Otwór w denku tłoka (silnik benzynowy)
Opis
- W denku tłoka znajduje się przelotowy otwór, pokryty wytopionym materiałem.
- Na trzonku występują otarcia. Przyczyna: wysokie temperatury i zdarty materiał tłoka.
Ocena
Uszkodzenia tego typu powoduje spalanie żarzeniowe. Żarzące się elementy powodują przekroczenie temperatury samozapłonu mieszanki w komorze spalania. Są to przede wszystkim świeca zapłonowa, zawór wydechowy i pozostałości procesu spalania w komorze spalania. Zapłon mieszanki następuje tu przed właściwym zapłonem przez iskrę świecy. Wskutek tego płomień, inaczej niż podczas normalnego spalania, dłużej działa na denko tłoka.
Wskutek spalania żarzeniowego denko tłoka szybko i silnie się rozgrzewa, przez co konsystencja materiału staje się ciastowata. Siły masowe występujące podczas suwów tłoka i szybko przepływające spaliny powodują erozję zmiękczonego materiału. W ten sposób ciśnienie spalania wpycha ściankę denka tłoka do wewnątrz. W wielu przypadkach nie występują otarcia.
Możliwe przyczyny
- Świece zapłonowe o niskiej wartości cieplnej.
- Zbyt uboga mieszanka, a przez to nadmierne temperatury spalania.
- Uszkodzone, nieszczelne zawory albo za mały luz zaworowy. Zawory nie zamykają się przez to prawidłowo. Przepływające spaliny silnie rozgrzewają zawory i powodują żarzenie. Dotyczy to przede wszystkim zaworów wydechowych, ponieważ zawory wlotowe są chłodzone świeżymi gazami.
- Żarzące się pozostałości procesu spalania i osady nagaru olejowego w komorze spalania.
- Nieprawidłowy wymiar montażowy wtryskiwaczy (brakujące albo podwójne pierścienie uszczelniające).
- 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, powodujący zmniejszenie liczby oktanowej paliwa.
- Wysoka temperatura silnika i zasysanego powietrza wskutek niewystarczającej wentylacji komory
Otarcia główki tłoka wskutek użycia niewłaściwych tłoków (silnik wysokoprężny)
Opis
- Blizny o ograniczonym zasięgu na główce tłoka, na całym obwodzie tłoka.
- Blizny biegną od denka tłoka do 2-go pierścienia sprężającego.
- Blizny występują głównie na progu ogniowym.
Ocena
To uszkodzenie jest skutkiem zakłóceń spalania. Usterka nie leży jednak w układzie wtryskowym, lecz jest spowodowana przez montaż nieprawidłowego tłoka. Silniki są konstruowane zgodnie z ustawowymi normami emisji spalin. Tłoki przyporządkowane poszczególnym normom często prawie nie różnią się od siebie optycznie.
W przypadku tego uszkodzenia w obrębie jednego typoszeregu silników stosuje się tłoki o różnych średnicach wgłębienia, odpowiadające różnym normom emisji spalin. Tłok odpowiadający normie Euro 1 (średnica wgłębienia: 77 mm) został przy naprawie silnika wymieniony na tłok odpowiadający normie Euro 2 (średnica wgłębienia: 75 mm).
Ze względu na mniejszą średnicę wgłębienia wtryskiwacz nie trafia paliwem w samo wgłębienie, ale także w krawędź wgłębienia. W punktach uderzenia strumieniem krawędź wgłębienia lub materiał tłoka rozgrzewa się i ulega nadmiernemu rozszerzeniu termicznemu. Rezultatem są otarcia o ograniczonym zasięgu.
Użycie tłoków nieprzystosowanych do typu silnika i normy emisji spalin może spowodować poważne zakłócenia spalania, a wskutek nich nieprzewidywalne uszkodzenia wtórne. Mniej widocznym objawem błędu jest nieosiągnięcie przez pojazd przepisowych wartości emisji, redukcja mocy i zwiększenie zużycia paliwa.
Możliwe przyczyny
- Tłok o nieprawidłowym kształcie, nieprawidłowej głębokości albo nieprawidłowej średnicy wgłębienia.
- Nieprawidłowe wymiary tłoków (np. odległość od sworznia do denka).
- Nieprawidłowy typ tłoków. Jeżeli producent silnika przewidział np. do konkretnego celu kanał chłodzący, nie wolno użyć tłoka bez kanału chłodzącego.
- Użycie nieprawidłowych albo nieprzystosowanych do sposobu działania silnika części (wtryskiwaczy albo pomp wtryskowych, uszczelek głowicy cylindra i innych elementów mających wpływ na skład mieszanki bądź spalanie).
Erozja progu ogniowego i denka tłoka (silnik benzynowy)
Opis
Erozyjne ubytki materiału z progu ogniowego (Rys. 2) albo powierzchni denka tłoka (Rys. 3).
Ocena
Erozyjne ubytki materiału z progu ogniowego i denka tłoka są zawsze skutkiem długotrwałego spalania stukowego o średnim natężeniu. Powoduje ono rozchodzenie się po cylindrze fal ciśnieniowych, które przemieszczają się między progiem ogniowym i ścianką cylindra do pierwszego pierścienia zgarniającego olej. W miejscu nawrotu fali ciśnieniowej pod działaniem energii kinetycznej z powierzchni tłoka wyrywane są cząsteczki.
Możliwe przyczyny
- Paliwo niedostatecznie odporne na spalanie stukowe. Jakość paliwa musi odpowiadać stosunkowi sprężania silnika, tj. liczba oktanowa paliwa musi w każdej sytuacji pokrywać wymagania silnika w zakresie jakości spalania.
- Zanieczyszczenie benzyny olejem napędowym. Przyczyna: zatankowanie niewłaściwego paliwa albo używanie zbiorników albo kanistrów na zmianę dla jednego i drugiego rodzaju paliwa. Już najmniejsze domieszki oleju napędowego powodują znaczną redukcję liczby oktanowej benzyny.
- Duże ilości oleju w komorze spalania, przepuszczone np. przez zużyte pierścienie tłokowe, prowadnice zaworów i turbosprężarkę spalin. Zmniejszają one odporność paliwa na spalanie skutkowe.
- Za wysoki stosunek sprężenia. Przyczyna: pozostałości procesu spalania na denku cylindra względnie nadmierne zeszlifowanie powierzchni kadłuba i głowicy cylindra przy remoncie silnika albo przy tuningu.
- Za wczesny moment zapłonu.
- Zbyt uboga mieszanka, a przez to nadmierne temperatury spalania.
- Za wysokie temperatury powietrza zasysanego. Przyczyny: Niedostateczna wentylacja komory silnika albo zator spalin w układzie wydechowym, nieodpowiedni moment przełączenia klapy zasysanego powietrza na tryb letni albo defekt automatycznego przełącznika (szczególnie w przypadku starszych silników gaźnikowych)
- Awaria układu regulacji spalania skutkowego.
- Modyfikacja oprogramowania sterownika.
WSKAZÓWKA
Nowoczesne silniki są wyposażone w systemy detekcji spalania skutkowego. Układ regulacji spalania skutkowego przeciwdziała spalaniu stukowemu przez odpowiednią adaptację momentu zapłonu. Układ regulacji spalania skutkowego może jednak zadziałać dopiero, gdy wystąpi już spalanie skutkowe. Mimo sprawnego układu regulacji spalania skutkowego nie można wykluczyć uszkodzeń, jeżeli:
- zakres regulacji sterownika silnika jest już niewystarczający
- albo jest ciągle osiągana wartość graniczna spalania skutkowego.