Диагностика двигателя по механическим шумам

Диагностика двигателя по механическим шумам.

Определить точное техническое состояние деталей любого двигателя, как и любого механизма, без вскрытия агрегата бывает затруднительно, но возможно. Тем более когда вы покупаете транспортное средство, вы же не будете разбирать двигатель машины, которую вы ещё не купили, а только собираетесь покупать. А вот как можно точнее определить состояние её двигателя перед покупкой очень важно. Так можно ли заранее узнать о состоянии мотора и не попасть на преждевременную замену дорогостоящих деталей и узлов? Конечно можно, ведь работа двигателя внутреннего сгорания всегда сопровождается шумами. И естественно звуки исправного двигателя отличаются от звучания изношенного агрегата. Своевременное обнаружение неисправностей перед покупкой техники позволит вам уберечься от приобретения косметически подновлённой рухляди и сократить расходы на ремонт. Но перед этим следует отправиться в аптеку, и не за успокоительным средством, а за прибором любого доктора — стетоскопом. Его стоимость в сотни раз меньше затрат на ремонт двигателя. И вам придётся на время почувствовать себя «Айболитом»и вжиться в роль врача, чтобы оценить здоровье железного «организма»

Тембр звучания подвижных деталей может меняться с ростом оборотов коленвала, и самое громкое место в двигателе — это камера сгорания. Звук в ней производят процесс горения и высокое давление отработанных газов. На втором месте по шумности механизм газораспределения, так как наличие тепловых зазоров и соударение деталей создают повышенный шум. Другие детали: шатуны, коленвал, детали коробки передач и другие производят гораздо меньше шумов. Следует так же учесть, что двигатели с водяным охлаждением работают гораздо тише, чем моторы с воздушным охлаждением.

Так какие же звуки отнести к настораживающим? Те звуки, в которые как бы вклиниваются посторонние ударные призвуки. Фиизика этого явления проста — удары могут издавать в лучшем случае неотрегулированные сопряжения деталей, а в худшем — сильно изношенные детали. Нормальные зазоры между изношенными деталями восстановить уже невозможно, и придётся менять их на новые детали. При прослушивании техники, которую хотели купить, ваш слух обострится, если оценить стук деталей денежными единицами затрат на предстоящий ремонт и регулировки. И подсчитав источники нездоровых звуков, или убедившись в их отсутствии, можно будет сделать вывод — приобретать данное транспортное средство или поискать что нибудь посвежее. И не ждите, пока двигатель прогреется до нормальной рабочей температуры, так как большинство неполадок лучше слышны на холодном моторе.

Практика диагностики прослушиванием.

начинаем прослушивание пациента

А). Заведите двигатель и перемещайте стетоскоп по ребрам цилиндров в зонах мёртвых точек поршней. Регулярные удары на холостом ходу, которые усиливаются при повышении оборотов коленвала — первый сигнал об износе поршневой группы. Теперь дождитесь когда двигатель прогреется до рабочей температуры и вновь прослушайте в тех же местах. Если стук пропал, то ещё 10 — 15 тысяч километров поршневая группа ещё проходит, но только при условии, что будете кормить двигатель «ветерана» моторным маслом отличного качества и повышенной вязкости. Если же при прогреве двигателя стук не пропал, это приговор мотору и скорая замена поршней и расточка цилиндров, а это потеря примерно 250 — 500$, в зависимости от модели и года выпуска машины. Если же это прослушали на современном автомобиле или мотоцикле с блоком двигателя с никасилевым покрытием цилиндров, то советую отказаться от покупки, так как замена такого блока цилиндров это головная боль, и в ценовом плане и в переоформлении.

Б). Не менее разорительным может быть стук, поселившийся под клапанными крышками головки(или головок) двигателя. В этих стуках повинны повышенные зазоры в клапанном механизме и не только зазоры, которые регулируются (клапанные), но и между другими деталями. Не торопитесь регулировать клапанные зазоры. Лучше дождитесь когда двигатель прогреется до рабочей температуры. Если стук не прекратился или ещё усилился, то в головке цилиндров таится целый букет неисправностей. Это может быть износ клапанов и их направляющих, коромысел, гидрокомпенсаторов, а может быть и постелей распредвала ( или двух распредвалов). Советую оставить эти проблемы продавцу и поискать более бодрый экземпляр техники.

В). А вот близкая кончина изношенной и растянутой цепи привода газораспределения слышится по другому. При прослушивании слышится в виде перекатывающегося звука неритмичных металлических ударов, которые чуть-чуть стихают при повышении оборотов коленвала. При этом попытка выбрать люфты механизмом натяжения цепи тишину не создаст. Особо звонко гремит изношенная цепь при запуске мотора. Сама новая цепь деталь не дорогая и стоит примерно 50 — 90$, но вот для её замены потребуется половинить двигатель мотоцикла, что в среднем в сервисе стоит 250$ (на многих автомобилях стоит ремень и мотор половинить не нужно). Но ещё очень важно учесть, что поездки с изношенной цепью разрушат профиль зубьев звёздочек, и особенно ведущую звёздочку коленчатого вала, которая составляет с коленвалом одно целое(не на всех двигателях). А замена коленвала из за износа звёздочки будет очень обидна и составит 800$, а то и более.

Г). В свежести коленчатого вала советую убедиться наверняка. При прослушивании следует переместить стетоскоп к поддону двигателя. Неравномерный глухой стук при пуске двигателя и на холостом ходу, меняющий частоту звука синхронно с изменением оборотов ( нагрузки) выдаст большой износ картерных опор (подшипников)коленчатого вала. Уточнять что именно износилось — коленвал или посадочные места в картере нет смысла, так как обе детали (картер и коленвал) стоят больших денег, да и привозятся только на заказ.

Д). Если при прослушивании в районе поддона, глухие звуки появляются после прогрева двигателя, то следует на пару секунд резко крутануть ручку газа. И если в уши ударит звонкий стук, пусть даже кратковременный, то не сомневайтесь: ресурс вкладышей коленвала на грани финиша. Про вкладыши как и про цепь, можно сказать, что детали не дорогие, но зато ремонт дорог, так как придётся разобрать почти весь двигатель. Новые детали и ремонт в сервисе вытянут из вас примерно 250 — 350$. Состояние подшипников балансирного вала прослушивается по той же методике, что и вкладыши шатунов. Следует только переместить стетоскоп в другую зону картера и расположить его между коленчатым валом и цилиндрами мотора. И услышав такие же звуки, как и при прослушке коленвала, можно определить и цену новых деталей. Она примерно такая же, вместе с деталями и ремонтом.

Очень часто причина жуткого грохота двигателя на всех оборотах его работы находится вне двигателя. Этот звук может исходить от изношенных подшипников навесных агрегатов. Поэтому необходимо так же прослушать помпу, обгонную муфту стартера, генератор, прикоснувшись к каждому стетоскопом поотдельности. Подшипники должны шуршать, а не рокотать, так как от рокота до грохота и поломки один шаг, и если быть точнее, то несколько сот километров. Но ведь вы же покупаете технику не для нескольких километров.

Генератор необходимо послушать в два этапа: первый раз в режиме работы без нагрузки, и во второй — включив все потребители. Если источник электроэнергии при включении потребителей заверещал, то скорей всего в его обмотках поселилось межвитковое замыкание. А от него и до короткого замыкания недалеко, и случиться оно обязательно ночью, так как будет включена нагрузка (фары и др.). О других неисправностях генератора можно почитать более подробно в этой статье.

Не все необычные шумы в двигателе говорят о том, что его следует вскрывать и ремонтировать. Причины пугающих звуков могут быть и неметаллического происхождения. Например стук, ясно слышимый при запуске двигателя и исчезающий через пару секунд после пуска, может исходить из за недостаточного уровня моторного масла или грязного масляного фильтра. Такой же звук может исходить и из картера наоборот переполненного маслом выше нужного уровня.

Резкие металлические звуки, которые появились не постепенно за долгие тысячи пробега, а внезапно и сопровождающие увеличение нагрузки двигателя, а так же которые появились после прогрева мотора — это детонация двигателя. Причина может быть от попадания в бензобак низкооктанового топлива, или от сбитого момента зажигания двигателя.

Шумная вибрация мотора появляется от ослабления крепежа в точках его крепления. Почти такую же тряску может устроить вышедшая из строя свеча зажигания одного из цилиндров, у которой периодически пробивает изолятор (то работает, то нет).

Подобные случаи посторонних шумов нередко бывают и о них стоит знать. Потому что затраты на их устранение стоят копейки, а незнающего человека могут развести наглые ремонтники из за них на большие деньги.

Прослушивание двигателя

При значительном увеличении зазоров в сопряженных деталях двигателя возникают шумы и стуки. Стук двигателя удобно прослушивать стетоскопом (стетофалендоскопом).

О техническом состоянии двигателя можно судить и по общему уровню шума, для этой цели применяют шумометры, позволяющие замерить уровень шума и его спектр.

Изучить принципы прослушивания двигателя

Шум и вибрации, возникающие при работе двигателя, являются следствием регулярно возникающих механических соударений в сопряжениях за счет имеющихся зазоров, неуравновешенности масс и других причин.

Стуки — это соударения твердых тел, шумы – это вибрация воздуха. Стуки вызывают воздушные колебания, которые и можно воспринимать.

Самым простым приемом диагностирования по указанным признакам служит прослушивание стуков и шумов с помощью стетофонендоскопа или акустического стетоскопа (см. рис. 1,2). Этими приборами улавливаются и усиливаются шумы и стуки, сопровождающие работу механизмов.

Любой механизм при работе создает определенный акустический фон, свойственный данному механизму. Возникновение ненормальных шумов и стуков свидетельствует о неисправностях механизма и в первую очередь об увеличенных зазорах в подвижных сопряжениях. На слух человек может уловить стуки, которые в современных двигателях, и особенно в подшипниках коленчатого вала, создаются при предельных зазорах, когда дальнейшая эксплуатация двигателя невозможна.

С помощью стетоскопов и при достаточных навыках можно уловить стуки при меньших зазорах. Усиление звука в стетоскопе происходит за счет колебаний мембраны или за счет специально встроенного транзисторного усилителя. Для улавливания шума и стука прикасаются слуховым стержнем 3 к различным зонам прослушивания двигателя в местах возможного возникновения стуков. Звуковые волны по стержню 3 передаются к мембране 4 и от нее через слуховые трубки 1 и наконечники 2 – к ушам контроллера (см. рис.1).

Стук клапанов прослушивается в верхней части блока цилиндров на малой частоте вращения холостого хода коленчатого вала двигателя при небольшом ее увеличении. Стук подшипников можно прослушать при резком изменении режимов работы двигателя. Стуки подшипников коленчатого вала двигателя (с тонкими вкладышами) вообще не допускаются. Стуки шатунных подшипников прослушиваются в зоне верхней мертвой точки (ВМТ). Стук этот звонкий, среднего тона, исчезающий при отключении свечи проверяемого цилиндра. Стук коренного подшипника более глухой, низкого тона. Он прослушивается в нижней части блока цилиндров и верхней части картера. Однако для определения по характеру стуков причины их возникновения требуется большой практический опыт контроллера (см. рис. 3).

Рисунок 1 — Стетофонендоскоп

Рисунок 2 – Стетоскопы технические:

а- простейший; б- электронный;

1 — провод; 2- элементы питания; 3- корпус-ручка;

4- преобразователь; 5- стержень; 6- телефон-наушник

Рисунок 3 – Зоны прослушивания двигателя

1 – коренные подшипники; 2 – толкатели; 3 – поршни; 4- клапаны; 5 – распределительные шестерни

Вибрации можно воспринимать с помощью пьезоэлектрических датчиков. Полученные сигналы усиливают, регистрируют и измеряют по масштабу. Средством регистрации, дающим наглядную информацию о наличии стуков и вибрации, служит прибор осциллограф.

2.1 Изучить принцип действия стетоскопов

Электронный стетоскоп «Экранас» для усиления звуковых колебаний имеет двухтранзисторный усилитель низкой частоты с пьезокристаллическим датчиком и батарейным питанием. Корпус стетоскопа пластмассовый, имеет гнезда для подключения телефона и стержня. Стетоскоп очень чувствительный и удобен в работе.

При прослушивании подшипников коленчатого вала стержень прислоняется к боку двигателя в месте расположения коренных подшипников или на уровне шатунных подшипников при положении поршня в верхней мертвой точке (в.м.т.). Стуки прослушиваются на прогретом двигателе при резком изменении оборотов коленчатого вала. Стук коренных подшипников глухой, низкого тона, а шатунных — более звонкий и может уменьшаться при отключенной (закороченной на массу) свече зажигания в данном цилиндре. Сила стуков коренных подшипников с отключением свечи какого-либо цилиндра практически не изменяется, так как общая нагрузка на коренные подшипники при этом почти не уменьшается. Стетоскопом можно прослушивать шумность работы клапанного механизма, стуки юбки поршня о цилиндр, стук поршневого пальца и распределительных шестерен.

2.2. Прослушать двигатель стетоскопом, для чего:

— подготовить стетоскоп к работе;

— прослушать стетоскопом подшипники коленчатого вала, механизм газораспределения (клапана, шестерни), поршни;

Malibu Monsoon M5Di ™ и Malibu Monsoon M6Di ™ — самые тихие двигатели в отрасли!

Инженеры верфи Malibu Boats убеждены, что на воде очень важной составляющей любого отдыха является комфортное проведения времени на борту. А также кристально чистый звук от звуковой акустики WetSounds для вашего сеанса серфинга важен не меньше. Для этого инженеры приложили максимум усилий, чтобы сделать работу двигателя максимально тихой, что обеспечивает пассажиров разговорам или прослушиванию музыки в комфорте при работающем двигателе.

Как это работает?

Malibu Boats создали собственную линию двигателей Malibu Monsoon основанную на прямом впрыске топлива, что дало много плюсов:

• Низкий уровень шума;
• Лучший в своем классе крутящий момент;
• Экономия топлива;
• Самые низкие выбросы среди катеров-буксировщиков;

Технология прямого впрыска направляет точно контролируемое количество топлива непосредственно в камеру сгорания двигателя при более высоком сжатии, что обеспечивает более полное, чистое и точное сгорание топлива. Это гигантский скачок вперед по сравнению с традиционным впрыском топлива, и он улучшает работу вашего двигателя.

Шумоизоляция

Акустическая пена окружает ключевые части двигателей Monsoon, изолируя шум там, где он должен быть, а именно в моторном отсеке.

Чугунные коллекторы

Чугунные коллекторы для тяжелых условий эксплуатации были разработаны Malibu специально для снижения шума. Они полностью охватывают головки цилиндров, чтобы снизить уровень шума и вибрации.

Шум, вибрация и резкость (NVH)

Cпросите любого владельца Малибу, насколько безупречны их волны для серфинга и вейкборда и вы узнаете, что культовая репутация Малибу хорошо заработана. То же самое касается низкого уровня шума, вибрации и резкости наших двигателей Monsoon. NVH — это отраслевой термин, который выражает общее ощущение, которое вы испытываете после длительного нахождения в непосредственной близости от двигателя. Хотите почувствовать себя уставшим или отдохнувшим после долгих выходных на воде?

Вот почему мы вложили бесчисленное количество часов в мелкие детали, которые позволили бы снизить уровень шума, и сделать ваш день на воде намного более приятным.

Прямо сейчас вы можете спросить себя: если прямой впрыск и бесшумность двигателя — это так здорово, почему не все делают это?

Ответ: если бы могли.

Malibu инвестировал в предприятие площадью 70 000 квадратных футов рядом с верфью по производству катеров, которое на 100% предназначено для производства двигателей. Тысячи часов ушли на исследования и разработки, чтобы создать лучшие двигатели, которые когда-либо знала индустрия буксировщиков. Но не верьте нам на слово, пройдите тест-драйв и убедитесь в этом сами.