Основные неисправности кшм ваз 2107

Обновлено: 24.01.2025

Что такое КШМ и для чего нужен кривошипно-шатунный механизм?

Если есть что-то, что прочно ассоциируется с любым автомобилем, это механизм двигателя. Как ни странно, принцип его действия мало изменился с тех пор, как 120 лет назад Карл Бенц запатентовал свой первый автомобиль. Система усложнялась, обрастала сложной электроникой, совершенствовалась, но кривошипно-шатунный механизм (КШМ) остался самым узнаваемым “портретом” любого мотора.

Что такое КШМ и для чего он нужен?

Двигатель в процессе работы должен давать какое-то постоянное движение, и удобней всего, чтобы это было равномерное вращение. Однако силовая часть (цилиндро-поршневая группа, ЦПГ) вырабатывает поступательное движение. Значит, нужно сделать так, чтобы один тип движения преобразовался в другой, причем с наименьшими потерями. Вот для этого и был создан кривошипно-шатунный механизм.
По сути, КШМ – это устройство для получения и преобразования энергии и передачи ее дальше, другим узлам, которые уже эту энергию используют.

Устройство КШМ

Строго говоря, КШМ автомобиля состоит из самого кривошипа, шатунов и поршней. Однако говорить о части, не рассказав о целостной конструкции, было бы в корне неправильно. Поэтому схема и назначение КШП и смежных элементов будет рассматриваться в комплексе.

Блок цилиндров – это начало всего движения в моторе. Его составляющие – поршни, цилиндры и гильзы цилиндров, в которых эти поршни движутся;
Шатуны – это соединительные элементы между поршнями и коленвалом. По сути, шатун представляет собой прочную металлическую перемычку, которая одной стороной крепится к поршню с помощью шатунного пальца, а другой фиксируется на шейке коленвала. Благодаря пальцевому соединению поршень может двигаться относительно цилиндра в одной плоскости. Точно так же шатун охватывает посадочное место коленвала – шатунную шейку, и это крепление позволяет ему двигаться в той же плоскости, что и соединение с поршнем;
Коленвал – коленчатый вал вращения, ось которого проходит через носок вала, коренные (опорные) шейки и фланец маховика. А вот шатунные шейки выходят за ось вала, и благодаря этому при его вращении описывают окружность;
Маховик – обязательный элемент механизма, накапливающий инерцию вращения, благодаря которой двигатель работает ровней и не останавливается в “мертвой точке”.

Эти и другие элементы КШМ можно условно разделить на подвижные, те, что выполняют непосредственную работу, и неподвижные вспомогательные элементы.

Подвижная (рабочая) группа КШМ

Как понятно из названия, к подвижной группе относятся элементы, которые активно задействованы в работе двигателя.

Поршень

Неподвижная группа КШМ

Неподвижной группой можно назвать внешнюю часть двигателя, в которой находится КШП.

Блок цилиндров

Принцип работы КШМ

Работа механизма двигателя основана на энергии расширения при сгорании топливно-воздушной смеси. Именно эти “микровзрывы” являются движущей силой, которую кривошипно-шатунный механизм переводит в удобную форму. На видео, ниже, подробно описанный принцип работы КШМ в 3Д анимайии.

Принцип работы КШМ:

Интересно, что для старта двигателя нужно сначала раскрутить маховик. Для этой цели нужен стартер, который сцепляется с зубчатым венцом маховика и раскручивает его, пока мотор не заведется. Закон сохранения энергии в действии.

Остальные элементы двигателя: клапаны, распредвалы, толкатели, система охлаждения, система смазки, ГРМ и прочие – необходимые детали и узлы для обеспечения работы КШМ.

Основные неисправности

Учитывая нагрузки, как механические, так и химические, и температурные, кривошипно-шатунный механизм подвержен различным проблемам. Избежать неприятностей с КШП (а значит, и с двигателем) помогает грамотное обслуживание, но всё равно от поломок никто не застрахован.

Стук в двигателе

Один из самых страшных звуков, когда в моторе вдруг появляется странный стук и прочие посторонние шумы. Это всегда признак проблем: если что-то начало стучать, значит, с ним проблема. Поскольку в двигателе элементы подогнаны с микронной точностью, стук свидетельствует об износе. Придется разбирать двигатель, смотреть, что стучало, и менять изношенную деталь.

Основной причиной износа чаще всего становится некачественное ТО двигателя. Моторное масло имеет свой ресурс, и его регулярная замена архиважна. То же относится и к фильтрам. Твердые частички, даже мельчайшие, постепенно изнашивают тонко пригнанные детали, образуют задиры и выработку.

Стук может говорить и об износе подшипников (вкладышей). Они также страдают от недостатка смазки, поскольку именно на вкладыши приходится огромная нагрузка.

Снижение мощности

Потеря мощности двигателя может говорить о залегании поршневых колец. В этом случае кольца не выполняют свою функцию, в камере сгорания остается моторное масло, а продукты сгорания прорываются в двигатель. Прорыв газов говорит и о пустой растрате энергии, и это чувствует автовладелец как снижение динамических характеристик. Продолжительная работа в такой ситуации может только ухудшить состояние двигателя и довести стандартную, в общем-то, проблему до капремонта двигателя.

Проверить состояние мотора можно самостоятельно, измерив компрессию в цилиндрах. Если она ниже нормативной для данной модификации двигателя, значит, предстоит ремонт двигателя.

Повышенный расход масла

Если двигатель начал “жрать” масло, это явный признак залегания поршневых колец или других проблем с цилиндро-поршневой группой. Масло сгорает вместе с топливом, из выхлопной трубы идет черный дым, температура в камере сгорания превышает расчетную, и это не добавляет двигателю здоровья. В некоторых случаях может помочь очистка без демонтажа двигателя, но в большинстве случаев предстоит разборка и дефектовка двигателя.

Нагар

Отложения на поршнях, клапанах и свечах зажигания говорят о том, что с двигателем есть проблема. Если топливо не сгорает полностью, нужно искать причину неисправности и устранять ее. В противном случае мотору грозит перегрев из-за ухудшения теплопроводности поверхностей со слоем нагара.

Белый дым из выхлопной трубы

Появляется, когда в камеру сгорания попадает антифриз. Причиной чаще всего бывает износ прокладки ГБЦ или микротрещины в рубашке охлаждения двигателя, и для устранения проблемы необходима ее замена.

Медлить в этой ситуации нежелательно: маленькая протечка может обернуться гидроударом. Камера сгорания наполняется жидкостью, поршень движется вверх, но жидкость, в отличие от воздуха, не сжимается, и получается эффект удара о твёрдую поверхность. Последствия такой катастрофы могут быть любые, вплоть до “кулака дружбы” и продажи машины на запчасти.

Заключение

Несмотря на высокие нагрузки, критические условия работы и даже небрежность владельцев, кривошипно-шатунный механизм отличается завидной живучестью. Вывести его из строя можно неправильным обслуживанием, нештатными нагрузками, поломкой смежных элементов. Да, двигатель почти всегда можно починить, но эта услуга обойдётся в разы дороже, чем просто грамотное регулярное ТО. Недаром же есть двигатели “миллионники”, которые способны служить десятилетиями, не доставляя проблем владельцу машины.

Неисправности и диагностирование кривошипно-шатунного механизма

Несмотря на то, что кривошипно-шатунный механизм работает в жестких условиях, эта составляющая двигателя достаточно надежная. При правильном проведении технического обслуживания, механизм работает долгий срок.

При правильной эксплуатации двигателя ремонт КШМ потребуется только из-за износа ряда составных деталей – поршневых колец, шеек коленчатого вала, подшипников скольжения.

Поломки составных компонентов КШМ происходят в основном из-за нарушения правил эксплуатации силовой установки (постоянная работа на повышенных оборотах, чрезмерные нагрузки), невыполнения ТО, использования неподходящих горюче-смазочных материалов.

Последствиями такого использования мотора могут быть:

залегание и разрушение колец;
прогорание поршня;
трещины стенок гильзы цилиндра;
изгиб шатуна;
разрыв коленчатого вала;
«наматывание» подшипников скольжения на шейки.

Такие поломки КШМ очень серьезны, зачастую поврежденные элементы ремонту не подлежат их нужно только менять. В некоторых случаях поломки КШМ сопровождаются разрушениями иных элементов мотора, что приводит мотор в полную негодность без возможности восстановления.

Введение

Целью моей работы является приобретение теоретических знаний по техническому обслуживанию двигателя модели ВАЗ 21083 автомобиля ВАЗ 2111.

Для выполнения этой цели мне необходимо решить следующие задачи:

Изучить техническую и справочную литературу.
Изучить методику проведения ТО и диагностики.

1. Назначение, устройство, принцип работы кривошипно-шатунного механизма

1.1 Назначение кривошипно-шатунного механизма

Кривошипно-шатунный механизм служит для преобразования поступательного движения поршня под действием энергии расширения продуктов сгорания топлива во вращательное движение коленчатого вала.

1.2 Устройство кривошипно-шатунного механизма

Механизм состоит из поршня с поршневыми кольцами и пальцем, шатуна, коленчатого вала и маховика.

Рис.1 Кривошипно-шатунный механизм. 1. Крышка шатуна; 2. Болт крепления крышки шатуна; 3. Шатун; 4. Поршень; 5. Терморегулирующая пластина поршня; 6. Маслосъемное кольцо; 7. Нижнее компрессионное кольцо; 8. Верхнее компрессионное кольцо; 9. Разжимная пружина; 10. Поршневой палец; 11. Вкладыш шатунного подшипника; 12. Упорные полукольца среднего коренного подшипника; 13. Вкладыши коренного подшипника; 14. Каналы для подачи масла от коренного подшипника к шатунному; 15. Держатель заднего сальника коленчатого вала; 16. Задний сальник коленчатого вала; 17. Штифт для датчика ВМТ; 18. Метка (лунка) ВМТ поршней 1-го и 4-го цилиндра; 19. Шкала в люке картера сцепления; 20. Метка ВМ-Г поршней l-гo и 4-го цилиндров на ободе маховика; 21. Шайба болтов крепления маховика; 22. Установочный штифт сцепления; 23. Зубчатый обод маховика; 24. Маховик; 25. Коленчатый вал; 26. Заглушка масляных каналов коленчатого вала; 27. Передний сальник коленчатого вала (запрессован в крышку масляною насоса); 28. . Зубчатый шкив привода распределительного вала; 29. Шкив привода генератора; 30. А.Маркировка категории поршня по отверстию для поршневого пальца; 31. В.Маркировка класса поршня по наружному диаметру; 32.С. Маркировка ремонтною размера поршня; 33. D.Установочная метка; 34. I.Метки для установки момента зажигания; 35. II.Маркировка крышек коренных подшипников коленчатого вала (счет опор ведется от передней части двигателя).

Поршень 4 отливается из высокопрочного алюминиевого сплава. Поскольку алюминий имеет высокий температурный коэффициент линейного расширения, то для исключения опасности заклинивания поршня в цилиндре в головке поршня над отверстием для поршневого пальца залита терморегулирующая стальная пластина 5. Поршни, также как и цилиндры, по наружному диаметру сортируются на пять классов:

Класс	Диаметр поршня ВАЗ 21083
А	81,965-81,975
B	81,975-81,985
C	81,985-81,995
D	81,995-81,005
E	82,005-82,015

Измерять диаметр поршня для определения его класса можно только в одном месте: в плоскости, перпендикулярной поршневому пальцу на расстоянии 51,5 мм от днища поршня. В остальных местах диаметр поршня отличается от номинального, т.к. наружная поверхность поршня имеет сложную форму. В поперечном сечении она овальная, а по высоте коническая. Такая форма позволяет компенсировать неравномерное расширение поршня из-за неравномерного распределения массы металла внутри поршня. На наружной поверхности поршня нанесены кольцевые микроканавки глубиной до 14 микрон. Такая поверхность способствует лучшей приработке поршня, так как в микроканавках задерживается масло. В нижней части бобышек под поршневой палец имеются отверстия для прохода масла к поршневому пальцу. Для улучшения условий смазки в верхней части отверстий под палец сделаны два продольных паза шириной 3 мм и глубиной 0,7 мм, в которых накапливается масло. Ось отверстия под поршневой палец смещена на 1,2 мм от диаметральной плоскости поршня в сторону расположения клапанов двигателя. Благодаря этому поршень всегда прижат к одной стенке цилиндра, и устраняются стуки поршня о стенки цилиндра при переходе его через ВМТ. Однако, это требует установки поршня в цилиндр в строго определенном положении. При сборке двигателя поршни устанавливаются так, чтобы стрелка на днище поршня была направлена в сторону передней части двигателя. По массе поршни сортируются на три группы: нормальную, увеличенную на 5 г и уменьшенную на 5 г. Этим группам соответствует маркировка на днище поршня: «Г», «+» и «-«. На двигателе все поршни должны быть одной группы по массе, чтобы уменьшить вибрации из-за неодинаковых масс возвратно-поступательно движущихся деталей. В запасные части поставляются поршни номинального размера только трех классов: А, С и Е. Этого достаточно для подбора поршня к любому цилиндру при ремонте двигателя, так как поршни и цилиндры разбиты на классы с некоторым перекрытием. Например, к цилиндрам классов В и D может подойти поршень класса С. Главное при подборе поршня — обеспечить необходимый монтажный зазор между поршнем и цилиндром -0,025-0,045 мм.

Кроме поршней номинального размера в запасные части поставляются и ремонтные

поршни с увеличенным на 0,4 и 0,8 мм наружным диаметром. На днищах ремонтных поршней ставится маркировка в виде квадрата или треугольника. Треугольник соответствует увеличению наружного диаметра на 0,4 мм, а квадрат — на 0,8 мм. Поршневой палец 10 стальной, трубчатого сечения, запрессован в верхнюю головку шатуна и свободно вращается в бобышках поршня. По наружному диаметру пальцы сортируются на три категории через 0,004 мм соответственно категориям поршней. Торцы пальцев окрашиваются в соответствующий цвет: синий -первая категория, зеленый — вторая и красный — третья. Поршневые кольца обеспечивают необходимое уплотнение цилиндра и отводят тепло от поршня к его стенкам. Кольца прижимаются к стенкам цилиндра под действием собственной упругости и давления газов. На поршне устанавливаются три чугунных кольца — два компрессионных 7, 8 (уплотняющих) и одно (нижнее) маслосъемное 6, которое препятствует попаданию масла в камеру сгорания. Верхнее компрессионное кольцо 8 работает в условиях высокой температуры, агрессивного воздействия продуктов сгорания и недостаточной смазки, поэтому для повышения износоустойчивости наружная поверхность хромирована и для улучшения прирабатываемости имеет бочкообразную форму образующей.

Нижнее компрессионное кольцо 7 имеет снизу проточку для собирания масла при ходе поршня вниз, выполняя при этом дополнительную функцию маслосбрасывающего кольца. Поверхность кольца для повышения износоустойчивости и уменьшения трения о стенки цилиндра фосфатируется. Маслосъемное кольцо имеет хромированные рабочие кромки и проточку на наружной поверхности, в которую собирается масло, снимаемое со стенок цилиндра. Внутри кольца устанавливается стальная витая пружина, которая разжимает кольцо изнутри и прижимает его к стенкам цилиндра. Кольца ремонтных размеров изготавливаются (так же, как и поршни) с увеличенным на 0,4 и 0,8 мм наружным диаметром. Шатун является стальным, обрабатывается вместе с крышкой, и поэтому они в отдельности невзаимозаменяемы. Чтобы при сборке не перепутать крышки и шатуны, на них клеймится номер цилиндра, в который они устанавливаются. При сборке цифры на шатуне и крышке должны находиться с одной стороны. Коленчатый вал 25 отливается из высокопрочного специального чугуна и состоит из шатунных и коренных шлифованных шеек. Для уменьшения деформаций при работе двигателя вал сделан пятиопорным и с большим перекрытием коренных и шатунных шеек. В теле вала просверлены каналы 14 для подачи масла от коренных шеек к шатунным. Технологические выводы каналов закрыты колпачковыми заглушками 26. Для уменьшения вибраций двигателя вал снабжен противовесами, отлитыми заодно целое с валом. Они уравновешивают центробежные силы шатунной шейки, шатуна и поршня, которые возникают при работе двигателя. Кроме того, для уменьшения вибраций коленчатый вал еще динамически балансируют, высверливая металл в противовесах.

1.3 Принцип действия кривошипно-шатунного механизма

Прямая схема: Поршень под действием давления газов совершает поступательное движение в сторону коленчатого вала. С помощью кинематических пар «поршень-шатун» и «шатун-вал» поступательное движение поршня преобразовывается во вращательное движение коленчатого вала. Коленчатый вал состоит из:

шатунные шейки
коренные шейки
противовес

Обратная схема: Коленчатый вал под действием приложенного внешнего крутящего момента совершает вращательное движение, которое через кинематическую цепь «вал-шатун-поршень» преобразовывается в поступательное движение поршня.

2. Диагностика кривошипно-шатунного механизма

Техническое состояние кривошипно-шатунного механизма оценивают по

характеристикам виброударных импульсов в характерных точках двигателя

(виброакустическая метод), суммарному размеру зазоров в верхней головке

шатуна и шатунном попнике, количеству газов, прорывающихся в картер,

давлению в цилиндрах в конце такта сжатия (компрессии), расходу или падению

давления сжатого воздуха, подаваемого в цилиндры.

Виброакустический метод дает наиболее достоверные и исчерпывающие

результаты диагностирования при использовании комплекта виброакустической

аппаратуры. Однако из-за большой стоимости и сложности, требующей высокой

квалификации операторов-диагностов, его применение ограничено.

Наиболее простым и доступным устройством для виброакустического контроля

является стетоскоп. В корпусе стетоскопа размещены источник питания и усилитель, с одной стороны корпуса выведен наконечник-щуп, с другой —

головной телефон с соединительным кабелем.

Перед диагностированием двигатель прогревают до температуры охлаждающей

жидкости 85…95°С и прослушивают, прикасаясь остриём щупа к проверяемым

Принцип действия и назначение

В отличие от электродвигателя принцип действия КШМ в двигателях внутреннего сгорания значительно сложнее:

поршни поочередно выталкиваются из цилиндров при воспламенении топливной смеси;
внутри них шарнирно закреплены шатунные детали сложной конфигурации;
коленчатый вал имеет ответную посадочную поверхность П-образного типа для нижней головки шатуна, что обеспечивает смещение от оси вращения вала;
за счет фиксированного расстояния между поршнем и коленвалом шатун описывает амплитуду в виде восьмерки, за счет чего и преобразуется поступательное движение с цилиндров в крутящий момент на валу.

Основное назначение расходных элементов КШМ (вкладыши, втулки, кольца) заключается в увеличении эксплуатационного ресурса этого узла. Поскольку число цилиндров достигает 16 штук в современных авто, устройство и работа механизма КШ должна быть идеально сбалансирована.

Технология ремонта

Основное назначение капремонта КШМ – восстановление ресурса поршневой группы и коленчатого вала. Для этого реставрируются посадочные места, заменяются пальцы, вкладыши.

Поршни и пальцы

Поршень, условно входящий в кривошипно шатунный механизм двигателя авто, изготавливается из алюминиевых сплавов. Палец создан из легированной стали, изнашивается меньше.

У поршней восстанавливается зеркало, геометрия канавок для колец и бобышек, внутри которых находится палец. Размеры поршневого пальца подбираются при температуре воздуха в мастерской 20 градусов в зависимости от размерной группы поршня.

Ремонт шатунов

В основном изготавливают шатуны из стали 40Г, 40Х или ст45, характерными дефектами считаются:

выработка металла посадочных мест;
износ отверстий;
изменение геометрии (скручивание и изгиб).

Выбраковывают кинематический элемент механизма при аварийном изгибе, поломке и раскрытии трещин. В остальных случаях изгибы и скручивание устраняют при нагреве до 500 градусов для снятия внутренних напряжений. Посадочные поверхности фрезеруются, затем шлифуются до следующего ремразмера.

После чего, работа кривошипно шатунного механизма вновь удовлетворяет требованиям регламента ГОСТ. Запрещено удалять слой металла больше 0,2 – 0,4 мм для дизелей, карбюраторных ДВС, соответственно. В противном случае нарушается кинематическая схема узла.

Реставрация коленвала

Основными нюансами ремонта коленчатого вала являются:

деталь изготавливается из магниевого чугуна высокопрочного, сталей ДР-У, 50Т, 40Х или ст45;
основными дефектами становятся изгиб и выработка стали посадочных мест;
реже изнашиваются шпоночные канавки, повреждаются резьбы, раскрываются трещины;
ремонтопригодной считается сборка кривошипно шатунного механизма с выработкой посадочных поверхностей и поврежденными резьбами;
трещины более 3 мм приводят к отбраковке коленвала.

После промывки масляных каналов и наружных поверхностей изделие исследуется дефектоскопом. Выработку восстанавливают наплавлением Св-18ХГСА проволоки с проточкой под ремонтные параметры. Шпоночные канавки фрезеруют с заданной чистотой обработки. При этом должна соблюдаться схема установки шестеренок.

После шлифовки коленвал балансируют на динамической установке БМ-У4 либо КИ-4274.

Таким образом, кривошипно шатунный механизм КШМ проще и дешевле поддерживать в работоспособном состоянии. Для этого нужно своевременно проходить ТО и обращаться в сервис к специалистам при малейшем постороннем звуке в блоке цилиндров. В этом случае, даже капремонт обойдется дешевле.

Неисправности КШМ. Снижение мощности двигателя, повышенный расход масла, топлива, дымление и увеличение стуков при работе двигателя — вот основные неисправности КШМ.

Признаки: двигатель не развивает полной мощности.

Причины: снижена компрессия из-за износа гильз цилиндров, поршней, поломки или пригорания поршневых колец.

Признаки: расход масла и топлива, дымление двигателя.

Причины: изнашивание деталей шатунно-поршневой группы, поломка поршневых колец, закоксование поршневых колец, в канавках, прорезей в малосъемных кольцах, отверстий в канавке под малосъемные кольца.

Признаки: стук коленчатого вала.

Причины: вызывается либо недостаточными давлением и подачей масла, либо недопустимо увеличившимися зазорами между шейками коленчатого вала и вкладышами коренных и шатунных подшипников из-за изнашивания этих деталей.

Признаки: стуки поршней и поршневых пальцев.

Причины: свидетельствует об изнашивании деталей шатунно-поршневой группы.

При значительных изнашиваниях и поломках детали КШМ восстанавливают или заменяют. Эти работы, как правило, выполняют, отправляя в централизованный ремонт.

Закоксование поршневых колец в канавках можно устранить без разборки двигателя. Для этого в конце рабочего дня, пока двигатель не остыл, в каждый цилиндр через отверстие для свечей зажигания заливают по 20 г смеси равных частей денатурированного спирта и керосина. Утром двигатель пускают и после его работы 10-15 мин на холодном ходу останавливают и заменяют масло.

КОЛЕНЧАТЫЙ ВАЛ

Назначение коленчатого вала — это обеспечение второго этапа преобразования энергии. Коленвал превращает поступательное движение поршня в свое вращение. Этот элемент кривошипно-шатунного механизма имеет сложную геометрию.

Состоит коленвал из шеек – коротких цилиндрических валов, соединенных в единую конструкцию. В коленвале используется два типа шеек – коренные и шатунные. Первые расположены на одной оси, они являются опорными и предназначены для подвижного закрепления коленчатого вала в блоке цилиндров.

В блоке цилиндров коленчатый вал фиксируется специальными крышками. Для снижения трения в местах соединения коренных шеек с блоком цилиндров и шатунных с шатуном, используются подшипники трения.

Шатунные шейки расположены на определенном боковом удалении от коренных и к ним нижней головкой крепится шатун.

Коренные и шатунные шейки между собой соединяются щеками. В коленчатых валах дизелей к щекам дополнительно крепятся противовесы, предназначенные для снижения колебательных движений вала.

Шатунные шейки вместе с щеками образуют так называемый кривошип, имеющий П-образную форму, который и преобразует поступательного движения во вращение коленчатого вала. За счет удаленного расположения шатунных шеек при вращении вала они движутся по кругу, а коренные — вращаются относительно своей оси.

Количество шатунных шеек соответствует количеству цилиндров мотора, коренных же всегда на одну больше, что обеспечивает каждому кривошипу две опорных точки.

На одном из концов коленчатого вала имеется фланец для крепления маховика – массивного элемента в виде диска. Основное его назначение: накапливание кинетической энергии за счет которой осуществляется обратная работа механизма – преобразование вращения в движение поршня. На втором конце вала расположены посадочные места под шестерни привода других систем и механизмов, а также отверстие для фиксации шкива привода навесного оборудования мотора.

Двигатель ВАЗ 2107: устройство, основные неисправности, ремонт

Отечественная «семёрка» выпускалась в период 1982–2012 гг. За это время она завоевала имя народной машины благодаря относительной дешевизне, надёжности узлов и агрегатов и возможности ремонтировать сложные элементы (вплоть до двигателя) практически «на коленке».

Устройство двигателя ВАЗ 2107

Силовую установку 2107 можно назвать революционной для линейки моторов автомобилей тольяттинского автозавода. Это первый из автомобилей так называемой классики, получивший передовую систему впрыска.

Инжекторная система «семёрки» работает в довольно непростых условиях, с постоянными высокими нагрузками, особенно на наших дорогах. По этой причине двигатель требует хорошего и своевременного обслуживания. Даже малейшее засорение отрицательно скажется на подаче горючего, в результате чего увеличится расход топливной жидкости и снизится эффективность работы ДВС.

Система смазки

Одна из главных зон двигателя ВАЗ 2107 — это система смазки, функционирующая за счёт подачи масла к трущимся поверхностям. Благодаря ей обеспечивается уменьшение трения и повышается КПД силовой установки. Заливка масла происходит через маслозаливную горловину, запираемую плотно крышкой. Старая, уже не нужная смазка, сливается из системы через другое отверстие — оно бывает закрыто резиновой заглушкой.

Важные характеристики системы смазки:

вмещает система ровно 3,75 литров масла, за уровнем которого можно следить по указательной мерке;
давление на прогретом ДВС при средних оборотах коленвала составляет 0,35–0,45 МПа;
функционирует смазочная система комбинировано — под давлением и путём разбрызгивания.

К основным проблемам системы смазки принято относить:

засорение масляного фильтра;
неполадки, связанные с вентиляцией картера;
утечку смазки через неплотные соединения;
разрушение сальников коленвала;
проблемы с давлением жидкости.

Причины, способствующие возникновению неполадок, довольно разнообразны. Надо понимать, что длительная работа двигателя непосредственно связана с системой смазки — она обусловливает долговечность силовой установки. Ведь даже кратковременный перебой снабжения смазкой трущихся внутренних деталей мотора способен привести к капитальному ремонту и даже замене дорогостоящего узла.

Система охлаждения ВАЗ 2107

Она призвана поддерживать нужный тепловой режим моторной установки путём корреляции отвода тепла от самых нагревающихся узлов и деталей. На «семёрке» функционирует герметичная жидкостная система с принудительной циркуляцией. Одними из её важных компонентов являются насос, расширительный бачок, радиатор отопителя с электровентилятором и термостат.

Насос центробежного типа приводится в действие от коленвала. Состоит из крышки, держащейся на четырёх шпильках, и корпуса, соединённого с крышкой через уплотнительную прокладку. Ещё насос имеет валик с крыльчаткой, вращающийся на подшипнике.
Расширительный бачок интегрирован в систему охлаждения не просто так. Элемент принимает излишки антифриза, имеющего свойство при расширении создавать высокое давление, способное разорвать все шланги, трубки и радиаторные соты. Такой же силой обладает и вакуумное разряжение, образуемое при охлаждении (уменьшении) жидкости. Расширительный бачок призван устранять оба явления. Представляет собой элемент прочный резервуар с заливной горловиной и штуцерами. Особую роль играет крышка бачка, оснащаемая клапанами для вывода излишек давления.
Радиатор отопителя — это конструктивная деталь с двумя резервуарами и железным сердечником. Устанавливается на резиновых подушках, фиксируется к кузову «семёрки» двумя болтами. Элемент соединён с расширительным бачком по герметичной схеме. Оснащается электровентилятором, включающимся от датчика. На «семёрках» раннего года выпуска электрический вентилятор не ставился, лопасти механическим путём вращались от мотора. В системах впрыска электровентилятор получает команду уже от ЭБУ через реле и датчик температуры антифриза.
Термостат поддерживает нужный тепловой режим силового агрегата, помогает ему быстро запускаться. Оснащается двумя клапанами: основным и перепускным. Благодаря термостату обеспечивается быстрый прогрев мотора.

Принцип работы охлаждения двигателя можно представить так: тосол циркулирует по всем зонам системы, нагревается, затем поступает в радиатор и в насос.

Поршневая группа

Сюда входят 4 обязательных элемента.

Поршни на ВАЗ 2107 сортируются по диаметру пальца на 3 класса через каждые 0,004 мм. При их изготовлении особое внимание уделяется также массе, поэтому при капитальном ремонте моторной установки не надо обязательно использовать поршни одной группы — достаточно, чтобы они были под двигатель «семёрки». На днище поршня указана стрелка направления.
Поршневой палец — конструктивный элемент, прихваченный стопорными кольцами.
Шатуны на ВАЗ 2107 применяются с запрессованной втулкой из комбинированного железа. Они тоже, как и поршни, классифицируются на 3 класса, в зависимости от диаметра втулки. Шатуны делаются стальными, кованными.
Кольца в поршневой группе «семёрки» используются чугунные. Два из них, бочкообразной формы, полухромированные и компрессионные, одно — маслосъёмное.

Блок цилиндров

Блок изготовлен из чугуна особого типа — высокопрочного. Гильзы для вазовских цилиндров не нужны, так как подразумевается расточка на месте. Цилиндры хонингуются изнутри, что делает их высокоточными. Они делятся на 5 классов, чередуясь на 0,01 мм.

Неисправности штатного двигателя ВАЗ 2107

Принято различать основные неисправности штатного двигателя «семёрки». Все они требуют скорого и обязательного разрешения во избежание капитального ремонта.

Перегрев двигателя

Частая неисправность, вызванная разными причинами и грозящая пробоем прокладки ГБЦ или сложным ремонтом двигателя. Обычно при перегреве мотора на приборной панели сигнализирует индикатор. К сожалению, многие автомобилисты несвоевременно реагируют на стрелку, приближающуюся к красной зоне.

При первых симптомах перегрева надо действовать уже за рулём:

открыть воздушную заслонку;
включить вентилятор отопителя, поставив на самую высокую скорость;
поставить нейтральный режим коробки передач, постараться за счёт инерции скатить машину на край дороги (обязательно включить аварийку);
оставить двигатель поработать на холостом ходе 2–3 минуты.

Это сработает, если из-под капота не вырываются клубы пара, т.е., уровень перегрева низкий. Помните, что сразу глушить двигатель при таком перегреве не рекомендуется. Так делается лишь при условии, что прорвало шланг, и есть угроза разгерметизации системы охлаждения.

После поворота ключа в обратное положение, мотор полностью не глушится, работает за счёт псевдокалильного зажигания, поэтому его надо заглушить принудительно, поставив рычаг КПП в любое положение, кроме нейтральной, и нажать на тормоз — затем отпустить муфту сцепления.

После остановки мотора антифриз продолжает циркулировать, оказывая наибольшее воздействие на соединения деталей двигателя. При неблагополучном исходе это грозит образованием паровых пробок. Явление принято называть «тепловым ударом».

Если перегрев моторной установки сопровождается выбиванием пара из-под капота автомобиля, инструкция по устранению выглядит уже иначе.

Открыть капот, проверить наличие антифриза в расширительном бачке, целостность шлангов, радиатора и термостата.
Взяться тряпкой за крышку бачка, осторожно выкрутить на 1 оборот, чтобы вышло давление. Работать крайне аккуратно, чтобы не ошпарило горячим тосолом!
Восстановить причины перегрева и разгерметизации системы охлаждения: обмотать лопнувший шланг изолентой или заменить, закрыть образовавшуюся из-за коррозии трещину на радиаторе, залить нужную дозу хладагента и т. д.

В некоторых случаях виновником перегрева становится датчик, включающий моторчик вентилятора. Его легко проверить: надо скинуть оба провода с клемм датчика и соединить их между собой — если вентилятор заработает при включённом зажигании, надо менять датчик, он не работает.

Также может глючить термостат, регулирующий прохождение потоков антифриза через радиатор и около него. Проверяется узел системы охлаждения так: на прогретом моторе следует ощупать рукой верхний и нижний патрубки, соединяющие мотор с радиатором. О неисправности термостата можно судить по холодному нижнему шлангу.

Стук двигателя

Он бывает разным.

В первую очередь, когда речь заходит о стуке, имеется в виду шатун. Если элемент начинает стучать, то сразу падает давление масла. Как правило, опытные автомобилисты легко распознают звук испорченного шатуна по глухому стуку, увеличивающемуся по мере ускорения автомобиля.
Стук бывает и в коренных шейках коленвала, когда в системе падает давление, и слышится глухой металлический шум. Он распознаётся на всех оборотах моторной установки, и диагностировать неисправность можно без разбора ДВС.
Стук на холодную проявляется на изношенных моторах. Ничего страшного в нём нет. Просто зазоры между сопрягающимися деталями превысили допустимые нормы, когда силовая установка нагревается, всё приходит в норму.
Стук возможен из-за биения клапанов, что возникает из-за плохой настройки «постели» распредвала или износа рокера.
Наконец, он может быть вызван ослабеванием цепного привода. В этом случае хорошо различим металлический звон на холостых оборотах. При увеличении оборотов, звук пропадает частично или полностью.

Дым из сапуна

Если заходит речь об этом, дым в глушитель не идёт, никакого пара, но машина начинает расходовать масло литрами. Одновременно засоряются первый и четвёртый цилиндры двигателя.

Эта неисправность имеет несколько причин: изменение компрессии двигателя, износ маслоотражательных колпачков или лопание колец.

Троение двигателя

Семейство автомобилей ВАЗ, оснащённых инжекторными системами старого поколения, часто «грешит» таким эффектом, как троение. Причины неисправности, как правило, следует искать в системах впрыска, топливоподачи и т. д.

Устранить троение, вызванное засорением топливного насоса или фильтров, можно единственным способом — с помощью замены элементов или их очистки. В некоторых случаях насос может работать некорректно, тогда его придётся разобрать и найти причину.

Если забиваются форсунки, то это происходит чаще из-за некачественного горючего. Сами элементы тоже подвержены износу. Проверяются форсунки с помощью особого стенда, который не только позволяет диагностировать состояние форсунок, но и проводит очистку.

Троение может возникать по причине потери искры. В этом случае подозрение сразу падает на свечи зажигания. Их рекомендуется тщательно проверить, визуально осмотреть на наличие трещин или накопившейся грязи. Сомнительные элементы сразу заменить. Двигатель «семёрки» может троить по причине прогорания клапанов.

Дым из глушителя

Многие по незнанию игнорируют дым, ведь он практически незаметен на горячем двигателе. Впрочем, если он не прекращается — это является признаком более или менее серьёзных неполадок в моторной установке.

Как утверждают опытные автомобилисты, дым обостряется при заводе моторной установки. На него следует обратить особое внимание, вовремя определяя неисправность.

В основном чрезмерно плотный дым намекает на ошибки систем охлаждения и подачи горючего. Возможны неполадки распределительного механизма или поршневой группы.

Забрасывает маслом свечи

Тоже одна из распространённых неисправностей двигателя ВАЗ 2107. Маслом покрывается резьба свечи или корпус, а в особых случаях, даже весь цоколь. Одновременно с этим мотор сигнализирует ухудшением динамических свойств, повышенной дымностью и высоким расходом масла.

Причиной забрасывания масла на свечи эксперты называют в первую очередь повреждение или износ направляющих клапанов, маслосъёмных колпачков, элементов поршневой группы или прокладки ГБЦ.

Не тянет мотор

Автомобиль потерял былую тягу? С таким явлением сталкивается практически каждый владелец «семёрки», эксплуатирующий машину более 5 лет. Она долго разгоняется, не может преодолеть подъёмы на высоких передачах.

Как известно, ВАЗ 2107 бывает с инжекторным и карбюраторным двигателями. В зависимости от этого различают причины неисправности.

На карбюраторном ДВС отсутствие тяги вызвано системой питания — не хватает топлива или его подача чересчур большая. Карбюраторы нуждаются в грамотной регулировке, иначе работа мотора будет неустойчивой. На показатель мощности двигателя влияет также газораспределительный механизм, что характеризуется уменьшением давления.
Если плохо тянет мотор с системой впрыска, причина бывает связана с ГРМ, фильтрами, системами зажигания и неполадками в поршневой группе.

Ремонт двигателя

Следующие инструменты понадобятся для этой работы:

съёмник, позволяющий легко вытащить поршневой палец;
настраиваемая опора под днище, выдерживающая не менее 1 тонны;
ключ храповика коленвала;

Как снять двигатель

Снимается двигатель для ремонта или замены. Ничего особо сложного в процедуре нет, если имеется специальная лебёдка. Мотор удастся демонтировать в этом случае целиком, однако, это тяжелее, чем снять без ГБЦ.

Последовательность действий выглядит так.

Капот автомобиля рекомендуется снять, чтобы обеспечить свободный доступ.
Слить весь хладагент.
Снять воздушный фильтр, отсоединить трос подсоса, скинуть рычаг акселератора, бензошланг карбюратора — одним словом, всё то навесное оборудование, которое может представлять преграду в работе.
Открутить глушитель, снять шланг с отопителя.

Теперь можно переходить к непосредственной работе с двигателем.

Под верёвку эффективнее будет всунуть металлическую трубу. Концы каната надеть на гидравлическое оборудование для поднятия двигателя. Прокрутить и вытащить мотор.

Замена вкладышей коленвала

Двигатель снят, можно продолжать.

Отвернуть 14 болтов крепления поддона к ГБЦ.
Снять масляный насос.
Отвернуть гайки крепления шатунов, снять крышки.

Чтобы удалось вынуть и заменить вкладыши, следует из проточек постели пятого коренного снять полукольца упорного подшипника. После разбора коленвала можно вынуть старые вкладыши и заменить. Новые элементы должны соответствовать нужной категории.

Вкладыши можно только заменить. Ремонту они не подлежат, так как изготовлены по точным размерам. Со временем детали истираются, приходится ставить новые. По сути, вкладыши — это подшипники скольжения для шатунов, воздействующих на коленвал.

Замена поршневых колец

Во многих случаях эта процедура требуется по вине самого автовладельца, заливающего вместо качественного масла непонятно что. Кроме того, большое значение имеет частота обновления смазки. Первый симптом, свидетельствующий о выходе из строя колец — резкое увеличение расхода топлива.

Замена на снятом, но ещё не разобранном двигателе.

Коленвал проворачивается так, чтобы требуемый поршень встал в нужное положение — в нижнюю мёртвую точку.
Крышка шатуна снимается, все поршни выталкиваются цилиндрами наверх.
С поршней счищается нагар.
Старые кольца меняются на новые.

Надо обязательно сначала поставить маслосъёмное кольцо, а в завершение стянуть оба элемента специальной оправкой.

Ремонт маслонасоса

Маслонасос на ВАЗ 2107 — важнейший элемент смазочной системы, позволяющий подавать смазку под давлением. Ремонт элемента подразумевает наличие таких инструментов, как плоские щупы размером 0,15–0,25 мм, линейки и тисков.

Алгоритм проведения восстановительных работ с маслонасосом.

Каждая снятая деталь быть осмотрена на наличие трещин и деформаций. При их обнаружении элемент надо заменить. В конце обязательно промыть все детали керосином и высушить сжатым воздухом. После этого всё собрать обратно.

Двигатель ВАЗ 2107 только с виду представляет собой сложное устройство. На самом деле, если действовать по инструкции и аккуратно, его можно без опаски разобрать и собрать.

Вопрос №2. Работа кривошипно-шатунного механизма, его неисправности, их причины и способы устранения.

В отличие от прочих агрегатов автомобиля конструкция механизма кривошипно-шатунного условно включает в себя часть поршневой группы и коленчатый вал. Состоит КШМ из подвижных деталей и неподвижных элементов. Одну или несколько степеней свободы имеют:

шатун и поршень;
кольца компрессионные, стопорные и маслосъемные;
палец поршневой и кольцо стопорное;
вкладыши, болт крепежный и крышка шатуна;
маховик и коленвал;
противовес и шейки шатунные, коренные;
вкладыши.

К неподвижным элементам относятся головка и блок цилиндров.

В зависимости от конструкции ДВС и количества цилиндров кинематика кривошипно шатунного механизма несколько видоизменяется:

в рядном двигателе плоскость коленвала и цилиндров полностью совпадает;
в VR-образном моторе происходит смещение на угол 15 градусов;
в W-образном приводе величина смещения достигает 72 градусов.

Другими словами, в рядном двигателе рабочий цикл осуществляется поочередно 4-мя цилиндрами, что позволяет равномерно распределить нагрузки на коленвал. Для достижения компактных размеров ДВС модификации с большим количеством цилиндров размещаются V-образно. Что так же позволяет смягчить нагрузки на коленвал за счет гашения части энергии.

Чтобы характеристика кривошипно шатунного механизма была стабильной в момент перегрузок (высокая температура, большое давление и обороты, трудности с подачей смазки), вместо шариковых/роликовых подшипников применяются элементы скольжения с шатунными и коренными вкладышами. Неравномерность угловых скоростей вала в отдельных циклах сглаживается массивным маховиком за счет инертности этой детали.

Перечень неисправностей КШМ

Главные неприятности, которые могут случится с кривошипно-шатунным механизмом:

Как шатунные, так и коренные шейки коленчатого вала подвержены износу и механическим повреждениям.
Износ, механические повреждения и даже расплавление могут угрожать и вкладышам (подшипникам) шеек коленвала.
«Болезни» поршневых колец – это закоксовывание не до конца сгоревшими продуктами горения (углеводороды окисляются только до углерода), их залегание и даже поломки, что может привести к фатальным последствиям.
Цилиндропоршневая группа также подвержена износу. В современных «движках» это не так заметно, всё-таки они созданы по последнему слову техники, но у каждой детали имеется конечный ресурс.
На днище поршня может отложиться нагар.
В деталях могут появиться трещины, они могут прогореть, обломиться и даже расплавиться.
Двигатель может даже заклинить.

Принцип действия и назначение

В отличие от электродвигателя принцип действия КШМ в двигателях внутреннего сгорания значительно сложнее:

поршни поочередно выталкиваются из цилиндров при воспламенении топливной смеси;
внутри них шарнирно закреплены шатунные детали сложной конфигурации;
коленчатый вал имеет ответную посадочную поверхность П-образного типа для нижней головки шатуна, что обеспечивает смещение от оси вращения вала;
за счет фиксированного расстояния между поршнем и коленвалом шатун описывает амплитуду в виде восьмерки, за счет чего и преобразуется поступательное движение с цилиндров в крутящий момент на валу.

Основное назначение расходных элементов КШМ (вкладыши, втулки, кольца) заключается в увеличении эксплуатационного ресурса этого узла. Поскольку число цилиндров достигает 16 штук в современных авто, устройство и работа механизма КШ должна быть идеально сбалансирована.

Поломки и проблемы кривошипно-шатунного механизма

Практически все детали КШМ являются парами трения, что наглядно подтверждает схема кинематики привода автомобиля. Если диагностика данного механизма привода внутреннего сгорания выявила неисправности, необходим капитальный ремонт двигателя, так как производится его полная разборка.

Технические особенности неисправностей КШМ заключаются в износе деталей трения. Основными поломками являются:

залегшие кольца на поршнях – из-за высокой выработки металла появляется люфт, возникает перекос и поршень заклинивается внутри цилиндра;
износ пальцев поршневых – вместо фиксированного размера между коленвалом/поршнем расстояние получается плавающим, изменяются характеристики крутящего момента;
выработка поршневой группы – стачивается зеркало цилиндра или поверхность поршня, меняются характеристики ДВС;
износ подшипников – шатунные или коренные вкладыши сточились, возникают ударные нагрузки на вал.

Основными причинами неисправностей становятся длительные нагрузки, отсутствие ТО, низкое качество смазки или выработка ресурса привода.

Залегание колец поршневых

Указанные неисправности кривошипно шатунного механизма диагностируются по признакам:

перебои в работе мотора;
постоянное уменьшение в картере уровня смазки;
отработанные газы принимают синий оттенок.

Поломка не может устраняться в домашних условиях, так как необходима высокая квалификация мастера и полная разборка двигателя.

Износ поршней и пальцев

Эти конкретные неисправности кривошипно шатунного механизма выявляются по следующим признакам:

пальцы – независимо от режима работы мотора в верхней части блока цилиндров слышен звонкий стук, пропадающий при выкручивании свечи, увеличивающийся при наборе оборотов валом;
поршни – выхлоп синего цвета, аналогичный предыдущему случаю стук, но только на холостых оборотах, после прогрева обычно исчезает.

После диагностики этой неисправности в обязательном порядке требуется капремонт ДВС.

Износ подшипника шатунного и коренного

Неизбежно потребуется ремонт кривошипно шатунного механизма при выработке ресурса подшипников, о котором свидетельствуют следующие факторы:

подшипник шатуна – сигнальная лампа извещает о недостаточном давлении смазки, стук глухой, плавающий, идет из средней части блока цилиндров;
подшипник коренной – сигнальная лампа горит, свидетельствуя о низком давлении масла, в нижней части блока цилиндров возникает глухой стук.

По аналогии с предыдущими вариантами без капремонта обойтись не получится.