Двигун

Стукіт в двигуні

05.11.2015

(причини і наслідки)

-. Подивіться — у мене колінвал стукає!

— І давно це у Вас?

— Так вже рік так їжджу!

— Точно, колінвал, що ж ще у мене може стукати?

(З розмови на «АБС-сервіс»)

Не помилимося, якщо скажемо, що сторонні шуми і стуки супроводжують автомобіль протягом значної частини автомобільної його «життя». Сильні і слабкі, глухі і дзвінкі — вони не тільки дратують слух і знижують комфорт.

Зазвичай ці звуки сигналізують про неполадки у вузлах і агрегатах. Джерела звуків в автомобілі вельми багато, але головні з них — ходова частина, рульове управління, трансмісія, двигун. У цьому ряду двигун займає особливе місце. Значні навантаження на деталі носять знакозмінний періодичний характер у відповідності з частотою обертання колінчастого вала. Не дивно, що 3000 ударів за одну хвилину або, приміром, 30000 ударів за 10 хвилин однієї деталі по іншій цілком можуть призвести до вельми неприємних наслідків.

щодо стуку, що з’явився в двигуні, водія найчастіше цікавлять два питання: скільки ще можна проїхати і наскільки складним і дорогим може виявитися ремонт?

Останній питання важливе і для механіка-моториста, тільки сформулюємо його інакше: якщо виник стукіт в двигуні. то в чому його причина? Правильну відповідь на це головне питання легко розставить все на свої місця — і можливість подальшої експлуатації двигуна, і ступінь складності майбутнього ремонту.

На жаль, дати точну відповідь на питання про те, що є причиною стуку в конкретному випадку, не завжди можливо. Навіть моторист високої кваліфікації з великим досвідом і відмінним, прямо-таки «абсолютним» слухом), може помилитися. Що вже говорити про його менш досвідчених колег і водіїв?

Але ціна помилки дуже велика. Уявіть: заспокоєний тим, що нічого страшного немає, водій вмикає музику голосніше, натискає на газ в. — через деякий кількість кілометрів шатун пробиває блок циліндрів. Або: механік «засудив» двигун до капітального ремонту, а, розібравши його, переконався, що до самого двигуну (тобто до його механічної частини) стук відношення не має.

Ще складніше без розбирання та перевірки всіх деталей і агрегатів двигуна відповісти на питання, чому взагалі виникла стук? Звичайно, відомі випадки установки при складанні двигуна неякісних комплектуючих, швидкий знос яких став причиною стуку. Але, як правило, дефекти деталей, що викликають стук, — наслідок порушення правил експлуатації двигуна, а також їх природний знос. Завдання багаторазово ускладнюється у тому випадку, якщо дефекти деталей, що викликають стукіт в двигуні, з’являються внаслідок прихованих несправностей інших деталей або вузлів двигуна.

загалом, виникнення моторних шумів і стукотів — справа «темне», і виявити першопричину зовсім непросто. Тому спробуємо внести деяку ясність. Саме деяку, оскільки різноманіття стукотів і пов’язаних з ними несправностей настільки велика, що описати їх всі просто неможливо. А ось сформулювати загальні принципи, за допомогою яких легше визначити справжню причину, можливо. Але спочатку треба з’ясувати.

Що таке стук?

У переважній більшості випадків стукіт в двигуні виникає в зоні сполучення деталей при збільшенні зазору між ними вище деякої критичної величини. В умовах нормальної змащення і охолодження деталей підвищена гучність виникає при зазорі приблизно в два рази більше максимальної величини номінального зазору. Безпосередньо стукіт виявляється при зазорі в спряженні, приблизно в три рази і більше перевищує номінальний, причому, чим більше зазор, тим сильніше стукіт.

Очевидно, стукіт — це удар однієї деталі по іншій. А значить, і дуже високі навантаження в місцях їх зіткнення. Не вдаючись детально у фізику цих процесів, відзначимо, що ударні навантаження поступово руйнують сполучаються поверхні, причому тим швидше, чим більша сила удару. А оскільки ця сила залежить від величини зазору, то з його збільшенням швидкість зношування деталей зростає. Іншими словами, в більшості випадків стукіт (читай — ударні навантаження, зазор, знос) прогресує, тобто стає все сильніше і сильніше.

Наскільки швидко йде цей процес, залежить від багатьох факторів: конструкції, матеріалу, технології виготовлення деталей, діючих навантажень, умов змащування, охолодження та ін., Тому деякі вузли (наприклад, газорозподільний механізм) здатні працювати в зношеному стані зі стуком багато тисяч кілометрів. В інших, навпаки: після виникнення стуку поломка деталей відбувається через кілька сотень чи навіть десятків кілометрів (кривошипно-шатунний механізм).

Іноді стукіт виникає і при нормальному зазорі в сполученні деталей при їх відсутності явного зносу. Причини такого стуку пов’язані з дуже великими навантаженнями, перекосом і заїдання однієї з деталей, зниженням в’язкості масла з-за перегріву або розбавлення його іншою рідиною (наприклад, паливом). У таких випадках після усунення несприятливих факторів стукіт пропадає, звичайно, якщо парні деталі не встигли отримати помітних пошкоджень.

Так чи інакше, але стукіт, що з’явився в двигуні, — невідкладний привід для діагностики. Від правильно поставленого діагнозу залежить обсяг ремонтних робіт: можливо, що для усунення стуку необхідно зняти і повністю розібрати двигун, хоча не можна виключити варіанти, коли потрібно тільки його часткове розбирання, або причина стуку взагалі не пов’язана з двигуном.

Практика показує: щоб не помилитися, мало знати причину виникнення стуку. Не менш, а іноді і більш важливо знати.

Від чого залежить стукіт в двигуні?

Відкриємо яку-небудь інструкцію по ремонту автомобіля і прочитаємо: «. стукіт корінних підшипників колінчастого вала. глухого тону. краще прослуховується. » І т. д. і т. п. Дійсно, коли на СТО ремонтується тільки одна модель автомобіля, подібні рекомендації допоможуть встановити причину стуку. А ось для абсолютно різних машин гірше: особливості конструкції їх двигунів є причиною різних шумів і стукотів при однакових несправності. Стук корінного підшипника у малолітражного «японця» цілком може виявитися дзвінкіше шатунного стуку у 5-літрового «американця». Тому «дзвінкість» або «глухість» стуку — поняття дуже відносні і можуть бути прийняті в увагу тільки як другорядні ознаки.

А які ж головні ознаки? На нашу думку, їх кілька. Наприклад, це характер стуку — регулярний, з певною частотою, або нерегулярний. Останній з’являється епізодично (через нерівні проміжки часу), що не дозволяє вказати його частоту.

Параметри регулярних стукотів завжди можна пов’язати з частотою обертання колінчастого вала двигуна. Причому частота стукотів може як збігатися, так і відрізнятися від частоти обертання колінвала.

Ще один параметр стуку — інтенсивність. Певною мірою цей параметр носить суб’єктивний характер: комусь може здатися, що двигун практично не стукає, іншому ж цей стукіт чується досить сильним. Але головне тут в іншому — зв’язок інтенсивності стуку з режимом роботи двигуна.

Чим визначається режим роботи двигуна, зрозуміло — частотою обертання і навантаження. З ростом частоти обертання збільшуються сили інерції зворотно-поступально рухомих деталей (шатунно-поршнева група, клапанний механізм), і якщо стукіт пов’язаний з їх пошкодженням, то зазвичай він посилюється. Правда, при цьому загальний шум працюючого двигуна може заглушати стук, тому часто не вдається точно встановити, посилюється конкретний стук із зростанням частоти обертання чи ні.

Збільшення навантаження (відкриття дросельної заслінки) веде до зростання тиску в циліндрах і, відповідно, до зростання навантаження на рухомі деталі, в першу чергу кривошипно-шатунного механізму і поршневої групи. Тому в більшості випадків стук, пов’язаний з дефектами цих деталей, посилюється із зростанням навантаження.

Читач, мабуть, помітив, що при описі стукотів нам доводиться вживати слова «часто», «іноді», «у більшості випадків». Дійсно, різноманіття конструкцій двигунів — причина неоднозначного прояви стукотів. Більш того, ступінь ушкодження «стукаючих» деталей теж може бути абсолютно різною, тоді буде і стук стук ворожнечу.

Як показує практика, на стукіт може помітно вплинути зміна подачі масла до різних з’єднанням деталей. Наприклад, із зростанням частоти обертання збільшується тиск масла і його подача, в тому числі і до пошкодженим «стукає» деталей. Олія має демпфуючим ефектом, і з ростом частоти обертання деякі стуки можуть «заспокоюватися», навіть незважаючи на різке збільшення діючих на деталі сил.

У зв’язку з цим особливе значення має температура двигуна. Густе, холодне масло відмінно тримається в великих зазорах між вже зношеними і навіть розбитими деталями. При цьому двигун, на слух, буквально розвалюється на частини, в гарячому стані, холодним може працювати майже ідеально.

Але залежність інтенсивності стуку від температури пов’язана не тільки з мастилом. Згадаймо, що цілий ряд спряжених деталей у двигуні виготовлені з металів (бронза, алюмінієвих сплавів, сталі, чавуну), що мають різні коефіцієнти температурного розширення. Природно, величина зазору в сполученнях деталей з різнорідних металів змінюється залежно від температури.

Подібних сполук в двигуні не так багато: «поршень — циліндр», «поршень — поршневий палець», «розподільчий вал — алюмінієва головка блоку циліндрів» і «колінчастий вал — алюмінієвий блок циліндрів». Сюди ж можна віднести з’єднання типу «коромисло — вісь», «клапан — бронзова направляюча втулка», а також «клапан — головка блоку». Що стосується останнього з’єднання, зауважимо: при зміні температури деталей змінюється не тільки довжина клапана, але і висота головки блоку, викликаючи істотна зміна зазору в приводі клапана.

Очевидно, всі ці типи з’єднань можуть виявитися джерелами стукотів, посилення або, навпаки, згасаючих при прогріванні двигуна. На практиці ж питання про зміну інтенсивності стуку в залежності від температури часто є ключовим у пошуку причини несправності.

І останнє. Для правильної діагностики «стучащего» двигуна іноді має вирішальне значення, як змінюється стук в процесі експлуатації. Одні стуки, раз виникнувши, залишаються практично незмінними тривалий час і за характером, і за інтенсивністю. Інші, навпаки, швидко прогресують. За цією ознакою зазвичай вдається звузити коло можливих причин несправності: якщо перші пов’язані найчастіше з зносом в сполученні двох деталей з твердих матеріалів (клапанний механізм), то другі — з зносом м’якого матеріалу в парі з твердим (шатунні, корінні вкладиші, підшипники розподільного вала).

Тепер, знаючи фактори, що призводять до появи стуку і зміні його інтенсивності, можна перейти до розгляду найбільш часто зустрічаються стукотів і причин, що їх викликають. Головне — це зуміти визначити конкретну несправність двигуна, що приводить до того чи іншого характерного стуку.

Нагадаємо основний висновок, який ми зробили, — стук з’являється в результаті неприпустимого збільшення зазорів в сполучених деталях двигуна і є одним з ознак його несправності. Логічно припустити й інше: за характером стуку, його зміни в залежності від режиму роботи двигуна можна визначити причину несправності і в кінцевому рахунку навіть вказати пошкоджену деталь.

На жаль, вирішити це завдання не так просто. Більш того, може виявитися, що з можливих рішень є одразу кілька, наприклад, коли стуки схожі, а причини їх виникнення різні. Тому для того, щоб не заплутатися, ми спробуємо описати якусь загальну схему пошуку несправності за характером стуку.

Перш за все, відзначимо: несправності двигуна, що є причиною стукотів, мають різну природу. Найчастіше стуки з’являються в результаті природного зносу деталей при великих пробігах. Однак нерідко деталі отримують ушкодження при неписьменної експлуатації або некваліфікованому техобслуговуванні, що також служить приводом появи стуків. Але для нас це не головне — в кінцевому рахунку, важливо знати.

Що ж стукає в двигуні?

Стук як наслідок збільшених зазорів в сполученнях деталей — найпоширеніший випадок. Про нього ми вже докладно розповідали в попередній статті. Найчастіше така картина характерна для двигунів з великими пробігами і, відповідно, износами деталей. Тобто основна причина стуку в даному випадку — природний знос при тривалій експлуатації. Правда, можливі й інші причини, пов’язані з порушенням правил експлуатації і ремонту, але для даного випадку це буде швидше винятком, ніж правилом.

Стук в результаті перекосу деталей, на відміну від попереднього випадку, сам по собі не виникає. Найчастіше цьому сприяє людина. Приміром, прогин шатуна в результаті гідроудару після форсування калюжі або встановлена механіком при складанні завідомо крива (в прямому і переносному сенсі) деталь. Порушення геометрії деталей завжди призводить до значного зростання навантаження на них. При цьому погіршуються умови змащення, порушується температурний режим роботи деталей. В результаті — швидкий знос, збільшення зазорів, і як наслідок — стук.

Стук може виникати і в сполученнях з нормальними зазорами. Таке трапляється при руйнуванні плівки мастила між тертьовими деталями в результаті перевищення допустимих навантажень.

Відомо, що занадто малі зазори між деталями, що сполучаються призводять до вже згаданим зростання навантажень, температури та погіршення умов змащення. Самі по собі малі зазори не виникають, а найчастіше є справою рук надто «радивых» мотористів, прагнуть забезпечити в двигуні як можна більше «щільні» з’єднання. Іноді стукіт даної категорії може виникнути і в результаті експлуатації перегрітого двигуна.

Стукіт при зіткненні несопряженных деталей — останній і вельми екзотичний випадок. Причина — сильна деформація однієї з деталей. Наприклад, гідроудар в циліндрі так «вкорочує» шатун, поршень починає зачіпати за противаги коленвала в нижній мертвій точці. В ремонтному справі теж не без чудес. Уявіть: край окантовки прокладки головки звисає в циліндр (ось така прокладка!), а поршні трохи виступають вгору над площиною блока. Результат очевидний. А про невірну установку фаз, особливо на дизелях, коли клапани «трохи» дістають до поршнів, і говорити нічого — буває. Хоча і досить рідко.

Для чого ми наводимо такі приклади? Щоб спробувати пояснити: крім характеру стуку і його зміни в залежності від режиму роботи двигуна правильно визначити причину стуку допомагає аналіз обставин, при яких він вперше з’явився.

Але, так чи інакше, а проаналізувати в одній журнальній статті причини та зовнішні прояви всіх стукотів — завдання практично нереальне. Тому зупинимося тільки на найбільш розповсюдженої категорії стукотів — тих, що пов’язані з великими зазорами в сполученнях деталей. За ним в більшості випадків вдається досить точно визначити несправність без розбирання двигуна.

«По кому стукає. » двигун?

Інтенсивність стуку в загальному випадку залежить від частоти обертання, навантаження і температури двигуна. Спочатку розглянемо тільки рівномірний стукіт з частотою, рівній частоті обертання колінчастого валу.

Як показує практика, при збільшенні частоти обертання інтенсивність стуку зростає, якщо робочі поверхні деталей вже досить зношені. При малих износах, а отже, і зазорах висока частота обертання, навпаки, може і «заглушити» стук. Тому при визначенні причини стуку важливо з’ясувати вплив навантаження і температури двигуна.

Збільшення навантаження двигуна призводить до посилення стуку в кривошипно-шатунного механізму і поршневої групи, т. е. там, де діють пропорційні їй сили. А ось температура в цій ситуації впливає по-різному — з її зростанням в’язкість масла падає, і, приміром, пошкоджений підшипник в кривошипно-шатунного механізму починає стукати сильніше. У той же час дефектний поршень при нагріванні розширюється, а зазор у сполученні з циліндром зменшується, що викликає «затихання» стуку.

Стуки, інтенсивність яких не залежить від навантаження, як правило, явно посилюються з ростом частоти обертання. Подібні стуки можуть бути викликані ударами клапанів про поршні, потраплянням сторонніх предметів в циліндр між поршнем і головкою блоку, дефектами підшипників балансирних валів. При цьому із зростанням частоти обертання зростають навантаження на дефектні деталі, можлива їх деформація під дією сил інерції. Температура тут погіршує справу за зниження в’язкості масла і температурного розширення більш гарячих деталей.

Стуки з частотою, меншою, ніж у коленвала, зазвичай пов’язані з розподільним механізмом. З ростом температури їх інтенсивність посилюється через збільшення зазорів в механізмі приводу клапанів. Вплив частоти обертання тут може бути різний. Навантаження, як правило, не впливає, за винятком стуку гідроштовхачів, який нерідко посилюється під навантаженням. Цей факт, до речі, може збити з пантелику: дефект шатунного підшипника дає практично той же стукіт з частотою, удвічі меншою, ніж у коленвала, що посилюється під навантаженням і з прогріванням.

Інтенсивність нерівномірних стукотів (частоту яких впевнено визначити важко) з ростом частоти обертання зазвичай знижується, а на зміну навантаження не реагує. Так відбувається, наприклад, при знос опорних підшипників валів, ослабленні посадки або дефектів в шківах і маховиках (останні іноді «затихають» при включенні передачі або виключенні зчеплення).

Перераховані вище стуки пов’язані з природним зносом, а також з порушеннями правил експлуатації і обслуговування двигуна. В той же час по недосвідченості і неписьменності механіка під час ремонту двигуна можуть бути внесені такі дефекти, які при звичайній експлуатації не зустрічаються. Це вже згадана «крива» прокладка головки блоку, неспіввісність ліжок коленвала або розподільного вала, непаралельність осей отворів шатуна, неперпендикулярность осей циліндрів і коленвала і багато іншого. В таких випадках діагностика стуку часто перетворюється в ребус, розгадати який непросто. Хоча, заради справедливості, зауважимо, що загальні закономірності стуку справедливі і тут.

Стуки — «обманщики»

Деякі стуки створюють ілюзію абсолютно конкретного дефекту. Насправді ж причина стуку зовсім інша.

Про те, що стукіт гідроштовхачів іноді дуже схожий на стукіт шатунних вкладишів (і навпаки), ми вже сказали. Ось ще приклад: різкий стукіт під навантаженням у дизеля дуже схожий на шатунний, а насправді несправна паливна апаратура. Або такий випадок: механік при складанні забув затягнути болт шківа розподільного валу. Гуркіт, що з’явився через деякий час, був більше схожий на стукіт коленвала, і тільки випадковість «врятувала» двигун від повторної розбирання.

Трапляються і курйози. Власник автомобіля, приїхавши на СТО, зажадав зробити «застучавшему» капремонт двигуна. Його здивуванню не було меж, коли йому показали дефект ручейкового ременя, викликав стукіт при контакті дефектного ділянки зі шківами і роликами.

Подібних прикладів безліч. Але вже ясно, що багато «хитрі» дефекти погано вписуються в рамки будь-яких схем діагностики стучащего двигуна. Тому більшість зустрічаються на практиці несправностей під силу діагностувати тільки досвідченому персоналу СТО. Але тут, як ні парадоксально, криється ще одна складність на шляху до правильно поставленому діагнозу.

Діагност або моторист?

Куди потрапляє автомобіль з стукає двигуном, якщо приїде на іншу СТО? Правильно, на ділянку діагностики. Ось тут і можливі перші проблеми.

Справа в тому, що багато діагности по природі своїй не мотористи, а електронники. Що й не дивно, адже їм доводиться розбиратися в основному саме в електронних системах управління двигуном.

Оскільки електронний блок або датчик — ще не двигун, то найбільша практика діагностики та ремонту електронних систем ніяк не замінить практику моторного ремонту з його маслом, брудом та іншими «принадами». Ось чому хороший «електронний» діагност може не знати справжньої причини стуку. Навіть збройний стетоскопом (який, безумовно, у нього є), щоб точніше визначити джерело стуку.

Що вже тут говорити про початківців? Відомі випадки, коли власнику автомобіля з стукає двигуном вручали роздруківку, де все було ОК, і, розвівши руками, відправляли додому.

А треба, загалом-то, не так вже багато — дефекти в механічної частини двигуна, в тому числі стук, повинен діагностувати моторист. Відповідно, поставити правильний діагноз «хто стукає» мотору зможуть, швидше за все, лише на тій СТО, де на практиці ремонтують двигуни.

По правді сказати, мотористи теж бувають різної кваліфікації. І оскільки стукіт, як ми з’ясували, справа «темне», «засудити» двигун до складного і дорогого, але непотрібного, ремонту, досить просто. Грамотний фахівець ніколи не скаже, послухавши двигун: «це стукає поршень». Швидше за все, вкаже ймовірність тієї або іншої несправності — досвід практика не допустить категоричності.

Але все це — коли машина вже приїхала на СТО. А якщо до сервісу далеко? І взагалі, чи можна їхати куди-небудь.

Якщо двигун стукає?

З застучавшим в дорозі двигуном навряд чи вдасться що-небудь зробити на місці. Можна перевірити рівень масла — з недоліком мастила найчастіше і пов’язані пошкодження деталей, що викликають стукіт.

Далі слід з’ясувати дві речі: посилюється чи стукіт під навантаженням, і як швидко він прогресує з часу руху. Якщо відповіді позитивні, то швидше за все пошкоджені підшипники колінвала. Їхати далі з таким дефектом небезпечно — двигун незабаром буде виведений з ладу з перспективою складного і дорогого капітального ремонту. Пошкоджений шатунний підшипник буде сильно перегріватися, і тим сильніше, чим більше обертів і навантаження, поки перегрітий до 700-800оС шатун не обірветься по одному з перерізів нижньої головки і не проб’є блок циліндрів. Після цього, не виключено, ремонтувати буде вже нічого. Тому краще відразу брати машину на буксир або викликати «технічку».

Правда, відомі окремі випадки, коли двигун зі «стукає» коленвалом «проїжджав» не малу відстань. Рухатися подібним чином водіям вдавалося на мінімальних обертах і навантаженнях, щоб шатун як можна менше стукав по шийці коленвала. На жаль, у валу в подібному випадку все одно виявляється занадто великий знос, і його вже не вдається врятувати.

Різного роду «затихаючі» стуки, як правило, не настільки небезпечні і дозволяють дістатися до місця ремонту. Деякі з них (наприклад, «холодний» стук поршня) можуть виявлятися в двигуні без видимих змін не один десяток тисяч кілометрів. Тому в прийнятті рішення про подальший рух визначальним чинником має стати наявність збільшення інтенсивності стуку. Якщо таке помічено, рух необхідно припинити, а заглушити двигун. Є шанс, що деталі не встигли отримати незворотних ушкоджень. Вважайте, що вам крупно повезло і ваші витрати на ремонт будуть мінімальні.

Короткий опис статті: двигун Коли з’являється стукіт в двигуні, водія цікавлять два питання: скільки ще можна проїхати і наскільки складним і дорогим буде ремонт? деталь перевірка зазор частота навантаження знос стукіт

Джерело: Стукіт в двигуні

Також ви можете прочитати