CТОА "АВТОМАСТЕР"

 Ремонт иномарок, ДВС, КПП, ходовой и электрооборудования автомобилей.

Время работы: Понедельник-Суббота с 8:00 до 17:00; Воскресенье - выходной.

Новочебоксарск,
ул. Силикатная 17, 
8-903-357-80-02 (приём заказов),
(8352) 73-35-49 (автозапчасти)

Диагностика и ремонт современного бензинового двигателя.

 

 

→ Оказываем квалифицированные услуги по диагностике и ремонту бензиновых двигателей

Бензиновый двигатель внутреннего сгорания преобразует энергию сгорания топливно-воздушной смеси в полезную работу по перемещению автомобиля.

Современными тенденциями развития двигателестроения является:
• Улучшение топливной экономичности и связанной с ним токсичности выхлопных газов;
• Увеличение ресурса двигателя
• Улучшения компактности двигателя (с целью улучшения развесовки и оптимизации внутреннего пространства автомобиля).

Рассмотрим какими средствами достигаются эти цели и что это за собой влечет.

Топливная экономичность и экологичность двигателя связаны в первую очередь с совершенством организации рабочего процесса сгорания топливно-воздушной смеси на различных режимах работы двигателя ,этим «делом» занимается система управления двигателем.
Основой для организации управления работой двигателя являются показания различных датчиков:
• Датчик оборотов двигателя (определяет частоту вращения двигателя);
• Датчик фазы(определяет в каком положении находится коленвал в данный момент времени);
• Датчик расхода воздуха (ДМРВ);
• Лямда-зонд (датчик обратной связи для корректирования топливоподачи с целью оптимизации соотношения воздух-топливо);
• Датчик детонации (датчик обратной связи для коррекции угла зажигания);
• И др.

На основе показаний датчиков блок управления вырабатывает команды исполнительным механизмам которые входят в состав подсистем например по приготовлению топливо-воздушной смеси или системы зажигания.

Различают две принципиально разные схемы приготовления топливо-воздушной смеси бензинового двигателя - это приготовление смеси во впускном коллекторе (традиционная схема) и непосредственный впрыск топлива в камеру сгорания( технология TFSI).

В первом случае дозирование топливной смеси происходит с помощью частичного перекрытия впускного тракта дроссельной заслонкой ( от этого зависит режим работы двигателя).
Система топливоподачи по фактически поступившему количеству воздуха рассчитывает необходимое количество топлива и это топливо подается в нужный момент во впускной коллектор перед впускным клапаном.
Режим работы двигателя задается водителем с помощью педали газа.
В современном двигателе отсутствует прямая связь (в виде троса или тяги)между педалью газа и дроссельной заслонкой. Дросельная заслонка перемещается с помощью электропривода и ее положение определяется блоком управления в зависимости от расчетного крутящего момента.
Блок управления стремится к тому чтобы на любом режиме работы двигателя (холостой ход, режим частичных нагрузок, режим полной мощности, и т.д.) соотношение воздух-топливо приближалось к стехиометрическому (14:1). Именно при этом соотношении достигается максимальная топливная экономичность и экологичность выхлопных газов.
Во втором случае воздух поступает в камеру сгорания отдельно от топлива, а топливо подается в камеру сгорания в конце такта сжатия под большим давлением (примерно 50 -150бар).
За счет турбулентности воздуха и разбрызгивания топлива форсункой происходит перемешивание воздуха с топливом и образуется топливо-воздушная смесь.
Данная схема организации рабочего процесса позволяет на некоторых режимах работы двигателя использовать очень бедные смеси (17:1).
Смешивание воздуха с топливом происходит не равномерно, вокруг «факела» впрыскиваемого топлива образуется нормальная или богатая смесь, а возле стенок камеры сгорания может быть чистый воздух (гетерогенная смесь).
Системы непосредственного впрыска топлива позволяют добиться большей топливной экономичности, но минусом является то, что эти системы более сложные и уязвимые.
Помимо системы приготовления топливо-воздушной смеси блок управления двигателем управляет : системой зажигания, системой смещения фаз газораспределения, системой рециркуляции отработанных газов, системой вентиляции бензобака, системой наддува (для турбированных двигателей).

Для примера приведем схему управления двигателем ME 7.1.1 для автомобилей Passat W8

 

 

В принципе современные системы управления являются саморегулирующимися и не требуют вмешательства для регулировок за исключением случаев если обнаруживается неисправность какого либо компонента системы.

Каждая система управления двигателем согласно стандарта OBD-2 снабжена системой самодиагностики .
Данная система производит постоянный или периодический мониторинг работы датчиков и исполнительных механизмов. Далее на основе взаимозависимого анализа показаний датчиков и исполнительных механизмов блок управления делает вывод об исправности системы.
Например проверяется достоверность показаний различных датчиков (т.е. делается расчет каким должны быть показания проверяемого датчика на основе показаний других датчиков).
Или например по неравномерности вращения коленвала можно определить пропуски воспламенения в цилиндрах. Если система обнаруживает неисправность, то в памяти блока управления записывается код неисправности.

Система самодиагностики намного облегчает поиск неисправностей, но требует использования дорогостоящего диагностического оборудования и высокой квалификации обслуживающего персонала.
Неисправность может быть вызвана не только из-за сбоев в системе управления но и из-за неисправности в механической части двигателя (например низкая компрессия в одном из цилиндров, неправильная установка фаз ГРМ, пропуски воспламенения из-за замасливания свечей).
Наличие диагностического оборудования требуется не только для того чтобы считать коды неиспрвностей из блока управления двигателем , но также позволяет просматривать показания датчиков в момент появления неисправности (стоп-кадр), или например для управления исполнительными механизмами с целью моделирования различных ситуаций (например управление регулятором холостого хода РХХ, или функция отключения форсунок для выяснения неравномерности работы двигателя).

Таким образом участок диагностирования двигателя должен располагать следующими возможностями для выявления неисправностей как механической части двигателя так и системы управления:

• Наличие сканера (считывание кодов неисправностей, контроль исполнительных механизмов, считывание показаний датчиков в режиме текущего времени, запись «стоп-кадра», и др.);
• Наличие мотор-тестера (автомобильный осциллограф)позволяет записывать аналоговые сигналы от различных датчиков, управляющие сигналы для исполнительных механизмов с целью сравнения их с правильными;
• Компрессометр для замера компрессии по цилиндрам;
• Наличие базы данных с электросхемами систем управления двигателями, описанием параметров датчиков и исполнительных механизмов, схемой расположения компонентов и др.;
• Наличие стенда для проверки форсунок требуется в том случае если необходимо проверить механическую часть топливной форсунки (заедание иглы распылителя, качество распыла, герметичность запирающего конуса);
• Наличие газоанализатора. Позволяет проанализировать состав выхлопных газов и сравнить концентрации таких газов как СО , СН или О2 с идеальным уровнем.

Нарушение в системе смесеобразования или сгорания неизбежно вызывает изменение в составе выхлопных газов.
Рассмотрим теперь как достигается увеличение ресурса двигателя его компактности и каким образом это отражается на потребительских свойствах автомобиля.

Инженерам-двигателистам приходится решать очень сложные задачи.
С одной стороны улучшение процесса сгорания с помощью компьютерной системы управления двигателем вызывает необходимость усложнения конструкции механизма газораспределения (например использование четырех клапанов на цилиндр или смещение фаз ГРМ).
С другой стороны увеличение литровой мощности повышает требование к прочности и износостойкости несущих конструкций двигателя, таких как кривошипно-шатунная группа или блок цилиндров двигателя.
Все эти проблемы успешно решаются за счет усложнения конструкции двигателя и улучшения технологии производства двигателей.

Пример механизма ГРМ двигателя TFSI 1.8л. фирмы Audi

 

 

Из рисунка мы видим что в данной конструкции используются цепи с зубчатым зацеплением что увеличивает ресурс и снижает шумность цепного привода по сравнению с роликовыми цепями.
Здесь мы также видим наличие регулятора фаз на впускном валу, наличие балансирных валов для снижения уровня вибраций.

Из следующего рисунка можно видеть, как обеспечивается жёсткость блока цилиндров двигателя Audi V-6.

 

 

Крышки коренных подшипников образуют одну целую плиту, что уменьшает уровень деформаций несущих конструкций в процессе работы и увеличивает ресурс двигателя.
На следующем рисунке можно видеть пример использования кулачков распредвала разного сечения для одного и того же клапана (т.е. профиль кулачка для одного итого же клапана может меняться в зависимости от режима работы двигателя).
В этой же конструкции используются звездочки ГРМ триовальной формы. Так как цепи вращают распредвалы, которые воздействуют на клапана, то в приводе существует неравномерность усилия, которая вызывает повышенный износ цепей и увеличивает мощность потерь на вращение. Использование триовальных звездочек позволяет снизить эту неравномерность и увеличить ресурс цепей.

 

 

Меры подобные этим увеличивают КПД двигателя.

Использование современных технологий увеличивают долговечность и межсервисный интервал.
Но прогресс в этом деле имеет один существенный недостаток - если вдруг с двигателем случится что-то то в личном гараже его лучше не разбирать.
А случиться у нас в России может очень многое, например не то масло залил или залил то, но не вовремя , или не заметил как антифриз вытек и т.д.

Требования к автосервису которых необходимо придерживаться на наш взгляд при организации ремонта современного двигателя:

• Наличие достоверной информации о техпроцессе ремонта (моменты затяжки соединений, метки для установки фаз ГРМ, последовательность сборки –разборки, допуски на износ трущихся поверхностей);
• Наличие специалистов различных специальностей. Например чтобы принять решение о разборке двигателя необходимо вначале убедиться что проблема «внутри» двигателя, а не связана например с неисправностью системы управления, поэтому тут нужны диагност, электрик, моторист и может быть станочник;
• Наличие профессионального специнструмента для разборки-сборки и регулировки двигателя • Наличие специалистов и возможности правильно заказать запчасти на ремонтируемый двигатель ведь ошибка при заказе запчастей влечет безвозвратную потерю денег.
• Наличие оборудования для производства восстановительных станочных работ (фрезеровка головки блока, расточка и хонинговка блока цилиндров, шлифовка коленвала).

Если все это есть и все сделано руками профессионалов, то можно дать гарантию на ремонт двигателя.
И наоборот если вы разбирали и собирали двигатель в одном месте, шлифовали и растачивали в другом, запчасти заказывали в третьем, то как найти ответственного, если вдруг вы получили не то что ожидали.

В заключение приведем пример восстановительного ремонта двигателя связанного например с обрывом ремня ГРМ.
1. Выясняем встречаются ли клапана у данного двигателя при обрыве ремня ГРМ (если данных нет можно установить новый ремень ГРМ и замерить компрессию)
2. Если клапана встретились, то головку блока цилиндров необходимо снять.
Для этого вывешиваем двигатель на специальной траверсе (если это необходимо), снимаем навесные агрегаты которые мешают снятию головки, снимаем распредвалы и гидрокомпенсаторы (при этом необходимо заметить те места где они были установлены т.е. при сборке нужно установить их в те места где они приработались);
3. Снимаем ГБЦ и дефектуем детали.
Если клапана при обрыве ремня ГРМ встречаются с поршнями, то в лучшем случае клапана гнутся, в худшем оторвавшиеся тарелки клапанов могу повредить седла клапанов. В этом случае головка подлежит замене.
Допустим нам повезло и головка осталась цела, тогда проверяем плоскость разъема на кривизну специальной поверочной линейкой и щупом. Если кривизна более 0.15мм, тогда фрезеруем плоскость на фрезерном станке. Далее заказываем поврежденные клапаны и направляющие втулки клапанов.
Поврежденные втулки выбиваем специальной оправкой.
Нагреваем головку на специальной электроплите и забиваем новые.
Пробуем притереть клапаны. Обычно на иномарках, втулки изготовлены достаточно точно и поэтому при их замене обеспечивается соосность между осью клапана и центром седла.
Если соосности все же нет, тогда необходимо обработать посадочную фаску седла специальным инструментом, чтобы обеспечить эту соосность.
После этого притираем клапаны, при этом контролируем выступание стержня клапана относительно верхней плоскости ГБЦ .
Дело в том что между распредвалом и стержнем клапана обычно находится гидрокомпенсатор тепловых зазоров, а ход у него обычно не превышает 1.5мм и если мы в ходе притирки «сотрем» седло клапана больше чем нужно, то стержень клапана поднимется вверх и хода гидрокомпенсатора может не хватить. В этом случае, клапан после сборки закрывать до конца не будет.
4. Напресовываем маслосъемные колпачки и засухариваем клапаны.
Проверяем работу гидрокомпенсаторов перед сборкой.
Дело в том что гидрокомпенсаторы работают по принципу гидрозамка, то есть не являются проточными и при несвоевременной замене масла теряют подвижность (закоксовываются), в этом случае их необходимо разбирать и промывать или менять.
5. Наконец головка собрана, далее устанавливаем ее на блок цилиндров.
Перед затяжкой болтов крепления проверяем наличие масла или тосола в резьбовых отверстиях.
Если жидкость есть, откачиваем ее шприцем. Если этого не сделать, то при затяжке болтов блок цилиндров можно разорвать. Затягиваем болты в определенной последовательности, с определенным усилием, динамометрическим ключом (ни в коем случае не на глаз);
6. Устанавливаем поршни в среднее положение и укладываем распредвалы.
Затягиваем крышки распредвалов (путать местами крышки нельзя).
Устанавливаем валы ГРМ по меткам (или по шаблону) и устанавливаем ремень ГРМ.
Особое внимание уделяем натяжению ремня. Если конструкцией не предусмотрено автоматического натяжителя ремня, то в этом случае необходимо натягивать ремень с помощью специального прибора, который контролирует натяжение.
Далее проворачиваем коленвал двигателя вручную на один оборот и проверяем совпадение меток.
Если все нормально, тогда собираем остальное в обратной последовательности (особое внимание уделяем герметичности свечных колодцев так как попадание в них масла нарушает работу свечей).
7. Заливаем тосол и заводим двигатель.

Если собрано так, как мы описали и нормальными руками, двигатель гарантированно будет работать без проблем.
Если на чем то сэкономить - проблемы и новые затраты неизбежны.

Самый лучший способ избежать аварийных проблем вообще - это проводить регулярное техническое обслуживание в соответствии с рекомендациями завода изготовителя.

Станция Технического Обслуживания Автомобилей "АВТОМАСТЕР". Новочебоксарск, ул. Силикатная 17, 
8-903-357-80-02 (приём заказов), (8352) 73-35-49 (автозапчасти)