No Image

Устройство и ремонт двигателя

СОДЕРЖАНИЕ
1 просмотров
21 января 2020

Двигатель внутреннего сгорания называется так потому что топливо воспламеняется непосредственно внутри его рабочей камеры, а не в дополнительных внешних носителях. Принцип работы ДВС основан на физическом эффекте теплового расширения газов, образующихся в процессе сгорания топливно-воздушной смеси под давлением внутри цилиндров двигателя. Выделяемая в этом процессе энергия преобразуется в механическую работу.


В процессе эволюции ДВС выделились несколько типов двигателей, их классификация и общее устройство:

  • Поршневые двигатели внутреннего сгорания. В них рабочая камера находится внутри цилиндров, а тепловая энергия преобразуется в механическую работу посредством кривошипно-шатунного механизма, передающего энергию движения на коленчатый вал. Поршневые моторы делятся, в свою очередь, на:
  • карбюраторные, в которых воздушно-топливная смесь формируется в карбюраторе, впрыскивается в цилиндр и воспламеняется там искрой от свечи зажигания;
  • инжекторные, в которых смесь подаётся напрямую во впускной коллектор, через специальные форсунки, под контролем электронного блока управления, и также воспламеняется посредством свечи;
  • дизельные, в которых воспламенение воздушно-топливной смеси происходит без свечи, посредством сжатия воздуха, который от давления нагревается до температуры, превышающей температуру горения, а топливо впрыскивается в цилиндры через форсунки.
  • Роторно-поршневые двигатели внутреннего сгорания. Здесь тепловая энергия преобразуется в механическую работу посредством вращения рабочими газами ротора специальной формы и профиля. Ротор движется по «планетарной траектории» внутри рабочей камеры, имеющей форму «восьмёрки», и выполняет функции как поршня, так и ГРМ (газораспределительного механизма), и коленчатого вала.
  • Газотурбинные двигатели внутреннего сгорания. Особенности их устройства заключаются в преображении тепловой энергии в механическую работу с помощью вращения ротора со специальными клиновидными лопатками, который приводит в движение вал турбины.
  • Далее рассматриваются только поршневые двигатели, так как только они получили широкое распространение в автомобильной промышленности. Основные причины тому: надежность, стоимость производства и обслуживания, высокая производительность.

    Устройство двигателя внутреннего сгорания

    Первые поршневые ДВС имели лишь один цилиндр небольшого диаметра. В дальнейшем, для увеличения мощности сначала увеличивали диаметр цилиндра, а потом и их количество. Постепенно двигатели внутреннего сгорания приняли привычный нам вид. “Сердце” современного автомобиля может иметь до 12 цилиндров.

    Наиболее простым является двигатель с рядным расположением цилиндров. Однако, с увеличением количества цилиндров растет и линейный размер двигателя. Поэтому появился более компактный вариант расположения — V-образный. При таком варианте цилиндры расположены под углом друг к другу (в пределах 180-ти градусов). Обычно используется для 6-цилиндровых двигателей и более.

    Одна из основных частей двигателя — цилиндр (6), в котором находится поршень (7), соединенный через шатун (9) с коленчатым валом (12). Прямолинейное движение поршня в цилиндре вверх и вниз шатун и кривошип преобразуют во вращательное движение коленчатого вала.

    На конце вала закреплен маховик (10), назначение которого придавать равномерность вращению вала при работе двигателя. Сверху цилиндр плотно закрыт головкой блока цилиндров (ГБЦ), в которой находятся впускной (5) и выпускной (4) клапаны, закрывающие соответствующие каналы.

    Клапаны открываются под действием кулачков распределительного вала (14) через передаточные механизмы (15). Распределительный вал приводится во вращение шестернями (13) от коленчатого вала.
    Для уменьшения потерь на преодоление трения, отвод теплоты, предотвращения задиров и быстрого износа трущиеся детали смазывают маслом. В целях создания нормального теплового режима в цилиндрах двигатель должен охлаждаться.

    Но главная задача – заставить работать поршень, ведь именно он является главной движущей силой. Для этого в цилиндры должны подаваться горючая смесь в определенной пропорции (у бензиновых) или отмеренные порции топлива в строго определенный момент под высоким давлением (у дизелей). Топливо воспламеняется в камере сгорания, отбрасывает поршень с большой силой вниз, тем самым приводя его в движение.

    Принцип работы двигателя

    Из-за низкой производительности и высокого расхода топлива 2-тактных двигателей практически все современные двигатели производят с 4-тактными циклами работы:

    1. Впуск топлива;
    2. Сжатие топлива;
    3. Сгорание;
    4. Вывод отработанных газов за пределы камеры сгорания.

    Точка отсчета — положение поршня вверху (ВМТ — верхняя мертвая точка). В данный момент впускное отверстие открывается клапаном, поршень начинает движение вниз и засасывает топливную смесь в цилиндр. Это первый такт цикла.

    Во время второго такта поршень достигает самой нижней точки (НМТ — нижняя мертвая точка), при этом впускное отверстие закрывается, поршень начинает движение вверх, из-за чего топливная смесь сжимается. При достижении поршнем максимальной верхней точки топливная смесь сжата до максимума.

    Третий этап – это поджигание сжатой топливной смеси с помощью свечи, которая испускает искру. В результате горючий состав взрывается и толкает поршень с большой силой вниз.

    На заключительном этапе поршень достигает нижней границы и по инерции возвращается к верхней точке. В это время открывается выпускной клапан, отработанная смесь в виде газа выходит из камеры сгорания и через выхлопную систему попадает на улицу. После этого цикл, начиная с первого этапа, повторяется снова и продолжается в течение всего времени работы двигателя.

    Описанный выше способ является универсальным. По такому принципу построена работа практически всех бензиновых моторов. Дизельные двигатели отличаются тем, что там нет свеч зажигания – элемента, который поджигает топливо. Детонация дизельного топлива осуществляется благодаря сильному сжатию топливной смеси. При такте «впуск» в цилиндры дизеля поступает чистый воздух. Во время такта «сжатие» воздух нагревается до 600О С. В конце этого такта в цилиндр впрыскивается определенная порция топлива, которое самовоспламеняется.

    Читайте также:  Акб агм что это

    Системы двигателя

    Вышеописанное представляет собой БЦ (блок цилиндров) и КШМ (кривошипно-шатунный механизм). Помимо этого современный ДВС состоит и из других вспомогательных систем, которые для удобства восприятия группируют следующим образом:

    1. ГРМ (механизм регулировки фаз газораспределения);
    2. Система смазки;
    3. Система охлаждения;
    4. Система подачи топлива;
    5. Выхлопная система.

    ГРМ — газораспределительный механизм

    Чтобы в цилиндр поступало нужное количество топлива и воздуха, а продукты сгорания вовремя удалялись из рабочей камеры, в ДВС предусмотрен механизм, называемый газораспределительным. Он отвечает за открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов, через которые в цилиндры поступает топливо-воздушная горючая смесь и удаляются выхлопные газы. К деталям ГРМ относятся:

    • Распределительный вал;
    • Впускные и выпускные клапаны с пружинами и направляющими втулками;
    • Детали привода клапанов;
    • Элементы привода ГРМ.

    ГРМ приводится в действие от коленчатого вала двигателя автомобиля. С помощью цепи или ремня вращение передается на распределительный вал, который посредством кулачков или коромысел через толкатели нажимает на впускной или выпускной клапан и по очереди открывает и закрывает их.

    Система смазки

    В любом моторе есть множество трущихся деталей, которые необходимо постоянно смазывать, чтобы уменьшить потери мощности на трение и избежать повышенного износа и заклинивания. Для этого существует система смазки. Попутно с ее помощью решается еще несколько задач: защита деталей двигателя внутреннего сгорания от коррозии, дополнительное охлаждение деталей мотора, а также удаление продуктов износа из мест соприкосновения трущихся частей. Систему смазки двигателя автомобиля образуют:

    • Масляный картер (поддон);
    • Насос подачи масла;
    • Масляный фильтр с редукционным клапаном;
    • Маслопроводы;
    • Масляный щуп (индикатор уровня масла);
    • Указатель давления в системе;
    • Маслоналивная горловина.

    Система охлаждения

    Во время работы мотора его детали соприкасаются с раскаленными газами, которые образуются при сгорании топливо-воздушной смеси. Чтобы детали двигателя внутреннего сгорания не разрушались из-за чрезмерного расширения при нагреве, их необходимо охлаждать. Охладить мотор автомобиля можно с помощью воздуха или жидкости. Современные моторы имеют, как правило, жидкостную схему охлаждения, которую образуют следующие части:

    • Рубашка охлаждения двигателя;
    • Насос (помпа);
    • Термостат;
    • Радиатор;
    • Вентилятор;
    • Расширительный бачок.

    Система подачи топлива

    Система питания для двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от искры и от сжатия отличаются друг от друга, хотя и имеют ряд общих элементов. Общими являются:

    • Топливный бак;
    • Датчик уровня топлива;
    • Фильтры очистки топлива — грубой и тонкой;
    • Топливные трубопроводы;
    • Впускной коллектор;
    • Воздушные патрубки;
    • Воздушный фильтр.

    В обеих системах имеются топливные насосы, топливные рампы, форсунки подачи топлива, сам принцип подачи одинаков: топливо из бака с помощью насоса через фильтры подается в топливную рампу, из которой попадает в форсунки. Но если в большинстве бензиновых двигателей внутреннего сгорания форсунки подают его во впускной коллектор мотора автомобиля, то в дизельных оно подается непосредственно в цилиндр, и уже там смешивается с воздухом.

    Выхлопная система

    Система выхлопа предназначена для отвода отработанных газов из цилиндров двигателя автомобиля. Основные детали, ее составляющие:

    • Выпускной коллектор;
    • Приемная труба глушителя;
    • Резонатор;
    • Глушитель;
    • Выхлопная труба.

    В современных двигателях внутреннего сгорания выхлопная конструкция дополнена устройствами нейтрализации вредных выбросов. Она состоит из каталитического нейтрализатора и датчиков, сообщающихся с блоком управления двигателем. Выхлопные газы из выпускного коллектора через приемную трубу попадают в каталитический нейтрализатор, затем через резонатор в глушитель. Далее через выхлопную трубу они выбрасываются в атмосферу.

    Устройство двигателя

    Двигатель – энергосиловая машина, преобразующая какой-либо вид энергии в механическую работу. Еще двигатель называют "мотором", что было позаимствовано из немецкого языка. Различают различные типы двигателей из которых широкое распространение получили двигатели внутреннего сгорания и электрические двигатели. Существует более подробная классификация двигателей внутреннего сгорания.

    Устройство двигателя внутреннего сгорания состоит из двух механизмов:

    1) Кривошипно-шатунного механизма (КШМ) – преобразует прямолинейное возвратно-поступательные движения поршней, воспринимающих давление газов, во вращательное движение коленчатого вала. Детали КШМ делят на две группы: подвижные детали КШМ и неподвижные детали КШМ.

    Неподвижные детали КШМ: блок цилиндров, головка цилиндров, картер маховика и сцепления, гильзы цилиндров, крышка блока, крепежные детали, кронштейны, прокладки.

    2) Газораспределительного механизма (ГРМ) – служит для своевременного открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов двигателя, обеспечивая качественное наполнение цилиндров двигателя свежим зарядом, их очистку от отработавших газов и герметизацию цилиндров при сжатии и рабочем ходе поршня.

    Двигатель состоит также из пяти систем:

    • Система охлаждения – предназначена для поддержания оптимального теплового режима двигателя, чтобы он не перегревался и не переохлаждался.
    • Система смазки – служит для подвода масла к трущимся поверхно­стям деталей двигателя, частичного отвода теплоты и продуктов изнаши­вания.
    • Система питания – служит для приготовления горючей смеси из паров топлива и воздуха в определенных пропорциях, подачи ее в цилиндры двигателя и отвода из них отработавших газов.
    • Система зажигания – служит для создания тока высокого напряжения и распределения его по цилиндрам двигателя и воспламенения рабочей смеси в камере сгорания в определенные моменты.
    • Система пуска – служит для первоначального вращения коленчатого вала, что обеспечивает запуск двигателя.
    Читайте также:  Двигатель на датсун он до отзывы

    Поршневые двигатели внутреннего сгорания классифицируют по следующим признакам:

    1) По назначению:

    2) По способу осуществления рабочего цикла:

    3) По способу смесеобразования: (внешнее и внутреннее)

    4) По способу воспламенения:

    5) вид применяемого топлива:

    6) по числу цилиндров: одноцилиндровые и многоцилиндровые

    7) по расположению цилиндров: однорядные, двухрядные,V-образные.

    8) по способу наполнения свежим зарядом:

    9) по охлаждению: жидкостное и воздушное

    Для изучения общего устройства автомобиля и остальных его элементов заходите в раздел "Устройство и ремонт автомобиля".

    В независимости от сложности и надежности автомобильного двигателя каждый из них имеет свой определенный ресурс – со временем детали мотора изнашиваются.

    Ремонт ДВС (двигателей внутреннего сгорания) требуется преждевременно, если силовой агрегат выходит из строя вследствие небрежной эксплуатации. Причиной поломки мотора может послужить:

    • перегрев;
    • недостаточный уровень масла в картере двигателя;
    • эксплуатация автомобиля в тяжелых дорожных условиях или с нарушением скоростного режима;
    • установка деталей ненадлежащего качества;
    • неквалифицированная сборка.

    Чаще всего капитальный ремонт ДВС производится в специализированных автосервисах, но не так редко движки ремонтируют автовладельцы и своими руками – многое зависит от сложности силового агрегата.

    Капитальный ремонт ДВС своими руками

    Выполняя капитальный ремонт двигателя самостоятельно, водитель должен рассчитывать свои силы, так как ремонт ДВС — дело непростое, требует определенных знаний, слесарных навыков, внимательности и аккуратности. В каждой модели двигателя есть свои конструктивные особенности, и при ремонте силового агрегата их необходимо учитывать.

    Любой капитальный ремонт ДВС состоит из следующих операций:

    • снятие;
    • разборка;
    • дефектовка (отбраковка деталей, подлежащих замене);
    • шлифовка коленчатого вала;
    • притирка клапанов головки блока;
    • сборка;
    • установка мотора;
    • запуск;
    • регулировка;
    • обкатка.

    После ремонта двигателя необходимо первое время эксплуатировать автомобиль с минимальными нагрузками:

    • ездить на небольших скоростях, желательно не больше 80 км/ч;
    • не перегружать багажник, салон или кузов;
    • не давать больших оборотов двигателю.

    Трудоемкость ремонтных работ зависит от типа двигателя – на грузовиках капремонт занимает больше времени и физических усилий. Безусловно, капитальный ремонт ДВС таких грузовых автомобилей, как ГАЗ, КАМАЗ или ЗИЛ продлится дольше, чем капремонт ВАЗ, к тому же для ремонта больших двигателей необходимо соответствующее по площади помещение.

    В каждой модели двигателя есть свои нюансы:

    • наиболее слабые места;
    • особенности разборки и сборки.

    Дальше в этой статье мы рассмотрим возможные слабые места двигателей легковых автомобилей Форд, Мазда, Ниссан, Мерседес и Тойота, в конце обратим внимание на некоторые особенности ремонта моторов отечественного производства – ГАЗ и ВАЗ.

    Двигатели Форд

    Среди современных фордовских ДВС различают три основных типа двигателей – Split Port, Duratec и Zetec, в основном все легковые автомобили Ford (Focus, Mondeo, Fusion и др.) оснащаются моторами объемом 1,4/1,6/1,8/2,0 л. Все фордовские ДВС сами по себе очень надежные, без проблем выхаживают свой положенный ресурс (не менее 250 тыс. км), и чаще всего выходят из строя раньше времени по вине самих водителей.

    Все двигатели Duratec имеют цепной привод, Zetec бывают только с ременной передачей ГРМ. «Зэтековские» моторы на Фордах встречаются двух типов:

    Усовершенствованный вариант ДВС Zetec-SE был разработан компаниями Mazda и Yamaha, он отличается от стандартного Zetec E расположением коллекторов – системы впуска и выпуска расположены на противоположных сторонах двигателя. На моторе Zetec-SE впервые был применен пластиковый впускной коллектор.

    Split Port – этот мотор чисто американской разработки, сам ДВС и запасные части к нему производятся только в Америке. Среди всех типов двигателей Форд модификация Split Port является самой проблемной, основной болезнью является вылет седел головки блока из-под клапанов. Вылетающее седло разбивает поршни, нередко при этом повреждается сама ГБЦ, и ремонт получается достаточно дорогим.

    Двигатели Mercedes

    В линейке силовых агрегатов легковых автомобилей Mercedes много различных типов двигателей, наиболее популярными являются бензиновые моторы:

    • четырехцилиндровые M111;
    • шестицилиндровые M112 и М104;
    • восьмицилиндровые M113.

    ДВС M111 и М104 – рядные, отличаются высокой надежностью и большим ресурсом, правда, M111 несколько шумноват в работе. ДВС M112 и M113 имеют V-образное расположение цилиндров – у этих моторов отмечается повышенный расход масла, возможно расслаивание демпфера шкива коленчатого вала на пробеге ближе к 100 тыс. км.

    По сравнению с двигателями Форд моторы автомобилей Mercedes в основном более объемные, например, ДВС модификации М119 Е50 – пятилитровые, V-образные, восьмицилиндровые. Моторы M119 отличаются небольшим ресурсом цепей – детали требуют замены в среднем на пробеге 100-150 тыс. км. Другие проблемы с моторами М119 возникают редко, и если вовремя менять цепной привод на таком двигателе, он без «капиталки» может проходить до 500 тыс. км.

    Двигатели Ниссан

    Все модели двигателей Nissan в целом зарекомендовали себя с положительной стороны, но характерные «болезни» все же у них имеются:

    • на многих моделях движков цепь растягивается после 150 тысяч километров пробега;
    • при перегреве достаточно быстро выходит из строя головка блока цилиндров.

    В основном бензиновые моторы нареканий у автовладельцев не вызывают, наиболее проблемными на «Ниссане» являются дизельные моторы с объемом свыше 2,8 л. ДВС RD28 (2,8 л) не терпит перегрева, в первую очередь на дизеле выходит из строя ГБЦ (в головке блока появляются трещины). На силовом агрегате ZD30 случаются другие проблемы:

    Читайте также:  Болт клапанной крышки 406

    • прогорают поршни третьего или четвертого цилиндров;
    • довольно часто пробивает прокладку ГБЦ;
    • от перегрева быстро выходит из строя турбина.

    Двигатели Mazda

    На автомобилях Mazda достаточно часто встречаются двигатели производства Форд, в частности, двухлитровый мотор на машине Мазда-3 аналогичен силовому агрегату, установленному на Форд Мондео. Еще на модели автомобилей Мазда RX7 и RX8 ставились роторно-поршневые моторы собственной разработки японского концерна, но силовые агрегаты не получили большой популярности в России – эти движки имеют небольшой ресурс, и уже на пробеге около 100 тыс. км нуждаются в капитальном ремонте.

    Среди «маздовских» ДВС широкое распространение получили моторы серии Z – это ряд 4-цилиндровых бензиновых двигателей объемом от 1,3 до 1,6 л. Все силовые агрегаты Z-двигателей 16-клапанные, рядные, с двумя распредвалами в головке БЦ. Блок цилиндров может быть отлит как из чугуна (модели Z5, ZL и ZM), так и из алюминия (Z6, ZY, ZJ), этими моторами комплектуются машины Mazda-323, Mazda-3, Mazda Demio. У ДВС Z-серии нет гидрокомпенсаторов, и клапана на них регулировать приходится достаточно часто. Также у этих моторов возникают и другие проблемы:

    • из-за неисправных заслонок впускного коллектора возникает «дизельный» звук;
    • выход из строя клапана EGR из-за некачественного топлива.

    В целом моторы Z надежные, цепь ГРМ меняется на пробеге не ранее чем 200-250 тыс. км.

    Двигатели Тойота

    Силовые агрегаты компании Toyota отличаются высокой надежностью, за все время существования компании на легковые автомобили устанавливались силовые агрегаты различных объемов и модификаций, для удобства все «тойотовские» двигатели разделяются по сериям:

    • A (наиболее известные модели 4A-FE, 7A-FE,);
    • E (самые популярные двигатели – 4E-FE, 5E-FE);
    • G (1G-FE);
    • GR;
    • S (получили наибольшее распространение 3S-FE и 4S-FE);
    • VZ;
    • ZZ.

    Еще различных серий очень много, и в основном все силовые агрегаты вполне удачные по своей конструкции и надежности. Но среди моторов Тойота есть и не слишком ДВС, в частности, не с лучшей стороны себя зарекомендовала серия V-образных ДВС VZ, среди их недостатков отмечается:

    • выход из строя головок блока цилиндров (появление у них трещин вследствие перегрева);
    • повышенный расход масла;
    • достаточно большое потребление топлива.

    Двигатели ГАЗ

    На автомобили Горьковского автозавода устанавливаются двигатели производства ЗМЗ, последнее время грузовой и коммерческий транспорт ГАЗ комплектуется силовыми агрегатами УМЗ, ЯМЗ, Cummins. Двигатели серии ЗМЗ-402 уже сняты с производства, но достаточно много различного транспорта с этими моторами ездить на дорогах нашей страны и за рубежом.

    Основные проблемы ЗМЗ-402:

    • течь масла с заднего сальника;
    • повышенный расход масла;
    • необходимость частой регулировки клапанов.

    Сзади коленчатого вала на 402-ой мотор устанавливается сальниковая набивка, чтобы свести течь масла к минимуму, необходимо на стыки уплотнителей нанести маслостойкий герметик.

    Основная проблема ДВС ЗМЗ 405/406 – достаточно небольшой срок службы цепей ГРМ, детали газораспределительного механизма нуждаются в замене примерно через 70-80 тыс. км пробега. Есть в ГРМ 406 двигателей большой плюс – при обрыве цепей клапана в головке блока не гнутся, и поэтому замена деталей цепного привода обходится не слишком дорого. На двигатель Ульяновского моторного завода нареканий довольно много, у него отмечаются следующие недостатки:

    • повышенный угар масла через поршневые кольца;
    • склонность к перегреву, и как следствие, выход из строя головки блока и поршневой группы;
    • небольшой общий ресурс – нередко моторы «капиталят» уже на первой сотне тысяч километров пробега.

    Турбодизель Cummins считается отличным двигателем с высокими техническими характеристиками, и этот мотор:

    • экономично расходует топливо;
    • обладает хорошей динамикой;
    • способен пробежать 500 тыс. км без капремонта.

    Но заявленный изготовителем ресурс Cummins отрабатывает не всегда, у турбдизеля есть свои недостатки:

    • от некачественного топлива быстро выходят из строя форсунки;
    • из-за неисправности вискомуфты происходит перегрев ДВС.

    Двигатели ВАЗ

    Силовые агрегаты вазовского производства относительно надежны и не критичны к качеству применяемого топлива, особенно «всеядны» 8-клапанные движки. При нормальной эксплуатации моторы ВАЗ обладают неплохим ресурсом – если ДВС не перегревать и не перегружать, он беспроблемно пробежит 200 тыс. км и более. Чтобы мотор отходил свой положенный срок, необходимо:

    • заливать качественное моторное масло от известных производителей (синтетическое или полусинтетическое);
    • не превышать скоростной режим;
    • своевременно проводить ТО (замена масла – через каждые 10 тыс. км);
    • с периодичностью через каждые 60 тыс. км производить замену ремня ГРМ.

    Последнее время на вазовские автомобили в основном устанавливаются моторы моделей:

    Все ДВС имеют объем 1,6 л, и, к сожалению, на всех перечисленных моделях, кроме 11183, при обрыве ремня ГРМ клапана встречаются с поршнями. Удары клапанов о поршни во время обрыва ременного привода ГРМ доставляет немало хлопот – в некоторых случаях выходит из строя головка блока, разрушаются поршни. 8-клапанный мотор ВАЗ-11183 самый простой и беспроблемный из всех перечисленных, но он и самый маломощный.

    Комментировать
    1 просмотров
    Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

    Это интересно
    No Image Автомобили
    0 комментариев
    No Image Автомобили
    0 комментариев
    No Image Автомобили
    0 комментариев
    Adblock detector