adattive - мобильная тема

Кривошипно-шатунный механизм

25 декабря 2014 - Сосо Пауляшвили

Работа двигателя внутреннего сгорания в принципе невозможна без кривошипно-шатунного механизма. Его предназначение — преобразование поступательно-вращательного движения поршня внутри цилиндра во вращательное движение коленчатого вала.

У стандартного 4-цилиндрового мотора кривошипно-шатунный механизм состоит из следующих элементов:

блок цилиндров с картером;
головка блока цилиндров;
поддон картера двигателя;
поршни в комплекте с поршневыми кольцами и пальцами;
шатуны, на которых крепятся поршни;
коленчатый вал;
маховик.

Если двигатель — это сердце автомобиля, то блок цилиндров — это сердце любого двигателя внутреннего сгорания. Он включает в себя не только цилиндры и поршневую группу, но и целый ряд иных элементов: каналы, заглушки, подшипники, сверления. Коленчатый вал, установленный на специальных подшипниках, вращается именно в блоке цилиндров.

Коленчатый вал с маховиком

Нижняя часть блока цилиндров называется картер. Во время работы двигателя в блоке постоянно циркулирует специальная охлаждающая жидкость: летом это может быть обыкновенная вода, в зимнее время следует заливать специально предназначенные жидкости (например, тосол или антифриз).

Внутри блока цилиндров проходят также масляные каналы, которые относятся к системе смазки двигателя.

Значительная часть навесного моторного оборудования монтируется на блоке цилиндров и при работающем моторе составляет с ним единое целое.

Напомним, что под мощным давлением после сгорания рабочей смеси поршень передает движение через шатун (на котором он установлен) на коленчатый вал, образуя крутящий момент, с помощью которого автомобиль приводится в движение.

Двигатель внутреннего сгорания работает в очень жестком режиме. На холостых оборотах (то есть когда мотор работает, но машина стоит на месте, находясь на нейтральной передаче) коленчатый вал вращается со скоростью 600–900 об./мин (или около 10–16 об./с). Немало? Однако это лишь щадящий холостой режим. Во время движения со средней скоростью мотор работает интенсивнее и коленчатый вал крутится со скоростью от 2 000 до 4 000 об./мин. Что касается современных спортивных автомобилей, то у них скорость вращения коленчатого вала нередко превышает 200 об./мин (10 000–13 000 об./мин)!

Попробуйте представить, насколько стремительно двигаются поршни в цилиндрах. Как уже говорилось, за один полный оборот коленчатого вала поршень успевает два раза пройти расстояние между верхней и нижней мертвыми точками. Получается, что эти движения он выполняет буквально за доли секунды. Если к этому добавить мощное давление и высокую температуру в каждом цилиндре, то условия работы двигателя внутреннего сгорания можно смело назвать боевыми.

Несмотря на это, моторы способны проходить очень и очень большие расстояния, что обусловлено высоким уровнем современных технологий производства двигателей. Многие автопроизводители дают гарантию на двигатель на пробег 300 000, 500 000 и даже 1 000 000 км (последним показателем может похвастаться, например, «Мерседес»). Для сравнения: на новый автомобиль ВАЗ-2107, выпущенный в 2007 году, завод дает гарантию на 35 000 км пробега.

Разумеется, гарантия на двигатель сохраняется при соблюдении правил эксплуатации, таких как своевременная замена масла и фильтров (с использованием только качественных продуктов), заправка автомобиля хорошим топливом. По этим причинам ряд зарубежных автопроизводителей не дают столь длительных гарантий на машины, которые эксплуатируются в российских условиях. Ведь зачастую качество отечественных расходных материалов оставляет желать лучшего (несмотря на достаточно высокие цены).

Что касается возможных неисправностей кривошипно-шатунного механизма, то среди наиболее часто встречающихся отметим следующие:

износ подшипников коленчатого вала (как коренных, так и шатунных);
износ шеек коленчатого вала;
износ поршневых пальцев и колец, а также залегание поршневых колец;
ослабление крепления головки блока цилиндров;
износ цилиндров;
образование нагара на днищах поршней и внутренних поверхностях камер сгорания.

Внешне определить неисправность кривошипно-шатунного механизма можно по таким критериям, как снижение компрессии в цилиндрах, потеря мощности двигателя, дымление из выхлопной трубы, повышенный расход масла (это является причиной дымления) и топлива, появление посторонних шумов во время работы мотора.

По характеру появившихся шумов опытные автомобилисты определяют, где именно возникла неисправность и что она собой представляет. Например, если звонкий стук, возникающий во время работы холодного двигателя, постепенно снижается или исчезает по мере его прогревания, произошел износ цилиндров и поршней. Когда подобный звук сохраняется во всех режимах работы двигателя — износились втулки верхних головок шатунов и поршневые пальцы.

Подобные неисправности могут затронуть как все цилиндры сразу, так и только некоторые из них. Чтобы узнать, в каком именно цилиндре вышли из строя детали кривошипно-шатунного механизма, нужно завести двигатель, прогреть его до рабочей температуры и поочередно с каждой свечи снять высоковольтный провод, после чего поставить его на место. Когда таким способом будет обесточен неисправный цилиндр, посторонние шумы либо исчезнут, либо заметно ослабеют.

Иногда работающий двигатель издает глухой стук, который заметно усиливается при резком увеличении частоты вращения коленчатого вала. В данном случае с высокой долей вероятности можно сделать вывод об износе шатунных либо коренных подшипников. Вышедшие из строя шатунные подшипники стучат тише, шум слышится из блока цилиндров в зонах, соответствующих верхнему и нижнему положению поршней (ВМТ и НМТ). Коренные подшипники при износе стучат громче, но шум хорошо слышен только внизу.

ПРИМЕЧАНИЕ При износе шатунных и коренных подшипников наблюдается понижение давления моторного масла в системе смазки двигателя.

Если работающий двигатель издает сильные металлические стуки и это сопровождается существенным падением давления масла, то, скорее всего, выплавились вкладыши шатунных либо коренных подшипников.

Детали шатунно-поршневой группы представлены на рисунке.

Детали шатунно-поршневой группы

В ситуации, когда двигатель стал потреблять слишком много топлива и масла, а из выхлопной трубы автомобиля выходит синий дым, — вероятно, износились поршни, цилиндры и поршневые кольца либо кольца залегли в своих канавках (залипли). Залипание колец — самая безобидная неисправность, ее устраняют даже без разборки двигателя. Для этого в каждый цилиндр через свечные отверстия (разумеется, предварительно выкрутив свечи) следует залить примерно по 30 г смеси, составленной в равных пропорциях из керосина и денатурированного спирта. Смесь нужно оставить на 8–10 ч, затем завести двигатель, дать ему поработать 15–20 мин, после чего заменить моторное масло и масляный фильтр.

Потеря двигателем мощности может быть вызвана снижением компрессии в цилиндрах. Причиной обычно является износ поршней и цилиндров, поломка, износ, залегание либо потеря упругости поршневых колец. Необходимо проверить затяжку болтов или гаек, которыми крепится головка блока цилиндров, а также состояние прокладки головки блока цилиндров (возможно, она повреждена или сильно изношена).

Подтяжку креплений головки блока цилиндров следует выполнять только на холодном двигателе в строго определенной последовательности, которую можно узнать в руководстве по эксплуатации автомобиля. Подтяжка осуществляется в два этапа: вначале в полсилы, затем — с полным усилием.

Кривошипно-шатунный механизм

Читайте также: