Автор Тема: Диагностируем бензиновый ДВС  (Прочитано 2296 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн Dustmaker

  • ГАЗ-310221 ЗМЗ-406 Е2
  • Администратор форума
  • *****
  • Сообщений: 27544
  • Country: ru
  • Активность:
    13.2%
  • Карма: +1/-1000
  • Make dust or eat dust
    • ВОЛГАУНИВЕРСАЛ
Диагностируем бензиновый ДВС
« : 30 Среда Января 2013 04:17:51* »
ДИАГНОСТИРУЕМ БЕНЗИНОВЫЙ ДВС

Владимир Гуменюк

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) является источником механической энергии в большинстве современных автомобилей. Индикатором его "здоровья" является "аппетит" к топливу и маслу, токсичность выхлопа и цвет выхлопных газов, шумы, стуки и вибрации, динамические характеристики автомобиля. Какие параметры двигателя нужно проверять приобретая подержанный автомобиль, в каких случаях и что проверять в эксплуатации - об этом и пойдет речь в статье, адресованной как владельцам автомобилей, так и специалистам автосервиса.

Рассматриваться будут бензиновые двигатели внутреннего сгорания (ДВС), которые устанавливаются на современные инжекторные и карбюраторные легковые автомобили. Основное внимание уделим диагностике двигателя как силового агрегата, где тепловая энергия топлива при сгорании преобразуется в механическую. Под диагностикой будем понимать те приемы, которые позволяют безразборными методами оценить техническое состояние двигателя.
В каких же случаях возникает потребность в диагностике двигателя и в каких объемах ее проводить? По большому счету для этого есть два повода: когда приобретается подержанный автомобиль или уже на приобретенном (независимо от пробега) возникли конкретные проблемы (повышенный расход масла, стуки, потеря мощности и др.) В первом случае будущему владельцу автомобиля желательно знать как можно больше : не только состояние "механики", но и состояние систем пуска, питания, зажигания, энергоснабжения и управления двигателем. Здесь нужна полная диагностика. Если выявлены дефекты, то предстоящие затраты могут быть учтены при покупке или можно спрогнозировать будущие затраты. Во втором случае, сообразуясь с конкретной проблемой, общим пробегом, можно какие - то системы и не диагностировать. К примеру, если двигатель не в меру "пожирает" масло, то диагностики только "механики" будет вполне достаточно. Техническое состояние двигателя принято оценивать по диагностическим параметрам, которые и будут рассмотрены ниже.
1. Давление в цилиндре в конце такта сжатия (компрессия). Этот диагностический параметр позволяет оценить герметичность сопряжений поршень-кольцо-цилиндр и клапан-седло клапана, от которой зависит эффективность преобразования тепловой энергии, выделяемой при сгорании топлива, в механическую и в конечном итоге мощность и экономичность двигателя, токсичность, расход масла и др. Известно два метода измерения компрессии: прямой и косвенный. При прямом методе все свечи зажигания извлекаются из цилиндров и через свечные отверстия с помощью обычного стрелочного компрессометра, компрессометра с самописцем или электронного датчика мотор-тестера измеряется компрессия. При косвенном методе свечи не извлекаются и компрессия с помощью мотор-тестера измеряется через ток стартера в режиме прокрутки коленвала. Метод, как правило, применяется когда нет прямого доступа к свечам (для их извлечения требуется снять часть навесного оборудования двигателя) или когда важнее знать не величину компрессии, а разность по компрессии между цилиндрами. С помощью мотор-тестера компрессия измеряется и прямым методом. Такое измерение удобно и наглядно: результаты измерений в виде номограмм отображаются на экране монитора и попадают в "распечатку" карты диагностики. Следует отметить, что измерение обычным компрессометром имеет свои достоинста, чем и объясняется его широкое применение. На нем наглядно видно, за сколько тактов сжатия стрелка вышла на максимальное значение. Хороший результат когда за 2…3 такта сжатия, а если она движется малыми приращениями и достигает максимума (даже близкого к номинальному значению компрессии) за 8…10 тактов - есть повод серьезно задуматься о состоянии двигателя. Необходимо иметь в виду, что результаты измерений зависят не только от состояния двигателя, но и от условий, при которых эти измерения проводятся. Необходимыми условиями при проверке компрессии являются: двигатель прогрет до рабочей температуры, полностью открытая дроссельная заслонка (и воздушная при наличии), чистый воздушный фильтр, полностью исправная и заряженная аккумуляторная батарея, исправный стартер, обеспечивающий коленвалу 250…300 оборотов в минуту, заблокированное зажигание (для исключения выхода его из строя), отключенные форсунки (для исключения попадания топлива в катализатор). Последние два условия можно выполнить одновременно, если прокручивать стартер не от замка зажигания, а включать его любым способом напрямую (например, перемкнув силовые контакты на колодке реле стартера). При измерении компрессии на холодном двигателе также должны быть соблюдены вышеперечисленные условия (кроме температуры), но эти измерения, как правило, проводятся не при оценке технического состояния двигателя, а при поиске дефектов (например, при поиске причин трудного холодного пуска двигателя и т. п.). Результаты измерений должны быть сопоставлены с данными производителя двигателя. Разные производители указывают значение компрессии по-разному. Например, для двигателя BMW-318i указывается степень сжатия 10:1 и компрессия 10…11кгс/см2, для двигателя MERCEDES E320 - степень сжатия 10,1:1, компрессия 12 bar, минимальная 8 bar, максимальная разница между цилиндрами 2 bar (1 bar =0,987кгс/см2), для двигателя AUDI A6 (объем 2,8 литра) степень сжатия 10,3:1, компрессия 9…14кгс/см2, минимальная 7,7кгс/см2, максимальная разница между цилиндрами 3,1кгс\см2.Какие могут быть варианты при измерении компрессии? Сразу отметим, что очень высокие значения компрессии (как и слишком низкие), говорят о наличии неисправности. Компрессия 16кгс\см2 говорит о том, что компрессионные кольца уплотняются избыточным количеством проникающего туда масла через "закоксованные" либо изношенные маслосъемные кольца, либо на днище поршня и стенках камеры сгорания толстый слой отложений. Их наличие можно увидеть с помощью эндоскопа через свечное отверстие. Проблемы с маслосъемными кольцами возникают при "перегреве" двигателя, несвоевременной смене масла и масляного фильтра, некачественном масле, смешивании разных марок масел и сопровождаются повышенным "угаром" масла и "сизым" выхлопом. Следует иметь в виду, что "сизый" выхлоп имеет место и при "задубевших" сальниках клапанов и изношенных направляющих втулках клапанов. Обросшие "коркой" электроды свечей (при нормальной компрессии, отсутствии выбросов масла в воздушный фильтр и повышенном расходе масла) - признак этой неисправности. Предельный случай при этой неисправности - это мокрая от масла и неработающая свеча. Иногда происходит "закоксовывание" стержней клапанов в направляющих втулках и они, потеряв подвижность, встречаются либо с поршнями, либо происходит поломка коромысел. В случае, когда какой-либо цилиндр имеет компрессию (по отношению к другим) ниже допуска, то поступаем следующим образом. С помощью шприца вливаем в цилиндр 5…10мл. моторного масла и вновь измеряем компрессию. Вариант первый - компрессия стала выше чем в остальных цилиндрах. Это означает, что в сопряжении клапан - седло клапана проблем нет и наиболее вероятной, и часто встречающейся причиной, является "закоксованность" компрессионных колец. Пока не будем предполагать худший случай (поломка кольца или перегородок поршня), а попытаемся "вылечить" цилиндр. Для этого с помощью шприца через свечное отверстие вливаем в цилиндр 70…100мл. специальной жидкости для освобождения колец и закручиваем свечу. Хорошие результаты (проверено многократно) дает жидкость, которая используется в установках для профессиональной промывки инжекторов. Для проникновения жидкости по всему периметру кольца, днище поршня должно находиться в горизонтальной плоскости, а для этого на соответствующий угол нужно наклонить автомобиль, поставив одну сторону на наклонную поверхность. После отстоя в течении 10…12 часов выкручиваем свечу, блокируем зажигание и прокручиваем коленвал стартером. Свечу ставим обратно, запускаем двигатель и после работы под нагрузкой вновь измеряем компрессию. Иногда эту операцию нужно выполнить дважды. Заливать жидкость сразу в несколько цилиндров нежелательно, т.к. на "осушенных" цилиндрах стартер может не прокрутить коленвал и чтобы сильно не разбавить масло. Вариант второй - компрессия после вливания масла не изменилась (или увеличилась всего на 1…1,5кгс/см2). В этом случае уже без "вскрытия" двигателя (хотя бы частичного) не обойтись. Если позволяет время и есть желание то можно уточнить степень "бедствия". Сначала с помощью эндоскопа через свечное отверстие проверяем нет ли "прогара" поршня. Далее выставляем поршень исследуемого цилиндра на такте сжатия в верхнюю мертвую точку (впускной и выпускной клапаны закрыты).Через свечное отверстие подаем в камеру сгорания сжатый воздух и прослушиваем, куда идет утечка воздуха. Если в выпускной коллектор - проблема с выпускным клапаном, если во впускной коллектор - проблема с впускным клапаном. Последний дефект сопровождается "хлопком" во впускной коллектор при резком нажатии на педаль дроссельной заслонки. Если утечка воздуха в систему охлаждения - проблема с прокладкой головки блока цилиндров либо трещина в головке блока. Если проблемы с клапанами, то спешить снимать головку блока не стоит. Сначала снимаем клапанную крышку и проверяем тепловые зазоры в клапанах (если нет гидрокомпенсаторов) или состояние гидрокомпенсаторов. Причиной неплотного закрытия клапанов могут быть "подклинившие" гидрокомпенсаторы. Тогда их необходимо снять, промыть, заполнить маслом и установить обратно.
2.Эффективная мощность двигателя (мощность снимаемая с коленвала). Этот диагностический параметр можно определить двумя методами: тормозным, на стенде с беговыми барабанами и безтормозным, по измерению углового ускорения вращения коленвала в режиме свободного разгона (без внешней нагрузки) от оборотов холостого хода до максимальных при резком нажатии до упора педали дроссельной заслонки. Применительно к легковым автомобилям оба метода не нашли широкого применения. Есть другой диагностический параметр, непосредственно связанный с мощностью двигателя и, что немаловажно, со стабильностью процессов смесеобразования, искрообразования и сгорания топлива - это баланс мощности по цилиндрам двигателя. Процедура измерения этого параметра предусмотрена в некоторых мотор - тестерах. Суть метода заключается в том, что на работающем двигателе поочередно блокируется работа цилиндров и измеряется падение оборотов. Падение оборотов тем больше, чем больше мощность отключенного цилиндра и ниже мощность оставшихся в работе. На экране монитора в виде номограмм отображается процентный вклад каждого цилиндра в общую мощность двигателя. Метод достаточно информативный, но имеет и некоторые ограничения. На многоцилиндровых двигателях точность метода снижается, кроме того возникает опасность повреждения катализатора из-за попадания туда несгоревшего топлива при блокировке цилиндров.
3. Давление масла в системе смазки. Этот диагностический параметр позволяет оценить износ сопряженных деталей кривошипно-шатунного механизма (коренные и шатунные шейки коленвала - вкладыши), износ подшипников распредвала, состояние масляного насоса и редукционного клапана. Износ сопряженных деталей этой группы непосредственно на расход масла, топливно-мощностные и динамические характеристики автомобиля не влияет и измеряют этот параметр необоснованно редко. Давление масла в системе смазки (как и величина компрессии) регламентируется производителем двигателя. Измеряется давление масла на прогретом двигателе с помощью манометра, подключенного вместо штатного датчика давления. Результаты измерений нужно сопоставить с данными производителя. Например, для двигателя BMW-318i давление на оборотах холостого хода 1,3…2,0кгс\см2, при 6500 об\мин.- 4,0…4,2кгс\см2. Отчего преждевременно возникают проблемы в системе смазки2 Если применяется масло несоответствующее вязкости по SAE и качеству по API для данного двигателя, несвоевременно меняется масло и масляный фильтр, каждая смена масла сопровождается промывкой двигателя специальными быстродействующими средствами промывки или препаратами сомнительного происхождения. Частицы отложений, под действием сильных препаратов, отделяются от внутренних поверхностей и перекрывают каналы масляной системы. Очень опасна такая промывка для тонких каналов подшипников турбокомпрессора. Если двигатель зимой имеет большое количество холодных пусков, автомобиль ездит короткими "перебежками" и двигатель не достигает рабочей температуры, по ряду причин работает на "богатой" топливо-воздушной смеси тогда несгоревшее топливо, сажа, влага разжижают масло и образуют осадки, кислоты и смолы, которые попросту "отравляют" масло. В таких случаях смену масла и масляного фильтра необходимо проводить с понижающим коэффициентом 0,7…0,9 от пробега, рекомендованного производителем автомобиля. Масло "отравляется" от большого количества топлива проникающего в масляную систему при многократных и неудачных пусках холодного двигателя с последующей попыткой запуска с "буксира". В таком случае уровень масла может вырасти до полутора раз и прежде чем заводить двигатель, нужно сменить масло. Бывают и коварные "сюрпризы", когда "подклинивает" редукционный клапан масляного насоса и давление в системе достигает 16кгс\см2 и более и гидрокомпенсаторы не позволяют клапанам плотно закрыться. Дефект проявляется чаще на холодном двигателе и запустить его в этот момент невозможно, т.к. компрессия в цилиндрах становится близкой к нулю.
4. Количество газов, прорывающихся в картер. Давление картерных газов. Эти диагностические параметры, как и первый диагностиеский параметр, позволяют оценить состояние цилиндро-поршневой группы достаточно объективно, но к сожалению, не получили широкого распространения. В недалеком прошлом, когда номенклатура двигателей была ограниченной, система вентиляции была простой и несложно было набрать статистику, связывающую состояние цилиндро-поршневой группы с количеством прорывающихся в картер газов, для измерений применялся весьма точный бытовой газовый счетчик. В настоящее время измеряется давление картерных газов, но ограниченность применения метода объяснить видимо можно большой номенклатурой современных двигателей, сложной системой вентиляции картера и необходимостью набора статистики по каждому двигателю с учетом его объема, количества цилиндров, марки залитого в картер масла с учетом его пробега и др. Измеренное значение не должно превышать некоторый порог, установленный для заведомо исправного однотипного двигателя, с ростом оборотов давление не должно расти и в идеале должно незначительно уменьшиться.
5. Разрежение во впускном коллекторе. Данный диагностический параметр позволяет оценить состояние цилиндро-поршневой группы и газо-распределительного механизма. Измеренное значение разрежения с помощью обычного стрелочного вакуумметра или электронного датчика мотор-тестера, подключенного к впускному коллектору (не считая случая явного подсоса воздуха) мало о чем может сказать даже в сравнении с исправным однотипным двигателем т.к. на величину разрежения оказывает влияние еще и состояние воздушного фильтра, положение дроссельной заслонки и регулятора холостого хода, обороты холостого хода и ряд других факторов. Более полную информацию для дальнейшего анализа можно получить в процедуре "Фазы газораспределения", которую имеют некоторые модели мотор-тестеров. В этой процедуре регистрируется и выводится с "запоминанием" на экран монитора кривая пульсирующего разрежения и кривая роста давления в цилиндре По фазовым сдвигам, форме и амплитудным значениям кривой пульсирующего разрежения (в идеале это сигнал синусоидальной формы), можно судить о состоянии привода распредвала (ремень, цепь), зазорах и герметичности клапанов, наличии больших отложений и нагара на впускных клапанах, приводящих к ухудшению наполнения цилиндров топливо-воздушной смесью. Если есть подозрение на большое количество отложений на впускном клапане, то необходимо с помощью эндоскопа, введенного через посадочные отверстия снятых форсунок, визуально осмотреть клапана. "Лечение" необходимо назначать сообразуясь с количеством отложений - от очистки в режиме промывки инжекторов на работающем двигателе с системой распределенного впрыска, до механического способа очистки путем частичной разборки двигателя.
6. Анализ вибраций, стуков и шумов двигателя. Исправный двигатель издает равномерный шум, о такой работе образно говорят, что двигатель "шепчет". Но рано или поздно появляются разные аномалии. Наиболее часто появляется периодическое "вздрагивание" двигателя на холостых оборотах, которое обычно происходит из-за пропусков воспламенения топливо-воздушной смеси (дефектные свечи, малый зазор в свечах, "раннее" зажигание, "богатая" или "бедная" смесь). "Вздрагивание" в этом случае сопровождается синхронными "хлопками" в выхлопной трубе. Равномерная "тряска" двигателя на оборотах холостого хода характерна для одного или более неработающих цилиндров. Причины могут быть разные - не работает свеча или форсунка, нет компрессии в одном или нескольких цилиндрах, обрыв высоковольтного провода, "прогар" прокладки головки блока между двумя смежными цилиндрами и др. Последний дефект выявляется при измерении компрессии: в этих цилиндрах величина компрессии будет одинаковой между собой и низкой, по отношению к другим цилиндрам. Еще одно характерное проявление связанное с вибрацией двигателя. На оборотах холостого хода двигатель работает ровно, а при резком нажатии на педаль дроссельной заслонки двигатель набирает обороты с вибрацией ("тряской") и затем вновь на высоких оборотах работает ровно. В езде такой дефект выглядит как "провал". Причин здесь несколько. Может быть неисправным датчик положения дроссельной заслонки или расходомер воздуха, низкое давление топлива в системе впрыска, засоренные форсунки, большой зазор в свечах, токопроводящие "дорожки" на внутренних поверхностях свечных колпачков и на изоляторах свечей. Последний дефект наиболее часто встречается когда свечи (и соответственно колпачки) расположены в глубоких "колодцах" клапанной крышки. Колпачки в таком случае не обдуваются воздухом и более интенсивно идет "старение" материала колпачков. Ускоряет появление "дорожек" увеличенный зазор в свечах. При визуальном осмотре на колпачке "дорожка" светлая, а на свече вдоль изолятора - черная. "Дорожки" нужно удалить механическим способом и промыть бензином. Характерные шумы и стуки издает неисправное навесное оборудование (генератор, гидроусилитель руля, кондиционер, приводные ремни этих агрегатов). Определить "виновника" среди навесного оборудования достаточно просто путем снятия приводного ремня соответствующего агрегата. Сложнее обстоит дело с внутренними стуками двигателя. Рост зазоров в сопряженных деталях , увеличенные тепловые зазоры клапанов, "подклинившие" гидрокомпенсаторы приводят к ударным нагрузкам в механизмах, сопровождающимся акустическими колебаниями в широкой полосе частот. Энергия этих колебаний с увеличением зазоров в сопряжениях от номинальных до предельно допустимых возрастает в несколько раз и может быть зарегистрирована как электронным стетоскопом, позволяющим записать акустические колебания в "память" компьютера для последующего программного анализа частот, амплитуд и гармоник сигнала и сравнения с эталоном, так и простым стетоскопом. Однако, в последнем случае одного "музыкального" слуха недостаточно - нужен опыт и знание "матчасти". Не будем перечислять, куда приложить стетоскоп и какой характер стука будет при прослушивании коренных и шатунных подшипников, поршневых пальцев, подшипников распредвала, поршней, клапанов и др. - об этом давно и много написано и повторяться как-то даже неловко.
7. Анализ дымности выхлопа. У исправного двигателя при рабочей температуре в теплую погоду выхлоп практически бесцветный. После запуска двигателя, по мере прогрева глушителя, можно наблюдать более белый выхлоп (пар), который прекращается после испарения оттуда влаги. В холодную погоду пар виден и на прогретом двигателе. Густой белый выхлоп бывает в двух случаях - попадание по разным причинам охлаждающей жидкости в цилиндр либо попадание масла непосредственно в выпускную систему, где оно в большей части испаряется, а не сгорает. Такой выхлоп "висит" в воздухе и имеет характерный запах масла. Когда выхлоп черный диагноз один - слишком "богатая" топливо - воздушная смесь по целому ряду причин. Такой выхлоп всегда сопровождается повышенным расходом топлива с негативными последствиями для двигателя. "Сизый" выхлоп (иногда с оттенком голубого цвета) - это свидетельство попадания и сгорания масла в камере сгорания. Пути попадания два - через кольца и через сальники клапанов и направляющие втулки клапанов по рассмотренным выше причинам.
8. Анализ состава выхлопных газов. Диагностика технического состояния двигателя, и тем более вынесение "приговора" о необходимости ремонта, не может быть полной без использования газоанализатора. Но для анализа его технического состояния недостаточно простого газоанализатора для измерения СО, здесь уже нужен более "крутой", четырехкомпонентный (СО, СН, О2, СО2). В данном анализе много обширных и взаимосвязанных вопросов: программная настройка системы управления двигателем, техническое состояние двигателя и датчиков системы управления двигателем, эффективность смесеобразования и сгорания топлива и др., поэтому оставим этот вопрос для отдельного разговора.
No offtop, No flood, No overquoting, No spam, No post-clon = No problem
$лавэ €диной ₽оссии!
Отдам жизнь Медведева за Доширак.

 

В быстром ответе можно использовать BB-теги и смайлы.

Имя: E-mail:
Визуальная проверка:
Наберите символы, которые изображены на картинке
Прослушать / Запросить другое изображение
Наберите символы, которые изображены на картинке:
Горьковский АвтоЗавод сокращённо (три буквы):
"Волга" это река или автомобиль?:
т р и п л ю с д в а минус 2 равно (цифра):


Wi-Fi точки в Москве
ßíäåêñ.Ìåòðèêà
Map