Технология технического обслуживания и ремонта двигателя и его элементов автомобиля марки Lexus

ВВЕДЕНИЕ 7

2 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 8

2.1 Обзор двигателя и его элементов автомобиля марки Lexus 8

2.2 Технология технического обслуживания 11

2.2.1 Плановое техническое обслуживание 11

2.2.2 Принципы регулировки и диагностики 12

2.4 Технологии ремонта 14

2.4.1 Выявление неисправностей 14

2.4.2 Ремонтные работы 16

3 ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 20

3.1 Анализ двигателя и его элементов автомобиля марки Lexus 20

3.1.1 Проведение диагностики 23

3.1.2 Определение неисправностей 24

3.2 Разработка плана технического обслуживания 27

3.2.1 Проведение проверок и технического облуживания 27

3.3 Опыт проведения ремонтных работ 30

3.3.1 Замена моторного масла и фильтрующего элемента 30

3.3.2 Замена ремня привода навесных агрегатов 34

4 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ 37

4.1 Стоимость обслуживания двигателя. 37

4.2 Затраты на ремонт ГРМ 37

4.3 Стоимость оборудования, необходимого для выполнения ремонта и обслуживания 37

5 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 39

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 40

Приложение А 41

Приложение Б 42

ВВЕДЕНИЕ

Значительный шаг на пути развития автомобильной индустрии осуществился с появлением силового элемента – двигатель.

Двигатель – основная часть всех составляющих автотранспортных средств. С каждым годом инженеры и разрабатывают новые, более технологичные двигателя. Чем больше людям приходилось экспериментировать в создании, тем лучше получался прогресс.

В современном мире двигатель используется как в более простой технике (газонокосилка), так и в самых больших автотранспортных средствах – БелАЗ.

Актуальность исследования: заключается в необходимости повышении эффективности при техническом обслуживании и ремонте двигателя автомобиля марки LEXUS RX350

Цель исследования: изучение выполнения технического обслуживания и ремонта двигателя автомобиля марки LEXUS RX350

Проблема исследования: технического обслуживание и ремонт двигателя внутреннего сгорания – это трудный процесс, так как он требует определенных навыков ремонта и обширного количества знаний в области конструкции двигателя.

Объект исследования: Автомобиль LEXUS RX350

Предмет исследования: Двигатель внутреннего сгорания 1AR-FE

Задачи исследования:

1. исследовать основную информацию о двигателе;

2. изучить строение двигателя;

3. ознакомиться с процессом обслуживания и ремонта;

4. описать необходимые оборудования и инструменты;

5. разработать чертеж элементов двигателя.

2 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Обзор двигателя и его элементов автомобиля марки Lexus

Двигатель Lexus 1AR-FE:

Четырехцилиндровый 16-клапанный с верхним расположением распределительных валов и клапанов в головке цилиндров. Порядок работы цилиндров: 1-3-4-2.

Блок цилиндров, головка блока цилиндров. корпус насоса охлаждающей жидкости - выполнены из облегченного алюминиевого сплава. Кованный стальной коленчатый вал опирается на пять подшипников. На коленчатом валу установлены восемь противовесов. Поршень отлит из специального алюминиевого сплава и соединен плавающим поршневым пальцем с шатуном. На юбку поршня нанесено специальное покрытие.

Поршневые кольца чугунные. Первое кольцо имеет бочкообразную наружную поверхность, второе кольцо - коническую наружную поверхность со скосом. Маслосъемное кольцо составное, скребкового типа с пружинным расширителем.

В головке блока цилиндров расположены камеры сгорания шатрового типа. Под головку блока цилиндров устанавливается трехслойная металлизированная прокладка. Впускные и выпускные клапаны изготовлены из жаропрочной стали. Распределительные валы из чугунного сплава. Каждый вал опирается на пять подшипников.

Распределительные валы приводится во вращение от коленчатого вала однорядной цепью, натяжение которого регулируется автоматическим натяжителем. На данном двигателе установлены гидрокомпенсаторы, поэтому проверка и регулировка тепловых зазоров не требуется.

Двигатель 1AR-FE представлен на рисунке 1

Рис. 1 – Двигатель 1AR-FE (вид сбоку)

Рис. 2 – Двигатель 1AR-FE (вид спереди)

Таблица 1

Характеристики двигателя 1AR-FE

Недостатки, поломки и проблемы:

• надежность данного двигателя очень высокая, неисправности редки;

• владельцы жалуются на громкую работу ДВС, особенно на холодную;

• помпа имеет небольшой ресурс и порой сдается на малых пробегах;

• после 150 000 км у некоторых растягивается однорядная цепь ГРМ;

• есть случаи потери компрессии, но это только на большом пробеге.

2.2 Технология технического обслуживания

2.2.1 Плановое техническое обслуживание

Плановое техническое обслуживание — это плановый профилактический осмотр и замена расходных комплектующих двигателя. Его проходят по регламенту производителя, чтобы поддерживать агрегат в исправном состоянии и предупреждать возможные неполадки.

Периодичность технического обслуживания приведены в таблице 2

Таблица 2

Периодичность обслуживания

Примечание: П - проверка или регулировка. З – замена.

2.2.2 Принципы регулировки и диагностики

Современный двигатель внутреннего сгорания — это сложный агрегат, состоящий из большого количества узлов и деталей. Простых методов диагностики современного двигателя не существует. До недавнего времени достоверную картину давала полная разборка мотора и дефектовка деталей. Но с появлением современного диагностического оборудования ситуация несколько изменилась. Появилась возможность установить точную причину неисправности без разборки ДВС. Такая диагностика и считается простой, менее трудоемкой.

Рис. 3 – Диагностическое оборудование

Чтобы установить причину неисправности в двигателе, созданы диагностические сканеры (рис.3), позволяющие считывать коды неисправностей из памяти ЭБУ и контролировать отображаемые параметры работы ДВС. Для полной диагностики к сканеру потребуется добавить следующее оборудование:

• мультиметр (рис. 4);

• компрессометр (рис. 5);

• манометр (рис. 6);

• газоанализатор (рис. 7).

Рис. 4 - Мультиметр

Рис. 5 - Компрессометр

Рис. 6 - Манометр

Рис. 7 - Газоанализатор

2.4 Технологии ремонта

2.4.1 Выявление неисправностей

Самостоятельная диагностика бензинового двигателя проводится следующим образом.

В первую очередь необходимо провести визуальный осмотр двигателя, проверить надежность электрических соединений, определить места утечки масла или охлаждающей жидкости, осмотреть резьбовые соединения на предмет их самопроизвольного отворачивания, осмотреть и проверить работу приводов и так далее.

Теперь можно запустить двигатель и после того, как он прогреется и выйдет на рабочий режим, посмотреть на отработанные газы, их цвет может многое сказать о состоянии силового агрегата.

Выхлоп белого цвета (рис. 8). Белый цвет говорит о наличии в отработанных газах водяных паров. Выхлоп белого цвета вполне нормален для первых минут пуска двигателя, особенно в холодное время (так как испаряется осевший внутри выхлопной трубы и глушителя конденсат), но если такой выхлоп остается даже после прогрева двигателя, то это свидетельствует о попадании в цилиндры охлаждающей жидкости.

Рис. 8 – Белый дым

Выхлоп с сизым (синеватым) оттенком и с запахом гари (рис .9). Это менее опасный признак, так как он свидетельствует о попадании в цилиндры моторного масла. Причины попадания масла в цилиндры могут быть самыми разными, а определить их можно по ситуации, когда наблюдается сизый выхлоп:

• сизый дым из выхлопной трубы идет только при резком нажатии на педаль газа и на высоких оборотах двигателя. В этом случае проблема в потерявших эластичность маслоотражательных колпачках, но иногда причиной могут стать чрезмерно изношенные или деформированные направляющие втулки клапанов;

• сизый дым из трубы идет постоянно на всех режимах работы двигателя. Это говорит о более серьезной проблеме — поломке, чрезмерном износе или закоксовке поршневых колец. При такой проблеме также возникает масляное кольцо на конце выхлопной трубы.

Рис. 9 – Сизый дым

Выхлоп черного цвета с запахом бензина (рис. 10). Это явный признак переобогащенной горючей смеси, поступающей в цилиндры. Переобогащение смеси может возникать при нарушении настроек или при поломке топливной системы и топливной аппаратуры, а также при неисправностях системы зажигания.

Рис. 10 – Черный дым

2.4.2 Ремонтные работы

Распространенные неисправности бензиновых двигателей. Полученные данные приведены в таблице 3.

Таблица 3

Распространенные неисправности

Продолжение таблицы 3

Продолжение таблицы 3

3 ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

3.1 Анализ двигателя и его элементов автомобиля марки Lexus

Двигатель 1AR-FE:

Рис. 11 – Детали для снятия и установки головки блока цилиндров

В соответствии с рисунком 11: 1 - прокладка головки блока цилиндров, 2 - кольцевое уплотнение, 3 - клапан системы VVT, 4 - нижний вкладыш подшипника №1 распределительного вала, 5 - звездочка системы VVT, 6 - звездочка распределительного вала, 7 - верхний вкладыш подшипника №1 распределительного вала, 8 - крышка №1 подшипника распределительного вала, 9 - крышка №3 подшипника распределительного вала, 10 - крышка №2 подшипника распределительного вала, 11 - распределительный вал впускных клапанов, 12 - распределительный вал выпускных клапанов, 13 - болт, 14 -головка блока цилиндров.

Рис. 12 - Детали для разборки и сборки блока цилиндров

В соответствии с рисунком 12: 1 - компрессионное кольцо №1, 2 - компрессионное кольцо №2, 3 -маслосъемное кольцо, 4 - расширитель маслосъемного кольца, 5 - поршень, 6 - поршневые кольца, 7 - стопорное кольцо, 8 - поршневой палец, 9 - шатун, 10 - вкладыши шатунного подшипника, 11 - крышка шатуна, 12 -направляющая, 13 - направляющая втулка, 14 - шпилька, 15 - масляная форсунка, 16 - упорные полукольца, 17 - верхний вкладыш коренного подшипника, 18 - коленчатый вал, 19 - верхний вкладыш коренного подшипника, 20 - крышка коренного подшипника.

Рис. 13 – Снятие и установка цепи привода ГРМ

В соответствии с рисунком 13: 1 - крышка цепи привода ГРМ, 2 - передний сальник коленчатого вала, 3 - шпилька, 4 - прокладка, 5 - натяжитель ремня привода навесных агрегатов, 6 - крышка головки блока цилиндров, 7 - шайба, 8 - кронштейн правой опоры силового агрегата, 9 - шкив коленчатого вала, 10 - датчик положения коленчатого вала.

3.1.1 Проведение диагностики

Двигатель, в процессе эксплуатации, постепенно изнашивается и приходит в негодность. Не всегда владелец автомобиля может самостоятельно оценить степень износа мотора.

Современные автомобили оснащены автоматическими системами диагностики, поэтому некоторые неисправности отображаются на бортовом компьютере авто.

Для тех владельцев, чьи авто не оснащены бортовым компьютером, необходим иной метод диагностики двигателя. Она заключается в поэтапном анализе, который важен для итогового заключения.

Этапы диагностики двигателя:

• проверка следов расходных жидкостей на предмет утечек;

• проверка контроля уровня и качества масла;

• проверка работы двигателя на наличие посторонних шумов;

• проверка уровня вибрации;

• оценка системы питания;

• проверка выхлопной системы.

Способы проведения диагностики мотора:

1. Визуальная диагностика.

Некоторые неисправности могут быть видны при визуальном осмотре. Специалист осматривает двигатель на наличие подтеков и пятен. Дополнительно необходимо извлечь и рассмотреть свечи зажигания.

1. Компьютерная диагностика.

Проверка компьютером проводится при помощи сканера. Такая проверка проводится специалистом, или владельцем автомобиля, если он приобрел сканирующее устройство и разобрался в его настройках.

1. Диагностика при помощи инструментов.

2. Для такого анализа могут потребоваться следующие инструменты: компрессометр, стробоскоп, щуп, эндоскопическая камера. При помощи каждого инструмента можно определить степень поломки.

После проведения полной диагностики специалисты должны выдать протокол проверки. В нем прописаны все данные анализа, также вы можете получить необходимую консультацию по ремонту.

3.1.2 Определение неисправностей

На автомобилях LEXUS используется единая приборная панель, информирующая или предупреждающая водителя визуальными графическими индикаторами. «Их расшифровка представлена в таблице 3.1»:

Таблица 4

Графические индикаторы

Продолжение табл. 4

Продолжение табл. 4

3.2 Разработка плана технического обслуживания

3.2.1 Проведение проверок и технического облуживания

Ни для кого не секрет, что двигатель нуждается в проверке и техническом обслуживании. Один из важных элементов двигателя – цепь газораспределительного механизма.

У цепи ГРМ есть свой «жизненный» ресурс, по истечении срока которого, ее нужно заменить.

Проверка цепи ГРМ:

1. проверьте цепь привода ГРМ и звездочки валов.

• Штангенциркулем измерьте длину 15 звеньев цепи в натянутом состоянии (рис. 14). Если длина участка цепи больше максимальной, замените цепь. (Максимальная длина цепи – 137,7 мм).

Рис. 14 – Проверка цепи

1. Оберните цепь вокруг звездочки (рис. 15).

• Штангенциркулем измерьте диаметр звездочки по роликам. Если диаметр не соответствует указанному, замените звездочки с цепью. (Минимальный диаметр звездочки коленчатого вала – 59,94 мм).

Рис. 15 – Проверка звездочки

1. Проверьте башмак натяжителя и успокоитель цепи привода ГРМ на износ (рис. 16). (Максимально допустимый износ – 1мм).

Рис. 16 – Башмак цепи

1. Проверьте механизм натяжителя цепи привода ГРМ (рис .17).

• Убедитесь, что плунжер свободно перемещается, когда храповик поднят.

• Отпустите храповик и убедитесь, что плунжер заблокирован.

Рис. 17 – Натяжитель цепи.

Каждый двигатель подвергается нагрузке, а при нагрузке вырабатывается тепло и трение соприкасающихся между собой деталей. Поэтому в двигателе необходимо проверять одну из самых важных жидкостей – масло.

Проверка уровня моторного масла:

1. установите автомобиль на ровной горизонтальной поверхности. После выключения двигателя подождите несколько минут, чтобы масло стекло в картер;

2. извлеките маслоизмерительный щуп (рис. 18) и вытрите его чистой тканью;

3. снова установите щуп до упора;

4. извлеките щуп и оцените уровень масла в картере двигателя. Если уровень масла находится ниже или немного выше метки низкого уровня на щупе, то добавьте моторное масло того же типа, которое было залито в двигатель.

Рис. 18 – Масляный щуп

Примечание: если информация о моторном масле, залитом в двигатель, отсутствует, то выполните его замену. Избегайте перелива масла, иначе двигатель может быть поврежден.

1. После долива масла запустите двигатель, оставьте его поработать на холостом ходу и затем заглушите. Подождите некоторое время и проверьте уровень масла снова, чтобы убедиться, что уровень находится в пределах допустимого диапазона.

3.3 Опыт проведения ремонтных работ

3.3.1 Замена моторного масла и фильтрующего элемента

Масло имеет ограниченный в пробеге автомобиля ресурс. Его своевременная замена очень важна, так как на масле, которое отработало свой ресурс, ездить нельзя.

Моторное масло нужно менять по регламенту. В обычных условиях, каждые 10000 километров. А при тяжелой эксплуатации двигателя – каждые 5000 километров.

1. Установите автомобиль на ровной горизонтальной поверхности.

2. Прогрейте двигатель до нормальной рабочей температуры, затем заглушите его.

3. Спейте старое моторное масло.

• Снимите крышку маслозаливной горловины;

• отверните сливную пробку масляного поддона (рис. 19) и слейте масло в емкость;

Рис. 19 – Сливная пробка

• очистите сливную пробку, установите новую прокладку и затяните сливную пробку. Момент затяжки – 40 (Н.м).

1. Замените фильтрующий элемент.

• Подсоедините шланг с внутренним диаметром 15 мм к сливному штуцеру (входит в комплект нового фильтрующего элемента) (рис. 20).

Рис. 20 – Штуцер со шлангом

• Выверните сливную пробку масляного фильтра из крышки масляного фильтра (рис. 21).

Рис. 21 – Сливная пробка масляного фильтра

• Убедитесь, что все масло слилось и снимите штуцер

• С помощью съемника отверните крышку масляного фильтра (рис. 22).

Рис. 22 – Съемник

• Снимите фильтрующий элемент и кольцевое уплотнение (рис. 23).

Рис. 23 – Фильтрующий элемент

1. Установите фильтрующий элемент.

• Очистите внутреннюю поверхность крышки фильтра, резьбу и канавку кольца;

• смажьте небольшим количеством чистого моторного масла новое кольцевое уплотнение и установите его в канавку крышки;

• установите новый фильтрующий элемент в крышку;

• снова смажьте кольцевое уплотнение моторным маслом и установите крышку масляного фильтра. (Убедитесь, что кольцевое уплотнение не повреждено);

• Заверните крышку. (Момент затяжки 25 Н.м).

1. После затяжки крышки фильтра убедитесь в отсутствии зазора между деталями (рис. 24).

Рис. 24 – Отсутствие зазора

1. Установите сливную пробку на крышку масляного фильтра. (Момент затяжки 13 Н.м);

2. залейте моторное масло, установите крышку маслозаливной горловины;

3. запустите двигатель и проверьте отсутствие утечек;

4. проверьте уровень моторного масла.

3.3.2 Замена ремня привода навесных агрегатов

Двигатель оснащен автоматическим регулятором ремня привода навесных агрегатов, то есть нет необходимости в регулировке ремня, достаточно убедиться, что натяжитель работает.

Проверьте ремень привода на отсутствие повреждения и чрезмерного износа и убедитесь в его правильной установке в канавках шкивов. Если ремень "визжит" или проскальзывает, то проверьте состояние контактных поверхностей шкива и натяжение ремня. При обнаружении дефектов замените ремень привода.

Снятие и установка

1. Снимите переднее правое колесо;

2. отсоедините облицовку переднего правого подкрылка;

3. снимите уплотнение переднего правого подкрылка, вывернув 2 болта и сняв клипсу (рис.25);

Рис. 25– Уплотнение переднего правого подкрылка

1. ослабьте натяжитель, повернув его по часовой стрелке гаечным ключом (рис.26), и снимите ремень привода навесных агрегатов;

Рис. 26 – Ослабление натяжителя

1. Установите ремень привода навесных агрегатов;

• наденьте ремень на все шкивы, кроме шкива насоса охлаждающей жидкости (рис.27).

Рис. 27 – 1. Шкив генератора; 2. Натяжитель ремня; 3. Шкив коленчатого вала; 4. Шкив насоса охлаждающей жидкости двигателя; 5. Шкив компрессора кондиционера.

1. Ослабьте натяжитель, повернув его по часовой стрелке гаечным ключом, и установите ремень привода навесных агрегатов на шкив насоса охлаждающей жидкости.

4 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

4.1 Стоимость обслуживания двигателя.

Таблица 5

Плановое обслуживание двигателя 1AR-FE

Итого (руб.) 10 185

4.2 Затраты на ремонт ГРМ

Таблица 6

Замена цепи привода ГРМ

Итого (руб.) 16 900

Таблица 7

Затраты на оборудование и инструменты

Продолжение табл. 7

Итого (руб.) 45 650

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

При выполнении данного курсового проекта, я познакомилась с двигателем, который вызвал у меня профессиональный интерес. Изучила его историю, внутреннее строение и характеристики. Узнала, как проводится техническое обслуживание и ремонт агрегата.

А также выполнила поставленные передо мной задачи:

• познакомиться с основной информацией о двигателе;

• исследовала внутреннее строение;

• изучила процесс ремонта и обслуживания;

• узнала, какое оборудование необходимо для ремонта;

• разработала чертеж элемента двигателя.

Подводя итог, я осознала то, что двигатель является сложной инженерной конструкцией, который нуждается в должном техническом обслуживании и правильном и своевременном ремонте.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Мануал «LEXUS RX350 c 2009 г. выпуска». Издательство «Легион–Автодата» г. Москва 2013.

2. Интернет ресурс «Drom». – Режим доступа: https://baza.drom.ru/
   sell_spare_parts/ (дата обращения: 26.03.2024)

3. Интернет ресурс «std-shell.ru». – Режим доступа: https://www.std-shell.ru/blog/article/samye-prostye-metody-diagnostiki-dvigatelya/ (дата обращения: 26.03.2024)

4. Интернет ресурс «mzd-prof». – Режим доступа: https://mzd-profi.ru/
   articles/diagnostika-avto-dvigatelya (дата обращения: 26.03.2024)

5. Интернет ресурс «Авто Альянс». – Режим доступа: https://www.autoopt.
   ru/articles/products/5410390 (дата обращения: 26.03.2024)

6. Интернет ресурс «autogener». – Режим доступа: https://autogener.ru/services/
   gorit/lexus/rx/3-2010-2012.php (дата обращения: 26.03.2024)

7. Интернет ресурс «drive2». – Режим доступа: https://www.drive2.
   ru/l/572810374772952358/ (дата обращения: 26.03.2024)

8. Интернет ресурс «carsdo». – Режим доступа: https://carsdo.ru/lexus/rx-350/ (дата обращения: 26.03.2024)

9. Интернет ресурс «lexus». – Режим доступа: https://lexus-i.ru/info/models/tekhnicheskie-kharakteristiki-lexus-rx-350/ (дата обращения: 26.03.2024)

10. Интернет ресурс «wikimotors». – Режим доступа: http://wikimotors.ru/1ar/ (дата обращения: 26.03.2024)