Статьи

Рассмотрим основы работы и обслуживания системы смазки современного двигателя, а также типичные неисправности, с которыми можно столкнуться.

Задачи системы смазки двигателя

Двигатель внутреннего сгорания включает в себя много компонентов, большая часть из которых (в основном КШМ и ГРМ) находятся в постоянном контакте друг с другом, что приводит к трению и изнашиванию. Трение вызывает неоптимальное использование мощности двигателя и в определенных ситуациях может сделать работу двигателя полностью невозможной, так как детали нагреваются и расширяются, зазоры между ними уменьшаются и забиваются частицами износа (тонкими фрагментами металла), что ведет к заклиниванию.

Система смазки двигателя преодолевает вышеописанные проблемы. Ключевая роль – заменить "сухое" трение на "мокрое", что значительно уменьшает абразивное воздействие между контактирующими деталями и гарантирует надлежащее функционирование двигателя.

Современная система смазки двигателя выполняет несколько задач:

• снижение трения между элементами;
• охлаждение компонентов;
• удаление продуктов износа и сажи из зазоров;
• защита поверхности компонентов от коррозии;
• регуляторные функции (масло служит рабочей жидкостью в системе регулирования фаз газораспределения, в гидрокомпенсаторах клапанных зазоров, гидронатяжителях привода ГРМ).

Охлаждение и удаление продуктов износа обеспечиваются благодаря циркуляции масла в двигателе, в процессе которого оно очищается и охлаждается.

Антикоррозийные свойства обеспечиваются масляной пленкой, которая стабильно покрывает детали, и разнообразными добавками, содержащимися в моторном масле.

Архитектура и функционирование системы смазки

Система смазки двигателя состоит из ряда критически важных элементов:

• масляный поддон картера;
• масляный насос;
• масляный фильтр;
• масляный радиатор (не установлен во всех двигателях);
• датчики давления и температуры масла;
• регулирующие (обходные) клапаны;
• масляные трубопроводы и магистрали.

Механизм функционирования системы смазки разработан таким образом, чтобы обеспечивать подачу масла всем элементам, требующим смазки, в любых рабочих условиях двигателя. Масло располагается в поддоне картера, откуда при запуске двигателя насосом транспортируется в масляный фильтр, а затем под давлением через основные магистрали и трубопроводы в блоке цилиндров доставляется к наиболее нагруженным и нуждающимся в смазке деталям — коренным и шатунным подшипникам коленчатого вала, опорным подшипникам и кулачкам распределительного вала ГРМ.

Из переднего коренного подшипника коленчатого вала масло направляется на привод ГРМ и в головку блока цилиндров, что обеспечивает смазку рычагов, толкателей, клапанов и других компонентов. Из головки блока цилиндров масло через дренажные каналы возвращается в поддон картера.

К тому же, масло поступает в каналы шатунов и через специализированные отверстия или форсунки распределяется по стенкам цилиндров и внутренним поверхностям поршней — это способствует уменьшению трения поршневых колец о стенки цилиндра, а также охлаждению поршней и цилиндров. В некоторых двигателях данный метод смазки отсутствует — в них она производится масляным аэрозолем.

По стенкам цилиндров масло спускается в картер, где его капли распыляются из-за движения компонентов КШМ — так в картере создается масляный аэрозоль. Участие в его формировании принимает масло, выталкиваемое из-под шатунных подшипников. Масляный аэрозоль обеспечивает смазку шатунных пальцев, цилиндров, внутренних поверхностей поршней и других элементов.

В двигателях с турбонаддувом предусмотрена возможность подачи масла к валу турбокомпрессора, который, имея высокую скорость вращения, без смазки быстро выйдет из строя.

Советы по уходу и техническому обслуживанию системы смазки

Чтобы система смазки функционировала правильно и двигатель работал в оптимальном режиме, необходим тщательный уход и систематическое техническое обслуживание. Это не потребует больших затрат сил.

Ключевой момент, который всегда следует принимать во внимание, — это правильный запуск двигателя, в особенности в холодный период. В состоянии покоя масло оседает в поддоне, и детали остаются без смазки, вследствие чего в начальные моменты после старта они подвергаются высоким нагрузкам. Двигатель переходит в стандартный рабочий режим только после того, как масляная пленка образуется на всех поверхностях, подвергающихся трению.

Этот вопрос становится особенно важным зимой, когда масло в картере становится вязким, и после запуска его сложно транспортировать к деталям, подвергающимся трению. Поэтому при температурах ниже −20°C необходимо запустить и прогреть двигатель, пока температура масла не достигнет требуемой отметки (80–90°C).

Кроме того, необходимо особенно тщательно относиться к техническому обслуживанию системы смазки. Например, каждые 10–20 тысяч км рекомендуется менять моторное масло и масляный фильтр. Для новых двигателей такие процедуры требуется проводить чаще. Тем не менее, следует помнить, что каждый производитель автомобилей и двигателей предлагает свои индивидуальные рекомендации по техническому обслуживанию, которых необходимо строго придерживаться.

Распространенные проблемы в системе смазки автомобиля

Система смазки автомобиля может столкнуться с рядом типичных проблем, которые обычно проявляются в двух ключевых симптомах: повышенном расходе и снижении давления в системе. Эти симптомы могут указывать на несколько потенциальных проблем, диагностика которых, как правило, не представляет особой сложности.

Повышенный расход масла может быть обусловлен следующими факторами:

• недостаточное прилегание масляного фильтра к соединению;
• протекание масла через прокладку картера или масляного насоса;
• повреждение поддона картера;
• забивание системы вентиляции картера;
• разнообразные неисправности в механизме газораспределения (ГРМ) и кулачковом вале (КВ).

Снижение давления масла может быть обусловлено следующими факторами:

• загрязнение масляного фильтра;
• поломка масляного насоса;
• неисправность редукционных клапанов;
• уменьшение уровня масла в системе;
• поломка датчика давления.

Устранение большинства перечисленных неисправностей требует частичного демонтажа двигателя, поэтому настоятельно рекомендуется обратиться к квалифицированным специалистам для проведения ремонтных работ.

Эта процедура необходима, поскольку износ и трение в газораспределительном механизме (ГРМ) приводят к постепенному увеличению зазоров между поверхностями клапанов и седел. Когда зазоры становятся слишком большими, эффективность заполнения и очистки цилиндров снижается, а нагрузка на клапаны увеличивается, проявляясь характерным стуком.

Обратный процесс происходит при износе клапанов и седел, когда зазоры начинают уменьшаться. Это может привести к тому, что при тепловом расширении деталей ГРМ недостаточно прилегание клапанов к седлам, что негативно сказывается на газодинамическом процессе и снижает мощность двигателя. В результате возможен перегрев и выгорание клапанов.

В связи с этим Ярославский Моторный Завод (ЯМЗ) рекомендует регулярно проверять тепловые зазоры между клапанами и коромыслами клапанного механизма каждые 500 часов работы и при необходимости выполнять регулировку для достижения оптимальных значений.

Кроме того, регулировка клапанов обязательна при выполнении ремонтных работ, связанных с поломками двигателя, таких как снятие головок блока цилиндров, замена прокладок головок блока и ремонт коромысел.

Для двигателей ЯМЗ серии 236 и 238 рекомендуется устанавливать тепловые зазоры в пределах 0,25–0,3 мм для впускных и выпускных клапанов.

Порядок регулировки клапанов осуществляется в соответствии с последовательностью работы цилиндров двигателя:

• для двигателя ЯМЗ-236: 1-4-2-5-3-6;
• для двигателя ЯМЗ-238: 1-5-4-2-6-3-7-8.

Необходимые инструменты для регулировки клапанов на двигателях ЯМЗ 236 и ЯМЗ 238 включают гаечный ключ размером 19 мм (рожковый или накидной), плоскую отвертку и набор щупов.

Последовательность действий при регулировке клапанов следующая:

1. Ослабьте контргайку регулировочного винта.
2. Вставьте щуп в тепловой зазор.
3. Вращайте регулировочный болт с помощью плоской отвертки.
4. Установите тепловой зазор в пределах 0,25–0,30 мм.
5. Прикрепите регулировочный болт, удерживая его плоской отверткой, и затяните контргайку.
6. Повторно проверьте тепловой зазор с помощью щупа.

Рассмотрим рекомендации и заводские указания по моментам затяжки различных резьбовых соединений на двигателе ЯМЗ 238.

Головка блока цилиндров является одной из ключевых составляющих двигателя, отвечающей за герметичность камер сгорания и правильное распределение топливовоздушной смеси. Несоблюдение порядка затяжки гаек и шпилек головки блока может привести к неравномерному и недостаточному обжатию прокладки головки блока, что, в свою очередь, может привести к ее прогоранию и утечке газов.

Для выполнения процедуры затяжки головки блока цилиндров двигателя ЯМЗ 238 рекомендуется использовать динамометрический ключ с диапазоном от 5 до 60 кг и соответствующую вставку М-24. Это позволит точно контролировать момент затяжки и обеспечить равномерное обжатие прокладки.

Перед проведением работ по затяжке головки блока цилиндров необходимо выполнить ряд подготовительных действий. В первую очередь, поверхность головки блока должна быть тщательно очищена от грязи и масла. Далее следует проверить ее плоскостность, так как любые неровности могут привести к утечке газов. Также важно оценить выступание гильз над поверхностью блока на соответствие требованиям чертежа. Допустимый параметр составляет от 0,06 мм до 0,16 мм. При несоответствии этим значениям необходимо провести соответствующие мероприятия по восстановлению геометрии поверхности.

Еще одним важным аспектом при затяжке головки блока цилиндров является состояние прокладки. Прежде чем установить новую, необходимо проверить ее целостность и отсутствие деформации. Использование поврежденной или деформированной прокладки может привести к утечке газов и неправильной работе двигателя.

Когда все подготовительные этапы выполнены, можно приступать к затяжке гаек головки блока цилиндров. Затяжка должна производиться тарированным ключом с моментом 24–26 кг/м. Для обеспечения равномерной затяжки гаек рекомендуется использовать последовательность "от середины крест на крест". Это означает, что гайки затягиваются попеременно по диагонали, начиная с гайки в центре и двигаясь по кресту в противоположные стороны. Затяжка гаек осуществляется в два приема, каждый раз достигая заданного момента.

Кроме затяжки головки блока цилиндров на двигателе ЯМЗ 238 существует ряд других резьбовых соединений, для которых также необходимо соблюдать определенные моменты затяжки. Например, болты крепления крышек коренных подшипников должны быть затянуты соответствующим моментом в зависимости от их расположения (вертикальные или горизонтальные). Также существуют рекомендации по затяжке болтов крепления картера маховика, болтов крепления кронштейна передней опоры двигателя, гаек шпилек крепления головки цилиндров и многих других соединений.

Приведем некоторые примеры моментов затяжки резьбовых соединений на двигателях ЯМЗ 238:

1. Гайки шпилек крепления головки цилиндров: 240–260 H.м (кгс.м).
2. Болты крепления крышек коренных подшипников (вертикальные): 430–470 H.м (кгс.м)
3. Болты крепления крышек коренных подшипников (горизонтальные): 100–120 H.м (кгс.м)
4. Болты крепления картера маховика: 100–125 H.м (кгс.м)
5. Болты крепления кронштейна передней опоры двигателя: 90–110 H.м (кгс.м)

Приведенные значения являются рекомендациями завода-изготовителя и должны быть строго соблюдены при ремонте двигателей ЯМЗ 238. Важно отметить, что использование неправильного момента затяжки может привести к несоответствующей работе двигателя, его повреждению или преждевременному выходу из строя.

Для успешного ремонта двигателей ЯМЗ 238 необходимо придерживаться правильного порядка и момента затяжки гаек и шпилек головки блока цилиндров, а также других резьбовых соединений. Это обеспечит равномерное и достаточное обжатие прокладки головки блока и предотвратит ее прогорание. Рекомендации и указания, представленные в данной статье, помогут вам выполнить ремонт двигателя ЯМЗ 238 качественно и безопасно.

Для ознакомления приведена последовательность работы цилиндров для 6, 8 и 12 цилиндровых двигателей ЯМЗ.

Порядок работы цилиндров:

1. ЯМЗ-236: Рабочий объем камеры сгорания составляет 1858 см³ (для каждого цилиндра). Общий объем – 11,15 л. Порядок работы цилиндров: 1-4-2-5-3-6.
2. ЯМЗ-238: Рабочий объем камеры сгорания составляет 1858 см³ (для каждого цилиндра). Общий объем – 14,86 л. Порядок работы цилиндров: 1-3-6-2-4-5-7-8.
3. ЯМЗ-240: Рабочий объем камеры сгорания составляет 1858 см³ (для каждого цилиндра). Общий объем – 22,3 л. Порядок работы цилиндров: 1-12-5-8-3-10-6-7-2-11-4-9.

Знание порядка работы цилиндров на двигателях ЯМЗ 236, 238, 240 имеет большое значение. Даже если вы не являетесь специалистом по ремонту двигателей, но используете технику, оснащенную одним из указанных силовых агрегатов, может возникнуть ситуация, когда потребуется провести ремонт. Несмотря на известную надежность двигателей ЯМЗ и их редкие поломки, иногда требуется их обслуживание и ремонт.

Одним из важнейших узлов двигателя внутреннего сгорания является головка блока цилиндров (ГБЦ). Она отличается сложной конструкцией, монтируется в верхней части блока цилиндров и предназначена для формирования герметичных камер сгорания, поступления топлива в камеру и отвода продуктов сгорания через выпускные каналы.

Функции головки блока цилиндров

ГБЦ обеспечивает выполнение следующих процессов:

1. Регулировка внутреннего напряжения в камере сгорания.
2. Выполнение подачи топливо-воздушной смеси в камеру.
3. Обеспечение газораспределения, смазка ГРМ.
4. Отвод масла и отработавших газов.
5. Обеспечение бесперебойного функционирования системы впрыска или зажигания (в зависимости от типа мотора).
6. Защита впускного и выпускного коллекторов, датчиков и прочих деталей от механических воздействий.

Любая неисправность ГБЦ приводит не только к уменьшению безопасности двигателя, но и к повышенному выбросу вредных веществ в атмосферу.

Устройство ГБЦ

В зависимости от модели и типа цилиндра, могут меняться различные внешние характеристики головки, однако конструкция в целом остается неизменной

1. Форсунки являются обязательным атрибутом головки для более грамотной переработки топливной жидкости.
2. Форсунка соединена каналом с камерой сгорания топлива.
3. Отверстия на головке является элементом для смазывания материала.
4. Канал циркуляции охлаждающей жидкости также является обязательным атрибутом.
5. Клапан присутствует во всех механизмах, независимо от устройства.

В более «поздних» версиях могут присутствовать и другие элементы: болты, дополнительные клапаны, пружины.

Материал изготовления

В процессе работы в ГБЦ происходит множество процессов, включая переработку топлива и отработку газов. Все это сопровождается огромной температурой нагрева, поэтому важно, чтобы деталь соответствовала всем требованиям. В основном используют чистый чугун или алюминий. Основа материала проходит термическую обработку, что повышает износостойкость и время эксплуатации.

Чугунный материал используется в основном на дизельных двигателях, так как жаростойкость является основным требованием в данном случае. Недостатком является большой вес головки и двигателя в целом.

Алюминий является более распространенным вариантом. Он устанавливается на все остальные виды двигатели, кроме дизельного (инжекторный, бензиновый, роторный). Хорошая проводимость, небольшой расход, быстрое остывание – основные преимущества данного материала.

Соединение головки с цилиндром осуществляется посредством специальной прокладки, изготавливаемой из стали. Более долговечными и подходящими к высоким температурам являются прокладки из асбеста со стальным покрытием. Однако они неустойчивы к постоянным изменениям температуры и вибрациям.

Самым современным вариантом является композитный (многокомпонентный) материал. Он сочетает в себе все преимущества предыдущих категорий, однако отличается высокой стоимостью.

Виды головок

В зависимости от функционала устройства, головки представлены следующими категориями:

1. В рядных двигателях используется общая головка для всех цилиндров.
2. Многоцилиндровые рядные ДВС предусматривают раздельные головки для каждого из цилиндров. Такие двигатели отличаются большей мощностью, но дорогие в обслуживании и ремонте.
3. Возможен вариант с индивидуальными головками в V-образных и других видах двигателей.

В зависимости от конфигурации камеры сгорания выделяют следующие разновидности головок:

• камера находится в ГБЦ, при этом применяется поршень с вытеснителем или имеющий плоское днище;
• камера в поршне – нижняя поверхность головки при этом плоская, но возможны углубления для наклонной установки клапанов;
• камера сгорания в ГБЦ и поршне.

Камеры могут иметь разнообразную форму, от сферической до клиновой или цилиндрической.

Также ГБЦ выпускаются:

• с ГРМ – в верхней части головки находятся распределительный вал, клапаны и др.;
• с нижним расположением распредвала, когда в ГБЦ располагаются клапаны, коромысла и другие компоненты;
• без ГРМ – такая конструкция отличает одноцилиндровые бесклапанные двигатели и многоцилиндровые модели с одним клапаном.

Принцип работы

Несмотря на различное схематическое устройство, принцип работы у всех ГБЦ одинаковый – переработка топлива в камере сгорания и последующий вывод отходов через выхлопную трубу.

Взаимодействие элементов происходит следующим образом:

• поршень совершает возвратно-поступательное движение, и в цилиндр попадает топливная жидкость;
• далее выпускной клапан закрывается и сжимает воздух;
• клапан «задевает» определенную точку, и включается процесс сжигания топлива;
• преобразованная энергия заставляет устройство работать, одновременно с этим выпуская отходы через выхлопную систему.

Основные проблемы, возникающие при эксплуатации детали

Самая частая неисправность – недостаточно сильная затяжка головки цилиндра, в результате которой топливная жидкость не попадает в камеру сгорания, что приводит к «разливу» топлива по всей конструкции устройства.

Вне зависимости от материала, другими причинами возникающих проблем могут быть:

• неисправность в одном из цилиндров в многоцилиндровых двигателях;
• износ прокладки между цилиндром и головкой;
• проблемы с клапаном, который просто не «доставляет» топливо в камеру;
• потеря герметичности устройства – если в одном из уплотнений произошла разгерметизация, то это нарушает всю работу механизма, а также приводит к коррозии и износу;
• неисправность резьбы (винтовой линии);
• нарушение работы основных деталей устройства: пружин, охлаждающих устройств, поршня;
• нарушение компрессии, когда силовой агрегат может не оказывать достаточного давления, что приводит к нестабильной работе двигателя с возможностью его заглушения.

Данные проблемы являются самыми распространенными и самыми опасными, требующими скорейшего ремонта.

Диагностика проблем с головкой цилиндра

Своевременная проверка состояния двигателя и технический осмотр всего устройства являются главными мерами профилактики выявления проблем. Важно приобретать только оригинальное оборудование, в техническом паспорте которого должен быть не только номер проверки подлинности, но и информация о проведенных термических обработках. Однако даже самое современное оборудование со временем дает сбой.

О проблемах с головкой цилиндра могут свидетельствовать следующие обстоятельства:

1. Нестабильное функционирование двигателя в связи с нарушением процесса подачи топлива.
2. Повышенный расход топливной жидкости и масла. Чаще всего проблема связана со слабой работой поршня.
3. Проблемы с камерой внутреннего сгорания связаны с появлением необычного белого дыма из выхлопной системы.
4. Подтеки свидетельствуют о неисправной работе клапана у головки цилиндра.

Как правильно установить ГБЦ

Первым делом стоит позаботиться о герметизации в том месте, где головка будет соединена с цилиндром. Лучше всего для этой цели выбрать прокладку из композитного материала, который имеет в два раза большую герметичность, чем сталь или асбест. Учтите, что любая прокладка рассчитана на однократное употребление, поэтому лучше воспользоваться именно многокомпонентным материалом.

Крепеж головки с цилиндром осуществляется при помощи специальных болтов. Определить порядок действия поможет технический паспорт цилиндра. Обязательно использование динамометрического ключа, поскольку каждый болт должен прокручиваться до определенного момента (одинаковое значение для всех) и в определенном порядке, в ином случае может пострадать герметизация.

Постоянное использование устройства требует проверки плотности соединения головки и цилиндра. Особое внимание стоит уделить поиску подтеков в месте соединения деталей, так как это свидетельствует о нарушении герметизации.

Техническое обслуживание также подразумевает проверку самых подверженных износу деталей цилиндра: клапанов, поршней и камеры сгорания.

Общие рекомендации по эксплуатации

После замены и ремонта ГБЦ необходимо обкатать устройство. Первое время лучше воздержаться от «высоких нагрузок», иначе даже композитный материал быстро придет в негодность. Если вы используете автомобиль, то первые 300 км лучше не разгоняться более чем на 110 км (5000 оборотов). Всегда проверяйте регистрационный номер перед покупкой новой детали с целью предотвращения проблем.

Коленвал представляет собой один из ключевых компонентов двигателя внутреннего сгорания, именно он преобразует движения поршней во вращение, которое затем через трансмиссию сообщается колесам транспортного средства. До 2016 года коленчатые валы ЯМЗ всех двигателей V8 выпускались с шейками, закаленными методом ТВЧ, однако в настоящее время новые грузовики оснащаются азотированными коленвалами, которые также поставляются как запчасти. Рассмотрим подробнее характеристики и функции деталей.

Элементы коленчатого вала

Схематичный вид данной детали может отличаться в зависимости от типа двигателя, однако устройство в целом имеет характерные составные элементы:

1. Носок коленчатого вала, на который приходится нагрузка от поршня. Эта энергия приводит коленвал в действие.
2. Шестерня, прикрепленная сразу за носком. Эта более крупная часть коленвала позволяет увеличивать количество оборотов. На шестерне располагается специальное отверстие, которое нужно для смазывания устройства изнутри.
3. По обе стороны располагаются противовесы, они обеспечивают равномерную нагрузку на устройство.
4. Щеки «связывают» одну часть детали с другой
5. Маховик располагается на противоположной стороне от носка коленчатого вала и передает кинетическую энергию на другие детали, осуществляя вращательное движение.

Виды коленвалов

В зависимости от вида устройства коленный вал может быть:

1. Полноопорным, когда противовес располагается по обе стороны коленвала. Именно данный вид устройства используется на большинстве современных автомобилей, так как обеспечивает противовес износу.
2. Неполнопорным – более легкий и дешевый в обслуживании аналог, который широко использовался в ранних моделях авто.

Производство и упаковка коленвалов

Новая модификация коленчатого вала ЯМЗ изготовлена из стали с использованием способа горячей штамповки. После химической обработки новая деталь покрывается азотом с целью повышения износостойкости и сроков эксплуатации. Глубина азотного слоя по новым правилам составляет не менее 0,35 мм. За все время использования в ремонте не будет необходимости.

В отличие от предыдущего варианта, новый коленвал ЯМЗ имеет матовую шейку. Название новой версии сохранилось прежнее, но изменился индекс.

Изготовление коленвала происходит по единой технологии, характерной для данного вида запчасти. Используется методика «идеальной совместимости» коленчатого вала и того вида двигателя, для которого он предназначен.

Готовая деталь помещается в специально разработанную упаковку, защищающую вал от деформации. Каждая деталь перед поступлением в продажу проходит специальную консервацию, которая обеспечивает неизменность и сохранность вала до 5 лет.

Специальная наклейка на упаковке дает подробную информацию об изделии, включая дату изготовления, серийный номер, рекомендации по хранению и транспортировке. На каждой коробке есть уникальный номер из 12 цифр, скрытый под стираемым слоем. Он дает проверить деталь на оригинальность.

Преимущества коленвалов нового поколения

Благодаря новой технологии изготовления коленчатых валов ЯМЗ был увеличен срок бесперебойной работы устройства. Теперь гарантия работы детали составляет до 700 тыс. км пробега, или минимум 8000 ч работы. Показатели прошлого поколения были в два раза меньше.