Двигатель и системы двигателя. Характерные признаки и причины потерь работоспособности

Двигатель автомобиля представляет собой совокупность механизмов и систем, преобразующих тепловую энергию сгорающего в его цилиндрах топлива в механическую. Он состоит из целого ряда механизмов и систем. Бензиновый двигатель и дизель имеют кривошипно-шатунный механизм, смазочную систему, систему охлаждения и систему питания, а бензиновый двигатель к тому же и систему зажигания. Кривошипно-шатунный механизм осуществляет рабочий процесс двигателя.

Газораспределительный механизм производит открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов двигателя. Смазочная система подает масло к трущимся деталям двигателя. Система охлаждения отводит теплоту от сильно нагретых деталей двигателя. Система питания готовит горючую смесь для двигателя и обеспечивает выпуск из двигателя отработавших газов. Система зажигания производит воспламенение горючей и рабочей смеси в цилиндрах двигателя.

К характерным повреждениям кривошипно-шатунногомеханизма (КШМ) относятся: износ цилиндров, поршневых колец, канавок, стенок и отверстий в бобышках поршня, поршневых пальцев, втулок головок шатунов, шеек и вкладышей коленчатого вала; закоксовывание колец. К характерным отказам относятся: поломка поршневых колец, задиры зеркала цилиндров и заклинивание поршней, подплавление подшипников, появление трещин блока цилиндров и головки блока цилиндров.

Основными признаками неисправности КШМ являются: уменьшение компрессии в цилиндрах, появление шумов и стуков при работе двигателя, прорыв газов в картер и появление из маслоналивной горловины голубоватого дыма с резким запахом, увеличение расхода масла, разжижение масла в картере из-за проникновения паров рабочей смеси при тактах сжатия, загрязнение свечей зажигания маслом, отчего на электродах образуется нагар и ухудшается искрообразование. При этом, как правило, повышается расход топлива и снижается мощность двигателя.

К характерным повреждениям газораспределительного механизма (ГРМ) относятся: износ толкателей и их направляющих втулок, тарелок клапанов и их гнезд, шестерен, кулачков и опорных шеек распределительного вала; нарушение зазоров между стержнями клапанов и коромыслами (толкателями). К характерным отказам относятся: поломка и потеря упругости клапанных пружин, поломка зубьев распределительных шестерен, прогорание клапанов. Признаками неисправности ГРМ служат стуки, появление вспышек в карбюраторе и хлопков в глушителе.

Характерными неисправностями системы зажигания являются: разрушение изоляции проводов и свечей зажигания, нарушение контакта в местах соединений; ослабление пружины подвижного контакта; повышенный люфт валика распределителя; нагар на электродах свечей зажигания; изменение зазора между электродами свечей; межвитковые замыкания (особенно в первичной обмотке) катушки зажигания; неправильная начальная установка угла опережения зажигания; неисправность центробежного и вакуумного регуляторов.

Хотя на систему питания приходится не более 5 % отказов и явных неисправностей по автомобилю, состояние ее основного элемента – карбюратора – является определяющим для обеспечения топливной экономичности (по последним данным, средний перерасход топлива из-за невыявленных по внешним признакам неисправностей составляет 10–15 %) и допустимой концентрации вредных компонентов в отработавших газах.

К явным неисправностям относят нарушение герметичности и течь топлива из топливных баков и топливопроводов, «провалы» двигателя при резком открытии дроссельной заслонки из-за ухудшения функционирования ускорительного насоса; к неявным – загрязнение (повышение гидравлического сопротивления) воздушных фильтров, прорыв диафрагмы и негерметичность клапанов бензонасоса, нарушение герметичности игольчатого клапана и изменение уровня топлива в поплавковой камере, изменение (увеличение) пропускной способности жиклеров, неправильная регулировка холостого хода.

На систему питания приходится до 9 % неисправностей автомобилей с дизельными двигателями. Характерными неисправностями являются: нарушение герметичности и течь топлива, особенно топливопроводов высокого давления; загрязнение воздушных и особенно топливных фильтров; попадание масла в трубонагнетатель; износ и разрегулировка плунжерных пар насоса высокого давления; потеря герметичности форсунок и снижение давления начала подъема иглы; износ выходных отверстий форсунок, их закоксовывание и засорение.

Внешними признаками неисправности системы смазки являются потеря герметичности, загрязнение масла и несоответствие давления в системе нормативным значениям: для автомобилей ГАЗ-53А, ЗИЛ-130 при скорости 40–50 км/ч на прямой передаче давление в системе должно быть 0,2—0,4 МПа. При снижении давления на холостом ходу до 0,09–0,04 МПа у ГАЗ-53А и 0,06–0,03 МПа у ЗИЛ-130 загорается сигнальная лампа на щитке приборов. В прогретом двигателе КамАЗ-740 при 2600 об/мин коленчатого вала давление должно быть 0,45–0,5 МПа.

Внешними признаками неисправности системы охлаждения являются перегрев или чрезмерное охлаждение двигателя, потеря герметичности. Перегрев возможен при недостатке охлаждающей жидкости в системе. Особенно это проявляется при применении антифризов, которые вспениваются из-за наличия в системе воздуха и замедляют отвод тепла. Для предотвращения замерзания антифриза необходимо поддерживать его нормативную плотность. Так, при 20 °С плотность антифриза А-40 должна быть 1,067–1,072 г/см ³, а антифриза «Тосол А-40» – 1,075–1,085 г/см ³.

Эффективность работы системы охлаждения также снижается при ослаблении натяжения ремня вентилятора. Натяжение ремня двигателя ЗМЗ-53 регулируют изменением положения натяжного ролика. При усилии 30–40 Н прогиб ремня должен быть 10–15 мм. У двигателя КамАЗ-740 регулировку производят изменением положения генератора. При усилии 40 Н прогиб ремня должен быть 15–22 мм.