Составные поршни двигателей внутреннего сгорания и средства предотвращения этого

Крейцкопфы

служит для соединения поршневого штока с шатуном, а также для передачи нормальных (боковых) усилий, возникающих в головном соединении,через ползуны на параллель.

Количество ползунов зависит от типа дизеля и его цилиндровой мощности. На рис. 39 показан крейцкопфный узел с одним ползуном. Поперечина крейцкопфа представляет собой стальную поковку 5 с двумя цапфами 1 для соединения с головными подшипниками шатуна. В центре поперечины имеется отверстие для штока 4, который крепится гайкой 6. Ползун 2 крепится к поперечине при помощи болтов 3. Для снятия срезывающих усилий с болтов в паз между ползуном и поперечиной устанавливают шпонку 7. Поверхности а и б заливают баббитом.

Конструкции крейцкопфа с двумя и четырьмя ползунами представлены на рис. 40. Конструкция с четырьмя ползунами позволяет снижать удельные нагрузки на параллели двигателя, повышает надежность и долговечность крейцкопфного соединения, однако усложняет конструкцию двигателя и условия разборки и сборки головного соединения. На рис. 40, в в аксонометрии показан крейцкопфный узел мощного судового дизеля ДКРН 76/155 («Зульцер»).

Вопросы и ответы

Где находится впускной коллектор? Это часть навесного оборудования мотора. В карбюраторных агрегатах этот элемент впускной системы расположен между карбюратором и головкой блока цилиндров. Если машина инжекторная, то впускной коллектор просто соединяет модуль воздушного фильтра с соответствующими отверстиями головки блока цилиндров. Топливные форсунки в зависимости от типа топливной системы будут установлены либо в трубы впускного коллектора, либо непосредственно в головку блока цилиндров.

Что входит в впускной коллектор? Впускной коллектор представляет собой несколько труб (их количество зависит от числа цилиндров в моторе), соединенных в одну трубу. В него входит труба, идущая от модуля воздушного фильтра. В некоторых топливных системах (инжекторных) в трубах, подходящих к мотору, установлены топливные форсунки. Если в машине используется карбюратор или моновпрыск, то этот элемент будет установлен в узле, где соединяются все трубы впускного коллектора.

Для чего нужен впускной коллектор? В классических автомобилях во впускном коллекторе происходит подача и смешивание воздуха с топливом. Если машина оснащается непосредственным впрыском, то впускной коллектор служит только для подачи свежей порции воздуха.

Как работает впускной коллектор? Когда мотор запускается, по впускному коллектору движется свежий воздух от воздушного фильтра. Это происходит либо за счет естественной тяги, либо благодаря действию турбины.

Формула изобретения

Составной поршень двигателя внутреннего сгорания, содержащий головку с чашеобразной выемкой на днище, закрепленную на опоре с направляющим элементом, отличающийся тем, что головка выполнена в виде сегментов, каждый из которых установлен подвижно на направляющем элементе опоры и поджат к рабочей поверхности цилиндра.

Устройство и конструкция впускного коллектора

Один из важнейших факторов, влияющих на эффективность мотора,– это форма коллектора. Он представлен в виде ряда труб, соединенных в один патрубок. На конце патрубка устанавливается воздушный фильтр.

Количество отводов на другом конце зависит от числа цилиндров в моторе. Впускной коллектор подсоединяется к газораспределительному механизму в районе впускных клапанов. Одним из недостатков ВК является конденсация топлива на его стенках. Для предотвращения такого эффекта электростатической реакции инженерами разработана такая форма труб, которая образует турбулентность внутри магистрали. По этой причине внутренняя часть труб специально оставляется шероховатой.

Форма патрубков коллектора должна иметь конкретные параметры. Во-первых, тракт не должен иметь острых углов. Из-за этого топливо будет оставаться на поверхности труб, что приведет к засорению полости и изменит параметры подачи воздуха.

Во-вторых, самой распространенной проблемой впускного тракта, с которой продолжают бороться инженеры, является эффект Гельмгольца. Когда открывается впускной клапан, воздух устремляется к цилиндру. После его закрытия поток по инерции продолжает движение, а затем резко возвращается. Из-за этого создается давление сопротивления, которое мешает движению очередной порции во втором патрубке.

Эти две причины заставляют автомобильных производителей разрабатывать улучшенные коллекторы, которые обеспечивали бы плавную работу системы впуска.

📌Преимущества и недостатки ДВС

На сегодняшний день оптимальный вариант двигателей для механических транспортных средств – ДВС. Среди преимуществ таких агрегатов можно выделить:

• простота в ремонте;
• экономичность для дальних поездок (зависит от его объема);
• большой рабочий ресурс;
• доступность для автомобилиста среднего достатка.

Идеального мотора пока еще не создали, поэтому данные агрегаты имеют и некоторые недостатки:

• чем сложнее агрегат и сопутствующие системы, тем дороже их обслуживание (пример – моторы EcoBoost);
• требует тонкую настройку системы подачи топлива, распределения зажигания и других систем, что требует определенных навыков, иначе мотор будет работать не эффективно (или вообще не заведется);
• больший вес (по сравнению с электрическими двигателями);
• износ кривошипно-шатунного механизма.

Несмотря на оснащение многих ТС другими типами моторов («чистые» автомобили, работающие от электротяги), ДВС еще долгое время будут сохранять конкурентные позиции благодаря своей доступности. Гибридные и электрические версии авто набирают популярность, однако из-за дороговизны таких ТС и стоимости их обслуживания они пока не доступны рядовому автомобилисту.

Что такое двигатель внутреннего сгорания? Это разновидность силовых агрегатов, где в конструкции предусмотрена закрытая камера сгорания, в которой образуется тепловая энергия (за счет воспламенения топливно-воздушной смеси) и преобразуется в механическую.

Кто изобрёл двигатель внутреннего сгорания? Образец первого в мире двигателя внутреннего сгорания был открыт французским изобретателем Этвеном Ленуаром в 1860 году. Первый четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, по схеме которой работают абсолютно все силовые агрегаты, изобрел Николаус Отто.

Из чего состоит двигатель? Простейший ДВС состоит из блока цилиндров, в котором установлена кривошипно-шатунная система, цилиндро-поршневая группа, сверху блок накрыт головкой блока цилиндров с газораспределительным механизмом (распредвал и клапана), впускная и выпускная система, топливная и система зажигания.

📌История создания

До появления ДВС самоходные машины оснащались двигателями внешнего сгорания. Работали такие агрегаты от давления пара, образующегося в результате нагрева воды в отдельном резервуаре.

Конструкция таких двигателей была габаритной и малоэффективной – помимо большого веса установки для преодоления больших расстояний транспорту нужно было тянуть за собой еще и приличный запас топлива (уголь или дрова).

Ввиду такого недостатка инженеры и изобретатели пытались решить важный вопрос: как совместить топливо с телом силового агрегата. За счет удаления из системы таких элементов, как котел, резервуар для воды, конденсатор, испаритель, насос и т.д. можно было значительно снизить вес мотора.

Создание двигателя внутреннего сгорания в привычном для современного автомобилиста виде происходило постепенно. Вот основные вехи, приведшие к появлению современного ДВС:

• 1791г. Джон Барбер изобретает газовую турбину, которая функционировала на основании процесса «перегонки» нефти, угля и древесины в ретортах. Полученный газ вместе с воздухом нагнетался компрессором в камеру сгорания. Образовавшийся горячий газ под давлением подавался на крыльчатку рабочего колеса, и вращал его.
• 1794г. Роберт Стрит патентует жидкотопливный двигатель.
• 1799г. Филипп Лебон в результате пиролиза нефти получает светильный газ. В 1801 году предлагает использовать его в качестве топлива для газовых двигателей.
• 1807г. Франсуа Исаак де Риваз – патент об «использовании взрывающихся материалов, как источника энергии в двигателях». На основании разработки создает «Самодвижущийся экипаж».
• 1860г. Этьен Ленуар впервые воплотил в реальность ранние изобретения, создав работоспособный мотор, работающий от смеси светильного газа и воздуха. Механизм приводился в движение при помощи искры от внешнего источника питания. Изобретение применялось на лодках, но на самоходных машинах не устанавливалось.
• 1861г. Альфонс Бо Де Роша раскрывает важность сжатия топлива перед его воспламенением, что послужило для создания теории работы четырехтактного двс (всасывание, сжатие, горение вместе с расширением и выпуск).
• 1877г. Николаус Отто создает первый четырехтактный ДВС мощностью в 12 л.с.
• 1879г. Карл Бенц патентует двухтактный мотор.
• 1880-е годы. Огнеслав Кострович, Вильгельм Майбах и Готлиб Даймлер параллельно разрабатывают карбюраторные модификации двс, подготавливая их к серийному производству.

Помимо моторов, работающих на бензиновом топливе, в 1899 году появляется «Тринклер-мотор». Данное изобретение – еще одна разновидность двс (бескомпрессорный нефтяной двигатель высокого давления), работающая по принципу изобретения Рудольфа Дизеля. С годами силовые агрегаты, как бензиновые, так и дизельные, совершенствовались, что повышало их КПД.

1. Составной поршень, включающий корпус, головку и, по меньшей мере, одно поршневое кольцо, отличающийся тем, что головка посредством осевого пальца с окружной канавкой, снабженного средствами его крепления в корпусе, подвижно, с возможностью вращения и продольного перемещения сочленена с корпусом поршня, при этом в окружной канавке головки установлена цилиндрическая пружина, а в зазоре, между посадочными плоскостями головки и корпуса — поршневое кольцо, выполненное в виде плоской спирали.

2. Составной поршень, включающий корпус, головку и, по меньшей мере, одно поршневое кольцо, отличающийся тем, что головка посредством осевого пальца с окружной канавкой, снабженного средствами его крепления в корпусе, подвижно, с возможностью вращения и продольного перемещения сочленения с корпусом поршня, при этом в окружной канавке головки установлена цилиндрическая пружина, а в зазоре, между посадочными плоскостями головки и корпуса — поршневое кольцо, выполненное в виде плоской спирали, а боковая поверхность корпуса облицована рубашкой.

Форма патрубков коллектора

Это очень важный фактор, которому уделяется ключевое значение при проектировании впускной системы отдельной модификации моторов. У патрубков должно быть конкретное сечение, длина и форма. Не допускается наличие острых углов, а также сложные искривления.

Вот несколько причин, почему патрубкам впускного коллектора уделяется столько внимания:

• На стенках впускного тракта может оседать топливо;
• В процессе работы силового агрегата может появляться резонанс Гельмгольца;
• Чтобы система работала исправно, используются естественные физические процессы, такие как давление, создаваемое проходящим по впускному коллектору потоку воздуха.

Если топливо будет постоянно оставаться на стенках патрубков, впоследствии это может стать причиной сужения впускного тракта, а также его засорения, что отрицательно скажется на производительности силового агрегата.

Что касается резонанса Гельмгольца, то это извечная головная боль конструкторов, проектирующих современные силовые агрегаты. Суть этого эффекта в том, что в момент закрытия впускного клапана создается сильное давление, которое выталкивает воздух из коллектора. Когда впускной клапан снова открывается, из-за противодавления поток сталкивается с противодействием. Из-за такого эффекта снижаются технические характеристики впускной системы авто, а также повышается износ деталей системы.

📌Вспомогательные системы двигателя внутреннего сгорания

Ни один современный двигатель внутреннего сгорания не способен работать самостоятельно. Это так, потому что топливо нужно доставить от бензобака до мотора, оно должно в нужный момент воспламениться, а чтобы двигатель не «задохнулся» от выхлопных газов, их нужно вовремя удалить.

Вращающиеся детали нуждаются в постоянной смазке. Из-за повышенных температур, образующихся в процессе горения, двигатель нужно охладить. Эти сопутствующие процессы не обеспечиваются самим мотором, поэтому ДВС работает вместе со вспомогательными системами.

Данная вспомогательная система предназначена для своевременного воспламенения горючей смеси при соответствующем положении поршня (ВМТ в такте сжатия). Она используется на бензиновых двигателях внутреннего сгорания и состоит из таких элементов:

• Источник питания. Когда мотор находится в спокойном состоянии, эту функцию выполняет аккумуляторная батарея (как завести авто, если аккумулятор сел, читайте в отдельной статье). После запуска двигателя в качестве источника энергии выступает генератор.
• Замок зажигания. Устройство, которое замыкает электрическую цепь для ее запитывания от источника питания.
• Накопитель. В большинстве бензиновых автомобилях стоит катушка зажигания. Есть также модели, в которых таких элементов несколько – по одной на каждой свече зажигания. Они преобразуют низкое напряжение, идущее от АКБ, в ток высокого напряжения, которое нужно для создания качественной искры.
• Распределитель-прерыватель зажигания. В карбюраторных автомобилях это трамблер, в большинстве остальных этот процесс контролируется ЭБУ. Такие устройства распределяют электрические импульсы на соответствующие свечи зажигания.

Для создания процесса горения необходима совокупность трех факторов: топлива, кислорода и источника воспламенения. Если подать электрический разряд – задача системы зажигания, то впускная система обеспечивает поступление кислорода в двигатель, чтобы горючее смогло воспламениться.

Данная система состоит из:

• Воздухозаборника – патрубка, через который происходит забор чистого воздуха. Процесс поступления зависит от модификации двигателя. В атмосферных моторах происходит всасывание воздуха за счет создания вакуума, образующегося в цилиндре. В турбированных моделях данный процесс усиливается за счет вращения лопастей нагнетателя, что увеличивает мощность мотора.
• Фильтр воздуха предназначен для очистки потока от пыли и мелких частиц.
• Дроссельной заслонки – клапана, регулирующего количество поступающего в мотор воздуха. Регулируется либо нажатием на педаль акселератора, либо электроникой блока управления.
• Впускного коллектора – системы труб, соединенных в одну общую трубу. В инжекторных двс сверху устанавливается дроссельная заслонка и для каждого цилиндра по топливной форсунке. В карбюраторных модификациях на впускном коллекторе установлен карбюратор, в котором происходит смешивание воздуха с бензином.

Помимо воздуха в цилиндры нужно подать и топливо. Для этой цели разработана топливная система, состоящая из:

• топливного бака;
• топливной магистрали – шланги и трубки, по которым от резервуара до мотора движется бензин или дизтопливо;
• карбюратора или инжектора (систем форсунок, распыляющих горючее);
• топливного насоса, перекачивающего горючее из бака в карбюратор или другое устройство для смешивания топлива и воздуха;
• топливного фильтра, очищающего бензин или ДТ от мусора.

На сегодняшний день существует много модификаций моторов, в которых рабочая смесь подается в цилиндры разными методами. Среди таких систем существуют:

• моновпрыск (принцип карбюратора, только с форсункой);
• распределенный впрык (для каждого цилиндра устанавливается отдельная форсунка, воздушно-топливная смесь формируется в канале впускного коллектора);
• непосредственный впрыск (форсунка распыляет рабочую смесь непосредственно в цилиндр);
• комбинированный впрыск (сочетает в себе принцип непосредственного и распределенного впрыска)

Все трущиеся поверхности металлических деталей необходимо смазать для охлаждения и уменьшения их износа. Чтобы обеспечить такую защиту, мотор оснащается системой смазки. Она также обеспечивает защиту металлических деталей от окисления и удаляет нагар. Система смазки состоит из:

• поддона картера – резервуара, в котором находится моторное масло;
• масляного насоса, создающего давление, благодаря которому смазка поступает во все узлы мотора;
• масляного фильтра, задерживающего любые частицы, образующиеся в результате работы мотора;
• некоторые автомобили оснащаются масляным радиатором для дополнительного охлаждения смазки мотора.

Качественная выхлопная система обеспечивает удаление отработанных газов из рабочих камер цилиндров. Современные автомобили оснащены системой выхлопа, в которую входят следующие элементы:

• выпускной коллектор, в котором гасятся вибрации горячих отработанных газов;
• приемная труба, в которую отработанные газы поступают из коллектора (подобно выпускному коллектору изготавливается из жаростойкого металла);
• катализатор, очищающий отработанные газы от вредных элементов, что позволяет транспортному средству соответствовать экологическим нормам;
• резонатор – емкость, немногим меньшая основного глушителя, предназначенная для снижения скорости выхлопа;
• основной глушитель, внутри которого находятся перегородки, изменяющие направление отработанных газов для снижения их скорости и шума.

Данная дополнительная система позволяет работать мотору без перегрева. Она поддерживает рабочую температуру двигателя, пока он заведен. Чтобы этот показатель не превышал критические границы даже когда машина стоит, система состоит из таких деталей:

• радиатор охлаждения, состоящий из трубок и пластин, предназначенных для быстрого теплообмена между охлаждающей жидкостью и воздухом окружающей среды;
• вентилятор, обеспечивающий подачу большего потока воздуха, например, если машина стоит в пробке и радиатор не обдувается в достаточной степени;
• водяная помпа, благодаря которой обеспечивается циркуляция охлаждающей жидкости, отводящей тепло от горячих стенок блока цилиндров;
• термостат – клапан, который открывается после того, как мотор прогреется до рабочей температуры (до его срабатывания ОЖ циркулирует по малому кругу, а когда он открывается – жидкость движется через радиатор).

Синхронная работа каждой вспомогательной системы обеспечивает бесперебойную работу ДВС.

Тюнинг коллектора

При изменении конструкции впускного коллектора можно добиться повышения технических характеристик силового агрегата. Обычно коллектор подвергается тюнингу по двум причинам:

• Устранить негативные последствия, вызванные формой и длиной патрубков;
• Чтобы доработать внутреннюю часть, что улучшит поступление воздушно-топливной смеси в цилиндры.

Если у коллектора несимметричная форма, то поток воздуха или воздушно-топливной смеси будет распределяться по цилиндрам неравномерно. Больше всего объема будет направлено в первый цилиндр, а в каждый последующий – меньший.

Но и у симметричных коллекторов есть свой недостаток. В такой конструкции больший объем поступает в центральные цилиндры, а в крайние – меньший. Так как воздушно-топливная смесь в разных цилиндрах отличается, цилиндры силового агрегата начинают работать неравномерно. из-за этого мотор теряет свою мощность.

В процессе тюнинга меняется штатный коллектор на систему с многодроссельным впуском. В таком исполнении каждому цилиндру полагается индивидуальная дроссельная заслонка. Благодаря этому все воздушные потоки, входящие в мотор, не зависят друг от друга.

Если денег на подобную модернизацию нет, можно выполнить ее самостоятельно практически без материальных вложений. Обычно стандартные коллекторы имеют внутренние недостатки в виде шероховатостей или неровностей. Они создают завихрения, создающие ненужную турбулентность в тракте.

Из-за этого цилиндры могут некачественно или неравномерно наполняться. Обычно этот эффект мало заметен на небольших скоростях. Но когда водитель ожидает моментальной реакции на нажатие педали газа, в таких моторах она неудовлетворительная (это зависит от индивидуальных особенностей коллектора).

Чтобы устранить подобные эффекты, впускной тракт шлифуют. Причем не стоит доводить поверхность до идеального состояния (зеркальное). Достаточно убрать шероховатости. В противном случае на стенках внутри зеркального впускного тракта будет образовываться конденсат из топлива.

И еще одна тонкость. Проводя модернизацию впускного коллектора, нельзя забывать о месте его установки на двигателе. В месте, где патрубки соединяются с головкой блока цилиндров, устанавливается прокладка. Этот элемент не должен создавать ступеньку, из-за которой входящий поток будет сталкиваться с препятствием.

Принцип работы

Всасывающий коллектор функционирует по очень простой схеме. Когда мотор заводится, воздушный клапан открывается. В процессе перемещения поршня к нижней мертвой точки на такте всасывания в полости создается разрежение. Как только впускной клапан открывается, порция воздуха с большой скоростью движется в освободившуюся полость.

На этапе всасывания происходят разные процессы в зависимости от типа топливной системы:

• Моновпрыск – от фильтра поступает очередная порция воздуха. Она проходит через карбюратор или полость, в которой установлена топливная форсунка (если мотор оснащен инжекторной ТС). В этой полости воздух перемешивается с топливом. Благодаря разряжению в цилиндре эта порция всасывается через поднятый клапан системы впуска;
• Многоточечный впрыск – в каждой трубе коллектора размещены индивидуальные топливные форсунки. Когда открывается соответствующий клапан, воздух подается по подходящей к нему трубе. Одновременно происходит распыление топлива.
• Прямой впрыск – всасывается исключительно воздух. Клапан опускается, поршень сжимает воздух в цилиндре. В конце такта сжатия через форсунку топливо под давлением подается в сжатую среду. В дизельных ДВС происходит идентичный процесс, только воздух сжимается сильнее.

Все современные двигатели оснащаются электронной системой, которая управляет подачей воздуха и топлива. Благодаря этому мотор работает более стабильно. Размеры патрубков подбираются под параметры мотора еще на стадии изготовления силового агрегата.

Системы изменения геометрии впускного коллектора

Машины старого поколения имеют стандартный коллектор. Однако он имеет один недостаток – его эффективность достигается только на ограниченном режиме работы двигателя. Чтобы расширить диапазон, была разработана инновационная система – изменяемая геометрия коллектора. Существует две модификации – изменяется длина тракта или его сечение.

Впускной коллектор переменной длины

Данная модификация используется в атмосферных моторах. На пониженных оборотах коленвала впускной тракт должен быть длинным. Так повышается приемистость и крутящий момент. Как только обороты повышаются, его длину необходимо уменьшить, чтобы раскрылся весь потенциал сердца автомобиля.

Для достижения такого эффекта используется специальный клапан, который отсекает больший рукав коллектора от меньшего и наоборот. Процесс регулируется естественным физическим законом. После закрытия впускного клапана в зависимости от частоты колебания воздушного потока (на это влияет количество оборотов коленвала) создается давление, которое приводит в движение отсекающую заслонку.

Данная система используется только в атмосферных моторах, так как в турбированных агрегатах происходит принудительное нагнетание воздуха. Процесс в них регулируется электроникой блока управления.

Каждый производитель по-своему называет данную систему: у BMW это DIVA, у Ford – DSI, у Mazda – VRIS.

Впускной коллектор переменного сечения

Что касается данной модификации, то она может использоваться, как в атмосферных, так и в моторах с турбонагнетателем. Когда уменьшается сечение патрубка возрастает скорость движения воздуха. В атмосфернике это создает эффект турбо нагнетателя, а в системах с принудительной подачей воздуха разработка облегчает задачу турбокомпрессору.

Благодаря высокой скорости движения потока воздушно-топливная смесь более эффективно смешивается, что приводит кее качественному сгоранию в цилиндрах.

Коллекторы данного типа имеют оригинальное строение. На входе в цилиндр имеется не один канал, а он делится на две части – по одной на каждый клапан. В одном из клапанов имеется заслонка, регулируемая электроникой автомобиля при помощи моторчика (или вместо него используется вакуумный регулятор).

При небольших оборотах коленвала ВТС подается через одно отверстие – работает один клапан. Это создает зону турбулентности, которая улучшает смешивание топлива с воздухом, а вместе с тем и его качественное сгорание.

Как только повышаются обороты двигателя, открывается второй канал. Это приводит к увеличению мощности агрегата. Как и в случае с коллекторами переменной длины, производители данной системы дают свое название. Ford указывает IMRC и CMCV, Opel – Twin Port, Toyota – VIS.

Увеличение мощности двигателя без турбины! Все про коллектор с изменяемой геометрией.

Поршневые кольца

бывают двух видов: уплотнительные и маслосъемные. Уплотнительные кольца служат для уплотнения цилиндра и предупреждения прорыва газов в подпоршневое пространство, для равномерного распределения масла по стенкам цилиндра. Маслосъемные кольца служат для снятия избыточного масла со стенок цилиндровой втулки.

Количество уплотнительных колец колеблется в пределах от трех до семи, причем для тихоходных дизелей применяется больше колец. Маслосъемные кольца устанавливают: одно — над пальцем, непосредственно под уплотнительными кольцами, и одно-два в нижней части поршня. Уплотнительные кольца всех дизелей в свободном состоянии имеют диаметры, превышающие диаметры цилиндров; в рабочем состоянии диаметр кольца равен диаметру цилиндра, поэтому кольца плотно прилегают по всей окружности цилиндра и создают необходимую компрессию.

Верхнее уплотнительное кольцо устанавливают таким образом, чтобы при нахождении поршня в в. м. т. кольцо оставалось в охлаждаемой части втулки.

Иногда у быстроходных дизелей для уменьшения теплового потока, нагревающего уплотнительные кольца, устраивают своего рода тепловой барьер в виде канавки, проточенной между верхней кромкой поршня и первым уплотнительным кольцом (рис. 36).

Уплотнительные кольца в основном имеют прямоугольное сечение и отличаются только формами замков (рис. 37, а). Однако встречаются кольца, имеющие трапецеидальное или прямоугольное сечения, с одной или двумя фасками, конусные кольца и т. д.

При движении поршня вверх благодаря конусности маслосъемного кольца оно свободно скользит по поверхности цилиндровой втулки, при движении поршня вниз масло снимается с поверхности втулки нижней острой кромкой кольца и сбрасывается через отверстие в поршне в картер двигателя. У некоторых дизелей для увеличения эффективности маслосъемных колец их выполняют двойными (рис. 37, б).

Перед установкой уплотнительных колец на поршень по всей окружности колец с верхних и нижних кромок снимается фаска. Величина теплового зазора кольца (монтажный зазор в стыке замка) зависит от диаметра цилиндра и расположения кольца на поршне (верхнее кольцо ввиду большего нагрева имеет больший зазор).

Монтажный зазор в канавке поршня принимают в зависимости от высоты кольца и расположения его на поршне.

Материалом для изготовления поршневых колец служит чугун марок СП4Ф 28-48 (при диаметре цилиндра до 500 мм), СП4Ф 24-44 (при диаметре цилиндра свыше 500 мм).

Назначение впускного коллектора

Данная деталь предназначена для обеспечения подачи воздуха и ВТС в цилиндры мотора ,пока он работает. В современных силовых агрегатах на этой части устанавливаются дополнительные элементы:

• Дроссельная заслонка (воздушный клапан);
• Датчик воздуха;
• Карбюратор (в карбюраторных модификациях);
• Форсунки (в инжекторных ДВС);
• Турбонагнетатель, крыльчатка которого работает от выпускного коллектора.

Предлагаем небольшое видео об особенностях данного элемента:

Впускной коллектор: частые вопросы

📌Циклы двигателя

Под циклом подразумеваются действия, которые повторяются в отдельном цилиндре. Четырехтактный мотор оснащается механизмом, который обеспечивает срабатывание каждого из этих циклов.

В ДВС поршень выполняет возвратно-поступательные движения (вверх/вниз) по цилиндру. Шатун и кривошип, закрепленный на нем, преобразует эту энергию во вращение. Во время одного действия – когда поршень доходит от нижней точки до верхней и обратно – коленчатый вал делает один оборот вокруг своей оси.

Чтобы этот процесс происходил постоянно, в цилиндр должна поступать воздушно-топливная смесь, она должна в нем сжиматься и воспламеняться, а также должны удаляться продукты горения. Каждый из этих процессов происходит за один оборот коленвала. Эти действия называются тактами. Всего в четырехтактнике их четыре:

• Впуск или всасывание. На этом такте в полость цилиндра всасывается воздушно-топливная смесь. Она поступает через открытый впускной клапан. В зависимости от типа топливной системы бензин смешивается с воздухом во впускном коллекторе или непосредственно в цилиндре, как, например, у дизелей;
• Сжатие. В этот момент как впускной, так и выпускной клапаны закрыты. Поршень идет вверх благодаря провороту коленвала, а он вращается за счет выполнения других тактов в смежных цилиндрах. В бензиновом моторе ВТС сжимается до нескольких атмосфер (10-11), а в дизеле – более 20атм.;
• Рабочий ход. В момент, когда поршень остановится в самом верху, сжатая смесь зажигается при помощи искры от свечи зажигания. В дизельном агрегате этот процесс несколько отличается. В нем воздух так сильно сжимается, что его температура подскакивает до значения, при котором солярка загорается самостоятельно. Как только происходит взрыв смеси топлива и воздуха, высвободившейся энергии некуда деваться, и она перемещает поршень вниз;
• Выпуск продуктов горения. Чтобы камера наполнилась свежей порцией горючей смеси, газы, образовавшиеся в результате воспламенения, необходимо удалить. Это происходит в следующем такте, когда поршень идет вверх. В этот момент открывается выпускной клапан. При достижении поршнем верхней мертвой точки цикл (или совокупность тактов) в отдельном цилиндре замыкается, и процесс повторяется.

Поршень

двигателя служит для восприятия усилий, возникающих при сгорании топлива, и передачи их через поршневой палец и шатун на коленчатый вал (у тронковых дизелей); у крейцкопфных дизелей усилия передаются через шток, крейцкопф и шатун.

Классификация поршней осуществляется по следующим признакам: поршни тронковых и крейцкопфных дизелей, поршни дизелей двойного действия.

Верхняя часть поршня тронкового дизеля называется головкой, нижняя — тронком. Размер тронка зависит от допускаемых удельных нагрузок на стенки цилиндровой втулки.

У дизелей с диаметром цилиндра до 350 мм избыточное тепло отводится от поршня через стенки цилиндра; для цилиндров больших диаметров, когда выделяется большое количество тепла на единицу объема цилиндра, необходимо устраивать специальную систему охлаждения поршней.

В качестве охлаждающей жидкости применяют масло или пресную воду.

Устройство поршня четырехтактного тронкового двигателя 64Н 31,8/33 (Д-50) показано на рис. 33, а. Поршень 1 этого дизеля отлит из алюминиевого сплава, имеет пять компрессионных 6 и три маслосъемных кольца 5. Поршень с шатуном соединен при помощи поршневого пальца 3 плавающего типа. Поршневой палец запрессовывается в специальные приливы (бобышки). Для предотвращения осевого смещения с обеих сторон устанавливают алюминиевые заглушки 9, которые фиксируют штифтами 8. Масло для смазки головного подшипника 2 поступает по каналу в стержне шатуна, оттуда масло переходит в полость между кожухом 4 и пальцем 3, смазывает головной подшипник и рабочие поверхности бобышек и стекает в картер. Масло, которое снимается с поверхности цилиндровых втулок маслосъемными кольцами, через отверстия в поршне также стекает в картер. Отверстия 7 с резьбой в днище поршня служат для вворачивания рымов при демонтаже и монтаже поршня и шатуна.

Типичным для поршней крейцкопфных дизелей является поршень (рис. 33, б) двигателя с прямоточно-клапанной продувкой ДКРН 50/110 (БМЗ). Поршень состоит из двух основных частей: головки 3 и чугунной юбки 4. В головке имеется шесть канавок для компрессионных колец. Глубокие выемы 1 внутри поршня создают тепловой барьер, предохраняющий кольца от перегрева и пригорания. Головка и юбка поршня соединяются со штоком при помощи шпилек, ввернутых в головку. Правильность сборки обеспечивается направляющим штифтом. Поршень охлаждается маслом из циркуляционной системы смазки дизеля. Масло поступает по центральной трубке 5, охлаждает нижнюю часть поршня, поднимается вверх, через воронку 2 поступает в кольцевое пространство штока и в телескопические трубы.

На рис. 34, а показан поршень дизеля ДКРН 70/120 (МАН). Толстостенная головка поршня 1 выполнена из жаростойкой стали и крепится к верхнему фланцу штока шпильками 4. Нижняя тонкостенная часть поршня 5 отлита из чугуна, имеет продольные и круговые ребра жесткости, крепится шпильками к нижнему фланцу штока и служит для перекрытия выпускных и продувочных окон при верхнем положении поршня. Промежуточная чугунная вставка 3 крепится к головке поршня болтами. Удлинение нижней части поршня 5 при нагреве происходит в зазор между промежуточной вставкой и нижней частью поршня. На головке поршня установлено шесть компрессионных колец 2. Для лучшей приработки поршня, а также для создания плотности в подпоршневом пространстве, которое используется для дополнительного сжатия продувочного воздуха, на нижней части поршня зачеканено кольцо 6 из свинцовистой бронзы и установлено уплотнительное кольцо 7.

Поршень охлаждается пресной водой, которая поступает через специальную телескопическую систему по трубопроводу 10, через кольцевой канал между трубками 8 и 9 и уходит через сливную воронку 11 и и центральную трубку 8 в холодильник.

Телескопическая система охлаждения поршня этого дизеля показана на рис. 34, б. Телескопические подвижные трубы 5 крепятся к специальному кронштейну 6, который смонтирован на крейцкопфе 7. Верхние концы телескопических труб 5 при помощи красномедных трубок 8 связаны через шток с зарубашечным пространством поршня, а нижние концы входят в неподвижные трубки 3. Неподвижные трубки имеют специальные воздушные колпаки 2 для сглаживания пульсации струи охлаждающей воды и для предотвращения разрыва труб при нисходящем движении поршня и резком уменьшении объема трубопровода.

Для поддержания воздушной подушки в колпаке через невозвратный клапан 9 компрессором подается сжатый воздух; переход воздуха из воздушного колпака приемной полости в воздушный колпак отливной полости происходит по трубе 10 отводится охлаждающая вода по грубе 11. Уплотнение между подвижной трубкой 5 и неподвижной 3 достигается устройством специального сальника 4, который вынесен за пределы картера двигателя; такая конструкция исключает попадание воды в систему смазки двигателя и позволяет контролировать состояние сальников телескопического соединения.

Кроме телескопической системы охлаждения поршней, на некоторых дизелях трубы системы охлаждения соединяют шарнирно. Такой способ применяется только при охлаждении поршней маслом.

Материалом для изготовления поршней служит: чугун СЧ 28-48, алюминиевые сплавы АЛ1, АЛ4; для изготовления головок поршней крупных дизелей применяют высокопрочный чугун ВЧ 50-1,5 или стали 35 Л, 30 ХМА.

Коленчатые валы

Для преобразования возвратно-поступательных движений поршней во вращательное движение служит Коленчатый вал является наиболее ответственной и дорогостоящей деталью дизеля.

По конструкции и способу изготовления коленчатые валы бывают штампованные, цельнокованые, составные (составленные из нескольких частей) и сборные (собранные горячепрессовой посадкой из отдельных деталей). Штампованные коленчатые валы применяют только для небольших дизелей. Для небольших судовых дизелей применяют также цельнокованые коленчатые валы.

Количество колен (мотылей) коленчатого вала равно количеству цилиндров. (У некоторых дизелей для привода поршня продувочного насоса применяют дополнительное навесное колено.) Угол заклинки мотылей коленчатого вала одних относительно других зависит от количества цилиндров и тактности двигателя. У четырехтактных дизелей при четном количестве цилиндров мотыли заклинивают попарно в одной плоскости, например у четырехцилиндрового двигателя заклинивают в одной плоскости первое и четвертое колена, через 180° — второе и третье; у шести цилиндрового порядок заклинки мотылей следующий; 1 и 6; через 120° — 3 и 4 и еще через 120° — 2 и 5.

У двухтактных дизелей мотыли заклинивают каждый в своей плоскости через равный угол. Расположение колен вала и чередование вспышек в отдельных цилиндрах определяют исходя из следующих условий; не должно быть одновременных вспышек в двух смежных цилиндрах; поступление импульсов на коленчатый вал по всей его длине должно быть равномерным. У коленчатого вала двигателя 8ДР 30/50 (рис. 42) диаметр мотылевых шеек 1 равен 200 мм, рамовых 4 — 220 мм. Щеки, рамовые и мотылевые шейки имеют внутренние каналы, которые закрыты технологическими пробками 7 и служат для подвода масла от рамовых подшипников к мотылевым. В кормовой части коленчатого вала расположено два маслоотражательных кольца 5, препятствующих выбросу масла из картера, и шпонка 2 для посадки шестерни привода распредвала топливных насосов. В носовой части коленчатого вала имеется дополнительный мотыль 5 для привода продувочного насоса; мотыль откован заодно с коленчатым валом. На рамовую шейку 6 этого мотыля устанавливают шестерню привода масляного насоса. Для уравновешивания центробежных сил коленчатого вала к щекам 8 крепят при помощи болтов 10 противовесы 11. Болты фиксируют стопорными шайбами 9. Удлиненный конец вала служит для установки на нем демпфера крутильных колебаний.

Сборные коленчатые валы выполняют двух типов: у валов первого типа мотыли, откованные цельной деталью, соединяются между собой рамовыми шейками; у валов второго типа, сборных, щеки, мотылевые и рамовые шейки изготовляют отдельными деталями и собирают горячепрессовой посадкой.

Коленчатый вал с цельноковаными мотылями (рис. 43, а) применяется на двигателях ДКРН 70/120 (МАН): щеки вала откованы заодно, с мотылевой шейкой 3; в отверстия щек запрессованы рамовые шейки 1; для подачи масла от рамовых к мотылевым подшипникам в щеках и шейках имеется система отверстий, которые закрывают заглушками 2. Коленчатые валы дизелей этой фирмы выполняют обычно из двух частей и соединяют между собой при помощи фланцев.

Щеки и шейки у коленчатого вала двигателя фирмы «Бурмейстер и Вайн» (см. рис. 43, б) выполнены из отдельных деталей (щеки — из литой стали, шейки — стальные кованые). Противовесы коленчатого вала у дизелей этой фирмы отливают обычно вместе со щеками. Сборка деталей вала осуществляется горячепрессовой посадкой; при числе цилиндров больше пяти коленчатый вал изготавливают из двух частей, которые соединяют между собой фланцами.

Материалом для изготовления коленчатых валов служит конструкционная сталь 35, 40, 45; для быстроходных дизелей применяют легированную сталь ЗОХМА. Для изготовления коленчатых валов двигателя ЗД 100 применяют хромоникелевомолибденовый модифицированный высокопрочный чугун.

Шатуны

Различают шатуны тронковых и крейцкопфных дизелей. У тронкового дизеля усилия газов, действующих на поршень, передаются непосредственно через шатун на коленчатый вал; у крейцкопфных дизелей эти усилия передаются через шток и крейцкопфный узел. Способ передачи усилий и обусловливает конструкцию головного подшипника шатуна; у тронковых дизелей — один подшипник, у крейцкопфных — два.

Стержни шатунов тронковых дизелей имеют круглое или двутавровое сечение.Головной подшипник у небольших дизелей выполняется в виде бронзовой втулки, которая запрессовывается в отверстие шатуна. Мотылевый подшипник у небольших дизелей несъемный.Конструкция шатуна дизеля ДР 30/50 представлена на рис. 41, а. Стержень шатуна 1 круглого сечения имеет центральное сверление 2 для подачи смазочного масла к головному соединению. (У небольших дизелей с шатунами двутаврового сечения масло подается по специальной трубке, проходящей вдоль стержня шатуна,) В отверстие верхней головки шатуна запрессована бронзовая втулка 7, застопоренная болтом 8. Мотылевый подшипник (отъемный) имеет два вкладыша, залитых баббитом. Для центровки подшипника в верхней крышке имеется прилив 6, который входит в паз стержня шатуна. Для регулирования масляного зазора между верхней и нижней крышками устанавливают набор прокладок 5, а для регулирования высоты камеры сжатия дизеля имеется прокладка 4. Монтаж мотылевого подшипника и крепление его к шатуну осуществляются при помощи шатунных (мотылевых) болтов 3.

Шатун (см. рис. 41, б) мощного крейцкопфного дизеля ДКРН 90/155 («Зульцер») состоит из стержня 2, к которому крепятся два головных подшипника 4 и мотылевый подшипник 6.

Головные подшипники собирают на двух болтах 3, а мотылевые — на четырех 1.

Вкладыши подшипников — стальные, залиты баббитом. Между пяткой шатуна и мотылевым подшипником устанавливается прокладка 5 для регулирования высоты камеры сжатия цилиндра. Материалом для изготовления стержней шатуна служит сталь 45, для быстроходных дизелей применяют легированную сталь 40ХН. Головки шатуна изготавливают из сталей 35, 45, 35Л, 40ХН.

Поршневые штоки

У крейцкопфных дизелей поршень соединяется с крейцкопфом при помощи Верхняя часть штока имеет фланец, при помощи которого шток крепится к поршню. У некоторых дизелей большой мощности, когда поршень изготовлен из нескольких частей, шток может иметь два фланца, к которым крепят детали поршня. Нижняя часть штока (хвостовик) имеет конус для соединения с крейцкопфом или фланец с отверстиями.

Очень часто штоки служат для подвода охлаждающей жидкости к поршню. В этих случаях в штоке высверливают отверстие, в котором устанавливают трубу из нержавеющей стали или латуни, воду или масло подают обычно по кольцевому каналу, образуемому между трубкой и телом штока; охлаждающую жидкость отводят по трубке. При водяном охлаждении поршня стенки штока для защиты от коррозии облицовывают нержавеющей трубкой. Материалом для изготовления штоков служит сталь 45 и сталь 40Х.

У многих современных дизелей подпоршневые пространства цилиндров отделены от картеров специальной перегородкой — диафрагмой. При использовании подпоршневого пространства для сжатия воздуха диафрагма препятствует проникновению воздуха (из подпоршневого пространства в картер) и газов (из картера в подпоршневое пространство). Дополнительное назначение диафрагмы — препятствовать проникновению грязного масла из цилиндра в картер. В месте прохода штока через диафрагму устанавливают специальный сальник для уплотнения диафрагмы и для снятия масла со штока поршня.

Корпус сальника 1 штока (рис. 38) крепится к диафрагме 10 при помощи болтов. Разрезные чугунные кольца 2 и 3 служат для уплотнения штока. Кольца 4 и 5 снимают масло при движении штока вниз; кольца 6, 7 и 8—при движении штока вверх. Каналы А и В служат для отвода снятого с поверхности штока масла.

📌Виды ДВС

По типу конструкции и специфике работы ДВС классифицируются по нескольким критериям:

• По типу используемого топлива – дизельные, бензиновые, газовые.
• По принципу охлаждения – жидкостные и воздушные.
• В зависимости от расположения цилиндров – рядные и V-образные.
• По способу приготовления топливной смеси – карбюраторные, газовые и инжекторные (смеси образуются во внешней части ДВС) и дизельные (во внутренней части).
• По принципу зажигания топливной смеси – с принудительным зажиганием и с самовоспламенением (свойственно дизельным агрегатам).

Двигатели также различают по специфике конструкции и эффективности работы:

• Поршневые, у которых рабочая камера локализирована в цилиндрах. Стоит учесть, что такие ДВС делятся на несколько подвидов:карбюраторные (карбюратор отвечает за создание обогащенной рабочей смеси);инжекторные (поступление смеси происходит непосредственно во впускной коллектор через форсунки);дизельные (возгорание смеси происходит за счет создания высокого давления внутри камеры).Роторно-поршневые, характеризующиеся преобразованием тепловой энергии в механическую благодаря вращению ротора вместе с профилем. Работа ротора, движение которого по форме напоминает 8-ку, полностью заменяет собой функции поршней, ГРМ и коленвала.Газотурбинные, в которых мотор приводится в работу тепловой энергией, получаемой за счет вращения ротора с лопастями, напоминающими по форме клинок. Он и приводит в движение турбинный вал.
• карбюраторные (карбюратор отвечает за создание обогащенной рабочей смеси);
• инжекторные (поступление смеси происходит непосредственно во впускной коллектор через форсунки);
• дизельные (возгорание смеси происходит за счет создания высокого давления внутри камеры).
• Роторно-поршневые, характеризующиеся преобразованием тепловой энергии в механическую благодаря вращению ротора вместе с профилем. Работа ротора, движение которого по форме напоминает 8-ку, полностью заменяет собой функции поршней, ГРМ и коленвала.
• Газотурбинные, в которых мотор приводится в работу тепловой энергией, получаемой за счет вращения ротора с лопастями, напоминающими по форме клинок. Он и приводит в движение турбинный вал.

Теория, на первый взгляд, кажется понятной. Теперь рассмотрим главные составляющие компоненты силового агрегата.

📌Устройство ДВС

Конструкция корпуса включает такие компоненты:

• блок цилиндров;
• кривошипно-шатунный механизм;
• механизм газораспределения;
• системы подачи и воспламенения горючей смеси и удаления продуктов сгорания (выхлопных газов).

Для понимания места расположения каждого компонента, рассмотрим схему строения мотора:

Цифра 6 обозначает место, где расположен цилиндр. Он является одним из ключевых компонентов ДВС. Внутри цилиндра расположен поршень, обозначенный цифрой 7. Он скреплен с шатуном и коленвалом (на схеме обозначены номерами 9 и 12, соответственно). Перемещение поршня внутри цилиндра вверх и вниз провоцирует образование вращательных движений коленвала. На конце колневала предусмотрено наличие маховика, показанного на схеме под цифрой 10. Он необходим для равномерного вращения вала. Верхняя часть цилиндра оснащена плотной головкой, имеющей клапаны впуска смеси и выпуска отработанных газов. Они показаны под цифрой 5.

Открытие клапанов становится возможным за счет кулачков распредвала, обозначенного номером 14, а точнее — его передаточных элементов (номер 15). Вращение распредвала обеспечивают шестерни коленвала, обозначенные цифрой 13. При свободном перемещении поршня в цилиндре он способен занять два крайних положения.

Обеспечить нормальную работу ДВС может только равномерная подача топливной смеси в нужный момент. Чтобы уменьшить рабочие затраты мотора на отвод тепла и предотвратить преждевременный износ движущих компонентов, их смазывают маслом.

📌Принцип работы ДВС

Современные ДВС работают от воспламенившегося топлива внутри цилиндров и энергии, которая появилась в результате этого. Через впускной клапан (во многих двигателях их по два на цилиндр) подается смесь бензина и воздуха. Там же она воспламеняется за счет искры, которую образует свеча зажигания. В момент мини взрыва газы в рабочей камере расширяются, создавая давление. Оно приводит в движение поршень, прикрепленный к КШМ.

Дизели работают по похожему принципу, только процесс горения инициируется несколько иначе. Вначале воздух в цилиндре сжимается, что приводит его к нагреву. Перед тем, как поршень достигнет ВМТ в такте сжатия, форсунка распыляет топливо. Из-за горячего воздуха топливо загорается самостоятельно без искры. Далее процесс идентичен бензиновой модификации двс.

КШМ преобразует возвратно-поступательные движения поршневой группы во вращение коленчатого вала. Крутящий момент идет на маховик, затем на механическую или автоматическую КПП и в завершение – на ведущие колеса.

Процесс во время движения поршня вверх или вниз называется тактом. Все такты до момента их повторения называются циклом.

В один цикл входит процесс всасывания, сжатия, воспламенения вместе с расширением образовавшихся газов, выпуска.

Существует две модификации моторов:

• В двухтактном за цикл коленвал оборачивается один раз, а поршень опустится вниз и поднимется вверх.
• В четырехтактном за цикл коленвал провернется два раза, а поршень совершит четыре полных движения – опустится, поднимется, опустится, поднимется.

📌Принцип работы двухтактного двигателя

Когда водитель запускает мотор, стартер приводит в движение маховик, коленвал проворачивается, КШМ перемещает поршень. Когда он достигает НМТ и начинает подниматься, рабочая камера уже заполнена горючей смесью.

В ВМТ поршня она воспламеняется, и перемещает его вниз. Далее происходит вентиляция – отработанные газы вытесняются новой порцией рабочей горючей смеси. В зависимости от устройства мотора продувка может происходить по-разному. Одна из модификаций предусматривает заполнение топливно-воздушной смесью подпоршневого пространства, когда он поднимается, а когда поршень опускается, она выдавливается в рабочую камеру цилиндра, вытесняя продукты горения.

В таких модификациях моторов нет клапанной системы газораспределения. Сам поршень открывает/закрывает впускное/выпускное отверстие.

Подобные моторы используются в маломощной технике, потому что газообмен в них происходит за счет замещения отработанных газов очередной порцией воздушно-топливной смеси. Так как вместе с выхлопом частично удаляется и рабочая смесь, данная модификация отличается повышенным расходом топлива и меньшей мощностью по сравнению с четырехтактными аналогами.

Одно из преимуществ таких двс – меньше трения за один цикл, но при этом они сильней нагреваются.

📌Принцип работы четырехтактного двигателя

Большинство автомобилей и других механических транспортных средств оснащаются четырехтактными моторами. Для подачи рабочей смеси и отвода отработанных газов используется механизм газораспределения. Он приводится в движение через привод ГРМ, соединенный со шкивом коленвала ременной, цепной или шестеренчатой передачей.

Вращающийся распредвал поднимает/опускает впускные/выпускные клапаны, находящиеся над цилиндром. Данный механизм обеспечивает синхронность открытия соответствующих клапанов для подачи горючей смеси и отвода отработанных газов.

В таких двигателях цикл происходит следующим образом (на примере бензинового двс):

• В момент запуска мотора стартер проворачивает маховик, который приводит в движение коленвал. Открывается впускной клапан. Кривошипно-шатунный механизм опускает поршень, создавая вакуум в цилиндре. Происходит такт всасывания воздушно-топливной смеси.
• Перемещаясь из нижней мертвой точки вверх, поршень сжимает горючую смесь. Это второй такт – сжатие.
• Когда поршень находится в верхней мертвой точке, свеча создает искру, которая воспламеняет смесь. Из-за взрыва происходит расширение газов. Избыток давления в цилиндре перемещает поршень вниз. Это третий такт – воспламенение и расширение (или рабочий ход).
• Вращающийся коленвал перемещает поршень вверх. В этот момент распредвал открывает выпускной клапан, через который поднимающийся поршень вытесняет отработанные газы. Это четвертый такт – выпуск.

Неисправности впускного коллектора

Наиболее частыми неисправностями в системе впуска являются:

• Нарушение герметичности на месте установки прокладок;
• Образование на внутренних стенках сажи и смолы;
• Образование ступеньки на местах соединения (достаточно 2-миллиметрового препятствия, чтобы мощность мотора упала приблизительно на двадцать процентов, но это только на низких оборотах);
• Перегрев от близкого расположения с выпускным коллектором.

Обычно прокладки теряют свои свойства, когда мотор чрезмерно нагревается или когда ослабляется затяжка крепежных шпилек.

Рассмотрим, как диагностируются, и как влияют на работу мотора некоторые неисправности впускного коллектора.

Утечки охлаждающей жидкости

Когда водитель замечает, что объем антифриза постепенно снижается, в процессе езды слышен неприятный запах горелой охлаждающей жидкости, а под автомобилем постоянно остаются капли свежего антифриза, это может быть признаком неисправного впускного коллектора. Если быть точнее, то не самого коллектора, а прокладки, установленной между его патрубками и головкой блока цилиндров.

На некоторых моторах используются такие прокладки, которые обеспечивают герметичность также и охлаждающей рубашки ДВС. Нельзя игнорировать подобные неисправности, потому что впоследствии они обязательно выльются в серьезную поломку агрегата.

Это еще один симптом износившейся прокладки впускного коллектора. Диагностировать ее можно следующим образом. Запускается мотор, приблизительно на 5-10 процентов перекрывается патрубок воздушного фильтра. Если обороты не падают, значит, через прокладку коллектор подсасывает воздух.

Нарушение вакуума в системе впуска мотора вызывает нестабильные холостые обороты или полному отказу силового агрегата работать. Единственная возможность устранить такую неисправность – заменить прокладку.

Реже подсос воздуха может происходить из-за разрушения патрубка (ов) впускного коллектора. например, это может быть трещина. Подобный эффект возникает, когда в вакуумном шланге образуется трещина. В таком случае эти детали меняются на новые.

Еще реже подсос воздуха может происходить из-за деформации впускного коллектора. Такую деталь нужно менять. В некоторых случаях утечка вакуума через деформированный коллектор определяется по шипению, доносящемуся из-под капота во время работы мотора.

Обычно такая неисправность возникает в турбированных агрегатах. Из-за отложений углерода мотор может терять мощность, могут появляться пропуски зажигания, а также увеличится расход топлива.

Еще один симптом данной неисправности – потеря тяги. Это зависит от степени засорения впускных патрубков. Устраняется оно при помощи демонтажа и очистки коллектора. Но в зависимости от типа коллектора легче его заменить, чем чистить. Причина в том, что в некоторых случаях форма патрубков не позволяет должным образом удалить отложения углерода.

Проблемы с заслонками изменения геометрии впуска

Заслонки, регулирующие подачу воздуха в коллекторе, в одних автомобилях работают от вакуумного регулятора, а в других имеют электропривод. Независимо от того, какого типа заслонки используются, резиновые элементы в них портятся, от чего заслонки перестают справляться со своей задачей.

Если привод заслонок вакуумный, то проверить его работоспособность можно, воспользовавшись ручным вакуумным насосом. Если этого инструмента нет, то подойдет обычный шприц. Когда обнаружен пропуск вакуумного привода, его следует заменить.

Еще одна неисправность привода заслонок – выход из строя соленоидов контроля вакуума (электромагнитные клапаны). В моторах, оснащенных впускным коллектором с изменяемой геометрией, может встречаться поломка клапана, регулирующего изменением геометрией тракта. Например, он может деформироваться или он может залипнуть из-за наслоения углерода. При подобной неисправности замене подлежит весь коллектор.