Наиболее распространенные причины преждевременного износа (разрушения) деталей цилиндро-поршневой группы и методы их диагностики.
Печальная картинка: от двигателя (нового, умеренно б/у или капитально отремонтированного) ожидали многих лет и многих сотен тысяч километров надежной и честной работы, а он в одночасье задымил, потерял мощность, стал капризничать при запуске, есть масло и в итоге встал.
"Вскрытие" нескольких двигателей с подобными симптомами на первый взгляд всегда дает более менее похожую картину - сильный износ цилиндро - поршневой группы. Однако, катастрофический износ далеко не всегда прямое следствие длительной и интенсивной эксплуатации. Нередко поршневая группа, а вместе с ней весь мотор умирают скоропостижно. В таких случаях крайне важно понять, что именно вызвало данный износ, с тем, чтобы при ремонте устранить причину. В ином случае ремонт превращается в бесконечное и бесперспективное устранение последствий.
Рассмотрим несколько характерных примеров:
1. Интенсивный износ в результате смывания топливом смазки со стенок цилиндров. Ошибки в работе топливной аппаратуры, "льющая" форсунка, пропуски воспламенения или неточности в установке угла опережения впрыска приводят к образованию в надпоршневом пространстве избыточного количества несгоревшего топлива. Попадая на стенки цилиндров частички топлива смешиваются с масляной пленкой, существенно снижая ее смазывающие свойства. В результате в самой нагруженной верхней зоне цилиндра поршневые кольца поршневые кольца работают в условиях недостаточной смазки.
Существенный избыток топлива способен полностью смыть масляную пленку, и условия работы колец в таком случае близки к режиму сухого трения. В таких случаях наблюдается интенсивный износ поршневых колец, с образованием характерной острой кромки. Гильза цилиндра в верхней зоне работы колец приобретает критический износ (около 0,2 мм) буквально за 500 - 800 км пробега. Юбка поршня на первоначальной стадии серьезно не страдает. Позднее на юбке поршня появляются характерные темные пятна с вертикальными рисками, обозначающие зоны трения в условиях недостаточной смазки. При исследовании под микроскопом на юбке поршня удается обнаружить внедренные частички продуктов износа поршневых колец. Масло двигателя "умершего" по вышеописанным причинам обычно имеет значительные примеси топлива. Так что вместе с чёрным дымом переобогащённого выхлопа в трубу вылетает не только сажа и не сгоревшая солярка, но и значительная часть ресурса мотора.
2. Быстрые и печальные последствия вызывает попадание в двигатель абразива. Не трудно посчитать, что за каждую минуту работы безнаддувный дизель прокачивает через себя количество воздуха, равное произведению рабочего объема на 1/2 оборотов. Например V раб - 12 литров, обороты 2000 об/м, т.е. 12 м2 в минуту или 720 м3 в час. Достаточно весьма низкой концентрации твердых частиц в таком объеме потребляемого воздуха, чтобы накопившийся абразив буквально съел двигатель изнутри.
Не аккуратная установка воздушного фильтра, неплотные хомуты, трещины в соединительных гофрах, возможность подсоса воздуха в двигатель мимо фильтра - все ведет к быстрой гибели мотора от "дорожного" абразива.Существует также опасность попадания технического абразива в мотор во время техобслуживания или ремонта. Таким несчастьям одинаково может быть подвержен и трактор в пыльном поле и роскошный катер в нейтральных водах. Сколько раз приходилось наблюдать как стремление старательного владельца легковушки "полирнуть" шкуркой впускной коллектор, или грамотно и аккуратно притереть по плите корпусные детали карбюратора, приводит к почти мгновенной (200 - 500 км) гибели мотора. Удалить технический абразив "сполоснув бензинчиком" невозможно.
В современной практике моторного ремонта само стремление что-либо притереть (например, клапаны) вызывает недоумение, но тем не менее, таким коварным путем частички абразива иногда ухитряются попасть в двигатель.
Дальше образуется следующая картина: твердые частицы попадая в зону трения вызывают интенсивный износ. Поршневые кольца интенсивно изнашиваются не только по радиальной толщине, но и по высоте. При этом максимальный износ получает первое компрессионное кольцо, так как именно оно подвергается воздействию твердых частиц в первую очередь. Интенсивный износ первого кольца по высоте появляется в результате накапливания твердых частиц в зазоре между кольцом и кольцевой канавкой поршня. Торцовые поверхности кольца быстро получают значительные отклонения от первоначальной геометрической формы и размеров. Стремительно увеличивающийся зазор вызывает интенсивное разбивание кольцевой канавки.
При попадании в двигатель абразива интенсивный износ рабочих поверхностей колец сопровождается образованием многочисленных вертикальных рисок. На кромках колец возникает микро облом или микрозаусенцы. Зона максимального износа цилиндров обычно находится ниже, чем в вышеописанном случае износа в результате избытка топлива и приходится примерно на середину рабочей высоты цилиндра. Рабочая зона юбки поршня получает повреждения в виде многочисленных вертикальных рисок, придающих юбке поршня матовый серый цвет. При исследовании под микроскопом на юбке поршня обнаруживаются внедрившиеся твердые частицы - убийцы мотора и виновники данного вида износа. Количество таких включений на юбке поршня обычно не велико - всего лишь несколько точек на 1 см2, однако если учесть, что внедрилась в материал юбки поршня небольшая часть от всего попавшего в мотор абразива, а также учесть, что в среднем на 100 км пробега поршень совершает около 200 тыс. двойных ходов, то становится очевидно даже небольшое количество твердых вкраплений на юбке поршня однозначно указывает на абразивный характер интенсивного износа. Часто пресловутая ванночка с бензином, в которой вчера <сполоснули> притертый клапан, а сегодня механик другой смены промыл что-либо перед сборкой мотора и является истиной причиной <необъяснимых> износов.
Последним, и возможно самым наглядным индикатором наличия абразивного износа является характер повреждений поршневого пальца. Судите сами: если палец имеющий поверхностную твер-дость обычно около 54:60 HRC за короткое время получил аномально большой износ, поворачиваясь в <алюминиевых> бобышках поршня, следовательно в зоне трения присутствовали частицы, значительно более твердые, чем сам материал поршневого пальца.
На практике случалось, к сожалению, разбирать случаи и со злонамеренным отравительством моторов порошком или пастой, совсем как в мультфильме <тайна третей планеты>.
К сожалению, многие из так называемых <независимых экспертов> зарабатывающих себе на хлеб написанием разного рода заключений на практике имеют достаточно, поверхностные
представления о методах и особенностях диагностики причин износа двигателей. Коллекция анекдотичных заключений от отдельных представителей весьма авторитетных автомобильных институтов периодически пополняется и тиражируется среди коллег с эпиграфом <Как не надо>. Отраслевые учреждения призваны решать несколько иные задачи. В этой ситуации. безусловным благом было бы создание серьезной специализированной научно-экспертной лаборатории. Но пока такой организации не создано транспортникам и ремонтникам во многих спорных ситуациях приходится разбираться самостоятельно. журнал "Комтранс" №1(29), 2004 год
см. фото 1
Избыток топлива способен полностью смыть масляную пленку: в таких случаях наблюдается интенсивный износ поршневых колец с образованием характерной острой кромки.
см.фото 2
Быстрые и печальные последствия вызывает попадание в двигатель абразива
