ОБЩИЕ ПРИЗНАКИ НЕОБХОДИМОСТИ РЕМОНТА ДВИГАТЕЛЯ
Износ деталей двигателя увеличивается постепенно и до определенной величины практически не влияет на его нормальную работу. Однако когда ресурс деталей выработан, износ начинает прогрессивно увеличиваться и в двигателе возникают следующие неисправности:
1. В ы с о к и й расход масла. Предельным считается расход масла от метки « м а х » до метки «min» на щупе за 1000 км пробега.
2. Дымный выхлоп, цвет дыма — синий.
3. «Махровый» нагар на свечах зажигания.
4. Неравномерность работы двигателя на холостом ходу (трясется рычаг переключения передач).
5. Из шланга с и с т е м ы вентиляции картера газы, пары выходят в такт с р а б о ч и м и х о д а м и в цилиндрах (на исправном двигателе газы и пары выходят без четкой пульсации потока).
6. Высокий расход бензина. При городском цикле езды с частыми остановками расход бензина может увеличиваться в 2 раза и составить около 15 л на 100 км пробега.
7. Падение м о щ н о с т и двигателя. Снижение мощности считается существенным, если время разгона автомобиля с места до 100 км/ч с переключением передач увеличивается более чем на 25 % (у ВАЗ-2102 с 23 до 29 сек; у ВАЗ-2106 с 17,5 до 22 сек; у ВАЗ-21074 с 16 до 20 сек), а максимальная скорость уменьшается более чем на 15 % (у ВАЗ-2102 с 135 до 115 км/ч; у ВАЗ-21053, «21074» с 148 до 126 км/ч; у ВАЗ-2103 с 150 до 128 км/ч; у ВАЗ-2106 с 152 до 129 км/ч).
Замер времени разгона производится, когда в автомобиле водитель и один пассажир, а максимальной скорости - при полной нагрузке. При всех замерах двигатель должен быть отрегулирован, а ходовая часть исправна. Последнее проверяется замером пути свободного качения (выбега) с установившейся скорости 80 км/ч до полной остановки, который должен быть не менее 800 м. Замер выбега, как и все вышеупомянутые замеры, выполняется на горизонтальном участке сухого и ровного асфальтированного шоссе при отсутствии сильного ветра и закрытых окнах дверей. В автомобиле должны находиться водитель и один пассажир.
Величина выбега определяется как среднее арифметическое результатов (замеров), полученных при двух заездах в противоположных направлениях. На практике о падении мощности двигателя можно судить, не прибегая к испытаниям
на максимальную скорость, — нет смысла пугать окружающих и себя. Если на 1-й передаче автомобиль разгоняется
до скорости 37-38 км/ч, на 2-й — до 51-52 км/ч, на 3-й — до 95-96 км/ч, то двигатель развивает номинальную
(паспортную) мощность.
Другая распространенная причина снижения мощности старого двигателя связана с ухудшением компрессии. Вот вы вооружились компрессометром (рис. 1.4), померили и... загрустили. Еще бы! У нового "жигулевского" мотора величина компрессии может достигать 12 кгс/см2 , а у вас всего 9-10 кгс/см2 . Ясно, тут уж не приходится требовать от мотора былой мощности и экономичности.
Что же это такое — компрессия? По-русски — сжатие. Топливно-воздушная смесь сжимается в цилиндре с разным результатом - смотря в каком состоянии цилиндр, поршень, кольца, клапаны, их седла. Если вследствие износа часть смеси через увеличившиеся зазоры уходит из сжимаемого объема, компрессия низкая. При этом давление, замеряемое компрессометром, оказывается ниже еще и по другой причине: чем меньше сжатие, тем меньше и нагрев (а значит, и давление) "заряда" в цилиндре от этого сжатия.
Рис.1.4. Компрессометр: Положим, у вас двигатель со степенью сжатия 8,5. Ест— манометре—штуцер; ли бы вы могли сжимать смесь так медленно, что она не
з — колпачковая гайка; нагревалась бы, и в то же время исключалась утечка, в
4—обратный клапан; 5—ре- к с ж а т и я в ь | н а м е р и л и бы Даже М е н ь ш е 8,5 КГС/СМ2
зиновыи шланг; 6 — ре- . „ г „„„
ЗИНОВЫЙ наконечник (ведь впускной клапан закрывается через 40 после НМТ).
При реальном измерении компрессии смесь сжимается достаточно быстро, поэтому величина давления, показанного компрессометром, существенно выше. Итак, чем хуже механическое состояние двигателя (изношены цилиндр, поршень, кольца и т.д.), тем заметнее снижение компрессии. Можно сказать, что каждая "сотка" увеличивающегося зазора снижает компрессию сильнее, чем предыдущая.
Оценить двигатель по его компрессии можно так: 12 кгс/см2 - отлично, 10 - посредственно, 9 кгс/см2 - плохо.
Если компрессия снижена, это особенно проявляется при холодных пусках зимой - ведь смесь мало подогревается во время сжатия, поэтому хуже воспламеняется. На трескучем морозе старый, изношенный мотор может основательно потрепать
нервы, так и не дав ни одной вспышки.
Итак, первое, что приводит к ухудшению компрессии — это механический износ цилиндра, поршня, колец. Обычно в справочниках указывается наибольший допустимый износ той или иной детали, скажем, для цилиндра — не более 0,1-0,15 мм на диаметр. Многие автолюбители, пытаясь сэкономить, откладывают серьезный ремонт с расточкой или заменой блока (гильз), ограничиваясь заменой поршневых колец. Мотор, разумеется временно омолаживается, особенно при первой замене, когда износ
цилиндра не слишком велик. Последующие замены менее эффективны, так как кольца работают во все более изношенном цилиндре с искаженной рабочей поверхностью.
Здесь хотим предостеречь от одной ошибки: нельзя в цилиндре номинального размера, даже сильно изношенном, использовать кольца ремонтного диаметра, пусть ближайшего. Некоторые "умельцы" полагают, что достаточно подпилить концы, чтобы кольцо как-то влезло в цилиндр - и проблема решена! В действительности такое кольцо очень плохо прилегает к цилиндру и ждать, что оно приработается, по меньшей мере, наивно.
Если вы хотите, не разбирая двигатель, определить "виновника" снижения компрессии, можете воспользоваться надежным дедовским методом. Залейте через отверстие свечи в цилиндр несколько кубиков масла и повторно проверьте компрессию.
Если она увеличится, значит, к ее снижению причастны кольца. В противном случае - клапаны, поскольку впрыск масла для них не имеет значения.
8. Перебои в работе цилиндров двигателя (двигатель «троит»).
9. С т у к и в двигателе. Стук коленчатого вала - металлический и глухого тона. Частота его увеличивается с повышением числа оборотов коленчатого вала. Чрезмерный осевой зазор коленчатого вала вызывает стук более резкого тона с неравномерными промежутками, которые особенно заметны при плавном ускорении или замедлении.
Стук шатунных подшипников - более резкий, чем стук коренных. Прослушивается при работе двигателя на холостом ходу при нейтральном положении рычага переключения передач и усиливается с увеличением числа оборотов коленчатого
вала. Стук шатунных подшипников можно легко определить, отключая поочередно свечи зажигания снятием с них наконечников с высоковольтными проводами.
Стук поршней - обычно незвонкий, приглушенный, подобный колокольному, вызывается «перекладкой» поршня в цилиндре. Лучше всего он слышен на малых оборотах коленчатого вала и под нагрузкой.
Стук поршневых пальцев - двойной, металлический и резкий. Вызывается чрезмерным зазором в сопряженных с ним деталях и лучше слышен на холостом ходу.
10. Слишком малое давление масла.
11. "Жесткая" работа двигателя — детонация, преждевременное зажигание, отдельные вспышки в цилиндрах после выключения зажигания (калильное зажигание).
12. "Выстрелы" в глушителе, "чихание" в карбюраторе — смесь воспламеняется при незакрытых клапанах.
13. Перегрев двигателя.
О необходимости ремонта говорит не каждый признак в отдельности, а наличие в той или иной мере всех перечисленных. В зависимости от условий эксплуатации необходимость ремонта может возникнуть при 100-200 тыс. км пробега. Комплексным показателем необходимости ремонта является увеличение расхода бензина до 15 л на 100 км пробега.
Кто с этим не сталкивался: машина состарилась, стала неважно тянуть, зато расход топлива вырос на четверть. Обратившись на СТО, услышите безапелляционное: "Ну, это ясно — карбюратор!" Но карбюратор виноват далеко не всегда.
О других причинах падения мощности специалист средней руки обычно не хочет слышать ввиду их непостижимой для него сложности. Куда проще крутить винты карбюратора, а потом, вконец его разрегулировав и получив кучу денег, отпустить
клиента, убедив, что больше ничего сделать нельзя. А если фазы газораспределения сбиты?
Средний автолюбитель, особенно с "дачным" устройством ума, о фазах или редко вспоминает или не знает вовсе. Да и зачем ему? Хуже, если не знают те, кому положено - работники автосервиса.
Взгляните на диаграмму (рис. 1.5.). Здесь последовательно, через каждые 180 градусов угла поворота коленчатого вала показаны фазы газораспределения "Жигулей". Обратите внимание: в отличие от упрощенного, школьного объяснения того,
как работает двигатель, здесь клапаны закрываются или открываются не от ВМТ до НМТ (верхней и нижней мертвых точек). Клапан открыт существенно дольше — целых 232° угла поворота коленчатого вала. Откуда же они "набегают"?
вмт нмт вмт нмт вмт
Рис. 1.5. Фазы газораспределения двигателей ВАЗ-2101...-2106:
1 — нормальные фазы; 2 — смещенные фазы (на пять зубьев звездочки)
Представим себе процесс всасывания. Открытие клапана происходит не мгновенно, поскольку его движение задается специальным профилем кулачка распредвала. Как показал опыт моторостроителей, выгодно открывать клапан несколько
раньше, чем поршень придет в ВМТ и потом двинется вниз На "Жигулях" такое опережение открытия впускного клапана составляет 12 градусов. А дальше - еще интереснее: закрывается этот клапан лишь через 40 градусов после прохождения
поршнем НМТ! Конечно, тут есть свой расчет. Во впускном канале, перед клапаном, скорость потока топливно-воздушной смеси переменная - от нуля при закрытом клапане до какого-то максимума при открытом. На высоких оборотах среднее значение скорости потока измеряется десятками метров в секунду. Инерционность потока используют уже после прохождения поршнем НМТ, когда он начинает сжимать смесь в цилиндре, силы инерции продолжают "разряжать" цилиндр, улучшая наполнение.
Не усложняя наш разговор, отметим, что наиболее эффективно инерционность потока используется не во всем рабочем диапазоне, а лишь при тех оборотах, на которых возникает резонанс колебаний потока во впускной трубе. Что это означает? Газовый "столб" в трубе (в нашем случае это результат смешивания воздуха и паров бензина) - упругое тело с определенными колебательными характеристиками. Например, при прочих равных условиях более длинной трубе соответствует бопее низкая частота собственных колебаний газа в ней - это хорошо известно музыкантам-трубачам! Проще говоря, если подобрать геометрические характеристики впускной трубы
так, чтобы в каком-то диапазоне оборотов колебания давления в ней помогали "дозаряжать" цилиндр, вы получите эффект наддува. Но система газораспределения должна попасть в такт этим колебаниям давления в трубе: клапан нужно вовремя
открыть и закрыть. Это и обеспечивают тщательно подобранные при доводке двигателя фазы газораспределения.
При неумелом обслуживании автомобиля могут быть ошибки в установке фаз Например, вы сместили их на один зуб по шкиву привода распределительного вала это почти 19 градусов по коленчатому валу! Ошибка на два зуба — сами понимаете... Кстати, если вы делаете все аккуратно, но цепь газораспределения основательно изношена и из-за этого удлинилась, смещение метки всего-то на ползуба означает изменение фаз по коленчатому валу больше чем на 9 градусов, то есть клапан открывается и закрывается гораздо позже, чем должен. Напомним также, что цепь никогда не изнашивается равномерно, ее шаг и натяжение разных участков неодинаковы. В частности из-за этого при изношенной цепи иногда очень трудно добиться устойчивой работы двигателя (это наиболее заметно на холостом ходу).
При распространенном у нас способе дефорсирования двигателя (для перехода на бензин А-76), когда между блоком цилиндров и его головкой устанавливают дополнительные прокладки, тоже происходит искажение фаз газораспределения - как если бы
цепь несколько укоротилась. При подъеме головки блока, например, на 1,5 мм шкив привода цепи на распредвале повернется в направлении движения цепи (то есть в сторону более раннего открытия клапана) примерно на 3 мм по пинии центров втулок цепи.
Изменение фаз приближается к 5-6 градусам по углу поворота коленвала. Когда цепь и звездочки изношены, этим частично компенсируется подъем головки. Здесь пора напомнить о главной опасности. Ошибки в установке фаз газораспределения
недопустимы - лишь немногие двигатели сохраняют при этом боеспособное состояние, например, ВАЗ-2105 или полутаролитровая "восьмерка". И у того, и у другого в поршнях глубокие выемки напротив клапанов. А у вас, к примеру, двигатель ВАЗ-2103 с плоским днищем поршня. Из диаграммы на рис. 1.5. видно, что впускной клапан максимально открыт при повороте коленвала на 104° от ВМТ. Значит, если сделать фазы более ранними - на пять-шесть зубьев по шкиву распредвала, клапан должен полностью открыться при самом верхнем положении поршня. "Позвольте, детали же не резиновые!" - воскликнет тот, кто понял. И будет прав - поломка здесь неизбежна. Она может случиться и при попытке пуска, и при неумелой работе неопытного "мастера", пытающегося рукояткой провернуть коленвал. А бывает и так, что сильно изношенная цепь в сочетании с неработающим натяжителем и отсутствующим успокоителем при каком-то рывке перескакивает через зубья звездочек.
Теперь остается уяснить, что для этой беды не нужно даже, чтобы клапан открылся полностью. Поэтому ошибка на два-три зуба в сторону опережения фаз уже опасна (рис. 1.6. и 1.7.).
Рис. 1.6. Ошибка в установке фаз газораспределения: а — нормальная регулировка; 6 — ошибка на два и (верхний рисунок). Нормальная регулировка распредвала; 2 — цепь; 3 — звездочка коленва-
Рис. 1.7. Удар впускного клапана о поршень при преждевременном открытии
более зубтъев в сторону опережения; 1 — звездой- ка показана на нижнем рисунке
ка распредвала; 2 — цепь; 3 — звездочка коленва-
па; 4 — метки на передней крышке двигателя;
5 — шкив привода клинового ремня
12
Выпускной же клапан максимально открыт за 106° до прихода поршня в НМТ. Еспи запаздывание фаз сделать равным все тем же пяти-шести зубьям по шкиву распредвала, попомка опять обеспечена. Но часто и запаздывания на один-два зуба бывает достаточно для неприятностей - это если вы любитель так называемого спортивного стиля езды, то есть при высоких оборотах двигателя. Этот стиль для выпускного клапана самый нежелательный. Почему?
Оба клапана открываются под воздействием купачков распредвала, система "кулачок-рычаг-клапан" жесткая и работает примерно одинаково во всем диапазоне оборотов. Закрываются же клапаны усилием пружин. На высоких оборотах начинает
ощутимо сказываться инерционность этой системы, особенно, если пружины почему-либо ослаблены. Опыт некоторых горе-гонщиков показывает, что при оборотах выше 7500-8000 м и н - 1 и самые исправные пружины могут в работе настолько запаздывать, что впускной клапан все-таки не успевает закрыться вовремя, а поршень, догнав его, завершает депо. Результат - согнутый клапан, поврежденная втулка головки - дорогостоящий ремонт.
Иногда считают, что дефорсированный двигатель, у которого гоповка поднята на миллиметр-другой, в этом отношении безопасен. Это если и верно, то не для всех моделей. Особенно обольщаться на сей счет не стоит.
В заключение напомним, что при нормальной эксплуатации "жигупей" необходимость заменять детали цилиндро-поршневой группы вследствие естественного износа возникает в большинстве двигателей через 150-160 (а нередко и больше)
тысяч километров. Еспи такое случается раньше, значит, вы что-то делали не так: применяли масло низкого качества, не вовремя его меняли, злоупотребляли высокими оборотами, перегружали машину и т.п. Вот и приходится платить за ошибки.
Далее приводится порядок работ по ремонту деталей, узлов и механизмов, которые можно выполнить, не снимая двигатель с автомобиля, а также другие операции по восстановлению работоспособности двигателя, для чего его необходимо
демонтировать с машины.
|
Меню сайта