Каковы основные неисправности кшм и грм их причины и последствия кратко

Обновлено: 02.07.2024

Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) автомобильного двигателя внутреннего сгорания(ДВС)работает в очень тяжёлых условиях - это и высокая температура, и большие скорости, и нестабильность смазочных веществ (моторного масла) и т. д., Поэтому КШМ первым выходит из строя в ДВС и изнашивается.

К основным неисправностям КШМ относятся:

Износ коренных и шатунных шеек;
Износ вкладышей (подшипников) коренных и шатунных шеек;
Износ стенки поршня, износ поршневых колец (компрессионных и маслосъёмных);
Износ стенки цилиндра и поршневых пальцев;
Поломка или залегание поршневых колец;
Чрезмерное отложения нагара на днище поршня;
Разломные трещины, обломы и прогары.

Все эти неисправности проявляются по-разному, многие из них можно выявить по характеру и интенсивности стука или шума, а некоторые не проявляют себя вообще до полного отказа детали.

Признаки неисправности КШИ

Шум и стук в области КШМ

(см Рис 1, 2) При таком износе чаще всего появляется чрезмерный шум, стук и вибрация двигателя в области коленчатого вала. Глухой звук, который усиливается при резком увеличении оборотов коленвала, указывает на износ шатунных или коренных шеек или на износ их вкладышей. Стук шатунных шеек отличается от коренных - он более резкий, а у коренных - более глухой. Стук коренных шеек хорошо прослушивается через стенку блока цилиндров, а шатунные шейки слышны в двух зонах ВМТ и НМТ, когда стук только в одном месте (ближе к нижней части блока цилиндров). Если при запуске холодного двигателя слышен звонкий стук, который по мере прогрева исчезает, - это указывает на износ поршневой группы. Похожий звук, прослушиваемый на всех температурных режимах ДВС, свидетельствует о чрезмерном износе поршневого пальца или верхней втулке шатуна (см Рис №6). При критическим износе коренных или (и) шатунных шеек звук становится громче, появляется металлический звон, при таком износе скорее всего произошло расплавление вкладышей вследствие масленого голодания и их проворот.

Рисунок №1

Рисунок №2 - Виды износов вкладышей коренных и шатунных вкладышей.
А — Царапины из-за грязи: загрязнение внедрено в материал подшипника
В — Недостаток масла: участок контакта истерт
С — Неправильная установка: светлые отполированные участки
D — Конусность шейки: участок контакта истерт самой шейкой
Е — Боковой износ
F — Усталостный отказ: ямки или задиры

Выхлоп двигателя

Так, если выхлопные газы синеватого цвета, а уровень моторного масла постоянно уменьшается - это указывает на износ цилиндро-поршневой группы и, как следствие, масложор. Увеличенный расход моторного масла, топлива и значительное снижение мощности может происходить из-за залегания поршневых колец (см. Рис № 4) и увеличенного износа их и цилиндра (см. Рис №3). Залегание поршневых колец можно попробовать устранить без разбора двигателя, залив в цилиндры через свечное отверстие (для дизелей - через отверстие для форсунок или через впускной коллектор) специальный раствор, состоящий из 50% керосина и 50% денатурированного спирта, ну или приобрести специальную раскоксовку в ближайшем магазине. Такая процедура позволяет значительно снизить количество нагара в области поршневых колец и днища поршня, этим самым освободив и восстановив их работоспособность.

Рисунок №3 - Износ стенки цилиндра

Рисунок №4 - Нагарообразование и залегание поршневых колец

Причины неисправности КШМ

Неисправности КШМ могут возникнуть из-за множества различных факторов, но в большинстве случаев виновата неправильная эксплуатация и пробег.

Неправильная эксплуатация ДВС

К неправильной эксплуатации относят:

Использование некачественных смазочных материалов и несвоевременная их замена;
Топлива с низким октановым числом;
Неисправности системы зажигания;
Установку некачественных масляных фильтров;
Чрезмерные нагрузки на двигатель;
Плохая работа системы охлаждения - перегрев моторного масла и поршневой группы.

Влияние всех этих факторов усиливается в разы при халатном отношении к мотору и несвоевременное прохождение технического обслуживания. Так, при использовании некачественного топлива следует чаще менять моторное масло и свечи, а нагар в поршневой системе периодически "смывать" специальными жидкостями. Некачественные фильтры также плохо выполняют свою работу, что приводит к увеличению абразива в масле - к увеличенному износу деталей. Выбор моторного масла следует производить согласно расчётным характеристикам, обычно они указываются заводом изготовителем. Воздушный фильтр, когда он сильно загрязнен, резко снижает свою пропускную способность, из-за чего во впускном коллекторе образуется высокое разряжение и коэффициент наполнения цилиндров снижается - это одна из причин образования чрезмерного нагара, перегрева камеры сгорания, снижения мощности двигателя и увеличения расхода топлива.

Неисправная система смазки

Система смазки мотора обеспечивает снижение силы трения в трущихся узлах и отвод тепла с продуктами износа, путем прокачивания моторного масла через систему каналов. На работу системы смазки влияют множество факторов, начиная от качества смазывающих материалов и заканчивая чистотой маслозаборника и уровнем масла. Если происходит сбор в работе системы, то в первую очередь это приводит к масляному голоданию шеек коленчатого вала, их перегрев и выход из строя. Процесс этот может быть как мгновенным (заклинивание), так и растянутым во времени с постепенным ухудшением.

Естественный износ

Естественный износ протекает очень медленно и зависит от условий эксплуатации. При правильной эксплуатации пробег двигателя может достигать более 1 000 000 км, срок его жизни более 30 лет.

Рисунок №5 - Расплавление поршня в следствии перегрева

Рисунок №6 - износ верхней втулки шатуна

Износ вследствие длительного перегрева

(см Рис №5) Такой вид износа чаще всего возникает в летнее и весеннее время. Летом перегрев получается из-за повышенной температуры окружающей среды, а весной из-за утепления двигателя и значительного колебания температуры окружающего воздуха. Вследствие перегрева может возникнуть расплавление поршней, прогар выпускных клапанов и потеря упругости в поршневых кольцах. Даже кратковременный перегрев значительно снижает срок службы двигателя, именно поэтому следует уделять огромное внимание системе охлаждения двигателя и правильно выбирать охлаждающую жидкость. В системе охлаждения все важно: и жидкость, которую вы используете, и крышка горловины радиатора, не говоря уже про её герметичность и чистоту ячеек радиатора.

Автор статьи: Vdovinea

Дата публикации: 27.04.2021 06:04

Пишите, звоните до 21: 00 по Москве:

©Проект-Технарь, 2010-2022
Все работы, чертежи и связанные с ними материалы принадлежат его автору и предоставляются только в ознакомительных целях.
ИНН550705958503

В основе любого силового агрегата и одним из основных составляющих любого ДВС является газораспределительный механизм. Его главная функция – управление впускными и выпускными клапанами. На впускном такте открываются впускные клапана. Топливная смесь подается в камеры сгорания. На выпускном такте открываются выпускные клапана, и происходит удаление отработанных газов из цилиндра. Этот механизм в целом вполне надежен, если соблюдать правила эксплуатации автомобиля. Но иногда и он выходит из строя. Давайте рассмотрим основные неисправности ГРМ, их причины и способы ремонта.

Устройство ГРМ

Для начала кратко вспомним, как устроены эти механизмы. На большинстве моделей двигателей газораспределительный механизм состоит из следующих узлов и деталей.

Итак, клапанами управляет распределительный вал. Чаще всего его изготавливают из стали или чугуна. Он установлен в картере. Этот картер перекрывает крышка ГРМ. Также на современных двигателях распределительный вал можно найти в головке блока цилиндров. Когда вал вращается, то он воздействует на кулачки, которые, в свою очередь, воздействуют на свой клапан.

Также в конструкции предусмотрены толкатели – они бывают стальными или чугунными. Их функция – передать усилие от распределительного вала и кулачков к клапанам.

В механизме есть два клапана - впускные и выпускные. Их задача – подача топливной смеси в камеру сгорания и затем удаление отработанных газов. Клапан – это стержень с плоской головкой. Впускные и выпускные элементы отличаются друг от друга. Отличие касается диаметра головки или тарелки. Изготавливают эти элементы ГРМ из стали и жаропрочной стали (в случае с выпускными клапанами). Ножка представляет собой стержень с канавкой. Она нужна для того, чтобы фиксировались пружины. Клапана могут двигаться только к втулкам. Чтобы в цилиндры не попадало масло, применяют уплотнительные колпачки. К каждому из клапанов прикрепляют наружную, а также внутреннюю пружину. Штанги в устройстве ГРМ необходимы, чтобы передавалось усилие от толкателей на коромысло.

Распределительный вал вращается за счет привода. Он может быть цепным или ременным. Привод передает вращение от коленчатого вала. Распределительный делает один оборот на два оборота коленчатого – это рабочий цикл двигателя.

Возможные неисправности

Среди неисправностей ГРМ выделяют неполное закрытие клапанов, чрезмерный зазор между стержнем клапана и носком коромысел. Также изнашиваются шестерни, толкатели, штанги, оси коромысел, втулки подшипников и шейки распределительного вала.

Рассмотрим причины и последствия некоторых типичных поломок этого механизма, а также признаки неисправности ГРМ.

Снижение компрессии

Один из симптомов неисправностей – это снижение компрессии двигателя и хлопки в выхлопной трубе. Это происходит после того, как на клапане образуется нагар, раковины. Нередко элемент может прогорать. Причина прогара кроется в неплотном прилегании впускного и выпускного клапанов к своим седлам. На снижение компрессии влияют и другие факторы. Это деформация головки блока цилиндров, сломанные или изношенные пружины, заклинивание стержня во втулке, отсутствие промежутка между клапаном и коромыслом.

Снижение мощности

Нередко неисправности ГРМ проявляются в виде снижения мощности, в виде троения и металлических стуков. Все это признаки того, что клапана открываются не полностью. Часть смеси топлива и воздуха не попадает в камеры сгорания двигателя. Впоследствии повышается тепловой зазор, и выходят из строя гидрокомпенсаторы. Собственно говоря, это и является причиной неправильной работы механизма и клапанов.

Износ ремня или цепи

Это одна из самых основных неисправностей ГРМ, которая случается особенно часто. При этом двигатель может полностью выйти из строя. Приводной ремень обрывается, а поршни ударяют по еще не закрывшимся клапанам, так как распределительный вал больше не вращается. Причина кроется в износе ремня или цепи.

Выявление и устранение неисправностей ремня ГРМ

Повреждение приводного ремня приводит к катастрофическим последствиям, и это особенно частая поломка. Давайте посмотрим причины неисправности ГРМ ремней.

Итак, чаще всего элемент выходит из строя по причине разрыва прямого корда. Это может быть связано с тем, что ремень перед установкой на двигатель был изломан. Вторая причина – это разрыв скрученного корда.

Это случается, если между ремнем и шкивом распределительного вала попало какое-либо инородное тело. В результате оно глубоко врезалось в резиновый ремень, и корд разорвало. Также такое может случаться при неверной установке. Случается, что к этой неисправности приводит неаккуратность – шкив распределительного вала могли вращать острой отверткой.

Срезание зубьев

Это случается по причине слабого натяжения ремня. Такая неисправность ГРМ к катастрофическим последствиям не ведет, но работа двигателя может быть нарушена. Машина может не завестись. Среди причин можно выделить также заклинивание шкива распредвала, а также несносность.

Выемки на зубцах ремня

Это происходит по причине чрезмерно низкого натяжения. Еще это возникает из-за потерь натяжения в процессе эксплуатации.

Трещины спинки ремня

Здесь специалисты выделяют перегрев ремня, эксплуатацию в низких температурах. Кроме этого, причиной может стать изношенный направляющий ролик.

Износ краев ремня

Если ремень визуально сильно изношенный с одного из краев, то, возможно, есть повреждения на фланце или несносность. В таком случае его нужно однозначно менять.

Долгое время считалось, что цепь значительно надежней ременного привода. И это действительно так, но и цепь далеко не бессмертна. Случаются и неисправности цепи ГРМ. Если рвется ремень, то существует пусть небольшой, но шанс спасти мотор. В случае с обрывом цепи ситуация может быть значительно хуже. Цепь массивнее ремня, и если оборвется, то буквально перемалывает двигатель. Происходит сильное повреждение клапанов и поршней. В целом, неисправность цепи одна – она рвется.

Среди причин можно выделить качество масла. Ресурс цепи составляет 250 тысяч километров, но так долго они редко ходят. Широко известны случаи, когда цепь в двигателе обрывало при пробеге 100, а также 60 тысяч километров. Но это чаще заводской дефект в конкретных автомобилях. Нередко неполадки связаны не только с маслом, но и с ошибками инженеров.

Признаки износа

Об изношенной цепи скажут несколько симптомов. Чтобы не пришлось делать капитальный ремонт двигателя (который обычно очень дорогой), необходимо по мере растягивания менять цепь.

Если после удаления крышки видно, что натяжитель вышел на свое максимальное расстояние, если на зубьях звездочек появится износ, то лучше всего выполнить замену цепи.

Ремонт и обслуживание ГРМ

Основная проблема в этом механизме – это изношенные шейки, кулачки и увеличенный зазор в подшипниках. Для уменьшения зазора необходима шлифовка шеек распределительного вала. При этом также углубляют канавки для подачи масла. Шейки шлифуют под ремонтный размер. Далее после ремонта проверяют высоту кулачков.

На опорных частях под шейки не должно быть даже минимальных повреждений. На корпусах подшипников не должно быть трещин. После чистки и промывки распределительного вала обязательно проверяют зазор между шейками и отверстием в опоре ГБЦ.

Цепь не должна быть растянутой и иметь механические повреждения. Пока она не изношена, ее можно регулировать. Отворачивают стопорный болт на половину оборота. Затем поворачивают коленчатый вал на 2 оборота и далее стопорный болт заворачивают.

В остальном устранение неисправностей ГРМ заключается в замене изношенных элементов. Также необходимо проводить периодическую регулировку клапанов на автомобилях, не имеющих гидрокомпенсаторов.

Заключение

Как видно, в механизме ГРМ самые популярные проблемы – это приводные ремни и цепи. Именно с этим чаще всего специалистам приходится сталкиваться при ремонте. Другие поломки случаются реже. Но стоит помнить, что самостоятельно диагностировать данный узел сложно – нередко симптомы могут соответствовать и другим поломкам. Также стоит помнить, что большинство проблем с ГРМ будут приводить к нарушению фаз распределения. И тогда можно начинать искать причины и способы устранения неисправностей ГРМ. Самостоятельно можно провести регулировку тепловых зазоров клапанов, а все остальное лучше доверить специалистам.

Техническое обслуживание двигателя состоит из проверки его технического состояния внешним осмотром и в процессе работы, выявления неисправностей, выполнения контрольно-регулировочных, смазочных и крепежных работ по кривошипно-шатунному и распределительному механизмам, системам охлаждения, смазки, питания и зажигания.

Неисправности кривошипно-шатунного механизма обусловливаются естественным изнашиванием сопряженных деталей.

Основными признаками неисправности кривошипно-шатунного механизма являются:

уменьшение компрессии в цилиндрах;
появление шумов и стуков;
прорыв газов в картер и появление из маслоналивной горловины голубоватого дыма с резким запахом;
увеличение расхода масла;
разжижение масла в картере (из-за проникновения туда паров рабочей смеси при тактах сжатия);
забрасывание свечей зажигания маслом, отчего на электродах образуется нагар и ухудшается искрообразование. В итоге повышается расход топлива и снижается мощность двигателя.

Неисправности газораспределительного механизма наиболее часто проявляются в нарушении зазоров между стержнями клапанов и толкателями. Это приводит к нарушению фаз газораспределения, ухудшению наполнения цилиндров (вследствие запаздывания открытия впускного или выпускного клапанов при увеличенных зазорах).

Увеличенные зазоры между стержнями клапанов и толкателями вызывают стуки и преждевременный износ деталей распределительного механизма. Малые зазоры или их отсутствие приводят к неплотной посадке клапанов и пропуску рабочей смеси во впускной и выпускной трубопроводы. В результате уменьшается компрессия в цилиндрах двигателя и его мощность. Признаками этих неисправностей служат появление вспышек в карбюраторе и хлопков в глушителе.

Техническое обслуживание кривошипно-шатунного (КШМ) и газораспределительного механизмов (ГРМ)

проверка стабильности состояния и подтягивание креплений (крепежные работы) опоры двигателя к раме, головки цилиндров и поддона картера к блоку, фланцев впускного и выпускного трубопроводов и других соединений;
проверка технического состояния или работоспособности (контрольные работы) кривошипно-шатунного и распределительного механизмов;
регулировочные работы и смазка.

Крепежные работы

Для предотвращения пропуска газов и охлаждающей жидкости через прокладку головки цилиндров необходимо периодически проверять крепление головки ключом с динамометрической рукояткой с определенным усилием и последовательностью. Момент затяжки и последовательность подтягивания гаек устанавливают автомобильные заводы.

Чугунную головку цилиндров крепят, когда двигатель находится в нагретом состоянии, а головку из алюминиевого сплава – в холодном.

Необходимость подтягивания крепления головок из алюминиевого сплава в холодном состоянии объясняется неодинаковым коэффициентом линейного расширения материала болтов и шпилек (сталь) и материала головки (алюминиевый сплав). Поэтому подтягивание гаек на горячем двигателе не обеспечивает после его остывания необходимой плотности прилегания головки цилиндров к блоку.

Затяжку болтов крепления поддона картера во избежание деформации картера, нарушения герметичности проверяют также с соблюдением последовательности, т.е. поочередным подтягиванием диаметрально противоположных болтов.

Контроль состояния КШМ и ГРМ

Техническое состояние этих механизмов можно определять:

по расходу (угару) масла в эксплуатации и падению давления в системе смазки;
по изменению давления (компрессии) в цилиндрах двигателя в конце хода сжатия;
по разрежению во впускном трубопроводе;
по количеству газов, прорывающихся в картер двигателя;
по утечке газов (воздуха) из цилиндров;
наличию стуков в двигателе.

Угар масла в малоизношенном двигателе незначителен и может составлять 0,1-0,25 л/100 км пробега. При значительном общем износе двигателя угар может достигать 1л/100 км и более, что обычно сопровождается сильным дымлением.

Давление в масляной системе двигателя должно быть в пределах, установленных для данного типа двигателя и применяемого сорта масла. Снижение давления масла на малых оборотах коленчатого вала прогретого двигателя указывает на наличие недопустимых износов подшипников двигателя или неисправности в системе смазки.

Падение давления масла по манометру до 0 указывает на неисправность манометра или редукционного клапана.

Повышенное давление в системе смазки может возникнуть в результате большой вязкости или засорения масляной магистрали.

Компрессия служит показателем герметичности цилиндров двигателя и характеризует состояние цилиндров, поршней и клапанов. Герметичность цилиндров может быть определена компрессометром.

Компрессию проверяют после предварительного прогрева двигателя до 70-80 ºС при вывернутых свечах. Установив резиновый наконечник компрессометра в отверстие свечи, провертывают стартером коленчатый вал двигателя на 10-12 оборотов и записывают показания компрессометра. Проверку повторяют 2-3 раза для каждого цилиндра.

Если величина компрессии на 30-40 % ниже нормы, это указывает на наличие неисправностей (поломку или пригорание поршневых колец, негерметичность клапанов или повреждение прокладки головки цилиндров).

Разрежение во впускном трубопроводе двигателя замеряют вакуумметром. Величина разрежения у работающего на установившемся режиме двигателей может изменяться не только от изношенности цилиндро-поршневой группы, но и от состояния деталей газораспределения, установки зажигания и регулировки карбюратора.

Таким образом, данный метод контроля является общим и не позволяет выделить ту или иную неисправность по одному показателю.

Количество газов, прорывающихся в картер двигателя, изменяется в результате неплотности сопряжений цилиндр-поршень-поршневое кольцо, увеличивающейся по мере изнашивания указанных деталей. Количество прорывающихся газов замеряют при полной нагрузке двигателя.

Основными неисправностями газораспределительного механизма (ГРМ) являются:

нарушение тепловых зазоров клапанов (на двигателях с регулируемым зазором);
износ подшипников, кулачков распределительного вала;
неисправности гидрокомпенсаторов (на двигателях с автоматической регулировкой зазоров);
снижение упругости и поломка пружин клапанов;
зависание клапанов;
износ и удлинение цепи (ремня) привода распределительного вала;
износ зубчатого шкива привода распределительного вала;
износ маслоотражающих колпачков, стержней клапанов, направляющих втулок;
нагар на клапанах.

Можно выделить следующие причины неисправностей ГРМ (они, в основном, аналогичны причинам неисправностей кривошипно-шатунного механизма):

выработка установленного ресурса двигателя и, как следствие, высокий износ конструктивных элементов;
нарушение правил эксплуатации двигателя, в том числе использование некачественного (жидкого), загрязненного масла, применение бензина с высоким содержанием смол, длительная работа двигателя на предельных оборотах.

Отдельно необходимо сказать о неисправностях гидрокомпенсаторов. При использовании жидкого или сильно загрязненного масла гидрокомпенсатор перестает выполнять свою основную функцию, а именно автоматически компенсировать зазоры в ГРМ. Дальнейшая эксплуатация двигателя может привести к заклиниванию гидрокомпенсаторов.

Нарушение теплового зазора на двигателях с регулируемым зазором может произойти по причине износа подшипников и кулачков распределительного вала, износа зубчатого шкива привода распределительного вала, а также вследствие неправильной регулировки.

Неисправности ГРМ достаточно сложно диагностировать, т.к. сходные внешние признаки могут соответствовать нескольким неисправностям. Зачастую конкретная неисправность устанавливается непосредственным осмотром конструктивных элементов ГРМ со снятием крышки головки блока цилиндров.

Большинство неисправностей газораспределительного механизма приводит к нарушениям фаз газораспределения, при которых двигатель начинает работать нестабильно и не развивает номинальной мощности.

Читайте также: