3.6. Полезные советы

Двигатель автомобиля иногда сравнивают с сердцем человека. Действительно, он работает постоянно, пока машина движется. Правда, такое сравнение не вполне корректно. Ведь сердце, как и всякий живой организм, непрерывно самовосстанавливается: в нем постоянно идут процессы отмирания старых клеток и замещения их новыми, молодыми. Чего никак не скажешь о неживом механизме – автомобильном двигателе. Он, несмотря на все наши старания, изнашивается практически необратимо. Однако интенсивность такого износа, ресурс двигателя до капитального ремонта, как и долговечность всего автомобиля в целом, во многом зависят от того, насколько качественно он сделан и грамотно эксплуатируется.

Особенно подвержены износу главные детали двигателя – поршни с поршневыми кольцами, шатуны и цилиндры. Работа поршней двигателя наиболее впечатляет. Ведь, двигаясь возвратно-поступательно между верхней и нижней мертвыми точками, они покрывают огромное расстояние. Так, при

частоте вращения коленчатого вала 5000 мин^-1 и ходе поршня, скажем, 75 мм суммарный путь, преодолеваемый поршнем в минуту, составляет 375 м. За час работы двигателя это расстояние будет составлять 2 км 250 м, а за месяц эксплуатации по 8 ч в день, исключая выходные (что, конечно, маловероятно для среднестатистического автомобиля), поршень преодолеет расстояние 460 км. При интенсивной эксплуатации автомобиля за 5 лет (а именно такую продолжительность эксплуатации автомобиля до капитального ремонта двигателя подтверждает статистика) поршень покроет расстояние 24 000 км!

Итак, износ поршня и сопрягаемых с ним деталей (цилиндра двигателя) неизбежен. Однако значения износа поршневой группы (поршни-поршневые кольца) до капитального ремонта для двигателей различных фирм весьма сильно отличаются друг от друга. Так, предельный износ поршней и поршневых колец двигателей Mercedes-Benz, Volkswagen, BMW, большинства американских и японских фирм наступает после пробега около 300 000 км.

В то же время двигатели других, скажем, менее совершенных моделей, нуждаются в замене поршней и поршневых колец уже после 50 000 км пробега (почти в 10 раз меньше).

В чем тут причина? И как зависит долговечность этих деталей от условий эксплуатации? Для ответа на эти вопросы рассмотрим две типичные конструкции поршневых групп бензинового двигателя и дизеля. Напомним прежде всего, что давление газов внутри цилиндров этих двигателей в начале рабочего хода отличается примерно в два раза. В бензиновом двигателе – карбюраторном или с непосредственным впрыском топлива оно составляет 40–55 кг/см², в дизеле –

70–80 кг/см². Поэтому и поршни бензинового и дизельного двигателей отличаются один от другого, хотя главные конструктивные решения у них одинаковы.

Типичный поршень бензинового двигателя отлит из алюминиевого сплава и покрыт снаружи слоем олова для улучшения приработки к зеркалу цилиндра. Диаметр его верхней части – головки – на 0,1 мм меньше, чем внутренний диаметр цилиндра. Это сделано для предотвращения заклинивания головки поршня в цилиндре при разогреве до рабочей температуры. В кольцевых канавках поршня размещены два компрессионных кольца и одно маслосъемное. Нижняя часть поршня – юбка – в поперечном сечении овальная, а по высоте конической формы: в верхней части диаметр меньше, чем в нижней. Кроме того, внутри бобышек поршня с отверстиями под поршневой палец имеются две стальные терморегулирующие вставки. Все это сделано для предотвращения увеличения трения между юбкой и зеркалом цилиндра при нагревании поршня. При меньшем, чем у алюминия, коэффициенте теплового расширения эти вставки стягивают юбку в направлении, перпендикулярном оси поршневого пальца.

Отверстие под поршневой палец в современных двигателях обычно смещают от оси симметрии поршня в правую сторону двигателя. Для правильной сборки поршня с шатуном и установки их в цилиндр двигателя около отверстия бобышки имеется метка, которая должна быть обращена в сторону передней части двигателя. Такое смещение делают для уменьшения боковой составляющей силы давления газов, прижимающей поршень к одной из сторон цилиндра во время рабочего хода.

Шатун также должен быть правильно ориентирован в двигателе. На его передней стороне выполнены отверстия для подачи струи масла на нагруженную сторону зеркала цилиндра (в некоторых двигателях эти отверстия отсутствуют). Вкладыши и крышка нижней головки шатуна также снабжены соответствующими метками для правильной сборки. От точности изготовления поршня и верного подбора его к отверстию цилиндра существенно зависит его дальнейшая работоспособность и долговечность. Ведущие моторостроительные фирмы применяют сегодня систему, в соответствии с которой поршни по наружному диаметру разбиты обычно на пять или шесть классов с шагом 0,01 мм. Кроме

того, они разделены на три или четыре категории с шагом 0,004 мм в соответствии с диаметром отверстия под поршневой палец. Цилиндры двигателя также имеют подобное деление на пять классов. Такая система позволяет более точно подобрать поршень к любому, даже изношенному цилиндру, а поршневой палец нужной категории – к отверстию в бобышках и шатуну. Для капитального ремонта двигателей, заключающегося обычно в расточке (увеличении диаметров) цилиндров, производители запасных частей выпускают так называемые ремонтные поршни увеличенных размеров.

Поршень современного дизеля рассчитан на восприятие более высоких давлений, поэтому толщина его днища и бобышек больше. Кроме того, конструкция поршня дизеля несколько отличается от рассмотренной выше. Главное отличие – это размещение камеры сгорания непосредственно в головке поршня. Поскольку сгорание топливовоздушной смеси происходит при нахождении поршня вблизи верхней мертвой точки, горячие газы сильней нагревают головку поршня, а стенки верхней части цилиндра нагреваются несколько меньше, чем в бензиновых двигателях. Для надежного уплотнения поршня в цилиндре на его наружной поверхности сделаны пять канавок для установки поршневых колец. В трех верхних канавках установлены компрессионные кольца. В нижних канавках размещены два маслосъемных кольца. Многие фирмы изготовляют компрессионные кольца прямоугольного сечения, практически ничем не отличающиеся от колец бензиновых двигателей. Однако более прогрессивной, хотя и более дорогостоящей, является конструкция с конусной верхней рабочей поверхностью кольца. Угол наклона образующей конуса у таких колец делают обычно равным 10°. Применение конусных колец обеспечивает некоторое увеличение их долговечности, поскольку во время рабочего хода составляющая силы давления газов на конусную поверхность кольца дополнительно прижимает его к зеркалу цилиндра. Особенностью обслуживания и ремонта поршней с конусными компрессионными кольцами является необходимость точного контроля зазоров. Зазоры между канавкой и маслосъемными кольцами контролируют так же, как в бензиновых двигателях.

Силы трения между поверхностями юбки поршня и зеркала цилиндра у дизелей выше, чем в бензиновых двигателях. Для увеличения долговечности на поверхность юбки поршней наносят слой специального коллоидно-графитового покрытия. Оно намного улучшает прирабатываемость поршня к цилиндру и увеличивает срок его работы до капитального ремонта. Подобную же обработку трущихся поверхностей поршней применяют сегодня и на бензиновых двигателях.

Кроме износа поверхностей юбки, изнашиваются также канавки компрессионных колец поршней. Кроме того, изнашивается и канавка маслосьемного кольца, хотя такой износ обычно значительно меньше. При износе канавок кольца поршня начинают все более интенсивно перемещаться вниз и вверх по высоте канавки и все более ощутимым становится так называемое насосное действие колец. Это действие проявляется во все более увеличивающемся расходе двигателем моторного масла. Попадая в камеру сгорания, масло сгорает там, образуя сизый дым, который выходит из выхлопной трубы автомобиля. При значительном износе канавок замена колец на новые мало улучшает ситуацию. Наступает объективная необходимость в замене всей поршневой группы, при этом весьма желательна расточка цилиндров до ремонтного размера. Все описанные виды износа – это естественный и, к сожалению, неотвратимый процесс.

Тем не менее этот естественный износ можно растянуть во времени, продливая таким образом срок службы двигателя. Америку тут открывать не нужно. Просто следует точно выполнять требования производителя по эксплуатации автомобиля, пользоваться качественным моторным маслом и масляными фильтрами, правильно регулировать топливную аппаратуру. Хорошие результаты дает применение качественных модификаторов масла и топлива, препаратов, изменяющих микроструктуру поверхностных слоев поверхностей трения двигателей.

Наряду с этим износ двигателя, как и всего автомобиля в целом, во многом зависит от водителя, от его квалификации и технической грамотности. Ведь не зря же автомобили одной и той же марки у одних водителей служат долго и безотказно, у других – ремонтируются чуть ли не каждую неделю. Опытный водитель почти никогда не допускает работы двигателя с перегрузкой, а тем более с

детонацией. Он постоянно слушает, как работает двигатель его машины, и немедленно реагирует на всякую перегрузку, обычно сопровождаемую гулким звуком низкого тона на пониженной частоте вращения коленчатого вала. Режим разгона автомобиля также

сопровождается повышенным износом двигателя. Здесь напрашивается аналогия с лошадью и наездником: заботливый хозяин не будет без особой нужды хлестать своего четвероногого друга, заставляя его бежать с места в карьер, особенно когда лошадь еще не разогрелась. Конечно, в критических ситуациях водитель может себе позволить лихо, предельно резко разогнать автомобиль. Но, если такой крутой стиль езды входит в привычку, ремонт двигателя будет обеспечен вдвое раньше, чем предусмотрено техническими условиями.

Зачастую наблюдается и другой, не предусмотренный никакими инструкциями вид износа. Это аварийная поломка элементов шатунно?поршневой группы и прежде всего колец и перемычек кольцевых канавок поршня. В бензиновых двигателях это связано прежде всего с детонацией. Напомним, что детонация – это взрывоподобное сгорание топливовоздушной смеси в цилиндре, сопровождаемое скачкообразным повышением давления в камере сгорания. Это равносильно резкому удару кувалдой по неподвижному поршню и кольцам. Детали, естественно, не рассчитаны на такую нагрузку и могут поломаться, повредив затем своими осколками зеркало цилиндра. Причин детонации несколько. Однако главная из них – эта работа двигателя на бензине с более низким, чем это предусмотрено техническими условиями, октановым числом, а также перегрев и работа на переобогащенной горючей смеси. Опытный водитель обязан слышать детонационные стуки при работе двигателя и немедленно уменьшать подачу топлива при разгоне, а затем устранять причины детонации. Звук детонации – это металлические щелчки высокого тона, совпадающие по частоте с частотой вращения коленчатого вала. Они могут быть едва слышны на фоне других звуков работающего двигателя, особенно при слегка раннем зажигании, и пропадают при совсем незначительном уменьшении подачи топлива (газа). Такая еле заметная детонация свидетельствует о правильно отрегулированном угле опережения зажигания, но бывает и так, что детонационные стуки появляются сразу же при нажатии на педаль акселератора, что, конечно же, недопустимо. Продолжать движение в таком режиме равносильно разбиванию молотком внутренностей двигателя.

Дизельные двигатели не столь чувствительны к изменению состава топлива, хотя и в них случаются неприятности, ведущие к повышенному износу деталей кривошипно-шатунного механизма. Это прежде всего перегрев двигателя и связанное с ним уменьшение вязкости масла, особенно если качество масла невысокое. Повышенный износ может быть также следствием неправильной регулировки топливного насоса высокого давления и ухудшения распыления топлива в камерах сгорания из-за нарушения работы форсунок. И, конечно же, многое зависит от самого водителя.

Итак, из всего сказанного можно сделать такие выводы. Долговечность двигателя вашего автомобиля, как и всего транспортного средства в целом, зависит от двух факторов: качества изготовления, за которое отвечает фирма-производитель, и уровня технической эксплуатации, за который в конечном счете отвечает водитель. Об этом нужно помнить как при покупке автомобиля, так и при подготовке и обучении водителей.

Какие подшипники установлены в вашем двигателе? Далеко не все автомобилисты могут ответить на такой вопрос вразумительно.

Тем не менее подшипники там есть. И не какие-либо, а вполне определенные. Они долговечны, но не вечны, а когда выходят из строя, то без понимания сути дела не обойтись. Ну а для профессионалов-ремонтников это самая обычная материя.

В современных автомобильных двигателях опорами для коленчатых и распределительных валов практически во всех случаях служат подшипники скольжения. Подшипники качения (шариковые, роликовые, игольчатые) применяют для подобных целей лишь в небольших мотоциклетных моторах.

Необходимая работоспособность подшипников скольжения достигается использованием эффекта так называемого масляного клина. При вращении гладкого вала в зазор между валом и отверстием подается масло. Поскольку нагрузка, действующая на вал, вызывает его эксцентричное смещение, масло как бы затягивается в суживающуюся часть зазора и образует масляный клин, препятствующий соприкосновению вала со стенками отверстия. Чем больше давление и вязкость масла в зазоре, тем большую нагрузку (до соприкосновения поверхностей) выдерживает подшипник скольжения.

Фактическое давление масла в зоне клина достигает 50–80 МПа (500–800 кг/см²), а в некоторых конструкциях и больше. Это в сотни раз выше, чем в подающей системе (системе смазки двигателя). Однако не следует думать, что давление подачи мало влияет на работу подшипника. Чем оно выше, тем интенсивнее идет прокачка масла через подшипник и тем лучше он охлаждается.

При определенных условиях режим работы с минимальным трением (его также называют жидкостным) может быть нарушен. Это случается при понижении вязкости масла, например из-за его перегрева вследствие недостаточной подачи, и снижении частоты вращения коленчатого вала при возрастании нагрузки.

Нередко, особенно после ремонта двигателя, сказывается и неоптимальная геометрия узла. При незначительном отклонении формы поверхностей от цилиндрической, при перекосе осей и других дефектах деталей возможно местное возрастание удельной нагрузки (т.е. нагрузки, отнесенной к площади поверхности) выше допустимого предела. Тогда пленка масла в этих местах становится тонкой, а поверхности вала и подшипника начинают соприкасаться по микронеровностям. Возникает режим полужидкостной смазки, характеризующийся возрастанием трения и постепенным разогревом подшипника. Дальше это может привести к так называемому граничному трению с полным соприкасанием трущихся поверхностей, следствием которого будет перегрев, схватывание (задиры), заедание, расплавление и разрушение подшипника.

Понятно, что в эксплуатации режим граничного трения неприемлем. Тем не менее он имеет место при нарушении подачи масла, а это чаще всего происходит из-за его нехватки в картере: либо вследствие недосмотра водителя, либо при повреждении поддона картера в результате наезда на препятствие.

Режим полужидкостной смазки допустим лишь на короткое время, когда он не успевает сказаться на износе подшипника. Пример – пуск холодного двигателя. Правда, тут есть другая опасность: при очень низкой температуре масло может стать слишком вязким и нормальная его подача восстанавливается слишком долго (20–30 с и более). В этом случае и полужидкостная смазка способна заметно повлиять на износ деталей.

Совершенствование конструкции автомобильных двигателей связано с постоянным повышением частоты вращения коленчатого вала и увеличением мощности двигателя. Одновременно наблюдается тенденция к увеличению компактности конструкций, в том числе уменьшение ширины и диаметра подшипников. Это значит, что удельные напряжения в узле трения растут. А поскольку нагрузка на подшипник при работе двигателя циклически изменяется по величине и направлению, то увеличивается вероятность так называемого усталостного разрушения деталей. Чтобы обеспечить работоспособность подшипников в таких условиях, требуются специальные конструкции, материалы и технологии.

Обычно подшипники коленчатых валов в современных двигателях выполняются в виде тонкостенных вкладышей или втулок толщиной от 1,0 до 2,5 мм (редко больше). Вкладыши коренных подшипников коленчатого вала делают толще из-за необходимости разместить в них круговую канавку для подачи масла к шатунным подшипникам. Общая тенденция – уменьшение толщины вкладышей, которая сейчас составляет в среднем 1,8–2,0 мм у коренных и 1,4–1,5 мм у шатунных подшипников. Чем тоньше вкладыши, тем лучше они прилегают к поверхности корпуса подшипника (постели), тем лучше отводится тепло от подшипника, точнее геометрия, меньше допустимый зазор и шум при работе, больше ресурс узла.

Чтобы при установке в постель вкладыш точно принял ее форму, в свободном состоянии он должен иметь натяг по диаметру постели (так называемое распрямление) и нецилиндрическую форму переменного радиуса. Кроме того, для хорошего прилегания к поверхности и удерживания от проворачивания необходим натяг и по длине вкладыша – его называют выступанием. Все эти параметры зависят от толщины, ширины и диаметра вкладышей, распрямление составляет в

среднем 0,5–1,0 мм, а выступание – 0,04–0,08 мм. Однако для надежной работы подшипника этого еще недостаточно. Около линии разъема толщину вкладышей уменьшают на 0,010–0,015 мм, чтобы избежать задиров в этих местах. Задиры могут появиться вследствие деформации отверстия в корпусе подшипника в блоке цилиндров под действием рабочей нагрузки, когда рабочий зазор в подшипнике мал.

Материалы для вкладышей могут быть разными. Их выбор зависит от выбора материала коленчатого вала и его термообработки, степени форсирования двигателя и заданного ресурса. В известной мере сказываются здесь и традиции автомобильной фирмы.

Вкладыши всегда делаются многослойными. Основа вкладыша – стальная лента, которая обеспечивает прочность и надежность посадки в корпусе подшипника. На основу различными способами наносят слой (или несколько слоев) специального антифрикционного материала, толщина которого составляет 0,3–0,5 мм. Основными требованиями к антифрикционному материалу являются низкое трение по валу, высокая прочность и теплопроводность (т.е. способность хорошо отводить тепло от поверхности вала к корпусу подшипника). Первое требование лучше всего обеспечивают мягкие металлы, например сплавы с большим содержанием олова и свинца (в частности, широко известные баббиты).

В прошлом баббиты широко применялись на малофорсированных низкооборотных двигателях. С ростом нагрузок прочность таких вкладышей с толстым слоем баббита оказалась недостаточной. Проблема была решена заменой всего этого слоя на своеобразный «бутерброд» – свинцово-оловянную бронзу, покрытую тонким (0,03–0,05 мм) слоем того же баббита. Вкладыш стал многослойным.

В современных двигателях сталебронзобаббитовые вкладыши обычно выполняют четыреххслойными (под баббитом находится еще очень тонкий слой никеля) или даже пятислойными, когда для улучшения приработки сверху на рабочую поверхность наносится тончайший слой олова. Именно так выглядят подшипники на многих иностранных двигателях.

Наряду с этим широкое распространение получили и сталеалюминиевые вкладыши. Антифрикционным материалом здесь служат сплавы алюминия с оловом, свинцом, кремнием, цинком или кадмием как с покрытиями, так и без них. Наиболее часто в мировой практике используется сплав алюминия с 20% олова без покрытия. Он хорошо противостоит высоким нагрузкам и скоростям вращения современных двигателей, включая

дизели, и одновременно обладает удовлетворительной «мягкостью». Тем не менее сталеалюминиевые вкладыши жестче, чем баббитовые (или с баббитовым покрытием), поэтому более склонны к задирам в условиях недостаточной смазки.

Вспомогательные и распределительные валы двигателей вращаются, как правило, с меньшей частотой, чем коленчатые, и испытывают гораздо меньшие нагрузки, поэтому условия их работы легче. Вкладыши и втулки этих валов обычно делают из материалов, аналогичных описанным. Кроме того, здесь иногда применяют баббит или бронзу без покрытия. Зачастую эти подшипники вообще не имеют втулок или вкладышей и образуются непосредственно растачиванием отверстий в головке блока цилиндров. В таких конструкциях головка выполнена из сплава алюминия с кремнием, который обладает неплохими антифрикционными свойствами.

Общим для подшипников современных двигателей, особенно если речь идет об опорах коленчатых валов, является соответствие материала и конструкции вкладышей материалу и условиям работы вала (частота вращения, нагрузки, условия смазки и т.д.). Поэтому произвольная замена деталей, когда, например, при ремонте ставят вкладыши от другого двигателя, не может быть рекомендована. В противном случае долговечность отремонтированного агрегата может оказаться очень небольшой. чтобы решаться на такой шаг, нужно иметь соответствующую информацию.

Вкладыши подшипников скольжения представляют собой очень точные (прецизионные) детали. чтобы гарантировать малые, но вполне определенные (в среднем 0,03–0,06 мм) рабочие зазоры в подшипниках, при изготовлении толщину вкладыша выдерживают с точностью примерно 5–8 мкм, а длину – 10–20 мкм. Нарушение этих требований может привести к изменению рабочего зазора в подшипнике или плотности посадки вкладыша в корпусе, что недопустимо, так как может привести к снижению надежности и ресурса всего двигателя в целом.

Сложность всего круга проблем, связанных с созданием высококачественных автомобильных подшипников скольжения, привела к тому, что их производство постепенно перешло к специализированным фирмам. За рубежом многие из таких фирм одновременно выпускают и другие детали для двигателей, причем поставки идут как на конвейеры автомобильных заводов, так и в продажу – в виде запасных частей. Некоторые фирмы такого рода входят в состав известных транснациональных производственных и торгово-промышленных корпораций. Из мировых изготовителей подшипников скольжения для двигателей следует в первую очередь отметить фирмы Kolbenschmidt (KS), Glyco, TRW, Sealed Power, Glacier, Clevite, Bimet. В последние годы подшипники начали делать и такие фирмы «корифеи», как Mahle и Goetze. Среди «молодых» стоит упомянуть специализированную фирму King (Израиль), начавшую выпуск подшипников в начале 80-х годов прошлого века. Большинство перечисленных производителей выпускает огромную номенклатуру подшипников и поставляет свою продукцию в запасные части повсюду, в том числе и на наш рынок (через дилеров или оптовые торговые компании). В основном, конечно, это подшипники для двигателей зарубежных автомобилей – европейских, японских и американских.

В продаже можно найти вкладыши как стандартные, так и различных ремонтных размеров (отличающиеся от стандартных, как правило, не более чем на 0,75 мм) для большинства распространенных моделей. На менее распространенные модели, а также при необходимости покупки вкладышей большего ремонтного размера обычно приходится оформлять заказ и ждать в среднем 5–10 дней (у разных торговых фирм эти сроки различны).

Качество такой продукции обычно не вызывает сомнений ни по геометрии, ни по материалам. Хотя, если есть выбор и сомнения в том, какой фирме-изготовителю отдать предпочтение, надо иметь в виду следующее. Такие фирмы, как Kolbenschmidt, Glyco, Glacier – это одни из основных поставщиков для массового производства. При покупке их изделий можно даже получить те же самые вкладыши, что ставят на двигатели «при рождении». Разница заключается только в отсутствии на новых деталях эмблемы фирмы – изготовителя автомобиля. Кстати, поиск «родных» (или так называемых оригинальных) вкладышей ремонтных размеров может оказаться проблематичным. Не все автомобильные фирмы поставляют ремонтные вкладыши в запчасти, да и цена вкладышей в «оригинальной» упаковке, как правило, заметно выше, чем непосредственно от их производителя.

Вкладыши производства других, менее именитых фирм обычно дешевле, хотя обнаружить отличия в качестве изготовления будет трудно. Более того, если есть выбор, то здесь можно попытаться учесть и условия эксплуатации автомобиля. Так, сравнительно дешевые вкладыши, как ни странно, несколько лучше противостоят низкокачественным маслам и маслофильтрам, «гуляющим» по нашим магазинам и рынкам, чем более дорогие сталебронзобаббитовые. Это, в частности, показала практика использования в ремонте сталеалюминиевых вкладышей фирмы King вместо штатных бронзобаббитовых: такая замена не наносит ущерба надежности двигателей, зато позволяет заметно сэкономить.

Сегодня зубчатые ремни обрели «второе дыхание». Практически все автопроизводители оснащают свои машины эластичным приводом. Немецкие конструкторы пошли еще дальше. Они широко применяют двойной зубчатый ремень (Duplex) в качестве надежного соединения распределительного вала с кривошипно-шатунным механизмом.

Зубчатый ремень имеет ряд преимуществ перед приводной цепью. Последняя явно дороже. Изготовить ремень значительно проще, чем цепь. По существу зубчатый ремень – это замкнутая лента из маслобензостойкой резины, армированная капроновым кордом с привулканизированными к ней зубьями. Если сравнить ремень с цепью, то сравнение окажется не в пользу последней. Ремень значительно легче цепи, что, естественно, не может не сказаться на массе двигателя. Кроме того, двигатель, снабженный ремнем, намного тише своего оснащенного цепью собрата. И монтируется «резинка» вне кожуха двигателя, что сказывается на времени его установки или замены. К примеру, на замену ремня привода газораспределительного механизма четырехцилиндрового восьмиклапанного двигателя с последующей его установкой по меткам уходит около 25–30 мин. С цепью такой фокус не пройдет.

При правильном обслуживании зубчатый ремень ходит долго. Отечественные производители, напомним, дают гарантию на пробег 60 тыс. км, зарубежные – и того больше. Rover сумел отодвинуть срок замены ремня до 160 тыс. км пробега.

В чем же заключается правильное обслуживание ременного привода? Не реже чем каждые 15–30 тыс. км должно проверяться натяжение ремня. Однако это не значит, что необходимо только отогнуть кожух и проверить, на месте ли ремень. Лучше всего осматривать его, сняв с двигателя. Порой трудно заметить, что один из зубьев подрезан. Если это уже произошло, то будьте уверены, что долго он не протянет. Поэтому, сняв ремень, сделайте на нем отметку мелом, а далее зуб за зубом осмотрите его. После установки также необходимо проконтролировать положение направляющего и натяжного роликов. Все эти элементы должны находиться в одной плоскости, в противном случае ремень будет работать с перекосом, что значительно уменьшит его ресурс.

Немаловажный фактор для работы ремня – отсутствие на его поверхности масла. Какая бы ни была маслобензостойкая резина, из которой выполнен ремень, все же это не тот случай, когда «кашу маслом не испортишь». Здесь масло как раз во вред. Поэтому периодически необходимо обращать внимание на состояние сальников распределительного и коленчатого валов. И если уж вы заметили течь масла, постарайтесь поскорее ее устранить. Как показывает практика, пребывание ремня в масле сокращает его ресурс вдвое, а то и втрое.

Если этот контроль игнорировать, то последствия не заставят себя долго ждать. Через 40–50 тыс. км за счет вытягивания ремня его натяжение ослабеет и он начнет «хлестать». В результате этого «тяжелый» распределительный вал вращается не синхронно с коленчатым валом, а с отставанием. Эта «асинхронная» работа приводит к еще большему ослабеванию натяжения ремня. В итоге возникает чрезмерная нагрузка на зубья.

Обрыв нескольких зубьев подряд может привести к тому, что в один прекрасный момент распределительный вал останется неподвижным, тогда как коленчатый вал будет вращаться. Именно в этот момент открытые клапаны цилиндров «встретятся» с поршнями. Результат – поломка стержня или загиб клапана, разбитые направляющие втулки, поломка распределительного вала. Есть, правда, и исключения, когда обрыв проходит практически безболезненно. Однако такое возможно только на тех автомобилях, в двигателях которых специально для такого случая выполнены проточки в поршнях. К ним, например, относятся наши ВАЗы, а именно автомобили ВАЗ-2105 с двигателем 1300 см³ и ВАЗ-2108 с двигателем 1500 см³.

Реанимировать можно любой «уставший» автомобиль. Однако технические трудности при этом велики. Без запасных частей, станков, сварочного оборудования и другой технологической поддержки тут не обойтись. Главное же – заводские руководства по ремонту (а они теперь доступны) ничего не говорят о возможных альтернативных решениях, тем более о проблеме выбора среди деталей, материалов и инструментов, которые есть на отечественном рынке. Именно таков круг вопросов, в котором и энтузиаст-одиночка, и механики небольшой авторемонтной мастерской испытывают недостаток информации.

Рано или поздно любой двигатель становится источником неприятностей: глохнет в пути, не хочет пускаться по утрам, хуже тянет, «ест» лишнее топливо и масло. Вполне вероятно, что причина его капризного поведения незамысловата: достаточно прочистить карбюратор или форсунки системы впрыска, отрегулировать зажигание и заменить маслосъемные колпачки, чтобы все вошло в норму. Но бывает, что традиционные подходы восстановлению работоспособности двигателя не помогают, а при замерах компрессии выясняется, что в одном или нескольких цилиндрах она ниже допустимой.

Тогда прежде всего уточняют характер неисправности: износ цилиндропоршневой группы, подгорание тарелок или износ стержней и направляющих втулок клапанов. Техника диагностирования достаточно проста и описана во многих пособиях по ремонту двигателей.

После этого определяются с ремонтом. Тут только нужно взять себе за правило быть

подальше от всяких чудодейственных жидкостей. Эффект в принципе возможен, но достигается редко; обычный результат – лишние затраты и хлопоты. Лучше сразу ориентироваться на полноценную ремонтную процедуру.

Найти мастерскую, где лечат двигатели, сегодня уже несложно, причем не только в крупных городах. Но вот как там организована работа и каково ее качество? Жизнь показывает, что при всей важности опыта и квалификации сотрудников хорошие результаты работы без специального оборудования и оснащения недостижимы, а в этом плане разброс технической вооруженности наших станций технического обслуживания и механиков, увы, велик. И если сказанное выше касалось в основном автомобилиста-эксплуатационника, то дальнейшее адресовано не столько ему, сколько именно механику, ведь речь пойдет о технологии.

В случаях, когда результаты диагностики указывают на неисправность механизма газораспределения, головку блока цилиндров надо снимать. Первое, что нужно сделать после снятия, разборки и общего осмотра, – оценить зазоры между стержнями клапанов и направляющими втулками. Если они больше предельно допустимых, то клапаны заменяют на новые. Но когда эта половинчатая мера недостаточна, приходится заменять и втулки.

Для небольшой мастерской такая работа представляет уже известные трудности: чугунные втулки запрессовывают в алюминиевый корпус с натягом. Чтобы при этом избежать микротрещин и смятия, втулки приходится предварительно охлаждать в жидком азоте (температура которого –196 °С), а саму головку блока нагревать до 160–170 °С (при нагреве до более высокой температуры могут возникнуть вредные последствия). Все это довольно сложно, трудоемко и зачастую просто невыполнимо в полукустарных условиях. Поэтому в редких мастерских не отклоняются от предписанных руководством по ремонту условий, что прямо выливается в потерю качества посадки и искажение геометрии соединения. Ее потом исправляют, обрабатывая «по месту» седла клапанов, а сами клапаны долго и утомительно притирают.

Но сегодня существует и другая методика, в высшей степени рентабельная как по трудоемкости, так и по вложению средств, которая при этом гарантирует высококачественные результаты. Она основана на применении оригинального и почти неизвестного в нашей практике инструмента американской компании Neway.

С его помощью восстановление изношенных направляющих втулок проводится на месте без выпрессовки. Специальные ножи-ролики вызывают пластическую деформацию металла, компенсируя износ внутренней поверхности втулки, одновременно формируя в ней спиральный желобок, который улучшает условия смазки стержня клапана, а также служит своеобразным лабиринтным уплотнением, облегчающим работу маслосъемным колпачкам.

В комплект входят пять ножей и набор разверток для финишной обработки втулки. Характерно, что все операции с инструментом Neway ведутся вручную и не связаны с электроснабжением или получением извне другого вида энергии.

Теперь о седлах клапанов. При традиционных методах их обработки направляющая шарошки или зенкера свободно вращается во втулке клапана. Фрезы Neway имеют неподвижную ось, которая плотно фиксируется уже в восстановленной втулке самоустанавливающимся расширительным цанговым зажимом. Фрезу надевают на ось с прецизионным зазором 0,5 мкм, что обеспечивает минимальный допуск обработки. Фрезы Neway за счет уникальной заточки и формы режущих кромок формируют на поверхности седла клапана специальный микрорельеф типа «гребенка»: приработка клапана и седла проходит быстро и эффективно, а надобность в притирке отпадает. Производительность их высока: любая фаска на седле клапана получается за 3–4 оборота инструмента.

Последний этап – восстановление рабочих фасок самих клапанов. Для этой операции фирма Neway предлагает специальный инструмент «Тизматик-2». Клапан неподвижно фиксируют в специальном приспособлении, которое, в свою очередь, устанавливают в обычные слесарные тиски. Достаточно нескольких оборотов фрезы (осевая подача обеспечивается микролифтом), чтобы получить идеальную концентрическую поверхность клапана. Заметим, что на его рабочей поверхности, как и при обработке седла, также формируется специальный микрорельеф.

Вот, собственно, и все. Остается лишь промыть и смазать все детали, после чего можно собирать головку.

А притирка? Напомним еще раз: при работе инструментом Neway в этой утомительной, долгой и нудной операции нет никакой необходимости. После обработки пары «клапан-седло» сопряжение обеих деталей происходит по очень узкому пояску, практически по линии.

Достигается это небольшим (до 1°) расхождением углов обработки рабочих поверхностей седла и клапана (между ними образуется так называемый интерференционный угол). В первые секунды работы двигателя площадь сопряжения увеличивается за счет смятия поверхностных выступов созданного микрорельефа на фасках, а затем происходит необходимое 100%-ное уплотнение.

При стоимости набора оснастки около $400 (в зависимости от комплектации) Neway может окупиться в первый же месяц работы, а при ремонте двигателей иномарок – к тому же принести заметный доход.

Что нужно знать  при замене масла

Во-первых, рекомендуется не только дать старому маслу полностью стечь, но и провернуть коленчатый вал двигателя на 5–7 оборотов, чтобы удалить оставшееся масло из масляных магистралей. Полезно также промыть двигатель (для этой цели применяют специальное масло для промывки) в течение 20–25 мин, при этом двигатель должен работать в режиме холостого хода.

Меняя масло, всегда следует заменять и фильтр. Старый, хоть и промытый, будет «как ложка дегтя в бочке меда».

Масло следует менять в закрытом помещении, где нет пыли и ветра.

При проверке уровня масла в картере двигателя тряпка, которой протирают маслоизмерительный щуп, должна быть чистой. Даже, казалось бы, незначительные частицы пыли, попавшие в двигатель, заметно сокращают срок его службы.

При замене масла меняют и прокладку пробки сливного отверстия в масляном поддоне двигателя, а также корпуса масляного фильтра (если он установлен). Прокладка входит в комплект масляного фильтра.

После замены масла полезно зафиксировать пробег автомобиля, дату замены, марку масла, чтобы при последующей его замене либо доливке было меньше проблем.

Не следует бояться того, что масло потемнеет уже после 1000 км пробега. Это свидетельствует лишь о том, что оно «работает» правильно – удерживает в себе нагар и моет поверхности деталей.

Инжекторные моторы превосходят карбюраторные по многим параметрам, взять хотя бы их экономичность и беспроблемный пуск в мороз. Тем не менее карбюраторные в наших условиях иногда оказываются более выигрышными. Некоторые автопроизводители даже поставляют на наш рынок автомобили с такими двигателями. Все дело в качестве бензина, который продают у нас.

Инжекторный двигатель рассчитан на высокосортный бензин, который на наших заправках найдешь нечасто. К тому же разные системы впрыска имеют свои специфические особенности, их необходимо учитывать при эксплуатации автомобиля. А таких систем на нашем рынке немало: механические – K-Jetronic (KE-Jetronic), электромеханические – L-Jetronic и электронные – Motronic, Lucas, Magneti Marelli.

Многие системы имеют два режима работы: основной и аварийный, используемый при неисправности одного из датчиков. Такую неполадку водитель может и не заметить: на панели приборов нет соответствующей контрольной лампы, а двигатель продолжает работать (но уже не в оптимальном режиме). Подобное нередко случается на автомобилях Audi, оснащенных двигателями с центральным впрыском топлива. Примерно треть автолюбителей, имеющих такие машины, даже не догадываются о том, что ездят в аварийном режиме. А это ведет к повышенному расходу топлива, снижению мощности, неровной работе двигателя и затрудненному пуску. Выявляется неисправность только при очередном техническом обслуживании. Поэтому на «слабых» местах систем впрыска, проявляющихся в наших условиях, стоит остановиться подробнее.

Они в большей степени, чем другие, подвержены физическому износу. Регулятор давления топлива отказывает обычно через 80–120 тыс. км пробега (заметно ухудшается пуск двигателя), форсунки – через 60–80 тыс. км (неровная работа мотора, повышенный расход топлива). Отказ форсунок особенно коварен, поскольку это заметишь не сразу. Для диагностики и ремонта требуется специальная аппаратура.

Больное место систем с электромеханическим впрыском – подсос воздуха через многочисленные вакуумные шланги, имеющие тенденцию к растрескиванию после 4–5 лет службы. Особенно на автомобилях ВМW и в несколько меньшей степени на Аudi. Определить такой дефект довольно сложно.

У них свои проблемы. Например, «подсел» аккумулятор, и вы по старой привычке решили «прикурить» от другого автомобиля. В итоге выходит из строя электронный блок управления системы впрыска. А применение этилированного бензина, в свою очередь, приводит в негодность датчик концентрации кислорода (лямбда-зонд) и каталитический нейтрализатор.

В целом как механические, так и электронные системы впрыска имеют свои плюсы и минусы. У механических чаще отказывают бензонасосы и дозаторы-распределители. У электронных бензонасос долговечнее и дешевле, но устранение любой неисправности электронного блока управления будет стоить весьма дорого. Кроме того, причин для выхода из строя любой системы у нас, увы, больше, чем в Европе: некачественный бензин, грязь на дорогах и химикаты, которые посыпают зимой. Поэтому стоит прислушаться к рекомендациям специалистов. Если есть возможность, для удаления влаги из топливопроводов при каждой заправке заливайте в бак специальный препарат; через каждые 10 000–15 000 км пробега делайте полную промывку системы впрыска.

Автомобили Hyundai серийно оснащают каталитическим нейтрализатором. При его наличии обязательно использование неэтилированного бензина. Автомобили с управляемым каталитическим нейтрализатором, кроме того,  должны быть оснащены устройством регулируемого смесеобразования.

Под устройством регулируемого смесеобразования понимается система впрыска топлива, в которой соотношение топливо/воздух может постоянно изменяться в зависимости от условий эксплуатации и содержания кислорода в отработавших газах.

Команды управления устройство смесеобразования получает от датчика концентрации кислорода (лямбда-зонда), который установлен перед каталитическим нейтрализатором или в выпускном коллекторе и обдувается потоком отработавших газов. Лямбда-зонд – это электрический датчик, регистрирующий остаточное содержание кислорода в отработавших газах и выдающий соответствующий электрический сигнал. Величина  сигнала позволяет сделать вывод о составе топливовоздушной смеси. В доли секунды лямбда-зонд может выдать соответствующий сигнал на электронный блок управления, за счет этого состав смеси может постоянно корректироваться. Это, с одной стороны, необходимо, так как постоянно изменяются условия эксплуатации (например, полный газ, холостой ход), с другой стороны, потому что оптимальное дожигание происходит в каталитическом нейтрализаторе только в том случае, если в отработавших газах имеется достаточное количество частиц углерода (несгоревшего бензина).

Таким образом, чтобы при температуре 300–800 °С в каталитическом нейтрализаторе вообще могло происходить дожигание, в отработавших газах должно содержаться большее количество топлива, чем требуется для полного сгорания в цилиндрах двигателя. В связи с этим при эксплуатации автомобиля, оснащенного двигателем с каталитическим нейтрализатором, расход топлива увеличивается примерно на 5%. Каталитический нейтрализатор находится в моторном отсеке автомобиля на месте переднего глушителя. Нейтрализатор состоит из керамического сотового блока, покрытого благородным металлом-катализатором – платиной или родием. Для крепления чувствительного к ударам керамического блока используется эластичная жаропрочная проволочная сетка.

Используемый каталитический нейтрализатор представляет собой так называемый трехкомпонентный каталитический нейтрализатор. Это означает, что в нем одновременно происходит окисление окиси углерода (СО) и углеводородов (СН) и снижение содержания оксидов азота (NOx).

Чтобы избежать повреждения датчика концентрации кислорода (лямбда-зонда) и каталитического нейтрализатора, нужно обязательно выполнять следующие указания.

Обязательно заправляться неэтилированным бензином.

Если по ошибке было залито этилированное топливо, необходимо заменить выпускной коллектор и каталитический нейтрализатор. Перед установкой новых элементов системы выпуска не менее двух раз следует полностью заправить топливный бак неэтилированным бензином.

Пуск прогретого двигателя толканием или буксировкой недопустим. Следует использовать электрический кабель для пуска двигателя. Несгоревшее топливо при воспламенении может привести к перегреву каталитического нейтрализатора и его последующему разрушению.

Следует избегать частых холодных пусков, следующих один за другим. В противном случае в каталитическом нейтрализаторе собирается несгоревшее топливо, сгорающее при нагревании со взрывом, при этом повреждается нейтрализатор.

При трудностях при пуске двигателя не давайте стартеру долго работать, так как во время пуска происходит впрыск топлива. Следует найти и устранить неисправность, а затем пускать двигатель.

При перебоях в работе системы зажигания до определения причины неисправности не допускайте впрыска топлива при пуске двигателя.

Не проверяйте наличие искры при снятом наконечнике свечи зажигания.

Нельзя проводить баланс-тест отключением высоковольтного провода зажигания одного из цилиндров. При отсоединении высоковольтного провода зажигания отдельного цилиндра, даже с помощью специального тестера, несгоревшее топливо будет попадать в каталитический нейтрализатор.

При перебоях в работе системы зажигания избегайте работы двигателя с высокой частотой вращения коленчатого вала. Устраните неисправность как можно быстрее.

Не паркуйте автомобиль на высохшей листве или траве. Температура системы выпуска отработавших газов в месте установки каталитического нейтрализатора очень высокая,  излучение тепла происходит даже после выключения двигателя.

При заливке моторного масла необходимо следить за тем, чтобы максимальный уровень масла на щупу не был превышен. В противном случае его излишек может попасть в каталитический нейтрализатор и повредить покрытие или полностью разрушить его.

Замена отказавшего нейтрализатора обойдется недешево, поэтому хорошо бы заранее знать, как обстоит дело с нейтрализаторами на рынке автомобильных запчастей и какие проблемы возникают при их эксплуатации.

До недавнего времени мы знали о нейтрализаторе только следующее: это такая штука, которая непонятно зачем нужна, непонятно как работает, наш бензин ее «убивает», в общем одни неприятности. Вырезать – и никаких проблем! Но постепенно мы начали привыкать к тому, что нейтрализатор – вещь все-таки небесполезная, по крайней мере мысли о «хирургическом вмешательстве» в систему выпуска отработавших газов посещают все реже и все меньшее количество голов.

Весной, когда сотрудники ГИБДД начинают «борьбу за чистоту воздуха», на нас сваливается еще одна проблема – нужно отрегулировать СО. Владельцы машин, оборудованных нейтрализаторами, об этом даже не задумываются, а посты проверки СО проезжают без дрожи в коленках и боязни за свой кошелек. Правда, тот же кошелек может прилично «похудеть» по другой причине. Штрафы за превышение уровня СО покажутся копеечными по сравнению с расходами на покупку и замену нейтрализатора, если он выйдет из строя. Вот почему надо знать, как с ним обращаться, а для этого сначала следует разобраться, как он устроен и как работает.

При сгорании топливовоздушной смеси образуется ряд вредных для здоровья человека продуктов – оксид углерода (СО), различные углеводороды (СН) и оксиды азота (NО) и пр. Несмотря на то что эти вещества и составляют всего 1% общего объема выхлопа (остальное – это азот, двуокись углерода и водяной пар), они очень вредны и требуют нейтрализации. Существует несколько способов борьбы с вредными составляющими выхлопа, например обеднение смеси, на которой работает двигатель, или рециркуляция отработавших газов, но ни один из них не сравнится по эффективности с результатом работы каталитического нейтрализатора.

Как говорят специалисты, каталитический нейтрализатор – это простое устройство, в котором происходит сложный химический процесс. Внутри корпуса из нержавеющей стали находится керамический или металлический «кирпич» с сотовой структурой. У этого монолита огромная площадь поверхности, причем вся она покрыта тончайшим слоем специального сплава – собственно катализатора, содержащего платину, родий и палладий. Именно эти редкие металлы отвечают за чудесные свойства нейтрализатора, они же определяют его высокую стоимость.

Отработавшие газы «омывают» поверхность монолита, и, когда температура достигает «критического» значения +270 °С, начинается каталитическая реакция. Оксид углерода превращается в двуокись (углекислый газ), углеводороды – в воду и опять же в двуокись углерода, а оксиды азота – в воду и азот. Все это для окружающей среды менее вредно.

Каталитические нейтрализаторы способны довольно эффективно снижать токсичность выхлопа, при этом они практически не влияют на потребление топлива и мощность двигателя. При наличии нейтрализатора слегка возрастает обратное давление выхлопа, от чего двигатель теряет 2–3 л.с., но это практически вся «плата» за очистку отработавших газов. Однако установка каталитического нейтрализатора – не идеальное решение. Теоретически он должен служить бесконечно, так как вышеупомянутые металлы служат лишь катализатором, который при химической реакции, как известно, не расходуется. На практике продолжительность жизни нейтрализатора имеет предел...

Отказ каталитического нейтрализатора может произойти по нескольким причинам, хотя обычно это процесс постепенный, уловить который без специального оборудования невозможно.

«Сердцевина» большинства нейтрализаторов изготовлена из керамики – материала, известного своей хрупкостью. Автомобиль может на скорости попасть в выбоину, удариться обо что-то или даже просто «чиркнуть» корпусом нейтрализатора по камню, от чего каталитический «кирпич» может треснуть. После этого потеря «сердцевиной» своих рабочих качеств – дело времени.

Нейтрализаторы нового поколения, содержащие металлический монолит, не столь уязвимы по этой части. Разбить их, конечно, можно, но во всяком случае это не так просто.

Кроме физического разрушения, существует еще одна частая причина выхода нейтрализатора из строя – топливо. Он чрезвычайно чувствителен к составу топлива. Если бензин этилированный, то тетраэтилсвинец, содержащийся в нем, откладывается на активной поверхности каталитического «кирпича» и быстро «загрязняет» ее, от чего всякие реакции прекращаются. Уж, кажется, на заправках и наконечники шлангов ставят разного размера, и раздаточные колонки красят в разные цвета, и пишут об этом на каждом углу, а все равно потребители иногда путают и заливают не тот бензин. А ведь достаточно «сжечь» полбака такого бензина, чтобы «убить» нейтрализатор.

Но не только этилированный бензин – враг нейтрализатора. Его можно погубить и неэтилированным, если неисправна система управления двигателем, не полностью сгорает топливовоздушная смесь или двигатель сильно изношен.

Тройные каталитические нейтрализаторы («тройные» потому, что катализатором служит совокупность трех металлов) устанавливают только на те машины, двигатели которых оборудованы замкнутой системой контроля выхлопа. Перед нейтрализатором установлен датчик концентрации кислорода, который оценивает состав отработавших газов и передает эти данные в центральный блок электронной системы управления двигателя. В зависимости от содержания кислорода в газах центральный блок регулирует состав горючей смеси и зажигание так, чтобы поддерживались их оптимальные значения. Это служит главной защитой нейтрализатора и обеспечивает экономию топлива, высокую экономичность двигателя. Нейтрализатор не переносит больших отклонений в ту или иную сторону в составе смеси. Плохо отрегулированный двигатель с повышенным содержанием углеводородов в выхлопе просто гробит нейтрализатор. Слишком бедная смесь может вызвать резкий перегрев нейтрализатора, от чего снова пострадает монолит, только уже «физически». Таким образом, «жизнь» нейтрализатора зависит от исправности системы управления двигателем.

Многое зависит и от исправности самого кислородного датчика. С «возрастом» он становится «ленивым» или совсем выходит из строя, что сказывается на составе рабочей смеси и соответственно исправности нейтрализатора.

Испортить нейтрализатор может и выхлоп сильно изношенного двигателя, сжигающего масло. Последнее, попадая вместе с выхлопом в нейтрализатор, «запекается» на поверхности монолита, подобно лаку, и не дает нейтрализатору работать.

Есть и другие вредные факторы. Например, свечи. Неподходящие свечи не будут давать полного сгорания, что может вызвать в нейтрализаторе губительную реакцию расплавления.

Будьте осторожны при использовании присадок к бензину или моторному маслу. Большинство водителей об этом не задумываются, а ведь присадки тоже могут вредно воздействовать на нейтрализатор. Если на продукте не написано «совместим с каталитическим нейтрализатором», лучше не рискуйте.

Еще один опасный случай – пуск двигателя буксировкой. При этом может происходить попадание в нейтрализатор чистого бензина. Это отравляет нейтрализатор, а также может вызвать мгновенную реакцию и даже взрыв.

Еще следите за тем, куда едете, старайтесь не попадать в глубокие лужи. Рабочая температура нейтрализатора составляет около +900 °С. Внезапное попадание его в воду может быть фатальным.

В целом замечено, что на срок службы нейтрализатора влияют и условия эксплуатации. Больше страдают нейтрализаторы на машинах, эксплуатируемых в городском режиме, когда двигатель часто пускают и останавливают. Тем не менее при длительной езде с высокой скоростью за городом нейтрализатор также страдает, но уже от перегрева.

Наконец, вы поступите разумно, если станете регулярно осматривать систему выпуска. Если сломаны кронштейны или отвалились резиновые подушки подвески глушителей, выхлопная труба будет вибрировать, передавая на нейтрализатор ненужные нагрузки.