Типичные причины выхода из строя поршней двигателя

• 1. Конструкционные и функциональные особенности поршней в ДВС
• 2. Причины возникновения задиров на поршнях
• 3. Что вызывает перегрев поршневой части ДВС?
• 4. Другие причины выхода поршней из строя

В конструкции силового агрегата поршневая часть постоянно подвергается повышенным нагрузкам, губительному воздействию высоких температур и различным механическим повреждениям, которые вызывает нарушение рабочего цикла мотора. Например, клапанам механизма газораспределения также приходится работать в сложных условиях, сокращающих их эксплуатационный период, но процедура восстановления работоспособности клапанов значительно уступает в сложности и стоимости аналогичным мероприятиям в области поршневой части.

Конструкционные и функциональные особенности поршней в ДВС

Особую сложность восстановительного процесса представляет выход поршня из строя в силовом агрегате, конструкция которого не позволяет проводить ремонт поршневой части. К сожалению, большинство современных ДВС имеют такой тип конструкции, который полностью исключает доступ к поршням.

Поэтому в случае поломки не сложно предвидеть два варианта развития событий:

• приобрести новый блок цилиндров с кривошипно‐шатунным механизмом;
• полностью заменить силовой агрегат.

Подобные перспективы не особо радуют автовладельцев. По этой причине крайне важно уделять должное внимание состоянию поршневой части, вовремя проводить профилактические мероприятия и замену расходников. Необходимо знать и учитывать все факторы, которые сокращают срок службы поршней.

В плане функциональности поршень представляет собой подвижный элемент камеры сгорания, который под воздействием давления, вызванного сгоранием топливной смеси, свободно перемещается между нижней и верхней мертвыми точками. Таким образом, коленвал и шатун силового агрегата приводятся в движение. Процесс сгорания топлива внутри цилиндров мотора обусловлен обильным выделением тепловой энергии, которая ввиду конструкционных особенностей агрегата преобразовывается в механическую. По такому принципу работают все ДВС.

Кроме постоянного высокого давления поршень подвергается воздействию повышенной температуры. Известно, что во время перегрева поршень значительно увеличивается в размерах вследствие расширения материала, из которого он изготовлен. Чтобы не допустить заклинивания поршня внутри цилиндра этот элемент имеет особую бочкообразную конструкцию, нижняя часть которой максимально увеличена в диаметре. Говоря проще, полностью учтена особенность конструкции поршня: его юбка нагревается не так сильно, как головка, которая находится в верхней точке расположения поршневых колец. Также для дополнительного охлаждения элемента его днище может иметь специальное покрытие из теплоизолирующего материала.

Помимо этого, в большинстве конструкций силовых агрегатов предусмотрено охлаждение поршневой части за счет циркуляции моторного масла.

Причины возникновения задиров на поршнях

Если температурная нагрузка на поршневую часть начинает превышать допустимые пределы, то необходимо готовиться к худшему. В этом случае значительно снизится зазор между стенками цилиндра и поршнем, что вызовет дополнительное трение и, как следствие, нагрев поршня с последующим его увеличением. Даже специальное антифрикционное покрытие, которое наносится на поверхность поршня и стенки цилиндра, не всегда предохраняет от перегрева. В результате этого на поверхностях взаимодействующих элементов образовываются задиры. Также не исключено заклинивание поршня. По характеру и положению задиров можно определить причины их возникновения. Например, об общем перегреве силового агрегата свидетельствует появление задиров по всей поверхности юбки.

Что вызывает перегрев поршневой части ДВС?

Перегрев поршней может вызывать множество причин:

• нарушение циркуляции моторного масла или охлаждающей жидкости;
• выход из строя термостата;
• засорение радиатора;
• убыль уровня антифриза вследствие образовавшейся течи;
• повреждение помпы;
• неисправность вентилятора охлаждения;
• другие причины.

В любом случае, причина перегрева силового агрегата нуждается в немедленном устранении.

Недостаточная смазка поршневого пальца проявляется изменением его цвета на синий и появлением задиров в зоне бобышек. В зависимости от типа и конструкционных особенностей силовых агрегатов пальцы могут быть либо неподвижно установленными в верхней части шатуна, либо независимыми (плавающими). Если последний тип пальцев будет заклинен во втулке шатуна, то это приведет к перегреву расположенных на поршне бобышек, в результате чего в области их расположения на юбке образуются задиры.

Если же перегрелась головка поршня, то задиры появляются между канавкой верхнего компрессионного кольца и нижней частью поршня. Зачастую подобное вызывает нарушение процесса сгорания топлива внутри цилиндров. У бензиновых силовых агрегатов подобный перегрев может быть вызван калильным зажиганием, из‐за которого топливная смесь воспламеняется преждевременно, либо процессом детонации.

Описанные процессы могут быть вызваны как общим перегревом мотора, так и другими причинами. Перечислим их:

• Несоответствие калильного числа свечей зажигания параметрам силового агрегата.
• Низкооктановое топливо.
• Выход из строя датчика детонации.
• Неправильное смесеобразование, в результате чего она получается либо слишком обогащенной, либо слишком обедненной.
• Нарушение регулировок топливных форсунок (для дизельных моторов).
• Некорректная работа системы зажигания из‐за неправильно выставленного угла его опережения.

Так как рост температуры вызывает перегрев отдельных участков нижней части поршня, не исключено появление трещин на этих участках, а также — плавление металла, из которого изготовлен поршень. Температура может достигать такой отметки, что попросту спалит поршень.

Если вовремя не диагностировать наличие детонации внутри цилиндров мотора, а также не установить причину возникновения калильного зажигания, стоит готовиться к сложному восстановительному ремонту поршневой части двигателя. Следствием описанных явлений является разрушение колец поршней и их посадочных мест, оплавление кромок днища и прочие повреждения, которые полностью выводят деталь из строя.

В дизельных моторах повреждение поршневых колец и их посадочных мест является свидетельством жесткого сгорания топливной смеси, которое вызывает образование ударных нагрузок большой силы. Подобное явление может быть вызвано использованием некачественного дизельного топлива, чрезмерным применением различных присадок, некорректной работой форсунок ТНВД, перебоями в работе системы зажигания.

Смывание защитной масляной пленки со стенок цилиндра и поршня так же вызывает их повышенный износ. Его причинами являются некорректная работа зажигания, необходимость замены сажевого фильтра, постоянные запуски холодного силового агрегата и неправильный процесс воспламенения рабочей смеси внутри цилиндров.

Другие причины выхода поршней из строя

При отсутствии механического износа поршневой части, регламентный срок замены или проведения восстановительных работ поршней можно определить по состоянию колец и их посадочных мест. Несмотря на все описанные причины повреждений, на практике картина выглядит несколько иначе. Зачастую предпосылкой для проведения срочного ремонта поршней является механическое повреждение, виновником которого в большинстве случаев выступает обрыв ремня или цепи ГРМ.

Существует и масса иных причин, из‐за которых приходится проводить срочный ремонт поршневой части ДВС. Известно, что правильно функционировать может только исправный поршень, кольца которого находятся в неизношенном состоянии.

Повреждение поршневых колец приводит к образованию нагара на стенках цилиндров и поверхности поршней, снижению компрессии либо ее полному отсутствию, попаданию отработанных газов внутрь картера, увеличению потребления смазывающей жидкости. В случае если внутрь силового агрегата залито некачественное моторное масло, то возможно, что оно закоксуется при сильном перегреве. Это вызовет потерю подвижности колец, из‐за чего обычно пропадает компрессия, возникают проблемы с запуском двигателя, в выхлопных газах автомобиля появляется дым. Помимо этого, повредить поршневую часть могут керамические крошки, которые откалываются от каталитического нейтрализатора и проникают внутрь мотора.

Причин выхода поршней из строя довольно много. Можно сказать лишь одно: для поддержания работоспособности поршневой части и увеличения ее эксплуатационного ресурса необходимо постоянно следить за системами жизнеобеспечения силового агрегата. В противном случае, любое, казалось бы, незначительное отклонение от нормы в их работе может нанести существенный урон поршневой части.