклиниванию» двигателя; размораживания двигателя при низких температурах - может вызвать разрыв рубашки охлаждения и привести к полному разрушению двигателя; разрушения опорных подушек двигателя. Специфические неисправности При рассмотрении рисунка как кинематической схемы работы газораспределительного механизма (ГРМ), становится более понятным назначение тепловых зазоров в клапанных механизмах двигателей. Если тепловой зазор А будет отсутствовать или будет меньше нормативного, то при нагревании клапана 17 в ходе работы двигателя он начнет удлиняться и в конце концов упрется в носок коромысла 6. С другой стороны, при жесткой кинематической системе привода, состоящей из кулачка распределительного вала 1, толкателя 2 и штанги 4, которая при нагреве удлиняется и воздействует на коромысло, тепловой зазор А также будет стремиться к уменьшению. Поэтому при прогреве двигателя и нагреве деталей ГРМ до высоких температур отсутствие или наличие слишком малого зазора А приведет к тому, что клапан не сможет в нужный момент закрыться (что станет причиной различных нарушений работы, резкого снижения компрессии в цилиндрах и т.д.). Если же зазор А в клапанном механизме превышает нормативный, то снова нарушится кинематика работы ГРМ: носок коромысла уже не сможет «амортизировать» клапан при его закрытии, оно будет слишком резким - возникает стук клапанов, который, помимо дискомфортна ощущений, вызывает наклеп головки клапана и седла и может привести к хрупкому разрушению их рабочих поверхностей. К сожалению, нельзя установить оптимальный зазор, т.к. при работе в результате действия сил трения изнашиваются торцовые части деталей привода, кулачок также 74 изнашивается по высоте, кроме того, торцовые части привода и самого клапана развальцовываются от сильных знакопеременных нагрузок. Все это приводит к увеличению зазоров в клапанных механизмах, которые требуют периодической регулировки. Ответ на вопрос №2 СИСТЕМА СМАЗКИ Резкое падение давление масла в системе - до нулевой отметки манометра на щитке приборов или загорания аварийного красного сигнала. Причины: вытекание масла из поддона картера - например при его пробое от удара, при разрыве магистральных трубопроводов, шлангов, пробое или распаивание соединений масляного радиатора; нарушение электрической сети, выход из строя датчиков или указателя давления масла. Постепенное снижение давления масла - при эксплуатации автомобиля в течение нескольких недель и более (при нормальном уровне масла в поддоне). Причины: износ коренных и шатунных подшипников, втулок распределительного вала - в результат образуются слишком большие зазоры, масло не удерживается в узле трения и выпрыскивает из-под торцов подшипников или втулок в большом количестве, снижая общее давление масла в системе (при этом маслосъемные кольца не успевают удалять такое количество масла с зеркал цилиндров, оно прорывается через кольца в камеру сгорания, вызывая дымление двигателя, закоксовывание электродов свечей и отложение нагара на деталях и стенках камеры сгорания); слишком большой тепловой зазор в клапанных механизмах - в результате в тех моделях двигателей, где масло подается под давлением через специальные каналы в углубления торцов коромысел для смазывания наконечников штанг, масло уже не просто стекает по штангам, а буквально выпрыскивается, как из форсунок, снижая давление масла в системе; засорение сетки маслоприемника масляного насоса - при использовании загрязненного масла, при несвоевременной замене его происходит засмоление и засорение ячеек сетки; повышенный износ шестерен масляного насоса. Нестабильная работа системы и специфические неисправности. Причины: повышение давления масла в системе - происходит при засорении трубопроводов, различных масляных каналов, фильтров и при использовании очень вязких масел при низких температурах, с одновременным заеданием редукционного клапана (в узком канале 75 клапана обычно скапливаются продукты износа и смолы, образуя вязкую массу, что приводит к заеданию клапана); повышение давления масла с последующим резким падением его - после пуска холодного двигателя при низких температурах и заедании редукционного клапана давление повышается до предельных значений, а затем может упасть до критической (нулевой) отметки, т.к., преодолевая сопротивление, клапан все же открылся, а затем «заклинил», полностью открыв перепускной канал, и при прогреве масла масляный насос практически работает вхолостую - в этом случае следует продолжать прогревать двигатель на малых частотах и, если через несколько минут давление не придет в норму, его следует остановить и выяснить причину; выброс масляной пены из-под крышки заливной горловины - происходит, обычно, при эксплуатации автомобиля при низких температурах с пониженным уровнем масла. СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ Система охлаждения не обеспечивает оптимального температурного режима работы двигателя - оптимальная температура охлаждающей жидкости должна составлять (90 ± 5)°С, повышение температуры приводит к повышенному разжижению масла, понижение - к неполному испарению бензина со всеми вытекающими последствиями (неполное сгорание рабочей смеси, в результате - повышение расхода топлива и содержания СО и СН в отработанных газах, смыв масла с зеркала цилиндра, разжижение смазки в поддоне картера и т.д. Причины: пониженный уровень охлаждающей жидкости; неисправная работа термостата- например, при закоксовывании клапана накипью или солями он будетпостоянно открыт или закрыт, и в том и в другом случае приводя к нарушению теплового режима; ослабление натяжения приводного ремня вентилятора и водяного насоса – одновременно приводит к его пробуксовке, перегреву и быстрому изнашиванию; отложение накипи в системе- следует помнить, что 1мм накипи снижает теплопроводность в 40 раз; кроме того, сужаются проходные сечения для охлаждающей жидкости, и все это приводит к сильному перегреву двигателя; засорение шлаком нижнего бачка радиатора и сот - при остывании охлаждающей жидкости происходит подсос воздуха из атмосферы вместе с пылью через воздушный клапан, в результате образуются грязевые пробки, препятствующие нормальной циркуляции охлаждающей жидкости; внешнее засорение сот радиатора — грязью, свежим битумом с дороги, насекомыми, тополиным пухом и т.п; 76 неисправная работа автоматической электромагнитной муфты включения привода водяного насоса - обычно происходит запаздывание ее включения, что приводит к быстрому перегреву двигателя; образование воздушных и паровых пробок в системе - происходит обычно после заправки системы новой охлаждающей жидкостью (чаще всего пробки образуются в печке отопления салона), в результате чего нарушается циркуляция охлаждающей жидкости; неисправен привод жалюзи - это не позволяет водителю полностью открывать или закрывать их, в зависимости от температуры окружающего воздуха. Течь охлаждающей жидкости. Причины: распаивание или механическое повреждение трубок радиатора и бачков; износ сальника водяного насоса - в нижней части корпуса водяного насоса в некоторых моделях имеется контрольное отверстие, через которое стекает «прорывающаяся» через сальник охлаждающая жидкость, что и является сигналом его неисправности; разбухание, трещины на соединительных резиновых патрубках или ослабление стяжных хомутов; разрушение прокладок, коробление или деформация деталей и другие нарушения в местах соединений каналов рубашки охлаждения; нарушение герметичности сливных краников или пробок. Ответ на вопрос №3 Неудовлетворительная подача топлива из бака. Причины: засорение сетки топливоприемника в баке смолистыми отложениями; засорение шламом топливопроводов и фильтров; образование паровых пробок в системе подачи топлива - происходит обычно в жаркое время года при перегреве двигателя и бензонасоса; образование ледяных пробок в системе топливоподачи - происходит при замерзании конденсата воды, причем при замерзании воды увеличивается объем, ледяные пробки могут полностью перекрыть трубопровод; подсос воздуха через неплотности с образованием воздушных пробок - происходит в штуцерных соединениях, через прокладки, из-под крышек фильтров и т.д.; неисправная работа бензонасоса (БН): ослабло крепление, чрезмерная растянутость, коробление или разрыв эластичных пластин диафрагмы - при этом значительно ухудшается всасывающая способность; 77 поломка или засорение клапанов; уменьшение упругости рабочей пружины БН - в результате снижается давление подаваемого к карбюратору топлива, что приводит к снижению уровня топлива в поплавковой камере; поломка или повышенный износ деталей привода — при этом уменьшается ход диафрагмы, ухудшается всасывающая способность и снижается количество подаваемого топлива; коробление стыковочных плоскостей крышки и корпуса БН — происходит при ослаблении их крепления, особенно при перегреве двигателя и самого БН, изготовленного из легкого сплава, при этом БН может полностью прекратить подачу топлива. Карбюратор не обеспечивает оптимального состава горючей смеси - соотношение объемов воздуха и топлива при различных режимах работы двигателя является важнейшим фактором для процесса сгорания рабочей смеси - даже незначительное отклонение этого соотношения от нормы приводит к целому ряду негативных явлений. Причины: переобогащение рабочей смеси - приводит к неполному сгоранию топлива и смыву смазки с зеркала цилиндров, к неустойчивой работе и потере мощности двигателя с одновременным перегревом его, к повышению расхода топлива и содержания СО и СН в отработанных газах, сопровождающегося выхлопами темно-бурого дыма: уровень топлива в поплавковой камере превышает норму - это связано с неправильной регулировкой, потерей герметичности поплавка, заеданием игольчатого клапана в гнезде или его износом; износ топливных жиклеров - увеличение диаметров жиклеров приводит к повышению их пропускной способности; неправильная регулировка дозирующих систем карбюратора - например, системы холостого хода, установлен слишком ранний момент начала открытия клапана экономайзера и т.д.; неисправен привод различных систем карбюратора — механического, пневматического, комбинированного или электронного типа; засорение воздушных жиклеров - забиваются пылью или происходит их закоксовывание смолистыми веществами, попадающими через трубку вентиляции поддона картера; засорение воздушных фильтров; переобеднение горючей смеси - в результате происходит «вялое» сгорание, падение мощности, перегрев двигателя, кроме того, пламя от догорающей смеси может попасть через уже открывающийся впускной клапан во впускной коллектор, вызвать в нем хлопки или взрывообразное сгорание и пожар в подкапотном пространстве: 78 мал уровень топлива в поплавковой камере - неправильная регулировка или заедание игольчатого клапана; засорение (засмоление) топливных жиклеров; неисправная работа дозирующих систем, включая неправильную регулировку; подсос воздуха через неплотности в соединениях карбюратора - при разрыве прокладок, ослаблении крепления деталей, при короблении стыковочной плоскости карбюратора (от перезатяжки или перегрева). Ответ на вопрос №4 Неудовлетворительное поступление топлива из бака к ТНВД. Причины: подсос воздуха через неплотности; неисправная работа топливоподкачивающего насоса низкого давления - уменьшение подачи и развиваемого давления может возникнуть при чрезмерном износе деталей насоса, засорении перепускного клапана и т.д.; засорение топливных фильтров; образование парафиновых пробок - при низких температурах и несоответствии сорта топлива. Подача топлива секциями ТНВД не соответствует норме для различных режимов работы дизеля. Причины: неправильная регулировка ТНВД на минимальную (пусковую) и максимальную подачу топлива; негерметичность нагнетательных клапанов секций; несоответствие норме давления начала открытия нагнетательных клапанов; неисправная работа центробежного регулятора - происходит нарушение нормального воздействия на привод рейки управления подачей топлива при изменении частоты вращения KB дизеля; отклонение от нормы подачи топлива отдельными секциями ТНВД (неравномерность подачи) — происходит ввиду различной степени износа плунжерных пар секций ТНВД. Момент подачи топлива секциями ТНВД не соответствует оптимальному - по аналогии с углом опережения зажигания в карбюраторных двигателях, происходит опережение или запаздывание впрыска топлива форсунками. Причины: неправильно установлен момент начала подачи топлива - неправильная установка муфты опережения впрыска относительно привода по углу поворота коленчатого вала (не совпадают специальные метки и т.д.); 79 неисправная работа муфты опережения впрыска — при повышенных износах происходит заедание деталей или имеет место (заводской) дефект; запаздывание подачи топлива отдельными секциями ТНВД - при нормальной работе нагнетательных клапанов секций ввиду износа (по высоте) рабочих поверхностей деталей привода плунжерных пар секций, включая кулачки распределительного вала, плунжеры секций в процессе эксплуатации постепенно меняют свое положение (опускаются) по сравнению с первоначальным (заводским). Неудовлетворительная работа форсунок - имеется в виду как качество впрыска, так и соответствие момента впрыска оптимальному варианту. Причины: давление впрыска (момент начала подъема запорной иглы) не соответствует нормативному — при этом ухудшается качество впрыска - диаметр капелек топлива не соответствует оптимальному, что нарушает нормальный процесс смесеобразования в камере сгорания, причем в процессе эксплуатации имеется тенденция к постоянному снижению этого параметра ввиду снижения упругости рабочей пружины форсунки, при этом впрыск топлива будет происходить чуть раньше; негерметичность форсунки — имеется в виду как нарушение герметичности соединений форсунки, так и подтекание топлива из сопел ввиду неудовлетворительной притертости запорного наконечника иглы к гнезду; неудовлетворительное качество распыления топлива - топливо должно впрыскиваться в камеру сгорания в туманообразном состоянии (без капель), с равномерным выходом из всех отверстий распылителя. Примечание. Перечисленные неисправности, включая возможное загрязнение смолой и лаками фильтрующей сетки форсунки, приводит обычно к нарушению нормальной работы двигателя: затрудненному пуску, неустойчивой работе на различных режимах, потере мощности и повышению расхода топлива, повышению дымности и т.д. Неисправности форсунок К характерным для форсунок можно отнести еще целый ряд неисправностей: механические поломки или трещины любого размера на деталях (восстановлению не подлежат); негерметичность по сопрягаемым плоскостям между корпусом в форсунке проставкой и корпусом распылителя форсунки (восстанавливается доводкой путем шлифования сопрягаемых плоскостей); 80 износ торца проставки от иглы распылителя (допускается не более 0,1 мм — устраняется методом шлифовки торца); разрушение сетчатых и других типов фильтров (заменяют); повышенный ход иглы или заедание и прихватывания при перемещении иглы в распылителе (смазанная дизельным топливом игла, выдвинутая на 1/3 длины из корпуса распылителя, при наклоне под 45° должна плавно, без заеданий опускаться до упора под действием собственной массы); негерметичность запорного конуса распылителя и иглы (при данной неисправности на носике распылителя с соплами образуются капельки топлива, что при высоких температурах приводит к закоксовыванию сопловых отверстий). Для обнаружения вышеуказанных неисправностей используют как различного типа диагностические приборы и измерительный инструмент, так и визуальный метод осмотра деталей при их дефектовке в цехах для ремонта дизельной топливной аппаратуры. Ответ на вопрос №5 Прежде чем приступить к изучению характерных неисправностей топливной системы, следует отметить целый ряд положительных моментов при работе на газовом топливе: благодаря высокому октановому числу (до 110) практически не возникает детонаций, что позволяет повысить степень сжатия и компенсировать снижение мощности ввиду более низкой каллорийности данного топлива; резко снижается токсичность отработанных газов (включая выброс вредных соединений свинца), а более полное сгорание газовоздушной смеси уменьшает образование нагара, не смывается смазка со стенок цилиндров и не разжижается масло в поддоне картера, что значительно повышает срок службы двигателя, снижает расходы на масло; следует отметить сравнительно невысокую стоимость и самого топлива данного вида. Тем не менее, перевод автомобилей на сжиженный нефтяной газ (СНГ) или сжатый природный газ (СНГ) связан с рядом недостатков: высокая стоимость газобаллонной аппаратуры, обладающей повышенной массой (из- за увеличения металлоемкости), требует более высокой квалификации обслуживающего персонала, затруднен пуск при низких температурах, хуже динамика автомобиля, но самым большим недостатком принято считать повышенную пожаро- и взрывоопасность при эксплуатации. Поэтому в данном разделе особое внимание уделено негерметичности системы, приводящей к указанным негативным явлениям, включая отравление газом. Внешняя негерметичность топливной системы Причины: негерметичность соединений (выход газа в атмосферу, в кабину водителя, в подкапотное пространство) - в штуцерах повреждение прокладок, ослабление крепления различных крышек и других 81 соединяемых деталей - от запорно-предохранительной арматуры до испарителя газа; негерметичность редуктора низкого давления - в этом узле дополнительно возможно повреждение диафрагм первой и второй ступеней и выход газа, соответственно, через отверстие в регулировочной гайке или через отверстие контрольного штока регулировочного ниппеля второй ступени, а при отворачивании регулировочного винта или повреждении резинового уплотнения клапана второй ступени, с одновременным повреждением диафрагмы разгрузочного устройства, наблюдается выход газа через воздушный фильтр (при неработающем двигателе). Внутренняя негерметичность элементов топливной системы - нарушает оптимальную подачу газа, приводя в основном к переобогащению смеси со всеми негативными явлениями; особенно опасна внутренняя негерметичность при неработающем двигателе (скопление газа может привести к отравлению водителя, пожару и даже взрыву). Причины: негерметичность расходного или магистрального вентилей в закрытом положении - из-за повреждения клапанов или седел, при отложении смолы на рабочих поверхностях или при попадании между ними твердых частиц; неисправность элементов РИД: нарушение герметичности клапана первой ступени - помимо обычных причин и повреждений диафрагмы, возможно повреждение рычага; негерметичность клапана второй ступени - помимо повреждения, возможна неправильная регулировка хода клапана (степень открытия) или слишком большое давление в первой ступени; повреждение диафрагмы разгрузочного устройства редуктора - при этом газ будет поступать через штуцер и трубку непосредственно во впускной трубопровод, нарушая работу системы в целом, особенно на холостом ходу. Количество газа, поступающего в смеситель, не соответствует оптимальному для различных режимов работы двигателя - по аналогии с карбюраторными двигателями переобогащение или обеднение рабочей смеси приводит практически к тем же негативным явлениям, а РНД условно выполняет функции элементов поплавковой камеры карбюратора. Причины: количество и давление (разрежение) газа в первой и второй ступенях РНД не соответствует норме - ввиду различных повреждений или неправильной регулировки, включая клапан второй ступени и экономайзерное устройство; засорение газовых фильтров - обычно смолистыми отложениями; подсос воздуха через неплотности. 82 Карбюратор-смеситель не обеспечивает получение смеси нужного состава для различных режимов работы - по аналогии с обычными карбюраторами при нормальной подаче газа. Причины в основном аналогичны, хотя по вине самого карбюратора-смесителя чаще наблюдается обеднение смеси ввиду частых засорений различных систем смолами, что приводит к снижению мощности, «провалам» в работе и т.д. |