Проверка двигателя и его деталей: критерии, допустимые отклонения и данные, указанные производителем двигателя. Техническое обслуживание и эксплуатация деталей цилиндро-поршневой группы
Основные правила технического обслуживания и эксплуатации деталей ЦПГ
Для обеспечения продолжительной и надежной работы деталей ЦПГ необходимо строго соблюдать правила технического обслуживания и эксплуатации, установленные регламентом и технологией технического обслуживания, а также инструкциями по технической и летной эксплуатации двигателя.
Эти правила обеспечивают:
— надежную работу всех соединений и деталей ЦПГ, доступных для внешнего осмотра;
— периодическую проверку состояния деталей ЦПГ, недоступных для внешнего осмотра;
—предотвращение недопустимо высоких механических нагрузок на детали ЦПГ, способных вызвать их разрушение;
— нормальный режим смазки, исключающий повышенный износ и задир трущихся поверхностей
деталей;
— температурные режимы двигателя, при которых ЦПГ имеют допустимые рабочие температуры.
1) Надежная работа всех соединений и деталей ЦПГ, доступных для внешнего осмотра,
обеспечивается их периодической проверкой и своевременным устранением обнаруженных неисправностей.
Осмотру подвергаются:
— головки цилиндров — на отсутствие трещин и поломок ребер, перегрева головок, прорыва газов через резьбовое соединение головки с гильзой. Перегрев головки определяется по наличию пузырей, трещин, отслаивания и шелушения краски на ребрах, а прорыв газов — по наличию отложений копоти на верхнем ребре гильзы и на силовом ребре головки;
— соединение впускных труб с головками цилиндров — на надежность проволочной контровки винтов крепления фланцев труб и на герметичность соединения. Нарушение герметичности определяется по налету красного цвета, образующемуся на соединении от выбивания смеси при работе двигателя с наддувом, превышающим атмосферное давление;
— соединение выхлопных патрубков с головками цилиндров — на отсутствие прогара медно-асбестовых прокладок. Прогар прокладка определяется по ее состоянию и обгоранию краски на прилегающих к выпускному патрубку поверхностях головки цилиндра;
— соединение кожухов тяг с головками цилиндров — на надежность проволочной контровки гаек крепления кожухов и на герметичность соединения. Герметичность соединения определяется по отсутствию следов подтекания масла на кожухе;
— дефлекторы — на надежность их крепления (проверяется покачиванием дефлектора рукой), наличие зазора между дефлекторами и ребрами цилиндров (2—3 мм) отсутствие трещин дефлекторов;
— клапанные коробки, крышки коробок и их соединения — на отсутствие трещин крышек, течи масла из-под них, а также из-под гаек и головок болтов рычагов клапанов;
— контргайки крепления цилиндров к картеру — наличие их и затяжка на шпильках;
— соединение цилиндров с картером — на отсутствие подтекания масла из-под фланцев цилиндров в результате потери упругости резиновых уплотнительных колец от действия на них горячего масла.
2) Периодическая проверка состояния деталей ЦПГ, недоступных для внешнего осмотра (поршней, поршневых колец, зеркала гильз цилиндров), проводится только по косвенному показателю, которым является величина компрессии в цилиндрах.
Компрессия проверяется с помощью манометра через каждые 100 ч работы. двигателя. Для этого из всех цилиндров вывертываются передние свечи и в свечное отверстие проверяемого цилиндра устанавливается приспособление с манометром. Воздушный винт проворачивается по ходу до начала такта сжатия в этом цилиндре, после чего винт проворачивается сначала на 20—30° против хода, а затем резким рывком — по ходу до преодоления компрессии. Наибольшее отклонение стрелки манометра показывает величину компрессии. Нормальной считается компрессия не менее 3 кгс/см2 .
Величина компрессии является весьма условным показателем состояния деталей ЦПГ. Даже при значительном износе гильзы цилиндра, износе и потере упругости поршневых колец и при повышенном вследствие этого расходе масла компрессия уменьшается незначительно и, как правило, не выходит за пределы минимально допустимой величины. Только при очень сильном износе поршневых колец, сопровождающемся недопустимо большим расходом масла, когда двигатель не может работать нормально из-за замасливания свечей, величина компрессии падает ниже 3 кгс/см2. Обычно же падение компрессии чаще всего является следствием неплотного прилегания клапанов к седлам
О состоянии поршневых колец, поршней и гильз цилиндров можно судить также и по некоторым характерным внешним признакам работы двигателя. К их числу относятся:
—повышенный расход масла (больше 8—10 л/ч) вследствие пропуска его в камеру сгорания поршневыми кольцами нескольких цилиндров одновременно. Неисправность сопровождается тряской двигателя из-за замасливания свечей;
— тряска двигателя из-за замасливания свечей в одном или двух цилиндрах вследствие пропуска масла поршневыми кольцами. Расход масла при этом обычно не выходит из пределов нормы (5—6 л/ч).
В обоих случаях следует предварительно убедиться в том, что масло не попадает в цилиндры через направляющие клапанов или уплотнение нагнетателя.
—появление на фильтре блесток или стружки белого цвета. Наличие их обычно
свидетельствует о начале задира поршней:
—выброс масла через систему суфлирования (при нормальной заправке маслобака и нормальной температуре масла) и подтекание его через разъёмы картера. Неисправность указывает на повышенное давление в картере вследствие интенсивного прорыва в него газов через поршневые кольца.
3) Недопустимо высокие механические нагрузки на детали ЦПГ, способные вызвать их
разрушение, предотвращаются при строгом выполнении правил, имеющих целью:
— устранить возможность гидравлического удара в цилиндрах двигателя;
—ограничить время работы двигателя на взлетном режиме и при числе оборотов и давлении наддува, превышающих максимально допустимые значения;
— исключить возможность работы двигателя с детонацией.
Гидроудар обычно происходит при запуске двигателя после длительной стоянки в результате скопления масла и бензина в нижних цилиндрах (четвертом, пятом и шестом). Масло проникает в цилиндр через зазоры поршневых колец. Бензин попадает через впускные трубы в случае перезаливки двигателя или негерметичности игольчатого клапана карбюратора при неисправном комбинированном клапане (см. пособие по теме 11).
Некачественная расконсервация двигателя также может привести к гидроудару.
Гидроудар можно определить по резкой (на мгновение) остановке винта в момент запуска после чего двигатель продолжает нормально работать. Следствием гидроудара является разрушение шатуна, головки цилиндра и, следовательно, отказ двигателя.
Шатун разрушается обычно не сразу после гидроудара. Сначала он изгибается. Обрыв может произойти даже через несколько десятков часов после гидроудара. Погнутый шатун выламывает нижние части юбок цилиндра, в котором он установлен, и у соседнего с ним цилиндра, кусочки которых попадают в масляный отстойник.
Чтобы предотвратить гидроудар, необходимо, проворачивая коленчатый вал вручную при выключенном зажигании во время подготовки двигателя к запуску, удалить из камер сгорания цилиндров жидкость или убедиться в ее отсутствии.
Если двигатель не запускался более 10 дней и во всех случаях, когда для проворачивания винта требуется большое усилие, необходимо вывернуть передние свечи четвертого, пятого и шестого цилиндров, пробки сливных отверстий впускных труб четвертого и пятого цилиндров; провернуть винт на пять — восемь полных оборотов, дать стечь жидкости из цилиндров и впускных труб, повернуть винт еще на шесть — восемь оборотов и установить свечи.
Перед каждым запуском двигателя следует проворачивать винт не менее чем на пять-шесть оборотов летом и не менее чем на десять оборотов зимой. Если для проворачивания винта требуются большие усилия, необходимо вывернуть передние свечи четвертого, пятого и шестого цилиндров и дать стечь скопившейся в цилиндрах жидкости.
Перед запуском двигателя после кратковременной стоянки самолета необходимо провернуть винт на два — три оборота. Необходимо проворачивать винт на три-четыре оборота и перед каждой новой попыткой запустить двигатель после неудавшегося запуска.
Гидроудар в момент запуска двигателя может произойти и от перезаливки бензином нижних цилиндров.
Причины перезаливки:
— интенсивное пользование насосом приемистости или заливным шприцем для поддержания устойчивой работы двигателя сразу после запуска. Для исключения перезаливки не разрешается интенсивно пользоваться насосом приемистости. Следует делать не больше чем два — три полных плавных качка поршнем насоса приемистости (сектором газа). Устойчивая работа двигателя должна поддерживаться плавными качками заливного шприца;
— подсос бензина в нагнетатель через открытый заливной шприц при работе двигателя на малом газе.
Для исключения этого необходимо сразу после начала устойчивой работы двигателя шприц закрыть.
— переполнение нагнетателя бензином в результате негерметичности или заедания игольчатого клапана карбюратора в открытом положении. Для исключения этого при подготовке к запуску необходимо создать ручным насосом топливной системы давление бензина перед карбюратором 0,3—0,4 кгс/см2,
закрыть кран топливной системы и убедиться в отсутствии падения давления бензина и течи его из комбинированного клапана нагнетателя.
Наличие течи бензина из комбинированного клапана и падение давления бензина указывают на негерметичность или заедание игольчатого клапана карбюратора в открытом положении. В этом случае подготовку к запуску двигателя следует прекратить, так как запуск с этой неисправностью может привести к гидроудару.
Если перед запуском двигателя нагнетатель перезалит, то бензин может скопиться во впускной трубе четвертого цилиндра даже тогда, когда открыт клапан впуска. При запуске двигателя скопившийся бензин переносится потоком смеси в цилиндр и может привести к гидроудару. Чтобы избежать этого, необходимо во всех случаях перезаливки двигателя вывернуть сливную пробку из впускной трубы четвертого цилиндра и слить из нее бензин; после постановки пробки на место провернуть винт на пять-шесть оборотов.
Недопустимо высокие нагрузки возникают и при работе двигателя на форсированных режимах. С целью ограничить время работы на этих режимах запрещается:
— пользоваться взлетным режимом непрерывно более 5 мин в полете и 5 сек при пробе двигателя на земле;
— допускать давление наддува на взлетном режиме выше 1 050 мм рт. ст.;
— превышать максимально допустимое число оборотов двигателя 2350 в минуту более чем на 30 сек.
Чтобы исключить возможность работы двигателя с детонацией, правилами эксплуатации двигателя предусматривается:
— использование только установленных для двигателя сортов бензина;
— ограничение максимально допустимой температуры головок цилиндров в полете.
— применение впрыска воды при эксплуатации двигателя в условиях жаркого климата.
4) Нормальный режим смазки, исключающий повышенный износ и задир трущихся
поверхностей деталей ЦПГ, обеспечивается выполнением следующих правил:
а) использованием только установленных сортов масел.
б) при температурах наружного воздуха ниже 0° С масло должно быть подогрето перед заправкой в бак до 75—85° С или в баке до 15° С. Если температура наружного воздуха ниже —5° С, масло разжижают бензином перед выключением двигателя после полета.
Запуск двигателя с холодным неразжиженным маслом приводит к недостаточному поступлению масла на рабочие поверхности гильз цилиндров и, как следствие, к повышенному износу поршневых колец, поршней и самих гильз;
в) при подогреве двигателя зимой перед запуском нельзя допускать перегрева цилиндров, так как это приводит к отеканию масла со стенок гильз и к сухому трению поршневых колец и поршней о гильзы в первый момент запуска двигателя. Нельзя также допускать неоднократного подогрева двигателя без последующего запуска, так как при этом масло постепенно стекает со стенок цилиндра;
г) если двигатель не запускался долгое время, необходимо предварительно смазать трущиеся поверхности деталей ЦПГ. Для этого вывертывают передние свечи и шприцем со сферическим разбрызгивателем вводят в каждый цилиндр 30—50 г масла, нагретого до 75—85°.
Предварительно смазывают:
— все цилиндры, если двигатель не запускался более семи суток. В этом случае после зашприцовки масла необходимо провернуть винт не менее чем на 30 полных оборотов;
— цилиндры № 1, 2 и 9, если двигатель не запускался более 24 ч. В этом случае после зашприцовки масла винт необходимо провернуть не менее чем на десять оборотов.
Предварительная смазка улучшает условия трения поршней и поршневых колец о гильзы цилиндров в момент запуска и в первые минуты работы двигателя после запуска, когда на трущиеся поверхности поступает недостаточное количество масла;
д) при запуске любым способом нельзя перезаливать двигатель бензином. Большое количество бензина, попавшего в цилиндры, особенно в верхние, смывает масло со стенок гильз, что приводит к сухому трению и к интенсивному износу цилиндров, поршней, поршневых колеи, а также к их задиру;
е) после трех-четырех неудачных попыток запустить двигатель необходимо зашприцевать по 40—50 г горячего масла в каждый цилиндр;
ж) если после запуска давление масла будет меньше 2 кгс/см2, то двигатель необходимо остановить, так как в этом случае на все трущиеся детали двигателя, в том числе и на стенки цилиндров, масло поступает в недостаточном количестве;
з) как только давление масла после запуска двигателя повысится до 4—5 кгс/см2, необходимо выдержать в течение 2—3 мин режим 800 об/мин, после этого постепенно увеличивать число оборотов до 1300—1500 в минуту и на этих оборотах вести прогрев. Работа двигателя более чем на 1500 об/мин до полного его прогрева (температура масла 50° С и головок цилиндров 120° С) не допускается, так как это может привести к задиру поршневых колец и гильз цилиндров вследствие недостаточной смазки;
и) при работе двигателя на земле и в полете не допускать его перегрева, т. е. повышения температуры масла и головок цилиндров выше максимально допустимой. Перегретое масло теряет вязкость и смазывающие свойства, что приводит к сильному износу и задиру деталей ЦПГ;
к) нельзя останавливать двигатель до тех пор, пока он не будет охлажден до температуры головок цилиндров 140—160° С. При остановке горячего двигателя масло стекает со стенок гильз цилиндров, что приводит к сухому трению колец и поршней о гильзы при последующем запуске двигателя;
л) необходимо регулярно проворачивать рукоятку фильтра МФМ-25 и промывать его для удаления грязи с фильтрующего элемента. Засорение фильтра приводит к тому, что в двигатель начинает поступать грязное нефильтрованное масло, это приводит к быстрому износу деталей ЦПГ
5) Нормальный температурный режим деталей ЦПГ обеспечивается соблюдением приведенных выше правил, исключающих работу двигателя с детонацией, перегревом масла и ограничивающих продолжительность его работы на форсированных режимах.
На охлаждение двигателя сильно влияет состояние поверхностей охлаждающих ребер цилиндров. Наличие на них масла, пыли и грязи ухудшает охлаждение цилиндра. Поэтому их необходимо систематически очищать и промывать керосином.
Следует помнить, что перегрев цилиндров и перегрев масла тесно взаимосвязаны. Одно неизбежно влечет за собой другое.
Подбор поршневых колец к поршню и цилиндру
Каждое поршневое кольцо подбирается к поршню по величине его зазора по высоте А в канавке поршня и к цилиндру — по величине зазора кольца в стыке Б (рис. 12.2). Величина этих зазоров для различных колец дана в табл. 12-1.
Зазор по высоте у клиновидного кольца промеряется при обжатии его до диаметра образующей поршня. Он должен находиться в пределах 0,03—0,14 мм для поршней с усиленным буртом и 0,075— 0,175 мм для поршней более раннего выпуска.
Таблица 12.1
Как видно из таблицы, допустимые отклонения величин зазоров очень малы. Это обусловлено тем, что величина зазоров влияет на работу двигателя.
Рис. 12.2. Измерение зазоров поршневых колец
Слишком малый зазор по высоте приводит к уменьшению подвижности кольца в радиальном направлении в канавке, как только в ней накопятся отложения нагара от сгоревшего масла. В результате давление кольца на стенки гильзы уменьшается и возникают местные прорывы газов, вызывающие прогар кольца и поршня. Слишком большой зазор по высоте приводит к увеличению насосного действия кольца и к повышенному расходу масла за счет сгорания его в цилиндре. Зазор по высоте должен быть равномерным по всей окружности кольца, так как в противном случае ухудшается прилегание кольца к поршню и отвод через него тепла от поршня к гильзе. Само кольцо при этом нагревается неравномерно, деформируется и быстрее изнашивается.
Если кольцо имеет малый зазор в стыке, то в результате большего диаметрального расширения его по сравнению с гильзой при нагреве зазор вообще может устраниться и кольцо сломается. Чрезмерно большой зазор в стыке приводит к повышенной перекачке масла в камеру сгорания(особенно в такте впуска при работе двигателя на малых оборотах) и к интенсивному прорыву газов в картер. Величина зазоров в стыках колец в цилиндрической части гильзы, указанные в табл. 12-1, даны для цилиндров, имеющих деформационное сужение 0,3 — 0,5 мм. При меньшем деформационном сужении соответственно должен быть уменьшен и зазор в стыке. Так как фактическую величину деформационного сужения цилиндра в условиях эксплуатации не всегда можно определить, то во всех случаях подбора колец к уже работавшим цилиндрам целесообразно измерять зазоры в стыках по месту каждого кольца в суженной части гильзы при положении поршня в в. м. т. Этот зазор для всех колец должен быть равен 0,55—0,75 мм.
Рис. 12.3. Приспособление для измерения зазоров поршневых колец
в стыке при положении поршня в в.м.т.
Для измерения зазоров в стыках пользуются приспособлением, показанным на рис. 12.3. Кольца монтируют на приспособлении (поршень с частично удаленной боковой поверхностью и ввернутым в днище штифтом, высотой 57,1— 0,25 мм), вводят его в требуемый цилиндр до упора штифта в головку цилиндра и щупом замеряют зазоры колец в стыках. Если зазор мал, нужно кольцо снять и подпилить его стык, если зазор велик, кольцо необходимо заменить.
Неисправности деталей цилиндро-поршневой группы, их признаки, устранение и
предупреждение
Все неисправности деталей ЦПГ можно разделить на две основные группы: I — внешние повреждения цилиндров и нарушение соединений различных деталей с цилиндрами; II — неисправности поршней, поршневых колец и зеркала цилиндров.