Двигун кожного автомобіля є досить складним пристроєм, від роботи якого залежить комфорт Вашого пересування. Тому дуже важливо своєчасно проводити обслуговування мотора і якісно виявляти несправності, що виникають, робити профілактику. Необхідно знати, що доцільно регулярно, згідно з регламентом, проводити заміну олії та паливного фільтра, це вже є запорукою успіху довговічності мотора. Якщо ж зробити це не вчасно, то відбувається підвищене зношування двигуна, що значно швидше призведе до його виходу з ладу. Це виникає тому, що масло вже не здатне повною мірою проявляти свої миючі здібності і повноцінно змащувати частини, що труться, а значить, в окремий момент з'являється сухе тертя, а це призводить до задирів і руйнування тих деталей, які мають найвище навантаження. Також спрацьована олія має проходити необхідну фільтрацію, чого не зможе забезпечувати незамінений фільтр. Так дрібні металеві частинки, включення, "налипатимуть" на деталі, що також швидше призведе до сухого тертя. Будь-якому маслу, яке відпрацювало свій термін служби, властиво відкладати смолисті речовини, які здатні досить легко закупорювати канали для проходження олії у двигуні. Тому мастило не зможе в повному обсязі надійти до пар тертя, а значить, цей факт викличе прискорене зношування деталей і навіть до можливого клину мотора. Аналогічні наслідки можуть бути і для мотора, в якому залито масло за своїм типом та класом не відповідає конкретному двигуну.

Поточний ремонт, регулювання двигуна повинні проводитися своєчасно та кваліфіковано. Якщо дані роботи виконані неправильно, прискореного зносу двигуна не уникнути. Можна навести яскравий приклад зі «роздвалом, що стукає». У цій ситуації, внаслідок проблеми, відбуватиметься значне засмічення олії металевими частинками, продуктами стуку. Інший приклад - не правильна робота системи охолодження, що може призвести до раннього перегріву двигуна. Запустивши цю проблему, можна отримати деформацію головки блоку циліндра через його перегрівання, що, як правило, призводить до утворення в ній мікротріщин.

Досвідчені автолюбителі знають, що на довговічність двигуна впливає стиль їзди. Так більш агресивний, швидкісний, спортивний стиль призведе до значних оборотів частин, що обертаються, а значить і швидкому їх виходу з ладу внаслідок зносу. Зазначені режими зменшать довговічність двигуна до 30%. У холодну пору доби, запуск мотора може бути серйозно ускладнений. Цей факт викликаний зміною в'язкості двигуна так, що провернути колінвал стає дуже і дуже важко. На допомогу прийде Вам теплий гаражний бокс, або спеціальні пристрої, розраховані на дистанційне включення та прогрівання двигуна, масляного картера. Порівняти зношування мотора при запуску на холодну нижче 20 градусів можна порівняти з пробігом автомобіля більше 500 км.

Не рекомендується експлуатувати автомобіль у зимову пору року, якщо він Вам необхідний лише для пересування по короткій відстані. Причиною цього є поява відкладень у мастилі та поява конденсату, який привозить до «ураження» поршневої групи двигуна корозією.

Якщо Ви відчуваєте, що двигун працює не стабільно і, найімовірніше, потрібен ремонт, як же визначити його обсяг, чи знадобиться капіталка?

Тут важливо попередньо зробити діагностику за кількома напрямками. Виявлення низького тиску системи мастила двигуна, яскраво виражений стукіт у кривошипно-шатунній системі, скаже про підвищений зношування вкладишів і шийки колінвала, можливий вихід з ладу підшипників ковзання. У цьому випадку проводять виміри биття шийок колінвала і величину зносу циліндрової групи, після чого вживаються відповідні заходи з ремонту.

Капітального ремонту Вам гарантовано не уникнути, якщо після експлуатації двигуна відбулося заклинювання двигуна, обрив шатуна, руйнування поршневої групи, кілець. Найчастіше при таких симптомах великі ушкодження одержують циліндри та колінвал.

У цій статті ми розглянемо три найбільш типові причини пошкоджень компонентів двигунів та опишемо ситуації, що призводять до виникнення поломок. Найчастішими причинами пошкоджень можна назвати абразивне знос двигуна через бруду, гідравлічний удар і підвищену витрату масла.

Абразивне знос двигуна

Абразивне зношування є результатом дряпаючих або ріжучих впливів твердих частинок сполучених деталей, а також результатом попадання на поверхню деталей пилу, внесеного повітрям або привнесеного з мастилом. Найчастіше абразивне зношування двигуна проявляється у вигляді підвищеної витрати масла.

Дослідження пошкоджених деталей виявляє різний характер ушкоджень:

• на спідниці поршня утворюється широка матова пляма контакту як з боку найбільшого бічного навантаження, так і з протилежного боку;
• відзначається зношування профілю обробки на спідниці поршня;
• на спідниці поршня, поршневих кільцях, стінці або гільзі циліндра утворюються тонкі борозни по ходу руху;
• поршневі кільця та їх канавки мають зношування по висоті;
• на поршневих кільцях відзначається збільшений тепловий зазор, кромки кілець стають надзвичайно гострими;
• зношуються робочі кромки маслознімного кільця;
• поршневий палець має борозни хвилеподібного профілю;
• абразивне зношування залишає свої сліди і на інших деталях, наприклад, на стрижні клапана.
• При пошкодженнях, причиною яких є абразивне зношування, можна виділити кілька різновидів дефектів:
• Якщо пошкоджено лише один циліндр і перше поршневе кільце зношене значно сильніше, ніж третє, тоді забруднення потрапляють у камеру згоряння через систему впуску циліндра, тобто зверху. Причиною цього є або розгерметизація, або грязьові відкладення, які були видалені до початку ремонтних робіт.
• Якщо пошкодженими є кілька циліндрів або всі циліндри і перше поршневе кільце зношене значно сильніше, ніж третє, забруднення потрапляють в камеру згоряння через загальну систему впуску всіх циліндрів. Причини такої ситуації пояснюються розгерметизацією та/або зруйнованим або відсутнім повітряним фільтром.
• Якщо третє поршневе кільце зношене значно сильніше, ніж перше, слід виходити з того, що брудним є моторне масло. Забруднення масла відбувається або з тієї причини, що не було здійснено очищення картера двигуна, та/або через брудний відділювач масляного туману.

Усунення дефектів і профілактика полягає у перевірці системи впуску на герметичність, перевірці та заміні повітряного фільтра, перед монтажем слід очистити від забруднень картер двигуна, а також труби, що всмоктують. У ході ремонтних робіт слід дотримуватися чистоти.

Гідравлічний удар

Гідравлічний удар є потужним джерелом енергії. І ця енергія може мати нищівний вплив на багато компонентів двигуна: поршень руйнується або деформується, шатун вигинається або ламається, перемичка поршневого кільця пошкодженого поршня має ознаки статичного зламу, поршневий палець ламається.

Причиною цього дефекту є рідина (вода чи паливо), що у камеру згоряння. Оскільки ні вода, ні паливо не схильні до стиснення, при гідравлічному ударі відбувається різка силова дія на поршень, поршневий палець, шатун, головку циліндра, картер двигуна, підшипники і колінчастий вал.

Занадто багато рідини може опинитися в камері згоряння з таких причин: вода потрапляє в камеру згоряння через систему впуску (наприклад, при проїзді поверхнею, залитою водою); вода виявляється в камері згоряння через дефектні прокладки. Внаслідок несправної інжекторної форсунки до камери згоряння потрапляє дуже багато палива.

Підвищена витрата олії

Невелика витрата олії є нормальним явищем. Він коливається в залежності від типу двигуна та режиму його експлуатації. Якщо ж норми витрати олії, запропоновані виробником, перевищуються, тоді можна говорити про таке поняття, як підвищена витрата олії. Можливі причини підвищеної витрати:

• Через розгерметизацію турбонагнітачів. Лінія циркуляції олії в системі турбонагнітача засмічена або закоксована. Через зростаючий з цієї причини тиск в масляному контурі масло видавлюється з турбонагнітача в всмоктуючий канал і газовипускну систему.
• У камеру згоряння масло потрапляє з паливом, наприклад, внаслідок зношування паливного насоса високого тиску, мастило якого зазвичай здійснюється через масляний контур двигуна.
• Негерметична система впуску дозволяє частинкам бруду потрапляти в камеру згоряння, що веде до її підвищеного зношування.
• При неправильно відрегульованому виступі поршня можливі удари поршня по голівці циліндра. Внаслідок цього виникають коливання, що впливають на паливні форсунки. Форсунка при цьому перестає повністю закриватися, тому в камеру згоряння потрапляє занадто багато палива, і настає передозування палива.
• Олія виробило свій ресурс. Наслідком перевищених інтервалів заміни масла є засмічення та/або руйнування паперу, що фільтрує, в результаті чого в масляному контурі починає циркулювати неочищене масло.
• Вигнуті або перекручені шатуни призводять до порушення руху поршня, що спричиняє порушення необхідної герметизації камери згоряння. У найбільш критичних випадках можливе виникнення насосної дії поршневих кілець. При цьому олія активно подається в камеру згоряння.
• Якщо поршневі кільця зламані, перекошені або неправильно встановлені, ці обставини можуть призвести до недостатньої герметизації між камерою згоряння та картером двигуна. Внаслідок такого порушення герметизації масло може потрапити до камери згоряння.
• Болти головки циліндра затягнуті неправильно. Це може призвести до деформацій, а значить і порушення герметичності масляного контуру.
• Внаслідок зношених поршнів, поршневих кілець та контактної поверхні циліндра збільшується обсяг проривних газів. І це веде до надмірного тиску в картері двигуна. При надто високому тиску можливе видавлювання масляного туману через вентиляцію картера двигуна камери згоряння.
• Внаслідок надто високого рівня олії колінчастий вал занурюється у масляну ванну, що веде до утворення масляного туману. А якщо масло занадто старе або неякісне, то можливе утворення і масляної піни. Тоді масляний туман і піна разом із проривними газами потрапляють через вентиляцію двигуна у всмоктуючий канал, а значить і камери згоряння.
• При збоях у процесі згоряння можливий перелив палива. Внаслідок розведення олії паливом багаторазово посилюється знос поршнів, поршневих кілець та робочої поверхні циліндрів.
• При перекосі циліндра, наприклад, через старі та/або неправильно затягнуті болти головки циліндра, поршневі кільця втрачають здатність необхідної герметизації між камерою згоряння і картером двигуна. Таким чином, масляний туман може потрапити до камери згоряння. При особливо сильних деформаціях можлива навіть поява насосної дії поршневих кілець, тобто такої ситуації коли масло просто закачується в камеру згоряння.
• Неякісна обробка циліндра з поганим хонінгуванням його робочої поверхні заважає процесу утримання олії. Це веде до суттєвого підвищення зносу таких сполучених деталей як поршні, поршневі кільця та робочі поверхні циліндрів, а отже, і до недостатньої герметизації картера двигуна. При використанні засмічених або затертих хонінгувальних головок відбувається утворення графітного шару робочої поверхні циліндра. Тобто виникає так звана ізолююча сорочка. Вона значно скорочує маслознімний потенціал, що веде до підвищеного зношування, насамперед при холодному старті.

Будь-яка будівля або споруда проектується і зводиться з таким розрахунком, щоб у ній протягом заданого терміну служби при дотриманні певних правил технологічної та технічної експлуатації підтримувалися необхідні, відповідно до призначення, передбачені проектом експлуатаційні якості 350062449 4 см. Таблиця 1 # S).

У процесі експлуатації кожну споруду піддається двом групам впливів

1) зовнішнім,головним чином природним – таким, як сонячна радіація, коливання температури, атмосферні опади та ін;

2) внутрішнім,технологічним або функціональним, викликаним процесами, що відбуваються в будівлях.

Всі ці впливи беруться до уваги у проектах шляхом підбору матеріалів та конструкцій, захисту їх спеціальними покриттями, обмеження технологічних шкідливостей та інших заходів. Однак повністю врахувати всі впливи в проектах і при зведенні не завжди вдається, особливо при впровадженні нових технологічних процесів, при будівництві будівель та споруд у мало вивчених у будівельному відношенні районах, і коли допускаються в проектах та при будівництві дефекти чи шлюб. Крім того, під час експлуатації будівель та споруд найчастіше складаються непередбачені ситуації у роботі технологічного обладнання, у утриманні окремих конструкцій та споруд загалом.

Таблиця 5

Чинники, що впливають на будівлі та споруди

#G0Зовнішні впливи (природні та штучні	Результат впливу	Внутрішні дії (технологічні та функціональні)
Радіація	Механічне фізико-хімічне (+) руйнування	* Навантаження (постійні, тимчасові, короткочасні)
Температура		* + Удари, вібрації, стирання, протока рідин
* Повітрянний струм		* +Коливання температури
Опади (в т.ч. кислоти)		Вологість
Гази, хім. речовини
* Грозові розряди
Електромагнітні хвилі (у т. ч. радіо)
Звукові коливання (шум)		* + Біологічні шкідники
* +Біологічні шкідники
Тиск ґрунту
* Блукаючі струми
* Морозне пучення
Грунтова волога
Сейсмічні хвилі
Вібрації

У всій сумі факторів, що впливають на будівлі та споруди, у кожному конкретному випадку один з них стає визначальним, що веде до розвитку зносу; тому механізм та інтенсивність зносу стають специфічними, відмінними від інших випадків.

Для раціональної технічної експлуатації будівель та споруд важливо вміти оцінити агресивність середовища, виявити головні причини ушкоджень, щоб доцільно та своєчасно використовувати наявні у розпорядженні експлуатаційної служби сили та засоби для їх попередження та усунення.

У нашій країні понад десять років під час експлуатації будівель та споруд керуються системами планово-попереджувальних ремонтів(ППР) будівель житлового, громадського, виробничого призначення, де зазначені терміни служби окремих конструктивних елементів, інженерного устаткування й споруд у цілому, тобто. встановлено періодичність їхнього ремонту. Впровадження цих систем має важливе значення для впорядкування оглядів та ремонтів будівель та споруд. Однак терміни ремонтів, що передбачаються в них, не диференційовані стосовно різноманітних варіантів споруд за конструктивними рішеннями, термінами їх служби, кліматичними та іншими умовами, внаслідок чого вони є усередненими.

Сумна історія: від двигуна (нового, помірно б/в або капітально відремонтованого) чекали багатьох років і багатьох сотень тисяч кілометрів надійної та чесної роботи, а він відразу задимив, втратив потужність, став вередувати при запуску, є масло і в результаті встав.

Зараз переважна більшість користується автомобілями, які створювалися в країнах, які на десятки років випередили нас у повальній автомобілізації населення. І побудовано ці автомобілі на принципах, близьких до тих, що існують в авіації. ДІАГНОСТИКА З РЕГЛАМЕНТУ.
Ті, хто бував за кордоном, знають, що там найчастіше люди приїжджають у сервіс із запитанням, подивіться, чи все гаразд. Особливо це має місце у Німеччині.

Двигун. Що є найчастішою причиною передчасного зношування двигуна?

2. Перегрів двигуна.

Нагромадження нагару – процес поступовий. Причин багато, і всі ми їх розбирали. Для одного типу двигунів це більш актуально, для інших менше. Найбільш гостро проблема стоїть для двигунів з безпосереднім упорскуванням палива
Часто кажуть, що двигуни стали менш надійними. А я сформулював би інакше. Двигуни стали більш вимогливими і на нашому паливі та в наших умовах чистку від нагару треба робити раз на 10 тисяч, тоді й проблем не буде.
Крім того, помилки датчиків паливної апаратури, засмічення повітряного фільтра та багато іншого сильно впливає на накопичення нагару.
Перегрів. Це дуже рідко виникає раптово. Воно зазвичай «підкрадається» дуже поступово у вигляді дрібних патьоків антифризу, які можуть бути як помітними і проявлятися калюжею під машиною, так і попаданням антифризу в камеру згоряння, яке найчастіше можна побачити тільки ендоскопом через свічковий отвір.

«Розтин» кількох двигунів з подібними симптомами на перший погляд завжди дає схожу картину — сильне зношування циліндро — поршневої групи. Проте, катастрофічний знос далеко не завжди прямий наслідок тривалої та інтенсивної експлуатації. Нерідко поршнева група, а разом з нею весь мотор вмирають раптово. У таких випадках вкрай важливо зрозуміти, що саме викликало цей знос, щоб при ремонті усунути причину. В іншому випадку ремонт перетворюється на нескінченне та безперспективне усунення наслідків.

Розглянемо кілька характерних прикладів:

Інтенсивне зношування в результаті змивання паливом мастила зі стінок циліндрів.

Помилки в роботі паливної апаратури, «форсунка, що ллє», пропуски займання або неточності в установці кута випередження упорскування призводять до утворення в надпоршневому просторі надлишкової кількості незгорілого палива. Потрапляючи на стінки циліндрів частинки палива поєднуються з масляною плівкою, значно знижуючи її змащувальні властивості. В результаті в самій навантаженій верхній зоні циліндра поршневі кільця працюють в умовах недостатнього мастила.

Істотний надлишок палива

Він здатний повністю змити масляну плівку, і умови роботи кілець у такому разі близькі до режиму сухого тертя. У таких випадках спостерігається інтенсивне зношування поршневих кілець, з утворенням характерної гострої кромки. Гільза циліндра у верхній зоні роботи кілець набуває критичного зносу (близько 0,2 мм) буквально за 500 - 800 км пробігу. Спідниця поршня на початковій стадії серйозно не страждає. Пізніше на спідниці поршня з'являються характерні темні плями з вертикальними ризиками, що позначають зони тертя за умов недостатнього мастила. При дослідженні під мікроскопом на спідниці поршня вдається виявити впроваджені частинки продуктів зносу поршневих кілець. Олія двигуна "померлого" з вищеописаних причин зазвичай має значні домішки палива. Так що разом з чорним димом перезбагаченого вихлопу в трубу вилітає не тільки сажа і солярка, що не згоріла, але і значна частина ресурсу мотора.

Швидкі та сумні наслідки викликає попадання у двигун абразиву.

Не важко порахувати, що за кожну хвилину роботи безнаддувний дизель прокачує через себе кількість повітря, що дорівнює добутку робочого об'єму на 1/2 обороту. Наприклад V раб - 12 літрів, обороти 2000 об/м, тобто. 12 м2 за хвилину або 720 м3 за годину. Досить низької концентрації твердих частинок у такому обсязі споживаного повітря, щоб абразив, що накопичився, буквально з'їв двигун зсередини. Чи не акуратна установка повітряного фільтра, нещільні хомути, тріщини в сполучних гофрах, можливість підсмоктування повітря в двигун повз фільтр — все веде до швидкої загибелі мотора від «дорожнього» абразиву.

Небезпека потрапляння технічного абразиву в двигун під час технічного обслуговування або ремонту.

Таким нещастям однаково може бути схильний і трактор у курному полі і розкішний катер у нейтральних водах. Скільки разів доводилося спостерігати як прагнення старанного власника легковика «полірнути» шкіркою впускний колектор, або грамотно і акуратно притерти по плиті корпусні деталі карбюратора, що призводить до майже миттєвої (200-500 км) загибелі мотора. Видалити технічний абразив «сполоснувши бензинчиком» неможливо. У сучасній практиці моторного ремонту саме прагнення що-небудь притерти (наприклад, клапани) викликає здивування, проте таким підступним шляхом частинки абразиву іноді примудряються потрапити в двигун.

Далі утворюється наступна картина: тверді частки потрапляючи до зони тертя викликають інтенсивне зношування. Поршневі кільця інтенсивно зношуються не лише за радіальною товщиною, а й за висотою. При цьому максимальне зношування отримує перше компресійне кільце, так як саме воно піддається впливу твердих частинок в першу чергу. Інтенсивне зношування першого кільця по висоті з'являється в результаті накопичення твердих частинок в зазорі між кільцем і кільцевою канавкою поршня. Торцеві поверхні кільця швидко одержують значні відхилення від початкової геометричної форми та розмірів. Зазор, що стрімко збільшується, викликає інтенсивне розбивання кільцевої канавки.
При попаданні в двигун абразиву інтенсивне зношування робочих поверхонь кілець супроводжується утворенням численних вертикальних рисок. На кромках кілець виникає мікро облом або мікрозадирки. Зона максимального зношування циліндрів зазвичай знаходиться нижче, ніж у вищеописаному випадку зношування в результаті надлишку палива і припадає приблизно на середину робочої висоти циліндра. Робоча зона спідниці поршня отримує пошкодження у вигляді численних вертикальних рисок, що надають спідниці поршня матового сірого кольору. При дослідженні під мікроскопом на спідниці поршня виявляються тверді частинки, що впровадилися - вбивці мотора і винуватці цього виду зносу.

Кількість таких включень на спідниці поршня зазвичай не велика - всього лише кілька точок на 1 см2, проте якщо врахувати, що впровадилася в матеріал спідниці поршня невелика частина від абразиву, що потрапив в мотор, а також врахувати, що в середньому на 100 км пробігу поршень здійснює близько 200 тис. подвійних ходів, стає очевидно навіть невелика кількість твердих вкраплень на спідниці поршня однозначно вказує на абразивний характер інтенсивного зносу. Часто горезвісна ванна з бензином, в якій вчора<сполоснули>притертий клапан, а сьогодні механік іншої зміни промив що-небудь перед складання двигуна і є істиною причиною<необъяснимых>зносів.

Останнім, і, можливо, найнаочнішим індикатором наявності абразивного зносу є

Характер ушкоджень поршневого пальця.

Судіть самі: якщо палець має поверхневу твердість зазвичай близько 54:60 HRC за короткий час отримав аномально великий знос, повертаючись в<алюминиевых>бобишка поршня, отже в зоні тертя були присутні частинки, значно твердіші, ніж сам матеріал поршневого пальця. Насправді траплялося, на жаль, розбирати випадки і зі зловмисним нанесенням у мотори порошків чи пасти.

В цій ситуації. Безумовним благом було створення серйозної спеціалізованої науково-експертної лабораторії. Але поки що такої організації не створено транспортникам та ремонтникам у багатьох спірних ситуаціях доводиться розбиратися самостійно.

Самі собою дефекти в механічній частині двигуна, як відомо, не з'являються. Практика показує: завжди є причини пошкодження та виходу з ладу тих чи інших деталей. Розібратися в них непросто, особливо коли пошкоджені складові поршневої групи.

Поршнева група - традиційне джерело неприємностей, що підстерігають водія, що експлуатує автомобіль, і механіка, що його ремонтує. Перегрів двигуна, недбалість у ремонті, - і будь ласка, - підвищена витрата олії, сизий дим, стукіт.

При «розтину» такого мотора неминуче виявляються задираки на поршнях, кільцях та циліндрах. Висновок невтішний - потрібен дорогий ремонт. І постає питання: чим завинив двигун, що його довели до такого стану?

Двигун, звісно, ​​не винен. Просто необхідно передбачити, до чого призводять ті чи інші втручання у його роботу. Адже поршнева група сучасного двигуна – «матерія тонка» у всіх сенсах. Поєднання мінімальних розмірів деталей з мікронними допусками та величезними силами тиску газів, та інерції, що діють на них, сприяє появі та розвитку дефектів, що призводять зрештою до виходу двигуна з ладу.

У багатьох випадках проста заміна пошкоджених деталей – не найкраща технологія ремонту двигуна. Причина появи дефекту залишилася, а раз так, то його повторення неминуче.

Щоб цього не сталося, необхідно думати на кілька ходів уперед, прораховуючи можливі наслідки своїх дій. Але цього недостатньо — необхідно з'ясувати, чому виник дефект. А тут без знання конструкції, умов роботи деталей та процесів, що відбуваються у двигуні, як кажуть, робити нічого. Тому, перш ніж аналізувати причини конкретних дефектів та поломок, непогано було б знати…

Як працює поршень?

Поршень сучасного двигуна - деталь на перший погляд проста, але вкрай відповідальна і водночас складна. У його конструкції втілено досвід багатьох поколінь розробників.

І певною мірою поршень формує вигляд всього двигуна. В одній із минулих публікацій ми навіть висловили таку думку, перефразувавши відомий афоризм: "Покажи мені поршень, і я скажу, що в тебе за двигун".

Отже, за допомогою поршня у двигуні вирішується кілька завдань. Перша і головна - сприйняти тиск газів в циліндрі і передати силу тиску, що виникла, через поршневий палець шатуну. Далі ця сила буде перетворена колінвалом в крутний момент двигуна.

Вирішити завдання перетворення тиску газів у обертальний момент неможливо без надійного ущільнення поршня, що рухається в циліндрі. Інакше неминучий прорив газів у картер двигуна та попадання олії з картера в камеру згоряння.

Для цього на поршні організований пояс ущільнювача з канавками, в які встановлені компресійні та маслознімні кільця спеціального профілю. Крім того, для скидання олії в поршні виконані спеціальні отвори.

Але цього мало. У процесі роботи днище поршня (вогневий пояс) безпосередньо контактуючи з гарячими газами, нагрівається, і це тепло треба відводити. У більшості двигунів завдання охолодження вирішується за допомогою тих же поршневих кілець - через них тепло передається від днища стінці циліндра і далі - рідини, що охолоджує. Однак у деяких найбільш навантажених конструкціях роблять додаткове масляне охолодження поршнів, подаючи олію знизу на днище за допомогою спеціальних форсунок. Іноді застосовують і внутрішнє охолодження - форсунка подає олію у внутрішню кільцеву порожнину поршня.

Для надійного ущільнення порожнин від проникнення газів та олії поршень повинен утримуватись у циліндрі так, щоб його вертикальна вісь збігалася з віссю циліндра. Різного роду перекоси та «перекладки», що викликають «бовтання» поршня в циліндрі, негативно позначаються на ущільнюючих і теплопередаючих властивостях кілець, збільшують шумність роботи двигуна.

Утримувати поршень у такому положенні покликаний напрямний пояс спідниця поршня. Вимоги до спідниці дуже суперечливі, а саме: необхідно забезпечити мінімальний, але гарантований зазор між поршнем і циліндром як у холодному, так і повністю прогрітому двигуні.

Завдання конструювання спідниці ускладнюється тим, що температурні коефіцієнти розширення матеріалів циліндра та поршня різні. Мало того, що вони виготовлені з різних металів, їх температури нагрівання різняться у багато разів.

Щоб нагрітий поршень не заклинило, у сучасних двигунах вживають заходів щодо компенсації його температурних розширень.

По-перше, у поперечному перерізі спідниці поршня надається форма еліпса, велика вісь якого перпендикулярна до осі пальця, а в поздовжньому — конуса, що звужується до днища поршня. Така форма дозволяє забезпечити відповідність спідниці нагрітого поршня стінці циліндра, перешкоджаючи заклиненню.

По-друге, у ряді випадків у спідницю поршня заливають сталеві пластини. При нагріванні вони розширюються повільніше і обмежують розширення спідниці.

Використання легких алюмінієвих сплавів для виготовлення поршнів - не забаганка конструкторів. На високих частотах обертання, характерних для сучасних двигунів, дуже важливо забезпечити низьку масу деталей, що рухаються. У подібних умовах важкому поршню буде потрібний потужний шатун, «могутній» колінвал і занадто важкий блок з товстими стінками. Тому альтернативи алюмінію поки що немає, і доводиться йти на всілякі хитрощі з формою поршня.

У конструкції поршня можуть бути й інші «хитрощі». Одна з них – зворотний конус у нижній частині спідниці, покликаний зменшити шум через «перекладку» поршня в мертвих точках. Поліпшити мастило спідниці допомагає спеціальний мікропрофіль на робочій поверхні – мікроканавки з кроком 0,2-0,5 мм, а зменшити тертя – спеціальне антифрикційне покриття. Профіль ущільнювального і вогневого поясів теж певний - тут найвища температура, і зазор між поршнем і циліндром у цьому місці не повинен бути ні більшим (зростає ймовірність прориву газів, небезпека перегріву та поломки кілець), ні маленьким (велика небезпека заклинювання). Нерідко стійкість вогневого пояса підвищується анодуванням.

Все, що ми розповіли, — не повний перелік вимог до поршня. Надійність його залежить від пов'язаних із нею деталей: поршневих кілець (розміри, форма, матеріал, пружність, покриття), поршневого пальця (зазор в отворі поршня, спосіб фіксації), стану поверхні циліндра (відхилення від циліндричності, мікропрофіль). Але вже стає ясно, що будь-яке, навіть не надто значне, відхилення в умовах роботи поршневої групи швидко призводить до появи дефектів, поломок та виходу двигуна з ладу. Щоб надалі якісно відремонтувати двигун, необхідно не тільки знати, як влаштований і працює поршень, а й уміти за характером пошкодження деталей визначити, чому, наприклад, виник задир чи…

Чому прогорів поршень?

Аналіз різних пошкоджень поршнів показує, що всі причини дефектів і поломок діляться на чотири групи: порушення охолодження, недолік мастила, надмірно висока термосилова дія з боку газів у камері згоряння та механічні проблеми.

Разом про те багато причин виникнення дефектів поршнів взаємопов'язані, як і функції, виконувані його різними елементами. Наприклад, дефекти ущільнюючого пояса викликають перегрів поршня, пошкодження вогневого і направляючого поясів, а задир на напрямному поясі веде до порушення ущільнювальних і теплопередаючих властивостей поршневих кілець.

Зрештою це може спровокувати прогар вогневого поясу.

Відзначимо також, що практично при всіх несправностях поршневої групи виникає підвищена витрата олії. При серйозних пошкодженнях спостерігаються густий, сизий дим вихлопу, падіння потужності та утруднений запуск через низьку компресію. У деяких випадках прослуховується стукіт пошкодженого поршня, особливо на непрогрітому двигуні.

Іноді характер дефекту поршневої групи вдається визначити і без розбирання двигуна за вищевказаними зовнішніми ознаками. Але найчастіше така «безрозбірна» діагностика неточна, оскільки різні причини нерідко дають практично той самий результат. Тому можливі причини дефектів потребують детального аналізу.

Порушення охолодження поршня - чи не найпоширеніша причина появи дефектів. Зазвичай це відбувається за несправності системи охолодження двигуна (ланцюжок: «радіатор-вентилятор-датчик включення вентилятора-водяний насос») або через пошкодження прокладки головки блоку циліндрів. Принаймні, як тільки стінка циліндра перестає омиватися зовні рідиною, її температура, а разом з нею і поршня, починають рости. Поршень розширюється швидше циліндра, до того ж нерівномірно, і зрештою зазор в окремих місцях спідниці (як правило, поблизу отвору під палець) стає рівним нулю. Починається задир — схоплювання та взаємне перенесення матеріалів поршня та дзеркала циліндра, а при подальшій роботі двигуна відбувається заклинювання поршня.

Після остигання форма поршня рідко входить у норму: спідниця виявляється деформованою, тобто. стиснутою по великій осі еліпса. Подальша робота такого поршня супроводжується стукотом та підвищеною витратою олії.

У деяких випадках задир на поршні поширюється на пояс ущільнювача, завальцовуючи кільця в канавки поршня. Тоді циліндр, як правило, вимикається з роботи (занадто мала компресія), а говорити про витрату масла взагалі важко, оскільки воно просто вилітатиме з вихлопної труби.

Недостатнє мастило поршня найчастіше характерне для пускових режимів, особливо при низьких температурах. У подібних умовах паливо, що надходить у циліндр, змиває масло зі стінок циліндра, і виникають задираки, які розташовуються, як правило, у середній частині спідниці, на її навантаженому боці.

Двосторонній задир спідниці зазвичай зустрічається при тривалій роботі в режимі масляного голодування, пов'язаного з несправностями системи мастила двигуна, коли кількість олії, що потрапляє на стінки циліндрів, різко зменшується.

Недолік мастила поршневого пальця – причина його заклинювання в отворах бобишок поршня. Таке явище характерне лише для конструкцій із пальцем, запресованим у верхню головку шатуна. Цьому сприяє малий зазор у з'єднанні пальця з поршнем, тому «прихвати» пальців частіше спостерігаються відносно нових двигунів.

Надмірно висока термосилова дія на поршень з боку гарячих газів у камері згоряння - часта причина дефектів і поломок. Так, детонація призводить до руйнування перемичок між кільцями, а гартальне запалення - до прогарів.

У дизелів надмірно великий кут випередження упорскування палива викликає дуже швидке наростання тиску в циліндрах («жорсткість» роботи), що також може спричинити поломку перемичок. Такий результат можливий і при використанні різних рідин, що полегшують запуск дизеля.

Днище та вогневий пояс можуть пошкоджуватися при надто високій температурі в камері згоряння дизеля, що спричинена несправністю розпилювачів форсунок. Аналогічна картина виникає і при порушенні охолодження поршня - наприклад, при закоксовуванні форсунок, що подають масло до поршня, що має кільцеву порожнину внутрішнього охолодження. Задирка, що виникає на верхній частині поршня, може поширюватися і на спідницю, захоплюючи поршневі кільця.

Механічні проблеми, мабуть, дають найбільшу різноманітність дефектів поршневої групи та їх причин. Наприклад, абразивне зношування деталей можливе як «зверху», через попадання пилу через рваний повітряний фільтр, так і «знизу», при циркуляції абразивних частинок в маслі. У першому випадку найбільш зношеними виявляються циліндри у верхній частині і компресійні поршневі кільця, а в другому - маслознімні кільця і ​​спідниця поршня. До речі, абразивні частинки в маслі можуть з'явитися не стільки від невчасного обслуговування двигуна, скільки в результаті швидкого зношування будь-яких деталей (наприклад, розподільного валу, штовхачів та ін.).

Рідко, але трапляється ерозія поршня біля отвору «плаваючого» пальця при вискакуванні стопорного кільця. Найбільш ймовірні причини цього явища - непаралельність нижньої і верхньої головок шатуна, що призводить до значних осьових навантажень на палець і "вибивання" стопорного кільця з канавки, а також використання при ремонті двигуна старих стопорних кілець, що втратили пружність. Циліндр у таких випадках виявляється пошкодженим пальцем настільки, що вже не підлягає ремонту традиційними методами (розточування та хонінгування).

Іноді циліндр можуть потрапляти сторонні предмети. Таке найчастіше відбувається при неакуратній роботі під час обслуговування чи ремонту двигуна. Гайка або болт, опинившись між поршнем і головкою блоку, здатні багато на що, в тому числі і просто «провалити» днище поршня.

Розповідь про дефекти та поломки поршнів можна продовжувати дуже довго.

Електроніка
Тут все проявляється найчастіше ще яскравіше. Більшість відмов на початку проявляється у вигляді помилок, які стираються і людина їде заспокоєним. Але практика показала, що будь-яке, незначне відхилення від норми є ознакою певної тенденції. Можна довго не брати до уваги легкі «тички» коробки, які легко усуваються перепрошивкою або в крайньому випадку, профілактикою плати. Але досить швидко це призведе до необхідності перебирання коробки.

Помилки в газорозподілі часто є ознакою зношування ланцюга, шестерень, а потім закінчуються перебиранням мотора на сотні тисяч рублів. Такі роботи, як заміна ременя ГРМ, взагалі повинні проводитися «в автоматичному режимі» до пробігу 80 тисяч. Що буває при кручі знають усі.

Маючи можливість порівнювати те, скільки витрачають на утримання автомобілів ті, хто не вимкнув у своїй свідомості старий алгоритм підходу до утримання автомобіля та тих, хто «приїжджає на діагностику», можу сказати, що витрати перших у сумі за час володіння автомобілем приблизно на 30-. 50% зазвичай більше, ніж у других.

Правила дуже прості і випливають із особливостей роботи поршневої групи та причин появи дефектів. Тим не менш, багато водіїв і механіків забувають про них, що називається, з усіма наслідками.

Хоча це і очевидно, але під час експлуатації все-таки необхідно:

1. містити у справності системи живлення, мастила та охолодження двигуна, вчасно їх обслуговувати,

2. надмірно не навантажувати холодний двигун,

3. уникати застосування неякісного палива, олії та невідповідних фільтрів та свічок запалювання.

При ремонті необхідно додати та неухильно виконувати ще кілька правил. Головне, на наш погляд, — не можна прагнути забезпечення мінімальних зазорів поршнів в циліндрах і в замках кілець. Епідемія «хвороби малих зазорів», яка колись вразила багатьох механіків, все ще не пройшла. Більше того, практика показала, що спроби «пощільніше» встановити поршень у циліндрі в надії на зменшення шуму двигуна та збільшення його ресурсу майже завжди закінчуються зворотним: задирами поршнів, стукотом, витратою олії та повторним ремонтом. Правило «краще проміжок на 0,03 мм більше, ніж на 0,01 мм менше» працює завжди і для будь-яких двигунів.

Інші правила традиційні:

якісні запасні частини,

правильна обробка зношених деталей,

ретельне миття та акуратне складання з обов'язковим контролем на всіх етапах.

Спочатку розумні люди ставили дворядний ланцюг та здвоєні шестірні. Навантаження на кожний зуб і ланка ланцюга була невелика і проблеми ланцюгів не було в природі.

Зараз під гаслом зниження ваги та металомісткості, а також екології двигуни стали такими, як ми їх бачимо.

Після 120 тисяч пробігу треба міняти поголовно не чекаючи відходу міток і урвища чи перескоку.

Відхід мітки від норми хоч на міліметр - причина для заміни.

Андрій Гончаров, експерт рубрики «Ремонт автомобілів»

Основні причини прискореного зносу двигуна

Несвоєчасна заміна олії та масляного фільтрапризводить до роботи пар тертя у несприятливих умовах.

Це пов'язано з погіршенням експлуатаційних властивостей моторного масла (змінюється його в'язкість, виробляються присадки, підвищується схильність до утворення відкладень на деталях і в каналах системи мастила і т.д.) і великою кількістю продуктів зношування в системі мастила (у гранично забрудненому масляному фільтрі відкривається перепускний клапан і масло проходить повз фільтруючий елемент).

Використання неякісної оліївикликає прискорене зношування і швидкий вихід двигуна з ладу. Олія, що не володіє всім комплексом властивостей, необхідним для нормального мастила пар тертя, не запобігає утворенню задирів і руйнування робочих поверхонь високонавантажених деталей (деталі газорозподільного механізму, поршневі кільця, спідниці поршнів, вкладки колінвала, підшипники турбокомпресора і т.д.).

Підвищена схильність неякісних олій до утворення смолистих відкладень може призвести до закупорювання масляних каналів і залишити пари тертя без мастила, що викличе їх прискорене зношування, утворення задирів і заклинювання. Подібні ефекти можливі у разі застосування олії, яка не відповідає даному двигуну за класом якості (класифікації API, ACEA тощо). Наприклад, коли замість рекомендованого масла API класу SH/CD використовується дешевше SF/CC.

Незадовільний стан повітряного чи паливного фільтра(дефекти, механічні пошкодження), а також різні нещільності з'єднань впускної системи призводять до попадання абразивних частинок (пилу) в двигун і інтенсивного зношування, в першу чергу циліндрів і поршневих кілець.

Несвоєчасне усунення несправностей у двигуніабо неправильне регулювання прискорює знос деталей. Наприклад, "стукає" розподільний вал є джерелом безперервного забруднення системи змащення металевими частинками. Неправильна установка кута випередження запалення, несправності карбюратора або системи керування двигуном, застосування не відповідних двигуну свічок запалювання викликають детонацію і гартоване запалення, що загрожують руйнуванням поршнів і поверхонь камер згоряння.

Перегрів двигуна через несправності в системі охолодження може призвести до деформації головки блоку циліндрів (ГБЦ) та утворення у ній тріщин. Плівка масла в парах тертя при недостатньому охолодженні стає менш міцною, що призводить до інтенсивного зносу деталей, що труться. У дизелів прогар поршнів та інші серйозні дефекти виникають в результаті несправностей паливної апаратури.

Режими експлуатації автомобілятакож впливають на швидкість зношування двигуна. Робота двигуна переважно на максимальних навантаженнях та частотах обертання колінчастого валу може помітно знизити його ресурс (на 20-30% і більше). Перевищення допустимої кількості оборотів призводить до руйнування деталей.

Близько 70% зносу двигуна посідає режим пуску.Особливо сприяє зниженню ресурсу холодний пуск, якщо в двигун залито масло з невідповідною в'язкісно-температурною характеристикою. При температурі -30oС він еквівалентний (за зносом) пробігу кілька сотень кілометрів. Пов'язано це, перш за все, з високою в'язкістю олії при низькій температурі - для її надходження (прокачування) до пар тертя потрібно більше часу.

Короткі поїздки на непрогрітому двигуні взимкусприяють появі відкладень у системі мастила та корозійному зносу поршнів, їх кілець та циліндрів.