Zakłócenia spalania 2/3
Informacje dotyczące diagnostyki
Co to jest spalanie żarzeniowe i jak nie niego dochodzi? Dlaczego główka tłoka jest stopiona za pierścieniami tłokowymi? Co się dzieje, gdy w silnikach wysokoprężnych z wtryskiem bezpośrednim dysza wtryskiwacza nie utrzymuje ciśnienia wtrysku? Ten artykuł zawiera odpowiedzi.
Wytopienia główki tłoka i trzonka tłoka (silniki benzynowe)
- Stopiona główka tłoka za pierścieniami tłokowymi.
- Trzonek tłoka bez otarć, stopiony materiał został przeniesiony z uszkodzonego miejsca na trzonek tłoka.
Ocena
Wytopienia główek tłoków w silnikach benzynowych są spowodowane spalaniem żarzeniowym w tłokach o praktycznie płaskim denku i większych powierzchniach ściskania. Do spalania żarzeniowego dochodzi, gdy żarzące się elementy w komorze spalania przekraczają temperaturę samozapłonu mieszanki. Są to przede wszystkim: świeca zapłonowa, zawory wydechowe i osady nagaru olejowego na ściankach komory spalania.
W strefie powierzchni ściskania główka tłoka rozgrzewa się mocno wskutek spalania żarzeniowego. Wysokie temperatury powodują, że konsystencja materiału tłoka staje się ciastowata, a siła masowa i wdzierające się do miejsca uszkodzenia spaliny powodują otarcie do wysokości pierścienia zgarniającego olej.
Możliwe przyczyny
- Świece zapłonowe o niskiej wartości cieplnej.
- Zbyt uboga mieszanka, a przez to nadmierne temperatury spalania.
- Uszkodzone zawory albo za mały luz zaworowy: zawory nie zamykają się prawidłowo. Gorące spaliny powodują żarzenie zaworów. Dotyczy to przede wszystkim zaworów wydechowych, ponieważ zawory wlotowe są chłodzone świeżymi gazami.
- Żarzące się pozostałości procesu spalania na denkach tłoków, głowicy cylindra, zaworach i świecach.
- Nieodpowiednie paliwo o niskiej liczbie oktanowej. Jakość paliwa musi odpowiadać stosunkowi sprężania silnika, tzn. liczba oktanowa paliwa musi w każdej sytuacji pokrywać wymagania silnika w zakresie jakości spalania.
- Olej napędowy w benzynie: zmniejsza liczbę oktanową paliwa.
- Wysoka temperatura silnika i zasysanego powietrza wskutek niewystarczającej wentylacji komory silnika.
- Ogólne przegrzanie silnika.
Nadtopienia i wytopienia na główce tłoka (silniki wysokoprężne)
Rys. 1:
- Całkowicie zniszczona główka tłoka.
- Próg ogniowy stopiony do wysokości gniazda pierścienia.
- Otarcia i uszkodzenia trzonka tłoka spowodowane stopieniem i starciem materiału tłoka.
- Częściowo oderwane gniazdo pierścienia.
- Uszkodzenia (ślady bicia) we wszystkich komorach spalania, spowodowane przez materiał tłoka i oderwane części gniazd pierścieni.
Rys. 2:
- Erozyjne wytopienia na denku cylindra albo na progu ogniowym w kierunku wtrysku paliwa z dysz.
- Brak otarć na trzonku tłoka i w strefie pierścienia tłokowego.
Ocena
Tego rodzaju uszkodzenia występują szczególnie w silnikach wysokoprężnych z układem wtrysku bezpośredniego. Silniki posiadające komory wstępne wykazują tego rodzaju uszkodzenia tylko, gdy komora wstępna jest uszkodzona i paliwo jest wskutek tego wtryskiwane bezpośrednio do komory spalania.
Jeżeli w przypadku silników wysokoprężnych z wtryskiem bezpośrednim wtryskiwacz odpowiedniego cylindra nie utrzymuje wymaganego ciśnienia wtrysku, wibracje w przewodzie wtryskowym mogą jeszcze raz podnieść iglicę. Paliwo jest ponownie wtryskiwane do komory spalania. Po zużyciu tlenu kropelki paliwa przepływają przez komorę spalania i dostają się na denko tłoka.
Tam spalają się w wysokiej temperaturze, co powoduje, że konsystencja materiału tłoka staje się ciastowata. Siła masowa i erozyjne działanie przepływających szybko spalin wyrywają pojedyncze cząsteczki z powierzchni (Rys. 2) albo całkowicie zdzierają główkę tłoka (Rys. 1).
Możliwe przyczyny
- Nieszczelne wtryskiwacze albo utrudniony ruch lub blokady iglic wtryskiwaczy.
- Pęknięte lub zmęczone sprężyny dysz wtryskiwaczy.
- Uszkodzone reduktory ciśnienia w pompie wtryskowej.
- Dawka wtrysku i moment wtrysku nie są zgodne z wymaganiami producenta silnika.
- W przypadku silników wyposażonych w komorę wstępną: defekt komory wstępnej w połączeniu z jedną z wyżej wymienionych przyczyn.
- Opóźnienie zapłonu wskutek niedostatecznego sprężenia spowodowanego nadmierną szerokością szczeliny, nieprawidłowymi czasami rozrządu lub nieszczelnymi zaworami.
- Zbyt duże opóźnienie zapłonu wskutek oleju napędowego o niedostatecznej jakości (za niska liczba cetanowa).
- Zła jakość napełniania wskutek defektu turbosprężarki.
