Поэлементное диагностирование двигателя

Поэлементное диагностирование двигателя Камаз

Диагностирование цилиндро-поршневой

А.Н Токарев

Техника транспорта,

Обслуживание и ремонт

Поэлементное диагностирование двигателя

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

УДК 629.113.004.5

ББК

Токарев А.Н. Техника транспорта, обслуживание и ремонт. Лабораторный практикум. В 4-х ч. Часть 2. /Барнаул: Изд. АлтГТУ, 2022. – 69 с.

Лабораторный практикум включает описание и технологию проведения лабораторных работ по курсу «Техника транспорта, обслуживание и ремонт» проводимых на кафедре «Организация и безопасность движения» Алтайского государственного технического университета им. И.И. Ползунова на имеющемся лабораторном оборудовании.

Лабораторный практикум предназначен для студентов, обучающихся по направлению подготовки 190700 «Технология транспортных процессов».

Рассмотрено и одобрено на

заседании кафедры «Организация и

безопасность движения» АлтГТУ.

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова»

Кафедра «Организация и безопасность движения»

Токарев Александр Николаевич

Техника транспорта,

обслуживание и ремонт

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

часть 2

Методические указания

по выполнению лабораторных работ

Барнаул • 2022

ВВЕДЕНИЕ

Основной целью лабораторных работ по курсу «Техника транспорта, обслуживание и ремонт» (ТТОР) является закрепление теоретических знаний и приобретение практических навыков в выполнении наиболее типичных и важных операций технического обслуживания транспортных средств. Лабораторные работы проводятся на оборудовании имеющемся на Автотранспортном факультете для студентов специальности «Организация и безопасность движения».

Перед лабораторными занятиями студенту желательно прослушать лекции по соответствующей теме, самостоятельно изучить рекомендуемую литературу и только после этого приступить к выполнению лабораторной работы. Перед началом занятий студенты должны усвоить общие правила техники безопасности при выполнении лабораторных работ.

Занятия включают: вводную беседу преподавателя, изучение лабораторного оборудования и техники безопасности при работе на этом оборудовании, изучение технологии проведения лабораторной работы, проведение самой лабораторной работы, снятие требуемых результатов измерения, обработку полученных результатов, составление отчета и защиту выполненной работы.

ОБЩИЕ ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ

ПРОВЕДЕНИИ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ ПО КУРСУ ТТОР

Общие требования безопасности при проведении лабораторных работ в учебных заведениях изложены в ГОСТ 12.4.113-82. Перед началом занятий студенты должны изучить общие требования безопасности и только после опросного контроля знаний правил безопасной работы на имеющемся оборудовании могут быть допущены к проведению лабораторных работ.

Требования к студентам

Студенты допускаются к выполнению лабораторных работ только после прохождения инструктажа по безопасности труда и пожарной безопасности в лаборатории в целом и на каждом рабочем месте.

При проведении лабораторных работ желательно работать в рабочей одежде. Допускается работать в повседневной одежде, не стесняющей движения и не имеющей свободно висящих деталей (шарфов, ремней, не застегнутых рукавов и т.д.).

Категорически запрещается на рабочем месте пользоваться открытым огнем, курить, баловаться, включать без разрешения преподавателя любое оборудование.

Первое включение в работу стендов и приборов, а также первые измерения параметров должны проводиться под руководством преподавателя, а последующие – с его разрешения.

При проведении испытаний автомобиля запрещается:

— находиться на пути следования автомобиля. Разрешается находиться от траектории движения автомобиля на расстоянии не менее трех метров;

— проводить измерения при не остановленном автомобиле;

— студенту находиться за рулем автомобиля при его испытании;

— находиться под вывешенном на подъемнике автомобиле;

— мыть руки в бензине, прикасаться руками, смоченными в бензине к глазам, носу, рту.

Перед пуском в работу оборудования следует убедиться в надежности его крепления, в отсутствии своих товарищей вблизи деталей, начинающих вращаться после включения стенда, убедиться в том, что весь инструмент убран в положенное место и что стенд или автомобиль не начнет перемещаться после его включения или запуска двигателя автомобиля. Все студенты на данном рабочем месте должны быть предупреждены о включении в работу оборудования или запуске двигателя.

Измерения необходимо проводить только после ознакомления с устройством, правилами эксплуатации и технологией измерения

Лабораторная работа №3

Диагностирование цилиндро-поршневой

Группы двигателя

Общие сведения. Двигатель является сложным и важным агрегатом автомобиля. Из общего количества неисправностей двигателя определенная часть приходится на его кривошипно-шатунный механизм.

Кривошипно-шатунный механизм служит для преобразования прямолинейного возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение коленчатого вала. К нему относятся: блок цилиндров, головка блока цилиндров, поршни с кольцами, поршневые пальцы, шатуны, коленчатый вал, коренные и шатунные подшипники, маховик и поддон.

Наиболее важным в кривошипно-шатунном механизме является цилиндро-поршневая группы /ЦПГ/. От ее технического состояния зависит мощность двигателя и, в то же время, она в наибольшей степени подвержена износу. Поэтому практически важно постоянно следить за техническим состоянием ЦПГ.

Цель работы. Изучить и практически освоить приемы диагностирования ЦПГ двигателя.

Содержание работы.

1. Изучить меры безопасности при выполнении данной работы.

2. Изучить применяемое оборудование, приборы и технологию работы с ними.

3. Изучить методы диагностирования ЦПГ.

4. Провести внешний осмотр и прослушивание двигателя.

5. Определить давление в конце такта сжатия по цилиндрам.

6. Определить утечку сжатого воздуха из цилиндров.

7. Сделать вывод о техническом состоянии двигателя и дать рекомендации по объему обслуживания и текущего ремонта двигателя.

8. Составить и защитить отчет по лабораторной работе.

Оборудование

Двигатель, компрессометр модели 179, прибор К-69М.

Меры безопасности

К диагностированию двигателя допускаются студенты, изучившие конструкцию применяемого оборудования и правила его эксплуатации, ознакомившиеся с методикой диагностирования и мерами безопасности.

Во время работы двигателя, операции подключения приборов запрещаются. Пуск двигателя осуществляется по разрешению преподавателя. Перед подачей сжатого воздуха в цилиндры необходимо надежно затормозить автомобиль ручным тормозом.

Принципы диагностирования

Цилиндро-поршневая группа относится к основным элементам двигателя лимитирующим его ресурс. Изнашивание деталей ЦПГ приводит, прежде всего, к снижению герметичности надпоршневого пространства. Поэтому разработанные методы диагностирования состояния ЦПГ основаны на параметрах, непосредственно характеризующих уплотняющую способность кольцевого уплотнения: давление в цилиндре в конце такта сжатия; расходе масла на угар; прорыве газов в картер; утечка сжатого воздуха при опрессовке камеры сгорания неработающего двигателя.

Наиболее простым способом определения технического состояния ЦПГ является измерение давления в цилиндре в конце такта сжатия. Давление в конце такта сжатия (компрессия) определяется с помощью прибора, основой которого является стандартный манометр, вставляемый в отверстие для свечи. У двигателя выкручиваются свечи зажигания, в отверстие свечи вставляется манометр (компрессометр), двигатель проворачивается стартером, и по компрессометру замеряют величину компрессии.

Хорошим диагностическим параметром оценки технического состояния ЦПГ является утечка сжатого воздуха из цилиндров при опрессовке камеры сгорания неработающего двигателя. Определяется утечка сжатого воздуха с помощью прибора К-69М. Этим прибором можно для каждого цилиндра двигателя определить износ колец, потерю ими упругости, их поломку, износ или задир цилиндров, потерю герметичности клапанов и прокладки головки цилиндров.

Работа прибора основана на оценке утечки по давлению воздуха, вводимого внутрь цилиндра через отверстие для свечи или форсунки при неработающем двигателе. Поршень проверяемого цилиндра в этом случае устанавливается в верхнюю точку на такте сжатия. Наличие в цилиндре неплотностей вызывает утечку из него воздуха и уменьшение давления в камере прибора, регистрируемое манометром. Для удобства пользования прибором по манометру определяют не давление, а относительную утечку воздуха в процентах по отношению к максимальному значению утечки.

Разряжение во впускном трубопроводе определяется с помощью стандартных вакуумметров и также характеризует степень износа ЦПГ.

Порядок выполнения работы

1 Провести внешний осмотр

1. Проверить уровень масла в двигателе.

2. Подключить к двигателю систему отсоса выхлопных газов.

3. Завести и прогреть двигатель.

4. Осмотреть двигатель снаружи, обращая внимание на следы течи охлаждающей жидкости, масла, топлива.

5. Проверить легкость пуска двигателя, устойчивость работы на оборотах холостого хода, приемистость, бесперебойность и равномерность работы.

6. Убедиться в отсутствии подтекания масла из-под крышек клапанной коробке, поддона, картера и через сальники коленчатого вала при работе двигателя на средних оборотах.

7. Заглушить двигатель.

По цилиндрам

Давление в конце такта сжатия (компрессия) определяется с помощью приборов – компрессометра или компрессографа (рис. 4).

Поэлементное диагностирование двигателяПоэлементное диагностирование двигателяПоэлементное диагностирование двигателя

А Б

Рисунок 4 — Компрессометры

А) компрессометр для бензиновых двигателей,

Б) компрессометр для дизельных двигателей.

Поэлементное диагностирование двигателя

Технология измерения

1. Проверить состояние и заряженность аккумуляторной батареи;

2. Вывернуть все свечи зажигания;

3. Открыть полностью воздушную и дроссельную заслонки;

4. Ввернуть (или вставить, в зависимости от конструкции прибора) наконечник компрессометра в отверстие для свечи первого цилиндра;

5. Прокрутить стартером коленчатый вал двигателя (10-12 оборотов);

6. По манометру определить максимальное показание прибора и записать его;

7. Вывернуть компрессометр из свечного отверстия и вернуть стрелку манометра в исходное положение;

8. Аналогичные операции выполнить для каждого цилиндра.

3.1 Исследовать влияние степени открытия воздушной и дроссельной заслонок на величину давления сжатия в цилиндрах:

1. Разработать методику исследования и согласовать ее с преподавателем;

2. Разработать технологию проведения исследования на основе технологии проделанных работ и утвердить ее у преподавателя;

3. Выполнить исследование.

Технология измерения

1. Подготовить двигатель к работе, для чего: прогреть двигатель; открыть капот; снять крышку с прерывателя-распределителя и токоразносчик (бегунок).

2. Подготовить прибор к работе:

2.1 открыть запорный вентиль воздушной магистрали настолько, чтобы манометр, установленный на воздушной магистрали, показывал давление в пределах 300,0-600,0 кПа;

2.2 соединить с помощью быстросъемной муфты шланг воздушной магистрали с входным штуцером прибора;

2.3 вращая рукоятку редуктора, установить стрелку измерительного манометра на нулевую отметку, что соответствует давлению 160 кПа;

2.4 вставить в быстросъемную муфту тарировочный штуцер из комплекта принадлежностей и сверить показания манометра с величиной, указанной в паспорте. Если показания манометра совпадают с величиной, указанной в паспорте – прибор готов к работе.

3. Оценить состояние цилиндров по величине утечки У1 и раз- ности ( У2 – У1 ):

3.1 ввернуть в отверстие для свечи первого цилиндра штуцер и одеть на него сигнализатор;

3.2 поворотом пусковой рукоятки подвести поршень первого цилиндра в ВМТ (конец такта сжатия определяется по прекращению звукового сигнала);

3.3 вставить в корпус прерывателя-распределителя шкалу с подставкой, а на валик распределителя стрелку;

3.4 вращая подставку со шкалой, совместить отметку шкалы, обозначающую В.М.Т. первого цилиндра, с концом стрелки:

3.5 снять сигнализатор со штуцера;

3.6 включить низшую передачу коробки передач и затормозить двигатель ручным тормозом;

3.7 присоединить быстросъемную муфту соединительного шланга к штуцеру, ввернутому в двигатель;

3.8 как только стрелка манометра остановится, произвести отсчет по шкале и записать его значение У2;

3.9 установить поршень первого цилиндра в положение начала такта сжатия (по шкале с подставкой);

3.10 замерить утечку воздуха через цилиндр У1;

3.11 замерить утечку воздуха У1 и У2 во всех цилиндрах согласно порядку их работы, при этом установку поршня в начале и в конце такта сжатия производить по шкале и стрелке, установленным на прерыватель.

4. Определить более точно места утечки воздуха для цилиндра, имеющего наибольшую утечку. Для этого:

4.1 отсоединить прибор от двигателя и воздушной магистрали;

4.2 установить поршень проверяемого цилиндра в положение конца такта сжатия;

4.3 соединить шланг воздушной магистрали непосредственно со штуцером, установленным в двигателе;

4.4 оценить состояние поршневых колец и клапанов, руководствуясь следующими диагностическими признаками:

а) если неисправны клапаны, то визуально наблюдается колебание пушинок индикатора утечки, который вставляется в отверстие для свечи, согласно таблице на панели прибора;

б) если сильно изношены поршневые кольца, то сильный шум прорывающегося воздуха ясно слышен в маслозаливной горловине.

5. Произвести операции, связанные с окончанием проведения лабораторных измерений.

Постановка диагноза.

1. Определить техническое состояние ЦПГ двигателя по результатам диагностирования. Для этой цели необходимо сравнить полученные результаты диагностирования с предельными нормативами, приведенными в таблице №1.

2. Дать заключение о техническом состоянии ЦПГ двигателя, и дать рекомендации по дальнейшему использованию двигателя.

Таблица 1.

5. Составить отчет по проделанной работе и защитить его в конце лабораторной работы.

Приложение

Прибора К-69М

Компрессометры

Компрессометр предназначен для измерения компрессии в цилиндрах двигателя автомобиля.

Устройство и принцип работы.

Компрессометр (рисунок 3) состоит из корпуса, в который вмонтирован манометр 4 на 10 кгссм2, соединенный с трубкой 2. На другом конце трубки имеется золотник с резиновым наконечником 1.

Поэлементное диагностирование двигателя

Рисунок 3 – Приборы для измерения компрессии

А) – с манометром (компрессометр); Б) – с самописцем (компрессограф);

1 – наконечник; 2 – труба; 3 – рукоятка; 4 – манометр; 5 – карта с записью по цилиндрам; 6 – цилиндр с поршневым приводом самописца.

Резиновый наконечник служит для создания уплотнения при работе между отверстием свечи цилиндра и компрессометром.

Требования безопасности.

Для работы с компрессометром допускаются лица, ознакомившиеся с устройством и работой компрессометра.

При проведении измерений компрессии в цилиндрах двигателя система зажигания должна быть выключена во избежание поражения током высокого напряжения, поступающего на свечи и возможности воспламенения рабочей смеси.

Лабораторная работа № 4

И питания автомобиля

Общие положения.

В процессе эксплуатации автомобиля в системах электрооборудования и питания возникают различные неисправности, требующие диагностических, регулировочных и других работ по техническому обслуживанию. Объем этих работ составляет от 11 до 17 процентов общего объема по ТО и ремонту автомобиля. Как показывает анализ, до 30% простоя автомобилей происходит в результате неисправности электрооборудования и до 15% — в результате неисправности системы питания. Наличие неисправности в этих системах влияет на мощность и расход топлива. Так запаздывание момента зажигания на 5о–8о по углу поворота коленчатого вала вызывает снижение мощности на 20% и увеличение расхода топлива на 20–25%. Техническое состояние элементов системы питания во многом предопределяет топливную экономичность автомобиля и расходы на его содержание.

Цель работы.

Изучить и практически освоить приёмы диагностирования системы зажигания и питания.

Содержание работы

1. Изучить конструкцию систем зажигания и питания применяемых на автомобилях.

2. Изучить методы диагностирования системы зажигания (классическая система) и системы питания бензинового двигателя с впрыском топлива.

3. Изучить устройство применяемого диагностического оборудования.

4. Определить основные параметры системы зажигания:

— угол опережения зажигания;

— угол замкнутого состояния контактов прерывания;

— состояние катушки зажигания, кулачка и вала распределителя, конденсатора, свечей зажигания.

5. Определить основные параметры системы питания:

— качество распыла топлива форсункой;

— производительность и развиваемое давление топлива топливным насосом;

— количество топлива подаваемого каждой форсункой.

6. Сделать заключение о техническом состоянии системы зажигания и питания исследуемого двигателя.

7. Составить отчет по лабораторной работе.

Оборудование и инструмент.

Двигатель автомобиля, осциллоскоп Э-206, приборы для диагностики системы питания, инструмент для разборочно-сборочных работ.

Меры безопасности.

К выполнению работы допускаются студенты, изучившие инструкцию используемого оборудования и правила его эксплуатации.

Подключение приборов системы питания и зажигания должны производиться при неработающем двигателе.

Корпус осциллоскопа (мотор-тестера) должен быть надежно заземлен.

Контрольно-регулировочные работы, выполняемые при работающем двигателе необходимо проводить на посту, оборудованном местным отсосом отработавших газов.

При диагностировании систем при работающем двигателе нельзя прикасаться к вращающимся частям и присоединять провода.

При пользовании стробоскопическим фонарем соблюдать осторожность, чтобы не попасть под вращающиеся детали двигателя, так как они кажутся неподвижными вследствие стробоскопического эффекта.

Запрещается вскрывать осциллоскоп Э-206 или работать с ним при снятых задних стенках.

Запрещается прикасаться к токоведущим кабелям и датчикам в местах присоединения их к двигателю автомобиля.

Системы зажигания

Система зажигания является одной из самых сложных и важных систем двигателя. От её технического состояния зависит мощность и расход топлива двигателя.

На автомобилях применяются следующие системы зажигания:

— контактная (классическая);

— контактно-транзисторная;

— бесконтактно-транзисторная;

— многокатушечная, бесконтактная.

Системы зажигания

В конструкции большинства импортных автомобилей и современных отечественных (ГАЗ-3110) получили распространение электронные системы зажигания высокой энергии.

Особенности конструкции. Принцип работы таких систем состоит в том, что блок управления по сигналам датчиков определяет момент зажигания и выдаёт управляющие импульсы на модуль зажигания. Модуль зажигания по сигналам блока управления выдаёт импульсы высокого напряжения на свечи зажигания.

Такие системы установлены на автомобилях Ford, Citroen, Peuqect, Mitsubishi, ВАЗ, Волга и других. Они имеют одну катушку зажигания для каждой пары цилиндров. С каждого конца вторичной обмотки катушки зажигания идут высоковольтные провода на свечу зажигания, и искра проскакивает одновременно на двух свечах. Причем один раз на одном цилиндре идет искра при такте сжатия, а на другом — при выпуске (вхолостую), второй раз — наоборот. «Холостая» искра не приносит никакого вреда двигателю. При такой системе отпадает необходимость в распределителе, крышке распределителя и роторе. Такая система зажигания не имеет каких-либо подвижных деталей и поэтому не требует обслуживания и регулировки в эксплуатации. Все это исключает механическое изнашивание и повышает надежность системы в целом.

Дальнейшее усовершенствование систем зажигания можно проследить на некоторых моделях BMW, Nissan, Saab и Volvo, где используется отдельная катушка зажигания для каждого цилиндра. Такие катушки зажигания устанавливаются прямо на свече зажигания и не имеют ни распределителя, ни ротора, ни провода высокого напряжения, что еще более повышает надежность систем зажигания. В отличие от систем с «холостой» искрой, эта система образует искру только на ходе сжатия и поэтому гарантирует более длительную эксплуатацию катушек и свечей зажигания. Вероятность отказа таких систем очень мала.

Расшифровка осциллограмм.

Осциллограммы, представленные на рис. 4 и 5 отражают следующие процессы. В точке 0 происходит размыкание контактов прерывателя. При этом магнитное поле вокруг индукционной катушки сжимается и исчезает, а его линии пересекают витки первичной и вторичной обмотки катушки зажигания.

В первичной обмотке при этом наводится ток напряжением до 400В, а во вторичной 18-30кВ. После пробоя межэлектродного промежутка свечи зажигания напряжение во вторичной и первичной цепи соответствует 1,5кВ и 40В, и в этих условиях некоторое время поддерживается горение искры.

Колебание напряжения в первичной цепи в период горения искры связаны с работой конденсатора, который периодически заряжается токами противоиндукции и разряжается на первичную обмотку, поддерживая искровой разряд. В точке 1 искра обрывается и в первичной и вторичной цепях наблюдаются колебательные затухающие процессы связанные с индуктивностью первичной обмотки катушки зажигания и емкостью конденсатора. Чем больше рабочих витков в первичной обмотке, тем выше индуктивность и больше колебаний во вторичной обмотке. В точке 2 колебания затухают, при этом в первичной цепи устанавливается напряжение, создаваемое аккумуляторной батареей или генератором, а во вторичной цепи напряжение становится равным нулю.

В точке 3 происходит замыкание контактов прерывателя. При этом по первичной обмотке катушки зажигания пойдет ток, сила которого будет зависеть от сопротивления /состояния/ контактов прерывателя. Вокруг катушки начнет «расти» магнитное силовое поле. За счет нагрузки напряжения в первичной цепи падает почти до нуля. Поскольку при «росте» магнитного поля его линии пересекают витки первичной и вторичной обмоток катушки зажигания в направлении, противоположному тому, которое было при размыкании контактов прерывателя, напряжение во вторичной обмотке получает противоположную полярность по сравнению с искрой. Его величина будет зависеть от силы тока в первичной цепи / состояние контактов прерывателя/ и достигнет величины порядка 5 кВ.

Этого напряжения не достаточно для зажигания искры. Пробойное напряжение составляет 8-12кВ. Поэтому после точки 3 напряжение во вторичной обмотке снова стремится к нулю, по мере насыщения магнитного поля индукционной катушки

В точке 4 процесс повторяется для следующего цилиндра. Характерные осциллограммы приведенные на рис. 4 и 5 несут информацию о большом количестве неисправностей системы зажигания.

Так на осциллограмме первичного напряжения непосредственно измеряют угол замкнутого состояния контактов, по которому делают заключение о зазорах между ними.

По напряжению искрового разряда /осциллограмма вторичного напряжения/ делается заключение о зазорах между электродами свечи и о компрессии в цилиндрах двигателя /о степени изношенности цилиндропоршневой группы/.

По участку 1-2 на вторичной осциллограмме судят о состояние катушки зажигания емкости конденсатора. При межвитковом замыкании первичной обмотки колебания ослабляются и исчезают, а при большой емкости наоборот чрезмерно усиливаются. Если не наблюдается резкого выброса напряжения в точке 3 на вторичной осциллограмме, то это свидетельствует о плохом состояние /пригорании/ контактов. Отсутствие колебаний на последующем участке осциллограммы указывает на наличие межвиткового замыкания во вторичной обмотке.

Появление дополнительной «ступеньки» напряжение в точке 4 указывает на неисправную работу конденсатора (искрение контактов прерывателя). Однако, наблюдение одной общей для всех цилиндров осциллограммы, не дает достаточной информации о таких важных параметров системы зажигания как зазоры между электродами свечи и момент размыкания /замыкания/ контактов прерывателя. Для распознания этих неисправностей необходимо иметь отдельные осциллограммы, расположенные в порядке работы цилиндров двигателя, т.е. как бы привязать их к моменту подачи искры в первый цилиндр. При этом, сравнивая осциллограммы различных цилиндров, можно видеть различие между ними, а по порядку работы цилиндров легко находить «адрес» неисправности.

Для удобства определения неисправности системы зажигания конструкция прибора позволяет получить на экране осциллографа следующие виды изображений:

1. Наложенное изображение – осциллограммы всех цилиндров накладываются друг на друга (рис. 6). Это позволяет выявить отклонение в осциллограммах.

Поэлементное диагностирование двигателя

Рисунок 6 — Нормальное изображение вторичного напряжения всех цилиндров в наложенном виде

2. Серийное последовательное изображение – осциллограммы расположены друг за другом в порядке работы цилиндров двигателя (рис. 7). Это позволяет видеть различие между осциллограммами, а по порядку работы цилиндров легче находить «адрес» неисправности.

3. Серийное изображение одной, выбранной осциллограммы (рис. 8).

Диагноз системы зажигания ставится на основе сравнения полученной осциллограммы с эталонной, приведенной на рис. 4 и 5. Осциллограммы с характерными неисправностями приведены в приложении.

Поэлементное диагностирование двигателя

Рисунок 7 – Осциллограмма вторичного напряжения всех цилиндров расположенные последовательно в порядке работы цилиндров

Поэлементное диагностирование двигателя

Рисунок 8 — Серийное изображение первичного напряжения

первого цилиндра

Порядок выполнения работы.

1. Изучить устройство осциллографа Э-206 (см. приложение к работе).

2. Подготовить двигатель и осциллограф Э-206 к работе, для чего перед началом работы на стенде проверить:

— готовность двигателя к работе (выполнить операции ежедневного обслуживания двигателя и прогреть его);

— подсоединить стенд к электрической сети.

3. Определить основные параметры системы зажигания с использованием прибора Э-206.

3.1. Подключить осциллограф Э-206 согласно рис. 2, приложение.

3.2. Включить и настроить осциллограф (см. приложение).

3.3. Запустить двигатель и установить частоту вращения коленчатого вала 1000 об/мин.

3.4. Определить угол замкнутого состояния контактов прерывателя.

Манипулируя управляющими ручками прибора, получить и отрегулировать осциллограмму одного первого цилиндра так, чтобы точки Т0 и Т4 (рис. 4) расположились на горизонтальной градировочной шкале соответственно в точках 00 и 900 (00 и 600 для шести цилиндров, 00 и 450 для восьми цилиндров). Измерить по длине отрезка Т3— Т4 угол и сравнить его с нормативом (рис. 4). При угле замкнутого состояния, отличном от нормы, остановить двигатель и, не отключая осциллографа, отрегулировать (увеличить или уменьшить) зазор между контактами. Запустить двигатель и проверить по осциллограмме качество регулировки зазора.

3.5. Проверить состояние кулачка и вала распределителя.

Переключением селекторов, тумблеров или кнопок получить осциллограмму «наложения» цилиндров (рис. 2 приложения). Вращая ручки настройки, отрегулировать осциллограмму по шкале. Состояние кулачка и вала распределителя определяется по накладке в точке Т3 (рис. 1).

На рис. 5 приложения вертикальные линии в точке Т3 разошлись. Что свидетельствует или о неодинаковом износе кулачка /разные выступы/, или о чрезмерном люфте вала распределителя. Неравномерность подачи искры в цилиндры должна быть на белее 3-4% от времени одного рабочего цикла индукционной катушки. Если разброс момента замыкания контактов превышает 60 по шкале осциллографа, то необходимо заменить прерыватель.

3.6. Определить состояние свечей и проводов высокого напряжения:

А). По вторичному напряжению полного рабочего цикла.

Соответствующим переключением и настройкой получить вторичную осциллограмму полного рабочего цикла. В зависимости от состояния свечей можно получить осциллограмму (рис. 10 – 19 приложения), показывающую по величине пиков напряжения состояние свечей. Остановить двигатель, вывернуть свечи с зазорами, отличающимися от нормы, и отрегулировать межэлектродный промежуток при помощи щупа. Запустить двигатель и проверить по осциллограмме качество регулировок.

Б). По вторичному напряжению одного цилиндра.

Пользуясь ручками настройки и переключателями, получить одну из многих осциллограмм вторичного напряжения для одного цилиндра. На рис.6 приложения – нормальная осциллограмма при исправной свече. Если будет получена осциллограмма, приведенная на рис. 9 приложения, то это значит, что имеются потери в цепи высокого напряжения. В этом случае необходимо замкнуть свечу на массу с помощью отвертки и, если осциллограмма изменилась, цепь высокого напряжения повреждена. Остановить двигатель и заменить поврежденный провод высокого напряжения. Вывернуть свечу и очистить ее от нагара.

3.7. Определить состояние конденсатора.

Если будет получена осциллограмма, показанная на рис. 2, 3 приложения, то это означает, что плохо работает конденсатор /при размыкании искрят контакты прерывателя/. В этом случае необходимо остановить двигатель, проверить контакты или заменить конденсатор.

4. Произвести операции, связанные с окончанием работы.

С впрыском топлива

Такие системы питания используются практически на всех марках автомобилей иностранного производства. На наших отечественных автомобилях они имеются на марках ВАЗ и ГАЗ, а также на иномарках. выпускаемых в России.

Особенности конструкции. Впрыск бензина позволяет оптимизировать практически любые режимы работы двигателя, что в свою очередь резко сокращает расход топлива, снижает токсичность отработавших газов и повышает практически все эксплуатационные показатели автомобиля. За последние годы появилось достаточно много конструкций систем впрыска топлива.

Классификация систем впрыска топлива:

I. По месту подачи топлива:

— система непосредственного впрыска (в цилиндр);

— система впрыска во впускной тракт.

II. По способу подачи топлива:

— системы с циклической подачей;

— системы непрерывного впрыска.

III. По типу узлов, дозирующих топливо:

— системы с плунжерными насосами;

— системы с электромагнитными форсунками;

— системы с дозатором-распределителем топлива.

Наиболее распространенные системы — это системы с впрыском во впускной тракт. Различают:

— системы c впрыском топлива в зону впускных клапанов,

— системы c впрыском топлива во впускную трубу.

В первом случае форсунки устанавливаются либо в головке блока, либо во впускном трубопроводе в непосредственной близости от впускных окон головки. Во втором случае форсунка устанавливается во впускном патрубке на некотором расстоянии от клапанов.

Различают системы:

а) с одной или двумя форсунками на все цилиндры;

б) с форсункой на каждый цилиндр.

Как правило, системы с впрыском топлива состоят из гидромеханической части и электронной части.

В гидромеханическую часть входят: электробензонасос, фильтр тонкой очистки топлива, топливная рампа, форсунки, регулятор давления топлива, топливный аккумулятор.

В электронную часть входят различные информационные датчики, исполнительные механизмы и электронный блок управления. Электронный блок управляет режимами работы двигателя и является управляющим центром системы впрыска топлива. Он непрерывно обрабатывает информацию от различных датчиков и управляет системами, влияющими на токсичность отработавших газов и на эксплуатационные показатели автомобиля.

Работа системы впрыска

Количество топлива, подаваемого форсунками, регулируется электрическим импульсным сигналом от блока управления. Блок управления отслеживает множество данных о состоянии двигателя, рассчитывает потребность в топливе и определяет необходимую длительность подачи топлива форсунками. Эту длительность называют шириной или длительностью импульса. Для увеличения количества подаваемого топлива ширина импульса удлиняется, а для уменьшения подачи топлива сокращается.

Ширина (длительность) импульса подбирается блоком управления также и в зависимости от различных условий работы двигателя, таких, например, как пуск, высокогорье, мощностное обогащение рабочей смеси, торможение и т.д.

§

Шум и вибрации, возникающие при работе двигателя, являются следствием регулярно возникающих механических соударений в сопряжениях за счет имеющихся зазоров, неуравновешенности масс и других причин.

Стуки — это соударения твердых тел, шумы – это вибрация воздуха. Стуки вызывают воздушные колебания, которые и можно воспринимать.

Самым простым приемом диагностирования по указанным признакам служит прослушивание стуков и шумов с помощью стетофонендоскопа или акустического стетоскопа (см. рис. 1,2). Этими приборами улавливаются и усиливаются шумы и стуки, сопровождающие работу механизмов.

Любой механизм при работе создает определенный акустический фон, свойственный данному механизму. Возникновение ненормальных шумов и стуков свидетельствует о неисправностях механизма и в первую очередь об увеличенных зазорах в подвижных сопряжениях. На слух человек может уловить стуки, которые в современных двигателях, и особенно в подшипниках коленчатого вала, создаются при предельных зазорах, когда дальнейшая эксплуатация двигателя невозможна.

С помощью стетоскопов и при достаточных навыках можно уловить стуки при меньших зазорах. Усиление звука в стетоскопе происходит за счет колебаний мембраны или за счет специально встроенного транзисторного усилителя. Для улавливания шума и стука прикасаются слуховым стержнем 3 к различным зонам прослушивания двигателя в местах возможного возникновения стуков. Звуковые волны по стержню 3 передаются к мембране 4 и от нее через слуховые трубки 1 и наконечники 2 – к ушам контроллера (см. рис.1).

Стук клапанов прослушивается в верхней части блока цилиндров на малой частоте вращения холостого хода коленчатого вала двигателя при небольшом ее увеличении. Стук подшипников можно прослушать при резком изменении режимов работы двигателя. Стуки подшипников коленчатого вала двигателя (с тонкими вкладышами) вообще не допускаются. Стуки шатунных подшипников прослушиваются в зоне верхней мертвой точки (ВМТ). Стук этот звонкий, среднего тона, исчезающий при отключении свечи проверяемого цилиндра. Стук коренного подшипника более глухой, низкого тона. Он прослушивается в нижней части блока цилиндров и верхней части картера. Однако для определения по характеру стуков причины их возникновения требуется большой практический опыт контроллера (см. рис. 3).

Поэлементное диагностирование двигателя

Поэлементное диагностирование двигателя

Рисунок 1 — Стетофонендоскоп

Рисунок 2 – Стетоскопы технические:

а- простейший; б- электронный;

1 — провод; 2- элементы питания; 3- корпус-ручка;

4- преобразователь; 5- стержень; 6- телефон-наушник

Поэлементное диагностирование двигателя

Рисунок 3 – Зоны прослушивания двигателя

1 – коренные подшипники; 2 – толкатели; 3 – поршни; 4- клапаны; 5 – распределительные шестерни

Вибрации можно воспринимать с помощью пьезоэлектрических датчиков. Полученные сигналы усиливают, регистрируют и измеряют по масштабу. Средством регистрации, дающим наглядную информацию о наличии стуков и вибрации, служит прибор осциллограф.

2.1 Изучить принцип действия стетоскопов

Электронный стетоскоп «Экранас» для усиления звуковых колебаний имеет двухтранзисторный усилитель низкой частоты с пьезокристаллическим датчиком и батарейным питанием. Корпус стетоскопа пластмассовый, имеет гнезда для подключения телефона и стержня. Стетоскоп очень чувствительный и удобен в работе.

При прослушивании подшипников коленчатого вала стержень прислоняется к боку двигателя в месте расположения коренных подшипников или на уровне шатунных подшипников при положении поршня в верхней мертвой точке (в.м.т.). Стуки прослушиваются на прогретом двигателе при резком изменении оборотов коленчатого вала. Стук коренных подшипников глухой, низкого тона, а шатунных — более звонкий и может уменьшаться при отключенной (закороченной на массу) свече зажигания в данном цилиндре. Сила стуков коренных подшипников с отключением свечи какого-либо цилиндра практически не изменяется, так как общая нагрузка на коренные подшипники при этом почти не уменьшается. Стетоскопом можно прослушивать шумность работы клапанного механизма, стуки юбки поршня о цилиндр, стук поршневого пальца и распределительных шестерен.

2.2. Прослушать двигатель стетоскопом, для чего:

подготовить стетоскоп к работе;

— прослушать стетоскопом подшипники коленчатого вала, механизм газораспределения (клапана, шестерни), поршни;

— дать заключение о исправности двигателя.

§

Метод измерения: если в полость цилиндра через отверстие свечи зажигания подавать сжатый воздух через сечение постоянной величины и под определенным давлением, то по количеству проходящего через неплотности цилиндра воздуха можно судить о состоянии цилиндра.

Принцип измерения. В цилиндр двигателя 15 подводится сжатый воздух из магистрали 1 под давлением 0,16 МПа, которое поддерживается редуктором 4 и фиксируется манометром 6 (см. рис. 5). Затем воздух через специальный штуцер 14 поступает в цилиндр двигателя. Таким образом, прибор разделяет поток воздуха на две части: одна часть потока — до калиброванного отверстия 5, другая — после калиброванного отверстия. До калиброванного отверстия давление поддерживается постоянным, а после калиброванного — величина давления изменяется в зависимости от герметичности цилиндров.

Чем выше герметичность в надпоршневом пространстве, тем давление, измеряемое манометром 6, будет больше. В изношенном двигателе давление за калиброванным отверстием меньше, так как пропуск воздуха в картер увеличится. У нового двигателя давление за калиброванным отверстием будет близким к давлению 0,3…0,6 Мпа.

Поэлементное диагностирование двигателя

Рисунок 5 – Принципиальная схема прибора К-69М.

1 — шланг от магистрали сжатого воздуха; 2,13 – быстросъемные муфты; 3 – входной штуцер; 4 – воздушный редуктор; 5 – калиброванное сопло; 6 – измерительный манометр; 7 – демпфер стрелки манометра; 8 – регулировочный винт; 9 — выходной штуцер; 10 – накидная гайка; 11 – шланг для присоединения к двигателю; 12 – магистраль сжатого воздуха для присоединения прибора к двигателю; 14 – специальный штуцер; 15 – цилиндр двигателя.

Для удобства пользования прибором шкала его манометра проградуирована не в абсолютных величинах утечки воздуха, а в процентах максимальной утечки, т. е. такой утечки, которая возможна при свободном выходе воздуха из прибора в атмосферу. Фактическое состояние цилиндропоршневой группы или клапанов оценивается по таблицам или по закрашенной части шкалы, где указана допустимая величина утечки воздуха в процентах.

5.2. Изучить устройство прибора К-69М (см. приложение).

Технология измерения

1. Подготовить двигатель к работе, для чего: прогреть двигатель; открыть капот; снять крышку с прерывателя-распределителя и токоразносчик (бегунок).

2. Подготовить прибор к работе:

2.1 открыть запорный вентиль воздушной магистрали настолько, чтобы манометр, установленный на воздушной магистрали, показывал давление в пределах 300,0-600,0 кПа;

2.2 соединить с помощью быстросъемной муфты шланг воздушной магистрали с входным штуцером прибора;

2.3 вращая рукоятку редуктора, установить стрелку измерительного манометра на нулевую отметку, что соответствует давлению 160 кПа;

2.4 вставить в быстросъемную муфту тарировочный штуцер из комплекта принадлежностей и сверить показания манометра с величиной, указанной в паспорте. Если показания манометра совпадают с величиной, указанной в паспорте – прибор готов к работе.

3. Оценить состояние цилиндров по величине утечки У1 и раз- ности ( У2 – У1 ):

3.1 ввернуть в отверстие для свечи первого цилиндра штуцер и одеть на него сигнализатор;

3.2 поворотом пусковой рукоятки подвести поршень первого цилиндра в ВМТ (конец такта сжатия определяется по прекращению звукового сигнала);

3.3 вставить в корпус прерывателя-распределителя шкалу с подставкой, а на валик распределителя стрелку;

3.4 вращая подставку со шкалой, совместить отметку шкалы, обозначающую В.М.Т. первого цилиндра, с концом стрелки:

3.5 снять сигнализатор со штуцера;

3.6 включить низшую передачу коробки передач и затормозить двигатель ручным тормозом;

3.7 присоединить быстросъемную муфту соединительного шланга к штуцеру, ввернутому в двигатель;

3.8 как только стрелка манометра остановится, произвести отсчет по шкале и записать его значение У2;

3.9 установить поршень первого цилиндра в положение начала такта сжатия (по шкале с подставкой);

3.10 замерить утечку воздуха через цилиндр У1;

3.11 замерить утечку воздуха У1 и У2 во всех цилиндрах согласно порядку их работы, при этом установку поршня в начале и в конце такта сжатия производить по шкале и стрелке, установленным на прерыватель.

4. Определить более точно места утечки воздуха для цилиндра, имеющего наибольшую утечку. Для этого:

4.1 отсоединить прибор от двигателя и воздушной магистрали;

4.2 установить поршень проверяемого цилиндра в положение конца такта сжатия;

4.3 соединить шланг воздушной магистрали непосредственно со штуцером, установленным в двигателе;

4.4 оценить состояние поршневых колец и клапанов, руководствуясь следующими диагностическими признаками:

а) если неисправны клапаны, то визуально наблюдается колебание пушинок индикатора утечки, который вставляется в отверстие для свечи, согласно таблице на панели прибора;

б) если сильно изношены поршневые кольца, то сильный шум прорывающегося воздуха ясно слышен в маслозаливной горловине.

5. Произвести операции, связанные с окончанием проведения лабораторных измерений.

Постановка диагноза.

1. Определить техническое состояние ЦПГ двигателя по результатам диагностирования. Для этой цели необходимо сравнить полученные результаты диагностирования с предельными нормативами, приведенными в таблице №1.

2. Дать заключение о техническом состоянии ЦПГ двигателя, и дать рекомендации по дальнейшему использованию двигателя.

§

Назначение пневмотестера аналогично назначению прибора К-69М, но он имеет ряд преимуществ перед К-69М. Диагностирование цилиндропоршневой группы двигателей выполняется с большей точностью при меньших трудозатратах, масса его и габаритные размеры в 6 раз меньше, он пригоден для диагностирования карбюраторных и дизельных двигателей КамАЗ и ЯМЗ.

Блок питания, состоящий из редуктора давления и фильтра тонкой очистки, вынесен из измерительной части прибора. Редуктор давления РДФ-3-2 позволяет расширить пределы давления воздуха до 250…800 кПа, для повышения чувствительности и точности прибор снабжен корундовой втулкой. Указатель прибора состоит из дросселя (корундовой втулки с отверстием 1,2 мм, завальцованной во входном штуцере) и манометра. Воздухопроводы изготовлены из гибкой поливинилхлоридной трубки с внутренним диаметром 8 мм и толщиной стенки 2 мм.

К пневмотестеру прилагаются принадлежности: штуцер для подсоединения к цилиндру двигателя через отверстие свечи или форсунки, сигнализатор для контроля начала такта сжатия в цилиндре двигателя, контрольный дроссель.

При диагностировании двигателя измеряют давление сжатого воздуха, подаваемого в цилиндр, в момент, когда положение поршня соответствует моменту зажигания или впрыскивания топлива.

Цилиндр предварительно опрессовывают, перемещая поршень в направлении к в.м.т. и подавая пневмотестером сжатый воздух в надпоршневое пространство. Правильность установки поршня в цилиндре определяют с помощью переносной лампы, подключенной к контактам прерывателя-распределителя карбюраторных двигателей, или с помощью моментоскопа при диагностировании дизелей. Герметичность цилиндропоршневой группы определяется по падению давления воздуха, подаваемого через дроссель в цилиндр двигателя.

Компрессометры

Компрессометр предназначен для измерения компрессии в цилиндрах двигателя автомобиля.

Устройство и принцип работы.

Компрессометр (рисунок 3) состоит из корпуса, в который вмонтирован манометр 4 на 10 кгссм2, соединенный с трубкой 2. На другом конце трубки имеется золотник с резиновым наконечником 1.

Поэлементное диагностирование двигателя

Рисунок 3 – Приборы для измерения компрессии

А) – с манометром (компрессометр); Б) – с самописцем (компрессограф);

1 – наконечник; 2 – труба; 3 – рукоятка; 4 – манометр; 5 – карта с записью по цилиндрам; 6 – цилиндр с поршневым приводом самописца.

Резиновый наконечник служит для создания уплотнения при работе между отверстием свечи цилиндра и компрессометром.

Требования безопасности.

Для работы с компрессометром допускаются лица, ознакомившиеся с устройством и работой компрессометра.

При проведении измерений компрессии в цилиндрах двигателя система зажигания должна быть выключена во избежание поражения током высокого напряжения, поступающего на свечи и возможности воспламенения рабочей смеси.

Порядок работы компрессометра.

Для проверки компрессии двигателей во время холодной обкатки к отверстию, предназначенному для завинчивания свечи, приставляется резиновый наконечник компрессометра и по показаниям манометра замеряется компрессия цилиндра.

Для возврата манометра в исходное положение необходимо нажать на шток клапана, выступающего из резинового наконечника. В случае проверки компрессии двигателя, установленного на машине, необходимо вывернуть свечу и прокрутить двигатель стартером.

Лабораторная работа № 4

Диагностирование системы зажигания

И питания автомобиля

Общие положения.

В процессе эксплуатации автомобиля в системах электрооборудования и питания возникают различные неисправности, требующие диагностических, регулировочных и других работ по техническому обслуживанию. Объем этих работ составляет от 11 до 17 процентов общего объема по ТО и ремонту автомобиля. Как показывает анализ, до 30% простоя автомобилей происходит в результате неисправности электрооборудования и до 15% — в результате неисправности системы питания. Наличие неисправности в этих системах влияет на мощность и расход топлива. Так запаздывание момента зажигания на 5о–8о по углу поворота коленчатого вала вызывает снижение мощности на 20% и увеличение расхода топлива на 20–25%. Техническое состояние элементов системы питания во многом предопределяет топливную экономичность автомобиля и расходы на его содержание.

Цель работы.

Изучить и практически освоить приёмы диагностирования системы зажигания и питания.

Содержание работы

1. Изучить конструкцию систем зажигания и питания применяемых на автомобилях.

2. Изучить методы диагностирования системы зажигания (классическая система) и системы питания бензинового двигателя с впрыском топлива.

3. Изучить устройство применяемого диагностического оборудования.

4. Определить основные параметры системы зажигания:

— угол опережения зажигания;

— угол замкнутого состояния контактов прерывания;

— состояние катушки зажигания, кулачка и вала распределителя, конденсатора, свечей зажигания.

5. Определить основные параметры системы питания:

— качество распыла топлива форсункой;

— производительность и развиваемое давление топлива топливным насосом;

— количество топлива подаваемого каждой форсункой.

6. Сделать заключение о техническом состоянии системы зажигания и питания исследуемого двигателя.

7. Составить отчет по лабораторной работе.

Оборудование и инструмент.

Двигатель автомобиля, осциллоскоп Э-206, приборы для диагностики системы питания, инструмент для разборочно-сборочных работ.

Меры безопасности.

К выполнению работы допускаются студенты, изучившие инструкцию используемого оборудования и правила его эксплуатации.

Подключение приборов системы питания и зажигания должны производиться при неработающем двигателе.

Корпус осциллоскопа (мотор-тестера) должен быть надежно заземлен.

Контрольно-регулировочные работы, выполняемые при работающем двигателе необходимо проводить на посту, оборудованном местным отсосом отработавших газов.

При диагностировании систем при работающем двигателе нельзя прикасаться к вращающимся частям и присоединять провода.

При пользовании стробоскопическим фонарем соблюдать осторожность, чтобы не попасть под вращающиеся детали двигателя, так как они кажутся неподвижными вследствие стробоскопического эффекта.

Запрещается вскрывать осциллоскоп Э-206 или работать с ним при снятых задних стенках.

Запрещается прикасаться к токоведущим кабелям и датчикам в местах присоединения их к двигателю автомобиля.

§

Для диагностирования электрооборудования созданы специальные стенды различной конструкции. В тех случаях, когда рабочие процессы в агрегатах автомобиля выражаются непосредственно или могут быть зафиксированы, то для исследования этих процессов применяются электронные осциллоскопы (осциллографы, выполняющие специальные функции).

Диагностирование системы зажигания по характерным осциллограммам является одним из эффективных методов диагностики. Специальные устройства в осциллоскопе дают возможность зафиксировать на экране процессы, протекающие в цепях системы зажигания, за время между последовательными искровыми разрядами в цилиндрах.

На рисунках 4 представлен вид эталонной кривой первичного напря­жения при включении осциллоскопа в первичную цепь системы зажигания.

Поэлементное диагностирование двигателя

Рисунок 4 – Осциллограмма изменения напряжения в первичной цепи

1-3 (tр)—время разомкнутого состояния контактов прерывателя; 3-4 (tз) — время за­мкнутого состояния контактов прерывателя; 1-2 (tг) продолжительность электрической дуги (участок воспла­менения) ; линия ОА — размыкание контактов (пробоя искрового промежутка); линия СД — замыкание контак­тов; высота этого отрезка определяет напряжение акку­муляторной батареи; АВ—участок воспламенения; ВС — промежуточный участок; ОДЕ — нулевая линия; О¢В — энергетическая линия разряда.

Частота колебаний на участках 1-2 и 2-3 характери­зуется техническим состоянием катушки зажигания и конденсатора, а также указывает на отсутствие обры­вов и коротких замыканий в цепи. При прочих равных условиях энергетический уровень разряда ОО’ (линия О¢В) зависит от зазора между электродами свечи зажигания.

Продолжительность дуги определяется участком 1-2 и зависит от условий смесеобразования, среды в зоне пробоя, температуры, степени сжатия и частоты вращения коленчатого вала двигателя.

На рис. 5 представлен вид осциллограммы напряже­ния во вторичной цепи зажигания.

Поэлементное диагностирование двигателя

Рисунок 5 — Вид осциллограммы вторичного напряжения

1-3 (tp) —время разомкнутого состояния контактов; 3-4 (tз) — время за­мкнутого состояния контактов; 1–2 (tг) — продолжитель­ность электрической дуги; (ОАВ) — участок воспламене­ния; ВСД — промежуточный участок; ДЕ — линия замы­кания контактов и нарастание тока в первичной цепи; ОА — линия размыкания контактов; ВС — прекращение электрической дуги: ОО’–напряжение разряда; ОО»— начальное (максимальное) напряжение разряда.

В точке В остаточная энергия в катушке зажигания после разряда рассеивается в виде затухающих колеба­ний. На участке 2–3 эти колебания отчетливо видны, число их для технически исправной системы зажигания должно быть 5о – 6о.

Участок воспламенения 1–2 указывает на исправ­ность всех приборов системы зажигания, величину зазора в свечах и чистоту межэлектродного зазора.

Промежуточный участок 2–3 указывает на состояние катушки зажигания и конденсатора. Участок нарастания тока в первичной обмотке катушки зажигания (линия ДЕ) зависит от технического состояния контактов преры­вателя распределителя.

Таким образом, информацию о работе приборов си­стемы зажигания можно получить при анализе соответ­ствующих участков осциллограмм первичного и вторич­ного напряжений.

Расшифровка осциллограмм.

Осциллограммы, представленные на рис. 4 и 5 отражают следующие процессы. В точке 0 происходит размыкание контактов прерывателя. При этом магнитное поле вокруг индукционной катушки сжимается и исчезает, а его линии пересекают витки первичной и вторичной обмотки катушки зажигания.

В первичной обмотке при этом наводится ток напряжением до 400В, а во вторичной 18-30кВ. После пробоя межэлектродного промежутка свечи зажигания напряжение во вторичной и первичной цепи соответствует 1,5кВ и 40В, и в этих условиях некоторое время поддерживается горение искры.

Колебание напряжения в первичной цепи в период горения искры связаны с работой конденсатора, который периодически заряжается токами противоиндукции и разряжается на первичную обмотку, поддерживая искровой разряд. В точке 1 искра обрывается и в первичной и вторичной цепях наблюдаются колебательные затухающие процессы связанные с индуктивностью первичной обмотки катушки зажигания и емкостью конденсатора. Чем больше рабочих витков в первичной обмотке, тем выше индуктивность и больше колебаний во вторичной обмотке. В точке 2 колебания затухают, при этом в первичной цепи устанавливается напряжение, создаваемое аккумуляторной батареей или генератором, а во вторичной цепи напряжение становится равным нулю.

В точке 3 происходит замыкание контактов прерывателя. При этом по первичной обмотке катушки зажигания пойдет ток, сила которого будет зависеть от сопротивления /состояния/ контактов прерывателя. Вокруг катушки начнет «расти» магнитное силовое поле. За счет нагрузки напряжения в первичной цепи падает почти до нуля. Поскольку при «росте» магнитного поля его линии пересекают витки первичной и вторичной обмоток катушки зажигания в направлении, противоположному тому, которое было при размыкании контактов прерывателя, напряжение во вторичной обмотке получает противоположную полярность по сравнению с искрой. Его величина будет зависеть от силы тока в первичной цепи / состояние контактов прерывателя/ и достигнет величины порядка 5 кВ.

Этого напряжения не достаточно для зажигания искры. Пробойное напряжение составляет 8-12кВ. Поэтому после точки 3 напряжение во вторичной обмотке снова стремится к нулю, по мере насыщения магнитного поля индукционной катушки

В точке 4 процесс повторяется для следующего цилиндра. Характерные осциллограммы приведенные на рис. 4 и 5 несут информацию о большом количестве неисправностей системы зажигания.

Так на осциллограмме первичного напряжения непосредственно измеряют угол замкнутого состояния контактов, по которому делают заключение о зазорах между ними.

По напряжению искрового разряда /осциллограмма вторичного напряжения/ делается заключение о зазорах между электродами свечи и о компрессии в цилиндрах двигателя /о степени изношенности цилиндропоршневой группы/.

По участку 1-2 на вторичной осциллограмме судят о состояние катушки зажигания емкости конденсатора. При межвитковом замыкании первичной обмотки колебания ослабляются и исчезают, а при большой емкости наоборот чрезмерно усиливаются. Если не наблюдается резкого выброса напряжения в точке 3 на вторичной осциллограмме, то это свидетельствует о плохом состояние /пригорании/ контактов. Отсутствие колебаний на последующем участке осциллограммы указывает на наличие межвиткового замыкания во вторичной обмотке.

Появление дополнительной «ступеньки» напряжение в точке 4 указывает на неисправную работу конденсатора (искрение контактов прерывателя). Однако, наблюдение одной общей для всех цилиндров осциллограммы, не дает достаточной информации о таких важных параметров системы зажигания как зазоры между электродами свечи и момент размыкания /замыкания/ контактов прерывателя. Для распознания этих неисправностей необходимо иметь отдельные осциллограммы, расположенные в порядке работы цилиндров двигателя, т.е. как бы привязать их к моменту подачи искры в первый цилиндр. При этом, сравнивая осциллограммы различных цилиндров, можно видеть различие между ними, а по порядку работы цилиндров легко находить «адрес» неисправности.

Для удобства определения неисправности системы зажигания конструкция прибора позволяет получить на экране осциллографа следующие виды изображений:

1. Наложенное изображение – осциллограммы всех цилиндров накладываются друг на друга (рис. 6). Это позволяет выявить отклонение в осциллограммах.

Поэлементное диагностирование двигателя

Рисунок 6 — Нормальное изображение вторичного напряжения всех цилиндров в наложенном виде

2. Серийное последовательное изображение – осциллограммы расположены друг за другом в порядке работы цилиндров двигателя (рис. 7). Это позволяет видеть различие между осциллограммами, а по порядку работы цилиндров легче находить «адрес» неисправности.

3. Серийное изображение одной, выбранной осциллограммы (рис. 8).

Диагноз системы зажигания ставится на основе сравнения полученной осциллограммы с эталонной, приведенной на рис. 4 и 5. Осциллограммы с характерными неисправностями приведены в приложении.

Поэлементное диагностирование двигателя

Рисунок 7 – Осциллограмма вторичного напряжения всех цилиндров расположенные последовательно в порядке работы цилиндров

Поэлементное диагностирование двигателя

Рисунок 8 — Серийное изображение первичного напряжения

первого цилиндра

§

Поэлементное диагностирование двигателя

Рисунок 9 –– 4-х канальный автомобильный осциллоскоп OTC 3852 The Solarity для наиболее высокотехнологичных автомобилей

Измерения угла опережения зажигания

Принцип измерения угла опережения зажигания основан на стробоскопическом эффекте. Измерение производится при помощи стробоскопической лампы-вспышки, направляемой на маховик или шкив привода вентилятора двигателя. При проверке, за счет стробоскопического эффекта, подвижная метка ВМТ становится «неподвижной» и совмещается с неподвижной меткой, нанесенной на картер сцепления или на блоке двигателя. Величина угла опережения зажигания определяется по прибору.

Поэлементное диагностирование двигателя

Рисунок 10 – Много-функциональный автомобильный стробоскоп ОТС 3367 предназначен для проверки и регулировки угла опережения зажигания на автомобилях с бензиновыми двигателями.

Порядок выполнения работы.

1. Изучить устройство осциллографа Э-206 (см. приложение к работе).

2. Подготовить двигатель и осциллограф Э-206 к работе, для чего перед началом работы на стенде проверить:

— готовность двигателя к работе (выполнить операции ежедневного обслуживания двигателя и прогреть его);

— подсоединить стенд к электрической сети.

3. Определить основные параметры системы зажигания с использованием прибора Э-206.

3.1. Подключить осциллограф Э-206 согласно рис. 2, приложение.

3.2. Включить и настроить осциллограф (см. приложение).

3.3. Запустить двигатель и установить частоту вращения коленчатого вала 1000 об/мин.

3.4. Определить угол замкнутого состояния контактов прерывателя.

Манипулируя управляющими ручками прибора, получить и отрегулировать осциллограмму одного первого цилиндра так, чтобы точки Т0 и Т4 (рис. 4) расположились на горизонтальной градировочной шкале соответственно в точках 00 и 900 (00 и 600 для шести цилиндров, 00 и 450 для восьми цилиндров). Измерить по длине отрезка Т3— Т4 угол и сравнить его с нормативом (рис. 4). При угле замкнутого состояния, отличном от нормы, остановить двигатель и, не отключая осциллографа, отрегулировать (увеличить или уменьшить) зазор между контактами. Запустить двигатель и проверить по осциллограмме качество регулировки зазора.

3.5. Проверить состояние кулачка и вала распределителя.

Переключением селекторов, тумблеров или кнопок получить осциллограмму «наложения» цилиндров (рис. 2 приложения). Вращая ручки настройки, отрегулировать осциллограмму по шкале. Состояние кулачка и вала распределителя определяется по накладке в точке Т3 (рис. 1).

На рис. 5 приложения вертикальные линии в точке Т3 разошлись. Что свидетельствует или о неодинаковом износе кулачка /разные выступы/, или о чрезмерном люфте вала распределителя. Неравномерность подачи искры в цилиндры должна быть на белее 3-4% от времени одного рабочего цикла индукционной катушки. Если разброс момента замыкания контактов превышает 60 по шкале осциллографа, то необходимо заменить прерыватель.

3.6. Определить состояние свечей и проводов высокого напряжения:

А). По вторичному напряжению полного рабочего цикла.

Соответствующим переключением и настройкой получить вторичную осциллограмму полного рабочего цикла. В зависимости от состояния свечей можно получить осциллограмму (рис. 10 – 19 приложения), показывающую по величине пиков напряжения состояние свечей. Остановить двигатель, вывернуть свечи с зазорами, отличающимися от нормы, и отрегулировать межэлектродный промежуток при помощи щупа. Запустить двигатель и проверить по осциллограмме качество регулировок.

Б). По вторичному напряжению одного цилиндра.

Пользуясь ручками настройки и переключателями, получить одну из многих осциллограмм вторичного напряжения для одного цилиндра. На рис.6 приложения – нормальная осциллограмма при исправной свече. Если будет получена осциллограмма, приведенная на рис. 9 приложения, то это значит, что имеются потери в цепи высокого напряжения. В этом случае необходимо замкнуть свечу на массу с помощью отвертки и, если осциллограмма изменилась, цепь высокого напряжения повреждена. Остановить двигатель и заменить поврежденный провод высокого напряжения. Вывернуть свечу и очистить ее от нагара.

3.7. Определить состояние конденсатора.

Если будет получена осциллограмма, показанная на рис. 2, 3 приложения, то это означает, что плохо работает конденсатор /при размыкании искрят контакты прерывателя/. В этом случае необходимо остановить двигатель, проверить контакты или заменить конденсатор.

4. Произвести операции, связанные с окончанием работы.

§

Для этих целей используется режим поочерёдного отключения цилиндров. В первую очередь, этим методом следует проверить исправность системы зажигания (свечи, провода, катушки). Если система зажигания исправна, следует методом выключения форсунки из работы проверить исправность системы питания.

Диагностирование форсунок

Основными проблемами, которые возникают с форсунками, являются утечка, плохая форма распыления топлива и его недостаточное распыление. Любая из этих причин может привести к плохой работе двигателя, высокому потреблению топлива и целому ряду других проблем, связанных с работой двигателя. Обычный режим использования автомобиля предполагает небольшие поездки протяженностью 20 — 40 км, после чего следует некоторый период, когда автомобиль не используется. Это может привести к тому, что топливо, которое образовалось вокруг сопла форсунки, будет пригорать, что приводит к образованию нагара. Этот нагар может привести к нарушению конуса распыления топлива. Отложения внутри форсунки могут привести даже к полному прекращению подачи топлива через форсунку.

В некоторых случаях нагар и отложения могут быть удалены с помощью соответствующих растворителей, некоторые из которых можно добавлять непосредственно в бензин, другие наносятся прямо на форсунки. Если при помощи таких мер не удается восстановить нормальную работу форсунок, то их следует заменить. Всякий раз после извлечения форсунок кольцевые прокладки, которые используются для газового уплотнения впускных коллекторов, должны быть тщательно осмотрены и заменены, если есть основания сомневаться в их качестве. Всякие утечки приводят к поступлению не дозированного количества воздуха, что может привести к возрастанию частоты вращения коленчатого вала на холостом ходу и обеднению смеси.

Форсунки контролируются:

— на качество и форму распыления топлива;

— утечку топлива;

— производительность подачи топлива;

— сопротивление (электромеханические форсунки).

Форма распыления топлива гидромеханической форсункой (на примере форсунки К/КЕ-Jetronic) проверяется следующим образом: снимается форсунка с впускного коллектора и устанавливается над подходящей емкостью. Включается топливный насос. Подаётся топливо путём поднятия пластины расходомера воздуха и проверяется форма распыления топлива каждой форсункой. Каждая из форсунок должна создавать равномерный конус хорошо распыленного топлива (допускается небольшая односторонняя неравномерность распыления топлива, при условии, что общий угол распыления не более 350) (рис. 10).

Форма распыления топлива электромеханической форсункой (электронные системы)проверяется следующим образом: снимается форсунка с впускного коллектора вместе с патрубком подачи топлива в форсунки. Сопла форсунок устанавливаются над подходящими емкостями (рис. 10). При этом необходимо убедиться, что трубопровод подачи топлива, обратный трубопровод и регулятор давления подсоединены. Убедиться также, что многоштырьевые разъемы форсунок отсоединены.

Поэлементное диагностирование двигателя

Рисунок 10 – Проверка работоспособности форсунки

Фиксируются форсунки на патрубке подачи топлива с помощью хомутиков. Включается топливный насос (обычно этого добиваются путем извлечения топливного реле и закорачиванием соответствующих клемм). Примечание: если форсунка имеет сопротивление от 1,0 до 3,0 Ом, то последовательно с подачей напряжения к ней должно быть подсоединено сопротивление величиной от 5,0 до 8,0 Ом, но если сопротивление форсунки от 15 до 17 Ом, то напряжение 12 В может быть подключено напрямую.

Подсоединяется напряжение 12В по очереди к каждой форсунке. Проверяется форма распыления топлива для каждой из форсунок по очереди.

Утечка топлива через гидромеханические форсункипроизводится следующим образом: снимается форсунка с впускного коллектора, протирается насухо её сопло, и она устанавливается над подходящей ёмкостью. Включается топливный насос. Ведётся наблюдение за соплами форсунок в течение минуты. Допускается 3 капли в течение 1 минуты.

Утечка топлива через электромеханические форсунки(электронные системы) проверяется следующим образом: устанавливаются форсунки над измерительными емкостями. Отсоединяется многоштырьевой разъем от каждого из инжекторных клапанов. Включается топливный насос, и ведётся наблюдение за соплами форсунок. В течение 60 с. из форсунок должно вылиться не более одной капли топлива.

Производительность подачи топлива гидромеханическими форсункамипроверяется следующим образом: снимаются форсунки с впускного коллектора и устанавливаются в отдельные емкости. Снимается впускной воздуховод с расходомера воздуха, и поднимается пластина расходомера до тех пор, пока не будет выпущено по крайней мере по 20 мл в каждую из емкостей. Сравнивается количество топлива, которое подано другими форсунками. Минимальная разница в производительности подачи топлива должна быть не больше 2,5 -3,0 мл.

Поэлементное диагностирование двигателя

Рисунок 11 — Проверка форсунок на производительность

Производительность подачи топлива электроме-ханическими форсунками(электронные системы) проверяется следующим образом: форсунки устанавливаются над измерительными емкостями (рис. 11). Удостоверяются, что трубопровод подачи топлива, обратный трубопровод и регулятор давления подключены. Форсунки фиксируются на патрубке подачи топлива специальными хомутами. Включается топливный насос, что обычно достигается снятием реле топливного насоса и закорачиванием клемм подачи напряжения.

Если форсунки имеют сопротивление от 1,0 до 3,0 Ом, то последовательно с напряжением питания должно быть подключено сопротивление от 5,0 до 8,0 Ом, но если сопротивление форсунок от 15 до 17 Ом, то напряжение величиной 12 В можно подавать напрямую. Подаётся напряжение 12 В на каждую из форсунок по очереди, и сравнивается количество топлива, поданное каждой из них, с нормой для этого двигателя. Допустимая величина расхождения в этой величине не должна превышать 10 %.

Если производительность подачи топлива несколько ниже нормы, то производится проверка давления топлива, подаваемого к форсунке.

§

Прибор Э-206 предназначен для визуального наблюдения электрических процессов в системе зажигания автомобиля, а также для измерения вторичных напряжений и углов замкнутого состояния контактов прерывателя.

Знание типовой осциллограммы и сравнение с нею кривой, наблюдаемой на экране прибора, позволяет определить общее состояние системы зажигания и неисправности отдельных элементов.

Поэлементное диагностирование двигателя

Рисунок 1 — Общий вид прибора Э-206

Прибор /рис. 1/ конструктивно состоит из корпуса 5 и шасси с передней панелью 1. Корпус выполнен из тонкой листовой стали сварным и состоит из кожуха и задней стенки.

Сверху на корпусе закреплена ручка для переноски прибора, а снизу – четыре резиновых амортизатора. Шасси коробчатой формы, выполнено из алюминия, а передняя панель из стального листа. Снизу шасси расположены электронные лампы, электрические конденсаторы и подстроечные резисторы. Сверху шасси установлены электронно-лучевая трубка, экран и монтажная плата с двумя подстроечными резисторами. Оси резисторов выведены на переднюю плату 3. На передней панели размещены: переключатель рода работ 2, шкала 4, защищенная съемной маской с защитным козырьком, сигнальная лампа «Сеть» 6, рукоятка «Размер» 7, рукоятка «Запуск» 8, три гнезда 9 – 11 для подключения присоединительных проводов, с помощью которых прибор подключается к двигателю автомобиля.

Подсветка шкалы осуществляется четырьмя лампами, закрепленными с оборотной стороны панели. Также на панели размещены подстроечные резисторы и кнопки, с помощью которых производится периодическая настройка и регулировка осциллографа.

Рисунок 2 — Схема подключения прибора
Э-206 к двигателю автомобиля

Поэлементное диагностирование двигателя

В комплект прибора входят следующие принадлежности, необ­ходимые для работы.

1. Переходник — служит для подключения присоединительного провода со щупом к распределителю автомобиля. Переходник наворачивается на штырь щупа и вставляется в гнездо распределителя, а провод от катушки зажигания вставляется в гнездо переходника.

2. Перемычка служит для эакорачивания свечного провода на «массу». Перемычка 3 применяется для закорачивания свечных проводов /вытаскивается свечной проводиз гнезда распределите­ля, а в гнездо вставляется штырь перемычки/. Перемычка 4 приме­няется для закорачивания свечных проводов /снимается свечной наконечник и в него вставляется штырь перемычки/.

3. Провод с двумя вилками. Служит для подключения осцил­лографа к сети.

4. Провод с датчиком. Служит для подключения осциллографа к свечи первого цилиндра. Вилка провода вставляется в гнездо II, а датчик со штырем вставляется в гнездо первого цилиндра на распределителе. Провод от свечи первого цилиндра вставляется в гнездо датчика,

5. Провод со щупом. Служит для подключения осциллографа к катушке зажигания. Вилка провода вставляется в гнездо 9,а щуп с помощью переходника подключается к центральному выводу распределителя.

6. Провод присоединительный. Служит для подключения осцил­лографа к контактам прерывателя. Вилка провода вставляется в гнездо 10,а зажим «Пр» подключается к выводу конденсатора на распределителе.

Осциллограф имеет три органа управления, расположенныхналицевой панели:

— переключатель выбора осциллограмм 2;

— регулятор длительности развертки 7;

— регулятор уровнязапуска 8.

Позиции переключателя выбора осциллограмм обозначены в со­ответствии с рекомендуемой последовательностью осциллографии зажигания.

а/ «1ЦИЛ. 1» — первичное напряжение первого цилиндра.

б/ «НАЛОЖ. 1» — первичное напряжение всех цилиндров в наложенном виде.

в/ «α» — регулировка углазамкнутого состояния контактов.

г/ «1ЦИЛ. 2»- вторичное напряжение первого цилиндра.

д/ «НАЛОЖ. 2» — вторичное напряжение всех цилиндров в наложен­ном виде.

е/ «15к» — вторичное напряжение всех цилиндров последователь­но в масштабе 15кВ.

ж/ «ЗОкВ»- вторичное напряжение всех цилиндров последователь­но в масштабе ЗОкВ.

Регулятор длительности развертки «Размер» позволяет сжимать или растягивать изображение по горизонтали. Регулятор уровня запуска «Запуск» позволяет добиться надежного запуска развертки.

Перед включением осциллографа в сеть необходимо установить ручку «Запуск» в положение выключено. Остальные ручки могут на­ходиться в произвольном положении.

Розетка сети должна иметь заземляющий контакт, соединенный с шиной защитного заземления.

После подключения в сеть включить прибор ручкой «За­пуск». При этом должна загореться сигнальная лампа «Сеть».

Произвести подключение прибора к двигателю:

— провод с обозначением «Пр» установить в гнездо «Прерыватель» и подключить к клемме прерывателя, зажим «М» подключить к массе двигателя;

— провод с обозначением «КЗ» установить в гнездо «Катушка», щуп подключить к центральному выводу распределителя припомо­щи переходника;

— провод с обозначением «Св» установить в гнездо «Свечи». Датчик установить на прерыватель в гнездо 1-го цилиндра в раз­рыв провода, идущего от прерывателя к свече 1-го цилиндра.

Для получения правильных результатов изображение должно быть уложено в шкалу, а чувствительность осциллографа по верти­кали откалибрована. Критериями этого являются:

— в положения переключателя «1ЦИЛ.1» начало изображения должно быть совмещено с левой вертикалью шкалы;

— в положении переключателя «15кВ» нулевой уровень изобра­жения должен быть совмещен с нулевой горизонталью шкалы.

При подключенном осциллографе к двигателю осуществляются следующие регулировки:

— нулевой уровень изображения совместно с нулевой горизонталью шкалы при помощи регулятора «Смещение У» в положении переключателя »15кВ»;

— начало изображения совместно с левой вертикалью шкалы при помощи регулятора «Смещение X».

Образцы осциллограмм

Поэлементное диагностирование двигателя

Рисунок 1 — Нормальное изображение первичного напряжения первого цилиндра (угол замкнутого состояния контактов прерывателя α= 43о):
1 – конденсатор, 2 – катушка зажигания, 3 – размыкание контактов, 4 – замыкание контактов

Рисунок 2 — Изображение первичного напряжения при неисправном конденсаторе

Поэлементное диагностирование двигателя

Поэлементное диагностирование двигателя

Рисунок 3 — Большое значение переходного активного сопротивления конденсатора

Поэлементное диагностирование двигателя

Рисунок 4 — Замыкание витков первичной обмотки катушки зажигания

Рисунок 5 — Первичное напряжение всех цилиндров в наложенном виде

Поэлементное диагностирование двигателя

Рисунок 6 — Нормальное изображение вторичного напряжения первого цилиндра

Поэлементное диагностирование двигателя

Поэлементное диагностирование двигателя

Рисунок 7 — Обратная полярность вторичного напряжения (повернутое изображение)

Поэлементное диагностирование двигателя

Рисунок 8 — Обрыв вторичной обмотки катушки зажигания

Рисунок 9 — Обрыв в проводе высокого напряжения от катушки зажигания к распределителю

Поэлементное диагностирование двигателя

Поэлементное диагностирование двигателя

Рисунок 10 — Нормальное изображение вторичного напряжения всех цилиндров в наложенном виде

Поэлементное диагностирование двигателя

Рисунок 11 — Разомкнутая цепь одной свечи

Поэлементное диагностирование двигателя

Рис. 12. Увеличенный зазор в цепи одной свечи

(обрыв или большой зазор между электродами)

Рисунок 13 — Зазор свечи очень мал или заземлен свечной провод

Поэлементное диагностирование двигателя

Поэлементное диагностирование двигателя

Рисунок 14 — Большое сопротивление в цепи одной свечи

Рисунок 15 — Вторичное напряжение всех цилиндров последовательно, шкала «14 кВ», нормальное напряжение»

Поэлементное диагностирование двигателя

Поэлементное диагностирование двигателя

Рисунок 16 — Свеча 4-го цилиндра загрязнена или мал зазор

Поэлементное диагностирование двигателя

Рисунок 17 — Большой зазор свечи 3-го цилиндра, напряжение 9 кВ

Поэлементное диагностирование двигателя

Рисунок 18 — Свеча 3-го цилиндра заземлена, напряжение на зазоре ротора распределителя 2,5 кВ

Рисунок 19 — Шкала «30 кВ». Цепь свечи 4-го цилиндра пробита. Напряжение катушки 16 кВ

Поэлементное диагностирование двигателя

Цилиндропоршневая группа. износ. способы проверки износа

ИЗНОС ЦИЛИНДРО-ПОРШНЕВОЙ ГРУППЫСПОСОБЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИЗНОСА

Но сначала, что бы было понятно о чем будем говорить, посмотрим на детали ЦПГ (рисунок ниже):

Поэлементное диагностирование двигателя

И что бы далее понимать друг друга, давайте определимся с некоторыми понятиями, терминами и определениями.

Работа двигателя складывается из совокупности процессов, протекающих в цилиндрах двигателя с определённой последовательностью. Эти процессы называют рабочим циклом. Рабочий цикл четырёхтактного двигателя осуществляется за два оборота коленчатого вала и состоит из тактов впуска, сжатия, рабочего хода (расширения) и выпуска.

Поршень, движущийся в цилиндре, проходит расстояние равное расстоянию между верхней и нижней мёртвыми точками.


Это расстояние называется
ходом поршня. Двигатели, у которых ход поршня меньше его диаметра, носят название «короткоходных». За один ход поршня кривошип коленчатого вала проходит расстояние равное двум его радиусам, т.е. совершает полуоборот (180°)

Объем цилиндра, заключённый между крайними положениями поршня в цилиндре (между мёртвыми точками) называют рабочим объёмом цилиндра (Vр). Сумма рабочих объёмов всех цилиндров двигателя, равняется рабочему объёму двигателя, называемому иначе как «литражом двигателя».


Сумма рабочего объёма цилиндра (Vр) и объёма камеры сгорания (Vксг) равняется полному объёму (Vп).

Литраж двигателя (рабочий объём) указывается в технической характеристике автомобиля.


Чем больше литраж двигателя, тем выше его мощность и удельный расход топлива.

Камерой сгорания называют объём цилиндра над поршнем, при положении поршня в верхней мёртвой точке. Топливно-воздушная смесь в цилиндре сжимается поршнем как раз до этого объёма и сгорает в этом объёме после воспламенения. Отношение объёма смеси, поступившей в цилиндр на такте впуска, к объёму смеси, сжатой до объёма камеры сгорания при такте сжатия, называют степенью сжатия двигателя. Степень сжатия показывает, во сколько раз в цилиндре сжимается смесь и определяется по формуле n = Vп/Vксг.

Степень сжатия бензиновых двигателей лежит в пределах 8 – 12, дизельных – в среднем 18 – 22. От степени сжатия зависит топливная экономичность и мощностные характеристики двигателя. Степени сжатия двигателей ограничиваются, у бензиновых двигателей – свойством применяемого топлива (бензина), у дизельных – конструктивными особенностями применяемых материалов, из которых изготавливаются детали двигателя и которые с повышением степени сжатия должны выдерживать большие нагрузки. Свойства бензинов описываются октановым числом бензина, характеризующим его антидетонационную стойкость. Антидетонационная стойкость топлива тем выше, чем больше его октановое число (А –80, 93, 95, 98 и др.). Конструкция двигателя предполагает применение бензина со строго заданным октановым числом (регламентируется заводом изготовителем). Применение бензина с меньшим октановым числом приведёт к работе двигателя с детонацией и, как следствие, к преждевременному износу, или поломке двигателя. Высокооктановые бензины при сгорании выделяют больше тепла.

Детонационное сгорание рабочей смеси (детонация) предполагает нехарактерно быстрое сгорание (взрыв) топливно-воздушной смеси в цилиндре двигателя, приводящее к повышению нагрузок, в первую очередь на детали цилиндропоршневой группы. Скорость распространения фронта пламени, сгорающего в цилиндре топлива, может возрастать с 40 м/сек. до 2000 м/сек. и более. Признаком работы двигателя с детонацией являются характерные и хорошо прослушиваемые стуки, получившие название детонационных стуков. Детонационные стуки возникают вследствие вибрации стенок цилиндра и других деталей ЦПГ под воздействием «ударной волны». Причиной детонации может быть:


применение топлива с октановым числом ниже рекомендованного инструкцией производителя перегрев двигателя
, перегрузка двигателя по оборотам или крутящему моменту чрезмерно раннее зажигание, а также та или иная совокупность перечисленных явлений.

Работа двигателя с детонацией может сопровождаться перегревом двигателя, падением его мощности и высоким расходом топлива.

Следствием работы двигателя с детонациеймогут быть поломки перемычек между кольцами на поршнях, поломки самих колец, оплавление кромки и/или прогорание днища поршня.

Калильное зажигание — самопроизвольное и несвоевременное воспламенения смеси от сильно нагретых деталей двигателя (юбки свечи, кромки поршня, кромки клапана, тлеющего нагара и т.п.).

Причиной появления калильного зажигания может быть: повышенное нагароотложение на днищах поршней несоответствие свечей зажигания данному типу двигателя

На работающем двигателе, при движении поршня к нижней мёртвой точке силы, действующие на поршень, прижимают его к правой стенке цилиндра, а при движении к верхней мёртвой точке, к левой. При переходе поршня через мёртвые точки происходит изменение опоры поршня (перекладка поршня) с одной стенки цилиндра на другую.

Изменение направления действия сил в цилиндре приводит к неравномерному износу цилиндра (под овал и под конус с образованием износного уступа в верхней части цилиндра).

Давление, создаваемое поршнем в цилиндре в конце такта сжатия называется компрессией.


Величина компрессии зависит от: степени сжатия двигателя состояния деталей цилиндропоршневой группы и клапанов.


Измеряя компрессию в цилиндрах двигателя, мы только косвенно можем судить о степени изношенности соответствующих деталей или об их неисправности.

Фазы газораспределения


Это моменты открытия и закрытия клапанов, выраженные в углах поворота коленчатого вала относительно мёртвых точек.


Как видите, существует достаточно много нюансов, из-за которых может происходить износ ЦПГ и снижаться свойства работы камеры сгорания и, значит, свойства двигателя в целом.

Он перестает «работать нормально», как обычно говорят.


О способах проверки износа ЦПГ говорилось уже много, но это не значит, что сказано уже всё и говорить больше не о чем.


Говорить о чем есть.

Например, о «степени сжатия».


Одни говорят, другие повторяют, что
«степень сжатия двигателя не меняется на протяжении всей эксплуатации двигателя».

Неправильно. Меняется. Пусть по-разному, больше или меньше, но меняется.


Например, от величины нагара в камере сгорания и на клапанах.

И после пробега автомобиля в сто или двести тысяч километров, после эксплуатации и обслуживании автомобиля «по-русски», степень сжатия будет отличаться от той, которая была вначале, когда автомобиль сошел с конвейера.


И если уж мы заговорили о нагаре, то надо обязательно упомянуть о другой его отрицательной стороне – уменьшении теплоотвода в стенки.


По этой причине температура топливо-воздушной смеси и давление в конце такта сжатия повышается, что может провоцировать возникновение детонации.


Косвенно наличие нагара в камере сгорания можно определить при помощи т.н. «калильного теста».

Это когда отключаем катушку зажигания (и не забываем про обязательные условия безопасного отключения) и запускаем двигатель.


Если завелся или сделал попытки завестись, то можно предположить о наличии нагара в камере сгорания.


Более точную проверку по нагару можно провести при помощи автомобильного эндоскопа, например, такого:
http://www.kamaz-kamaz.ru/kamaz-kamaz.ru/endoscope.pdf. Или других, коих существует великое множество.

На этом рынке приборов цена = качеству и возможностям устройства.

Состояние цилиндро-поршневой группыобычно проверяют при помощи компрессометра.


Однако эта проверка является весьма относительной, так как на её показания влияют разного рода причины, например:

Состояние АКБ


— насколько сильно она может «раскрутить» двигатель при проведении теста


— разряженная или «полумертвая» батарея не даст возможность провести тест правильно

Неточные выводы


Невозможность установления точной причины пониженной или увеличенной компрессии: если компрессию измерить на холодном и горячем двигателе, то её величина будет разной. На «холодном» двигателе – меньше, на «горячем» больше. И причина здесь не только в величине сжатия холодного или горячего воздуха поступающего в цилиндры, а и в клапанах, имеющих разный коэффициент расширения при разных температурах.

Состояние дроссельной заслонки: при открытой или закрытой показания будут разными.


Состояние «обратного» клапана самого компрессометра: если он «пропускает», то показания будут неверными.


Нельзя провести тест, если стартер неисправен или двигатель снят с автомобиля для ремонта.


Нельзя определить состояние деталей группы поршня: поршень, поршневые кольца (компрессионные и масляные), стопорные кольца и заглушки. Эти детали определяют герметичность рабочей полости.

Кроме того, неточные показания компрессометра могут быть вызваны не только износом гильз цилиндров, поршней, компрессионных колец, но и другими причинами:


нарушение тепловых зазоров в клапанном механизме износ направляющих втулок клапанов


прогорание клапана или поршня негерметичность впускных и выпускных клапанов дефекты прокладки ГБЦ закоксовывание поршневых колец или их физическое разрушение


И не стоит забывать, что при проведении теста при помощи компрессометра, надо опираться не на
«количественные» показания прибора (цифры на шкале), а обращать внимание на разность показаний между цилиндрами и выводы делать только из этих данных.

Что бы избежать таких погрешностей измерения и более точно определить состояние цилиндро-поршневой группы, применяется пневмотестер«индикатор утечек в надпоршневом пространстве».

Надо сразу отметить, что пневмотестер не заменяет компрессометр, это совершенно другой прибор с другими целями и задачами.

Устройство и принцип работы замечательно простой:


два манометра соединенных между собой через каллибровочное отверстие
(стрелка на фото вверху) регулятор давления на входе соединительные шланги


При проведении измерений надо обращать внимание на инструкцию в прибору: каждый производитель делает свое каллибровочное отверстие и полученные данные необходимо интерпретировать через инструкцию к устройству.

Далее и обязательно:


прогреваем двигатель до рабочей температуры фиксируем коленчатый вал от проворачивания выставляем поршень проверяемого цилиндра в ВМТ в конце такта сжатия


Если показания двух манометров одинаковые – утечек нет.


Если разные – есть.


По разности давлений (показаний прибора), можно судить о состоянии ЦПГ.

Можно косвенно определить состояние ЦПГ по звуку, назовем это — «по шипению», что будет означать утечку в том или ином месте, к примеру, если мы слышим звук из: клапанной крышки: неплотное прилегание поршневых колец, прорыв газов в картер выхлопной трубы: негерметичность выпускного клапана пузыри в расширительном бачке охлаждающей жидкости: прокладка ГБЦ перетекание воздуха в соседний цилиндр – прокладка между цилиндрами

Вот так или приблизительно так звучал ответ на вопрос по износу ЦПГ и способах его проверки на курсах обучения автомобильной Диагностике преподавателем Козырой Андреем Николаевичем.

Шопин А.В

Информационный отдел компании BrainStorm

Обсуждение на форуме: http://forum.autodata.ru/7/12917/

Оцените статью
Камаз