Обещал статью по трупикам повесить - когда-то, давным -давно, она вышла в другом журнале, ЗРу она оказалась не нужна.
Попробую подцепить - прямая вставка не прошла, картинки проигнорировали. Поэтому - в вордовском файле. Может, кто-то прочитает
Как умирают поршни…
Поршень – это «сердце» двигателя… И как обычное человеческое сердце, он должен обладать огромным запасом надежности, чтобы выдержать сотни миллионов циклов экстремального нагружения. И давление в цилиндре бьет по нему, как хороший молот, и тепловые потоки разогревают до бешеных температур.
Болезнь или смерть поршня – это болезнь и смерть всего двигателя. Как и у человека, причин заболеваний поршня может быть много. Некоторые из них копятся годами и подобны хроническим болезням, некоторые - как инфаркт, возникают неожиданно и «убивают» сразу.
Посмотрим на клиническую картину некоторых типичных случаев и подумаем, как всего этого можно было бы избежать. Впрочем, эту статью можно рассматривать и с обратной стороны – «вот что будет, если…»
Итак, пациенты номер 1,2. Красиво, не правда ли? Это типичные дефекты, которые выглядят наиболее эффектно – сквозные дыры в поршнях, куски металла в масле. До остановки двигателя – грохот в моторе, резкий сброс мощности или остановка двигателя, дым в выпускной трубе.
Все это встречается в случае, когда поршень «встречается» с клапанами. Что может быть тому причиной, в общем, понятно – любые проблемы с механизмом газораспределения, типа обрыва ремня, зависания клапанов в направляющих, перескакивание плохо натянутой цепи привода распределительного вала через несколько зубьев звездочки. Это может случиться и при перекрутке по оборотам двигателя, особенно у которого клапана приводятся штангами от нижнего распределительного вала.
Такое может получиться и в случае, если клапана самостоятельно «рассухарятся» в вывалятся в цилиндр. Конечно, для современных двигателей одним из условий проектирования поршня является требование исключение возможности его встречи с клапанами, но все же…
Вывод простой: следи за состоянием ремня или цепи привода механизма газораспределения, не доводя до обрыва. Не верь обещаниям большого ресурса ремня, меняй его при малейшем подозрении – когда кромка начала «лохматится», зубья подламываться. Поменять ремень – значительно дешевле, чем «капиталить» двигатель! Не «перекручивай» двигатель по оборотам, особенно холодный – это одна из распространенных причин «встречи» поршня и клапана. Не перегревай двигатель – это тоже может «завесить» клапан со всеми дальнейшими «чудесами».
Пациенты номер 3,4,5 – это типичные случаи прогаров поршней. Это – дефекты температурные. До разборки наблюдалось резкое падение мощности, двигатель стало трясти на холостых, резко возросло давление картерных газов, появился дымный выхлоп.
Понятно, что каждый металл обладает своим порогом термостойкости, начиная с которого начинается лавинообразное снижение его прочности. А самая нагретая часть поршня – его огневое днище, поэтому и прогары встречаются там. Причем прогореть может днище в центре поршня, и на кромке камеры сгорания (это для дизелей в первую очередь), и даже по боковой поверхности.
Пациент номер 3 – поршень высокооборотного дизеля с глубокой камерой сгорания. Практически все автомобильные дизельные двигатели, за исключением вихрекамерных, имеют такие конструкции. И их общая беда – это перегрев кромки поршня. Понятно, что для того, чтобы что-то перегреть, надо подвести много тепла и мало его отвести. И конфигурация рассматриваемых вариантов поршней полностью этому правилу отвечает – кромка камеры сгорания и греется больше других частей поршня, и отвести от нее тепло сложно. Итог – термоусталостные трещины на кромке, приводящие к растрескиванию огневой поверхности и в предельном случае – «раскалыванию» поршня, то есть его полному разрушению.
А вот пациенты 4 и 5 – это другое дело… Это поршни бензиновых двигателей. Впечатление такое, что по боковой поверхности прошлись ацетиленовой горелкой. А ведь так оно, по сути, и было. Первопричина этих неприятностей – большие зазоры по линии прогара, открывающие путь струе высокотемпературного газа из камеры сгорания в картер. Великое изобретение рода человеческого – лабиринтное уплотнение разрезанными кольцами, перестает работать тогда, когда лабиринт исчезает. В первом случае (рис.4) кольца своими замками выстроились в одну линию. В принципе, нормальное состояние колец – это случайное вращение в канавках, так называемая прецессия. Но если цилиндр по каким-то причинам превращается в овал, а такое может быть, в частности, при существенно различном моменте затяжки силовых болтов (или шпилек) крепления головки, то замки выстраиваются по линии большой оси этого овала. Уплотнение пропадает, по линии замков дует струя раскаленных газов, выжигая масло с поверхности цилиндра, а заодно – и металл с поверхности поршня.
В случае, представленном на рис. 5, ситуация похожая, но для начала кольца «залегли» в канавках. Это еще один крайне неприятный дефект, обычно связанный с использованием некачественных минеральных масел. В поршневых канавках создаются крайне неблагоприятные условия для работы моторного масла. И температуры самые те, при которых идет активное разложение масла, и расход масла в этой зоне мал, чтобы эффективно выносить продукты разложения. Итог- «приклеивание» колец, потеря их подвижности. Уплотнения нет, компрессии тоже. Кстати, вопреки распространенному мнению о прямой связи компрессии с износом, именно 50…60% случаев резкого уменьшения давления конца сжатия, которое в просторечии называется «компрессией», связано с залеганием колец. Но снижение компрессии – это не самое страшное. Дело в том, что поршневые кольца – это основный путь, по которому тепло отводится от поршня в систему охлаждения. И потеря их контакта с относительно холодной поверхностью цилиндров ведет к резкому росту температур поршня. А там – что раньше случится – либо прогорит, либо заклинит… В нашем случае, на залегшие кольца наложилась овализация цилиндра. Итог – очевиден.
Отсюда – следующие правила. Опять же, не перегревайте двигатель! Поршневая очень этого не любит. Лучше пятнадцать минут постоять и остыть, чем потратить кучу денег и времени на сложный ремонт. Не жалейте денег на качественные масла. Синтетика, конечно, дороже, но и залегание колец на них получить сложнее. Уж если кольца залегли – есть специальные препараты автохимии, призванные бороться с этим – пользуйтесь. И, что немаловажно, периодически надо проверять усилие затяжки силовых болтов, особенно после обкатки или капитального ремонта. А этим многие пренебрегают. Особенно это важно для алюминиевых гильзованных блоков цилиндров – они особенно нежесткие и подвержены непрогнозируемой овализации.
Следующие пациенты нашей «больницы» (рис. 6…7) страдают разрушением межкольцевых перемычек. В эксплуатации это заболевание также проявляется резким снижением компрессии и ростом дымности отработавших газов.
Зона межкольцевых перемычек – это самая слабая часть поршня. Мало того, что исходя из современных тенденций проектирования поршней, кольца стараются максимально приблизить друг к другу, тем самым уменьшая размер перемычек, так еще через эту зону протекает самый интенсивный тепловой поток. Ведь все, что собирается большой огневой поверхностью поршня, должно стечь в основном через кольца, а, стало быть, пройти через перемычки. А чем больше тепловой поток, тем выше и температурные напряжения. Да и сама конфигурация детали в этой зоне дает перекрытие нескольких концентраторов напряжений. Поэтому даже небольшая перегрузка перемычек, либо потоком, либо механическим усилием силы трения, может привести к их разрушению.
Но такие чудеса могут случаться и в обычной эксплуатации и являться следствием простого перегрева двигателя. И чаще всего к этому ведет работа двигателя на детонации. Этот замечательный процесс сопровождается резким ростом температур и ударными нагрузками на поршень, чего канавки не любят крайне.
Итак, чтобы не довести поршень до подобного безобразия, следует опять же в первую очередь, не перегревать двигатель. А это значит – следить за работой системы охлаждения и не допускать детонации. А если детонацию все-таки получили, от чего в наших условиях застраховаться нельзя, уж больно бензины у нас интересные, то либо уменьшить угол опережения зажигания, малость «притупив» при этом машину, либо возить с собой флакончик эликсира под названием «корректор бензина» или «октан-корректор». Говорят, помогает…
Еще одна тяжелая болезнь поршней – это задиры (рис.8). Поршень и цилиндр – это, по сути, прецизионная пара, работающая с очень малым зазором. И этот зазор меняется и по мере износа, и при изменении режима работы, и при прогреве двигателя. Могут сложиться нештатные ситуации, когда этот зазор «закрывается» - тогда возникает задир. Это тяжелый дефект, связанный с необратимым формоизменением поверхности и поршня, и цилиндра. При прямом контакте этих деталей возникают микроприварки поверхностей, в результате которых частицы материала поршня вырываются и переносятся на цилиндр. Если задир возникает постепенно, то двигатель постепенно теряет мощность, «тупеет». Если уйти в зону меньших нагрузок, то он будет практически нормально работать, и задира можно и не заметить. Но прежней мощности уже не будет. А вот если задир возникнет внезапно, на больших оборотах, то и до обрыва шатуна недалеко. А это – совсем красиво, когда обрубок стержня шатуна просовывает через блок «руку дружбы». Такое частенько бывает у спортсменов. Тут и «капиталка» не поможет – сразу в морг!
Чаще всего перегрев поршня, приводящий к задиру, является следствием длительной работы с залегшими поршневыми кольцами. Но и «закипевший» и вовремя не остановленный двигатель тоже может порадовать таким дефектом. И, уж конечно, к задиру ведет авария масляного насоса или недостаточное количество масла в двигателе. И еще задир может вылезти, если непонятным и непредсказуемым образом сдеформируется цилиндр двигателя, например, из-за неправильной затяжки силовых болтов. Тут и перегрева может не потребоваться.
Отсюда – снова очевидный совет. Следите за температурой и давлением масла в двигателе… И проверяйте усилие затяжки силовых болтов или шпилек крепления головки цилиндров.
Но самый эстетичный и красивый поршень получается после так называемого «гидроудара». Представьте себе ситуацию, когда в цилиндры по каким-то причинам попадает изрядное количество жидкости – тосола, воды, масла или того же топлива, наконец… Поршень движется вверх и понимает вдруг, что что-то его туда не пускает – не хочет жидкость сжиматься. А силы инерции ой какие большие! Итог – вкладыш шатунного подшипника приваривается к шейке вала, шатун гнется, а у самого поршня вырывает бобышки, деформирует поршневые канавки, ломает тронк (рис. 10). Жидкость в цилиндры можно получить разными способами. Например, попытаться поиграть на автомобиле в подводную лодку, лихо форсируя глубокие лужи или мелкие броды. Тосол в цилиндры может попасть и через пробитую прокладку головки блока цилиндров, но это – все-таки редкость. Дыра должна быть слишком большой, чтобы за время впуска через нее можно было бы насосать жидкости столько, чтобы получить гидроудар. Это может быть следствием использования особо качественного тосола, который, помимо охлаждения двигателя, старательно «съедает» стенки полостей охлаждения. Слышали, небось, о таких случаях.
А наш пациент скончался совсем интересно. Это поршень дизеля, установленного на катере в подмоторном отсеке. При ремонте в картер двигателя упустили монтажную шпильку топливного насоса. А она через некоторое время возьми и попади в привод масляного насоса. Выбросило ее из шестеренок с огромной силой, пробила она картер двигателя и через образовавшуюся дырочку ударила струя масла. Маленький подмоторный отсек превратился в масляную баню. Масло попало на выпускной коллектор, загорелось и моментально прожгла поролон воздушного фильтра, благо он там бескорпусной. И компрессор быстренько насосал в цилиндры масла. Итог – на фотографии… И случилось это прямо посреди Ладоги. Хорошо еще, что шторма не было, а то за экспонатом пришлось бы на дно озера нырять. А все началось с какой-то шпильки…
Вывод прост – следите за тосолом, не покупайте не пойми что у кого попало. А если надо нырнуть в лужу, то тихонечко-тихонечко, по краешку, чтобы впуск не залить…
Это еще не все, есть и другие болячки поршней. Но процентов 90 случаев летальных исходов относятся к описанным выше вариантам дефектов. И, чтобы их избежать, принцип очень простой – надо понимать и любить свой автомобиль – ведь он вам служит почти что бескорыстно.
Прикрепленные файлы
-
Статья_для форума.doc 5.96МБ
31 скачиваний
Сообщение отредактировал nazildar: 11 February 2013 - 11:29
..... эээ, мне почему-то думается, что поршни, по идее в цилиндры должны входить без зверских усилий....
