Устройство двигателя

Кривошипно-шатунный механизм

Рассказ о шатунно-поршневой группе я бы начал с типов поршней и методах выбора их в случае необходимой замены при проведении капремонта двигателя. Во-первых, кроме обычных поршней, устанавливаемых на обычные же двигатели, существуют кованые поршни. Особенность их заключается в более высокой термической стойкости, превышающей стойкость обычного поршня в 6 раз, а так же более высокой твёрдости, которая выше обычной в 1.5 раза. Кроме этого у них выше износостойкость от тепловых и ударных нагрузок и меньший вес, кованый поршень весит на 15% легче такого же обычного. Благодаря этому и происходит увеличение мощности мотора, а так как зазоры между кованым поршнем и цилиндром достигают до 0.11 мм, то двигатель может более длительно работать при высоких нагрузках. Но из-за больших зазоров возрастает расход моторного масла на угар и токсичность выхлопных газов. Да и при прогреве будет слышен отчётливый стук ШПГ. Эти поршни к тому же имеют высокий коэффициент теплового расширения, так как у них нет термокомпенсирующих вставок, да и цена такой поршневой будет намного выше.

Если говорить об особенностях замены шатунно-поршневой группы, то здесь нужно учитывать некоторые особенности. Во-первых, ШПГ меняется только комплектом, так как поршни подбираются по диаметру и весу. В принципе, можно поменять и один только прогоревший поршень, но в таком случае он должен быть в комплекте только со своим поршневым пальцем, потому что поршень и палец изготавливаются вместе и являются прецизионной парой. А перед поиском нового поршня необходимо демонтировать исправные поршни для определения их веса и диаметра цилиндра. Возможно, цилиндры придётся менять или растачивать под ближайший ремонтный размер, устраняя дефекты зеркала и овальность. Кстати, количество размерных групп у разных двигателей тоже разное. Для примера, некоторые двигатели Opel могут иметь до 13 размерных групп. Во-вторых, блок двигателя может быть гильзованым или негильзованым. С гильзоваными проще, старые гильзы выбрасываем, а новые вставляем с новой ШПГ. Главное, не перепутать шатунные крышки, потому что они тоже изготовлены в сборе с родным шатуном. Вот если блок негильзован, то здесь возможны проблемы, связанные с тем, что старый хозяин уже производил капремонт и расточку. В таком случае придётся покупать новый блок, хотя наши гаражные «кулибины» научились гильзовать блоки самодельными гильзами. А вообще, перед покупкой автомобиля стоит узнать эти нюансы, чтобы потом не кусать локти. Стоит ещё помнить о том, что негильзованый блок боится льющей форсунки и грязного воздушного фильтра.

Если вы решили форсировать двигатель, другим словом увеличить его мощность, то одним из обязательных условий является замена родных поршней на усиленные или даже кованые. Кстати, увеличение мощности только перепрошивкой блока управления двигателем не есть форсаж. О настоящем форсаже я расскажу позже, а вы должны запомнить, что даже на турбированную версию нельзя устанавливать атмосферные поршни. И не верьте мастерам по форсированию двигателей, которые утверждают, что после увеличения мощности ресурс мотора увеличивается – враньё, любое тем более непрофессиональное вмешательство только сокращает жизнь. По большому счёту проще заменить сам двигатель на более мощный с турбонаддувом или даже турбокомпаундом, то есть дополнительной турбиной для подкручивания коленвала отработанными газами. Вот тогда можно смело давить на гашетку.

Газораспределительный механизм.

Сегодня мы поговорим о конструктивных особенностях привода ГРМ и основных причинах его неисправности. Начнём с типов привода – шестерёнчатый, цепной и ременной. Бытует ошибочное мнение, что шестерёнчатый привод «вечный» и проблем с ним не предвидится. Во-первых, вечного ничего нет, кроме Бога. Во-вторых, иногда встречаются текстолитовые шестерни, которые не выдерживают больших нагрузок. И в-третьих, на тех же магистральных тягачах, в частности Volvo FH, предназначенных для эксплуатации по хорошим европейским дорогам, даже металлические шестерни привода ГРМ при перегрузе арбузами на поле теряют зубья в три секунды. То же можно сказать и о цепном приводе. Цепь не только имеет свойство растягиваться, но и рваться с вытекающими последствиями дорогостоящего ремонта двигателя, хотя и имеет больший ресурс, чем ремень. Но опять же, смотря на каком двигателе. Встречаются автомобили, у которых цепь ГРМ требует замены уже через 60 тыс. км пробега. При её растягивании усиливается шумность работы двигателя, особенно проявляемая на холостых оборотах.

Что касается ременного привода, то здесь хочется обратить внимание на выбор самого ремня ГРМ. На сегодняшний день чаще всего встречаются два типа ремня – шовный и бесшовный. Недобросовестные или реально бестолковые продавцы предлагают бесшовные ремни как более надёжные, да ещё выдают их за оригинальные. Дело в том, что качественный ремень состоит из нескольких слоёв, сваренных по торцу методом вулканизации. А бесшовный представляет собой обычную резиновую трубу, нарезанную на ремни. Кроме этого настоящий оригинальный ремень поставляется только в комплекте с роликами. Кстати о роликах. Многие серьёзно считают, что замену натяжных роликов можно производить через одну замену ремня ГРМ. Это действительно имеет место, но не для всех без исключения двигателей. Одни допускают такую замену, а для других это чревато дорогостоящими последствиями. Вывод: внимательно читаем инструкцию по эксплуатации.

Теперь пару слов о зазорах. При наличии гидрокомпенсаторов вопрос отпадает автоматически, за исключением моторного масла. Гидрокомпенсаторы как раз и выходят из строя по причине использования в двигателе непредусмотренного инструкцией масла. С регулируемыми зазорами немного посложнее. На каждом двигателе предусмотрена своя технология проверки и регулировки зазоров в зависимости от пробега, но есть некоторые общие нюансы для всех моторов. В старых двигателях с нижним расположением распредвала износ всех контактирующих деталей меньше износа кромки клапана, поэтому если на холостых оборотах слышен цокающий звук – срочно на регулировку. Повышенные динамические нагрузки, о которых как раз и предупреждает этот звук, только увеличивают износ деталей всего газораспределительного механизма. В современных ГРМ с верхним расположением распредвала  при нормальной езде бояться нечего, так как тепловое расширение деталей ГРМ в этом случае одинаково и регулировка зазоров проводится по регламенту ТО. Но если вы любитель спортивной езды, то должны знать о том, что при больших нагрузках увеличивается эрозионный износ рабочих кромок клапанов и сёдел. При этом клапан начинает постепенно проваливаться, а зазор, соответственно, уменьшаться. Я неоднократно был свидетелем хвастовства многих водителей, особенно на авторынке, тихой и мягкой работой двигателя. В этом и заключается главная опасность. Тихая и мягкая работа мотора на холостых оборотах, особенно «на холодную», говорит о том, что зазоры уже выбраны. При полной мощности клапан нагревается, удлиняется и упирается в кулачок, не позволяя кромкам плотно сесть в седло головки блока цилиндров. Как следствие, скорый прогар клапана, признаком которого является износ тыльной стороны кулачка распредвала, увидеть который можно невооружённым глазом.

Выхлопная система

В этой статье будут рассмотрены два основных вопроса, связанные с устройством системы выпуска отработанных газов и методами определения неисправности двигателя по цвету дыма из выхлопной трубы. А начнём мы с самого простого: устройство выхлопной системы. Многие водители, даже не один год эксплуатировавшие автомобиль, путаются в названиях узлов выхлопной системы: коллектор, резонатор, гофр, иногда просто называя их банками – первая, средняя, последняя и т.д. Поэтому запоминаем: первой деталью идёт выпускной коллектор, соединяющий непосредственно выпускные каналы головки блока цилиндров двигателя с узлами выхлопной системы. На форсированных моторах, где слияние каналов выпуска происходит по схеме 4 – 2 – 1, его иногда называют пауком. Это делается для повышения мощности двигателя, так же как и полировка коллектора, которая реально повышает мощность только моторов с распределённым и непосредственным впрыском топлива. Но об этом будет отдельная статья. Коллектор плавно переходит в приёмную трубу, которая соединяется с резонатором с помощью гофра, представляющего собой армированное гибкое соединение. Резонатор же,  судя по своему названию и не вдаваясь в тонкости физических процессов, изменяет длину  звуковой волны, делая её «тише», если так можно выразиться. Затем резонатор с помощью труб соединяется с глушителем, представляющим собой систему лабиринтов, в которых звуковая волна изменяет направление движения и окончательно теряет свою мощь. Для увеличения мощности двигателя применяется так называемый прямоточный глушитель, реально способствующий прибавке мощности на  5 – 7 %, но при этом растёт уровень шума и начинаются проблемы с прохождением техосмотра. Поэтому в повседневной обычной эксплуатации автомобиля применение прямоточного глушителя абсолютно нецелесообразно, тем более что мощность увеличивается только в зоне максимальных оборотов. На разных автомобилях может быть различное количество деталей системы выхлопа, но общий принцип построения и конфигурации одинаковый.

Хочется обратить ещё внимание на правильный выбор глушителя, потому что фирм, выпускающих узлы выхлопной системы множество, но не все придерживаются стандартов и требований производителя. Во-первых, изучите способ установки креплений глушителя к кузову автомобиля, которые должны привариваться не к самому корпусу так называемой банки, а к ленте хомута, опоясывающего сам корпус глушителя. Затем посмотрите на конец трубы, который должен быть не отформован, а иметь надетое на него кольцо. Труба должна привариваться не к корпусу, а к специальному выступу на банке и   не должна выступать над плоскостью фланца. В противном случае выхлопные газы  будут сечь по прокладке. Покраска глушителя должна представлять собой матовое и равномерное алюмопокрытие, на «левых» банках краска блестит и нанесена наплывами. Самое главное, на глушителе должна быть штампованная маркировка торговой марки, а так же каталожный номер, неделя и год изготовления. На действительно оригинальной или фирменной детали дополнительно штампуется знак омологации в виде литеры «е» с цифрой. Ну и, конечно же, проверьте визуально качество завальцовки и сварных швов.

А теперь вопрос: можно ли по цвету выхлопных газов определить техническое состояние двигателя автомобиля? Ответ – да, опытный автослесарь по цвету выхлопа с вероятностью 90 % укажет на возможную неисправность. Чаще всего, особенно зимой, наблюдается белый дым. В этом случае волноваться не стоит, белый дым представляет собой обычный конденсат, который, как правило, при прогреве исчезает. Это оптимальная работа любого двигателя. Волноваться нужно начинать в том случае, когда дым слишком обильный и с прогревом не исчезает. Это может быть последствием прогорания прокладки головки блока цилиндров или дефекты литья самой ГБЦ. Подтверждением этого дефекта является наличие эмульсии в моторном масле и пузырьков воздуха в расширительном бачке системы охлаждения. Цвет выхлопа может ещё иметь серо-голубой оттенок, который тоже при прогреве должен исчезнуть. Для устранения этого нюанса достаточно поменять моторное масло с фильтром и промыть  топливную  систему. Если же он не исчезает, да ещё при нажатии на педаль акселератора происходит выброс смога, то это является подтверждением износа газораспределительного механизма или поршневых колец. При наличии в трансмиссии автоматической коробки передач серо-голубой выхлоп может сигнализировать о неисправности вакуумного модулятора. Тёмный оттенок выхлопным газам придаёт обогащённая горючая смесь.