6. Неисправности и техническое обслуживание автомобиля
Двигатель
В процессе работы трущиеся детали кривошипно-шатунного механизма изнашиваются. Между ними могут возникнуть чрезмерно большие зазоры. Тогда в соединениях коренных и шатунных подшипников коленчатого вала, в сопряжениях пальца с поршнем и шатуном, появятся ударные нагрузки, сопровождаемые стуками. Они могут привести к разрушению деталей.
Износ цилиндров, колец и поршней приводит к уменьшению компрессии, к потере мощности и снижению экономичности двигателя. Подвергаясь большим нагрузкам, крепежные детали могут вытягиваться, их резьба – сминаться. На поверхности камеры сгорания, на днище поршня и клапанах могут появиться отложения нагара, что приводит к самовоспламенению смеси и перебоям в работе двигателя.
Все эти неисправности можно предупредить, если своевременно проверять работу двигателя и устранять возникающие неполадки.
Для обнаружения стуков и причин, их вызывающих, необходимо двигатель, прогретый до 80–85 °C, прослушать с помощью фонендоскопа, состоящего из стержня с мембраной и двух трубок со слуховыми наконечниками. Прикасаясь стержнем к различным точкам двигателя, определяют его неисправность по характеру стука или шума. Так, сильный глухой стук низкого тона в нижней части блока, который хорошо прослушивается при резком изменении числа оборотов коленчатого вала, указывает на недопустимое увеличение зазора в коренных подшипниках. Стук в зонах, соответствующих верхнему и нижнему положению поршневых пальцев, указывает на увеличение зазора в шатунных подшипниках. Резкий металлический стук поршневого пальца, прослушиваемый в верхней половине цилиндра и исчезающий при выключении зажигания в данном цилиндре, указывает на увеличение зазоров между пальцами и втулками головок шатунов или отверстиями в поршнях.
Компрессию в цилиндрах двигателя проверяют с помощью компрессометра. Он состоит из трубки, один конец которой соединен с манометром, а другой, снабженный резиновым конусным наконечником, устанавливается в отверстие для свечи или для форсунки.
Величина давления сжатия, фиксируемая манометром при проворачивании коленчатого вала стартером, позволяет судить об износе деталей поршневой группы и плотности прилегания клапанов к своим седлам.
Для проверки крепления головки блока цилиндров, крышек коренных и шатунных подшипников, а также двигателя на раме применяют динамометрический ключ, обеспечивающий затяжку гаек и болтов с определенной величиной крутящего момента. Подтягивание гаек и болтов головки цилиндров производится в строго определенном порядке – от середины к периферии головки.
Повышенные зазоры и снижение компрессии устраняются путем ремонта двигателя.
Очистить цилиндры от нагара можно без разборки двигателя при помощи смеси, состоящей из 20 % масла, 40 % ацетона и 40 % керосина. Смесь заливают в отверстие свечи (или форсунки) каждого цилиндра по 30–50 см3, а через 10–12 ч пускают двигатель и дают ему проработать 20–30 мин на холостом ходу. При этом размягченный нагар выгорает. При снятой головке цилиндра поверхности камер сгорания, клапаны и днища поршней можно также очистить скребками с предварительным размягчением нагара керосином.
При эксплуатации двигателя в результате износа появляются чрезмерные зазоры в опорных подшипниках распределительного вала и между зубьями шестерен, нарушается точность геометрического профиля кулачков, разрабатываются отверстия направляющих толкателей и клапанов. Эти неисправности устраняются при ремонте двигателя.
Тепловой зазор между клапанами и толкателями (или коромыслами) необходимо периодически проверять. Для этого устанавливают распределительный вал так, чтобы клапан оказался в полностью закрытом положении. При помощи щупов замеряют и в соответствии с инструкцией завода-изготовителя регулируют зазор. Если между рабочей поверхностью клапана и гнездом появилась негерметичность, то она устраняется путем притирки абразивной пастой с помощью специальных приспособлений или коловоротов. Для проверки плотности полностью собранного клапана используют специальные приспособления или смачивают его головку керосином. По отсутствию утечки керосина судят о плотности притирки.
При обслуживании системы охлаждения проводится проверка уровня и при необходимости доливка жидкости в радиатор, проверка натяжения ремня вентилятора и плотности соединений, промывка системы, а также удаление накипи. Несвоевременное и некачественное обслуживание системы охлаждения может привести к перегреву двигателя.
Проверять уровень охлаждающей жидкости в радиаторе или расширительном бачке желательно ежедневно. Течь чаще всего возникает в местах соединений гибких шлангов с патрубками. В этом случае необходимо затянуть стяжные устройства. Течь может быть также в сальниках водяного насоса. Саморегулирующиеся сальники в этом случае следует заменить, а регулируемые – подтянуть.
При недостаточном натяжении ремней привода вентилятора и насоса перегревается двигатель, возрастает износ ремней, а при чрезмерном натяжении происходит ускоренный износ подшипников вентилятора. При правильной регулировке нажатие рукой на ремень в средней части с силой 4–5 кг (40–50 Н) должно давать прогиб 15–20 мм.
При работе радиатора в промежутки между трубками и пластинами попадают пыль, грязь, частицы растений, что уменьшает теплоотдачу, вызывая перегрев двигателя. Во избежание засорения сердцевину радиатора необходимо систематически прочищать и промывать.
Для удаления из системы грязи и осадков ее промывают в установленные заводом-изготовителем сроки. С этой целью открывают пробку радиатора и спускные краники (пробки) и выпускают жидкость сразу же после остановки двигателя, пока не осела грязь. После этого система несколько раз промывается при открытых краниках.
Если система длительное время работала без промывки (даже на антифризе), в ее полостях образуются отложения различных солей, то есть накипь. Для ее удаления систему охлаждения промывают специальными растворами. Так, например, для двигателей с чугунными головками применяют керосин (1–2 л) в смеси с водным раствором технической соды (40–50 г соды на литр воды). Из прогретого двигателя сливают охлаждающую жидкость и заполняют систему вышеописанным раствором. С этим заполнителем система работает 8-12 ч, после чего раствор сливается, а система несколько раз промывается водой.
В двигателях, имеющих головки из алюминиевого сплава, для удаления накипи применять содовый раствор нельзя, поскольку он разрушает материал головок. В этих случаях используется раствор 10 г тринатрийфосфата на 1 л емкости системы охлаждения. Раствор, как и в предыдущем случае, заливают в систему и выдерживают в течение 2–3 дней, после чего сливают, а систему промывают и заправляют свежей охлаждающей жидкостью.
В зимнее время для уменьшения охлаждения двигателя применяют теплый чехол, надеваемый на капот и облицовку радиатора.
При обслуживании системы смазки следует иметь в виду, что во время работы двигателя некоторая часть масла попадает в камеру сгорания и сгорает. Возможно и вытекание масла через неплотности. Поэтому уровень масла в картере понижается.
Под воздействием высокой температуры качество масла ухудшается. Масло загрязняется пылью, попадающей в двигатель из воздуха, и частицами металлов, образовавшимися в результате износа деталей.
В техническое обслуживание системы смазки двигателя внутреннего сгорания входят проверка уровня масла в картере и доливка, периодическая смена масла, проверка состояния фильтров грубой и тонкой очистки, промывка или смена фильтрующих элементов, контроль за показателями масляного манометра.
Уровень масла в картере проверяют маслоизмерительным стержнем (щупом) при неработающем двигателе спустя 30 мин после его остановки (в некоторых случаях возможны иные рекомендации завода-изготовителя). В картере двигателя, полностью заправленного, масло должно находиться на уровне, соответствующем верхней метке щупа. Эксплуатация двигателя не допускается, если уровень масла не достигает нижней метки.
Сроки смены масла и его сорт (марка) указываются заводом-изготовителем. Отработавшее масло нужно сливать сразу после остановки двигателя, пока механические примеси находятся во взвешенном состоянии и вязкость нагретого масла невелика.
Чтобы обеспечить нормальное действие системы смазки, перед началом работы необходимо прогреть двигатель при малых оборотах коленчатого вала.
Порядок обслуживания и замены масляных фильтров определяется инструкцией завода-изготовителя.
К основным неисправностям системы смазки относятся повышенный расход масла, падение давления в главной магистрали и перегрев масла.
Повышенный расход может быть вызван подтеканием масла при неплотном присоединении поддона к картеру, интенсивным поступлением масла в камеру сгорания из-за износа или засмоления поршневых колец, течью масла через сальники коленчатого вала в передней и задней частях двигателя. Эти неисправности устраняются подтяжкой или сменой прокладки поддона, промывкой или заменой поршневых колец, заменой негодных сальников.
Давление масла при средних оборотах коленчатого вала не должно падать ниже 1 кгс/см2. Причинами низкого давления могут быть большие зазоры в коренных и шатунных подшипниках коленчатого вала и в опорных подшипниках распределительного вала, неисправность или неправильная регулировка редукционного клапана, увеличение зазоров в насосе в результате его износа. До устранения этих неисправностей эксплуатация двигателя запрещена.
Перегрев масла вызывается засорением масляного радиатора перегрузкой двигателя и недостаточным количеством смазки в картере.
Основные неисправности системы питания карбюраторного двигателя проявляются в образовании горючей смеси несоответствующего состава (богатой или бедной) и в перебоях с подачей горючего.
Богатая горючая смесь образуется вследствие повышения уровня горючего в поплавковой камере карбюратора, увеличения пропускной способности жиклера, неплотного прикрытия клапана экономайзера, недостаточного поступления воздуха.
Причины обеднения смеси - уменьшение уровня топлива в поплавковой камере, засорение жиклеров, подсасывание излишнего воздуха.
Перебои в подаче топлива могут быть следствием неисправности пробки впускного клапана топливного бака, снижения давления и производительности топливного насоса, попадания воды и ее замерзания в трубопроводах.
Бесперебойная и экономичная работа системы питания обеспечивается проведением целого комплекса операций технического обслуживания. Внешним осмотром проверяют герметичность приборов и трубопроводов подачи топлива. При необходимости подтягиванием устраняют неплотности соединений ниппелей и штуцеров, а поврежденные трубки заменяют. Исправность клапана пробки топливного бака определяется по свободному его перемещению.
Работу топливного насоса (эти рекомендации относятся только к карбюраторным бензиновым двигателям) можно проверить непосредственно на двигателе. Для этого отсоединяют трубку от карбюратора и проворачивают коленчатый вал или действуют рычагом ручной подкачки. Из трубки должна выбрасываться полная струя топлива. Более точная проверка производится на специальном приборе, где можно определить давление и производительность насоса, а также исправность работы его клапанов.
Два раза в год, при подготовке к зимней или летней эксплуатации, карбюратор разбирают, удаляют загрязнения и отложения смол, промывают авиационным бензином или ацетоном его детали и продувают сжатым воздухом каналы и жиклеры. Извлеченный из карбюратора поплавок проверяют на герметичность по отсутствию выхода пузырьков воздуха при погружении в горячую воду. Одновременно на специальных приборах проверяется герметичность запорного клапана и клапана экономайзера, а также пропускная способность жиклеров.
В собранном виде непосредственно на двигателе или на специальном приборе проверяют уровень топлива в поплавковой камере. Для проверки уровня в некоторых карбюраторах имеются отверстия, закрытые стеклянным глазком с визирной чертой уровня. В других карбюраторах имеется контрольная пробка. Топливо должно находиться на уровне нижней точки отверстия пробки. Уровень топлива регулируют изменением толщины регулировочных прокладок под седлом запорного клапана или подгибанием специальной пластинки рычага поплавка.
На холостом ходу, при отсутствии нагрузки, двигатель должен работать устойчиво и с наименьшим расходом топлива. Для этого выполняется регулировка карбюратора на малые обороты коленчатого вала холостого хода двигателя при помощи двух винтов: один из них регулирует количество подаваемой смеси путем изменения щели между дроссельной заслонкой и стенкой смесительной камеры и называется винтом количества, а другой – винт качества – регулирует содержание воздуха или топлива в эмульсии, поступающей через систему холостого хода.
Состояние и долговечность топливной аппаратуры дизеля зависят от чистоты применяемого топлива. Поэтому желательно, чтобы перед заправкой в бак топливо отстоялось в течение двух-трех суток, чтобы осели механические примеси. Периодически следует сливать воду и грязь из отстойников топливных фильтров. В сроки, установленные инструкцией завода-изготовителя, фильтры промывают либо заменяют.
С течением времени топливная аппаратура изнашивается, нарушается регулировка и возникают неисправности, признаками которых являются затрудненный пуск двигателя, дымный выхлоп, работа двигателя с перебоями, падение мощности.
Затрудненный пуск двигателя может быть вызван негерметичностью системы подачи топлива. Попавший в систему воздух удаляется насосом ручной подкачки перед пуском двигателя.
Герметичность системы подачи воздуха проверяется после запуска и прогрева двигателя. Для этого центральную приемную трубу воздухоочистителя закрывают листом фанеры или жести. Если двигатель заглохнет – подсоса воздуха нет.
При неравномерной работе двигателя, потере мощности и дымлении на малых оборотах необходимо проверить форсунки на качество распыливания топлива и давление впрыска.
Одной из причин плохой работы насосной секции является подтекание топлива через нагнетательный клапан. Двигатель в этом случае работает с дымлением. Нагнетательный клапан нужно снять и промыть, затем проверить плотность его прилегания к седлу. При неплотном прилегании клапана к седлу его нужно заменить.
На работу двигателя и развиваемую им мощность влияет момент начала подачи топлива насосом. Для каждого двигателя существует оптимальный угол опережения подачи топлива, обеспечивающий наибольшую мощность и наименьший расход топлива. Проверка угла опережения подачи топлива производится с помощью специального приспособления (моментоскопа).
В процессе работы двигателя могут возникать неисправности регулятора, которые приводят к чрезмерному повышению числа оборотов коленчатого вала или к полной остановке двигателя. Заедание в подвижных сопряжениях взаимно перемещающихся деталей, остаточная деформация и поломка пружин – таковы основные неисправности регулятора.
Регулировку и ремонт насосов, регуляторов и форсунок производят только в мастерских на специальных стендах. Выполняет эту работу квалифицированный персонал.
Уже никого не нужно убеждать в том, что автомобили, оборудованные системой впрыска топлива , имеют массу преимуществ перед своими карбюраторными собратьями. Если подходить к этому с точки зрения обслуживания и эксплуатации, то преимущества систем впрыска проявляются прежде всего в стабильности заданных характеристик на протяжении больших пробегов (70-100 тыс. км) и минимальном количестве, а в современных системах – полном отсутствии регулировочных воздействий (процедур) на систему. Тем не менее первоначальные характеристики компонентов систем впрыска в процессе эксплуатации ощутимо изменяются, и это может в конечном счете сказаться на работе всей системы.
Не затрагивая проблемы, связанные с работой всей системы управления, поговорим сегодня лишь о гидравлической ее части, т. е. той, которая обеспечивает подачу топлива сначала из бака к топливному коллектору (или корпусу дроссельных заслонок), а затем в цилиндры.
Немалый опыт, накопленный предприятиями, профессионально занимающимися диагностикой и ремонтом двигателей, позволяет утверждать, что подавляющее число неисправностей в системах впрыска составляют дефекты именно в гидравлической части. Причем значительная часть компонентов не имеет неисправностей в прямом смысле слова – все нарушения в работе двигателя связаны с обычным ухудшением каких-либо параметров или характеристик в процессе эксплуатации. Наиболее ярким примером является загрязнение, а если говорить вернее – закоксовывание топливных форсунок. Проблема эта не новая и отнюдь не чисто украинская (хотя, конечно, нельзя сбрасывать со счетов качество нашего бензина). С момента появления первых электронных систем распределенного впрыска в середине 1960-х годов и по сей день эта проблема доставляет массу хлопот владельцам автомобилей, конструкторам, экологам и работникам сервисных станций.
Попробуем разобраться в физике (а точнее, в химии) этого процесса. Как показали исследования, основное влияние на ухудшение характеристик форсунок оказывает постепенное образование на конце запорного элемента и в зоне его седла нерастворимых в бензине соединений. Этот процесс наиболее интенсивно протекает в первые 10–20 минут после остановки горячего двигателя, когда форсунки находятся под остаточным давлением топлива. Неизбежно остающаяся в зоне седла пленка топлива начинает испаряться под воздействием высокой температуры, создающейся в верхней части подкапотного пространства. В результате испарения легких фракций бензина в зоне запорного элемента образуется слой твердых отложений. Основной их компонент – углерод, который, как известно, является составной частью молекул топлива. А если форсунка негерметична, этот процесс протекает наиболее интенсивно.
В системах дискретного дозирования проходное сечение сопла форсунки определяет количество топлива, подаваемое за время действия управляющего импульса. Очевидно, что образование отложений в зоне проходного сечения уменьшает это количество. Кроме этого, нарушается форма факела распыливания, а также ухудшается степень дробления частиц топлива. Часто приходится сталкиваться и с другой стороной этого явления – ухудшением герметичности запирания клапана, в результате чего в отсутствие управляющего импульса через форсунку может поступать дополнительное (неучтенное компьютером) количество топлива. Таким образом, образование углеродной пленки (или карбонизация) подчас довольно сложным образом влияет на работу двигателя. В результате появляются знакомые владельцам иномарок симптомы: неустойчивый холостой ход, провалы при ускорении, неудовлетворительные пусковые характеристики, повышенный расход топлива, потеря мощности и т. д. Процесс образования отложений гораздо интенсивнее протекает при эксплуатации автомобиля в городском цикле с частыми остановками, а также при применении низкокачественного бензина.
Конструкторы автомобилей пытаются бороться с эффектом отложений, совершенствуя конструкцию форсунок; нефтяные компании – выпуская высококачественные бензины, содержащие специальные моющие присадки. Но проблема остается, особенно если пробег автомобиля превышает 75-100 тыс. км, и усугубляется тяжелыми условиями эксплуатации.