Причины замены маслосъемных колпачков. Признаки износа

Износ маслосъемных колпачков

Сальники клапанов ГРМ, более известные под названием “маслосъемные колпачки”, препятствуют попаданию масла из ГБЦ в камеру сгорания при открытии клапанов. Ресурс этих деталей составляет примерно 100 тыс. км., но при агрессивной эксплуатации, использовании некачественных ГСМ и после долгого простоя двигателя (больше года) износ маслосъемных колпачков происходит быстрее. В результате износа сальников масло поступает в камеру сгорания, из-за чего мотор теряет мощность и работает нестабильно, расход масла существенно увеличивается.

Как определить износ сальников клапанов и как его устранить – расскажем в этой статье.

Признаки износа сальников клапанов

Основной признак износа маслосъемных колпачков – сизый дым из выхлопной трубы при запуске и перегазовке после прогрева. При открытии маслозаливной горловины на работающем ДВС оттуда может идти дым, а в колодцах свечей и на наконечниках проводов или катушках зажигания возможно появление следов масла. Следы замасливания также можно обнаружить на резьбе и электродах свечей.

Следы замасливания на резьбе свечи

Попадание масла в камеру сгорания приводит к закоксовке деталей ЦПГ, что чревато прогаром клапанов и залеганием поршневых колец. Со временем это может привести к необходимости капремонта мотора. Опасен и повышенный расход масла – при несвоевременной доливке возможны перегрев, образование задиров и даже заклинивание двигателя. Симптомы износа сальников клапанов схожи с признаками других проблем, приводящих к масложору, поэтому предварительно необходимо убедиться в том, что проблема именно в маслосъемных колпачках.

Как определить износ маслосъемных колпачков

Все симптомы износа маслосъемных колпачков, приводящие к этому причины и методы диагностики для удобства собраны в таблице ниже.

СимптомПричины появленияПоследствияСпособы диагностики
Из выхлопа идет сизый дымМасло, стекающее из ГБЦ в камеру сгорания по шейкам клапанов, сгорает вместе с бензином и продукты его горения окрашивают выхлоп в сизый цвет.Продукты горения масла образуют нагар, кольца «залегают», клапаны перестают плотно прилегать и могут прогореть. Если уровень смазки упадет ниже минимума, ДВС может выйти из строя из-за масляного голодания.Запустить двигатель после простоя в течение 2–3 часов или резко выжать педаль газа в пол на 2–3 секунды на холостых оборотах на прогретом моторе. Оценить наличие и цвет дыма.
Нагар на электродах свечей, замасленная резьбаИзлишки масла из камеры сгорания выдавливает по резьбе свечей, но уплотнительное кольцо мешает ему выйти наружу.Ухудшается искрообразование, из-за чего топливовоздушная смесь хуже сгорает, мотор начинает работать нестабильно. На инжекторных двигателях ЭБУ видит пропуски зажигания и пытается их устранить, изменяя размер порции впрыскиваемого топлива и момент зажигания. Из-за этого повышается расход бензина и теряется тяга.Выкрутить свечи и осмотреть их электроды, а также резьбу на предмет замасливания и нагара.
Увеличенный расход маслаМасло свободно проникает в камеру сгорания через испорченные сальники клапанов, где сгорает вместе с топливом.Ухудшается работа мотора, образуется нагар в цилиндрах, а критическое падение уровня смазки может стать фатальным для ДВС.Регулярно проверять уровень смазки по достижении определенной отметки пробега. Расход масла при износе маслосъемных колпачков достигает 1 л/ 1000 км и даже больше.
Затрудняется запуск холодного двигателяСтекающее из ГБЦ масло скапливается на клапанах и поршнях, «закидывает» свечи. Так как температура его воспламенения намного выше, чем у бензина или газа, а промасленная свеча хуже дает искру, поджечь обогащенную смазочным материалом смесь становится затруднительно.Увеличивается нагрузка на АКБ, сокращается ее срок службы. Свечи в масле тоже работают хуже, так как быстро покрываются нагаром. Остатки несгоревшего масла загрязняют катализатор и лямбда-зонды, сокращая их ресурс.При холодном старте увеличивается количество оборотов стартера до момента запуска двигателя.
Из маслозаливной горловины идет сизый дымВыхлопные газы в момент открытия клапана через изношенный сальник поступают в ГБЦ и выходят наружу через горловину.Масло насыщается продуктами горения, из-за чего быстро меняет свой цвет и теряет изначальные смазывающе-защитные свойства.Открыть пробку маслозаливной горловины на работающем двигателе.

На авто с исправным каталитическим нейтрализатором сизый дым из выхлопа может отсутствовать, так как он дожигает продукты горения масла. При наличии нейтрализатора уделите повышенное внимание другим симптомам!

Как понять: износ маслосъемных колпачков или проблема в кольцах?

Диагностика износа маслосъемных колпачков не ограничивается визуальными методами. Эти же симптомы могут свидетельствовать и о других проблемах, например, залегании или износе поршневых колец либо нерабочей системе вентиляции картерных газов. Чтобы отличить признаки износа сальников клапанов от других проблем, нужно:

Как определить износ сальников клапанов эндоскопом: видео

  • Замерить компрессию на холодную и на горячую. При износе МСК давление в цилиндрах обычно нормальное благодаря обильной смазке деталей ЦПГ. Если компрессия на холодную в норме (10–15 атм для бензина, 15–20 и более атм для дизеля, в зависимости от степени сжатия мотора), но после непродолжительной работы (до прогрева) снижается – возможны проблемы с колпачками. Если низкая и на холодную, и после прогрева, но повышается после впрыскивания в цилиндры по 10–20 мл масла – проблема в кольцах или выработке цилиндров.
  • Снять патрубок сапуна на работающем моторе. Если из маслозаливной горловины идет сизый дым, нужно снять патрубок вентиляции картерных газов, ведущий из картера в ГБЦ (его отверстие на головке надо прикрыть во избежание подсоса воздуха). При износе сальников клапанов дым из горловины все равно будет идти. Если проблема в кольцах или цилиндрах – дым пойдет из сапуна.

Сизый дым из выхлопной трубы в момент запуска указывает на наличие масла в камере сгорания

  • Определить, в какие моменты дымит из выхлопа. При износе сальников клапанов сизый дым вырывается из выхлопа в момент запуска (потому что в камере сгорания скопилось масло) и при перегазовке после прогрева (потому что при открытом дросселе масло подсасывает в цилиндры). После нескольких перегазовок дым может исчезнуть. Если неисправны маслосъемные кольца поршня, то дымит постоянно, и чем выше обороты – тем сильнее дым.
  • Осмотреть тарелки клапанов эндоскопом. Двигателю нужно дать остыть, после чего выкрутить свечи и осмотреть клапаны эндоскопом через свечные колодцы. Если сальники клапанов не держат масло, то оно будет постепенно стекать по их шейкам, образуя масляные пятна на тарелках клапанов и седлах. Если возникла сильная течь маслосъемных колпачков, возможно даже попадание капелек масла на поршень. Если клапаны сухие, то проблема в кольцах.

Как устранить течь маслосъемных колпачков

Если текут сальники клапанов, устранить проблему можно двумя способами:

  • заменить маслосъемные колпачки;
  • использовать специальные присадки.

Замена маслосъемных колпачков – трудоемкая процедура, требующая вмешательства в ГБЦ. На многих моторах хватит частичного разбора головки, но на некоторых моделях ее нужно полностью снимать.

Самодельное приспособление для снятия сальников из плоскогубцев

Для замены сальников клапанов необходимы:

  • гаечные ключи/головки и отвертки (номера зависят от модели авто);
  • рассухариватель клапанов;
  • ключ для натяжения ремня ГРМ;
  • цанговый съемник колпачков, или длинногубцы с круглым захватом, или мощный пинцет;
  • гибкий пруток олова до 1 см диаметром и 20–30 см длиной;
  • трубка-оправка для напрессовки новых сальников.

Также потребуется купить сами сальники, число которых равно числу клапанов в двигателе.

Чтобы самостоятельно заменить МСК, нужно:

Когда и как менять маслосъемные колпачки: видео

  1. Извлечь свечи и снять клапанную крышку (крышки на V-образных ДВС).
  2. Ослабить ремень и демонтировать распределительный вал (валы на V-образных и DOHC-моторах).
  3. Извлечь толкатель (стаканчик) клапана, гидрокомпенсатор, регулировочную шайбу или другие детали, перекрывающие доступ к «сухарям».
  4. Рассухарить клапан и извлечь пружину.
  5. С помощью цанги, длинногубцев или пинцета снять с клапана старый сальник.
  6. Смазать стержень маслом и напрессовать новый колпачок оправкой.
  7. Собрать привод клапана в обратном порядке.
  8. Повторить п. 4–8 для остальных клапанов.
  9. Установить распределительный вал и выставить валы по меткам, натянуть ремень ГРМ, завершить сборку.

Чтобы клапан не нырнул в цилиндр, его нужно через свечной колодец подпирать прутком олова! Альтернативные способы – наддув давления компрессором через свечной колодец и набивание камеры сгорания плотной веревкой через него же (конец должен оставаться снаружи).

Замена сальников клапанов на СТО обойдется от 5 тысяч рублей (плюс стоимость новых сальников). В некоторых случаях избавиться от течи можно с помощью специальной химии.

Присадки от течи сальников клапанов

Остановить течь сальников клапанов, если они не повреждены, а лишь немного деформированы, можно с помощью специальных присадок для моторного масла. Они воздействуют на резиновые уплотнители ДВС, смягчая их материал и возвращая ему эластичность, приостановив тем самым течь маслосъемных колпачков.

  • Liqui Moly Oil Verlust Stop. Присадка работает как стабилизатор вязкостных свойств моторного масла, а также воздействует на резиновые и пластиковые уплотнители, возвращая им эластичность. Добавляется в масло из расчета 300 мл (1 флакон) на 3–4 литра смазки, эффект проявляется спустя 600–800 км.
  • WINDIGO (Wagner) Oil-Stop. Добавка для моторного масла, не изменяющая его свойств и воздействующая только на сальники. Восстанавливает их эластичность, уменьшает зазоры, за счет чего останавливает утечки масла. Добавляется в смазку в пропорции 3–5% (30–50 мл на литр).
  • Hi-Gear HG2231. Бюджетная селективная присадка, которая не влияет на вязкостные и смазывающие качества масла, воздействуя на резиновые уплотнители. Заливается из расчета 1 флакон на рабочий объем масла, эффект достигается спустя 1–2 дня езды.
Читайте также:  Как сделать шины низкого давления своими руками

Liqui Moly Oil-Verlust Stop

WINDIGO (Wagner) Oil Stop

Присадки в масло – не панацея, поэтому они эффективны не всегда. Эти вещества способны продлить на 10–30% срок службы сальников клапанов, пробег которых близится к расчетному ресурсу (до 100 тыс. км), временно “подлечить” текущие маслосъемные колпачки и дымление из выхлопа на ранней стадии проблемы, но не устраняют запущенную неисправность.

Если маслосъемные колпачки совсем изношены, расход масла составляет около 1 л/1000 км или сальники на стоявшем 10 лет без движения моторе напрочь рассохлись – эффект, в лучшем случае, будет частичным. А если проблему и удастся минимизировать, все равно нужно готовиться к замене маслосъемных колпачков через 10–30 тысяч км.

Выбор размягчающих присадок

Подбор подходящих присадок, направленных на восстановление маслосъёмных колпачков, несколько осложняется широким ассортиментом подобной продукции на рынке. Производители предлагают целый спектр добавок, каждая из которых направлена на выполнение конкретных задач. Среди них заслуженной популярностью пользуются составы, предназначенные для восстановления эластичности маслосъёмных колпачков и других уплотнительных прорезиненных элементов.

Чтобы ориентироваться немного в предложениях, познакомим вас с некоторыми наиболее популярными, эффективными и заслужившими признание у автовладельцев присадками. Неудивительно, что все они представляют известные бренды. Некачественная присадка долго не задерживается, а быстро пропадает с прилавка, как только появляются негативные отзывы о ней. Это расчёт на быструю прибыль. Именитые компании, которые дорожат собственной репутацией, не заинтересованы в снижении интереса к своей продукции. Потому стараются применять новые технологии, использовать актуальные разработки в области автомобильной химии. На выходе мы получаем хоть и более дорогие, но качественные и действительно полезные добавки.

  • Liqui Moly;
  • Xado;
  • Wagner;
  • Hi-Gear.

Это популярные бренды, которые предлагают свои решения проблемы с маслосъёмными колпачками. Потому рассмотрим их отдельно.

Wagner

Средство, которое необходимо в этом случае, называется Oil Stop. Проверенный временем качественный продукт, который хорошо себя показывает в вопросах восстановления разных уплотнителей в автомобиле. Важным достоинством препарата считается отсутствие воздействия с химическими веществами, которые входят в состав моторного масла. Средство сразу попадает на прокладки, колпачки и сальники, расширяя их изначальный объём. Этот препарат широко применяется при устранении утечек смазочных жидкостей и в гидравлических системах.

Hi-Gear

Производитель широкого профиля, который выпускает всевозможные варианты автомобильной химии, включая присадки для восстановления эластичности резиновых прокладок. В нашем случае стоит обратить своё внимание на два варианта автохимии:

  • HG 2246;
  • HG 2243.

Это две современные высокотехнологичные присадки, которые предотвращают окисление масла, возобновляют изначальные свойства моторного масла, повышают компрессию. Практика и испытания автолюбителями наглядно показали, что вещества ведут себя очень хорошо при взаимодействии с резиновыми элементами. Отмечается способность восстанавливать кольца, колпачки даже в случае их деформации средней степени тяжести. Подобного не удавалось достигать ни одному из конкурентов, что делает Hi-Gear одним из первоочередных выборов для автовладельцев.

Чтобы получить максимальную пользу от препаратов, производитель советует заливать их в автомобили, у которых средний или большой пробег. На относительно новых машинах использование присадки не даст ощутимого эффекта, хотя в целях профилактики не помешает.

Украинский производитель автохимии, который успел завоевать мировую популярность. Из небольшого предприятия в Харькове Xado превратился в узнаваемый далеко за пределами Украины бренд, обладающий высоким качеством и адекватными ценами. Если маслосъёмные кольца страдают от образовавшегося на них нагара, Хадо станет чуть ли не лучшим решением в сложившейся ситуации. Здесь важно внимательно читать инструкции от производителя. Не заливайте состава больше нормы или раньше положенного времени. Если вы переусердствуете, либо будете бесконтрольно лить автохимию в свой автомобиль, пусть даже и с благими намерениями, ни к чему хорошему это не приведёт.

Liqui Moly

Ещё один бренд с мировым именем, который обладает не только хорошо развитым рекламным отделом, но и высокотехнологичным оборудованием. Целые лаборатории и огромный персонал специалистов трудятся ради создания новой продукции, которая будет соответствовать всем международным стандартам, требованиям и удовлетворять потребности самих автовладельцев.

Главным действующим лицом в вопросе устранения проблем с маслосъёмными колпачками является присадка под названием Oil Verlust Stop от производителя Liqui Moly. Сейчас эта добавка широко распространена во всём мире, что позволяет с лёгкостью приобрести флакон присадки Ликви практически в любом магазине автомобильной химии. Этот препарат является универсальным средством в вопросах решения проблемы течи моторного масла. С его помощью можно справиться с лёгкими недугами сальников, резиновых прокладок и маслосъёмных колпачков.

Наиболее значимым положительным эффектом средства от Liqui Moly является защита маслосъёмных колпачков и колец от продуктов угара смазочных материалов. Это позволяет вернуть материалу прежнюю эластичность и функциональные возможности. Все указанные выше присадки активно применяются автолюбителями и специалистами при ремонте различных транспортных средств. Это в очередной раз доказывает их высокую степень эффективности.

Часто задаваемые вопросы

Сколько ходят маслосъемные колпачки?

Заложенный ресурс маслосъемных колпачков составляет около 100 тыс. км. Но из-за перегрева, использования некачественного масла или нарушения интервалов его замены, срок службы сокращается, поэтому нередко менять сальники клапанов приходится через 50–90 тыс. км. Если автомобиль несколько лет стоял без эксплуатации, то маслосъемные колпачки рассыхаются и, прежде чем начать пользоваться машиной, нужно их заменить.

Какие признаки неисправности маслосъемных колпачков?

О том, что сальники клапанов изношены, обычно свидетельствуют 3 основных признака:

    синеватый дым из выхлопа и из маслозаливной горловины в момент запуска до прогрева двигателя и при сильном нажатии на педаль газа;

масляный нагар на свечах зажигания;

Как определить, кольца или маслосъемные колпачки текут?

Определенные выводы можно сделать по характеру выхлопа, так как дымит двигатель при износе маслосъемных колпачков только при старте и перегазовке. При спокойной езде дым обычно отсутствует. Также нужно осмотреть сапун: дым из него обычно говорит о проблеме с ЦПГ, либо о засорении системы вентиляции картера. При износе колец дым и запах подгоревшего масла будут постоянно.

Особенности работы присадок

Для начала запомните, что нет специальных отдельных присадок для размягчения исключительно маслосъёмных колпачков. Это универсальные присадки, которые применяются при проблемах с:

  • колпачками;
  • сальниками;
  • прокладками;
  • прочими уплотнителями из резины.

Добавки используются с целью продлить срок службы изделий, размягчить их структуру и вернуть изначальные функциональные возможности по уплотнению разных элементов двигателя. Качественные составы способны возобновить эластичность даже тех элементов, которые успели сильно загрубеть, затвердеть и износиться, но не разрушиться. Дополнительно присадки для МСК позволяют мягко очистить каналы и систему смазки автомобиля. Это положительно сказывается на работе силовой установки. Устраняется нагар, выводятся шлакообразования, удаляются различные продукты окислительных процессов.

Замена маслосъемных колпачков: основные признаки износа, процедура замены

Клапаны двигателя работают в очень тяжелых условиях. Сверху на них беспрерывно воздействует распределительный вал, создается большое трение. А снизу они находятся в среде высокой температуры выхлопных газов. Распредвал, пожалуй, больше других деталей двигателя смазывается маслом, как следствие оно попадает и на клапаны, по которым стекает вниз к камере сгорания. Если не воспрепятствовать этому процессу, произойдет следующее. Масло будет смешиваться с топливо-воздушной смесью в цилиндрах и сгорать. Это приведет к образованию нагара на стенках камеры сгорания, на поршнях и поршневых кольцах – закоксованности. Повысится износ двигателя и ухудшатся характеристики его работы и качество горючей смеси. Но самая большая проблема в том, что нагар образуется на седле клапана и его головке (сверху на плоской части, так называемой “юбочке”). Клапан перестает закрываться. Такая неисправность – серьезное нарушение работы двигателя, которое в небольшие сроки приводит его в нерабочее состояние.

Для чего нужны маслосъемные колпачки?

Где находятся маслосъемные колпачки

Читайте также:  Какой кроссовер лучше: Шкода Йети или Ниссан Кашкай

Чтобы предотвратить попадание масла в камеру сгорания, на клапанах устанавливают маслосъемные колпачки (они же сальники штока клапанов). Спутать маслосъемные колпачки с маслосъемными кольцами получится разве что только в названии. Как узнать, маслосъемные колпачки или кольца? Колпачки – маленькие резиновые сальники, а кольца – большие металлические тонкие образования, которые идеально входят в пазы поршней (кривошипно-шатунный механизм). В то время как маслосъемные колпачки находятся там, где располагаются клапаны и направляющие втулки, между ними (а это уже газо-распределительный механизм).

Сальник штока клапана – это по сути расходник в автомобиле, но замена такого элемента приравнивается к капитальному ремонту двигателя, так как поменять его без разборки ДВС невозможно.

Сколько маслосъемных колпачков в двигателе? Их в двигателе ровно столько же, сколько и клапанов. То есть, если это восьмиклапанный ДВС, то и колпачков, соответственно, восемь. Когда клапан движется, открывая и закрывая впускное/выпускное отверстие, колпачок снимает со штока (с узкой длинной части клапана) излишки масла таким образом, что рабочие поверхности (то есть та часть клапана, которая взаимодействует с камерой) остаются сухими. Маслосъемные колпачки изготовлены из резины, которая под воздействием агрессивной среды быстро изнашивается.

Признаки износа маслосъемных колпачков

Как у любого расходника, у сальника есть свое регламентированное время использования. Ресурс маслосъемных колпачков составляет 100 000 км пробега. Но как показывает практика, сальники приходят в негодность раньше регламентированного времени. Об этом свидетельствует появление следующих неполадок:

    образование на свечах зажигания нагара,
    уменьшение уровня моторного масла,
    появление сизого дыма из выхлопной трубы при сильном нажатии на педаль газа.

Далее наблюдается падение компрессии, образование нагара в цилиндрах, что проявляется в неровном холостом ходе, снижении мощности и повышенном расходе топлива.

Замена маслосъемных колпачков

Расположение маслосъемных колпачков

Самое оптимальное решение – установка маслосъемных колпачков, рекомендуемых заводом-изготовителем данного автомобиля.

Такие симптомы на автомобиле дают повод задуматься о замене сальников штоков клапанов. Делать это, конечно, лучше в специализированных автосервисах. Цена замены маслосъемных колпачков будет колебаться в районе 4 – 8 тысяч рублей. Сколько стоят сами маслосъемные колпачки? Относительно недорого, около 500 рублей за каждый. Теперь вы можете рассчитать, сколько стоит замена маслосъемных колпачков. Можно произвести операцию своими руками. Но обратите внимание, что сальники легко деформируются при неправильном обращении с ними.

Первое, что нужно сделать, это выбрать нужные маслосъемные колпачки. Акрилатный каучук более современный материал, чем фторкаучук. Размер маслосъемных колпачков можно вычислить, измерив диаметр имеющегося клапана – это для внутренней части. Что касается моделей сальников (сюда же можно и отнести внешний размер), то на старый ДВС можно установить новые, а вот на новый устаревшие не лучший вариант.

Замена маслосъемных колпачков своими руками

Для работы понадобится: набор ключей, рассухариватель клапанов, щипцы для маслосьемных колпачков, оправка. Удобнее всего менять маслосьемные колпачки на демонтированной головке блока цилиндров. Есть возможность снятия маслосъемных колпачков без снятия головки. Для этого нужно будет при снятии сальников с клапанов для каждого поршня выставлять верхнюю мертвую точку. Иначе, у клапанов есть все шансы провалиться в цилиндр, даже если вы их будете придерживать, к тому же при установке новых колпачков без упора будет крайне неудобно.

Процедура замены маслосъемных колпачков

Итак, как поменять маслосъемные колпачки? Устанавливается ВМТ или снимается ГБЦ. Для работы лучше всего использовать специальный инструмент для замены маслосъемных колпачков, но также мы рассмотрим, как можно снять маслосъемные колпачки без съемника. С помощью рассухаривателя изымается тарелка и пружина клапана. Далее специальными щипцами для маслосъемных колпачков демонтируется сальник (некоторые используют пассатижи в качестве съемника маслосъемных колпачков своими руками, но стоит учитывать риск повреждения штока клапана при использовании неспециализированного инструмента). Специальной оправкой для маслосъемных колпачков забивается молотком новый сальник (заменить оправку можно металлической трубкой подходящего диаметра, но крайне нежелательно). Для более легкого хода шток и внутреннюю поверхность резинового элемента можно смазать моторным маслом. Удары должны быть несильными и точными, так как данная деталь хрупкая, подвергается деформации. Об установке маслосъемного колпачка в посадочное гнездо свидетельствует глухой звук. То же самое проделывается с остальными клапанами. После того, как новые сальники штока клапанов установлены, возвратный механизм обратно засухаривается, ГБЦ собирается, прочее навесное оборудование возвращается на место. Операция закончена.

В заключение

После замены маслосъемных колпачков

Чтобы увеличить срок службы сальников, используются специальные присадки для маслосъемных колпачков. Одни из них воздействуют на резиновую часть, размягчая ее, другие направлены на герметизацию образовавшихся зазоров. Если использование присадок для восстановления маслосъемных колпачков еще имеет свой эффект, то восстановление маслосъемных колпачков, изъятых из двигателя, совсем не имеет смысла, так как срок службы их будет недолгим, а значит в скором будущем вам придется снова потратиться на процедуру их замены, что совсем невыгодно.

Если после замены маслосъемных колпачков проблему устранить не удалось, это значит, что замена была произведена неправильно (редко) либо неисправность заключалась в другом (часто).

Частый вопрос автовладельцев: “Почему после замены маслосъемных колпачков дымит машина?”. Скорее всего, требовалась замена не колпачков, а уже упомянутых выше маслосъемных колец (функции у них похожи).
Как проверить маслосъемные колпачки? Некоторые автолюбители проверяют, что именно вышло из строя, колпачки или кольца, так : если дым идет из выхлопной трубы 1- 2 минуты – то это колпачки, а если не пропадает совсем – то это кольца.
Пренебрегать данной операцией, либо откладывать ее на потом не стоит. Ведь за выходом из строя маленьких резиновых сальников стоят большие неисправности более крупных узлов двигателя внутреннего сгорания вплоть до полной остановки “сердца автомобиля”.

Двигатель 1.8: признаки износа и замена маслосъемных колпачков

Любой водитель легкового автомобиля с ДВС должен уметь различить признаки износа маслосъемных колпачков, так как в противном случае выработка и затвердевание клапанных сальников чреваты цельным рядом последствий. Если вовремя выявить проблему, то можно без особых проблем приобрести съемник для рассухаривания и произвести замену резинометаллических деталей даже без снятия головки.

Как трудятся сальники клапанов

Со временем сальники клапана ссыхаются, провоцируя утечку моторного масла, заставляя пуще доливать его до нормы

Маслосъемные колпачки, как их называют в простонародье, установлены прямо на штоках клапанов, представляют собой сочетание резиновой обоймы и стальной втулки, призванной повысить жесткость конструкции. Когда клапан открывается, колпачок его прикрывает, не позволяя маслу литься в цилиндр. Конечно, определенная часть смазки все же попадает под уплотнитель, но это норма – идет природная смазка узла. С течением времени эластичность детали снижается, она ссыхается, и наблюдается увеличение объема просачивающейся жидкости. Как итог, масло «уходит», заставляя доливать до нормы все чаще и чаще.

Приметы износа маслосъемных колпачков: сколько масла берет двигатель 1.8

Первоначальный и главный симптом затвердевших, изношенных сальников клапанов – перерасход моторного масла. Истина, у некоторых двигателей регламент разрешает заметные отклонения от общепринятой нормы в 200-300 мл на 1000 км пробега. Так,турбированные моторы 1.8, устанавливаемые на модели автоконцерна Volkswagen AG (Фольксваген, Ауди, Шкода, Сеат) на легитимных основаниях требуют долива смазки до 500-700 мл на каждую тысячу километров. Аналогичная ситуация складывается кругом двигателей PSA Peugeot Citroën, разработанных совместно с BMW (устанавливаются также на модели Mini) – паспортные эти говорят о «норме» в 1000 мл моторного масла, которое необходимо доливать в двигатель любые 1000 км.

Подобные вещи подчеркивают важность знания «своего» расхода масла. Если же силовой агрегат между сервисными операциями потребляет приметно больше рекомендованных значений, то это серьезный повод задуматься о замене маслосъемных колпачков.

Другой признак ухода масла в цилиндры вследствие потери колпачками своей кондиции – синевато-сизый дым из выхлопной трубы, какой отчетливо можно заметить в первые минуты работы мотора и дальше при переключениях передач, во время надавливания на педаль акселератора. Также речистым свидетельством вышеуказанной проблемы являются масляные отложения на резьбовой доли свечи зажигания. Когда в камере сгорания повышается давление, то перенасыщенная маслом смешение частично выдавливается сквозь микроскопические зазоры. Например, через резьбу свечи, где зазор составляет не немало 0,3 мм. Под воздействием высокой температуры бензин из смеси улетучивается, оставляя после себя изрядный «резерв» смазочного материала. Косвенно указывает на кончину колпачков и темный нагар на электродах.

Достоверно такая же сажа появляется на стенках цилиндров. И если игнорировать проблему, то в одинешенек прекрасный день из-за налета клапан попросту пригорит.

Читайте также:  ФКУ СИЗО-1 УФСИН России в Санкт Петербурге в Колпино – СИЗО-тюрьма Новые Кресты

Как понять, что нужна замена колпачков, а не поршневой системы двигателя

Весьма легко перепутать признаки рассыхания клапанных сальников и выработки цилиндропоршневойгруппы. В обоих случаях проблема назревает после 200 000 км, нередко имеет место на подержанных авто, которые были куплены без должной диагностики. Немало того, жор масла, синий дым свойственны и той, и другой болезни. Вот только затвердевшие маслосъемные колпачки не воздействуют на показатель компрессии, которая обычно падает при износе поршневых перстней, стенок самих поршней и цилиндров. Если машина потребляет чересчур немало масла (от 1 л на 1000 км), но компрессия в цилиндрах находится в норме, то 90 из 100, что это колпачки.

Добавочная проверка производится на работающем двигателе с открученной крышкой маслоналивной горловины: у мотора, спрашивающего ремонта ЦПГ, должен наблюдаться дым из горловины, в то время как отработавшие свое колпачки такого не возбуждают.

Цена съемника «сухарей» Тойота, Фольксваген, Ауди и принцип его труды

Неотъемлемым атрибутом замены маслосъемных колпачков на любом двигателе, будь то Лексус или ВАЗ, является так именуемый рассухариватель. Это фирменный либо универсальный (подходит для моторов различных марок) инструмент для зажима пружин клапанов, без чего выполнить ремонт не представляется вероятным. Принцип работы съемника сухарей достаточно прост: рассухаривателькрепится к корпусу двигателя опорными точками, при поддержки механического давления на тарелку пружина возврата клапана зажимается, что позволяет демонтировать сухари.

Многоопытные автовладельцы рекомендуют обратить особое внимание на сохранность сухариков, так как они имеют тенденцию теряться, а также попадать вовнутрь двигателя.

Также следует учесть, что универсальные съемники часто не так уж многозадачны – одни конструкции подходят для моторов с компоновкой ONV, ONC, HV, иные рассчитаны специально под обслуживание «опелевских» двигателей SOHC и т.д. Следует уточнять этот момент перед покупкой инструмента.

Цена рассухаривателя:

  • для верхнеклапанных двигателей – от 3500 руб.;
  • для двигателей OHV, OHC, CHV – от 2000 руб.;
  • комплексный комплект инструментов для рассухаривания на двигателях Тойота Камри, Фольксваген Гольф, Митсубиси Лансер и др. – 20 000 руб.

Рассухариватель, как на фото — неотъемлемый атрибут замены маслосъемных колпачков на любом двигателе

Поменять без снятия головки: стоимость ремкомплекта Форд, Мазда, Ниссан

В официальном сервисе специалисты обыкновенно настаивают на варианте замены колпачков, который предусматривает снятие головки блока цилиндров. Так изготавливать демонтаж/установку сальников заметно проще, а все затраченное на возню с ГБЦ пора оплачивается за счет клиента. Таким образом, набегает приличная сумма денежек. Но если не доходить до снятия «головы», то потребуется меньше нервов, поре, не придется тратиться на прокладку ГБЦ и новые болты. При доступе к рассухаривателю (не непременно покупать – можно, к примеру, временно одолжить у товарища) дело остается за небольшим. Необходимо приобрести комплект фирменных либо неоригинальных маслосъемных колпачков.

Стоимость оригинального ремкомплекта (сальники клапанов):

  • Тойота Камри 2.4 – 1300 руб.;
  • Форд Фокус 1.8 – 1500 руб.;
  • Фольксваген Гольф 1.6 – 1800 руб.;
  • Ниссан Кашкай 2.0 – 1500 руб.;
  • БМВ X3 2.5i – 2200 руб.;
  • Мазда 6 1.8 – 1600 руб.

Замена МСК на Митсубиси Лансер IX 1.6

Рассмотрим поэтапно процесс замены клапанных сальников на Mitsubishi Lancer 1.6 девятого поколения без снятия головки блока цилиндров.

  • Производится демонтаж катушек зажигания, после чего выкручиваются свечи.
  • После отвинчивания шести болтов снимается клапанная покрышка
    Отсоединяются шланги.
  • Чтобы гидрокомпенсаторы не повыпадали, их можно закрепить проволокой либо пластиковыми хомутами.
  • Необходимо выкрутить 13 болтов крепления осей коромысел.Оси снимаются в сборе без переворачивания (во избежание утечки масла из компенсаторов).
  • Чтобы сухари не сорвались в поддон, отверстия двигателя закупориваются поролоном, чистыми тряпками.
  • При поддержки меток на шкиве и головке выставляется ВМТ в первом и четвертом цилиндрах.
  • Съемник сухарей одной долей крепится к корпусу головки клапанов, второй – упирается в тарелку, что позволяет освободить и достать пинцетом сухари.
  • После изымания тарелки с пружиной является доступ к колпачку.
  • Демонтаж самого колпачка в идеале нужно изготовлять посредством специального съемного устройства. Но за неимением такового можно приноровиться трудиться плоскогубцами. Впрочем, при отсутствии деликатности можно легко повредить направляющую клапана.
  • Прежде чем поменять пунктами старый и новый колпачки, не помешает проверить на предмет люфта сам клапан.
  • Смазанный маслом новоиспеченный колпачок напрессовывается при помощи подходящей оправки – можно воспользоваться гаечной головкой на 10 мм.
  • Пружина и тарелка возвращаются на пункт, при помощи пинцета и съемника сухари ставятся обратно.
  • Замена МСК в оставшихся двух цилиндрах производится после проворачивания шкива по меткам и выставления ВМТ.
  • Весьма желательно затяжку болтов осей коромысел производить динамометрическим ключом с соблюдением рекомендованных автопроизводителем смыслов (50 Нм).

Особенности замены колпачков на 16-клапанном ВАЗ Приора

Чтобы получить доступ к колпачкам на Приоре, придется вначале выкрутить свечи из колодцев, демонтировать катушки зажигания, а также сбросить дроссельный узел. После этого можно будет открутить болты клапанной покрышки, чтобы извлечь коромысла и собственно произвести замену МСК при помощи съемника. В цельном расклад таков же, как и в случае Лансера: выставляются ВМТ в цилиндрах, снимаются сухари и пружинки, ставятся новоиспеченные сальники, идет обратная сборка. Как правило, весь комплекс трудов отнимает у исполнителя от 8 до 12 часов.

Дымит двигатель, как понять это кольца или колпачки? Разбираемся в вопросе

Что такие маслосъемные колпачки

Клапан и маслосъемные колпачки.

Маслосъемные колпачки необходимы в двигателях для того, чтобы предотвращать попадание масла и мелкого мусора в камеры сгорания. Их нередко называют клапанными сальниками, и это наименование в полной мере отражает ту роль, которую они выполняют.

Располагаются маслосъемные колпачки непосредственно на штоках клапанов, и состоят из трех основных частей:

  • Основание;
  • Собственно колпачок;
  • Пружина.

Основание представляет собой втулку, изготавливаемую из стали. Она играет роль каркаса этой детали и придает ей необходимую прочность. Собственно колпачок — это основной элемент детали. Его изготавливают из специальной, устойчивой к высоким температурам и воздействию силы трения резины. Колпачок установлен внутри втулки, и будучи смонтированным на клапан, плотно облегает шток и снимает масло. А пружина монтируется в специальной кольцевой выемке колпачка и обеспечивает максимально плотное его прилегание к штоку.

Что касается масла, которые эти колпачки должны снимать, то оно подается в газораспределительный механизм масляным насосом. Оно предназначено для смазывания деталей ГРМ, испытывающих на себе трение, и увеличения их ресурса. В то же самое время его попадание внутрь цилиндров через клапанные группы крайне нежелательно, поскольку, сгорая, оно образует нагар, скапливающийся на их стенках.

Следует заметить, что в современных двигателях внутреннего сгорания маслосъемным колпачкам приходится функционировать в довольно жестких условиях высоких температур и повышенных механических нагрузок. Кроме того, на них негативно воздействуют и вещества, содержащиеся в снимаемой смазочной жидкости. Поэтому производители маслосъемных колпачков используют для их изготовления наиболее долговечные, устойчивые к трению, термическому и химическому воздействию материалы.

Почему дымит двигатель?

По цвету выхлопа можно примерно определить неисправность двигателя. Разумеется, точный диагноз могут поставить лишь мастера СТО. Но направление поиска поломки вы определите самостоятельно. Материал подготовлен специалистами сайта Skrutit-speedometr.ru, у нас вы можете профессионально смотать спидометр на своем авто без следов вмешательства и с гарантией. Система отвода газов рассчитана на определенные параметры топливной смеси и технологию ее сгорания. Если с этим все в порядке, очистка выхлопа происходит в штатном режиме, и он практически не воняет, при плюсовой температуре дым почти не заметен. Когда любая их экологических систем в современных моторах дает сбой, в атмосферу попадает целый букет вредных веществ. Процесс сопровождается изменением цвета и запаха выхлопных газов.К таким системам и элементам можно отнести: ❶ Систему рециркуляции выхлопных газов (EGR). Ее работа на цвет выхлопа не влияет.

При поломке немного поменяется запах, и повысится уровень оксида азота и CO.

❷ Катализаторы. Чаще всего являются не причиной изменения цвета выхлопа, а «жертвой». Поломка каталитического нейтрализатора приводит к появлению резкого запаха из выхлопной трубы. Вы можете наблюдать следующие явления: ☛ Прозрачный дым, похожий на пар

(как из чайника на кухне). Собственно, это и есть водяные пары. Частично образуются при сгорании топлива (школьная химия), частично представляют собой преобразованный в пар оксид углерода (заслуга катализатора). Дым заметен при холодной погоде и непрогретом двигателе. Сопровождается водяным конденсатом (капли из глушителя). Такой выхлоп не является причиной для беспокойства. ☛
Движок задымил черным цветом
. Если это дизель – ищите проблему в сажевом фильтре. Бензиновый мотор имеет свои нюансы. Точнее, причина одна – богатая смесь или наличие топлива в выхлопных газах. Почему так происходит? Возможно, не держат клапана форсунок. В цилиндры попадает лишнее топливо, которое догорает в выхлопной системе.
Важно! Подобная неисправность быстро выведет из строя катализаторы
.

Также виной всему может быть плохая компрессия (клапана или компрессионные кольца). В результате снижается эффективность силовой установки, ЭБУ обогащает смесь. Еще одна возможная причина – забитый фильтр тонкой очистки топлива. Опять же, компьютер «видит» проблему и подает в цилиндры больше бензина, чем нужно.

Черный дым может быть и если воздушный фильтр засорился. Недостаток кислорода обогащает смесь, и топливо снова догорает в глушителе. И, наконец – некорректная работа датчиков (например, лямбда-зондов). Получая ошибочные данные, ЭБУ формирует неправильный состав топливной смеси. Косвенные признаки всех этих неисправностей – нагар на свечах. ☛ Сизый дым с резким запахом сгоревшего масла (как на старых мотоциклах, в которых двухтактный мотор работал на смеси бензина и масла). Причина – попадание смазочных материалов в камеру сгорания через маслосъемные кольца или колпачки. Косвенные признаки – высокий расход масла «на угар». ☛ Если двигатель дымит при запуске

Читайте также:  Какой автомобиль лучше: Toyota Fortuner или Land Cruiser Prado

, а по мере прогрева выхлоп нормализуется, затвердели маслосъемные колпачки на шейках клапанов. По мере нагрева материал размягчается, и проблема пропадает. ☛
Постоянный синий дым
бывает, если залегли или разрушились маслосъемные кольца. В камеру сгорания попадает масло, продукты его горения выходят с сизым дымом. ☛
После замены колец
(в том числе компрессионных) может идти сизый дым, пока элементы поршневой группы не притрутся. После обкатки симптомы пропадают. Это признак более серьезных неисправностей. Причина белого выхлопа – ОЖ в цилиндрах. Может быть пробита прокладка ГБЦ. В картер и цилиндры попадает охлаждающая жидкость (отсюда резкий запах антифриза). Также белый дым с резких запахом идет, если есть трещина в рубашке охлаждения блока цилиндров.Мало того, что ОЖ в камере сгорания это плохо, так еще и происходит утечка антифриза.В первую очередь, проверьте уровни технических жидкостей: масла и ОЖ.

По косвенным признакам вы определите вероятную поломку. Оценив свои возможности (СТО или собственный гараж), приобретите расходные материалы (прокладки, кольца, колпачки, фильтра) и готовьте машину к ремонту.

Если неисправность застала вас на трассе, на небольших оборотах двигайтесь к месту ремонта, периодически проверяя уровни масла и ОЖ.

Износ маслосъемных колпачков

Как и любая другая деталь двигателя внутреннего сгорания, регулярно испытывающая на себе целую комбинацию негативных воздействий различного рода, маслосъемные колпачки постепенно, но неуклонно изнашиваются. Их наиболее нагруженная резиновая часть со временем теряет эластичность, в ней появляются трещины. Кроме того, с течением времени и под воздействием высоких температур неминуемо ослабевает прижимная силы пружины. В результате износ маслосъемных колпачков приводит к тому, что масло не снимается со штоков клапанов и оно попадает в камеру сгорания ДВС.

Как показывает практика, ресурс маслосъемных колпачков, устанавливаемых в современных двигателях внутреннего сгорания, составляет приблизительно 100 000 километров пробега. После того, как автомобиль прошел это расстояние, они подлежат замене. Специалисты также рекомендуют менять маслосъемные колпачки и в двигателях автомобилей, которые в течение длительного времени были выведены из эксплуатации.

Кроме того, нередко случается так, что маслосъемные колпачки по тем или иным причинам изнашиваются преждевременно. В таких случаях они, разумеется, также требуют замены на новые. О том, что время такого рода ремонта двигателя пришло, свидетельствует несколько характерных признаков.

Низкая компрессия и как понять, в чем проблема ЦПГ, кольца или клапана

Все о седанахПоршневые кольца двигателя, замена поршневых колец своими рукамиЕще на темуКомментарии

Как уже было сказано, снижение компрессии может возникать по разным причинам. При этом достаточно часто к этому приводит залегание, износ или разрушение поршневых колец. Чтобы проверить кольца на месте без разборки двигателя, можно воспользоваться доступным способом проверки при помощи моторного масла. Под рукой нужно только иметь свечной ключ, немного масла и шприц.

  • После того, как был выявлен проблемный цилиндр и показания компрессии зафиксированы, через свечное отверстие нужно залить шприцем около 20-30 мл. чистого масла.
  • Затем отверстие нужно закрыть и прокрутить двигатель стартером. Это нужно для того, чтобы смазка растеклась по цилиндру.
  • Далее производится повторный замер компрессии в этом цилиндре.

В том случае, если компрессия явно повысилась или даже приблизилась к нормальному показателю, тогда вполне вероятно, что изношены следующие элементы ЦПГ: поршни, кольца или сами стенки цилиндров. При этом масло «уплотнило» имеющиеся дефекты, позволяя добиться необходимого сжатия смеси в цилиндре.

Если же показатель компрессии после заливки масла повышается незначительно, тогда вполне возможны проблемы с клапанами (например, прогар клапана и т.д.). Также могут быть сильно повреждены поршневые кольца, а также пробита прокладка ГБЦ.

Полное отсутствие каких-либо изменений означает, что герметичность камеры сгорания нарушена по причине каких-либо проблем с клапанным механизмом. Вполне возможно, что клапана неплотно прилегают к седлам, то есть необходимо их регулировать, притирать и т.д. Также не следует исключать трещины и пробои в БЦ или ГБЦ.

Признаки износа

Об износе маслосъемных колпачков могут свидетельствовать следующие признаки:

  • Существенно выросший расход масла;
  • Появление нагара на электродах свечей зажигания;
  • Появление выхлопных газов синего цвета в момент прогрева двигателя.

Увеличение «масляного аппетита» двигателя при износе маслосъемных колпачках вполне логично и объяснимо. Дело в том, что та смазочная жидкость, которая не снимается ими со штоков клапанов, попадает в цилиндры и сгорает. Соответственно, она безвозвратно теряется из системы смазывания силового агрегата, и масло приходится доливать чаще, чем обычно.

Поскольку масло сгорает, то продукты горения, имеющие синий цвет, выходят наружу, окрашивая в соответствующий цвет выхлопные газы. Когда двигатель разогревается, то масло сгорает практически полностью, поэтому синий дым исчезает.

Кромо этого, если масло, не снятое колпачками, попадает в цилиндры, то его мельчайшие капли оседают и на электродах свечей зажигания. Соответственно, после сгорания на них образуется нагар.

Как понять, что нужна замена колпачков, а не поршневой системы двигателя

Очень легко перепутать признаки рассыхания клапанных сальников и выработки цилиндропоршневойгруппы. В обоих случаях проблема назревает после 200 000 км, часто имеет место на подержанных авто, которые были куплены без должной диагностики. Более того, жор масла, синий дым свойственны и той, и другой болезни. Вот только затвердевшие маслосъемные колпачки не влияют на показатель компрессии, которая обычно падает при износе поршневых колец, стенок самих поршней и цилиндров. Если машина потребляет чересчур много масла (от 1 л на 1000 км), но компрессия в цилиндрах находится в норме, то 90 из 100, что это колпачки.

Дополнительная проверка производится на работающем двигателе с открученной крышкой маслоналивной горловины: у мотора, требующего ремонта ЦПГ, должен наблюдаться дым из горловины, в то время как отработавшие свое колпачки такого не вызывают.

Последствия износа маслосъемных колпачков

Как только начинают проявляться перечисленные признаки износа маслосъемных колпачков, следует заняться проверкой газораспределительной системы автомобиля, причем особое внимание необходимо уделить именно маслосъемным колпачкам. Опытные автолюбители делают это самостоятельно, менее искушенные отправляются на станцию технического обслуживания, где диагностику производят опытные специалисты.

Следует заметить, что эксплуатировать двигатель с изношенными маслосъемными колпачками категорически не рекомендуется. Как показывает практика, если игнорировать этот дефект и не устранять его, то практически неизбежно:

  • Снизится мощность силового агрегата;
  • На холостом ходу он начнет периодически глохнуть;
  • Обороты станут «плавать»;
  • Значительно упадет компрессия;
  • На цилиндрах, поршнях и клапанных седлах появится нагар.

Что касается нагара, то его появление — это действительно очень серьезный «звоночек», поскольку его образование вполне может привести к весьма дорогостоящему капитальному ремонту силового агрегата.

Как меняют маслосъемные колпачки?

Если автовладелец обнаруживает, что маслосъемные колпачки на его машине износились, то их необходимо заменить. Эту процедуру успешно осуществляют мастера станций технического обслуживания автомобилей.

Сначала они дают двигателю остыть, после чего демонтируют крышку ГРМ. Далее на распределительном и коленчатом валу они делают соответствующие метки, после чего снимают распредвал. На следующем этапе клапаны «рассухариваются» (то есть с них снимаются толкающие пружины), с них демонтируются неисправные маслосъемные колпачки. Для этого специалисты чаще всего используют или обычные пассатижи, или специально предназначенную для этой цели цангу. Затем штоки клапанов смазываются маслом, после чего на них надеваются новые маслосъемные колпачки. Далее сборка газораспределительного механизма автомобиля осуществляется в обратном порядке.

Читайте также:  Потеют стекла в автомобиле – что делать? Причины запотевания

Замена МСК на Митсубиси Лансер IX 1.6

Рассмотрим поэтапно процесс замены клапанных сальников на Mitsubishi Lancer 1.6 девятого поколения без снятия головки блока цилиндров.

  • Производится демонтаж катушек зажигания, после чего выкручиваются свечи.
  • После отвинчивания шести болтов снимается клапанная крышка Отсоединяются шланги.
  • Чтобы гидрокомпенсаторы не повыпадали, их можно закрепить проволокой либо пластиковыми хомутами.
  • Необходимо выкрутить 13 болтов крепления осей коромысел.Оси снимаются в сборе без переворачивания (во избежание утечки масла из компенсаторов).
  • Чтобы сухари не провалились в поддон, отверстия двигателя закупориваются поролоном, чистыми тряпками.
  • При помощи меток на шкиве и головке выставляется ВМТ в первом и четвертом цилиндрах.
  • Съемник сухарей одной частью крепится к корпусу головки клапанов, второй – упирается в тарелку, что позволяет высвободить и достать пинцетом сухари.
  • После изымания тарелки с пружиной появляется доступ к колпачку.
  • Демонтаж самого колпачка в идеале нужно производить посредством специального съемного устройства. Но за неимением такового можно приноровиться работать плоскогубцами. Впрочем, при отсутствии деликатности можно легко повредить направляющую клапана.
  • Прежде чем поменять местами старый и новый колпачки, не помешает проверить на предмет люфта сам клапан.
  • Смазанный маслом новый колпачок напрессовывается при помощи подходящей оправки – можно воспользоваться гаечной головкой на 10 мм.
  • Пружина и тарелка возвращаются на место, при помощи пинцета и съемника сухари ставятся обратно.
  • Замена МСК в оставшихся двух цилиндрах производится после проворачивания шкива по меткам и выставления ВМТ.
  • Очень желательно затяжку болтов осей коромысел производить динамометрическим ключом с соблюдением рекомендованных автопроизводителем значений (50 Нм).

Двигатель внутреннего сгорания (устройство и принцип работы).

Продолжаем познавательную страничку.

В настоящее время двигатель внутреннего сгорания является основным видом автомобильного двигателя. Двигателем внутреннего сгорания (сокращенное наименование – ДВС) называется тепловая машина, преобразующая химическую энергию топлива в механическую работу.

Различают следующие основные типы ДВС:

• Поршневой двигатель внутреннего сгорания;
• Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания;
• Газотурбинный двигатель внутреннего сгорания.

Из представленных типов двигателей самым распространенным является поршневой ДВС, поэтому устройство и принцип работы рассмотрены на его примере.

Достоинствами поршневого двигателя внутреннего сгорания, обеспечившими его широкое применение, являются:

Автономность;
• Универсальность
(сочетание с различными потребителями);
• Невысокая стоимость;
• Компактность;
• Малая масса;
• Возможность быстрого запуска;
• Многотопливность.

Вместе с тем, двигатели внутреннего сгорания имеют ряд существенных недостатков, к которым относятся:

• Высокий уровень шума;
• Большая частота вращения коленчатого вала;
• Токсичность отработавших газов;
• Невысокий ресурс;
• Низкий коэффициент полезного действия.

В зависимости от вида применяемого топлива различают следующие поршенвые ДВС:

Бензиновые двигатели;
• Дизельные двигатели.

Альтернативными видами топлива, используемыми в двигателях внутреннего сгорания, являются природный газ, спиртовые топлива – метанол и этанол, водород.

Водородный двигатель с точки зрения экологии является перспективным, т.к. не создает вредных выбросов. Наряду с ДВС водород используется для создания электрической энергии в топливных элементах автомобилей.

Поршневой двигатель внутреннего сгорания имеет следующее общее устройство:

• Корпус;
• Кривошипно-шатунный механизм;
• Газораспределительный механизм;
• Впускная система;
• Топливная система;
• Система зажигания
(бензиновые двигатели);
• Система смазки;
• Система охлаждения;
• Выпускная система;
• Система управления.

Корпус двигателя объединяет блок цилиндров и головку блока цилиндров. Кривошипно-шатунный механизм преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала. Газораспределительный механизм обеспечивает своевременную подачу в цилиндры воздуха или топливно-воздушной смеси и выпуск отработавших газов.

Впускная система предназначена для подачи в двигатель воздуха. Топливная система питает двигатель топливом. Совместная работа данных систем обеспечивает образование топливно-воздушной смеси. Основу топливной системы составляет система впрыска.

Система зажигания осуществляет принудительное воспламенение топливно-воздушной смеси в бензиновых двигателях. В дизельных двигателях происходит самовоспламенение смеси.

Система смазки выполняет функцию снижения трения между сопряженными деталями двигателя. Охлаждение деталей двигателя, нагреваемых в результате работы, обеспечивает система охлаждения. Важные функции отвода отработавших газов от цилиндров двигателя, снижения их шума и токсичности предписаны выпускной системе.

Система управления двигателем обеспечивает электронное управление работой систем двигателя внутреннего сгорания.

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания основан на эффекте теплового расширения газов, возникающего при сгорании топливно-воздушной смеси и обеспечивающего перемещение поршня в цилиндре.

Работа поршневого ДВС осуществляется циклически. Каждый рабочий цикл происходит за два оборота коленчатого вала и включает четыре такта (четырехтактный двигатель):

• Впуск;
• Сжатие;
• Рабочий ход;
• Выпуск.

Во время тактов впуск и рабочий ход происходит движение поршня вниз, а тактов сжатие и выпуск – вверх. Рабочие циклы в каждом из цилиндров двигателя не совпадают по фазе, чем достигается равномерность работы ДВС. В некоторых конструкциях двигателей внутреннего сгорания рабочий цикл реализуется за два такта – сжатие и рабочий ход (двухтактный двигатель).

На такте впуск впускная и топливная системы обеспечивают образование топливно-воздушной смеси. В зависимости от конструкции смесь образуется во впускном коллекторе (центральный и распределенный впрыск бензиновых двигателей) или непосредственно в камере сгорания (непосредственный впрыск бензиновых двигателей, впрыск дизельных двигателей). При открытии впускных клапанов газораспределительного механизма воздух или топливно-воздушная смесь за счет разряжения, возникающего при движении поршня вниз, подается в камеру сгорания.

На такте сжатия впускные клапаны закрываются, и топливно-воздушная смесь сжимается в цилиндрах двигателя.

Такт рабочий ход сопровождается воспламенением топливно-воздушной смеси (принудительное или самовоспламенение). В результате возгорания образуется большое количество газов, которые давят на поршень и заставляют его двигаться вниз. Движение поршня через кривошипно-шатунный механизм преобразуется во вращательное движение коленчатого вала, которое затем используется для движения автомобиля.

При такте выпуск открываются выпускные клапаны газораспределительного механизма, и отработавшие газы удаляются из цилиндров в выпускную систему, где производится их очистка, охлаждение и снижение шума. Далее газы поступают в атмосферу.

Рассмотренный принцип работы двигателя внутреннего сгорания позволяет понять, почему ДВС имеет небольшой коэффициент полезного действия — порядка 40%. В конкретный момент времени как правило только в одном цилиндре совершается полезная работа, в остальных – обеспечивающие такты: впуск, сжатие, выпуск.

Вот так вот, Друзья! Благодарю за внимание!

Принцип работы и устройство двигателя

Двигатель внутреннего сгорания называется так потому что топливо воспламеняется непосредственно внутри его рабочей камеры, а не в дополнительных внешних носителях. Принцип работы ДВС основан на физическом эффекте теплового расширения газов, образующихся в процессе сгорания топливно-воздушной смеси под давлением внутри цилиндров двигателя. Выделяемая в этом процессе энергия преобразуется в механическую работу.


В процессе эволюции ДВС выделились несколько типов двигателей, их классификация и общее устройство:

  • Поршневые двигатели внутреннего сгорания. В них рабочая камера находится внутри цилиндров, а тепловая энергия преобразуется в механическую работу посредством кривошипно-шатунного механизма, передающего энергию движения на коленчатый вал. Поршневые моторы делятся, в свою очередь, на:
    • карбюраторные, в которых воздушно-топливная смесь формируется в карбюраторе, впрыскивается в цилиндр и воспламеняется там искрой от свечи зажигания;
    • инжекторные, в которых смесь подаётся напрямую во впускной коллектор, через специальные форсунки, под контролем электронного блока управления, и также воспламеняется посредством свечи;
    • дизельные, в которых воспламенение воздушно-топливной смеси происходит без свечи, посредством сжатия воздуха, который от давления нагревается до температуры, превышающей температуру горения, а топливо впрыскивается в цилиндры через форсунки.
  • Роторно-поршневые двигатели внутреннего сгорания. Здесь тепловая энергия преобразуется в механическую работу посредством вращения рабочими газами ротора специальной формы и профиля. Ротор движется по «планетарной траектории» внутри рабочей камеры, имеющей форму «восьмёрки», и выполняет функции как поршня, так и ГРМ (газораспределительного механизма), и коленчатого вала.
  • Газотурбинные двигатели внутреннего сгорания. Особенности их устройства заключаются в преображении тепловой энергии в механическую работу с помощью вращения ротора со специальными клиновидными лопатками, который приводит в движение вал турбины.

Далее рассматриваются только поршневые двигатели, так как только они получили широкое распространение в автомобильной промышленности. Основные причины тому: надежность, стоимость производства и обслуживания, высокая производительность.

Устройство двигателя внутреннего сгорания

Первые поршневые ДВС имели лишь один цилиндр небольшого диаметра. В дальнейшем, для увеличения мощности сначала увеличивали диаметр цилиндра, а потом и их количество. Постепенно двигатели внутреннего сгорания приняли привычный нам вид. “Сердце” современного автомобиля может иметь до 12 цилиндров.

Наиболее простым является двигатель с рядным расположением цилиндров. Однако, с увеличением количества цилиндров растет и линейный размер двигателя. Поэтому появился более компактный вариант расположения — V-образный. При таком варианте цилиндры расположены под углом друг к другу (в пределах 180-ти градусов). Обычно используется для 6-цилиндровых двигателей и более.

Читайте также:  Нужна ли справка из автошколы при замене прав?

Одна из основных частей двигателя — цилиндр (6), в котором находится поршень (7), соединенный через шатун (9) с коленчатым валом (12). Прямолинейное движение поршня в цилиндре вверх и вниз шатун и кривошип преобразуют во вращательное движение коленчатого вала.

На конце вала закреплен маховик (10), назначение которого придавать равномерность вращению вала при работе двигателя. Сверху цилиндр плотно закрыт головкой блока цилиндров (ГБЦ), в которой находятся впускной (5) и выпускной (4) клапаны, закрывающие соответствующие каналы.

Клапаны открываются под действием кулачков распределительного вала (14) через передаточные механизмы (15). Распределительный вал приводится во вращение шестернями (13) от коленчатого вала.
Для уменьшения потерь на преодоление трения, отвод теплоты, предотвращения задиров и быстрого износа трущиеся детали смазывают маслом. В целях создания нормального теплового режима в цилиндрах двигатель должен охлаждаться.

Но главная задача – заставить работать поршень, ведь именно он является главной движущей силой. Для этого в цилиндры должны подаваться горючая смесь в определенной пропорции (у бензиновых) или отмеренные порции топлива в строго определенный момент под высоким давлением (у дизелей). Топливо воспламеняется в камере сгорания, отбрасывает поршень с большой силой вниз, тем самым приводя его в движение.

Принцип работы двигателя

Из-за низкой производительности и высокого расхода топлива 2-тактных двигателей практически все современные двигатели производят с 4-тактными циклами работы:

  1. Впуск топлива;
  2. Сжатие топлива;
  3. Сгорание;
  4. Вывод отработанных газов за пределы камеры сгорания.

Точка отсчета — положение поршня вверху (ВМТ — верхняя мертвая точка). В данный момент впускное отверстие открывается клапаном, поршень начинает движение вниз и засасывает топливную смесь в цилиндр. Это первый такт цикла.

Во время второго такта поршень достигает самой нижней точки (НМТ — нижняя мертвая точка), при этом впускное отверстие закрывается, поршень начинает движение вверх, из-за чего топливная смесь сжимается. При достижении поршнем максимальной верхней точки топливная смесь сжата до максимума.

Третий этап – это поджигание сжатой топливной смеси с помощью свечи, которая испускает искру. В результате горючий состав взрывается и толкает поршень с большой силой вниз.

На заключительном этапе поршень достигает нижней границы и по инерции возвращается к верхней точке. В это время открывается выпускной клапан, отработанная смесь в виде газа выходит из камеры сгорания и через выхлопную систему попадает на улицу. После этого цикл, начиная с первого этапа, повторяется снова и продолжается в течение всего времени работы двигателя.

Описанный выше способ является универсальным. По такому принципу построена работа практически всех бензиновых моторов. Дизельные двигатели отличаются тем, что там нет свеч зажигания – элемента, который поджигает топливо. Детонация дизельного топлива осуществляется благодаря сильному сжатию топливной смеси. При такте «впуск» в цилиндры дизеля поступает чистый воздух. Во время такта «сжатие» воздух нагревается до 600О С. В конце этого такта в цилиндр впрыскивается определенная порция топлива, которое самовоспламеняется.

Системы двигателя

Вышеописанное представляет собой БЦ (блок цилиндров) и КШМ (кривошипно-шатунный механизм). Помимо этого современный ДВС состоит и из других вспомогательных систем, которые для удобства восприятия группируют следующим образом:

  1. ГРМ (механизм регулировки фаз газораспределения);
  2. Система смазки;
  3. Система охлаждения;
  4. Система подачи топлива;
  5. Выхлопная система.

ГРМ — газораспределительный механизм

Чтобы в цилиндр поступало нужное количество топлива и воздуха, а продукты сгорания вовремя удалялись из рабочей камеры, в ДВС предусмотрен механизм, называемый газораспределительным. Он отвечает за открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов, через которые в цилиндры поступает топливо-воздушная горючая смесь и удаляются выхлопные газы. К деталям ГРМ относятся:

  • Распределительный вал;
  • Впускные и выпускные клапаны с пружинами и направляющими втулками;
  • Детали привода клапанов;
  • Элементы привода ГРМ.

ГРМ приводится в действие от коленчатого вала двигателя автомобиля. С помощью цепи или ремня вращение передается на распределительный вал, который посредством кулачков или коромысел через толкатели нажимает на впускной или выпускной клапан и по очереди открывает и закрывает их.

Система смазки

В любом моторе есть множество трущихся деталей, которые необходимо постоянно смазывать, чтобы уменьшить потери мощности на трение и избежать повышенного износа и заклинивания. Для этого существует система смазки. Попутно с ее помощью решается еще несколько задач: защита деталей двигателя внутреннего сгорания от коррозии, дополнительное охлаждение деталей мотора, а также удаление продуктов износа из мест соприкосновения трущихся частей. Систему смазки двигателя автомобиля образуют:

  • Масляный картер (поддон);
  • Насос подачи масла;
  • Масляный фильтр с редукционным клапаном;
  • Маслопроводы;
  • Масляный щуп (индикатор уровня масла);
  • Указатель давления в системе;
  • Маслоналивная горловина.

Система охлаждения

Во время работы мотора его детали соприкасаются с раскаленными газами, которые образуются при сгорании топливо-воздушной смеси. Чтобы детали двигателя внутреннего сгорания не разрушались из-за чрезмерного расширения при нагреве, их необходимо охлаждать. Охладить мотор автомобиля можно с помощью воздуха или жидкости. Современные моторы имеют, как правило, жидкостную схему охлаждения, которую образуют следующие части:

  • Рубашка охлаждения двигателя;
  • Насос (помпа);
  • Термостат;
  • Радиатор;
  • Вентилятор;
  • Расширительный бачок.

Система подачи топлива

Система питания для двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от искры и от сжатия отличаются друг от друга, хотя и имеют ряд общих элементов. Общими являются:

  • Топливный бак;
  • Датчик уровня топлива;
  • Фильтры очистки топлива — грубой и тонкой;
  • Топливные трубопроводы;
  • Впускной коллектор;
  • Воздушные патрубки;
  • Воздушный фильтр.

В обеих системах имеются топливные насосы, топливные рампы, форсунки подачи топлива, сам принцип подачи одинаков: топливо из бака с помощью насоса через фильтры подается в топливную рампу, из которой попадает в форсунки. Но если в большинстве бензиновых двигателей внутреннего сгорания форсунки подают его во впускной коллектор мотора автомобиля, то в дизельных оно подается непосредственно в цилиндр, и уже там смешивается с воздухом.

Выхлопная система

Система выхлопа предназначена для отвода отработанных газов из цилиндров двигателя автомобиля. Основные детали, ее составляющие:

  • Выпускной коллектор;
  • Приемная труба глушителя;
  • Резонатор;
  • Глушитель;
  • Выхлопная труба.

В современных двигателях внутреннего сгорания выхлопная конструкция дополнена устройствами нейтрализации вредных выбросов. Она состоит из каталитического нейтрализатора и датчиков, сообщающихся с блоком управления двигателем. Выхлопные газы из выпускного коллектора через приемную трубу попадают в каталитический нейтрализатор, затем через резонатор в глушитель. Далее через выхлопную трубу они выбрасываются в атмосферу.

Устройство и принцип работы двигателя внутреннего сгорания (18 фото+4 видео)

В устройстве двигателя поршень является ключевым элементом рабочего процесса. Поршень выполнен в виде металлического пустотелого стакана, расположенного сферическим дном (головка поршня) вверх. Направляющая часть поршня, иначе называемая юбкой, имеет неглубокие канавки, предназначенные для фиксации в них поршневых колец. Назначение поршневых колец – обеспечивать, во-первых, герметичность надпоршневого пространства, где при работе двигателя происходит мгновенное сгорание бензиново-воздушной смеси и образующийся расширяющийся газ не мог, обогнув юбку, устремиться под поршень. Во-вторых, кольца предотвращают попадание масла, находящегося под поршнем, в надпоршневое пространство. Таким образом, кольца в поршне выполняют функцию уплотнителей. Нижнее (нижние) поршневое кольцо называется маслосъемным, а верхнее (верхние) – компрессионным, то есть обеспечивающим высокую степень сжатия смеси.

Когда из карбюратора или инжектора внутрь цилиндра попадает топливно-воздушная или топливная смесь, она сжимается поршнем при его движении вверх и поджигается электрическим разрядом от свечи системы зажигания (в дизеле происходит самовоспламенение смеси за счет резкого сжатия). Образующиеся газы сгорания имеют значительно больший объем, чем исходная топливная смесь, и, расширяясь, резко толкают поршень вниз. Таким образом тепловая энергия топлива преобразуется в возвратно-поступательное (вверх-вниз) движение поршня в цилиндре.

Далее необходимо преобразовать это движение во вращение вала. Происходит это следующим образом: внутри юбки поршня расположен палец, на котором закрепляется верхняя часть шатуна, последний шарнирно зафиксирован на кривошипе коленчатого вала. Коленвал свободно вращается на опорных подшипниках, что расположены в картере двигателя внутреннего сгорания. При движении поршня шатун начинает вращать коленвал, с которого крутящий момент передается на трансмиссию и – далее через систему шестерен – на ведущие колеса.

Технические характеристики двигателя.Характеристики двигателя При движении вверх-вниз у поршня есть два положения, которые называются мертвыми точками. Верхняя мертвая точка (ВМТ) – это момент максимального подъема головки и всего поршня вверх, после чего он начинает движение вниз; нижняя мертвая точка (НМТ) – самое нижнее положение поршня, после которого вектор направления меняется и поршень устремляется вверх. Расстояние между ВМТ и НМТ названо ходом поршня, объем верхней части цилиндра при положении поршня в ВМТ образует камеру сгорания, а максимальный объем цилиндра при положении поршня в НМТ принято называть полным объемом цилиндра. Разница между полным объемом и объемом камеры сгорания получила наименование рабочего объема цилиндра.
Суммарный рабочий объем всех цилиндров двигателя внутреннего сгорания указывается в технических характеристиках двигателя, выражается в литрах, поэтому в обиходе именуется литражом двигателя. Второй важнейшей характеристикой любого ДВС является степень сжатия (СС), определяемая как частное от деления полного объема на объем камеры сгорания. У карбюраторных двигателей СС варьирует в интервале от 6 до 14, у дизелей – от 16 до 30. Именно этот показатель, наряду с объемом двигателя, определяет его мощность, экономичность и полноту сгорания топливо-воздушной смеси, что влияет на токсичность выбросов при работе ДВС.
Мощность двигателя имеет бинарное обозначение – в лошадиных силах (л.с.) и в киловаттах (кВт). Для перевода единиц одна в другую применяется коэффициент 0,735, то есть 1 л.с. = 0,735 кВт.
Рабочий цикл четырехтактного ДВС определяется двумя оборотами коленчатого вала – по пол-оборота на такт, соответствующий одному ходу поршня. Если двигатель одноцилиндровый, то в его работе наблюдается неравномерность: резкое ускорение хода поршня при взрывном сгорании смеси и замедление его по мере приближения к НМТ и далее. Для того, чтобы эту неравномерность купировать, на валу за пределами корпуса мотора устанавливается массивный диск-маховик с большой инерционностью, благодаря чему момент вращения вала во времени становится более стабильным.

Читайте также:  Второе место самых страшных наказаний в тюрьмах – карцер. Что это такое?

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания
Современный автомобиль, чаше всего, приводится в движение двигателем внутреннего сгорания. Таких двигателей существует огромное множество. Различаются они объемом, количеством цилиндров, мощностью, скоростью вращения, используемым топливом (дизельные, бензиновые и газовые ДВС). Но, принципиально, устройство двигателя внутреннего сгорания, похоже.
Как работает двигатель и почему называется четырехтактным двигателем внутреннего сгорания? Про внутреннее сгорание понятно. Внутри двигателя сгорает топливо. А почему 4 такта двигателя, что это такое? Действительно, бывают и двухтактные двигатели. Но на автомобилях они используются крайне редко.
Четырехтактным двигатель называется из-за того, что его работу можно разделить на четыре, равные по времени, части. Поршень четыре раза пройдет по цилиндру – два раза вверх и два раза вниз. Такт начинается при нахождении поршня в крайней нижней или верхней точке. У автомобилистов-механиков это называется верхняя мертвая точка (ВМТ) и нижняя мертвая точка (НМТ).
Первый такт – такт впуска

Первый такт, он же впускной, начинается с ВМТ (верхней мертвой точки). Двигаясь вниз, поршень, всасывает в цилиндр топливовоздушную смесь. Работа этого такта происходит при открытом клапане впуска. Кстати, существует много двигателей с несколькими впускными клапанами. Их количество, размер, время нахождения в открытом состоянии может существенно повлиять на мощность двигателя. Есть двигатели, в которых, в зависимости от нажатия на педаль газа, происходит принудительное увеличение времени нахождения впускных клапанов в открытом состоянии. Это сделано для увеличения количества всасываемого топлива, которое, после возгорания, увеличивает мощность двигателя. Автомобиль, в этом случае, может гораздо быстрее ускориться.

Второй такт – такт сжатия

Следующий такт работы двигателя – такт сжатия. После того как поршень достиг нижней точки, он начинает подниматься вверх, тем самым, сжимая смесь, которая попала в цилиндр в такт впуска. Топливная смесь сжимается до объемов камеры сгорания. Что это за такая камера? Свободное пространство между верхней частью поршня и верхней частью цилиндра при нахождении поршня в верхней мертвой точке называется камерой сгорания. Клапаны, в этот такт работы двигателя закрыты полностью. Чем плотнее они закрыты, тем сжатие происходит качественнее. Большое значение имеет, в данном случае, состояние поршня, цилиндра, поршневых колец. Если имеются большие зазоры, то хорошего сжатия не получится, а соответственно, мощность такого двигателя будет гораздо ниже. Компрессию можно проверить специальным прибором. По величине компрессии можно сделать вывод о степени износа двигателя.

Третий такт – рабочий ход

Третий такт – рабочий, начинается с ВМТ. Рабочим он называется неслучайно. Ведь именно в этом такте происходит действие, заставляющее автомобиль двигаться. В этом такте в работу вступает система зажигания. Почему эта система так называется? Да потому, что она отвечает за поджигание топливной смеси, сжатой в цилиндре, в камере сгорания. Работает это очень просто – свеча системы дает искру. Справедливости ради, стоит заметить, что искра выдается на свече зажигания за несколько градусов до достижения поршнем верхней точки. Эти градусы, в современном двигателе, регулируются автоматически «мозгами» автомобиля.
После того как топливо загорится, происходит взрыв – оно резко увеличивается в объеме, заставляя поршень двигаться вниз. Клапаны в этом такте работы двигателя, как и в предыдущем, находятся в закрытом состоянии.

Четвертый такт – такт выпуска

Четвертый такт работы двигателя, последний – выпускной. Достигнув нижней точки, после рабочего такта, в двигателе начинает открываться выпускной клапан. Таких клапанов, как и впускных, может быть несколько. Двигаясь вверх, поршень через этот клапан удаляет отработавшие газы из цилиндра – вентилирует его. От четкой работы клапанов зависит степень сжатия в цилиндрах, полное удаление отработанных газов и необходимое количество всасываемой топливно-воздушной смеси.

После четвертого такта наступает черед первого. Процесс повторяется циклически. А за счет чего происходит вращение – работа двигателя внутреннего сгорания все 4 такта, что заставляет поршень подниматься и опускаться в тактах сжатия, выпуска и впуска? Дело в том, что не вся энергия, получаемая в рабочем такте, направляется на движение автомобиля. Часть энергии идет на раскручивание маховика. А он, под действием инерции, крутит коленчатый вал двигателя, перемещая поршень в период «нерабочих» тактов.

Газораспределительный механизм (ГРМ) предназначен для впрыска топлива и выпуска отработанных газов в двигателях внутреннего сгорания. Сам механизм газораспределения делится на нижнеклапанный, когда распределительный вал находится в блоке цилиндров, и верхнеклапанный. Верхнеклапанный механизм подразумевает нахождение распредвала в головке блока цилиндров (ГБЦ). Существуют и альтернативные механизмы газораспределения, такие как гильзовая система ГРМ, десмодромная система и механизм с изменяемыми фазами.
Для двухтактных двигателей механизм газораспределения осуществляется при помощи впускных и выпускных окон в цилиндре. Для четырехтактных двигателей самая распространенная система верхнеклапанная, о ней и пойдет речь ниже.

Устройство ГРМ
В верхней части блока цилиндров находится ГБЦ (головка блока цилиндров) с расположенными на ней распределительным валом, клапанами, толкателями или коромыслами. Шкив привода распредвала вынесен за пределы головки блока цилиндров. Для исключения протекания моторного масла из-под клапанной крышки, на шейку распредвала устанавливается сальник. Сама клапанная крышка устанавливается на масло- бензо- стойкую прокладку. Ремень ГРМ или цепь одевается на шкив распредвала и приводится в действие шестерней коленчатого вала. Для натяжения ремня используются натяжные ролики, для цепи натяжные «башмаки». Обычно ремнем ГРМ приводится в действие помпа водяной системы охлаждения, промежуточный вал для системы зажигания и привод насоса высокого давления ТНВД (для дизельных вариантов).
С противоположной стороны распределительного вала посредством прямой передачи или при помощи ремня, могут приводиться в действие вакуумный усилитель, гидроусилитель руля или автомобильный генератор.

Распредвал представляет собой ось с проточенными на ней кулачками. Кулачки расположены по валу так, что в процессе вращения, соприкасаясь с толкателями клапанов, нажимают на них точно в соответствии с рабочими тактами двигателя.
Существуют двигатели и с двумя распредвалами (DOHC) и большим числом клапанов. Как и в первом случае, шкивы приводятся в действие одним ремнем ГРМ и цепью. Каждый распредвал закрывает один тип клапанов впускных или выпускных.
Клапан нажимается коромыслом (ранние версии двигателей) или толкателем. Различают два вида толкателей. Первый – толкатели, где зазор регулируется калибровочными шайбами, второй – гидротолкатели. Гидротолкатель смягчает удар по клапану благодаря маслу, которое находится в нем. Регулировка зазора между кулачком и верхней частью толкателя не требуется.

Весь процесс газораспределения сводится к синхронному вращению коленчатого вала и распределительного вала. А так же открыванию впускных и выпускных клапанов в определенном месте положения поршней.
Для точного расположения распредвала относительно коленвала используются установочные метки. Перед одеванием ремня газораспределительного механизма совмещаются и фиксируются метки. Затем одевается ремень, «освобождаются» шкивы, после чего ремень натягивается натяжным(и) роликами.
При открывании клапана коромыслом происходит следующее: распредвал кулачком «наезжает» на коромысло, которое нажимает на клапан, после прохождения кулачка, клапан под действием пружины закрывается. Клапаны в этом случае располагаются v-образно.
Если в двигателе применены толкатели, то распредвал находится непосредственно над толкателями, при вращении, нажимая своими кулачками на них. Преимущество такого ГРМ малые шумы, небольшая цена, ремонтопригодность.
В цепном двигателе весь процесс газораспределения тот же, только при сборке механизма, цепь одевается на вал совместно со шкивом.

Читайте также:  Рейтинг лучших автомобилей до 1 400 000 рублей 2021 года

Кривошипно-шатунный механизм (далее сокращенно – КШМ) – механизм двигателя. Основным назначением КШМ является преобразование возвратно-поступательных движений поршня цилиндрической формы во вращательные движения коленчатого вала в двигателе внутреннего сгорания и, наоборот.

Устройство и теория двигателей внутреннего сгорания

Устройство и теория двигателей внутреннего сгорания

В данной статье разберем устройство и теорию двигателей внутреннего сгорания, рассмотрим из чего они состоят и как работают. Вы найдете основные понятия и термины, описывается конструкция и работа двигателя.

Автомобильные двигатели различают:

  • по способу приготовления горючей смеси — с внешним смесеобразованием (карбюраторные, инжекторные, газовые двигатели) и с внутренним смесеобразованием (дизели),
  • по роду применяемого топлива — бензиновые (работающие на бензине), газовые (на горючем газе) и дизели (работающие на дизельном топливе),
  • по способу охлаждения — с жидкостным и воздушным охлаждением,
  • расположению цилиндров — рядные и V-образные,
  • по способу воспламенения горючей (рабочей) смеси—с принудительным зажиганием от электрической искры (карбюраторные и инжекторные двигатели) или с самовоспламенением от сжатия (дизели).

Бензиновые – это двигатели, работающие на бензине, с принудительным зажиганием. Приготовление топливно-воздушной смеси, и её дозирование осуществляют карбюраторные и инжекторные системы питания. Смесь в цилиндре воспламеняется в конце такта сжатия, принудительно от электрической искры.

Дизельные – это двигатели, работающие на дизельном топливе с воспламенением от сжатия. В дизельных двигателях смесь приготавливается непосредственно в цилиндре из воздуха и топлива, подаваемых в цилиндр раздельно. Воспламенение топливно-воздушной смеси в цилиндре происходит самопроизвольно от воздействия высокой температуры при сжатии. Исключением является система непосредственного впрыска бензина, где зажигание смеси осуществляется от электрической искры.

Газовые – это двигатели, которые работают на пропано-бутановом газе, с принудительным зажиганием. Перед подачей в цилиндры двигателя, газ смешивается с воздухом. По принципу работы такие двигатели практически не отличаются от бензиновых и мы не будем их рассматривать. Однако, если вы переоборудовали свой автомобиль «на газ», то советую изучить статью Газобаллонное оборудование. Схема ГБО.

Основные механизмы двигателя внутреннего сгорания:

  • кривошипно-шатунный механизм,
  • газораспределительный механизм,
  • система питания (топливная),
  • система выпуска отработавших газов,
  • система зажигания,
  • система охлаждения,
  • система смазки.
Устройство двигателя внутреннего сгорания

Для начала, возьмем простейший одноцилиндровый двигатель и разберемся с его устройством и работой. Рассмотрим протекающие в нем процессы, и выясним откуда все-таки берется тот самый крутящий момент, который в конечном итоге приходит на ведущие колеса автомобиля.

Одна из основных деталей двигателя — цилиндр 6, в котором находится поршень 7, соединенный через шатун 9 с коленчатым валом 12. При перемещении поршня в цилиндре вверх и вниз его прямолинейное движение шатун и кривошип преобразуют во вращательное движение коленчатого вала.

На конце вала закреплен маховик 10, который необходим для равномерности вращения вала при работе двигателя. Сверху цилиндр плотно закрыт головкой, в которой находятся впускной 5 и выпускной клапаны, закрывающие соответствующие каналы.

Клапаны открываются под действием кулачков распределительного вала 14 через передаточные детали 15. Распределительный вал приводится во вращение шестернями 13 от коленчатого вала. Поршень, свободно перемещаясь в цилиндре, занимает два крайних положения.

Для нормальной работы двигателя в цилиндры должны подаваться горючая смесь в определенной пропорции (у бензиновых) или отмеренные порции топлива в строго определенный момент под высоким давлением (у дизелей). Для уменьшения затрат работы на преодоление трения, отвод теплоты, предотвращения задиров и быстрого износа трущиеся детали смазывают маслом. В целях создания нормального теплового режима в цилиндрах двигатель должен охлаждаться.

Понятия и термины при работе двигателя

Верхняя мертвая точка (ВМТ) – это крайнее верхнее положение поршня.

Нижняя мертвая точка (НМТ) – это крайнее нижнее положение поршня.

Ход поршня – это расстояние, пройденное от одной мертвой точки до другой. За один ход поршня коленчатый вал повернется на полоборота.

Камера сгорания (сжатия) – это пространство между головкой цилиндра и поршнем, расположенным в ВМТ.

Рабочий объем цилиндра – это пространство, освобождаемое поршнем при перемещение его из ВМТ в НМТ.

Рабочий объем двигателя – это сумма рабочих объемов всех цилиндров двигателя. При малых объемах (до 1 л.) его выражают в кубических сантиметрах, а при больших – в литрах.

Полный объем цилиндра – сумма объема камеры сгорания и рабочего объема.

Степень сжатия – это число, показывающее, во сколько раз полный объем цилиндра больше объема камеры сгорания. В бензиновых двигателях степень сжатия бывает от 8 до 12, а в дизелях – от 14 до 18. Степень сжатия не стоит путать с компрессией, т.к. это два разных понятия.

Такт – процесс (часть цикла), который происходит в цилиндре за один ход поршня. Двигатель, у которого рабочий цикл происходит за четыре хода поршня, называют четырехтактным.

Как работает двигатель внутреннего сгорания

При работе поршневого двигателя внутреннего сгорания поршень совместно с верхней головкой шатуна движется в цилиндре поступательно (вверх – вниз), при этом коленчатый вал совместно с нижней головкой шатуна совершает вращательные движения. У подавляющего большинства двигателей, если смотреть на двигатель со стороны шкива, вращение коленчатого вала осуществляется по часовой стрелке. За один оборот коленчатого вала (360°) поршень в цилиндре совершает два хода (один ход вверх и один вниз).

При постоянной скорости вращения коленчатого вала двигателя, поршень в цилиндре движется с ускорением – замедлением. Наименьшие скорости движения поршня будут наблюдаться при его «крайних» положениях в цилиндре – в верхней (ВМТ) и нижней части (НМТ). В верхней и нижней части цилиндра поршень «вынужден» сделать остановку, чтобы поменять направление движения.


Рабочий цикл четырехтактного двигателя: а) впуск, б) сжатие, в) рабочий ход, г) выпуск.
Работа двигателя складывается из совокупности процессов, протекающих в цилиндрах двигателя с определённой последовательностью. Эти процессы называют рабочим циклом и состоит из тактов впуска, сжатия, рабочего хода и выпуска. Подробнее в статье Принцип работы ДВС. Рабочие циклы двигателя.

Об устройстве двигателя также рассказано в данных статьях:

  • Дизельные двигатели. Устройство и принцип работы
  • Как работает двигатель (из цикла передачи ‘как это устроено’)

Двигатель внутреннего сгорания: устройство и принцип работы

Вот уже около ста лет повсюду в мире основным силовым агрегатом на автомобилях и мотоциклах, тракторах и комбайнах, прочей технике является двигатель внутреннего сгорания. Придя в начале двадцатого века на смену двигателям внешнего сгорания (паровым), он и в веке двадцать первом остаётся наиболее экономически эффективным видом мотора. В данной статье мы подробно рассмотрим устройство, принцип работы различных видов ДВС и его основных вспомогательных систем.

Определение и общие особенности работы ДВС

Главная особенность любого двигателя внутреннего сгорания состоит в том, что топливо воспламеняется непосредственно внутри его рабочей камеры, а не в дополнительных внешних носителях. В процессе работы химическая и тепловая энергия от сгорания топлива преобразуется в механическую работу. Принцип работы ДВС основан на физическом эффекте теплового расширения газов, которое образуется в процессе сгорания топливно-воздушной смеси под давлением внутри цилиндров двигателя.

Классификация двигателей внутреннего сгорания

В процессе эволюции ДВС выделились следующие, доказавшие свою эффективность, типы данных моторов:

  • Поршневые двигатели внутреннего сгорания. В них рабочая камера находится внутри цилиндров, а тепловая энергия преобразуется в механическую работу посредством кривошипно-шатунного механизма, передающего энергию движения на коленчатый вал. Поршневые моторы делятся, в свою очередь, на
  • карбюраторные, в которых воздушно-топливная смесь формируется в карбюраторе, впрыскивается в цилиндр и воспламеняется там искрой от свечи зажигания;

Технику с прочими видами ДВС можно вносить в Красную книгу. В наше время автомобили с роторно-поршневыми двигателями делает только «Mazda». Опытную серию автомашин с газотурбинным двигателем выпускал «Chrysler», но было это в 60-х годах, и более к этому вопросу никто из автопроизводителей не возвращался. В СССР газотурбинными двигателями оснащались танки «Т-80» и десантные корабли «Зубр», но в дальнейшем решено было отказаться от данного типа моторов. В связи с этим, подробно остановимся на «завоевавших мировое господство» поршневых двигателях внутреннего сгорания.

Устройство двигателя внутреннего сгорания

Корпус двигателя объединяет в единый организм:

  • блок цилиндров, внутри камер сгорания которых воспламеняется топливно-воздушная смесь, а газы от этого сгорания приводят в движение поршни;
  • кривошипно-шатунный механизм, который передаёт энергию движения на коленчатый вал;
  • газораспределительный механизм, который призван обеспечивать своевременное открытие/закрытие клапанов для впуска/выпуска горючей смеси и отработанных газов;
  • система подачи («впрыска») и воспламенения («зажигания») топливно-воздушной смеси;
  • система удаления продуктов горения (выхлопных газов).

Четырёхтактный двигатель внутреннего сгорания в разрезе

При пуске двигателя в его цилиндры через впускные клапаны впрыскивается воздушно-топливная смесь и воспламеняется там от искры свечи зажигания. При сгорании и тепловом расширении газов от избыточного давления поршень приходит в движение, передавая механическую работу на вращение коленвала.

Работа поршневого двигателя внутреннего сгорания осуществляется циклически. Данные циклы повторяются с частотой несколько сотен раз в минуту. Это обеспечивает непрерывное поступательное вращение выходящего из двигателя коленчатого вала.

Принципы работы ДВС

— Принцип работы двухтактного двигателя

Когда происходит запуск двигателя, поршень, увлекаемый поворотом коленчатого вала, приходит в движение. Как только он достигает своей нижней мёртвой точки (НМТ) и переходит к движению вверх, в камеру сгорания цилиндра подаётся топливно-воздушную смесь.

В своём движении вверх поршень сжимает её. В момент достижения поршнем его верхней мёртвой точки (ВМТ) искра от свечи электронного зажигания воспламеняет топливно-воздушную смесь. Моментально расширяясь, пары горящего топлива стремительно толкают поршень обратно к нижней мёртвой точке.

В это время открывается выпускной клапан, через который раскалённые выхлопные газы удаляются из камеры сгорания. Снова пройдя НМТ, поршень возобновляет своё движение к ВМТ. За это время коленчатый вал совершает один оборот.

При новом движении поршня опять открывается канал впуска топливно-воздушной смеси, которая замещает весь объём вышедших отработанных газов, и весь процесс повторяется заново. Ввиду того, что работа поршня в подобных моторах ограничивается двумя тактами, он совершает гораздо меньшее, чем в четырёхтактном двигателе, количество движений за определённую единицу времени. Минимизируются потери на трение. Однако выделяется большая тепловая энергия, и двухтактные двигатели быстрей и сильнее греются.

В двухтактных двигателях поршень заменяет собой клапанный механизм газораспределения, в ходе своего движения в определённые моменты открывая и закрывая рабочие отверстия впуска и выпуска в цилиндре. Худший, по сравнению с четырёхтактным двигателем, газообмен является главным недостатком двухтактной системы ДВС. В момент удаления выхлопных газов теряется определённый процент не только рабочего вещества, но и мощности.

— Принцип работы четырёхтактного двигателя

Данных недостатков лишены четырёхтактные ДВС, которые, в различных вариантах, и устанавливаются на практически все современные автомобили, трактора и прочую технику. В них впуск/ выпуск горючей смеси/выхлопных газов осуществляются в виде отдельных рабочих процессов, а не совмещены со сжатием и расширением, как в двухтактных. При помощи газораспределительного механизма обеспечивается механическая синхронность работы впускных и выпускных клапанов с оборотами коленвала. В четырёхтактном двигателе впрыск топливно-воздушной смеси происходит только после полного удаления отработанных газов и закрытия выпускных клапанов.

Процесс работы двигателя внутреннего сгорания

Каждый такт работы составляет один ход поршня в пределах от верхней до нижней мёртвых точек. При этом двигатель проходит через следующие фазы работы:

  • Такт первый, впуск. Поршень совершает движение от верхней к нижней мёртвой точке. В это время внутри цилиндра возникает разряжение, открывается впускной клапан и поступает топливно-воздушная смесь. В завершение впуска давление в полости цилиндра составляет в пределах от 0,07 до 0,095 Мпа; температура — от 80 до 120 градусов Цельсия.
  • Такт второй, сжатие. При движении поршня от нижней к верхней мёртвой точке и закрытых впускном и выпускном клапане происходит сжатие горючей смеси в полости цилиндра. Этот процесс сопровождается повышением давления до 1,2—1,7 Мпа, а температуры — до 300-400 градусов Цельсия.
  • Такт третий, расширение. Топливно-воздушная смесь воспламеняется. Это сопровождается выделением значительного количества тепловой энергии. Температура в полости цилиндра резко возрастает до 2,5 тысяч градусов по Цельсию. Под давлением поршень быстро движется к своей нижней мёртвой точке. Показатель давления при этом составляет от 4 до 6 Мпа.
  • Такт четвёртый, выпуск. Во время обратного движения поршня к верхней мёртвой точке открывается выпускной клапан, через который выхлопные газы выталкиваются из цилиндра в выпускной трубопровод, а затем и в окружающую среду. Показатели давление в завершающей стадии цикла составляют 0,1-0,12 Мпа; температуры — 600-900 градусов по Цельсию.

Вспомогательные системы двигателя внутреннего сгорания

— Система зажигания

Система зажигания является частью электрооборудования машины и предназначена для обеспечения искры, воспламеняющей топливно-воздушную смесь в рабочей камере цилиндра. Составными частями системы зажигания являются:

  • Источник питания. Во время запуска двигателя таковым является аккумуляторная батарея, а во время его работы — генератор.
  • Включатель, или замок зажигания. Это ранее механическое, а в последние годы всё чаще электрическое контактное устройство для подачи электронапряжения.
  • Накопитель энергии. Катушка, или автотрансформатор — узел, предназначенный для накопления и преобразования энергии, достаточной для возникновения нужного разряда между электродами свечи зажигания.
  • Распределитель зажигания (трамблёр). Устройство, предназначенное для распределения импульса высокого напряжения по проводам, ведущим к свечам каждого из цилиндров.

Система зажигания ДВС

— Впускная система

Система впуска ДВС предназначена для бесперебойной подачи в мотор атмосферного воздуха, для его смешивания с топливом и приготовления горючей смеси. Следует отметить, что в карбюраторных двигателях прошлого впускная система состоит из воздуховода и воздушного фильтра. И всё. В состав впускной системы современных автомобилей, тракторов и прочей техники входят:

  • Воздухозаборник. Представляет собою патрубок удобной для каждого конкретного двигателя формы. Через него атмосферный воздух всасывается внутрь двигателя, посредством разницы в показателях давления в атмосфере и в двигателе, где при движении поршней возникает разрежение.
  • Воздушный фильтр. Это расходный материал, предназначенный для очистки поступающего в мотор воздуха от пыли и твёрдых частиц, их задержки на фильтре.
  • Дроссельная заслонка. Воздушный клапан, предназначенный для регулирования подачи нужного количества воздуха. Механически она активируется нажатием на педаль газа, а в современной технике — при помощи электроники.
  • Впускной коллектор. Распределяет поток воздуха по цилиндрам мотора. Для придания воздушному потоку нужного распределения используются специальные впускные заслонки и вакуумный усилитель.
  • Топливный бак — ёмкость для хранения бензина или дизтоплива, с устройством для забора горючего (насосом).
  • Топливопроводы — комплекс трубок и шлангов, по которым к двигателю поступает его «пища».
  • Устройство смесеобразования, то есть карбюратор или инжектор — специальный механизм для приготовления топливно-воздушной смеси и её впрыска в ДВС.
  • Электронный блок управления (ЭБУ) смесеобразованием и впрыском — в инжекторных двигателях это устройство «отвечает» за синхронную и эффективную работу по образованию и подаче горючей смеси в мотор.
  • Топливный насос — электрическое устройство для нагнетания бензина или солярки в топливопровод.
  • Топливный фильтр — расходный материал для дополнительной очистки топлива в процессе его транспортировки от бака к мотору.

Схема топливной системы ДВС

— Система смазки

Предназначение системы смазки ДВС — уменьшение силы трения и её разрушительного воздействия на детали; отведение части излишнего тепла; удаление продуктов нагара и износа; защита металла от коррозии. Система смазки ДВС включает в себя:

  • Поддон картера — резервуар для хранения моторного масла. Уровень масла в поддоне контролируется не только специальным щупом, но и датчиком.
  • Масляный насос — качает масло из поддона и подаёт его к нужным деталям двигателя через специальные просверленные каналы-«магистрали». Под действием силы тяжести масло стекает со смазанных деталей вниз, обратно в поддон картера, накапливается там, и цикл смазки повторяется снова.
  • Масляный фильтр задерживает и удаляет из моторного масла твёрдые частицы, образующиеся из нагара и продуктов износа деталей. Фильтрующий элемент всегда меняется на новый вместе с каждой заменой моторного масла.
  • Масляный радиатор предназначен для охлаждения моторного масла, с помощью жидкости из системы охлаждения двигателя.

— Выхлопная система

Выхлопная система ДВС служит для удаления отработанных газов и уменьшения шумности работы мотора. В современной технике выхлопная система состоит из следующих деталей (по порядку выхода отработанных газов из мотора):

  • Выпускной коллектор. Это система труб из жаропрочного чугуна, которая принимает раскалённые отработанные газы, гасит их первичный колебательный процесс и отправляет далее, в приёмную трубу.
  • Приёмная труба — изогнутый газоотвод из огнестойкого металла, в народе именуемый «штанами».
  • Резонатор, или, говоря народным языком, «банка» глушителя — ёмкость, в которой происходит разделение выхлопных газов и снижение их скорости.
  • Катализатор — устройство, предназначенное для очистки выхлопных газов и их нейтрадизации.
  • Глушитель — ёмкость с комплексом специальных перегородок, предназначенных для многократного изменения направления движения потока газов и, соответственно, их шумности.

Выхлопная система ДВС

— Система охлаждения

Если на мопедах, мотороллерах и недорогих мотоциклах до сих пор применяется воздушная система охлаждения двигателя — встречным потоком воздуха, то для более мощной техники её, разумеется, недостаточно. Здесь работает жидкостная система охлаждения, предназначенная для забирания излишнего тепла у мотора и снижения тепловых нагрузок на его детали.

  • Радиатор системы охлаждения служит для отдачи избыточного тепла в окружающую среду. Он состоит из большого количества изогнутых аллюминиевых трубок, с рёбрами для дополнительной теплоотдачи.
  • Вентилятор предназначен для усиления охлаждающего эффекта на радиатор от встречного потока воздуха.
  • Водяной насос (помпа) — «гоняет» охлаждающую жидкость по «малому» и «большому» кругам, обеспечивая её циркуляцию через двигатель и радиатор.
  • Термостат — специальный клапан, обеспечивающий оптимальную температуру охлаждающей жидкости путём запуска её по «малому кругу», минуя радиатор (при холодном двигателе) и по «большому кругу», через радиатор — при прогретом двигателе.

Слаженная работа данных вспомогательных систем обеспечивает максимальную отдачу от двигателя внутреннего сгорания и его надёжность.

В заключение необходимо отметить, что в обозримом будущем не предвидится появления достойных конкурентов двигателю внутреннего сгорания. Есть все основания утверждать, что в своём современном, усовершенствованном виде, он ещё несколько десятилетий останется господствующим видом мотора во всех отраслях мировой экономики.

Motorhelp.ru диагностика и ремонт двигателя

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

Основы теории двигателя внутреннего сгорания. Часть 1

Основные понятия и сокращения
Дроссельная заслонка (ДС) – металлическая пластина, жестко соединенная с педалью «газа». При нажатии педали она открывается и в карбюратор или во входной коллектор системы впрыска засасывается больше воздуха, вызывая увеличение оборотов коленчатого вала двигателя.
Топливно-воздушная смесь (ТВС) или горючая смесь – смесь бензина с воздухом приготовляемая карбюратором или системами впрыска, и подаваемая в предклапанную зону Двигателя внутреннего сгорания (ДВС).
Рабочая смесь – смесь ТВС с остаточными газами, которая поджигается свечами зажигания и сгорает в камере сгорания двигателя, приводя в движение поршни и коленчатый вал.
Угол поворота коленчатого вала (УПКВ) – поскольку скорость вращения коленчатого вала изменяется в зависимости от скорости автомобиля, то и длительность процессов, происходящих в работающем двигателе тоже непостоянна и зависит от скорости вращения коленчатого вала. В связи с этим величиной однозначно характеризующей длительность отдельных этапов работы ДВС является УПКВ. Например, полный цикл работы четырехтактного ДВС составляет два оборота коленчатого вала, или 720º УПКВ.
Угол опережения зажигания (УОЗ) – один из основных параметров работы двигателя. Дело в том, что время горения рабочей смеси величина вообще говоря постоянная. Конечно она изменяется в зависимости от качества топлива, характеристик ТВС, температуры, формы и размеров КС и др., но для конкретного двигателя с исправной системой питания она является почти константой. Но так как скорость вращения коленвала постоянно меняется, то и угол опережения зажигания необходимо постоянно подстраивать так, чтобы воспламенение смеси происходило в тот момент, когда поршень находится близко к верху цилиндра (верхней мертвой точке ВМТ). Если же угол опережения зажигания выставлен неправильно, то возможны два случая:
– если УОЗ мал, то максимальная энергия горения выделяется в тот момент, когда поршень еще не дошел до ВМТ и энергия тратится не на разгон двигателя, а на его торможение. При этом металл камеры сгорания (КС) и клапанов сильно разогреваются, и возникает явление детонации в цилиндрах;
– если УОЗ слишком велик, то максимальная энергия горения выделяется в тот момент, когда поршень уже прошел ВМТ и под действием инерции маховика идет назад. При этом энергия горения рабочей смеси воздействует на поршень не все время рабочего хода, а только его часть, что значительно снижает мощность двигателя и приводит к перерасходу топлива.
Для обеспечения максимальной мощности ДВС необходимо, чтобы УОЗ был бы как можно меньше, но при этом его значение не переходило ту грань, за которой начинается детонация. Поэтому значение УОЗ выражается формулой , где – установочный угол опережения зажигания, – поправка УОЗ.
Установочный УОЗ определяется по характеристикам двигателя и выставляется или корректируется вручную при установке зажигания. Поправка УОЗ многофункциональна. Она зависит от частоты вращения коленчатого вала, температуры охлаждающей жидкости, качества топлива и т.д.
Подробнее про УОЗ здесь.
Детонация – взрывное воспламенение рабочей смеси и ее сгорание со скоростью значительно превышающей обычную скорость сгорания. Сопровождается характерным металлическим стуком и перегревом двигателя. Может привести к повреждению поршней, зеркала цилиндра, клапанов и свечей зажигания.
Электронный блок управления двигателем ЭБУ – предназначен для управления работой ДВС путем анализа информации получаемой от различных датчиков, расположенных в разных местах двигателя, и управления его работой с помощью исполнительных устройств. Главные параметры, с помощью которых ЭБУ воздействует на ДВС, это изменение угла опережения зажигания и количество впрыснутого топлива (качество горючей смеси).
Рабочий цикл двигателя
Рабочим циклом двигателя называется совокупность процессов, периодически повторяющихся в определенной последовательности – «впуск», «сжатие», «рабочий ход», «выпуск».
Объем, освобождаемый поршнем при движении от верхней мертвой точки ВМТ к нижней мертвой точке НМТ, называется рабочим объемом цилиндра. Суммарный рабочий объем всех цилиндров называется литражом двигателя. Объем над поршнем в ВМТ называется объемом камеры сгорания КС. Отношение полного рабочего объема к объему КС называется степенью сжатия. Характеристики работы блока цилиндров представлены в таблице 1.
Моменты открытия и закрытия клапанов, выражаемые в углах поворота коленчатого вала УПКВ, называется фазами газораспределения. Момент, когда открыты оба клапана, называется углом перекрытия клапанов в районе ВМТ. Сжатие необходимо для создания оптимальных условий горения, для увеличения температуры перепада цикла, для увеличения КПД ДВС.

Таблица 1. Характеристики работы блока цилиндров

Название тактаУгол поворота коленчатого валаВпускной клапанВыпускной клапанТемпература КС, ºCДавление в КС, атм.
Впуск0…180ОткрытЗакрыт80-1200. 8
Сжатие180…360ЗакрытЗакрыт200-4006-12
Раб. ход360. 540ЗакрытЗакрыт200040-50
Выпуск540. 720ЗакрытОткрыт500-6000,1 – 1,2

Процесс сгорания топлива
І. Момент подачи искры – угол задержки зажигания. Период задержки воспламенения 4…6º УПКВ зависит от химического состава топлива и состава ТВС. При увеличении этого времени ухудшается стабильность воспламенения. На этот период влияет состав ТВС, степень сжатия, количество остаточных газов, обороты, нагрузка, энергия искры.
II. Период эффективного горения – 20…30º УПКВ – зависит от состава ТВС, угла опережения зажигания, нагрузки, степени сжатия, формы КС, скорости завихрения потока, степенью нарастания давления. Если Р25º УПКВ, то горение идет медленно.
III. Период догорания – на процесс горения влияют скорость распространения фронта пламени. Она зависит от состава смеси, степени сжатия, угла опережения зажигания, формы камеры сгорания, место расположения свечи, степени завихрения потока. При обогащении смеси скорость фронта пламени падает из-за неполного сгорания, при обеднении скорость падает из-за дополнительных затрат теплоты на нагревание избыточного воздуха.

Начальная температура воспламенения топливно-воздушной смеси (ТВС)
При увеличении температуры ТВС увеличивается скорость распространения фронта пламени за счет увеличения скорости химических реакций.
За счет увеличения степени сжатия увеличивается одновременно температура и давление ТВС и снижается количество остаточных газов, что увеличивает скорость распространения пламени.
Форма КС влияет на длину фронта пламени и на теплообмен. Чем меньше отношение площади КС к ее объему, тем меньше потери тепла, следовательно, скорость распространения фронта пламени выше.
Угол опережения зажигания должен обеспечить окончание сгорания вблизи ВМТ (10…15º УПКВ), поэтому момент воспламенения смеси должен меняться в зависимости от состава ТВС и нагрузки. При увеличении оборотов двигателя угол опережения зажигания увеличивается.

Основная характеристика ТВС
Расчет состава смеси базируется на соблюдении стехиометрического соотношения количества топлива и воздуха: на один килограмм бензина требуется 14,7 кг воздуха. Коэффициент избытка воздуха равен:

где – количество воздуха, поступившее во впускной коллектор
λ>1 – обедненная смесь
λ Вернуться Комментариев: 0

Ссылка на основную публикацию