Текст книги "Советы автомеханика. Техобслуживание, диагностика, ремонт"

Внимание!

Ежедневные и еженедельные проверки не требуют большого опыта и специальных инструментов, но должны выполняться регулярно и тщательно.

Объекты проверки:

• Шины. Осмотр шин и проверка давления в них не только предотвратит их преждевременный износ, но и может спасти вам жизнь (рис. 1.5), а также подсказать направление поиска неисправности в подвеске.

Рис. 1.5. Результат невнимательности при осмотре шин

• Проводка. Многие неисправности возникают в связи с неполадками в электрических цепях. Регулярный внешний осмотр проводки и состояния аккумулятора поможет их избежать.

• Тормозная жидкость. Подтекание тормозной жидкости может привести к снижению эффективности тормозов. Необходимо проверять уровень резервной жидкости в бачке главного тормозного цилиндра.

• Масло. Понижение уровня масла или охлаждающей жидкости в двигателе может привести к очень дорогостоящему ремонту. Регулярно следите за уровнями технических жидкостей, и при обнаружении утечек незамедлительно устраняйте неисправность.

Для сохранения заводской гарантии на новый автомобиль ТО следует выполнять на станции технического обслуживания официального дилера.

При регулярных поездках на короткое расстояние (менее 20 км) с многочисленными остановками, масло и фильтр в двигателе следует заменять между обслуживанием, т. е. каждые 8000 км или 6 месяцев.

Рекомендуемые интервалы между обслуживанием:

• Каждые 400 км проводить еженедельные проверки.

• Каждые 16 000 км, но не позднее 12 месяцев:

– проверить ремень привода вспомогательных агрегатов;

– проверить отсутствие течи под капотом и состояние шлангов;

– проверить состояние проводки в моторном отсеке;

– проверить регулировку зазоров в механизме привода клапанов (если это требуется для данной модели двигателя);

– заменить масло в двигателе;

– проверить обороты холостого хода и качество смеси;

– проверить систему выпуска отработанных газов;

– проверить топливную магистраль;

– провести ходовые испытания.

• Каждые 32 000 км, но не позднее 24 месяцев выполнить все перечисленные ранее операции и заменить свечи зажигания.

• Каждые 48 000 км, но не позднее 36 месяцев выполнить все перечисленные ранее операции (кроме замены свечей зажигания), а также:

– заменить охлаждающую жидкость (кроме охлаждающей жидкости красного цвета);

– заменить фильтр воздухоочистителя.

• Каждые 96 000 км выполнить все перечисленные ранее операции, а также:

– заменить ремень привода распределительного вала (смотри инструкцию по эксплуатации конкретного автомобиля);– заменить тормозную жидкость (каждые три года независимо от пробега автомобиля).

1.6. Техника безопасности при обслуживании и ремонте автомобиля

При проведении технического обслуживания или ремонте своего автомобиля необходимо соблюдать осторожность и осмотрительность:

• не позволяйте детям и домашним животным находиться внутри или рядом с автомобилем, на котором ведутся ремонтные работы;

• не пытайтесь поднять груз, масса которого превосходит ваши физические возможности – воспользуйтесь посторонней помощью;

• не торопитесь закончить ремонтные работы, делайте перерывы;

• не разбрасывайте инструмент вокруг себя;

• пролитое масло немедленно вытирайте;

• не используйте неисправный инструмент – он может стать причиной травмы;

• если вы работаете один, попросите кого-нибудь заглядывать к вам время от времени, чтобы убедиться, что с вами все в порядке;

• пользуйтесь перчатками и защитным кремом;

• защищайте глаза при пользовании электроинструментом и при работе под автомобилем;

• надевайте облегающую одежду с застегивающимися рукавами и головной убор;

• перед работой обязательно снимайте кольца, браслеты, часы, цепочки и пр.;

• перед использованием подъемных и опорных приспособлений убедитесь в их исправности и достаточной грузоподъемности.

1.6.1. Основные опасности при проведении ремонтных работ

Ошпаривание

Не снимайте пробку радиатора или расширительного бачка, пока двигатель не остынет. Технические жидкости – моторное, трансмиссионное масло, жидкость гидроусилителя руля – могут оказаться опасно горячими.

Ожоги

Опасность ожогов представляет любая часть двигателя, особенно его выхлопная система. Горячими могут оказаться детали тормозов.

Отравление парами или газами

Выхлопные газы ядовиты; они обычно содержат окись углерода, которая при вдыхании быстро приводит к летальному исходу. Никогда не допускайте продолжительную работу двигателя в закрытом гараже или ремонтном боксе с недостаточной вытяжной вентиляцией.

Ядовиты также пары топлива, растворители для очистки деталей и разбавители красок.

Аккумулятор

Аккумулятор содержит серную кислоту, чрезвычайно опасную для кожи, глаз и одежды. Будьте осторожны при заливке и переноске аккумулятора.

Выделяющийся из аккумулятора водород взрывоопасен. Не пользуйтесь открытым огнем и избегайте возникновения искр вблизи аккумулятора. Будьте осторожны при подключении и отключении зарядного устройства.

Падение поднятого автомобиля

При работе рядом с поднятой машиной или под ней всегда устанавливайте под колеса прочные упоры, либо пользуйтесь эстакадой или смотровой ямой. Никогда не работайте под машиной, опирающейся только на домкрат!

Будьте осторожны при отвинчивании туго затянутого крепежа, если эта работа выполняется на поднятой машине.

Огонь

Топливо легко воспламеняется, его пары взрывоопасны.

Не допускайте попадания топлива на горячие поверхности двигателя.

Не курите и не пользуйтесь открытым огнем вблизи автомобиля во время проведения ремонтных работ, примите меры, исключающие искрообразование, источником которых могут быть электроприборы или слесарные инструменты.

Пары топлива тяжелее воздуха, поэтому во избежание пожара не работайте с топливной системой в смотровой яме.

Источником пожара также может явиться перегрузка или короткое замыкание в цепях электропроводки.

Будьте осторожны при замене или ремонте электрооборудования.

Имейте под рукой огнетушитель, пригодный для тушения горящего топлива и электропроводки.

Удар электрическим током

Провода высокого напряжения системы зажигания опасны особенно для людей, страдающих сердечными заболеваниями. Не трогайте систему зажигания при работающем двигателе.

Ядовитые раздражающие вещества

Избегайте попадания на кожу электролита, топлива, особенно дизельного, тормозной жидкости, смазок и антифриза. При необходимости перелить жидкость из одной емкости в другую, не подсасывайте жидкость из шланга. При попадании технических жидкостей внутрь или на кожу немедленно обратитесь к врачу.

Длительный контакт с отработанным моторным маслом может вызвать рак кожи. При необходимости работайте в перчатках или смазывайте руки защитным кремом.

Замените испачканную маслом одежду, не держите масляные тряпки в кармане.

Хладагент кондиционера может образовывать ядовитый газ при контакте с огнем, в том числе и с сигаретой.

Асбест

Асбестовая пыль канцерогенна: при вдыхании или проглатывании она может стать причиной рака. Асбест является составной частью некоторых прокладок, а также тормозных колодок и фрикционных накладок. Если вы не знаете, содержит ли асбест та или иная деталь, безопаснее предположить, что она его содержит.

Топливная аппаратура дизелей

Топливный насос дизеля создает очень высокое давление, будьте осторожны при работе с насосом и форсунками, никогда не подставляйте руки, лицо или иную часть тела под струю топлива под форсунки, топливо может проникнуть в кожу с последующим летальным исходом.

Подушки безопасности

Подушка безопасности может нанести травму при неожиданном срабатывании. Будьте осторожны при снятии рулевого колеса и приборной панели. Соблюдайте инструкцию при обращении с подушкой безопасности.

Плавиковая кислота

Эта очень ядовитая и коррозионно-активная кислота образуется при нагревании выше 400 °C определенных видов синтетических резин, из которых изготавливают некоторые уплотнительные кольца, манжеты, топливные шланги и др. Резина обугливается или превращается в твердое вещество, содержащее плавиковую кислоту. Она чрезвычайно устойчива и не разлагается годами. При попадании этой кислоты на кожу иногда приходится ампутировать пораженный орган.

Если вам придется ремонтировать машину, пострадавшую от огня, или иметь дело с деталями, снятыми с такой машины, работайте в защитных перчатках, которые после работы уничтожьте.

Глава 2 Двигатели

Введение

Двигателем называется устройство, в котором происходит преобразование какого-либо вида энергии в механическую работу. В зависимости от преобразуемого вида энергии различают двигатели тепловые, электрические, гидравлические и др. В современных автомобилях применяются главным образом тепловые двигатели внутреннего сгорания (ДВС), т. е. двигатели, в которых тепловая энергия преобразуется в механическую работу, а сгорание топлива происходит внутри цилиндра.

Человечеству понадобился не один век, чтобы осуществить мечту о быстром и удобном передвижении. Для этого требовалось создать новый, достаточно мощный и компактный двигатель.

В разных странах над этой проблемой работали многие изобретатели. Так, в 1860 г. Жан Жозеф Этьен Ленуар построил первый промышленный двигатель внутреннего сгорания, работающий на светильном газе (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Первый промышленный двигатель внутреннего сгорания

В 1867 г. Николаус Август Отто и Эйген Ланген на Всемирной выставке в Париже представили новую версию двигателя внутреннего сгорания, КПД которого превышал КПД двигателя Ленуара примерно в три раза. В 1878 г. Николаус Август Отто построил первый работающий на газе четырехтактный двигатель внутреннего сгорания с КПД примерно 15 %. В России в 1882 г. Огнеслав Стефанович Костович построил на Охтинской судоверфи восьмицилиндровый двигатель внутреннего сгорания, для которого в качестве топлива использовался бензин. Двигатель был создан для воздухоплавания. В 1883 году Готтлиб Даймлер и Вильгельм Майбах разработали первый четырехтактный бензиновый двигатель для автомобиля. В 1887 году Вильгельм Майбах изобрел карбюратор, имеющий поплавковую камеру. Генрих Форд в этом же году построил свой первый автомобиль. В 1897 году Рудольф Дизель подготовил свой двигатель к запуску в производство. На исследовательские работы ему потребовалось четыре года.

2.1. Классификация двигателей

Двигатели внутреннего сгорания можно классифицировать по следующим критериям:

1. По характеру движения рабочих частей:

– с возвратно-поступательным движением поршней;

– роторно-поршневые (двигатели Ванкеля) (рис. 2.2).

Рис. 2.2. Роторный двигатель

2. По расположению цилиндров:

– рядные (рис. 2.3, а);

Рис. 2.3. Типы двигателей

– V-образные (рис. 2.3, б);

– оппозитные (рис. 2.3, в);

– звездообразные (рис. 2.3, г).

3. По способу осуществления рабочего цикла:

– четырехтактные двигатели;

– двухтактные двигатели.

4. По способу воспламенения горючей смеси:

– бензиновые двигатели с принудительным воспламенением;

– дизельные двигатели с воспламенением от сжатия.

5. По способу смесеобразования:

– с внешним смесеобразованием (вне камеры сгорания), преимущественно бензиновые двигатели;

– с внутренним смесеобразованием (в камере сгорания), преимущественно дизельные двигатели.

6. По типу систем охлаждения:

– с жидкостным охлаждением;

– с воздушным охлаждением.

7. По расположению распределительных валов:

– с верхним расположением распределительного вала;

– с нижним расположением распределительного вала.

8. По типу топлива:

– бензиновые;

– дизельные;

– работающие на газе.

9. По способу наполнения цилиндров:

– без наддува (атмосферные);

– с наддувом.

В автомобилях применяются, в основном, двигатели с возвратнопоступательным движением поршней. Скорее всего, эта тенденция сохранится и в ближайшем будущем.

Совершенствование конструкции двигателей происходит постоянно. С течением времени двигатели становятся все компактнее, а применяемые для их изготовления материалы – все качественнее. Для повышения мощностных показателей и экономичности совершенствуются системы подготовки топливной смеси процесса сгорания. Одновременно ужесточаются и закрепляются законодательно экологические требования к качеству отработанных газов. Двигатели, не соответствующие этим требованиям, запрещены к эксплуатации.Двигатель является сердцем автомобиля, и чтобы он работал долго и надежно, необходимо правильно его эксплуатировать. Для этого требуется знать основные принципы работы и устройство двигателя.

2.2. Устройство и работа

Бензиновый двигатель – это двигатель с возвратно-поступательным движением поршней и принудительным воспламенением, работающий на топливно-воздушной смеси. В процессе сгорания запасенная в топливе химическая энергия преобразуется в тепловую, а тепловая энергия – в механическую.

Основные элементы четырехтактного бензинового двигателя (рис. 2.4):

Рис. 2.4. Основные элементы двигателя

• головка блока цилиндров;

• блок цилиндров;

• кривошипно-шатунный механизм;

• газораспределительный механизм.

Необходимо иметь в виду, что блок цилиндров является номерной деталью, подлежащей регистрации.

Двигатель с возвратно-поступательным движением поршней и воспламенением от сжатия называется дизельным. При воспламенении от сжатия химическая энергия топливно-воздушной смеси преобразуется в тепловую, а затем, посредством поршней, в механическую энергию. Необходимая для сгорания смесь образуется непосредственно в камере сгорания.

Конструктивно дизельные двигатели не отличаются от бензиновых, только вместо свечей зажигания установлена форсунка впрыска топлива. Степень сжатия в дизельном двигателе выше, чем в бензиновом. Из-за меньшего тепловыделения дизельные двигатели имеют больший КПД по сравнению с бензиновыми.

2.2.1. Принцип работы бензинового двигателя

В цилиндре происходит сгорание топлива и преобразование тепловой энергии в механическую работу. Для этого в цилиндре имеется поршень, который при помощи пальца и шатуна связан с коленчатым валом (рис. 2.5).

Рис. 2.5. Поршень

Поршень движется в цилиндре, заставляя коленчатый вал вращаться, и, таким образом, возвратно-поступательное движение преобразуется во вращательное. Это преобразование происходит благодаря работе кривошипно-шатунного механизма.

Поршень надет на поршневой палец, одновременно проходящий через верхнюю головку шатуна. Нижняя разъемная головка шатуна охватывает шейку коленчатого вала. Такую шейку называют шатунной. Она смещена относительно других шеек, называемых коренными, на некоторое расстояние. Коренные и шатунные шейки связаны между собой пластинами почти прямоугольной формы – щеками. Щеки вместе с коренными и шатунными шейками образуют кривошип .

Коренные шейки коленчатого вала являются его осью и вращаются в подшипниках, расположенных в картере (основании) цилиндра. Шатунная шейка, как любая точка на ободе колеса, вынуждена вращаться относительно своей оси, описывая окружность, радиус которой называется радиусом кривошипа .

Чтобы полнее представить работу двигателя, необходимо знать, что такое рабочий объем цилиндра, объем камеры сгорания, полный объем цилиндра, степень сжатия, верхняя мертвая точка (в. м. т.), нижняя мертвая точка (н. м. т.) и число оборотов коленчатого вала (рис. 2.6, см. также на цветной вклейке рис. ЦВ 2.6).

Рис. 2.6. Схема работы цилиндра двигателя

Рабочий объем цилиндра (рис. 2.6, б) – пространство между мертвыми точками. Он заполняется горючей смесью при такте впуска, т. е. когда поршень движется от верхней мертвой точки к нижней. Когда поршень достигает в. м. т., над ним остается небольшое свободное пространство, называемое камерой сжатия или сгорания (рис. 2.6, а). Объем камеры сгорания в совокупности с рабочим объемом составляют полный объем цилиндра (рис. 2.6, в). Все перечисленные объемы измеряют в кубических сантиметрах.

При делении полного объема цилиндра на объем камеры сгорания получается величина, называемая степенью сжатия. Степень сжатия показывает, во сколько раз сжимают горючую смесь в цилиндре. Чем выше степень сжатия, тем сильнее будет давление на поршень при сгорании смеси и, следовательно, больше мощность двигателя. При увеличении степени сжатия от того же количества топлива можно получить больше полезной работы. Однако при чрезмерном увеличении степени сжатия происходит самовоспламенение рабочей смеси, и она сгорает с высокой скоростью – происходит детонация топлива, вызывающая неустойчивую работу двигателя. При детонации в двигателе появляется резкий стук, мощность снижается, и из глушителя выходит черный дым.

Теперь рассмотрим, как работает двигатель. Допустим, что поршень наиболее удален от коленчатого вала, т. е. находится в положении верхней мертвой точки. Шатун и кривошип коленчатого вала как бы вытянулись в одну линию (рис. 2.6, а). В цилиндре воспламеняется топливо. Расширяющиеся газы (продукты горения) начинают перемещать поршень вниз, в сторону коленчатого вала, и вместе с поршнем перемещается шатун. В это время нижняя головка шатуна, связанная с коленчатым валом, поворачивает коленчатый вал на 180 градусов, в положение нижней мертвой точки (рис. 2.6, б). При дальнейшем вращении нижняя головка шатуна вместе с шатунной шейкой начнет двигаться обратно, т. е. вверх, в исходное положение. Соответственно, поршень также начнет обратное движение. Таким образом, поршень то удаляется, то приближается к коленчатому валу. В крайних точках поршень на мгновение останавливается, и его скорость равна нулю. Поэтому такие точки названы «мертвыми».

Каждое движение поршня между двумя мертвыми точками называется ходом поршня. Расстояние между мертвыми точками, как видно из рисунка, равно удвоенной длине кривошипа (расстояние между коренной и шатунной шейкой). При каждом ходе поршня коленчатый вал поворачивается на пол-оборота или 180 градусов.

Сверху цилиндр закрыт головкой. В верхней части поршня установлены пружинистые кольца , уплотняющие зазор между поршнем и стенками цилиндра. В результате пространство над поршнем изолируется от пространства, расположенного под ним. При движении поршня от верхней к нижней точке в цилиндре создается разрежение (давление меньше 1 кг/см2). Если цилиндр соединить с трубопроводом, по которому поступает горючая смесь, то он заполнится этой смесью. Процесс заполнения цилиндра горючей смесью называется впуском (рис. 2.7).

Рис. 2.7. Впуск

При движении поршня от нижней мертвой точки к верхней (цилиндр по-прежнему изолирован от внешней среды) рабочая смесь сжимается, и давление в цилиндре возрастает от 8 до 14 кг/см2 – происходит сжатие (рис. 2.8), при этом коленчатый вал поворачивается еще на пол-оборота.

Рис. 2.8. Сжатие

Сжатая горючая смесь готова к сгоранию (цилиндр по-прежнему изолирован от внешней среды), поэтому достаточно электрической искры, чтобы смесь воспламенилась и началось выделение горячих газов. Под давлением газов поршень вынужден начать движение от верхней мертвой точки к нижней. Одновременно с поршнем коленчатый вал поворачивается еще на пол-оборота. Этот процесс называется расширением или рабочим ходом (рис. 2.9).

Рис. 2.9. Рабочий ход

За счет энергии, образующейся при работе газов, поршень движется поступательно вниз, и коленчатый вал вращается. Далее поршень продолжает двигаться, но уже от нижней к верхней мертвой точке, а коленчатый вал в четвертый раз поворачивается на пол-оборота. Цилиндр соединен с трубопроводом, через который выбрасываются отработавшие газы. Этот процесс называется выпуском (рис. 2.10).

Рис. 2.10. Выпуск

За это время поршень четыре раза прошел мертвые точки и совершил четыре хода. Коленчатый вал повернулся вокруг своей оси два раза (всего на 720 градусов), в цилиндре полностью произошел так называемый рабочий цикл.

Процессы в цилиндре, связанные с движением поршня и вращением коленчатого вала, называют тактами : впуск, сжатие, рабочий ход (расширение), выпуск. Такт рабочего хода совершается за счет тепловой энергии газов, а такты впуска, сжатия и выпуска – за счет кинетической энергии маховика , укрепленного на конце коленчатого вала.

Как любое раскрученное колесо продолжает вращаться по инерции, так и маховик, запасаясь энергией при рабочем ходе, продолжает вращать коленчатый вал, перемещая поршень в цилиндре. Поэтому эти такты (впуск, сжатие и выпуск) являются вспомогательными.

Двигатель, рабочий цикл которого совершается за четыре такта (два оборота коленчатого вала), называется четырехтактным. Существуют также двухтактные двигатели, в которых рабочий цикл совершается за два хода поршня и один оборот коленчатого вала. Их почти не применяют на автомобилях, а устанавливают на мотоциклах и мопедах.

Выше был описан рабочий цикл одноцилиндрового двигателя. На современные автомобили, в зависимости от их назначения, веса и размера, ставят двигатели, имеющие два, четыре, шесть, восемь и двенадцать цилиндров. Рабочие объемы всех цилиндров многоцилиндрового двигателя суммируются, и получается объем, называемый литражом двигателя. Литраж определяет класс автомобиля; увеличение литража двигателя сопровождается ростом его мощности.

Изучив рабочий цикл одноцилиндрового двигателя, легко представить рабочий цикл двигателя многоцилиндрового. У двигателя, имеющего четыре цилиндра, число рабочих ходов во всех цилиндрах за рабочий цикл двигателя будет равно тоже четырем. А во время рабочего хода в одном цилиндре в трех других будут совершаться вспомогательные такты. Коленчатый вал будет равномерно вращаться в результате непрерывно повторяющихся рабочих ходов в его отдельных цилиндрах.

Очередность рабочих ходов и других тактов в цилиндрах подчинена строгому порядку работы. В четырехцилиндровых четырехтактных двигателях применяется следующая очередность работы цилиндров: 1-2-4-3 и 1-3-4-2.

Такты работы дизельного четырехтактного двигателя аналогичны тактам бензинового двигателя. Дизельные и бензиновые двигатели отличаются способом воспламенения горючей смеси.

2.2.2. Кривошипно-шатунный механизм

Основные части кривошипно-шатунного механизма и схемы их взаимодействия показаны на рисунках.

Цилиндр является основной частью двигателя, в которой происходит весь рабочий процесс. Внутренняя часть цилиндра отполирована до зеркального блеска, поэтому ее называют зеркалом цилиндра. У многоцилиндровых двигателей цилиндры изготовлены в одной общей отливке, образующей блок цилиндров. Материалом для блока цилиндров служит серый чугун или алюминиевый сплав. В блок, отлитый из алюминиевого сплава, запрессовывают чугунные гильзы, образующие цилиндры. Первый цилиндр находится, как правило, со стороны шкива привода аксессуаров (рис. 2.11), за исключением двигателей французских производителей, у которых по установившейся традиции нумерация цилиндров осуществляется со стороны коробки передач.

Рис. 2.11. Нумерация цилиндров рядного двигателя

Нумерация цилиндров двигателей с двумя рядами цилиндров (V-образных двигателей) начинается с правого полублока (рис. 2.12).

Рис. 2.12. Нумерация цилиндров V-образного двигателя

Различают двигатели с правым и левым направлением вращения, если смотреть со стороны шкива (рис. 2.13). Распространение получили двигатели с правым направлением вращения.

Рис. 2.13. Направление вращения двигателя

Сверху блок плотно закрывает головка, отлитая из алюминиевого сплава или серого чугуна. В головке цилиндров имеются впускные и выпускные каналы, перекрываемые клапанами, и отверстия для свечей зажигания. Через впускные каналы в цилиндры поступает горючая смесь, а через выпускные каналы выходят отработавшие газы. Между блоком и головкой ставят уплотняющую прокладку, обеспечивающую герметичность соединения. Блок и головка имеют двойные стенки, образующие полость, которые заполняют охлаждающей жидкостью. Эту полость называют рубашкой охлаждения.

Поршень должен быть легким и обладать хорошей теплопроводностью, потому его отливают из алюминиевого сплава. Нижнюю часть поршня называют юбкой, верхнюю – головкой, а плоскость, которая воспринимает давление газов, – днищем. С внутренней стороны юбка имеет приливы – бобышки с отверстиями для поршневого пальца. Юбка поршня должна постоянно прилегать к зеркалу цилиндра и не заклиниваться при тепловом расширении – для этого на ней имеется разрез, допускающий ее сжатие (см. рис. 2.5).