Avtoargon.ru

АвтоАргон
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Виды датчиков положения коленвала

Виды датчиков положения коленвала

Виды датчиков положения коленвала

Магнитный датчик

В основе действия магнитных или магниторезистивных датчиков лежит принцип изменения чувствительного элемента под воздействием внешнего магнитного поля. Датчик реагирует при прохождении вблизи чувствительного элемента северного или южного полюса постоянного магнита. Когда в поле действия чувствительного элемента проходит северный полюс магнита, он включается и остается во включенном состоянии до тех пор, пока мимо не пройдет южный полюс. Тогда контакты выключателя размыкаются до следующего прохода противоположного полюса. Блок управления двигателелем интерпретирует этот появляющийся и исчезающий сигнал как указание на разное положение коленчатого вала. Для управления чувствительным элементом на коленчатый вал, вблизи которого установлен магнитный датчик, надевают кольцо из специального ферромагнитного материала.

В основе принципа работы датчика положения коленвала, как и в работе многих других автомобильных датчиков, используются различные феноменальные свойства материалов, открытые физиками

Датчик Холла

Эффект Холла — возникновения так называемого холловского напряжения при помещении проводника с постоянным током в магнитное поле. В случае с датчиком положения коленвала встроенный в него проводник с постоянным током помещен рядом с зубчатым кольцом из ферромагнитного материала, укрепленном на торце коленвала. Интерпретация сигнала блоком управления двигателем основана на понижении и повышении напряжения тока, исходящего от датчика, в моменты сближения и удаления от зубьев кольца.

Вне зависимости от конструкции датчик положения коленчатого вала двигателя обеспечивает формирование импульсных сигналов. Они необходимы для определения текущего цикла (сжатия, рабочего и тп), момента открытия форсунок и управления углом опережения зажигания.

НАЗНАЧЕНИЕ И ПРИНЦИП РАБОТЫ

Функциональное назначение ДКПВ – подача в ЭБУ четырнадцатой информации о текущем положении коленного вала, на основании которой контролер выполняет синхронизацию работы системы зажигания и форсунок. По простому – от ДКПВ зависит момент подачи в камеры сгорания топливной смеси и периодичность возникновения искры на свечах зажигания.

Если ДКВП выйдет из строя, полностью нарушится режим работы движка – из-за того, что топливо будетподаваться чрезмерно часто либо, наоборот, зажигание не будет происходить в нужный момент, движок начнет троить, автомобиль дергаться при движении и терять обороты .

На четырнадцатые разных годов выпуска устанавливались разные ДКПВ – частотные и индуктивные, отличия между ними заключаются в принципе работы.

Индуктивные датчики, они же электромагнитные, обладают электромагнитным сердечником, покрытым обмоткой из медной проволоки. Когда вблизи сердечника появляется металлическая деталь (коленной вал) сердечник реагирует на ее электромагнитное поле, в результате чего меняется его электрический потенциал.

Разница потенциалов передается на медную обмотку и на ней образуется переменный ток. Сама обмотка выведена к контактам, расположенным на корпусе ДКПВ. К контактам подсоединены провода, соединяющие устройство с блоком управления двигателем. Возникший переменный ток передается в контроллер, на основание чего мозги четырнадцатой определяют текущее положение коленвала.

Устройство и принцип работы датчика коленвала частотного типа несколько сложнее. Такие устройства также обладают электромагнитным сердечником, однако они также оборудованы преобразователем работающим по принципу Холла, который формирует из возникшего переменного напряжения частотный импульс.

Информация в ЭБУ подается в виде импульсных сигналов, частота возникновения которых меняется, когда рядом с датчиком расположен металлический предмет (в данном случае, венцовые зубья коленвала).

Статья в тему: Пневмоподвеска для ВАЗ 2110 как альтернатива штатным деталям


Обратите внимание на устройство датчика

Особенности эксплуатации датчика положения коленвала

Ввиду того, что датчик положения коленвала относится к бесконтактным электрическим приборам, выход его из строя происходит нечасто. Как правило, это случается из-за деградации чувствительного элемента под воздействием химически активных веществ (масла, соли, реагентов, токсичных газов и тп), либо по причине возникновения короткого замыкания в бортовой сети автомобиля.

Датчик не имеет механических подвижных частей, поэтому из строя выходит достаточно редко. Чаще всего в его отказе виновата разрушенная коррозией проводка

Сам по себе датчик положения коленвала «барахлить», то есть работать с переменным успехом не может. Если он выходит из строя, этот процесс необратим, и заново «включиться» он не может.

Гораздо более распространенный случай – постепенная частичная деградация проводки датчика под воздействием вышеперечисленных негативных факторов (реагент, соль и тп). В любом случае, характер неисправности лучше всего выяснять в процессе диагностики специальным диагностическим сканером, который должен быть в любом автосервисе.

При сбое в работе датчика на приборной панели современного автомобиля загорится сигнализатор «check engine». Если после диагностики выяснилось, что дело не в проводке, а в самом датчике, необходимо его заменить.

Симптомы неисправности датчика коленвала

Коленчатый вал двигателя внутреннего сгорания – элемент КШМ, который служит для преобразования возвратно-поступательного движения поршней во вращательное. На инжекторных автомобилях с ЭСУД используется так называемый датчик положения коленчатого вала (ДПКВ, датчик синхронизации, датчик коленвала, датчик ВМТ, иногда в быту называется датчик фаз), который необходим для точной синхронизации работы системы зажигания и системы питания.

Как известно, система электронного управления двигателем имеет большое количество различных элементов. Если возникает неисправность какого-либо звена, ЭБУ переводит мотор в аварийный режим, двигатель может троить, плохо заводиться, на приборной панели загорается «чек» и т.д. При этом агрегат все равно будет работать, пусть и неустойчиво, если в него подается воздух, топливо и есть искра на свечах зажигания. Особенностью ДПКВ можно считать то, что неисправности или сбои в его работе обычно приводят к остановке двигателя. Далее мы рассмотрим, какие признаки неисправности датчика коленвала свидетельствуют о проблемах с указанным элементом.

Функции датчика коленчатого вала

Как уже было сказано, одним из явных признаков неполадок ДПКВ является полная остановка двигателя. Так получается в результате того, что сбои в его работе не позволяют системе питания своевременно подавать горючее, а система зажигания не способна в заданный момент поджечь топливно-воздушную смесь. Теперь рассмотрим, почему так происходит.

Датчик коленвала посылает сигналы в ЭБУ, сигнализируя о положении коленчатого вала в определенный момент, а также сообщает о направлении вращения вала и указывает частоту вращения. Отметим, что на разных автомобилях как само устройство, так и некоторые функции ДПКВ могут отличаться. Это зависит от типа установленного элемента. Устройства могут быть:

Электронный блок управления получает сигналы от указанного устройства, благодаря чему контроллер «знает» положение коленчатого вала по отношению к ВМТ в первом и четвертом цилиндре, а также фиксирует частоту и направление вращения вала. На основе этих данных блок формирует сигналы для управления моментом зажигания, создает управляющие импульсы для инжекторных форсунок, управляет работой топливного насоса и т.д.

Датчик положения коленвала: признаки неисправности и проверка ДПКВ

В том случае, если причиной неполадок является датчик коленвала, признаки неисправности могут быть следующими:

  • холодный или прогретый двигатель не заводится;
  • во время работы под нагрузкой возникает детонация;
  • плавают обороты холостого хода;
  • снижается мощность двигателя, пропадает динамика;
  • скачут обороты во время движения, произвольно меняются обороты и т.д.

Необходимо учитывать, что указанные симптомы могут появляться и в результате других неисправностей. По этой причине перед началом манипуляций с ДПКВ следует исключить другие возможные неполадки. Еще следует добавить, что сбои в работе датчика коленвала могут возникать не постоянно. Другими словами, неустойчивая работа ДВС или проблемы с запуском могут проявляться не всегда, хотя «чек» загорается. В этакой ситуации рекомендуется произвести компьютерную диагностику двигателя автомобиля для более точного определения причины.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что показывает компьютерная диагностика двигателя. Из этой статьи вы узнаете о том, как проводится указанная диагностика, что дает проверка и сканирование ошибок, а также как самому выполнить компьютерную диагностику автомобиля.

Также можно проверить датчик положения коленвала самостоятельно. Для такой проверки существует несколько доступных способов, которые позволяют с относительной точностью определить работоспособность элемента. Устройство заключено в пластиковый корпус, который обычно крепится на кронштейне в месте расположения шкива привода генератора. Также к элементу может быть подключен провод, который имеет большую длину. Использование такого провода обусловлено тем, что место установки ДПКВ является достаточно удаленным.

Отметим, что сам по себе датчик коленчатого вала выходит из строя редко. Чаще причиной является механическое повреждение во время осуществления работ в подкапотном пространстве, а также попадание посторонних предметов в пространство между датчиком и зубчатым шкивом.

Если визуальный осмотр ничего не выявил, тогда датчик синхронизации понадобится снять, после чего можно переходить к проверке. Элемент следует осмотреть повторно, что помогает определить повреждения корпуса, сердечника, контактной колодки. Следует добавить, что достаточно часто после простой очистки контактов и сердечников от грязи ДПКВ начинает нормально работать.

В том случае, когда видимых дефектов не было замечено, следует перейти к диагностике датчика при помощи мультиметра. Устройство переводят в режим омметра для замера сопротивления на обмотке ДПКВ. В норме показания должны составлять 550-750 Ом. Также существует способ, при помощи которого фиксируется индуктивность датчика синхронизации, но такая диагностика сложнее для реализации в гаражных условиях и требует дополнительного оборудования (вольтметр, сетевой трансформатор).

Следует отметить, что одним из быстрых способов проверки является установка заведомо исправного или нового датчика синхронизации. Если двигатель заводится и нормально работает после замены, тогда причина очевидна. Еще нужно учитывать, что во время установки датчика коленчатого вала следует правильно выставлять зазор, который присутствует между зубчатым шкивом и ДПКВ. Квалифицированная установка датчика предполагает то, что зазор между сердечником датчика и диском синхронизации составляет 0.5 – 1.5 мм. Регулировка указанного зазора возможна путем установки дополнительных шайб в месте расположения посадочного гнезда датчика коленчатого вала.

Читать еще:  Коленчатый вал двигателя: особенности и функции

Подведем итог

С учетом вышесказанного можно сделать вывод о том, что датчик коленвала является одним из самых важных элементов в общей схеме электронного управления силовым агрегатом. Выход из строя ДПКВ приведет к полной остановке двигателя, сбои в его работе сильно осложняют эксплуатацию ТС или делают езду на автомобиле практически невозможной.

По этой причине рекомендуется иметь запасной датчик коленвала в автомобилях, на которых владельцы регулярно преодолевают значительные расстояния по трассе. Также нужно добавить, что стоимость датчика коленвала для большинства отечественных и иностранных авто является вполне доступной.

Что касается проверки и замены, в самом начале следует убедиться, что в зазоре между датчиком и диском синхронизации нет посторонних предметов, а также сам зазор находится в допустимых рамках. Параллельно следует учитывать и то, что устройство может быть исправным и работоспособным, а причиной сбоев является грязь на сердечнике ДПКВ.

Можно ли заменить ДПКВ самостоятельно?

Датчик всегда крепится к картеру двигателя, к нижней его части, как правило, при помощи одного или двух болтов. Прежде чем заменить его, необходимо снять с задней части датчика разъем. Затем вывернуть болты, вынуть испорченный датчик, установить новый в том же положении (как правило, в другом положении установить его просто не получится), закрепить болтами и вернуть на место разъем.

После замены бывает необходимо стереть ошибку из памяти блока управления, чтобы погасить сигнализатор «check engine». Для этого к блоку нужно буде подключить диагностический сканер.

ПРОВЕРКА РАБОТОСПОСОБНОСТИ ДКПВ

Работоспособность любого датчика четырнадцатой проверяется мультиметром, ДКПВ – не исключение, так что имеет смысл приобрести данный прибор (его стоимость составляет 400-700 рублей), чтобы в дальнейшем делать все самому, а не тратить деньги на услуги СТО.

Проверка работы ДКПВ (в том числе и для автомобилей ВАЗ 2113 и ВАЗ 2114) требует определения тестером его двух основных функциональных характеристик – способности выдавать переменное напряжения и уровня сопротивления контактной цепи.

Проверка сопротивления выполняется следующим образом:

  1. Переводим мультиметр в режим работы омметра;
  2. На контактах датчика замыкаем щупы устройства (контактов всего два, щупов тоже два – перепутать не возможно);
  3. При исправной контактной цепи тестер покажет величину сопротивления в пределах от 500 до 700 Ом. Более высокое сопротивление свидетельствует о том, что ДКПВ не может передавать сигнальный импульс на ЭБУ и его нужно менять.

Статья в тему: Замена карданной крестовины на ВАЗ 2107

Чтобы проверить уровень напряжения переведите мультиметр в режим измерения переменного тока, щупы при этом остаются на тех же контактах.

Возьмите отвертку или любой металлический предмет и проведите им по корпусу ДКПВ. Если датчик рабочий, чувствительный элемент среагирует на находящийся радом метал и произойдет скачок переменного напряжения, если этого не произошло – датчик коленвала нужно менять.


Проверка ДПКВ мультиметром

Демпфер шкива коленвала признаки неисправности

Деталь, которая не бросается в глаза и кажется несущественной, в действительности играет важную роль в обеспечении работоспособности всех систем автомашины. Имея достаточно простое и надёжное устройство, шкив коленвала иногда нуждается в замене. Чаще всего его снимают при необходимости замены сальника коленвала. В этой связи важно знать, какие существуют виды шкивов, с чем могут быть связаны поломки, как производится замена.

Разновидности шкивов для коленчатого вала

Подавляющее большинство механизмов автомобиля используют для своей работы энергию, получаемую от вращающегося коленчатого вала. Если вращение колёс обеспечивается целой системой валов и шестерён, то для приведения в действие газораспределительного механизма (ГРМ), генератора, помпы, кондиционера используется шкив коленвала.

В разные периоды автомобилестроения и для разных марок авто, применялись независимые друг от друга конструкторские решения шкивов. Утверждать, какой тип шкивов лучше, не имеет смысла, для разных условий эксплуатации автомобиля – свой тип шкива.

Коленвал со шкивом под клиновый ремень

Практически все легковые, грузовые автомобили, автобусы с моторами, разработанными отечественными конструкторами в советскую эпоху, оснащены ременной передачей для генератора. Шкив под такой ремень имеет цельнолитую (цельносварную) конструкцию, а паз повторяет конфигурацию клинового ремня.

На конец вала шкив насаживается через шпонку, что препятствует его прокручиванию, и закрепляется с помощью гайки (реже – болта). Максимально простая конструкция позволила использовать шкив на протяжении всего периода эксплуатации мотора.

Зубчатый шкив коленвала

С целью облегчения системы и провода газораспределения конструкторы предложили использовать не цепь, а ремень. Подобная конструкция встречается почти на всех современных авто. Для того, чтобы добиться максимального совпадения угла вращения коленвала и распредвала, внутренняя поверхность ремня имеет пазы, а на внешнем ободе шкива нанесены зубы. Именно поэтому такой шкив назван зубчатым. При условии своевременной замены ремней и правильной эксплуатации сам шкив служит достаточно долго, и поломка встречается редко.

Демпферный шкив коленвала

В момент запуска и резкого изменения частоты вращения коленвала на ремень и систему газораспределения оказывается сильное импульсное механическое воздействие. Разработчики предложили оснастить шкив демпфером – резиновой прослойкой между внутренней обоймой и внешним рабочим диском. Подобная конструкция нашла широкое применение в моторах для микроавтобусов, автомобилей небольшой грузоподъёмности.

Конструкторы добились желаемого результата, но одновременно существенно сократили срок эксплуатации шкива. Резина от перепадов температур, агрессивной среды, механических нагрузок теряет эластичность, разрушается. Автовладельцы вынуждены непрерывно следить за состоянием демпфера и срочно менять шкив при появлении дефектов. Иногда шкив разламывается, что полностью обездвиживает автомобиль.

Как производится замена шкива коленвала

Какой конструкции не использовался бы шкив на моторе, принцип демонтажа и установки остаётся одинаковым.Если мотор расположен вдоль моторного отсека, то шкив находится в передней нижней части, за радиатором охлаждения. При поперечном расположении блока к шкиву можно добраться, если снять правое переднее колесо.

Наиболее часто задаваемый вопрос на автофорумах звучит так: какая резьба на шкиве коленвала? Проблема заключается в том, что гайка или болт имеют очень сильную затяжку. Испытывая серьёзные затруднения при демонтаже, автовладельцы сомневаются в правильном направлении приложения усилий.

Ответ в данном случае один – резьба правая, то есть откручивать гайку (болт) необходимо против часовой стрелки. Коленвал вращается в обратном направлении, что приводит к постепенному сильному затягиванию. Если добавить к этому процессы окисления, коррозии, то сорвать с места такую затяжку вручную очень сложно.

Функции шкива коленвала

Шкив коленвала – одна из деталей коленчатого вала двигателя автомобиля, которая крепится на переднюю выходную (выступающую за пределы картера двигателя) часть вала (носок) и с помощью специального зубчатого ремня (в некоторых двигателях – цепи) синхронизирует работу коленчатого и распределительного валов двигателя. Кроме того, шкив коленвала через ремень ГРМ передает также крутящее усилие (фактически – обеспечивает энергией) ряд устройств так называемого «навесного оборудования» автодвигателя:

  • генератор
  • помпу (насос) охлаждающей жидкости двигателя
  • помпу гидроусилителя руля
  • кондиционер

Шкив коленвала выполняет также (наряду с маховиком и балансирами) функции амортизации вибраций и толчков коленчатого вала. В процессе производства шкивов все они подвергаются специальной балансировке. Как видим, от беспроблемной работы шкива коленвала зависит целый ряд важных механизмов автомобиля, включая сам двигатель. Если не будет строго синхронной работы коленчатого и распределительного вала, двигатель нормально работать не будет.

Именно поэтому с требованием регулярной замены шкива коленвала в комплекте с ремнем ГРМ (и, как правило – роликом помпы охлаждающей жидкости) сталкивается каждый автовладелец. Для каждой модели автомобиля существует определенная периодичность замены шкива коленвала и ремня ГРМ. Износ и растяжение ремней ГРМ, износ шкива коленвала или ролика помпы могут привести к нарушению работы двигателя, а в худшем случае – к обрыву ремня ГРМ с последующим повреждением всей кривошипно-шатунной группы двигателя. Поэтому следует серьезно относиться к вопросам регулярного обслуживания и замены ремня ГРМ и шкива коленвала.

Демпфер коленчатого вала

Конструкции демпферов, как и многих других резиновых и ре-зинометаллических деталей различных машин безрельсового и рельсового транспорта или других видов машиностроения, разра­батываются конструкторскими отделами соответствующих потребителей. Задачей резинщика является проведение расчетов, по­зволяющих конкретизировать необходимые механические свойства резины в изделии, и сопоставление их с возможностями произ­водства. В качестве примера рассматривается расчет демпфера коленчатого вала двигателя автомобиля в статических усло­виях испытания.

Демпфер (рис. 226, а) состоит из крышки А и фланца В и со­единяющих их резиновых слоев Сь С2, С3 и С4. Слой С располо­жен по цилиндрической части демпфера и представляет собою втулку; слои С2 и Сз расположены по торцовой части; слой С4 не нагружен.

В условиях приемочного испытания демпфера на скручива­ние крышки демпфера заданным крутящим моментом М сме­щаются относительно фланца на некоторый угол скручивания ср.

Индикатор, укрепленный на фланце демпфера (рис. 226,6), показывает величину б — проекции на касательную, отвечающую центральному углу ср. Эта величина и указывается в техниче­ских условиях как данный признак качества. Замерив 6 и зная г (100 мм), можно определить углы скручивания ср, так как

При малых значениях ср величины дуги, хорды и ее проекции fi на касательную практически равны. Величина 6 отвечает кру­тильной податливости на испытательную нагрузку, приложенную на заданном расстоянии от оси демпфера.

В рассматриваемой конструкции, принимая ее металлические детали абсолютно жесткими, имеем:

а) концентрическое кручение резиновой втулки Сь приводя­ щее к углу скручивания q>BT;

б) торцовое кручение резиновых шайб С2 и С3, приводящее к углу скручивания фш.

Расчеты по уравнениям (8.21) и (8.24), следуя принципу супер­позиции, показывают, что при постоянных размерах деталей и по­стоянном значении модуля G угол фш должен быть примерно в 10 раз больше, чем угол фпт. Следовательно, крутильная подат­ливость демпфера, в основном, определяется податливостью рези­нового массива втулки. Резиновые же массивы С2 и С3 служат лишь амортизирующими подушками. Конструкционный расчет демпфера на статическое скручивание втулки С должен выявить величину необходимого в заданных условиях модуля сдвига ре-. зины G или пригодность тех или иных серийных резин, применяе­мых для подобных изделий. Эта задача решается с помощью подстановки в уравнение (8.24) значения ф, отвечающего требуе­мому техническими условиями заданному значению 6.

Читать еще:  Куда уходит из системы охлаждения антифриз

С другой стороны, модуль сдвига G резины, принимая его равным 7з Е, может быть найден, исходя из уравнения (8.5′).

Определение Е следует проводить в пределах растяжения, имеющего место в задаваемых условиях испытания и при соот­ветствующих температурном и скоростном режимах.

Для выяснения влияний, вносимых допусками на размеры де­талей металлической арматуры (крышки и фланец), на величины отклонений крутильной податливости следует учесть определяе­мую этими допусками возможность отклонений габаритов рези­нового массива втулки демпфера. Для этого достаточно из упо­мянутого уравнения главы 8 рассчитать максимальные и мини­мальные относительные значения величины:

Исходя из номинальных значений G, Г, г% /Вт и заданного для испытания М, можно рассчитать величину А, угол ф и отве­чающее ему значение 6. Рассчитанное таким путем значение б может оказаться заниженным против заявляемого в техниче­ских требованиях. Это будет означать, что для обеспечения не­обходимой крутильной податливости демпфера следовало бы ис­пользовать резину с значительно меньшим, чем применяемом в производстве типе, модулем сдвига. Например, G в пределах (0,7—2,0) • 10 Н/см2 или Е от 2 до 6 Н/см2.

Для создания демпфера с подобным модулем конструкции могут быть следующие пути:

а) изменение конструкции втулки путем укорочения ее или утолщения.

б) вырезка на наружной ци­линдрической поверхности крыш­ки демпфера отверстий, образую­щих «окна» в креплении резины к металлу.

Возможно также резервирова­ние определенных мест крепле­ния резины к металлу по наруж­ной и внутренней поверхности резиновой втулки. Для этого можно применить, например, смазку отдельных участков латунированной поверхности рас­твором мыла или силиката нат­рия, можно использовать про­мазку перед латунированием тех же мест водостойким лаком, пре­пятствующим отложению латуни.

Менее рациональна закладка уменьшенной заготовки в полость демпфера, так как здесь будет элемент случайности. Неопределен­ность и неуправляемость процесса, вносимая таким приемом ра­боты, неизбежно ведет к неустойчивости качества. Статистическая обработка данных испытания исследуемого качества демпферов, изготовленных таким путем из одной закладки резиновой сме^и, приводит к коэффициенту вариации С = 35,2%.

Двухвершинность и асимметрия соответственной гистограммы (рис. 227) свидетельствуют о наличии не только случайных откло­нений, но и общего уклона в сторону жестких демпферов.

Примеры расчета. 1. Задано: М = 3000 ■ ЮН см, G =-’4,3 • 10 Н/см2. Возможные, по условиям производства и режима испытания, крайние значе­ния G — 3,6 и 5,5 • 10 Н/см2.

Номинальное значение выражения

Возможные, вследствие допусков на гх и г% крайние значения А : 2,70 • Ю-4 н 1,8 • LQ-

Производственные резины с таким модулем неизвестны.

Понимая найденные значения как модуль конструкции для изготовления тре­буемых демпферов, можно назвать пути:

а) укорочение или утолщение втулки;

б) вырезку на наружной поверхности крышки отверстий, образующих окна в креплении резины к металлу.

Однако в этих случаях необходима специальная проверка динамическом жесткости и гистерезисных потерь демпфера.

Возможные, вследствие допусков на гх и г% крайние значения А : 2,70 • Ю-4 н 1,8 • LQ-
Такие детали, как дорожка из эластомера, эластичные муфты и подшипники скольжения могут износиться вследствие старения и под влиянием агрессивной среды: чрезмерной жары или отрицательных температур, влажности, воздействия технических жидкостей или моторного масла. Но обнаружить сразу неисправности, разрушение шкива коленвала не всегда удается, потому что они возникают сначала с обратной стороны. Одним из первых симптомов, которые указывают на необходимость замены, является шум в области привода навесных агрегатов.
Срок службы шкива коленвала также зависит от стиля вождения и условий движения (например, от городских пробок или агрессивного вождения). Большинство колебаний двигателя происходит в нижнем диапазоне частот вращения коленвала. Существует риск повреждения от вибраций и повышения уровня шума, если шкив коленвала проверяется нерегулярно и не заменен по необходимости.

При диагностике следует обратить внимание на такие неисправности:

– Микротрещины на дорожке эластомера иили на эластичной муфте

Они возникают из-за естественного старения каучука и резинового состава, в результате чего он трескается.

– Трещины с тыльной стороны

Возникает вследствие нагруженных условий работы: увеличенный температурный режим, попадание посторонних предметов.

– Расслоение дорожки из эластомера или эластичной муфты.

Главной причиной в таком случае является отсутствие ухода и ТО двигателя. Самый распространенный случай возникновения таких проблем – утечка масла через сальник коленвала. Постепенно количество масла становится все большим, а токсический эффект от него проявляется все сильнее – резина деформируется, что приводит к выходу из строя шкива коленвала.

Почему проворачивает шатунные вкладыши или вкладыши коленвала

Вкладыши шатунов или коленвала являются подшипниками скольжения, на которые дополнительно подается моторное масло из системы смазки двигателя. Данное решение позволяет нагруженным деталям свободно и легко перемещаться, при этом достигается такое сопряжение нагруженных элементов, в котором отсутствуют зазоры и люфты. Под такими подшипниками скольжения следует понимать высокопрочный стальной лист особой формы, на который нанесено специальное антифрикционное покрытие.

Проворачивание шатунных вкладышей или вкладышей коленвала является серьезной неисправностью, которую необходимо устранять незамедлительно. Чаще всего водитель узнает о возникшей проблеме благодаря появлению отчетливого характерного шатунного стука или стука коленчатого вала двигателя. Дальнейшая эксплуатация ДВС, в котором провернут вкладыш, крайне не рекомендуется, так как поломки данного рода причиняют значительный ущерб не только сопряженным деталям, но и другим узлам силового агрегата. Далее мы поговорим о том, что делать, если провернуло шатунный вкладыш, какой может быть причина и последствия в результате такой поломки.

Почему проворачивает вкладыши?

Вкладыши в двигателе установлены в специальные установочные места (постель вкладыша). Установка предполагает особую фиксацию, так как вкладыши имеют в своем теле отверстия, что позволяет подавать на них моторное масло. Указанные отверстия должны четко совпадать с отверстиями, которые высверлены в самих деталях для прохода смазки. Также фиксация вкладыша необходима с учетом того, что во время работы двигателя возникает трение по поверхностям сопряженных элементов.

С учетом вышеприведенной информации становится понятно, что если провернуло шатунный вкладыш, причина может заключаться в следующем:

  • недостаточная фиксация вкладыша;
  • сильное трение по поверхности вкладыша;

Как известно, трение возникает в результате скольжения двух тел по отношению друг к другу при наличии определенной нагрузки. Общая величина силы трения будет зависеть от величины нагрузки на трущуюся пару, а также от коэффициента трения. Для того чтобы снизить силу трения при изготовлении деталей применяются специальные антифрикционные материалы, которые имеют низкий коэффициент трения.

Что касается вкладыша, антифрикционный материал наносится на его поверхность. Коленвал по отношению к вкладышам совершает вращательное движение, в месте сопряжения вкладыша и коленчатого вала возникает сила трения, которая стремится провернуть вкладыши по отношению к их установочным местам. Для защиты от проворачивания и смещения вкладыш удерживает специальный усик. Также при установке сами вкладыши вставляются с определенным натягом, величина которого рассчитана конструкторами того или иного ДВС.

Становится понятно, что избыточное трение или недостаточно надежная фиксация (слабый натяг), являются основными причинами, по которым не удается удержать вкладыш на его посадочном месте. Отметим, что во время изготовления двигателя на заводе недостаточный натяг вкладышей при сборке ДВС встречается крайне редко. Чаще проблемы с коренными или шатунными вкладышами появляются после того, как двигатель ремонтировался. Другими словами, неправильный подбор ремонтных вкладышей и другие дефекты, которые не позволяют добиться необходимого натяга, приводят к проворачиванию. Так как на КШМ воздействуют неравномерные нагрузки, вкладыши с ослабленной посадкой начинают вибрировать, масляная пленка на их поверхности разрушается, вкладыш может «прихватить». В такой ситуации проворачивание неизбежно, так как фиксирующий усик попросту не способен противостоять моменту проворачивания на самом вкладыше.

Как уже было сказано, еще одной причиной проворачивания вкладышей двигателя является превышенный момент трения, то есть нарушаются расчетные условия работы самих подшипников скольжения. Нормальная работа вкладышей предполагает так называемое жидкостное трение, то есть поверхность вкладыша и шейку коленчатого вала разделяет масляная пленка. Это позволяет избежать прямого контакта нагруженных деталей, обеспечивает необходимую смазку и охлаждение, минимизирует трение.

Вполне очевидно, что если масляная пленка будет иметь недостаточную толщину или прорвется, коэффициент трения начнет увеличиваться. Работа сопряженных деталей, которые испытывают постоянную нагрузку, в подобных условиях будет означать, что проворачивающий момент увеличился. Если проще, чем больше сила трения, тем сильнее возрастают риски проворачивания вкладышей коленвала при таких увеличенных нагрузках.

Рост нагрузок в паре вкладыш-коленвал приводит к уменьшению толщины масляной пленки или к полному разрыву (сухое трение). Параллельно увеличению силы трения происходит усиленное выделение тепла, в области трения возникают локальные перегревы. При повышении нагрева нарушается температурная стабильность масла, толщина масляной пленки еще больше снижается, вкладыш может прихватывать к поверхности шейки коленчатого вала.

Также следует добавить, что толщина масляной пленки между сопряженными деталями напрямую зависит от того, с какой скоростью указанные детали перемещаются относительно друг друга (гидродинамическое трение). Чем быстрее детали двигаются, тем интенсивнее масло попадает в зазор, который присутствует между трущимися элементами. Получается, создается более толстый масляный клин-пленка по сравнению с такой же пленкой на меньшей скорости движения сопряженных деталей. При этом необходимо учитывать тот факт, что увеличение скорости движения деталей увеличивает и силу трения, а также растет нагрев от такого трения. Это значит, что температура моторного масла начинает повышаться, смазка разжижается, толщина пленки становится меньше.

Читать еще:  Прогрев автомобиля от А до Я

Еще на силу трения оказывает влияние то, с какой точностью изготовлены поверхности сопряженных деталей, от степени шероховатости указанных поверхностей и т.д. Если, например, поверхность вкладыша или шейки окажется неровной, тогда возникнут зоны, в которых возникнет практически сухое трение или детали будут контактировать в условиях недостаточной толщины масляной пленки. Параллельно такие зоны сухого трения могут возникать и в тех случаях, когда в моторном масле присутствуют механические частицы, то есть масло загрязнено.

По указанным причинам после сборки нового ДВС или капитального ремонта двигателя силовой агрегат должен пройти процесс обкатки, который предполагает умеренные нагрузки и частую смену моторного масла. Дело в том, что нагруженные пары должны приработаться друг к другу, так как притирка постепенно нивелирует возможные имеющиеся микродефекты, которые оказывают влияние на эффективность образования и последующую стабильность образованной масляной пленки.

Добавим, что определенное влияние оказывает и вязкость масла в двигателе. Более вязкие масла вызывают увеличенный момент трения в нагруженных парах. Параллельно с этим толщина пленки вязкого масла также больше в месте сопряжения деталей. Однако это не значит, что нагруженные детали будут защищены от повышенного или сухого трения. Дело в том, что вязкая смазка может просто не доходить до места трения в необходимом количестве, что приводит, в свою очередь, к уменьшению толщины пленки или даже ее разрыву.

По указанной причине не так просто дать ответ, какое масло лучше применительно к вкладышам и их проворачиванию с учетом только одного показателя вязкости. Не следует забывать о том, что важнейшей характеристикой является также смазывающая способность масла, то есть свойство смазки сцепляться с металлическими поверхностями. Следует учитывать и стабильность пленки того или иного масла в условиях различных нагрузок и температур.

Последствия проворота вкладышей

Начнем с того, что проворачивание шатунных вкладышей двигателя при своевременном определении поломки является менее серьезной проблемой по сравнению с проворачиванием коренных вкладышей коленвала. Если же проблему выявили поздно, тогда последствия для ДВС могут быть разными. Бывает так, что после проворачивания шатунного вкладыша двигателю может понадобиться дорогостоящий капитальный ремонт.

Распространена и такая ситуация, когда провернутый шатунный вкладыш попросту меняют на новый и двигатель работает дальше. Отметим, что делать так не рекомендуется по причине того, что ресурс отремонтированной таким образом сопряженной пары шатун-шейка коленвала может быть сильно сокращен (на 60-70%). Более приемлемым вариантом принято считать подход, когда меняется шатун, в котором провернуло вкладыш. Также шатун часто подлежит замене и по причине того, что в результате проворачивания вкладыша ломается замок шатуна. Оптимальным же способом ремонта принято считать расточку коленвала и замену вкладышей/шатунов.

Шлифовка коленвала после проворачивания вкладыша обычно является необходимой операцией, так как на шейке появляются задиры. После разборки двигателя коленчатый вал необходимо промерять, после чего осуществляется его расточка с учетом последующей установки новых вкладышей ремонтного размера. Только так удается добиться необходимого состояния поверхностей и правильного натяга вкладыша после установки.

Что в итоге

С учетом приведенной выше информации можно сделать вывод о том, что появление стука в двигателе является поводом для немедленного прекращения эксплуатации ТС. Также следует учитывать, что на состояние вкладышей сильно влияет и температурный режим работы силового агрегата. Другими словами, перегрев двигателя может привести к проворачиванию шатунных или коренных вкладышей, заклиниванию мотора и т.д. В таком случае двигатель может полностью прийти в негодность, так как разбивается постель коленвала, выходит из строя сам коленчатый вал, блок цилиндров и т.д.

Что касается моторного масла, необходимо использовать только те ГСМ, которые соответствуют всем требованиям и необходимым допускам завода-изготовителя силового агрегата. Также масло и масляный фильтр необходимо своевременно менять, не допускать попадания грязи и механических частиц в смазку. Повышенного внимания заслуживает и сама система смазки, так как снижение производительности или неисправности могут привести к масляному голоданию, в результате чего существенно повышается риск проворачивания вкладышей.

Напоследок добавим, что бензиновый двигатель нуждается в прогреве после холодного запуска, затем ездить необходимо без нагрузок до момента выхода силовой установки на рабочие температуры. В случае с дизелем мотор прогревается в движении, до полного прогрева не рекомендуется резко нагружать агрегат. Также следует помнить, что как новый двигатель, так и мотор после ремонта нуждается в обкатке, так как нагруженные пары и сопряженные элементы нуждаются в притирке.

Основные неисправности цилиндро-поршневой группы двигателей ЯМЗ

Внешние проявления неисправностей деталей цилиндро-поршневой группы (ЦПГ) (поршни, гильзы и поршневые кольца) следующие:

  • увеличение расхода масла на долив;
  • ухудшение пусковых качеств двигателя;
  • снижение мощностных и экономических показателей;
  • увеличение расхода картерных газов;
  • существенное ухудшение состояния картерного масла.

Номер по каталогу

Наименование

236-1004063-Б236-1004062-Б236-1002023236-1002024-А236-1002040236-1002021-А236-1004020236-1004015-Д236-1004006236-1004022-Б236-1000106-БЗ236-1004038-Б236-1004035-В236-1004034-А236-1004025-В236-1004032-АЗ236-1004030236-1004052-Б2236-1004045-Б2236-100405 8-В

При диагностировании деталей ЦПГ необходимо убедиться в исправности других узлов и систем двигателя, оказывающих влияние на работоспособность рассматриваемых деталей. Так, в случаях повышенного расхода масла на долив (выше 1,5%) необходимо убедиться в отсутствии течи масла из двигателя наружу и разгерметизации впускного тракта.

Диагностирование до разборки двигателя необходимо начинать с выяснения условий работы двигателя, качества и объема проведенных обслуживаний и текущих ремонтов. В условиях работы необходимо оценить нагруженность двигателя по эксплуатационному расходу топлива в л/100 км (л/моточас), тепловой режим и наличие шума или стука при работе. Необходимо также определить возможные остановки двигателя по неустановленным причинам, расход масла на долив и характер его изменения за общее время работы двигателя в эксплуатации.

Источник фото: 24ri.ru Диагностирование до разборки необходимо начинать с выяснения условий работы ДВС

После выполнения указанных работ при возможности запустить двигатель и прослушать его работу на режимах холостого хода от минимальной до максимальной частоты вращения коленчатого вала. Необходимо осмотреть отложения на шторах бумажного элемента полнопоточного масляного фильтра, а также в фильтре центробежной очистки масла. Обратить особое внимание на количество отложений и наличие металлической стружки. Необходимо отобрать пробу масла из картера двигателя в количестве 250 -500 мл и отправить ее в химическую лабораторию на предмет определения физико-химических показателей масла (вязкость, щелочное число, количество нерастворимых осадков, наличие воды в масле, диспергирующие свойства и др.).

Источник фото: dymz.ru Бумажный элемент масляного фильтра осматривают на предмет наличия металлической стружки

Могут быть использованы также методы инструментального (приборного) диагностирования. Так, замеряется давление в конце такта сжатия в цилиндрах двигателя. Оно определяется в абсолютных единицах с помощью компрессометра или в относительных единицах с помощью специальной аппаратуры, фиксирующей изменение силы тока в цепи стартера при прокрутке коленчатого вала в процессе последовательного отключения цилиндров двигателя.

Компрессометром замеряется давление сжатия при прокрутке коленчатого вала стартером или в режиме работы двигателя при минимальной частоте холостого хода. Последний вариант испытаний является более предпочтительным, т.к. точность измерения возрастает за счет поддержания определенного скоростного режима двигателя. Величина давления сжатия при nx/x = 800 мин-1 для двигателей ЯМЗ должна составлять pc = 3,0. 3,5 МПа (30. 35 кг/см 2 ). Особое внимание следует обращать на разность давлений pc по цилиндрам. Это сравнение позволит определить цилиндр с дефектными деталями ЦПГ.

Источник фото: 24ri.ru Давление сжатия лучше замерять в режиме работы ДВС при минимальной частоте холостого хода

По замерам значений pc можно определить следующие дефекты деталей ЦПГ: прогар поршня, поломку компрессионного кольца, изношенность деталей, закоксовку колец, задиры поршней и негерметичность клапанов механизма газораспределения. При указанных дефектах обычно значение pc в цилиндре бывает меньше 2,0. 2,1 МПа (20. 21 кг/см 2 ).

Дополнительную информацию о состоянии деталей ЦПГ можно получить с помощью физико-химического и спектрального анализов картерного масла.

Наибольший объем информации о причинах выхода из строя деталей ЦПГ можно получить после разборки двигателя и анализа состояния деталей. Состояние деталей ЦПГ и возможные причины их дефектов приведены в таблице 2.

Состояние деталей ЦПГ и причины их дефектов.

Состояние деталей ЦПГ

Возможные причины дефектов ЦПГ

Особое внимание при эксплуатации двигателей необходимо обращать на состояние воздухоочистки, при нарушении которой преждевременно вырабатывается ресурс деталей ЦПГ. Многолетний опыт эксплуатации двигателей ЯМЗ показывает, что износ деталей ЦПГ, как правило, носит абразивный характер и вызван нарушением фильтрации воздуха.

Источник фото: carnovato.ru При эксплуатации ДВС необходимо обращать внимание на состояние воздухоочистки

Абразивный износ двигателя (иногда его называют пылевым) определяется по снижению мощности («плохо тянет»), повышенному дымлению, выбросу масла из сапуна и, как следствие, увеличенному расходу масла (обычно выше 2. 3% от расхода топлива). В отдельных случаях работа двигателя сопровождается металлическим стуком, хорошо прослушиваемым при средней частоте вращения коленчатого вала на холостом ходу. Причиной стука, как правило, является поломка первого компрессионного кольца, вызванная повышенной его вибрацией вследствие чрезмерного износа канавки поршня и самого кольца по высоте.

Процесс обслуживания воздушного фильтра и проверка герметичности впускного тракта двигателя е составе изделия подробно описаны в инструкциях по эксплуатации двигателя. К сожалению, практика показывает, что в эксплуатации зачастую пренебрегают этими операциями ТО, что приводит к преждевременному аварийному износу ЦПГ.

Статья из журнала
«Техническое обслуживание», № 2-3, сентябрь 2004

Наши группы в Telegram, Viber. Присоединяйтесь!

Быстрая связь с редакцией в WhatsApp!

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector