Повреждения поршней
Чрезмерный расход масла - 2
Информация о диагностике
На какие дефекты указывает сильный радиальный износ поршневых колец? Что приводит к избытку топлива в камере сгорания и какие последствия это может иметь? На что необходимо обращать внимание во время ремонта двигателя? Что может произойти при использовании затупившихся хонинговальных брусков во время хонингования или при хонинговании с высоким давлением? Что означает металлическая оболочка? На какие ошибки указывают асимметричные пятна контакта поршня? Информацию вы найдете здесь.
износ поршней, поршневых колец и цилиндров из-за избытка топлива в камере сгорания
описание повреждения
- Следы значительного износа на жаровом поясе и юбке поршня.
- На юбке поршня места трения, характерные для работы всухую из-за избытка топлива в камере сгорания.
- Поршневые кольца с сильным радиальным износом (рис. 1). Стерты обе перемычки (несущие поверхности) маслосъемного поршневого кольца (рис. 2). Для сравнения на рис. 3: профили нового и старого маслосъемных поршневых колец (маслосъемные коробчатые поршневые кольца со сходящимися фасками и со спиральным витым пружинным расширителем).
- Повышенный расход масла.
оценка повреждения
Избыток топлива в камере сгорания из-за нарушений режима сгорания всегда приводит к повреждению масляной пленки. Вследствие этого наблюдаются усиленное полусухое трение и значительный радиальный
износ поршневых колец по истечении короткого времени эксплуатации. По мере разрушения масляной пленки под действием топлива, приводящего к недостатку смазки, образуются характерные места истирания от избытка топлива (см. главу «Места трения от работы всухую из-за избытка топлива в камере сгорания»). В результате постепенной утраты эффективности смазки возникает значительный износ поршневых колец, кольцевых канавок и рабочих поверхностей цилиндров.
В начальной стадии наблюдается незначительное повреждение юбки поршня, так как она регулярно снабжается кривошипно-шатунным механизмом свежим маслом, еще обладающим смазочными свойствами. Лишь после того, как абразивные частицы из зоны хода поршней перемешаются со смазочным маслом и смазочное масло утратит прочность из-за разбавления, происходит дальнейшее распространение износа на все места установки подшипников в двигателе. Это относится особенно к поршневому пальцу и шатунной шейке коленчатого вала.
возможныe причины
- Частый режим езды на короткие дистанции и в результате этого разбавление масла топливом.
- Примесь охлаждающего средства в моторном масле.
- Некачественное моторное масло.
- Избыток топлива в камере сгорания из-за неполного сгорания вследствие нарушений в приготовлении смеси.
- Неисправности в системе зажигания (перебои в зажигании).
- Недостаточное давление сжатия или плохая наполняемость из-за изношенных или сломанных поршневых колец.
- Неверный размер выступа поршня: поршень ударяется о головку блока цилиндров. В дизельных двигателях с непосредственным впрыском возникающие при этом колебания приводят к неконтролируемому впрыску топлива впрыскивающими форсунками и тем самым к избытку топлива в цилиндре (см. главу «Следы ударов на головке поршня»).
- Плохая наполняемость из-за забитых воздушных фильтров.
- Неисправные и негерметичные впрыскивающие форсунки.
- Неисправный или неправильно настроенный топливный насос высокого давления.
- Неправильно проложенные топливопроводы высокого давления (колебания).
- Плохая наполняемость из-за неисправных или изношенных турбонагнетателей.
- Некачественное топливо (слабое самовоспламенение и неполное сгорание).
износ поршневых колец вскоре после ремонта двигателя
описание повреждения
- Поршень без повреждений и износа.
- При поверхностном взгляде: отсутствие следов износа на поршневых кольцах; при более тщательном рассмотрении: повышенный износ маслосъемных кромок колец, особенно нижних кромок колец (см. увеличенный вид).
- Ощутимые заусенцы на нижней кромке рабочей поверхности поршневого кольца.
оценка повреждения
Из-за изношенных кромок поршневых колец между рабочими поверхностями поршневых колец и рабочей поверхностью цилиндра появляются значительные гидродинамические силы (рис. 2), вызванные образованием так называемого масляного клина.
Поршневые кольца наплывают на масляную пленку при движении поршня вверх и вниз и слегка приподнимаются с рабочей поверхности цилиндра. В результате этого смазочное масло в большем количестве попадает в камеру сгорания и сжигается.
Заусенцы появляются, если условия для поршневых колец после ремонта двигателя не оптимальны. Причины этого связаны прежде всего с недостаточной или неподходящей окончательной обработкой цилиндра. Если при финишном хонинговании используются затупившиеся хонинговальные бруски или если хонингование проводится под слишком высоким давлением, то на стенке цилиндра появляются заусенцы и возвышения. Эти металлические выступы загибаются в направлении обработки (рис. 3). Речь идет об образовании металлической оболочки, которая приводит к повышенному трению в фазе приработки и предотвращает попадание моторного масла в тонкие графитовые жилки.
Если эти заусенцы не удаляются путем проведения заключительной операции обработки, платохонингования, то в фазе приработки возникает преждевременный износ кромок поршневых колец. При этом поршневые кольца непроизвольно снимают металлическую оболочку и очищают графитовые жилки. Это приводит к износу кромок поршневых колец и появлению заусенцев. Опыт показывает, что заусенцы, возникшие таким образом на кромках поршневых колец, снимаются лишь с большим трудом. Поврежденные поршневые кольца подлежат замене.
Второй комплект поршневых колец, установленный в качестве замены, имеет намного более благоприятные, почти нормальные условия работы. Это связано с тем, что первый комплект поршневых колец из-за износа большей частью уже снял мешающий наружный слой с рабочей поверхности цилиндра, т. е. металлическую оболочку. После замены поршневых колец расход масла нормализуется. Часто неправильно считают, что установленные вначале поршневые кольца изготовлены из материала низкого качества.
На рис. 4 показано микроскопическое увеличение загнутых выступов в разрезе поверхности цилиндра после ненадлежащего хонингования рабочей поверхности цилиндра (металлическая оболочка). На рис. 5 показана поверхность после платохонингования. Большая часть заусенцев и выступов удалена, графитовые жилки очищены. Поршневые кольца имеют хорошие условия для приработки и благодаря этому большой срок службы. Особая эффективность наблюдается при создании плато хонинговальными щетками.
несимметричное пятно контакта поршня
описание повреждения
Рис. 1:
- Асимметричное пятно контакта поршня по всей высоте поршня.
- Истертый до блеска жаровой пояс на левой стороне поршня над бобышкой пальца и на противоположной нижней кромке поршня.
- Неравномерное пятно контакта компрессионного поршневого кольца.
Рис. 2:
Поршень, работавший в наклонном положении, со значительным износом на нижней правой кромке, в области выемки для форсунки охлаждающего масла и под отверстием для поршневого пальца.
оценка повреждения
Такие асимметричные пятна контакта поршня являются признаком работы поршня в отверстии цилиндра в наклонном положении и признаком непараллельности осей поршневого пальца и коленчатого вала. Из-за плохого прилегания к цилиндру поршневые кольца обеспечивают уплотнение в недостаточной степени. Горячие отработавшие газы протекают мимо и чрезмерно нагревают поршневые кольца и стенку цилиндра. Из-за этого утончается масляная пленка, что может привести к образованию задира от работы всухую. В результате работы поршня в цилиндре в наклонном положении и его движения вверх и вниз на поршневых кольцах возникает насосный эффект. Под действием этого эффекта масло перекачивается в камеру сгорания, и повышается расход масла. В определенных случаях поршневой палец подвергается осевому смещению, что может вызвать износ или поломку стопора поршневого пальца (см. главу «Повреждения поршней из-за поломанных стопоров поршневых пальцев»).
возможныe причины
- Изгиб или скручивание шатунов.
- Наклонно просверленные отверстия в головках шатунов.
- Отверстие цилиндра не перпендикулярно оси коленчатого вала.
- Косо смонтированные отдельные цилиндры (перекосы при монтаже).
- Шатунная шейка не параллельна оси коленчатого вала.
- Косо просверленное отверстие в головке шатуна (непараллельность осей).
- Слишком большой люфт шатунного подшипника, особенно в сочетании с асимметричными шатунами (смещение центров головки шатуна и большого шатунного подшипника).
