Диагностирование цилиндропоршневой группы кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов по величине компрессии и по утечке воздуха

1
Министерство образования и науки Самарской области
государственное бюджетное образовательное учреждение
среднего профессионального образования
«Самарский машиностроительный колледж»
(ГБОУ СПО СМК)
Методические рекомендации к практической работе
Диагностирование цилиндропоршневой группы кривошипно-шатунного и
газораспределительного механизмов по величине компрессии и по утечке воздуха
для специальности_190631 Техническое обслуживание и ремонт автомобильного
транспорта
Разработала
преподаватель профессиональных модулей
Мячина О.Г.
2014 г.
2
Практическая работа 2
Диагностирование цилиндропоршневой группы, кривошипно-
шатунного и газораспределительного механизмов по величине
компрессии и по утечке воздуха
1 Цель работы
1.1 Рассмотреть основные приборы, при помощи которых проводят
диагностирование кривошипно-шатунного механизма и газораспределительного.
1.2 Научиться проводить диагностирование механизмов при помощи приборов.
2 Разделы, темы рабочей программы, которые необходимо знать
при выполнении и сдаче практических работ
Раздел 3 Технология технического обслуживания и текущего ремонта автомобилей.
Тема 3.3 Техническое обслуживание и текущий ремонт кривошипно-шатунного и
газораспределительного механизмов.
3 Краткие теоретические сведения
3.1 Специфические неисправности
Основными причинами неисправности кривошипно-шатунного механизма (КШМ)
являются:
Изнашивание, заклинивание, разрушение вкладышей;
Деформация полостей в блоке;
Деформация и изнашивание отверстий нижней головки шатуна;
Обрыв шатуна или шатунных болтов;
Изнашивание втулки верхней головки шатуна;
Изнашивание подшипников балансирных валов;
Заклинивание или разрушение балансирных валов.
Для того чтобы на слух определить причину неисправности, необходимо знать
характер стуков при различных неисправностях.
Неисправность поршней характеризуется глухим щелкающим звуком, который
прослушивается ВЬШ1е плоскости разъема картера при резком уменьшении частоты
3
вращения коленчатого вала сразу после пуска холодного двигателя.
На неисправность коренных подшипников указывает сильный глухой низкий звук,
который проcлушивается в плоскости разъема картера двигателя при резком изменении
частоты вращения коленчатого вала,
Стук шатунных подшипников более резкий и звонкий по сравнению со стуком
коренных подшипников, прослушивается в зоне вращения кривошипа соответствующего
цилиндра.
Исчезновение или заметное уменьшение стука при выключении зажигания или
форсунки в этом цилиндре свидетельствует о неисправности подшипника.
При неисправности поршневого пальца слышен резкий звонкий высокий звук в зоне
верхнего и нижнего положения поршневого пальца при изменении частоты вращения
коленчатого Вала двигателя. Не путать с детонационными стуками, которые появляются
при большом угле опережения зажигания и исчезают при его уменьшении.
Причинами могут быть - изнашивание деталей или недостаток смазочного
материала. Причиной нарушения нормальной работы двигателя может стать сильная
детонация, которая приводит к прогоранию поршней, обрыву шатунов, поломке
коленчатого вала и т. д. Проворачивание вкладышей подшипников обычно при водит к
заклиниванию двигателя. Неправильное размораживание двигателя при низких
температурах окружающей среды может вызвать разрыв рубашки охлаждения и привести
к полному разрушению двигателя. Значительное снижение мощности двигателя
происходит из-за увеличенного износа рабочих поверхностей деталей
цилиндропоршневой группы - поршня, гильзы цилиндра, компрессионных колец, а также
неплотного прилегания клапанов к седлам, повреждения прокладки головки блока
цилиндров или ослабления крепления головки блока цилиндров.
3.2 Диагностирование механизмов с помощью приборов
Широко используемым методом диагностирования технического состояния КШМ
и ГРМ двигателей является замер компрессии в цилиндрах двигателей в конце тактов
сжатия с помощью различного типа компрессометров и компрессографов с
самописцами. На рисунке 1, а изображен компрессометр мод. 179 с рукояткой
пистолетного типа, манометром, наконечником для установки в свечное отверстие,
кнопкой клапана сброса давления (от предыдущего показания) и т.д.
4
1 корпус; 2 манометр; 3 штуцер; 5 контргайка; 6 трубка; 7 резиновый
наконечник; 8 золотник; 10 выпускной клапан; 11 шланг; 12 переходник; 13
зажимная гайка; 14 клапан; 15 пружина клапана; 16 седло; 17 наконечник
а) для карбюраторных двигателей;
б) для дизелей;
Рисунок 1 – Компрессометры
Несколько отличается по конструкции компрессометр для дизелей (Рисунок 1, б). В
нижней части он снабжен жестким металлическим корпусом с зажимной гайкой и
наконечником, которые вместе с корпусом устанавливаются на место форсунок в
3
головке блока с последующим креплением болтом и скобой форсунки. Компрессограф
КВ-1126 (Рисунок 2) с самописцем и питанием от аккумуляторной батареи обеспечивает
регистрацию на карточке (предварительно в гнездо прибора вставляется микрорулон
специально разграфленной бумаги) давления и цилиндрах в диапазоне 0,4-1,6 МПа (4-16
кгс/см
2
), цена деления карточки 0,05 МПа (0,5 кгс/см
2
). Прибор снабжается различного
рода переходниками и насадками.
Рисунок 2 – Компрессограф с самописцем КВ-1126
Компрессограф мод. К-181 (Рисунок 3) также измеряет давление в цилиндрах и
фиксирует его на бумажном бланке, закрепленном во вращающемся барабане путем
просечки встроенным ножом. Перед началом проверки компрессии следует прогреть
5
двигатель, вывернуть все свечи и полностью открыть воздушную и дроссельную
заслонки. Затем наконечник прибора вставляется в отверстие для свечи первого цилиндра
и плотно прижимается к гнезду. Коленчатый вал проворачивается при проверке стартером
(частота вращения должна быть не менее 200-250 мин
-1
) не менее 10-12 оборотов. После
этого следует проверить по манометру (или по отрывной карточке) показания прибора и
сравнить его с нормативным. Аналогично проверяют компрессию в других цилиндрах
двигателя. Отклонение показаний от нормативных для данной модели двигателя более
чем на 25% свидетельствует о серьезной неисправности двигателя и необходимости
прекращения его эксплуатации.
Рисунок 3 – Компрессограф К-181
Проверка компрессии производится при полностью закрытых клапанах
проверяемого цилиндра.
При значительном снижении компрессии следует попытаться определить место
негерметичности. В этих целях в свечное отверстие заливают иногда до 20 см
З
моторного
масла для временного уплотнения колец. Если после этого показания прибора не
увеличатся, то это свидетельствует о негерметичности клапанов. Компрессия для
карбюраторных двигателей с пониженной степенью сжатия составляет обычно 0,7-0,8
МПа (7-8 кгс/см
2
), для двигателей с повышенной степенью сжатия- 0,9-1,5 МПа (9-15
кгс/см
2
), для дизелей различных моделей 3,5-5 МПа (35-50 кгc/
2
). Причем даже при
допустимом снижении компрессии разница в показаниях для отдельных цилиндров
карбюраторных двигателей не должна превышать 0,1 МПа (1 кгс/см
2
), а для дизелей - 0,2
МПа (2 кгс/см
2
).
Для проверки компрессии в дизелях начат выпуск портативного, в едином жестком
корпусе компрессометра мод. К-183 с барабаном бумажных талонов для фиксации
показаний встроенным ножом.
Более широкими возможностями при диагностировании технического состояния
КШМ и ГРМ двигателей обладает прибор мод. K-69M (Рисунок 4). Он состоит из шланга,
подводящего сжатый воздух из магистрали к прибору, муфты 1, входного штуцера 2,
редуктора 3, соединенного через входное сопло 4 с манометром 5. Далее в основную
магистраль включен регулировочный винт 7, а на выходе установлен штуцер 8 и
соединительная муфта 9. Резиновый шланг для подачи сжатого воздуха в цилиндры имеет
6
на конце специальный наконечник-штуцер
10.
Рисунок 4 – Прибор К-69М
С помощью прибора К-69М производится замер утечек сжатого воздуха из
цилиндров двигателя при полностью закрытых клапанах. Из сравнения полученных
показателей с нормативными делается заключение о техническом состоянии тех или иных
элементов КШМ и ГРМ. Перед началом проверки следует прогреть двигатель до
температуры охлаждающей жидкости (90
±
5) ºС, затем вывернуть все свечи зажигания из
цилиндров, подготовит прибор к работе, отрегулировать давление подводимого к прибору
воздуха до 0,3 МПа (3 кгс/см
2
), а рукояткой редуктора 3 установить рабочее давление в
приборе на 0,16 МПа (1,6 кгс/см
2
), При этом стрелка прибора должна установиться на
нулевой отметке шкалы, т.е. измерительное устройство представляет собой как бы
«манометр обратного действия»: когда на него подается постоянное давление в 0,16 МПа,
стрелка стоит на нулевой отметке, а когда в ходе проверки утечек сжатого воздуха из
цилиндров давление начнет снижаться, стрелка пойдет вверх, показывая на шкале процент
утечки сжатого воздуха.
Проверку начинают обычно с первого цилиндра, предварительно установив его
поршень в конце такта сжатия, при этом оба клапана цилиндра закрыты. Для определения
этого положения в свечное отверстие вставляют либо специальный свисток (который
перестает свистеть при установке поршня в ВМТ) либо пыж (который выбрасывается из
свечного отверстия в конце такта сжатия).
Вставив штуцер в свечное отверстие первого цилиндра, снимают показания
прибора по шкале, соответствующее утечке воздуха (У2). Утечка воздуха при
положении поршней в начале такта сжатия в НМТ обозначается как Уl. Проверку
цилиндров ведут по порядку работы их на двигателе. Состояние поршневых колец и
герметичность клапанов оценивают по утечке Уl, а состояние цилиндров - по утечке У2
или по их разности (У2–Уl). Если эта разница утечек превышает установленную норму,
это свидетельствует об износе цилиндров «на конус». Кроме того, конкретные места
7
утечек можно проверить, подсоединив напрямую шланг от магистрали с помощью
быстросъемной муфты 11 к штуцеру
10-
в местах утечек будет слышно сильное
шипение прорывающегося воздуха, которое удобно прослушивать с помощью
стетоскопа. Если, например, сжатый воздух подан при проверке в третий цилиндр, для
которого обнаружен большой процент утечек У2 и Уl, а разница утечек (У2–Уl)
невелика и не превышает норму, и при этом слышно шипение во впускном коллекторе,
вывод однозначен: негерметичен впускной клапан третьего цилиндра, состояние всех
остальных элементов в норме.
Пневмотестер мод. К-272 имеет аналогичное назначение, что и прибор К-69М, но,
кроме того, обладает целым рядом преимуществ - диагностирование герметичностью
надпоршневого пространства двигателей выполняет с большей точностью при меньших
трудозатратах, масса его и габаритные размеры в шесть раз меньше, он пригоден для
диагностирования дизелей КамАЗ, ЗИЛ-4331 и т.д.
Пневмотестер К-272 (Рисунок 5) состоит из блока питания 1, содержащего
редуктор и фильтр тонкой очистки, указателя 2, объединяющего в себе дроссель,
манометр и быстросъемные муфты 3 и 5, соединенные между собой гибкими
воздухопроводами из поливинилхлоридной трубки с внутренним диаметром 8 мм. К
прибору прилагаются штуцер для подсоединения через свечное отверстие к цилиндру,
сигнализатор контроля начала сжатия и контрольный дроссель. Редуктор давления
РДФ-3-2 позволяет расширить пределы давления воздуха от 0,25 до 0,8 МПа (8 кгс/см
2
).
а) основные узлы и детали пневмотестера;
б) пневмотестер в сборе;
Рисунок 5 – Прибор К-272
Для повышения точности показаний указатель прибора состоит из дросселя
(корундовой втулки с диаметром внутреннего отверстия 1,2 мм). Рабочее давление
сжатого воздуха регулируют вентилем редуктора на 0,16 МПа (1,6 кгс/см
2
). Оценка
герметичности цилиндра определяется по падению давления на дросселе указателя 2,
пропорциональное расходу воздуха через диагностируемый цилиндр, как и при проверке
8
прибором К-69М. Конкретные места утечек можно определить по шипению
прорывающегося воздуха с помощью стетоскопа (при этом давление сжатого воздуха,
подаваемого в цилиндры, следует увеличить до 0,3-0,4 МПа).
Еще одним из методов диагностики состояния цилиндропоршневой группы
двигателей является замер количества газов, прорывающихся в поддон картера на
различных режимах работы двигателя основном на максимальной частоте, под
нагрузкой, для чего ведущие колеса устанавливают на беговые барабаны стенда для
проверки мощностных показателей автомобилей и имитируют соответствующие условия
работы). Этот метод не нашел широкого применения на производстве и используется в
основном в лабораторных условиях, при испытаниях двигателей и т.д.
Для замера количества газов, прорывающихся в поддон картера, используют
индикатор мод. КИ-13671-ГОСНИТИ (Рисунок 6). Он состоит из корпуса
1,
выполненного в виде Г-образной трубки с резьбовыми отверстиями сверху для
присоединения сигнализатора 3 и патрубков 2. Снизу с помощью комплекта патрубков
индикатор присоединяется к горловинам вентиляции картеров. В боковой крышке
11
со
шкалой для определения расхода газов имеется ступица 8 с проходным сечением 9.
а) внешний вид;
б) установка индикатора;
Рисунок 6 –Индикатор расхода газов КИ-13671-ГОСНИТИ
4 Задание
4.1 Перечислите возможные отказы кривошипно-шатунного механизма.
4.2 Перечислите возможные причины отказов кривошипно-шатунного механизма.
4.3 Записать основное оборудование, применяемое при диагностирование кривошипно-
шатунного и газораспределительного механизмов.
4.4 Запишите методику проверки компрессии с помощью компрессометра и
9
компрессографами.
4.5 Записать методику замера утечек сжатого воздуха из цилиндров двигателя с помощью
приборов
К-69М и К-272
.
5 Структура отчета
5.1 Наименование и цель практической работы.
5.2 Выполнить задание.
5.3 Ответить на контрольные вопросы.
6 Контрольные вопросы
6.1 Перечислите основные неисправности кривошипно-шатунного и
газораспределительного механизма.
6.2 Расскажите о возможных причинах отказов кривошипно-шатунного механизма.
6.3 Расскажите как провести замер компрессии с помощью компрессометра.
6.4 Расскажите как провести замер компрессии с помощью компрессографа КВ-11269, К-
181.
6.5 Как провести диагностирование КШМ и ГРМ с помощью прибора К-69М?
6.6 Как провести диагностирование КШМ и ГРМ с помощью прибора К-272?
6.7 Как и при помощи какого прибора провести замер количества газов, прорывающихся в
поддон картера?
7 Рекомендуемая литература
7.1 Власов В.М. и др. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей: Учебник для
студенческих учреждений среднего профессионального образования. - М.
:АСАДЕМА, 2003 -480 с.
7.2 Епифанов Л.И., Епифанова Е.А. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей:
Учебное пособие для студенческих учреждений среднего профессионального
образования. - М.: ФОРУМ: ИН ФА - М, 2003. - 280 с.
7.3 Туревский И.С. Техническое обслуживание автомобилей. Квига 1. Техническое
обслуживание и ремонт автомобилей: Учебное пособие. - М.:
форум:
ИНФА - М,
2005. - 432 с.
10
7.4 Боровских Ю.И. и др. Устройство, техническое обслуживание и ремонт автомобилей:
Учебник. - М.: Высшая школа; Издательский центр «Академия», 1997. - 528 с.