Ремонт двигателя

Всем известно, что двигатель — сердце автомобиля. В хорошем состоянии двигателя машина работает безотказно. Тем более это касается грузового транспорта. Нужно понимать масштабы поломки и её последствия. А человек, берущийся за ремонт грузового двигателя, должен понимать размер ответственности, возложенной на него.
Двигатели предназначены для преобразования одного вида энергии в другой вид, в случае с автомобилем это: тепловую энергию в механическую. Бензин, сгорая, даёт толчок в нужные механизмы, заставляющие двигаться другие механизмы. Из-за процесса сгорания топлива, двигатель получил свое название — двигатель внутреннего сгорания. Существует несколько типов двигателей, классифицирующихся по назначению, по роду топлива, по способу образования горючей смеси, по объему рабочих полостей и габаритам. Недостатком двигателя внутреннего сгорания считается узкий диапазон оборотов, в котором он набирает мощность, а также сопровождающие системы, без которых работа не возможна. Неотъемлемыми атрибутами двигателя являются трансмиссия, система питания, выхлопная система, система смазки, система охлаждения, система запуска, система зажигания.
Долговечность и чёткая работа двигателя зависит от качества настройки узлов и агрегатов. Поломки двигателя грузовика не всегда возможно обнаружить и исправить самостоятельно. Для этого требуется специальное оборудование и стендовые испытания.

Головка блоков цилиндров

один из наиболее важных узлов двигателя, т.к. на его долю приходится до 50% дефектов. Внимание к ним при диагностике должно быть пристальным. Головка представляет собой, по сути, крышку, которая прикрывает цилиндры от воздействия внешних факторов. Они бывают из чугуна, из алюминия или сплава. Верхнюю и нижнюю часть блока цилиндров обрабатывают до получения полной герметизации. Это предотвратит попадание охлаждающей жидкости и масла в цилиндры. Так при несвоевременном или неправильном ремонте головки, могут возникнуть серьезные поломки в связи с различными узлами и механизмами, находящимися во взаимодействии друг с другом. Это может привести к весьма дорогому ремонту.
Диагностика на современном оборудовании поможет увидеть причину поломки. В большинстве случаев диагностика ограничивается определением степени износа деталей механизма в головке блока цилиндров. Особое внимание должно быть уделено самой головке блока цилиндров, т.к. в процессе эксплуатации трещины могут появиться именно там. Это явление довольно распространенное. Не всегда её (трещину) можно заметить визуально, за слоем нагара и под седлами клапанов. Диагностика проводится распространенным методом с помощью специальной установки, использующей сжатый воздух и воду. Более всего этому дефекту подвержены дизельные двигатели. Во время эксплуатации участки головки блока цилиндров, которые образуют камеры сгорания силового агрегата, испытывают большие нагрузки, как механические, так и тепловые. Наибольшие нагрузки приходятся на участки в районе форкамер и между седлами впускных/выпускных клапанов. Даже небольшая трещина может привести к серьезным последствиям. Трещина будет являться концентратором напряжения, будет увеличиваться в размере и приведет к уменьшению прочности головки, а потом и к разгерметизации каналов системы смазки и охлаждения. В результате двигатель будет работать «на износ». Микроскопическая трещина может привести к большим проблемам, имея свойства замедленной бомбы.
Наличие трещины можно выявить по некоторым первоначальным признакам. Например, перегрев двигателя, присутствие в охлаждающей жидкости следов моторного масла или запаха отработавших газов. В каких случаях требуется пройти диагностику головок блока цилиндра:

  • при появлении симптомов разгерметизации внутренних каналов,
  • перегрев двигателя,
  • дизельный двигатель с головками блока цилиндров из чугуна,
  • б/у головка, установленная на Вашем двигателе.

Диагностика на трещины проводится на специализированной установке. Исследуемая полость герметизируется с помощью резиновых вставок и плиты из оргстекла большой толщины. Внутрь подается сжатый воздух под большим давлением. Деталь погружается в воду, прогретую до рабочей температуры. Благодаря тому, что металл расширяется при увеличении температуры, деталь может показать даже те трещины, которые при комнатной температуре остаются скрытыми. Местоположение определяется визуально по образованию пузырьков воздуха. Размеры специальной ванны для проведения диагностики позволяют её провести не только для головок, но и для блоков, радиатора, контура охлаждения или смазки, посадочных поверхностей направляющих втулок клапанов.

Коленчатый вал

Деталь двигателя, сложной формы, имеющая крепления для шатунов. Он воспринимает усилия и превращает их в крутящий момент. Коленчатые валы изготавливаются из углеродистой стали, чугуна повышенной прочности. Вал требует особой механической прочности, т.к. испытывает на себе силу давления газов от сгорания топлива, силу инерции от вращательно-поступательного движения. Эти нагрузки не равномерны и пытаются гнуть и ломать коленчатый вал одновременно в разных сечениях и плоскостях. Вал должен быть очень прочным и противостоять износу. Основными элементами являются коренная шейка, шатунная шейка, щёки, передняя выходная часть, задняя выходная часть, противовесы. На работу коленвала влияет качество масла. Если использовать масло низкого качества, неизвестного происхождения, не контролировать уровень, не менять во время — всё это негативно скажется на работе коленчатого вала. Сама деталь имеет высокую себестоимость и лучше избегать ремонта или замены её. Из-за недостаточной смазки появляются задиры и износы, которые сами по себе не страшны. Страшны нагревы при трении об этот задиры, которые могут достигать нескольких сот градусов. После остывания неизбежны деформации вала. Во многих мастерских на это даже не обратят внимания, отшлифуют и вставят на место. Однако поверхность после шлифовки окажется несоразмерной с коренной шейкой. Образуется взаимное биение, которое приводит к снижению ресурса цепи, возрастанию шума, поломкам натяжителей/успокоителей, увеличению нагрузки на другую часть вала, разбалансировке. Вал обычно меняется на новый, если замечен подобный дефект, шлифовка допускается только в определенных пределах, которые устанавливает завод-изготовитель. Иногда шлифовку возможно заменить другим методом — поэлементная холодная правка по методу Буравцева. Конечно ремонт обойдётся в десятки раз дешевле нового вала. Правильно выполненный ремонт продлит жизнь детали и не допустит повреждения других по цепной реакции.

Блок цилиндров

Блок цилиндров — основа любого двигателя. В нем расположены поршневая система и шатунный механизм. К блоку крепятся коробка передач, головка блока, агрегаты. Этот элемент цельнолитый и испытывает большие нагрузки и должен противостоять их воздействию. Цилиндры испытывают давление газов, нагрузки от поршня, температурные нагрузки. Переменные направления различных нагрузок вызывают изгибы, вибрацию, ослабляют крепления к картеру. Гильзы цилиндра должны быть прочными и обеспечивать меньшие потери на трение поршня о цилиндр.
Задача производителей сделать блок цилиндров легким, прочным, бесшумным. Это выполнить непросто, а современный автомобиль ставит такие задачи. Блок цилиндров усложняется и совершенствуется, это не простая железка, а точный и сложный механизм. Технологические совершенствования привели к появлению цельноалюминиевых блоков цилиндров. Они покрываются слоем кремния, что обеспечивает дополнительную прочность. На поршни наносят железное покрытие, которое обеспечивает прочность пары цилиндр-поршень. Другой вариант покрытия — это никасил (никель + карбид кремния).
С развитием технологий изготовления, требуются новые технологии ремонта. Что может произойти с блоком? Наиболее распространенной проблемой бывает износ поверхности, в результате длительной эксплуатации. Износ может достигать 0,1-0,5 мм, бывает неравномерным, отчего цилиндр теряет форму, становится некруглым. Кривой цилиндр не сможет обеспечить уплотнение между поршневыми кольцами. Это приведет к перерасходу масла. Такие дефекты легко выявить с помощью диагностических приборов, визуально или на ощупь.
В блоке цилиндров есть съёмная деталь — гильза, в которой перемещается поршень. Именно гильза определяет объем цилиндра. Современные автомобили используют два типа гильз «мокрые» и «сухие». Первый тип съемный и подлежит ремонту или замене, второй тип встроен в блок при изготовлении. Ремонт гильз начинается с диагностики. «Сухие» потребуют применения специализированного оборудования и профессиональных навыков. Замена и ремонт «мокрых» производится вручную. Процесс ремонта гильз относится к одному из видов капитального ремонта двигателя.

Износ шатунов

Кривошипно-шатунный механизм двигателя состоит из подвижных частей и неподвижных. К первым относят коленчатый вал, поршень, поршневой палец, шатун, маховик. Ко вторым относят блок цилиндров, головку цилиндров, гильзы цилиндров, картер маховика и сцепления, крепежные детали, прокладки крышки блока, кронштейны, полукольца коленчатого вала.
Обратим внимание на такую важную часть шатунного механизма как сам шатун. Шатун можно отнести к списку важных деталей двигателя, он превращает возвратно-поступательные движения во вращательные. При ремонте двигателя механики не всегда обращают внимание на такой важный элемент как шатуны, считая, что они не изнашиваются. Традиционно капитальный ремонт двигателя затрагивает блок цилиндров и коленчатый вал. Шатунный механизм подвергается осмотру реже. Тем не менее, шатун деталь важная, дефекты в них встречаются часто. Он соединяет поршень и кривошип коленчатого вала. Поршень совершает возвратно-поступательные движения, коленчатый вал — вращательные движения, а шатун подвергается ударам нагрузок от газовых сил и сил инерции. Нагрузка на шатун двигателя может достигать десятков тонн. Ежедневные нагрузки, долгие годы, многие километры. В металле может накапливаться деформация, которую визуально нельзя заметить. Диагностика на специализированных приборах покажет дефекты, следы прежних поломок и нештатных ситуаций. Поэтому даже когда поломка двигателя казалось бы не затрагивает шатуны, их надо проверять. Например, застучал шатунный вкладыш, стандартные действия — шлифовать коленчатый вал или заменить вкладыши. Шатун двигателя со стопроцентной гарантией уже поврежден, внимания на него не обращают, даже не достают из двигателя, хотя внешний осмотр покажет изменение формы. Диагностика шатуна проводится нутромером, диаметр отверстия нижней головки должен соответствовать стандарту изготовителя. Верхняя головка шатуна проверяется аналогично. Измерения выполнить не сложно, сложнее определить параллельность оси.
Ремонту подлежат любые дефекты шатуна двигателя, вопрос встает о надежности дальнейшей эксплуатации такой детали. Некоторые новые отечественные модели детали сравнимы по цене с её ремонтом. Однако практика показывает, что новые шатуны двигателя могут оказаться хуже по качеству. Ремонт должен производиться только на предназначенном для этого оборудовании, иначе ошибка может потом дорого обойтись хозяину. При малой деформации отверстия головки шатуна, оно подгоняется под стандарты завода-изготовителя. Технологии восстановления размеров известны опытному механику. Работа требует внимательности и аккуратности. Только так можно быть уверенным, что отремонтированный шатун пройдёт столько же сколько новый.

Втулки и вставки

Работу вращающимся деталям в двигателе обеспечивают подшипники скольжения. Термин вкладыши и втулки используют для простоты понимания. Вкладыш — это подшипник из разъемных частей, втулка — не разъемный подшипник качения. В современных автомобилях подшипники обеспечивают работу коленчатого вала, распределительного вала и др. Конструкция подшипников основана на принципе сохранения плоскопараллельного трущегося контакта за счет отделения трущихся элементов от силовых. При этом сохраняется мощность и минимальный контакт деталей. Когда шейка вращающегося вала скользит по опорной поверхности, тогда речь идет о подшипнике скольжения. Подшипник скольжения это опора механизма, где происходит трение при скольжении поверхностей. Представляет собой корпус с отверстием цилиндрической формы. В отверстии вставлены рабочие элементы: вкладыш или втулка и смазывающее устройство. Вкладыши и втулки имеют покрытие из антифрикционного материала. Для уменьшения трения, возникающего между поверхностями, подшипник под давлением смазывается через масляные каналы. Таким образом, уменьшается износ детали и обеспечивается разделение втулки или вкладыша по средствам масляной пленки.
Наиболее серьезным видом повреждений являются задиры и износы. Это может привести к выходу из строя механизма (т.е. двигателя). Чаще всего дефекты в системе подшипников приводят к разрушению блока цилиндров. Величину зазора определяют щупом. Для разъемного подшипника используют проволоку и пластинку, прокладывают между валом и вкладышем. В неразъемных подшипниках втулку либо заменяют, либо ремонтируют. Новая втулка выполняется с припуском для растачивания нужного диаметра. Далее запрессовывают её на место с использованием направляющих колец. Изношенные втулки ремонтируют несколькими способами. В этих процедурах есть свои технологические особенности, которые знает профессионал. Например, вкладыш нужно нагреть до 240-260 градусов, затем очистить и обезжирить. Процедуры происходят с определенным темпом, чтобы избежать появления пленки оксидов на металле.
При всей внешней простоте детали, она имеет важное функциональное значение. Как и все важные элементы двигателя — не потерпит к себе небрежного отношения. При ремонте нужно обращать на вкладыши и втулки внимание, т. к. они испытывают на себе большие ежедневные нагрузки. При закупке запчастей нужно внимательно выбирать производителя, чтобы механизм работал долго и не подводил в ответственный момент.