Поломки перемычек между кольцами

Описание повреждения

На одной стороне поршня поломана перемычка между канавками для первого и второго компрессионных колец. Трещина начинается на верхней кромке перемычки на дне канавки и проходит под углом в материал поршня. Вблизи нижней кромки трещина снова идет к наружной стороне и выходит наружу на нижней кромке перемычки или немного ниже на дне канавки. Продольные трещины в перемычках между канавками, ограничивающие трещину перемычки сбоку, расширены книзу. Задиры поршня или перегревы не имеются.

Оценка повреждения

Дефекты материала не являются причиной трещины перемычек, хотя это часто предполагается в случае повреждений. Такие трещины всегда являются последствием перегрузки материала. Можно подразделить эти перегрузки на 3 причины:

Это означает, что октановое число топлива не покрывает потребность двигателя во всех режимах работы и нагрузки. Трещины перемычек между канавками из-за детонационного зажигания возникают большей частью на нагруженной стороне. В дизельном двигателе детонационное зажигание может быть вызвано только задержкой зажигания.

В неработающем или работающем двигателе жидкость (вода, охлаждающее средство, масло или топливо) попадают револьно в камеру сгорания. Поскольку жидкости не поддаются сжатию, в такте сжатия появляется огромная нагрузка на поршень и кривошипно-шатунный механизм. Неизбежным следствием являются трещины на перемычках между канавками, трещины на ступицах или повреждения на шатунах или коленчатом валу. Рис. показывает процесс поломки, который появляется при детонационном сгорании и при гидравлических ударах. Поверхности лома при этом расширены вниз, потому что усилие, вызвавшее поломку, воздействует сверху на перемычку между канавками.

При монтаже поршень был не введен, а вбит, потому что поршневые кольца неправильно сжаты или были использованы неподходящие инструменты. При этом перемычки между канавками выламываются в обратном направлении, потому что давление действует не как в вышеназванных случаях сверху, а снизу.

Возможные причины повреждения

Детонационное сгорание в двигателях с принудительным воспламенением смеси

1. использование топлива с недостаточной детонационной стойкостью. Качество топлива должно соответствовать степени сжатия двигателя, т. е., октановое число топлива должно покрывать октановую потребность двигателя во всех режимах работы.
2. дизельное топливо в бензине и в результате этого понижение октанового числа топлива.
3. масло в камере сгорания из-за высокого расхода масла на поршневых кольцах или на направляющей клапана понижает детонационную стойкость топлива.
4. слишком высокая степень сжатия, вызванная остатками сжигания на днищах поршня и головке цилиндра или чрезмерным шлифованием поверхности блока и головки цилиндра в ходе капитального ремонта двигателя или с целью тюнинга.
5. слишком большое опережение зажигания
6. слишком бедная смесь и в результате этого повышенные температуры сжигания.
7. слишком высокая температура всасываемого воздуха из-за недостаточной вентиляции моторного отсека или обратного напора ОГ, но и несвоевременное переключение заслонки всасываемого воздуха на летний режим или дефект автоматической системы переключения заслонки приводят к существенному повышению температуры всасываемого воздуха (особенно в старых карбюраторных двигателях).

Детонационное сгорание в дизельных двигателях

1. некачественные или негерметичные распылители форсунки
2. слишком низкое давление впрыска форсунок.
3. слишком низкое давление сжатия из-за неправильных уплотнений головки цилиндра, слишком маленькие выступы поршней, негерметичные клапаны или поломанные или изношенные поршневые кольца
4. дефектные уплотнения головки цилиндров.
5. повреждения предкамеры.
6. ненадлежащее или чрезмерное применение вспомогательных средств помощи (аэрозоли для помощи при пуске) при пуске в холодном состоянии.
7. при гидравлических ударах
8. непреднамеренное всасывание воды при переезде через воду, лужи или из-за попадания большого количества воды от брызг проезжающих впереди или мимо автомобилей.
9. заполнение цилиндра водой при неработающем двигателе из-за негерметичности уплотнения головки цилиндра или трещин в конструктивных элементах.
10. Остаточное давление в системе впрыскивания сбрасывается через негерметичную форсунку в цилиндр. В этом и в предыдущем случае при пуске возникают описанные повреждения.

Материалы: http://www.avtobukvar.ru/viewpages/povrezhdeniya_porshney/polomki_peremychek_mezhdu_koltsami.html

• В случае с разрушенными перемычками поршневых колец различают два вида разрушения в зависимости от направления разлома: сверху вниз (рис. 1a+b) или снизу вверх (рис. 2-3).
• На днище поршня, на жаровом поясе и на боковых поверхностях канавок различимы следы эрозии.

Причиной таких повреждений являются механические перегрузки, которые, в свою очередь, возникают или вследствие нарушения процесса сгорания топлива, или из-за монтажной ошибки, или же в результате гидравлического удара.

1. Нарушение процесса сгорания топлива:

После инициирования зажигания запальной искрой в других частях камеры сгорания происходит самовоспламенение, что ведёт к примерно десятикратному повышению скорости горения топлива. Это, в свою очередь, вызывает скачкообразный рост давления до 300 бар на градус угла поворота коленчатого вала (нормальное значение - от 3 до 5 бар), а также колебания с частотами, приближающимися к ультразвуковым значениям, и перегрев по причине неравномерного процесса сгорания топлива. Следствием этих проявлений являются трещины и надломы перемычек поршневых колец и юбки поршня по направлению сверху вниз. Такой сбой работы двигателя также имеет название «детонационного сгорания топлива».

Причины детонационного сгорания топлива могут быть, кроме всего прочего, следующие:

• Неправильный момент зажигания (раннее зажигание).
• Слишком бедная воздушно-топливная смесь.
• Использование топлива со слишком низким октановым числом.
• Слишком горячий приточный воздух.
• Слишком высокая степень сжатия.

Слишком большая задержка воспламенения ведёт в данном случае (также, как и в бензиновом двигателе) к неконтролируемому сгоранию топлива с экстремальными пиками давления, а также к механическим перегрузкам перемычек поршневых колец. Причины этого явления могут быть следующие:

• Давление сжатия слишком мало.
• Давление впрыска форсунок слишком мало.
• Неправильное использование средств облегчения запуска двигателя.
• Инжекторные форсунки негерметичны.
• Впрыск слишком большого количества топлива.

2. Монтажные ошибки:

• Если поршневые кольца устанавливаются без монтажной оправки, тогда они зачастую не полностью встают в канавку. При последующем «хлопке» поршня во время установки, кольца начинают частично выпирать из своей штатной позиции и заклинивать на передней стороне отверстия. Таким образом, возникает типичное разрушение перемычек поршневых колец снизу вверх.
• В случае с двухтактным двигателем направление разрушения уже иное - сверху вниз, поскольку поршень устанавливается с нижней стороны цилиндра.

3. Гидравлический удар:

Причиной данного дефекта является жидкость (вода или топливо), попавшая в камеру сгорания. Поскольку ни вода, ни топливо не подвержены сжатию, при гидравлическом ударе происходит резкое воздействие на поршень, поршневой палец, шатун, головку цилиндра, картер двигателя, подшипники и коленчатый вал (см. также статью «Гидравлический удар»). Слишком много жидкости может оказаться в камере сгорания по следующим причинам:

• Вода попадает в камеру сгорания через систему впуска (например, при проезде по поверхности, залитой водой).
• Вода оказывается в камере сгорания по причине дефектных прокладок.
• Вследствие неисправной инжекторной форсунки в камеру сгорания попадает слишком много топлива.

Материалы: http://www.luki2.ru/interesnye-stati/stati-dlya-avtovladeltsev/prichiny-i-vidy-vykhoda-iz-stroya-dvigatelya-avtomobilya/razrushennye-peremychki-porshnevyh-kolets.html

Блок цилиндров – самая важная часть автомобильного двигателя. Именно он служит «базой», основой всего мотора. Если блок выйдет из строя, автовладельца ждут немалые проблемы – не столько технические, сколько юридические, поскольку блок цилиндров – номерная деталь, и этот номер указан в регистрационных документах на автомобиль. Грамотная дефектовка блока цилиндров позволит определить не только причины выхода мотора из строя, но и его пригодность для дальнейшей эксплуатации.

• Ослаблена посадка поршневого пальца в верхней головке шатуна или нарушена его фиксация в бобышках поршня.

• Перегрев двигателя, в результате которого разрушаются поршни.

• Попадание в цилиндры двигателя посторонних предметов.

Замените шатуны или поршни. Проверьте систему охлаждения и при необходимости отремонтируйте ее. При наличии подобных повреждений блок цилиндров ремонтируется гильзовкой.

• Поломка поршневых колец.

• Поломка перемычек на поршнях между канавками под поршневые кольца.

• Длительная эксплуатация мотора с поврежденным воздушным фильтром или вовсе без него.

Проверьте правильность установки системы зажигания и при необходимости отрегулируйте ее. Применяйте бензин с предписанным октановым числом. Проверьте систему охлаждения и при необходимости отремонтируйте ее. При наличии подобных повреждений блок цилиндров, как правило, ремонтируется расточкой в следующий ремонтный размер или гильзовкой.

• Неисправность системы питания.

• Неисправность системы зажигания.

Проверьте систему питания, отремонтируйте и отрегулируйте ее. Проверьте и отрегулируйте систему зажигания. При сильном износе поверхности цилиндров блок ремонтируется расточкой в следующий ремонтный размер или гильзовкой.Примечание: Косвенным признаком сильного износа является отсутствие на поверхности цилиндров сетки хона. Проверку выработки, эллипсности и конусности каждого цилиндра следует выполнять так: с помощью индикаторного нутромера, настроенного на требуемый размер, промеряем каждый цилиндр в двух взаимно перпендикулярных плоскостях в верхней, средней и нижней частях цилиндра. Особенно сильный износ наблюдается, как правило, в зоне верхней мертвой точки, то есть там, где «останавливается» верхнее компрессионное кольцо. Если выработка в цилиндрах превышает 0,1 мм, а эллипсность составляет более 0,05 мм, блок ремонтируется расточкой и последующей хонинговкой в следующий ремонтный размер или гильзовкой.

• Разрушение поршня и шатуна в результате гидроудара или попадания посторонних предметов в цилиндр.

Как правило, при наличии трещин в цилиндрах блок не ремонтируется, а списывается. В исключительных случаях поврежденный цилиндр можно загильзовать. Проверьте и отремонтируйте систему охлаждения. Проверьте целостность впускного и выпускного трактов. Замените поврежденные детали.

Примечание: Определить наличие трещин в блоке цилиндров и их размеры можно с помощью опрессовки.

• Блок перед сборкой был плохо промыт и не продут, в результате чего осталась жидкость или грязь в резьбовых отверстиях для болтов, крепящих головку блока.

• Неправильная затяжка болтов головки блока.

Требуется замена блока цилиндров. В исключительных случаях возможна заварка трещин и последующая механообработка блока.

• Последствия аварии, в которой произошла деформация моторного отсека.

• Общий перегрев двигателя.

• Неправильная затяжка крепежных болтов.

Требуется замена блока цилиндров. В некоторых случаях возможна заварка трещин и последующая механообработка блока.

• Неправильная затяжка крепежных болтов.

Рассверлите отверстия и нарежьте резьбу большего диаметра. Возможна установка футорок.

Материалы: http://avtotrec.ru/index.php/nissan/141608