Диагностика системы смазки двигателя автомобиля

Из каких элементов состоит система смазки

Каждый двигатель оборудован системой смазки, состоящей из нижеследующих узлов:

• Масляный резервуар (маслобак). Расположен преимущественно в нижней части двигателя;
• Маслозаборник – патрубок, подающий масло из картера к масляному насосу;
• Масляный насос. Различают шестеренчатые и роторные. В современных моторах все чаще встречаются последние. Причина тому – простота конструкции и технологические соображения. Роторные насосы не допускают применения высоковязких масел;
• Фильтр очистки масла с гофрированным бумажным элементом. В отдельных случаях может применяться еще и фильтр грубой очистки, но на большинстве двигателей им является сетка маслозаборника;
• Датчики системы управления (ECU).
• Система маслоподающих каналов.

Симптомы неисправности системы смазки ДВС

Можно выделить следующие основные симптомы неправильной работы системы смазки:

• после запуска контрольная лампа давления не гаснет в течение длительного времени (более 3 секунд);
• посторонние стуки некоторое время после старта, которые потом пропадают;
• стук гидрокомпенсаторов (ГКК);
• стуки на прогретом двигателе.

Любой из этих симптомов — сигнал к немедленному принятию мер, а при внезапном загорании лампы давления масла необходимо сразу выключить двигатель и прекратить дальнейшую эксплуатацию до выяснения причины.

Диагностика системы смазки ДВС

Независимо от характера неисправности, начинать диагностику нужно с визуального осмотра на наличие утечек и повреждения внешних деталей. Если визуальный осмотр ничего не выявил, то приступаем к детальной проверке.

Измерение давления масла

Измерение проводится манометром, при этом температура масла должна быть не ниже 15°С. Помните, что чем ниже температура масла, тем выше будет давление. Происходит это по причине повышения вязкости масла. И, наоборот, на прогретом двигателе давление немного падает.

Номинальные значения для прогретого в режим двигателя:

• на холостых: 0.5 – 1.0 атм;
• на 3000 об/мин: 3.0 – 3.5 атм;
• на 5000 об/мин: 5.0 – 6.0 атм.

Пониженное давление в системе является следствием нижеописанных неисправностей:

• Низкая производительность масляного насоса, вызванная износом деталей или нарушением работы редукционного клапана, предназначенного для ограничения максимального давления (обычно 6-6.5 атм). Если клапан срабатывает при меньшем давлении, то при повышении оборотов двигателя давление практически не поднимается. Это может происходить при поломке тарированной пружины клапана или нарушения запорных функций из-за неплотного прилегания к седлу;
• 

Перегрев двигателя или использование масла очень низкой вязкости, не предусмотренного конструкцией;

Износ подшипников или шеек коленчатого вала. Такая неисправность часто сопровождается посторонними стуками в двигателе. Подлежит немедленному ремонту;

Износ подшипников распределительного вала. Как правило, незначительно влияет на давление масла;

Засоренный фильтрующий элемент масляного фильтра. Нарушение пропускной способности обычно приводит к открытию байпасного клапана, который подает смазку к трущимся поверхностям, минуя фильтр. Такой режим работы является аварийным, и фильтр нуждается в немедленной замене.

Наличие стуков в двигателе сразу после запуска часто связано с поломкой или потерей герметичности антидренажного клапана. Он предназначен для предотвращения стекания масла в картер при остановленном двигателе и расположен внутри масляного фильтра.

Высокое давление является довольно редким явлением и, как правило, связано с использованием очень густого масла или заклиниванием редукционного клапана в закрытом положении.

Если давление находится в допустимых пределах, а контрольная лампа постоянно горит, то это может быть проблемой датчика давления или электрической проводки двигателя.

Проверка датчика давления

Датчик является обязательным компонентом системы смазки любого двигателя. Несмотря на простую конструкцию, его значение нельзя недооценивать. Особую опасность представляет неисправный датчик при аварийной потере масла — водитель попросту может ее не заметить.

Существует два основных типа датчиков давления:

• потенциометры;
• контакторы.

Потенциометры представляют собой устройство, где в зависимости от давления масла изменяется сопротивление, а точнее, напряжение в цепи. При использовании таких датчиков индикация на панели приборов преимущественно выполнена в виде шкалы со стрелкой, указывающей давление.

Контакторы настроены на определенное значение и срабатывают при давлении ниже этого порога. В этом случае индикация представляет собой контрольную лампу, которая загорается при значениях ниже нормы. Такие устройства еще называют датчиками аварийного давления.

Главный недостаток контакторов в том, что они срабатывают при значении ниже 0.5 — 1 атм, а при отдельных неисправностях давление на высоких оборотах может быть выше этих значений, но недостаточно для полноценной смазки деталей. В итоге получается масляное голодание.

Самые распространенные неисправности датчиков связаны с электрической частью. В датчиках контакторного типа возможна поломка или просадка тарированной пружины, настроенной на определенное давление. В этом случае срабатывание датчика будет происходить при значениях ниже допустимого. Датчики потенциометрического типа могут давать неправильные данные сопротивления (напряжения) блоку ЭБУ двигателя. В любом из этих случаев прибор нуждается в замене, так как ремонту они обычно не подлежат вследствие неразборной конструкции.

Проверка датчика потенциометрического типа выполняется без демонтажа путем измерения сопротивления на его контактах. Полученные результаты сравниваются с номинальными значениями.

Для проверки контакторного датчика потребуется снять его с двигателя. Внутри рабочего отверстия для масла имеется подпружиненная пластина. Если нажать на нее, имитируя давление в системе, то происходит размыкание контактов. Проверяется это с помощью мультиметра или лампочки. При нажатии на пластину лампочка должна погаснуть. Если разъем датчика имеет только один провод, то вторым является его корпус. Неисправный датчик подлежит замене.

Диагностирование и ТО системы смазки двигателя

1. Основные неисправности системы смазки

Наиболее часто встречаются следующие неисправности: снижение уровня масла, повышение или понижение его давления в системе, загрязнение масла, повышенный расход масла, нарушение работы вентиляции картера двигателя.

Снижение уровня масла может быть вызвано негерметичностью масляного картера двигателя, недостаточным уплотнением коленчатого вала или износом сальников и выгоранием масла.

Повышенное давление в системе смазки может быть обусловлено применением масла повышенной вязкости, загрязнением каналов системы и масляного фильтра, неисправностью редукционного клапана, в редких случаях — отказом датчика давления масла, а пониженное давление — недостаточным уровнем масла в масляном картере, уменьшением его вязкости, засорением маслоприемника, износом деталей масляного насоса, подшипников коленчатого или распределительного вала, заеданием редукционного клапана в открытом положении.

Причины интенсивного загрязнения масла и его быстрого старения: попадание в масло охлаждающей жидкости, длительная работа двигателя в режимах, отличающихся от номинальных (температура охлаждающей жидкости ниже 60 °С или выше 100 °С), значительный износ деталей ЦПГ; применение несоответствующего масла.

Повышенный расход масла проявляется: при утечках масла, износе поршневых колец и поршней или цилиндров двигателя, поломке поршневых колец, закоксовывании прорезей в маслосъемных кольцах либо канавок поршней, износе или повреждении маслоотражательных колпачков клапанов, износе стержней клапанов либо направляющих втулок, нарушении работы системы вентиляции картера двигателя.

Нарушение работы вентиляции картера двигателя возникает при ее загрязнении (загрязнение маслоотражателя, трубок отсоса картерных газов, золотникового устройства) и проявляется в повышении давления в системе смазки, повышенном расходе масла, а также в попадании масла в воздушный фильтр и впускной трубопровод.

2. Общее диагностирование технического состояния системы смазки

Давление масла в системе смазки двигателя постоянно контролируется манометром и (или) контрольной лампой на панели приборов. В случае постоянного понижения давления масла необходимо убедиться в правильности показаний датчика и указателя, работа которых обычно основана на принципе изменения электрического сопротивления в цепи «датчик — указатель».

Для измерения давления масла в системе используют механический манометр или индикатор типа ИДМ-1 для дистанционного контроля избыточного давления жидкостей в системах топливоподачи, смазки и охлаждения двигателей внутреннего сгорания (ДВС).

Индикатор ИДМ-1 состоит из приемника указателя давления. С помощью штуцера его подсоединяют к главной масляной магистрали двигателя, обычно на место датчика давления масла, затем запускают двигатель и измеряют давление на прогретом двигателе во всех режимах его работы. Так, в режиме холостого хода давление в зависимости от модели двигателя должно быть в пределах 0,08…0,15 МПа, на повышенной частоте вращения коленчатого вала — 0,35…0,55 МПа. Частота вращения коленчатого вала может быть указана в технических характеристиках двигателей.

В случае отклонения давления от номинального неисправность следует искать в элементах системы смазки. При пониженном давлении масла надо проверить чистоту масляного фильтра и убедиться в отсутствии утечек масла. При прогретом двигателе фильтр должен быть теплым; если фильтр холодный, то это свидетельствует о его засорении (масло в таком случае проходит через редукционный клапан, минуя фильтр).

Производительность масляного насоса, которая характеризует степень износа шестерен и корпуса насоса, определяют на специальной установке (рис. 1) по развиваемому насосом давлению при определенном сопротивлении на выходе. Включив электромеханический привод 6 насоса и открыв кран 4, с помощью расходомера 5 определяют производительность насоса в литрах в минуту (л/мин). Нормативные значения для легковых автомобилей составляют 10…30 л/мин (большие значения соответствуют двигателям грузовых автомобилей).

Рис. 1. Схема установки для испытания масляных насосов: 1 — всасывающая магистраль; 2 — испытуемый насос; 3 — манометр; 4 — двухходовой кран; 5 — расходомер; 6 — электромеханический привод насоса; 7 — расходный бак с маслом

На установке фиксируют моменты начального и полного открытия клапана. При давлении 0,3 МПа редукционный клапан должен быть закрыт, допускается вытекание из него лишь отдельных капель; при давлении 0,6 МПа клапан должен быть полностью открыт, а масло должно вытекать из него непрерывной струей.

Промышленность выпускает также стенды для проверки составляющих систем смазки типа КИ-28256.01 (рис. 2).

Стенд предназначен для испытания, обкатки и регулировки насосов смазочной системы дизельных двигателей и насосов коробок передач, редукционных и предохранительных клапанов фильтров (центрифуг) сельскохозяйственных, дорожно-строительных и лесопромышленных машин, автомобилей.

Рис. 2. Внешний вид стенда КИ-28256.01 для испытания, обкатки и регулировки масляных насосов и фильтров ДВС

3. ТО системы смазки двигателя

Во время технического обслуживания автомобиля выполняется ряд работ по системе смазки. При ЕО проверяют уровень масла в картеру двигателя.

При ТО‑1 дополнительно выполняют следующие работы:

• при работе в условиях большой запыленности или согласно рекомендациям производителя заменяют масло в поддоне картера двигателя, сливают отстой из корпусов масляных фильтров и очищают от отложений внутреннюю поверхность крышки корпуса фильтра центробежной очистки масла;
• промывают поддон и фильтрующий элемент воздушных фильтров двигателя и вентиляции его картера, а также фильтр грубой очистки.

При ТО‑2, кроме работ ТО-1, следует:

• слить отстой из корпусов масляных фильтров;
• очистить и промыть клапан вентиляции картера двигателя;
• промыть фильтрующий элемент воздушного фильтра двигателя и компрессора; заменить в них масло;
• заменить (по графику) масло в картере двигателя, при этом промыть фильтрующий элемент фильтра грубой очистки и заменить фильтрующий элемент фильтра тонкой очистки масла или очистить центробежный фильтр.

Промывку фильтра грубой очистки производят после его разборки, помещая фильтр в ванну с растворителем — бензин или четыреххлористый углерод — не менее чем на 3 ч. После этого фильтр промывают в той же ванне мягкой волосяной щеткой. Фильтрующий элемент можно также прокипятить в 10%-ном водном растворе каустической соды, затем промыть в дизельном топливе и продуть сжатым воздухом; время кипячения в зависимости от степени загрязнения элемента — от 30 мин до 6 ч. После 4000 ч работы или через 2,0…2,5 года эксплуатации фильтрующий элемент следует заменить.

Для удаления масляных отложений из фильтра центробежной очистки останавливают двигатель и дают стечь смазочному материалу в течение 20…30 мин, после чего фильтр разбирают, промывают в керосине или другом промывочном материале. При сильном засмолении сетчатого фильтра или при наличии разрывов сетки фильтр заменяют. При сборке фильтра особое внимание обращают на состояние уплотнительных резиновых колец и установку прокладки кожуха. Затем проверяют работу фильтра на прогретом двигателе на слух. После остановки двигателя корпус центрифуги исправного фильтра продолжает вращаться 2…3 мин, издавая характерный шум. Если этот шум продолжается более короткое время, чем обычно, то корпус центрифуги притормаживается из-за чрезмерной затяжки барашковой гайки, которую следует затягивать только вручную.

Центробежные фильтры некоторых автомобилей, например КамАЗа, работают без характерного шума, поэтому их работоспособность оценивают по наличию и количеству отложений на корпусе после определенного пробега автомобиля.

Промывка системы вентиляции картера заключается в снятии и очистке трубки и шлангов, промывке воздушного фильтра. Трубки и шланги системы после промывки должны быть плотно соединены между собой, шланги не должны иметь разрывов, расслоений и разбуханий. Для промывки фильтра снимают его крышку, вывертывают центральный стяжной винт, фильтр снимают с двигателя и разбирают. Клапан вентиляции картера промывают ацетоном или другим промывочным материалом. После промывки фильтрующего элемента в корпус фильтра заливают некоторое количество смазочного материала для двигателя, собирают фильтр и устанавливают его на двигатель в порядке, обратном разборке.

Замена масла в двигателе является плановой работой ТО и должна производиться согласно инструкции предприятия-изготовителя примерно через каждые 10…25 тыс. км пробега легкового автомобиля и 30…100 тыс. км — грузового. При эксплуатации автомобиля на пыльных дорогах, в сельской местности, с прицепом, при спортивной манере вождения (с резкими троганиями с места и резкими торможениями) масло рекомендуется заменять чаще (примерно через 5,0…7,5 тыс. км пробега для легковых автомобилей). Это же относится к странам или областям, где автомобили с дизельными двигателями эксплуатируются на дизельном топливе с повышенным содержанием серы, что характерно для стран СНГ. Многие современные автомобили имеют индикатор загрязненности моторного масла, в таком случае масло можно заменять при загорании соответствующей лампы (светодиода) на панели приборов.

Отработанное масло сливают из системы смазки прогретого двигателя, так как в этом случае оно сливается быстрее, более полно и вместе с ним из системы удаляется большее количество загрязнений. В зависимости от температуры окружающей среды изменяется время, необходимое для слива масла (табл. 1).

Таблица 1. Зависимость времени слива масла от его температуры

Температура масла, °С	Время слива масла, мин
-40	180
0	90
20	45
50	5
80	4
110	3

Для заправки двигателя смазочным материалом используют раздаточные колонки или заправочные емкости (заправочное оборудование для системы смазки двигателя описано в 10.5 «Смазочные работы», часть 1 учебного пособия). Порядок проведения заправки: запускают двигатель и дают ему поработать около 5 мин на малой частоте вращения коленчатого вала для заполнения смазочных полостей; останавливают двигатель и после 4…5 мин доливают смазочный материал до уровня, соответствующего верхней отметке на измерительном щупе при прогретом двигателе.

В настоящее время при соблюдении сроков замены и использования масла марки, рекомендуемой производителем двигателя, промывки системы смазки при замене масла не требуется. Моторное масло обладает моющими и диспергирующими свойствами, достаточными, чтобы смывать образующиеся на деталях двигателя отложения и не давать им выпасть в осадок.

Однако в некоторых случаях промывка системы смазки необходима. Основные причины промывки системы смазки следующие:

• несвоевременная смена масла. После пробега, на 10…15 % больше рекомендованного автопроизводителем, присадки, обеспечивающие чистоту двигателя, уже сработались и он начнет загрязняться;
• приобретение подержанного автомобиля;
• вынужденный долив (более 20 % объема) масла другой марки. Продукция разных производителей не всегда совместима, особенно когда в работавшее масло доливают свежее, имеющее другой состав. В такой смеси масел присадки могут выпасть в осадок, что помимо загрязнения приведет к резкому ухудшению способности смеси противостоять износу двигателя;
• попадание охлаждающей жидкости (ОЖ) в масло из-за негерметичности системы охлаждения. Чаще всего причиной этого является повреждение прокладки головки блока цилиндров. Антифриз, даже в небольших количествах, наносит значительный ущерб моторному маслу. Вода и этиленгликоль, содержащиеся в ОЖ, вызывают слипание (коагуляцию) загрязнений, разложение (гидролиз) присадок и ускоренное окисление (старение) масла, поэтому его работоспособность резко ухудшается, а слипшиеся частицы осадка могут забить сетку маслоприемника, что приведет к масляному «голоданию» двигателя;
• если осуществляется переход на другую марку масла, так как смешивание моторных масел различных марок запрещается;
• после ремонта системы смазки.

Для промывки без специальной установки могут использоваться добавки в старое масло:

• добавки-пятиминутки, промывающие систему смазки при работе двигателя на холостом ходу в течение 3…5 мин. Однако такие промывки нельзя применять для загрязненных двигателей, потому что эффективная промывка очень быстро смывает все отложения, при этом крупные по размерам отложения, отслоившиеся от каналов системы смазки, вследствие очень быстрого их разложения попадают в поддон картера, а потом в маслозаборник. Крупные частицы грязи могут не пройти сквозь сетку маслозаборника и он засорится, кроме того, это очень опасно для гидротолкателей, которые могут выйти из строя;
• добавки, позволяющие эксплуатировать автомобиль 30…300 км до замены масла, — это, как правило, маловязкие жидкости, снижающие вязкость моторного масла. Они не выводят из строя гидротолкатели и в более спокойном режиме растворяют отложения. При их использовании нежелательно давать двигателю высокие нагрузки, так как из-за пониженной вязкости масло хуже противостоит износу. При промывке в смазочную систему заливают маловязкий промывочный смазочный материал до уровня, примерно соответствующего нижней метке измерительного щупа, пускают двигатель и дают ему поработать 3…5 мин в режиме холостого хода. Затем сливают промывочный смазочный материал, а в систему заливают соответствующий свежий смазочный материал и пускают двигатель на 5 мин. Через 5…10 мин после остановки двигателя контролируют уровень смазочного материала и при необходимости доливают его.

Для улучшения процесса промывки смазочной системы двигателя и экономного расходования промывочного смазочного материала используют специальные установки для промывки (рис. 3), которые соединяют с поддоном картера двигателя с помощью шланга и комплекта сменных штуцеров. Установка подает в двигатель промывочный смазочный материал, промывает смазочную систему, откачивает смазочный материал из картера и очищает его. Промывочный смазочный материал повторно используется после соответствующей очистки. Для очистки в установке предусмотрены: магнитная пробка; приемный фильтр; фильтры тонкой очистки и центробежного очистителя. Промывку смазочной системы проводят при работе двигателя в режиме холостого хода.

Рис. 25. Общий вид установки для промывки системы смазки

В установке для промывки должна использоваться жидкость, рекомендуемая заводом — изготовителем автомобильного двигателя, так как после промыва практически всегда около 2 % жидкости остается в ДВС.

Очистка фильтрующих элементов смазочной системы выполняется заменой масляных фильтров одноразового пользования или промывкой центробежных фильтров.

Перед заменой масляного фильтра необходимо протереть чистой ветошью место его установки и смазать резиновую прокладку фильтра свежим моторным маслом. Новый фильтр следует вворачивать вручную, без применения дополнительных приспособлений, иначе можно повредить прокладку и тогда в этом месте произойдет утечка масла.

После замены фильтра в двигатель заливают свежее масло до середины между отметками «MIN» и «MAX». Разница между метками для легковых автомобилей составляет 1…2 л, грузовых — 6…8 л. Отдельные производители, например Volkswagen, рекомендуют производить доливку масла до уровня зоны А щупа (рис. 4).

Рис. 4. Разметка щупа для проверки уровня масла: а — механический щуп (А — зона рекомендуемого уровня; В — зона допустимого уровня; С — зона недопустимого уровня); б — электронное показание щупа

Затем двигатель запускают и оставляют работать на минимальной частоте вращения коленчатого вала примерно 1 мин. После выключения двигателя, выждав некоторое время, чтобы все масло стекло в масляный картер, проверяют уровень масла и при необходимости доливают масло.

Одновременно с заменой масла проверяют и промывают систему вентиляции картера.