как понять что прогорел поршень
Прогорел поршень: причины и что делать
Изучение различных повреждений поршней показывает, что все причины дефектов и поломок делятся на 4 группы:
Совместно с тем многие причины возникновения дефектов поршней взаимосвязаны, как и функции, выполняемые его различными элементами. В частности, дефекты уплотняющего пояса вызывают перегревание поршня, повреждения огневого и направляющего поясов, а задир на направляющем поясе ведет к нарушению уплотнительных и теплопередающих свойств поршневых колец.
В конечном счете это скорее всего спровоцирует прогар огневого пояса.
Почему прогорел поршень
Бедная горючая смесь
На 1 л бензина включает больше 16 кг кислорода. Она горит не очень быстро, мотор перегревается, падает энергия, как итог перегревается весь двигатель. Поршень в этом списке ключевой, ибо он алюминиевый (если не учитывать тюнингованные поршни) и находится прямо в зоне горения топлива. Как общеизвестно алюминий плавится около 660 °С, а когда размыслить, что предельно допустимая температура двигателя лишь 150 градусов, а потом 200 °С уже никакое масло не смазывает, то не долго расчитать, что бедная смесь всё таки способна накалить детали в середине мотора более нежели в 4 раза больше.
Плохой бензин
Бодяжный бензин прожигает поршень по той же причине — в результате перегрева. Потому, что бензин, который мы заливаем себе в бензобак, частенько, бензином зваться не может. Правильный бензин горит при достаточно низкой температуре, при этом очень усиленно расширяясь, ведь сущность любого газа, загоняемого в верхнюю мертвую точку (ВМТ), заключается в том, чтоб он предельно расширился относительно своего первоначального объёма, тем самым предельно убедительно толкая поршень книзу, а горение и выделяемая температура — это всё побочные эффекты, лишенный которых двигатель бы прекрасненько обходился. В плохом бензине, как и в нормальном, есть такие составляющие, как бензол, газолин и другие нехорошые вещества. Дело в том, что содержатся они в низкокачественных “бензинах” абсолютно в других пропорциях, а собственно в бОльших пропорцих, чем допускают стандарты.
Прогорел поршень признаки и симптомы
Эти два диво-компонента горят, выделяя побольше тепла и при этом имеют малый коеффицент расширения при сгорании, а и при этом ещё и, будучи в составе бензина, замедляют темп горения, снижая мощь. Следовательно, при езде на таком топливе для достижения должной тяги требуется петлять ручку газа больше, чем при езде на нормальном бензине, но вот несчастье: необходимую тягу мы получаем в комплекте с гораздо большей температурой горения и перерасходом топлива, а результатом этого и есть дыра в поршне.
На работе поршня сказывается множество факторов и невозможно однозначно дать ответ прогорит конкретный поршень или произойдет, какой-то иной дефект. Можно оценить вероятность свершения того или иного события. И для того чтобы не допустить наступление такого неприятного события как прогар поршня необходимо соблюдать правила записанные в РЭ. Ведь прогар поршня это чисто эксплуатационный дефект.
Признаки сгоревших поршневых колец двигателя автомобиля
Изучение различных повреждений поршней показывает, что все причины дефектов и поломок делятся на 4 группы:
Совместно с тем многие причины возникновения дефектов поршней взаимосвязаны, как и функции, выполняемые его различными элементами. В частности, дефекты уплотняющего пояса вызывают перегревание поршня, повреждения огневого и направляющего поясов, а задир на направляющем поясе ведет к нарушению уплотнительных и теплопередающих свойств поршневых колец.
В конечном счете это скорее всего спровоцирует прогар огневого пояса.
Прогорел поршень: причины и что делать
Изучение различных повреждений поршней показывает, что все причины дефектов и поломок делятся на 4 группы:
Совместно с тем многие причины возникновения дефектов поршней взаимосвязаны, как и функции, выполняемые его различными элементами. В частности, дефекты уплотняющего пояса вызывают перегревание поршня, повреждения огневого и направляющего поясов, а задир на направляющем поясе ведет к нарушению уплотнительных и теплопередающих свойств поршневых колец.
В конечном счете это скорее всего спровоцирует прогар огневого пояса.
Почему прогорел поршень
Бедная горючая смесь
На 1 л бензина включает больше 16 кг кислорода. Она горит не очень быстро, мотор перегревается, падает энергия, как итог перегревается весь двигатель. Поршень в этом списке ключевой, ибо он алюминиевый (если не учитывать тюнингованные поршни) и находится прямо в зоне горения топлива. Как общеизвестно алюминий плавится около 660 °С, а когда размыслить, что предельно допустимая температура двигателя лишь 150 градусов, а потом 200 °С уже никакое масло не смазывает, то не долго расчитать, что бедная смесь всё таки способна накалить детали в середине мотора более нежели в 4 раза больше.
Плохой бензин
Бодяжный бензин прожигает поршень по той же причине — в результате перегрева. Потому, что бензин, который мы заливаем себе в бензобак, частенько, бензином зваться не может. Правильный бензин горит при достаточно низкой температуре, при этом очень усиленно расширяясь, ведь сущность любого газа, загоняемого в верхнюю мертвую точку (ВМТ), заключается в том, чтоб он предельно расширился относительно своего первоначального объёма, тем самым предельно убедительно толкая поршень книзу, а горение и выделяемая температура — это всё побочные эффекты, лишенный которых двигатель бы прекрасненько обходился. В плохом бензине, как и в нормальном, есть такие составляющие, как бензол, газолин и другие нехорошые вещества. Дело в том, что содержатся они в низкокачественных “бензинах” абсолютно в других пропорциях, а собственно в бОльших пропорцих, чем допускают стандарты.
Прогорел поршень признаки и симптомы
Эти два диво-компонента горят, выделяя побольше тепла и при этом имеют малый коеффицент расширения при сгорании, а и при этом ещё и, будучи в составе бензина, замедляют темп горения, снижая мощь. Следовательно, при езде на таком топливе для достижения должной тяги требуется петлять ручку газа больше, чем при езде на нормальном бензине, но вот несчастье: необходимую тягу мы получаем в комплекте с гораздо большей температурой горения и перерасходом топлива, а результатом этого и есть дыра в поршне.
На работе поршня сказывается множество факторов и невозможно однозначно дать ответ прогорит конкретный поршень или произойдет, какой-то иной дефект. Можно оценить вероятность свершения того или иного события. И для того чтобы не допустить наступление такого неприятного события как прогар поршня необходимо соблюдать правила записанные в РЭ. Ведь прогар поршня это чисто эксплуатационный дефект.
Пошаговая инструкция по ремонту и замене
Существуют определенные алгоритмы ремонта и замены расходных материалов в любом изделии, не исключением будут и бассейны с такими важными деталями, как клапаны.
Как починить?
Отремонтировать в чаше возможно только сливной клапан, поскольку ремонт будет заключаться в замене прокладки.
Пошаговая инструкция по ремонту:
Алгоритм довольно несложный, но все же потребует от хозяина некоторых физических затрат.
Как заменить?
Поменять клапаны в надувной чаше будет задачей не из простых, поскольку понадобится довольно большое количество времени и подручных средств.
Поскольку надувное и сливное оборудование просто «впаяно» в корпус изделия, то к вопросу замены следует подходить очень ответственно:
Процесс замены деталей довольно ответственный, и если нет уверенности в собственных знаниях и умении, то лучше доверить процесс замены специалистам сервисных центров.
Неплохим решением будет обращение в шиномонтаж. Там специалисты по вулканизации более профессионально и надежно произведут замену.
Почему прогорел поршень? Как избежать прогара?
Почему прогорел поршень?
Анализ различных повреждений поршней показывает, что все причины дефектов и поломок делятся на четыре группы: нарушение охлаждения, недостаток смазки, чрезмерно высокое термосиловое воздействие со стороны газов в камере сгорания и механические проблемы.
Вместе с тем многие причины возникновения дефектов поршней взаимосвязаны, как и функции, выполняемые его различными элементами. Например, дефекты уплотняющего пояса вызывают перегрев поршня, повреждения огневого и направляющего поясов, а задир на направляющем поясе ведет к нарушению уплотнительных и теплопередающих свойств поршневых колец.
В конечном счете это может спровоцировать прогар огневого пояса.
Отметим также, что практически при всех неисправностях поршневой группы возникает повышенный расход масла. При серьезных повреждениях наблюдаются густой, сизый дым выхлопа, падение мощности и затрудненный запуск из-за низкой компрессии. В некоторых случаях прослушивается стук поврежденного поршня, особенно на не прогретом двигателе.
Иногда характер дефекта поршневой группы удается определить и без разборки двигателя по указанным выше внешним признакам. Но чаще всего такая «безразборная» диагностика неточна, поскольку разные причины нередко дают практически один и тот же результат. Поэтому возможные причины дефектов требуют детального анализа.
Нарушение охлаждения поршня — едва ли не самая распространенная причина появления дефектов. Обычно это происходит при неисправности системы охлаждения двигателя (цепочка: «радиатор-вентилятор-датчик включения вентилятора-водяной насос») либо из-за повреждения прокладки головки блока цилиндров. Во всяком случае, как только стенка цилиндра перестает омываться снаружи жидкостью, ее температура, а вместе с ней и температура поршня, начинают расти. Поршень расширяется быстрее цилиндра, к тому же неравномерно, и в конечном итоге зазор в отдельных местах юбки (как правило, вблизи отверстия под палец) становится равным нулю. Начинается задир — схватывание и взаимный перенос материалов поршня и зеркала цилиндра, а при дальнейшей работе двигателя происходит заклинивание поршня.
После остывания форма поршня редко приходит в норму: юбка оказывается деформированной, т.е. сжатой по большой оси эллипса. Дальнейшая работа такого поршня сопровождается стуком и повышенным расходом масла.
В некоторых случаях задир на поршне распространяется на уплотнительный пояс, завальцовывая кольца в канавки поршня. Тогда цилиндр, как правило, выключается из работы (слишком мала компрессия), а говорить о расходе масла вообще трудно, поскольку оно будет просто вылетать из выхлопной трубы.
Недостаточная смазка поршня чаще всего характерна для пусковых режимов, особенно при низких температурах. В подобных условиях топливо, поступающее в цилиндр, смывает масло со стенок цилиндра, и возникают задиры, которые располагаются, как правило, в средней части юбки, на ее нагруженной стороне.
Двухсторонний задир юбки обычно встречается при длительной работе в режиме масляного голодания, связанного с неисправностями системы смазки двигателя, когда количество масла, попадающего на стенки цилиндров, резко уменьшается.
Недостаток смазки поршневого пальца — причина его заклинивания в отверстиях бобышек поршня. Такое явление характерно только для конструкций с пальцем, запрессованным в верхнюю головку шатуна. Этому способствует малый зазор в соединении пальца с поршнем, поэтому «прихваты» пальцев чаще наблюдаются у относительно новых двигателей.
У дизелей чрезмерно большой угол опережения впрыска топлива вызывает очень быстрое нарастание давления в цилиндрах («жесткость» работы), что также может вызвать поломку перемычек. Такой же результат возможен и при использовании различных жидкостей, облегчающих запуск дизеля.
Днище и огневой пояс могут повреждаться при слишком высокой температуре в камере сгорания дизеля, вызванной неисправностью распылителей форсунок. Аналогичная картина возникает и при нарушении охлаждения поршня — например, при закоксовывании форсунок, подающих масло к поршню, имеющему кольцевую полость внутреннего охлаждения. Задир, возникающий на верхней части поршня, может распространяться и на юбку, захватывая поршневые кольца.
Механические проблемы, пожалуй, дают самое большое разнообразие дефектов поршневой группы и их причин. Например, абразивный износ деталей возможен как «сверху», из-за попадания пыли через рваный воздушный фильтр, так и «снизу», при циркуляции абразивных частиц в масле. В первом случае наиболее изношенными оказываются цилиндры в верхней их части и компрессионные поршневые кольца, а во втором — маслосъемные кольца и юбка поршня. Кстати, абразивные частицы в масле могут появиться не столько от несвоевременного обслуживания двигателя, сколько в результате быстрого износа каких-либо деталей (например, распредвала, толкателей и др.).
Редко, но встречается эрозия поршня у отверстия «плавающего» пальца при выскакивании стопорного кольца. Наиболее вероятные причины этого явления — непараллельность нижней и верхней головок шатуна, приводящая к значительным осевым нагрузкам на палец и «выбиванию» стопорного кольца из канавки, а также использование при ремонте двигателя старых (потерявших упругость) стопорных колец. Цилиндр в таких случаях оказывается поврежденным пальцем настолько, что уже не подлежит ремонту традиционными методами (расточка и хонингование).
Иногда в цилиндр могут попадать посторонние предметы. Такое чаще всего происходит при неаккуратной работе во время обслуживания или ремонта двигателя. Гайка или болт, оказавшись между поршнем и головкой блока, способны на многое, в том числе и просто «провалить» днище поршня.
Рассказ о дефектах и поломках поршней можно продолжать очень долго. Но и того, что уже сказано, достаточно, чтобы сделать некоторые выводы. По крайней мере, уже можно определить…
Как избежать прогара?
Правила очень просты и вытекают из особенностей работы поршневой группы и причин появления дефектов. Тем не менее, многие водители и механики забывают о них, что называется, со всеми вытекающими последствиями.
Хотя это и очевидно, но при эксплуатации все-таки необходимо: содержать в исправности системы питания, смазки и охлаждения двигателя, вовремя их обслуживать, излишне не нагружать холодный двигатель, избегать применения некачественного топлива, масла и несоответствующих фильтров и свечей зажигания. А если что-то с двигателем не так, не доводить его «до ручки», когда ремонт уже не обойдется «малой кровью».
При ремонте необходимо добавить и неукоснительно выполнять еще несколько правил. Главное, на наш взгляд, — нельзя стремиться к обеспечению минимальных зазоров поршней в цилиндрах и в замках колец. Эпидемия «болезни малых зазоров», когда-то поразившая многих механиков, все еще не прошла. Более того, практика показала, что попытки «поплотнее» установить поршень в цилиндре в надежде на уменьшение шума двигателя и увеличение его ресурса почти всегда заканчиваются обратным: задирами поршней, стуками, расходом масла и повторным ремонтом. Правило «лучше зазор на 0,03 мм больше, чем на 0,01 мм меньше» работает всегда и для любых двигателей.
Остальные правила традиционны: качественные запасные части, правильная обработка изношенных деталей, тщательная мойка и аккуратная сборка с обязательным контролем на всех этапах.
Признаки сгоревших поршневых колец двигателя автомобиля
Каждый поршень в двигателе вашего автомобиля снабжен двумя раздельными кольцами сжатия на головке поршня и сборным маслосъемным кольцом на юбке поршня. Кольца катаются в кольцевых канавках внутри поршня. Кольца сжатия сдерживают давление от расширяющихся газов внутри камеры сгорания, помогая использовать энергию, произведенную во время предотвращения попадания картерных газов в картер двигателя. Маслосъемное кольцо соскребает излишки масла со стенок цилиндра перед кольцами сжатия, чтобы предотвратить попадание масла в камеру сгорания. Поломка какого-либо из этих колец приведет к потере производительности, если есть другие проблемы и симптомы.
Сломанные кольца сжатия
Результат от сломанных колец сжатия незамедлительно обнаружит себя в виде потери мощности, неровного холостого хода и, возможно, неисправности в работе поврежденного цилиндра. Недостаточное сдерживание дымовых газов приведет к попаданию картерных газов в картер двигателя и их принудительному выходу через систему вентиляции картера. Клапан вентиляции картера, вероятнее всего, находится на крышке клапана. Отсоедините вытяжную трубку от клапана вентиляции картера, и если вы заметите сильный запах или выход дыма из клапана, то велик шанс того, что кольца сжатия сломаны.
Кроме очевидных проблем в производительности двигателя, со временем могут развиться и другие проблемы. К примеру, дизельный двигатель, работающий на высокосернистом топливе для морских или сельскохозяйственных машин, может быть сильно поврежден в связи с потерей компрессии. Частично сгоревшее топливо ударяет в кольца, а сера из топлива перемешивается с водой, присутствующей в масле, и в результате химической реакции превращается в серную кислоту, которая повреждает внутренние компоненты двигателя.
В бензиновых двигателях топливо работает как растворитель, который разжижает масло и способствует исправной защите внутренних деталей. Проверьте компрессию с помощью тестера. Обычно компрессия должна быть примерно 11-12 бар с разностью между цилиндрами не более чем 15%. Если на одном из цилиндров компрессия меньше этих значений, то, скорее всего, на нем сломано кольцо.
Сломанное маслосъемное кольцо
Сломанное сборное маслосъемное кольцо можно распознать по качеству выхлопных газов, которые становятся голубого цвета и имеют явный запах масла. Выхлопные газы выделяются в виде клубов синего дыма за цикл работы испорченного цилиндра, а выхлоп нормального вида – за цикл работы исправных цилиндров. Эти отрывистые клубы позволяют легко провести визуальную диагностику. Другие симптомы включают потери масла при отсутствии утечек, а также масляные отложения на свече зажигания неработающего цилиндра.
Механические повреждения
Кроме вреда, нанесенного картерными газами, несоответствующей смазкой и свободными углеводородами, содержащимися в масле, существуют очевидные механические повреждения. Края колец могут выдавить стенки цилиндра, препятствуя хорошему контакту других колец со стенками цилиндра, и усугубить симптомы. Кольцевая канавка в поршне может быть повреждена, а поскольку стенки цилиндра и кольца тверже, чем алюминиевый поршень, то и сам поршень может повредиться или частично разрушиться, что приведет к более серьезным повреждениям.
Поскольку любые частички оседают на дне картера двигателя, провоцируя возможный больший вред, то следует заменить сломанные кольца незамедлительно. Можно снять крышку блока цилиндров для осмотра поврежденных стенок цилиндра или использовать механическую камеру, пропущенную через отверстие свечи зажигания. Это будет наименее агрессивная процедура.
Причины поломки колец
Так как кольца были должным образом подобраны по размеру и установлены во время сборки двигателя, то любое повреждение в кольцах, вероятно, было вызвано иными механическими проблемами. Когда двигатель перегревается, то поршень расширяется, уменьшая зазор между поршнем и цилиндром. Этот уменьшенный зазор может приводить к передаче металла от поршня к цилиндру, или к так называемому истиранию.
Перенесенный алюминий может собираться на стенке цилиндра и провоцировать протечку или поломку верхнего компрессионного кольца. Маслосъемные кольца могут сломаться, если есть увеличенный зазор между поршнем и цилиндром, при этом происходят слишком сильные хлопки поршня. Может быть повреждена юбка поршня (а фактически сами станки цилиндра), и это, в свою очередь, может уничтожить сборное маслосъемное кольцо.
Как определить прогоревший поршень
Поршни изготавливаются из материалов, способных выдерживать высокие температуры внутри двигателя, однако, и они могут выйти из строя. Признаками такой неисправности являются посторонний шум при работе двигателя (грохот или стуки на холостых оборотах), повышенный расход масла, пропуски зажигания и снижение мощности.
Падение компрессии также может привести к пропускам зажигания и потере мощности. Среди причин снижения компрессии можно выделить следующие: прогорание выпускного клапана, деформация клапана, ослабление или поломка клапанных пружин, повреждение прокладки головки блока и неисправность поршня. Если тест компрессии обнаруживает небольшую компрессию или ее отсутствие в одном из цилиндров, а дополнительная проверка показывает ее утечку в картер, а не во впускную или выпускную системы, то это один из признаков наличия отверстия или трещины в поршне этого цилиндра. Если у вас нет бороскопа, то вам придется демонтировать головку цилиндров для проведения внешнего осмотра поршней. В случае повышенного расхода масла, а также появления сизого дыма из выхлопной трубы проблема может заключаться в износе направляющих клапанов и маслосъемных колпачков, износе или поломке поршневых колец или наличии трещин в поршне.
Диагностика
Следы оплавления материала в верхней части поршня или отверстия на его поверхности указывают на то, что деталь сильно нагревалась. В данном случае сильное опережение зажигания или детонация стали причиной разрушения поршня. Это произошло из-за плавления алюминия вследствие высоких температур, поэтому целью диагностики должно стать выявление факторов, вызывающих перегрев.
Самой распространенной причиной прогорания поршня является загрязнение топливной форсунки. При этом смесь обедняется. На некоторых автомобилях эта неисправность сопровождается появлением кодов ошибок P0171 или P0174, которые свидетельствуют о обеднении топливной смеси и возможном загрязнении как минимум одной из форсунок. Единственным гарантированным методом устранения этой неисправности является снятие, промывка и последующая проверка всех форсунок. Форсунки с показателем перелива менее 5% или более 8%.
Если вы не располагаете установкой для промывки форсунок, то вы можете заменить форсунку цилиндра с прогоревшим поршнем, почистить остальные, затем собрать двигатель и проверить его работу. В большинстве случаев таким методом удается устранить проблему.
Другие причины прогорания поршня: неправильный температурный ражим работы свечи (слишком высокий для этого двигателя), слишком раннее зажигание (не очень распространено в настоящее время из-за использования электронных систем управления зажиганием), выход из строя датчика детонации, низкое октановое число используемого топлива (бензин с октановым числом менее 87, либо использование бензина с октановым числом 87 в двигателях с высокой степенью сжатия, которым требуются премиальные свечи), а также любой другой фактор, в результате которого температура работы двигателя увеличивается – низкий уровень охлаждающей жидкости, неисправность термостата, поломка водяного насоса, неработоспособность вентилятора и засорение каталитического нейтрализатора, который не позволяет выводить горячие газы из двигателя.
На турбированных и форсированных двигателях слишком высокое давление и высокооктановый бензин могут быстро вывести поршень из строя. Проверьте работу регулировочного клапана и системы контроля турбонаддува. Если последняя была настроена таким образом, чтобы развивать давление больше номинального, то в цилиндры может попасть больше воздуха, чем требуется для нормальной работы. Это грозит обеднением смеси и прогоранием поршня. При обнаружении описанных симптомов вам нужно немедленно обратиться к специалисту.
Как будет вести себя двигатель при прогоревшем поршне
Изучение различных повреждений поршней показывает, что все причины дефектов и поломок делятся на 4 группы:
Совместно с тем многие причины возникновения дефектов поршней взаимосвязаны, как и функции, выполняемые его различными элементами. В частности, дефекты уплотняющего пояса вызывают перегревание поршня, повреждения огневого и направляющего поясов, а задир на направляющем поясе ведет к нарушению уплотнительных и теплопередающих свойств поршневых колец.
В конечном счете это скорее всего спровоцирует прогар огневого пояса.
Основные причины прогара или разрушения поршня дизельного двигателя
Первой и самой вероятной причиной прогорания поршня является то, что льет форсунка. Проще говоря, она подает больше топлива, чем допустимо производителем. В итоге, приходится работать с большим объемом горения и пламени, чем позволено. Данная история сопровождается характерным «тах-кающим» звуком.
Если долго использовать машину в подобном режиме, то со временем стенки поршня оплавляются. Материал расплавленного алюминия будет разлетаться по стенкам цилиндра и ускорит разрушение двигателя. Чем дольше так ездить, тем больше деталей вам потребуется заменить. Вплоть до полноценной замены двигателя.
Причиной прогара поршней может стать попадание масла в цилиндры вследствии износа сальников, направляющей клапана и закоксованных колец. Масло стекает по впускному клапану и потихоньку капает на поршень двигателя. Температура горения масла выше, чем температура топлива. И эта ситуация заставляет двигатель постепенно разрушаться.
Бывает так, что в камеру сгорания поршня попадает антифриз. Попадание воды или антифриза внутрь камеры сгорания производит катализацию взрыва.
Поршень в двигателе можно сравнить с раскаленной сковородкой. Каждый из нас знает, что при попадании небольшого количества воды на сковородку, она начинает шипеть и выплескивать масло.
Внутри камеры сгорания температура может достигать 700 градусов, давление также очень высокое. Всё это служит катализатором для сильного микро-взрыва с последующим расплескиванием и повреждением металла.
Даже одна капля воды может стать катализатором проблем с двигателем!
Дизельный мотор имеет отличия от бензинового. Двигатели отличаются в частности принципом воспламенения, у бензина от искры, у дизеля от сжатия. Соответственно, нагрузка на сами поршня также превышает бензиновые аналоги примерно в 3 раза. Компрессия бензинового двигателя достигает значения в 10 бар давления. В свою очередь, дизельный двигатель обеспечивает давление в 30 бар. Степень сжатия также выше в 3 раза.
Дизельный двигатель более износоустойчивый. Правда, существует ряд нюансов, который делает дизельный двигатель менее устойчивым, чем бензиновый. Чаще всего, дизель дольше прослужит своему владельцу, если все в двигателе будет хорошо и обслуживаться он будет вовремя. Но, практика показывает, что в 90% случаев это не так.
Повреждения гильз цилиндров
Кавитация
Блестящие места в верхней части цилиндра
Отложения масляного нагара на жаровом поясе поршня по следующим причинам:
Ключевые слова :
Группы продуктов :
ЗАГРУЗКА
видео
Измерение выступа поршня
Регистрация для получения бюллетеня
Поиск торговцев
онлайн-каталог
Анализ поломок поршня двухтактного двигателя
Это пособие нацелено на облегчение диагностики состояния двигателя и условий его работы, приведших к выходу из строя компонентов цилиндро-поршевой группы, а также анализа причин, лежащих в основе этих поломок.
Техника, с которой мы работаем, зачастую эксплуатируется в недопустимых условиях, способствующих поломкам такого типа. Глубокое понимание взаимосвязи различных факторов, влияющих на работу двигателя, позволит сотрудникам сервиса грамотно консультировать владельцев техники по вопросам увеличения срока службы двигателя, а также давать грамотные рекомендации по предотвращению поломок.
Анализ неисправности поршня — дело весьма сложное и многогранное, поскольку множество различных причин могут лежать в основе одного и того же результата. Выход из строя поршня, поршневых колец или цилиндра по какой-либо единственной причине — довольно редкий случай. Такие поломки, как правило, возникают в результате комбинации усиливающих друг друга причин, проявляющихся в тех или иных условиях работы двигателя.
Для получения более специфической информации, связанной с ремонтом цилиндро-поршневой группы двигателя, необходимо обратиться к соответствующим разделам Руководства по ремонту (Shop Manual), относящемуся к конкретному двигателю.
Как определить прогоревший поршень
Поршни изготавливаются из материалов, способных выдерживать высокие температуры внутри двигателя, однако, и они могут выйти из строя. Признаками такой неисправности являются посторонний шум при работе двигателя (грохот или стуки на холостых оборотах), повышенный расход масла, пропуски зажигания и снижение мощности.
Падение компрессии также может привести к пропускам зажигания и потере мощности. Среди причин снижения компрессии можно выделить следующие: прогорание выпускного клапана, деформация клапана, ослабление или поломка клапанных пружин, повреждение прокладки головки блока и неисправность поршня. Если тест компрессии обнаруживает небольшую компрессию или ее отсутствие в одном из цилиндров, а дополнительная проверка показывает ее утечку в картер, а не во впускную или выпускную системы, то это один из признаков наличия отверстия или трещины в поршне этого цилиндра.
Если у вас нет бороскопа, то вам придется демонтировать головку цилиндров для проведения внешнего осмотра поршней. В случае повышенного расхода масла, а также появления сизого дыма из выхлопной трубы проблема может заключаться в износе направляющих клапанов и маслосъемных колпачков, износе или поломке поршневых колец или наличии трещин в поршне.
Почему прогорел поршень
Бедная горючая смесь
На 1 л бензина включает больше 16 кг кислорода. Она горит не очень быстро, мотор перегревается, падает энергия, как итог перегревается весь двигатель. Поршень в этом списке ключевой, ибо он алюминиевый (если не учитывать тюнингованные поршни) и находится прямо в зоне горения топлива. Как общеизвестно алюминий плавится около 660 °С, а когда размыслить, что предельно допустимая температура двигателя лишь 150 градусов, а потом 200 °С уже никакое масло не смазывает, то не долго расчитать, что бедная смесь всё таки способна накалить детали в середине мотора более нежели в 4 раза больше.
Плохой бензин
Бодяжный бензин прожигает поршень по той же причине — в результате перегрева. Потому, что бензин, который мы заливаем себе в бензобак, частенько, бензином зваться не может. Правильный бензин горит при достаточно низкой температуре, при этом очень усиленно расширяясь, ведь сущность любого газа, загоняемого в верхнюю мертвую точку (ВМТ), заключается в том, чтоб он предельно расширился относительно своего первоначального объёма, тем самым предельно убедительно толкая поршень книзу, а горение и выделяемая температура — это всё побочные эффекты, лишенный которых двигатель бы прекрасненько обходился. В плохом бензине, как и в нормальном, есть такие составляющие, как бензол, газолин и другие нехорошые вещества. Дело в том, что содержатся они в низкокачественных “бензинах” абсолютно в других пропорциях, а собственно в бОльших пропорцих, чем допускают стандарты.
Диагностика
Следы оплавления материала в верхней части поршня или отверстия на его поверхности указывают на то, что деталь сильно нагревалась. В данном случае сильное опережение зажигания или детонация стали причиной разрушения поршня. Это произошло из-за плавления алюминия вследствие высоких температур, поэтому целью диагностики должно стать выявление факторов, вызывающих перегрев.
Самой распространенной причиной прогорания поршня является загрязнение топливной форсунки. При этом смесь обедняется. На некоторых автомобилях эта неисправность сопровождается появлением кодов ошибок P0171 или P0174
, которые свидетельствуют о обеднении топливной смеси и возможном загрязнении как минимум одной из форсунок. Единственным гарантированным методом устранения этой неисправности является снятие, промывка и последующая проверка всех форсунок. Форсунки с показателем перелива менее 5% или более 8%.
Другие причины прогорания поршня: неправильный температурный ражим работы свечи (слишком высокий для этого двигателя), слишком раннее зажигание (не очень распространено в настоящее время из-за использования электронных систем управления зажиганием), выход из строя датчика детонации, низкое октановое число используемого топлива (бензин с октановым числом менее 87, либо использование бензина с октановым числом 87 в двигателях с высокой степенью сжатия, которым требуются премиальные свечи), а также любой другой фактор, в результате которого температура работы двигателя увеличивается – низкий уровень охлаждающей жидкости, неисправность термостата, поломка водяного насоса, неработоспособность вентилятора и засорение каталитического нейтрализатора, который не позволяет выводить горячие газы из двигателя.
На турбированных и форсированных двигателях слишком высокое давление и высокооктановый бензин могут быстро вывести поршень из строя.
Проверьте работу регулировочного клапана и системы контроля турбонаддува. Если последняя была настроена таким образом, чтобы развивать давление больше номинального, то в цилиндры может попасть больше воздуха, чем требуется для нормальной работы. Это грозит обеднением смеси и прогоранием поршня. При обнаружении описанных симптомов вам нужно немедленно обратиться к специалисту.
Не реализуемая логика работы подпора воздуха.
Подпор воздуха в помещение это не такая простая задача, как может показаться. Цель подпора воздуха — создать требуемый избыток давления в защищаемом помещении по отношению к помещению, откуда может происходить угроза задымления.
Но между помещениями есть дверь — и это несет в себе массу сюрпризов.
Дверь нужно открывать/закрывать даже в момент пожарной тревоги — как иначе будет происходить эвакуация?
Так вот, при закрытой двери и при открытой требуются разные мощности подпора воздуха.
Это достигается либо применением двух разных вентиляторов, либо устройством еще одного клапана для сброса избыточного давления из помещения с подпором воздуха.
И тот и другой способ основываются на управлении режимом дымоудаления по сигналу датчика открытия двери. Возможно существует и способ управления по измерению давления, но это нужен очень точный датчик.
Понятно что это достаточно сложный сценарий управления и не во всех системах реализуем штатным возможностями.
Сам был свидетелем невозможности открыть дверь в тамбур лифта из-за того, что ее прижало разностью давлений, когда включился подпор воздуха.
Причины возникновения задиров на поршнях
Если температурная нагрузка на поршневую часть начинает превышать допустимые пределы, то необходимо готовиться к худшему. В этом случае значительно снизится зазор между стенками цилиндра и поршнем, что вызовет дополнительное трение и, как следствие, нагрев поршня с последующим его увеличением. Даже специальное антифрикционное покрытие, которое наносится на поверхность поршня и стенки цилиндра, не всегда предохраняет от перегрева. В результате этого на поверхностях взаимодействующих элементов образовываются задиры. Также не исключено заклинивание поршня. По характеру и положению задиров можно определить причины их возникновения. Например, об общем перегреве силового агрегата свидетельствует появление задиров по всей поверхности юбки.
Почему прогорает поршень?
Возникновению этой проблемы могут служить несколько причин:
Мы рассмотрели с вами назначение и устройство поршня двигателя, а также обратили внимание на проблемы, которые могут возникнуть с данным элементом. Надеемся, что вам удалось пополнить свой запас знаний, прочитав нашу статью.
Зона днища и жарового пояса полностью разрушена. Жаровой пояс прогорел до упрочняющей вставки. Расплавленный материал поршня продвинулся по юбке поршня и вызвал там также повреждения и задиры. Упрочняющая вставка первого компрессионного кольца сохранилась частично только еще на левой стороне поршня.
Остаток упрочняющей вставки отсоединился во время работы от поршня и вызвал в камере сгорания другие разрушения. Части поршня отлетали с такой силой, что попали через впускной клапан во впускной коллектор и тем самым также в смежный цилиндр и там также нанесли повреждения (следы ударов).
в направлении впрыска одной или несколькими струями форсунок на днище поршня и на краю жарового пояса появились эрозионные прогары. Юбка поршня и зона поршневых колец не имеют задиров.
Оценка повреждения
Повреждения такого рода возникают особенно в дизельных двигателях непосредственного впрыска. Предкамерных дизельных двигателей это касается только в том случае, если одна из предкамер повреждена и в результате этого предкамерный двигатель превращается в двигатель непосредственного впрыска.
Если форсунка соответствующего цилиндра не поддерживает давление впрыска после окончания процесса впрыска и давление падает, вибрации в топливопроводе высокого давления могут еще раз поднять иглу форсунки, так что после окончания процесса впрыска снова впрыскивается топливо в камеру сгорания (механические форсунки).
Если кислород в камере сгорания исчерпан, то отдельные капли топлива протекают через всю камеру сгорания и попадают на днище перемещающегося вниз поршня ближе к краю. Они быстро догорают там при нехватке кислорода, причем образуется довольно много тепла. При этом материал в этих местах смягчается. Динамические силы и эрозия быстро протекающих газов сжигания вырывают отдельные частицы из поверхности или снимают головку полностью, что приводит к повреждениям.
Возможные причины повреждения
Сами по себе дефекты в механической части двигателя, как известно, не появляются. Практика показывает: всегда есть причины повреждения и выхода из строя тех или иных деталей. Разобраться в них непросто, особенно, когда повреждены составляющие поршневой группы.
Поршневая группа — традиционный источник неприятностей, подстерегающих водителя, эксплуатирующего автомобиль, и механика, его ремонтирующего. Перегрев двигателя, небрежность в ремонте, и, пожалуйста, – повышенный расход масла, сизый дым, стук.
При «вскрытии» такого мотора неминуемо обнаруживаются задиры на поршнях, кольцах и цилиндрах. Вывод неутешителен — требуется дорогостоящий ремонт. И возникает вопрос: чем провинился двигатель, что его довели до такого состояния?
Двигатель, конечно, не виноват. Просто необходимо предвидеть, к чему приводят те или иные вмешательства в его работу. Ведь поршневая группа современного двигателя — «материя тонкая» во всех смыслах. Сочетание минимальных размеров деталей с микронными допусками и громадными силами давления газов, и инерции, действующими на них, способствует появлению и развитию дефектов, приводящих в конечном счете к выходу двигателя из строя.
Во многих случаях простая замена поврежденных деталей — не лучшая технология ремонта двигателя. Причина-то появления дефекта осталась, а раз так, то его повторение неминуемо.
Чтобы этого не случилось, грамотному мотористу, как гроссмейстеру, необходимо думать на несколько ходов вперед, просчитывая возможные последствия своих действий. Но и этого недостаточно — необходимо выяснить, почему возник дефект. А здесь без знания конструкции, условий работы деталей и процессов, происходящих в двигателе, как говорится, делать нечего. Поэтому, прежде чем анализировать причины конкретных дефектов и поломок, неплохо было бы знать…
Как работает поршень?
Поршень подвижная деталь, плотно перекрывающая цилиндр в поперечном сечении и перемещающаяся вдоль его оси. Поршень предназначен для циклического восприятия давления расширяющихся газов и преобразования его в поступательное механическое движение, воспринимаемое далее кривошипно-шатунным механизмом. современного двигателя — деталь на первый взгляд простая, но крайне ответственная и одновременно сложная. В его конструкции воплощен опыт многих поколений разработчиков.
И в какой-то степени поршень формирует облик всего двигателя. В одной из прошлых публикаций мы даже высказали такую мысль, перефразировав известный афоризм: «Покажи мне поршень, и я скажу, что у тебя за двигатель».
Итак, с помощью поршня в двигателе решается несколько задач. Первая и главная — воспринять давление газов в цилиндре и передать возникшую силу давления через поршневой палец шатуну. Далее эта сила будет преобразована коленвалом в крутящий момент двигателя.
Решить задачу преобразования давления газов во вращательный момент невозможно без надежного уплотнения движущегося поршня в цилиндре. Иначе неминуем прорыв газов в картер двигателя и попадание масла из картера в камеру сгорания.
Для этого на поршне организован уплотнительный пояс с канавками, в которые установлены компрессионные и маслосъемные кольца специального профиля. Кроме того, для сброса масла в поршне выполнены особые отверстия.
Но этого мало. В процессе работы днище поршня (огневой пояс), непосредственно контактируя с горячими газами, нагревается, и это тепло надо отводить. В большинстве двигателей задача охлаждения решается с помощью тех же поршневых колец — через них тепло передается от днища стенке цилиндра и далее — охлаждающей жидкости. Однако в некоторых наиболее нагруженных конструкциях делают дополнительное масляное охлаждение поршней, подавая масло снизу на днище с помощью специальных форсунок. Иногда применяют и внутреннее охлаждение — форсунка подает масло во внутреннюю кольцевую полость поршня.
Для надежного уплотнения полостей от проникновения газов и масла поршень должен удерживаться в цилиндре так, чтобы его вертикальная ось совпадала с осью цилиндра. Разного рода перекосы и «перекладки», вызывающие «болтание» поршня в цилиндре, негативно сказываются на уплотняющих и теплопередающих свойствах колец, увеличивают шумность работы двигателя.
Удерживать поршень в таком положении призван направляющий пояс — юбка поршня. Требования к юбке весьма противоречивы, а именно: необходимо обеспечить минимальный, но гарантированный, зазор между поршнем и цилиндром как в холодном, так и в полностью прогретом двигателе.
Задача конструирования юбки усложняется тем, что температурные коэффициенты расширения материалов цилиндра и поршня различны. Мало того, что они изготовлены из различных металлов, их температуры нагрева разнятся во много раз.
Чтобы нагретый поршень не заклинило, в современных двигателях принимают меры по компенсации его температурных расширений.
Во-первых, в поперечном сечении юбке поршня придается форма эллипса, большая ось которого перпендикулярна оси пальца, а в продольном — конуса, сужающегося к днищу поршня. Такая форма позволяет обеспечить соответствие юбки нагретого поршня стенке цилиндра, препятствуя заклиниванию.
Во-вторых, в ряде случаев в юбку поршня заливают стальные пластины. При нагревании они расширяются медленнее и ограничивают расширение всей юбки.
Использование легких алюминиевых сплавов для изготовления поршней — не прихоть конструкторов. На высоких частотах вращения, характерных для современных двигателей, очень важно обеспечить низкую массу движущихся деталей. В подобных условиях тяжелому поршню потребуется мощный шатун, «могучий» коленвал и слишком тяжелый блок с толстыми стенками. Поэтому альтернативы алюминию пока нет, и приходится идти на всяческие ухищрения с формой поршня.
В конструкции поршня могут быть и другие «хитрости». Одна из них — обратный конус в нижней части юбки, призванный уменьшить шум из-за «перекладки» поршня в мертвых точках. Улучшить смазку юбки помогает специальный микропрофиль на рабочей поверхности — микроканавки с шагом 0,2-0,5 мм, а уменьшить трение — специальное антифрикционное покрытие. Профиль уплотнительного и огневого поясов тоже определенный — здесь самая высокая температура, и зазор между поршнем и цилиндром в этом месте не должен быть ни большим (возрастает вероятность прорыва газов, опасность перегрева и поломки колец), ни маленьким (велика опасность заклинивания). Нередко стойкость огневого пояса повышается анодированием.
Все, что мы рассказали, — далеко не полный перечень требований к поршню. Надежность его работы зависит и от сопряженных с ним деталей: поршневых колец (размеры, форма, материал, упругость, покрытие), поршневого пальца (зазор в отверстии поршня, способ фиксации), состояния поверхности цилиндра (отклонения от цилиндричности, микропрофиль). Но уже становится ясно, что любое, даже не слишком значительное, отклонение в условиях работы поршневой группы быстро приводит к появлению дефектов, поломкам и выходу двигателя из строя. Чтобы в дальнейшем качественно отремонтировать двигатель, необходимо не только знать, как устроен и работает поршень, но и уметь по характеру повреждения деталей определить, почему, к примеру, возник задир или…
Почему прогорел поршень?
Анализ различных повреждений поршней показывает, что все причины дефектов и поломок делятся на четыре группы: нарушение охлаждения, недостаток смазки, чрезмерно высокое термосиловое воздействие со стороны газов в камере сгорания и механические проблемы.
Вместе с тем многие причины возникновения дефектов поршней взаимосвязаны, как и функции, выполняемые его различными элементами. Например, дефекты уплотняющего пояса вызывают перегрев поршня, повреждения огневого и направляющего поясов, а задир на направляющем поясе ведет к нарушению уплотнительных и теплопередающих свойств поршневых колец.
В конечном счете это может спровоцировать прогар огневого пояса.
Отметим также, что практически при всех неисправностях поршневой группы возникает повышенный расход масла. При серьезных повреждениях наблюдаются густой, сизый дым выхлопа, падение мощности и затрудненный запуск из-за низкой компрессии. В некоторых случаях прослушивается стук поврежденного поршня, особенно на непрогретом двигателе.
Иногда характер дефекта поршневой группы удается определить и без разборки двигателя по указанным выше внешним признакам. Но чаще всего такая «безразборная» диагностика неточна, поскольку разные причины нередко дают практически один и тот же результат. Поэтому возможные причины дефектов требуют детального анализа.
Нарушение охлаждения поршня — едва ли не самая распространенная причина появления дефектов. Обычно это происходит при неисправности системы охлаждения двигателя (цепочка: «радиатор-вентилятор-датчик включения вентилятора-водяной насос») либо из-за повреждения прокладки головки блока цилиндров. Во всяком случае, как только стенка цилиндра перестает омываться снаружи жидкостью, ее температура, а вместе с ней и температура поршня, начинают расти. Поршень расширяется быстрее цилиндра, к тому же неравномерно, и в конечном итоге зазор в отдельных местах юбки (как правило, вблизи отверстия под палец) становится равным нулю. Начинается задир — схватывание и взаимный перенос материалов поршня и зеркала цилиндра, а при дальнейшей работе двигателя происходит заклинивание поршня.
После остывания форма поршня редко приходит в норму: юбка оказывается деформированной, т.е. сжатой по большой оси эллипса. Дальнейшая работа такого поршня сопровождается стуком и повышенным расходом масла.
В некоторых случаях задир на поршне распространяется на уплотнительный пояс, завальцовывая кольца в канавки поршня. Тогда цилиндр, как правило, выключается из работы (слишком мала компрессия), а говорить о расходе масла вообще трудно, поскольку оно будет просто вылетать из выхлопной трубы.
Недостаточная смазка поршня чаще всего характерна для пусковых режимов, особенно при низких температурах. В подобных условиях топливо, поступающее в цилиндр, смывает масло со стенок цилиндра, и возникают задиры, которые располагаются, как правило, в средней части юбки, на ее нагруженной стороне.
Двухсторонний задир юбки обычно встречается при длительной работе в режиме масляного голодания, связанного с неисправностями системы смазки двигателя, когда количество масла, попадающего на стенки цилиндров, резко уменьшается.
Недостаток смазки поршневого пальца — причина его заклинивания в отверстиях бобышек поршня. Такое явление характерно только для конструкций с пальцем, запрессованным в верхнюю головку шатуна. Этому способствует малый зазор в соединении пальца с поршнем, поэтому «прихваты» пальцев чаще наблюдаются у относительно новых двигателей.
Чрезмерно высокое термосиловое воздействие на поршень со стороны горячих газов в камере сгорания — частая причина дефектов и поломок. Так, детонация приводит к разрушению перемычек между кольцами, а калильное зажигание — к прогарам.
У дизелей чрезмерно большой угол опережения впрыска топлива вызывает очень быстрое нарастание давления в цилиндрах («жесткость» работы), что также может вызвать поломку перемычек. Такой же результат возможен и при использовании различных жидкостей, облегчающих запуск дизеля.
Днище и огневой пояс могут повреждаться при слишком высокой температуре в камере сгорания дизеля, вызванной неисправностью распылителей форсунок. Аналогичная картина возникает и при нарушении охлаждения поршня — например, при закоксовывании форсунок, подающих масло к поршню, имеющему кольцевую полость внутреннего охлаждения. Задир, возникающий на верхней части поршня, может распространяться и на юбку, захватывая поршневые кольца.
Механические проблемы, пожалуй, дают самое большое разнообразие дефектов поршневой группы и их причин. Например, абразивный износ деталей возможен как «сверху», из-за попадания пыли через рваный воздушный фильтр, так и «снизу», при циркуляции абразивных частиц в масле. В первом случае наиболее изношенными оказываются цилиндры в верхней их части и компрессионные поршневые кольца, а во втором — маслосъемные кольца и юбка поршня. Кстати, абразивные частицы в масле могут появиться не столько от несвоевременного обслуживания двигателя, сколько в результате быстрого износа каких-либо деталей (например, распредвала, толкателей и др.).
Редко, но встречается эрозия поршня у отверстия «плавающего» пальца при выскакивании стопорного кольца. Наиболее вероятные причины этого явления — непараллельность нижней и верхней головок шатуна, приводящая к значительным осевым нагрузкам на палец и «выбиванию» стопорного кольца из канавки, а также использование при ремонте двигателя старых (потерявших упругость) стопорных колец. Цилиндр в таких случаях оказывается поврежденным пальцем настолько, что уже не подлежит ремонту традиционными методами (расточка и хонингование).
Иногда в цилиндр могут попадать посторонние предметы. Такое чаще всего происходит при неаккуратной работе во время обслуживания или ремонта двигателя. Гайка или болт, оказавшись между поршнем и головкой блока, способны на многое, в том числе и просто «провалить» днище поршня.
Рассказ о дефектах и поломках поршней можно продолжать очень долго. Но и того, что уже сказано, достаточно, чтобы сделать некоторые выводы. По крайней мере, уже можно определить…
Проверка дыхательных и предохранительных клапанов
Прогар на головке и юбке поршня (бензиновый двигатель)
Описание повреждения
На головке поршня имеется прогар поршня за кольцами. Юбка поршня не имеет задиров, лишь со стороны повреждения на юбку поршня попал материал поршня.
Оценка повреждения
Прогары в головке поршня бензиновых двигателей являются последствием калильного воспламенения на поршнях с преимущественно ровным днищем и большими сжимными поверхностями.
Калильное зажигание вызывается накаленными деталями в камере сгорания, если их температура превышает температуру самовоспламенения газовой смеси. Это в основном свеча зажигания, выпускной клапан и другие остатки, прилипающие к стенкам камеры сгорания.
В зоне сжимных поверхностей головка поршня очень сильно нагревается калильным зажиганием. Температура повышается до такой степени, что материал поршня становится мягким. Из-за динамических сил и проникающих в место повреждения газов сжигания материал снимается до маслосъемного кольца.
Возможные причины повреждения
Свечи с недостаточным калильным числом, слишком бедная смесь и в результате этого повышенные температуры сжигания. Поврежденные, негерметичные клапаны или слишком маленький клапанный зазор. Поэтому клапаны неправильно закрываются. От протекающих газов сжигания клапаны сильно нагреваются и накаливаются.
В первую очередь это касается выпускных клапанов, потому что впускные клапаны охлаждаются свежими газами. Накаленные остатки сжигания на днищах поршней, головке цилиндров, клапанов и свеч зажигания. Неподходящее топливо со слишком низким октановым числом. Качество топлива должно соответствовать степени сжатия двигателя, т. е., октановое число топлива должно покрыть октановую потребность двигателя во всех режимах работы.
Прогорел поршень признаки и симптомы
Эти два диво-компонента горят, выделяя побольше тепла и при этом имеют малый коеффицент расширения при сгорании, а и при этом ещё и, будучи в составе бензина, замедляют темп горения, снижая мощь. Следовательно, при езде на таком топливе для достижения должной тяги требуется петлять ручку газа больше, чем при езде на нормальном бензине, но вот несчастье: необходимую тягу мы получаем в комплекте с гораздо большей температурой горения и перерасходом топлива, а результатом этого и есть дыра в поршне.
На работе поршня сказывается множество факторов и невозможно однозначно дать ответ прогорит конкретный поршень или произойдет, какой-то иной дефект. Можно оценить вероятность свершения того или иного события. И для того чтобы не допустить наступление такого неприятного события как прогар поршня необходимо соблюдать правила записанные в РЭ. Ведь прогар поршня это чисто эксплуатационный дефект.
Устранение дефекта и провилактика
Следует настроить количество и момент впрыска топлива в соответствии с рекомендациями производителя. Требуется проверить инжекторные форсунки на герметичность, а также на правильность давления впрыска и струйного распределения. При монтаже форсунок охлаждающего масла следует обращать внимание на их правильное расположение. Необходимо тщательно прочищать масляные каналы в моторном блоке, на коленчатом валу и в головке цилиндра. Следует проверить правильность работы редукционного клапана. При эксплуатации двигателя с биотопливом необходимо существенно сократить интервалы замены масла.
КОНСТРУКЦИЯ
Использование алюминия в материале поршня снижает движущиеся возвратно-поступательно массы, что позволяет добиваться больших скоростей вращения коленчатых валов современных высокофорсированных двигателей большой удельной мощности.
Использование алюминия (с быстрым термическим расширением) в поршне, работающем внутри стальной (с более медленным термическим расширением) гильзе цилиндра снегохода, диктует слегка бочкообразную форму юбки поршня и овальное сечение поршня (если смотреть на поршень сверху со стороны купола). Такие формы позволяют добиться минимальных зазоров между поршнем и рабочей поверхностью цилиндра при достижении двигателем рабочих температур.
Высокая теплопроводность алюминия помогает куполу поршня выдерживать высокие температуры сгорания смеси, передавая это тепло на стенки цилиндра через юбку и поршневые кольца, сохраняя при этом свою температуру ниже предельно допустимой.
Почему снижается компрессия дизеля
Снижение компрессии означает, что температура сжатого воздуха в цилиндре падает и вспышки смеси не происходит. Воздух попросту утекает в неплотности между поршнем и зеркалом цилиндра. Главной причиной того, что в дизельном моторе упала компрессия, выступает износ клапанов, седел и других элементов газораспределительного механизма (ГРМ), а также цилиндропоршневой группы (ЦПГ).
Неисправности ГРМ
Неисправности механизма газораспределения являются частой причиной потери компрессии. Компрессия снижается по причине разрушения, повреждений и прогара клапана. В таких ситуациях клапана и седла клапанов меняют на новые, а также осуществляется притирка клапанов.
Ошибки при установке ремня по меткам или проскок зубьев шестерни при установке распределительного вала означают, что в двигателе погнуло клапана и дизель не заводится. Вторым вариантом является то, что мотор работает, но с перебоями. Неустойчивая работа в этом случае связана с неправильными фазами газораспределения.
Для нормальной компрессии обязательна регулировка клапанов. Отсутствие должного зазора означает, что клапан не закрывается и быстро прогорает. Результатом прогара клапана дизельного или бензинового ДВС станет низкая компрессия в цилиндре
Стоит также обращать внимание на прокладку ГБЦ. Если прокладка прогорела, газы из цилиндра выходят в систему охлаждения или в масляные магистрали системы смазки двигателя
Износ зеркала цилиндров
Наиболее подвержено такому износу зеркало цилиндров дизельного двигателя. Что касается поршневых колец, то сами они остаются в рабочем состоянии, но создать необходимое уплотнение зазора между цилиндром и поршнем уже не могут по причине износа внутренней поверхности цилиндра.
Как показывает практика, износ дизельного мотора, изначально спроектированного для работы в условиях высокой степени сжатия (сильных ударных, температурных и компрессионных нагрузок) вызывает отечественное дизтопливо низкого качества. Эксплуатация дизеля в условиях СНГ зачастую приводит к сильному сокращению планового ресурса двигателя в два или три раза.
Разрушение поршней дизельного ДВС
Разрушение поршня является второй причиной потери компрессии, особенно с учетом плохого дизельного топлива. Данный аспект напрямую связан с дизельной топливной аппаратурой. Работа дизельного мотора под серьезными нагрузками на низкосортной солярке быстро выводит топливный насос высокого давления (ТНВД) и дизельные форсунки из строя.
Начнем с того, что смесеобразование дизельного ДВС в режиме высоких оборотов всегда затруднено. Низкое качество дизтоплива нарушает четкость работы ТНВД, напорных клапанов и т.д. Результатом становится то, что в камеры сгорания попадает обедненная смесь. Это вызвано тем, что напорный клапан не отсекает часть горючего, которое проникает назад под плунжер.
С учетом засоренных форсунок и топливных фильтров, а также низкого цетанового числа солярки в СНГ, разрушение поршня происходит достаточно быстро. В таких условиях возникает детонация и перегрев поршней дизеля, что становится частой причиной потери компрессии. Компрессия в результате разрушения поршня чаще пропадает в одном цилиндре, который практически перестает работать. Дизель плохо заводится на холодную, на холостом ходу дизельный мотор сильно трясет и агрегат дымит бело-сизым дымом по причине несгоревшей солярки в выхлопе.
Залегание поршневых колец
Поршневые кольца дизельного мотора часто залегают (западают) в случае эксплуатации дизеля на масле низкого качества. Второй причиной, когда в дизеле залегли кольца, может быть продолжительный простой транспортного средства. Результатом становится потеря компрессии.
Некачественное дизельное моторное масло или его несвоевременная замена приводит к образованию шлака и отложений. В таких условиях происходит заклинивание поршневых колец в канавках.
Залипание поршневых колец проявляется при холодном пуске дизеля, так кольца теряют способность колебаться в канавках и обеспечивать эффективное устранение зазора между поршнем и цилиндром. Необходимо также учесть естественный износ зеркала цилиндра. Компрессия в дизеле с залегающими кольцами частично восстановится после прогрева, но «холодный» дизель всегда будет плохо заводиться с такой неисправностью.
Устройство поршня двигателя
Давайте вкратце рассмотрим, как устроен автомобильный поршень. Для начала необходимо отметить, что это цельный элемент, который изготавливается путем литья, либо же штамповки. Приходилось ли вам слышать про кованные поршни? Так вот, кованными, как раз, называют штампованные поршни. Выполняются эти элементы двигателя из сплавов алюминия, реже из стали. Такое решение вызвано тем, что поршень должен отвечать сразу трем характеристикам:
На боковой грани поршня расположены отверстия под крепление поршневых колец. Если говорить вкратце об их назначении, то это создание герметичности между поршнем и стенками цилиндра, а также удаление излишков масла из цилиндра, дабы они не сгорали вместе с горючей смесью. Как правило, на поршень устанавливается три кольца — одно из которых и является маслосъемным, а другие два – компрессионные, то есть удерживающие газы и давление внутри камеры сгорания.
Повреждения юбки поршня
Асимметричное пятно контакта поршня
Задиры под углом 45°
Места трения от работы всухую из-за переполнения топливом
Проблемы, которые могут возникать с поршнем
Так как поршень имеет определенный срок службы, вполне логично, что когда-то с ним начнутся проблемы. Таковые можно разделить на 2 группы:
Как правило, одно от другого зависит. К примеру, возьмем за основу наиболее часто встречающиеся проблемы – стук поршня и образование сизого дыма из выхлопной трубы. Это свидетельствует о не герметичности цилиндропоршневой группы. В результате залегших, или стершихся поршневых колец, масло проникает в камеру сгорания, а давление, которое образуется в ходе сжатия поршнем газов, прорывается сквозь рабочую поверхность. Результатом становится такая неприятность, как поршня. Если прогорел поршень на дизельном двигателе, причина этому аналогично.
Результат всей этой неприятности один – необходимость производить дорогой ремонт.
Повреждения головки поршня
Задиры от перегрева (в основном на головке поршня)
Следы от ударов
Места наплавления и расплавления
Трещины в днище и полости камеры сгорания
Почему прогорает поршень?
Возникновению этой проблемы могут служить несколько причин:
Мы рассмотрели с вами назначение и устройство поршня двигателя, а также обратили внимание на проблемы, которые могут возникнуть с данным элементом. Надеемся, что вам удалось пополнить свой запас знаний, прочитав нашу статью.