Повреждения деталей ЦПГ и их причины

При работе ДВС в системе поршень-гильза происходят обратно-поступательные движения с высокими значениями скоростей, а также огромными нагрузками. Ненадлежащее техническое обслуживание может привести к ускоренному износу элементов и вызвать частичную техническую неисправность двигателя или вовсе полный отказ.

В большинстве случаев диагностика позволяет выявить лишь малую часть проблем. Определить техническое состояние и причины поломки можно при осмотре отдельных компонентов, что поможет сделать приведенная ниже информация.

Повреждения гильзы цилиндра

• Неравномерная или ненадлежащая затяжка головки блока
• Ненадлежащее состояние поверхностей головки и блока
• Грязная или повреждённая резьба крепежа головки блока
• Несоответствующая прокладка головки блока
• Отложения в системе охлаждения
• Некачественная посадка бурта гильзы, несоответствующее выступание гильзы, ненадлежащее состояние нижнего посадочного места гильзы
• При сухих гильзах слишком слабая посадка гильзы так же вредна, как и слишком тугая
• В посадочных местах блока при сухих гильзах возникает контактная коррозия, посадочное место должно быть тщательно обработано для обеспечения прилегания гильзы по всей площади.
• Отдельно стоящие цилиндры воздушного охлаждения должны быть строго параллельны блоку и головке, при единой головке цилиндры должны быть одинаковой высоты, очень важна исправность воздуховодов.

Отрыв бурта гильзы цилиндра

• Некачественно обработано посадочное место гильзы в блоке
• Не соблюдены предписанные порядок и моменты затяжки
• Применены прокладки несоответствующей толщины

• Не соблюдён зазор поршень/цилиндр (установлены б/у поршни)
• Ненадлежащая посадка гильзы в блоке
• Пониженное давление в системе охлаждения
• Ненадлежащее качество охлаждающей жидкости

Эрозия материала на днище поршня (дизельный двигатель)

• Неисправная форсунка
• Неисправный нагнетательный клапан в топливном насосе высокого давления
• На форкамерных двигателях — дефект форкамеры

Эрозия на днище и жаровом поясе поршня (бензиновый двигатель)

Качество топлива не соответствует степени сжатия двигателя, бензин в дизельном топливе, масло в камере сгорания

• Ненадлежащий угол опережения зажигания Негерметичные выпускные клапаны
• Значительное количество нагара в камере сгорания
• Слишком высокая температура впускного воздуха, общий перегрев

Прихват от перегрева, в основном на головке поршня

• Эксплуатация необкатанного двигателя с высокими нагрузками
• Повышенная температура в камере сгорания из-за неисправности системы питания
• Неисправность системы охлаждения

Разрушение перемычек между канавками поршневых колец (дизельный двигатель)

• Неисправная форсунка
• Низкая компрессия в цилиндре
• Дефект форкамеры
• Неправильное или чрезмерное пользование пусковыми средствами
• Цилиндр при неработающем двигателе заполнился водой или топливом (гидроудар)

Трещины на днище и вокруг камеры сгорания в поршне

• Неисправность системы питания
• Дефект форкамеры
• Перегрев двигателя
• Неисправность моторного тормоза

Износ поверхностей из-за избытка топлива в камере сгорания

• Избыток топлива в камере сгорания в дизеле из-за неисправности топливной системы
• Пониженная компрессия
• На дизелях ненадлежащий зазор между поршнем и головкой

Задиры при недостаточном зазоре между поршнем и цилиндром

• Ненадлежащая обработка блока при ремонте - диаметр цилиндра меньше допустимого размера
• Головка блока перетянута или затянута неравномерно, повреждена или загрязнена резьба на элементах крепления головки к блоку цилиндров, не смазаны опорные места для гаек и болтов в головке
• Имеются повреждения привалочных поверхностей блока цилиндров и головки блока
• Некачественная прокладка головки блока
• Деформация цилиндров из-за неравномерного охлаждения - накипь или грязь в системе охлаждения
• Не подготовлены посадочные места для гильз в блоке
• Нагружение двигателя без предварительного прогрева

Задиры на боковой поверхности поршня рядом с бобышками

• Нагружение двигателя без предварительного прогрева
• Деформация цилиндра при перегреве двигателя
• Недостаточный зазор между пальцем и бобышкой поршня

Сухой прихват на юбке (недостаток масла)

• Неисправность системы смазки или полное отсутствие масла в двигателе
• Недостаточное разбрызгивание масла из-за малого зазора в шатунных вкладышах

Задиры на поршне только с одной стороны

• Воздушные и паровые пробки в системе охлаждения из-за выхода из строя термостата или водяного насоса, а также загрязнения в полости охлаждения в блоке, приводят к местному перегреву и прекращению охлаждения

Задиры на боковой поверхности (сухой прихват)

Материалы: http://dizel-life.ru/povrezhdeniya-detaley-tspg-i-ikh-prichiny

При работе двигателя на поршень действуют переменные по величине и направлению осевые силы давления газов и инерции, а также нормальные силы, прижимающие поршень к стенке цилиндра. В результате неравномерного нагревания поршня в радиальных направлениях и по его высоте позникают дополнительные внутренние термические напряжения. Кроме того, отдельные зоны поршня нагружаются местными силами: межкольцевые перемычки силами давления газов, передающимися через торцовые плоскости компрессионных колец при разности давлений газов над кольцом и под ним, а также силами инерции масс поршневых колец; верхняя и нижняя торцовые кромки силами от ударов, возникающих в результате перекидывания поршня в цилиндре при изменении направления его движения в в. м. т. В биметаллических поршнях с залитыми стальными пластинами направляющий пояс дополнительно нагружается силами упругости этих пластин.

Из-за сложной формы поршня и неизбежного неравномерного распределения металла его жесткость в различных радиальных направлениях неодинакова. В связи с этим проектирование и расчет поршня представляет собой сложную задачу, так как неизвестны точные температуры и перепады их между отдельными точками поршня.

На рис. 254 показано распределение температур в поршнях дизеля и карбюраторного двигателя с жидкостным охлаждением. Днище является наиболее термически нагруженной частью поршня. С увеличением диаметра цилиндра температура днища повышается, так как возрастает путь отвода теплоты к стенкам цилиндра, а также отношение поверхности днища, воспринимающей теплоту, к поверхности, через которую она отводится в стенки цилиндра.

Воспринимаемая днищем теплота передается через кольца и направляющий пояс поршня стенкам охлаждаемой гильзы, циркулирующим газовым потокам, маслу со стороны внутрикартерного пространства, а также излучается. В быстроходных двигателях через компрессионные кольца отводится 5060% теплоты.

Конструкция поршня (рис. 255) и его размеры определяются механическими и термическими нагрузками, формой и расположением камеры сгорания, числом колец, наличием укрепляющих ребер, толщиной днища поршня, диаметром пальца, расположением первого со

стороны камеры сгорания кольца и т. п. При проектировании поршня используются статистические конструктивные параметры, отнесенные к диаметру D цилиндра или к высоте Н поршня (рис. 255 и табл. 33).

На рис. 256 и 257 показаны типичные конструкции поршней дизелей и карбюраторных двигателей.

Высота поршня определяется числом компрессионных и масло-съемных колец, высотой жарового пояса h над первым компрессионным кольцом и диаметром пальца.

, большей высоты межкольцевых перемычек и направляющего пояса. Если поршни короткие, то в момент изменения направления боковых сил в в. м. т. наблюдается при малых отношениях HID перекидывание поршней, сопровождающееся стуками и повышенным износом.

По высоте жарового пояса над первым компрессионным кольцом наблюдается падение температур (см. рис. 254), что свидетельствует об интенсивном отводе теплоты. От температуры этого пояса и первого компрессионного кольца зависят предельно допустимые энергетические показатели двигателей. При использовании обычных масел температура в зоне первого компрессионного кольца не должна превышать 200° С. В случае применения присадок допускается повышение температуры до 230° С. Повышение температур сверх указанных сопровождается недопустимым отложением нагара на поверхности уплотняющего пояса и в канавках, зависанием колец,

разработкой канавок, разрушением и выгоранием межкольцевых перемычек.

Температуру в зоне расположения компрессионных колец в поршнях дизелей можно понизить с помощью следующих мероприятий:

2) уменьшения зазоров между жаровым поясом и гильзой и, следовательно, проходной площади для газов к первому кольцу. Чтобы предотвратить заедание поршня при малых зазорах, жаровой пояс и одну-две перемычки между кольцами (рис. 256, а) делают с лабиринтными канавками;

3) увеличения толщины переходов от днища к бобышкам под палец к направляющему поясу (рис. 256, ав, е) для интенсивного отвода теплоты от горячего днища и более равномерного распределения теплоты по всему объему металла;

4) заливки стальных поясов (альфин-процесс) с канавками для одного или двух компрессионных колец (рис. 256, г ). Стыковая поверхность стальных поясов с алюминиевым сплавом при этом является тепловым дросселем и препятствует подводу тепла к кольцам.

(до 0,06 D) и большую среднюю температуру газов за цикл, у карбюраторных двигателей температура уплотняющего пояса и колец ниже, чем у дизелей, что определяется характером процесса сгорания бензовоздушной

меси и меньшими давлениями газов в момент сгорания. У поршней карбюраторных двигателей уплотняющий пояс иногда отделяют от направляющего двумя поперечными симметрично расположенными прорезями 1 (рис. 257), которые препятствуют отводу теплоты от днища в направляющий пояс. Обе части поршня соединены между собой только в зоне бобышек. В этом случае теплота от днища передается стенкам цилиндра в основном через компрессионные кольца.

Рис. 256. Поршни дизелей:

а вше монометаллические; г армированные стальными кольцами; д с охлаждением маслом

Уменьшение количества теплоты, подводимой к направляющему поясу, позволяет сократить зазоры между направляющей частью и гильзой, но температура днища поршня при этом повышается. При наличии поперечных прорезей уменьшается жесткость поршня. В случае высокого давления сгорания, как например, в дизелях, разрезные поршни не применяют.

Толщину днища поршня выбирают исходя из величины максимальных давлений сгорания, получения необходимой жесткости поршня и интенсивного отвода от него теплоты. Переходы от днища к уплотняющему поясу и бобышкам должны быть массивными (см. рис. 256 и 257, а и б), особенно у поршней дизелей.

Днище поршня в зоне бобышек укрепляют сплошными приливами (см. поз. 4 на рис. 256, а и б и 2 на рис. 257, а) или расходящимися ребрами (см. поз. 1 на рис. 256, а и 4 на рис. 257, б), не выходящими за бобышки по их длине. Приливы или ребра увеличивают жесткость поршня и препятствуют его овализации в момент, когда нормальные силы достигают максимальных значений. Днище поршня с внутренней стороны в центральной части обычно делают гладким, без укрепляющих ребер (см. рис. 256, а, б, е и 257, ав). Теплота со стороны внутренней поверхности отводится воздухом и маслом. Наличие ребер, как показала практика, не улучшает теплоотвода от днища.

Кроме того, ребра, как правило, снижают усталостную прочность поршня вследствие возникновения концентраций напряжений (рис. 258, а) между ними.

перемычек обычно уменьшают.

в среднем составляет примерно 21,5.

В канавках для маслосъемных шлицованных колец сверлят 612 дренажных отверстий для отвода масла внутрь поршня (см. рис. 256, б). В некоторых поршнях сверлят два пояса отверстий (см. рис. 256, а): в самой канавке и непосредственно под ней для отвода масла, снимаемого нижней кромкой кольца и собирающегося в цилиндрической или конической В (см. рис. 256, а и е) проточке, расположенной непосредственно под кольцом. Диаметр отверстий для отвода масла примерно равен высоте канавки для масляного кольца. При установке маслосъемных колец скребкового типа дренажные отверстия располагают обычно в поясе ниже кольца (см. рис. 256, ё).

у дизелей меньше (в среднем 0,66), чем у карбюраторных двигателей (в среднем 0,72), что объясняется большим числом компрессионных колец и более широким жаровым поясом у дизелей.

У поршней дизелей нижнюю кромку иногда подрезают в виде скребка 2 (см. рис. 256, б) для снятия масла со стенок гильзы. В ко-роткоходных двигателях в нижней части направляющего пояса делают вырезы 3 для прохода противовесов коленчатого вала.

При неправильном положении оси пальца происходит перекашивание поршня в в. м. т., которое вызывает увеличение расхода масла, повышение шума при работе и навигационную эрозию наружных поверхностей гильз из-за высокочастотной вибрации их стенок. Для борьбы с этими явлениями следует по возможности уменьшить зазоры между гильзой и направляющим поясом.

У наружных и внутренних кромок отверстий под палец (при его изгибе) возникают значительные концентрации напряжений, которые могут вызвать усталостные разрушения. Для уменьшения концентрации напряжений наружные кромки делают с коническими подрезами, скруглениями и фасками (рис. 258, б). При скруглении наружной кромки концентрация напряжений снижается на 40%. У внутренних кромок отверстий под палец также часто снимают фаски (см. рис. 256, а и б), однако при этом усложняется обработка поршня.

Конструктивные размеры поршней с малой массой, применяемых в быстроходных дизелях, отличаются от размеров поршней дизелей грузовых автомобилей (см. рис. 256, е).

Часть поршня, расположенная над отверстием под палец, выполняется массивной. Для выравнивания давления и улучшения условий смазки во время такта расширения и впуска верхняя и нижняя опорные поверхности пальца в бобышках имеют неодинаковую длину (см. рис. 256, е).

X10"6 1 /°С. От разницы коэффициентов линейного расширения материалов поршня и гильзы и разности их температур зависит величина зазора между ними.

Величина зазора между поршнем и гильзой влияет на расход масла, уровень и спектр щумов, утечки газов из цилиндров в картер, износ поверхностей (гильзы, поршня, колец) и теплоотвод от поршня.

Тепловые деформации поршня в радиальных направлениях складываются с деформациями, вызываемыми овализацией поршня при нагрузке его нормальными силами. Вследствие этого поперечное сечение поршня делают овальными так, чтобы большая ось овала совпадала с направлением действия нормальной силы, а малая с продольной осью пальца. Поршень сужен по высоте в направлении днища и имеет овальные поперечные сечения.

Для повышения долговечности поршневой группы зазор между несущей поверхностью поршня и гильзой в нагретом двигателе должен быть по возможности малым и одинаковым по высоте поршня.

Неодинаковая жесткость уплотняющего пояса в различных радиальных направлениях в сочетании с неравномерностью температурного поля по окружности и высоте поршня может быть использована для его терморегулирования с целью установления минимально необходимых зазоров между поршнем и гильзой в рабочем состоянии.

В настоящее время в карбюраторных двигателях применяют поршни из алюминиевых сплавов следующих конструкций:

1) монометаллические с поперечными прорезями 1 (см. рис. 257, б и е) между уплотняющим и направляющим поясами;

2) биметаллические с поперечными прорезями 1 (рис. 259, а) и углублениями 3 в воне бобышек, перекрытыми стальными пластинами 2;

3) биметаллические терморегулируемые с поперечными прорезями и с жестким неразрезанным направляющим поясом (см. рис. 257, а и 259, б);

4) биметаллические терморегулируемые без поперечных и продольных прорезей с цилиндрическими вставками 5 и 4 (рис. 259, е и г).

5) монометаллические без прорезей (см. 257, д).

Поршни из алюминиевых сплавов с одной или двумя симметрично расположенными поперечными прорезями (см. рис. 257, в, г) устанавливают в холодном состоянии с малыми зазорами по всей высоте направляющего пояса, так как расширение при нагревании компенсируется уменьшением ширины продольных прорезей. Ниже приведены зазоры (в %) в этих поршнях при холодном состоянии двигателя, отнесенные к диаметру цилиндра (обозначения см. рис. 255):

По мере повышения тепловых и механических нагрузок на поршень необходимо увеличивать его прочность, жесткость и применять

автоматическое тепловое регулирование. Для осуществления терморегулирования в направляющий пояс поршней с поперечными прорезями и без них в зоне бобышек заливают стальные поперечные пластины 3 (рис. 257, а), с помощью которых в отливке создаются остаточные напряжения. При нагревании поршней из алюминиевого сплава стальные пластины (имеющие меньший коэффициент линейного напряжения) препятствуют тепловому расширению направляющего пояса по линии действия нормальной силы.

В терморегулируемых поршнях тепловое расширение должно сцениваться общим коэффициентом линейного расширения, зависящим не только от расширения материала поршня, но также и от остаточных напряжений и жесткости залитых стальных пластин.

т. е. примерно в 1,31,9 раза меньше, чем у алюминиевого сплава. В подобных конструкциях направляющую часть выполняют без продольных прорезей. Поверхность контакта поршня с гильзой при этом возрастает, что позволяет уменьшать монтажные зазоры между ними, так как эти детали при нагревании изменяются незначительно. При неразрезном направляющем поясе повышается точность изготовления поршня даже при относительно сложных профилях.

Биметаллические терморегулируемые поршни с поперечными прорезями изготовляют двух видов: 1) бобышки под палец соединены с днищем и нижней частью направляющего пояса широкими ребрами, а продольные стальные пластины 2 перекрывают между ними окна (рис. 259, е); 2) направляющий пояс сплошной и стальные пластины полностью залиты. В последнем случае можно получить больший терморегулирующий эффект, так как пластина связана с большей массой металла поршня (рис. 259, г ).

Максимальный эффект терморегулирования достигается при заливке в зоне бобышек широких перфорированных пластин (рис. 259, б) Измерения тепловых деформаций по высоте поршня показали, что число, площадь и форма отверстий в пластинах значительно влияют на форму направляющего пояса.

Терморегулирование достигается не только путем заливки двух отдельных поперечных пластин в зоне бобышек (рис. 260, а), но также и путем заливки стальных колец прямоугольного поперечного сечения (рис. 260, б) непосредственно над бобышками. При этом используют цельные, с разрывом, зубчатые кольца (для увеличения поверхности контакта и лучшего закрепления), а также полукольца.

у этих поршней небольшое. В зонах передачи нормальных сил в плоскости качания шатуна вставка 4 имеет упругий выступ. Вставка полностью залита в зонах бобышек поршня и выступов. В результате отсутствия попе-

речных прорезей между уплотняющей и направляющей частями повышаются структурная жесткость и теплоотвод от днища.

Как показали исследования, при нагревании стальные кольца препятствуют радиальным тепловым деформациям не только в плоскости их расположения, но и по всей высоте направляющего пояса.

Величину тепловых деформаций регулируют, подбирая толщину стенки направляющего пояса поршня и стальных пластин. Отношение толщины стенки и пластины обычно составляет 2 : 1 (толщина стенки 23 мм , пластины 1 1,5 мм ). В некоторых поршнях стальные пластины заливают неполностью (см. рис. 259, а, б и г), что связано с трудностью их фиксации при отливке. Одновременно регулирование формы и подбор размеров поршня производятся при переменной толщине основного материала.

В карбюраторных двигателях с жидкостным охлаждением при установке терморегулируемых поршней относительные диаметральные зазоры в холодном состоянии двигателя имеют следующие значения в % (см. рис. 255):

В дизелях применяют моно- и биметаллические неразрезные поршни. В биметаллические поршни заливают кольцевые пластины с прямоугольным поперечным сечением.

кВт/м 2 , являющейся основным критерием теплонапряженности поршней, может возникнуть необходимость применения принудительного их охлаждения путем опрыскивания внутренней поверхности днища маслом или организованной его циркуляции. В этом случае масло подводится непосредственно от коленчатого вала по каналу в стержне шатуна к распылителю с калиброванным отверстием, расположенному в поршневой головке шатуна, или распыли-вается через неподвижные форсунки, закрепленные в нижней части гильзы. Для повышения охлаждающего эффекта в литых поршнях устраивают ловушки (см. рис. 256, д), в которых масло взбалтывается. При организованном охлаждении масло подводится через шатун и палец под днище поршня, который в этом случае изготовляют с отлитыми лабиринтными каналами или составным (рис. 261, а и б).

При опрыскивании температура днища поршня снижается на 4520° С, а в конструкциях со взбалтыванием масла на 2530° С.

В цельнолитых поршнях при принудительном конвекционном охлаждении масло подводится к уплотняющему поясу в кольцевую полость (рис. 261, а). Соляные стержни каналов и полостей поршней изготавливают из водорастворимых солей и после отливки вымывают.

Составные теплона-пряженные поршни с направляющей частью из алюминиевого сплава и уплотняющей из чугуна скреплены болтами (рис. 261, б) или имеют днище с резьбой. Масса составных поршней на 30% больше, чем монометаллических из алюминиевого сплава. При организованном охлаждении расход масла, подводимого под давлением через шатун и палец, составляет 1,53 л/(Вт-ч). При охлаждении путем опрыскивания расход масла увеличивается до 5-6 л/(Вт-ч).

объема, и масло взбалтывается. Скорость

подачи масла должна быть не ниже 5 м/с, что соответствует турбулентному потоку и высокому коэффициенту теплоотдачи от металла к маслу. Температура в зоне первого компрессионного кольца при организованном охлаждении снижается на 90100° С.

На рис. 262 представлена диаграмма областей применения поршней различных конструкций в зависимости от частоты вращения для различных средних эффективных давлений.

нем эффективном давлении;

5) 1 Па среднего эффективного давления на 1011° С при постоянной частоте вращения.

Непостоянство температур как по высоте, так и в радиальных направлениях поршня вызвало необходимость изменения его профиля по высоте в различных поперечных сечениях.

При нагревании поршня его форма в конечном виде должна соответствовать форме гильзы, а зазоры между поршнем и гильзой во всех точках должны быть наименьшими. Тем самым будет обеспечиваться сохранность масляного слоя, снижаться температура межкольцевых перемычек и колец, уменьшаться утечки газов из цилиндра и повышаться эффективность работы маслссъемных колец.

Поршни изготавливаются с различными профилями по высоте: коническим, ступенчатым, сферическим, бочкообразным или по копир-ной кривой. При этом по высоте меняется также овальность поперечных сечений (см. кривые // и //// для однометаллического поршня из алюминиевого сплава (на рис. 263). Наибольшую овальность имеют сечения в зоне отверстия под поршневый палец и непосредственно над ним.

Профиль поршня и овальность его сечений подбирают эмпирическим путем для каждой вновь создаваемой конструкции, так как величина зазоров одновременно зависит от начальных деформаций гильзы, возникающих при сборке двигателя, и от последующего ее теплового расширения.

Несущую поверхность поршня проверяют на условное давление, которое подсчитывают по формуле

максимальной силы, действующей по оси

МПа. Величина его не оказывает заметного влияния на износы цилиндро-поршневой группы.

Материалы: http://ga-avto.ru/dvigateli/94.html

Названия и термины применяемые в руководстве по поршням

не зеркально, несимметрично

слегка выпуклая форма поршня в зоне юбки

часть камеры сгорания в дизельных двигателях непосредственного впрыска. В отличие от предкамеры выходное отверстие камеры больше и входит тангенциально в вихревую камеру. При сжатии протекающий в камеру воздух из-за формы вихревой камеры подвергается сильному завихрению, что способствует хорошему горению.

Волокнистый элемент усиления

волокнистый элемент усиления края углубления поршней дизельных двигателей с непосредственным впрыском. Перед литьем в литейную форму поршня вкладывается волокнистое кольцо из алюминиевого оксида, в которое в процессе литья проникает жидкий алюминий. Это повышает стойкость края углубления к образованию трещин. Волокнистые элементы усиления возможны только при методе литья с прессованием, в котором алюминий под высоким давлением (ок. 1000 бар) впрессовывается в литейную форму.

Выступающая длина поршня

выступающая длина поршня дизельного двигателя в верхней мертвой точке за торцевую поверхность цилиндра. Выступающая длина является важным размером, который при капитальном ремонте двигателей должен быть точно соблюден и проверен, чтобы была обеспечена правильная степень сжатия и поршень в работе не сталкивался с головкой блока цилиндров.

Газы, проникшие в картер двигателя из камеры сгорания

газы утечки, которые при сгорании проникают мимо поршневых колец в картер двигателя. Количество газов при этом тем выше, чем хуже уплотнение поршня в цилиндре.

вложение графита в основной материал в пластинчатом графитовом чугуне (сером чугуне). Если надрезанные при чистовой обработке зерна очищаются хонинговальными щетками, то там может отложиться масло для смазки поршней.

двигатели, в которых топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания.

четырехтактный двигатель, изобретенный в 1878 году Николаусом Эрнстом Аугустом Отто. На разговорном языке, как правило, этим имеется в виду бензиновый двигатель.

Движение поршня вверх

перемещение поршня от коленчатого вала в направлении головки блока цилиндров (во время такта сжатия и выброса в 4-тактном двигателе)

Движение поршня вниз

перемещение поршня в направлении коленчатого вала во время такта всасывания и рабочего такта (4-тактный двигатель)

стойкость топлива для двигателей с принудительным воспламенением (бензин) к самовоспламенению.

изменение структуры и в связи с этим формы юбки поршня в работе поршня (см. «сборочный зазор поршня»)

Директивы по ОГ

Зазор между днищем поршня в в.м.т. и головкой блока цилиндров

национальные или международные законодательные предписания по ограничению выбросов ОГ автомобилей

оставшееся расстояние между днищем поршня в верхней мертвой точке и головкой блока цилиндров. При капитальном ремонте двигателя необходимо всегда обращать внимание на то, чтобы зазор между днищем поршня в верхней мертвой точке и головкой блока цилиндров был соблюден согласно указаниям изготовителя (см. к этому также «выступающая длина поршня»).

Зазор между днищем поршня в верхней мертвой точке и головкой блока цилиндров может быть также определен с помощью свинцовой проволоки. Она вкладывается при сборке в цилиндр и двигатель один раз прокручивается. Свинцовая проволока при этом давится до плоского состояния и может быть затем измерена. Размер, который определяется на основе раздавленной проволоки, является зазором между днищем поршня в верхней мертвой точке и головкой блока цилиндров.

Зазор при сборке поршня

зазор между поршнем и цилиндром, который обеспечен при свободном ходе нового поршня в цилиндре при сборке и во время работы.

Новый поршень подвергается в течение первых рабочих часов еще остаточной деформации или уменьшению. С одной стороны, это вызвано нагревом и еще возникающими от этого изменениями структуры, с другой же стороны механической нагрузкой. Максимальный размер поршня, имеющийся всегда в зоне юбки, поэтому подвергается определенным изменениям в фазу обкатки, зависящим от конструктивного исполнения и состава материала и специфичной нагрузки. Это совершенно обычное поведение алюминиевых поршней в работе и не является причиной предъявления претензий. При повреждениях поршня, возникших в результате недостаточной смазки, перегрева или перегрузки двигателя, юбка поршня получает пластичную деформацию, что приводит к еще более сильным деформациям и изменениям размеров.

В случае повреждений для оценки износа часто используют сборочный зазор поршня или после повреждения определяют расчетом сборочный зазор, что неправильно, хотя поршень уже не имеет свои первоначальные форму и размеры. Часто считается, что максимальный размер поршня на юбке слишком мал и говорят, что поршень изношен, хотя тонкие риски обработки или графитовые зерна/ покрытие на юбке поршня сохранены в полном объеме.

Эти размеры поршней, определяемые на бывшем в работе поршне и рассчитанный из этого сборочный зазор не могут служить оценке качества работ по ремонту двигателя или качества материала или размеров поршня в новом состоянии.

Если сборочный зазор слишком мал, в общем может появиться только задир от недостаточного зазора (см. пункт 3.1.1 Задиры от недостаточного зазора). Если сборочный зазор слишком большой, то в холодном состоянии двигателя появляется незначительно больше шума из-за качания поршня. Задиры поршня, повышенный расход масла или другие повреждения вследствие этого возникнуть не могут.

Сборочный зазор нельзя перепутывать с рабочим зазором поршня. Рабочий зазор появляется только после теплового расширения поршня, измерить его невозможно.

вымывание материалов, находящихся в воде или других жидкостях. При образовании разряжения и в зависимости от температуры на поверхности появляются паровые пузырьки также как и при кипении, которые сразу лопнут. При этом водяной столб действует большими усилиями на материал и отрывает малейшие частицы материала из поверхности. Пузырьки образовываются в результате вибраций или же сильным разряжением.

самовоспламенение топливно-воздушной смеси перед собственным процессом зажигания свечью. Калильное воспламенение при этом вызвано накаленными элементами (уплотнение головки блока цилиндров, свеча зажигания, выпускной клапан, масляный нагар и т. п.).

перекладка поршня в цилиндре от нагруженной стороны к ненагруженной стороне и наоборот. Качание поршня занимает после шума горения второе место по громкости в поршневых двигателях внутреннего сгорания.

точка, в которой изменяется направление движения поршня при его перемещении вверх или вниз в цилиндре. Различают верхнюю и нижнюю мертвые точки.

первый контакт пар скольжения, возникающий в результате нарушения смазочной пленки. В отличие от задира в местах истирания изменяется структура поверхности, но еще не очень сильно изменяются размеры.

первая стадия задира при нехватке смазочного масла или начинающемся уменьшении зазора

оторванный или сжатый материал, покрывающий рабочую поверхность цилиндра при неправильной или неполной чистовой обработке цилиндра (хонингование/крестообразное шлифование)

та сторона поршня или цилиндра, на которой поршень в такте всасывания и в рабочем такте перемещается вниз. Нагруженная сторона расположена всегда противоположно направлению вращения коленчатого вала.

направление вращения вокруг оси поршневого пальца. В связи с тем, что поршень вращается не вокруг этой оси, а лишь качается в цилиндре, здесь также говорят о направлении качания.

специальная конструкция в дизельных двигателях непосредственного впрыска, в которой форсунка и система создания давления (насос) образовывают единый блок и встроены непосредственно в головку блока цилиндров. Давление впрыскивания создается поршнем насоса, который в отличие от распределительного или рядного ТНВД управляется непосредственно кулачковым валом двигателя. Форсунки управляются электрически. Время впрыска и количество впрыскиваемого топлива управляются электронно от блока управления.

та сторона поршня или цилиндра, на которой поршень в такте всасывания и в рабочем такте перемещается вверх. Ненагруженная сторона расположена всегда в направлении вращения коленчатого вала.

непараллельность осей коленчатого вала и поршневого пальца.

нехватка смазки появляется, если масляная пленка слишком тонкая и не может выполнять свою функцию в полном объеме. Причиной этому является недостаточное количество масла, обрыв масляной пленки или разбавление масляной пленки топливом. В результате этого появляется сначала полусухое трение и в дальнейшем трение или заедание деталей.

Образование металлической прослойки

сжимание материала на рабочей поверхности цилиндра затупишвимися хонинговальными брусками или слишком сильным давлением хонингования

Общий топливопровод высокого давления «common rail»

название систем непосредственного впрыска дизельного топлива современной конструкции. При этом клапаны впрыска питаются топливом через общий топливопровод высокого давления.

Октановое число топлива (ROZ - октановое число, определенное по исследовательскому методу) показывает, после скольких секунд топливо в специально разработанном для этого испытательном двигателе переходит от нормального сгорания в детонационное сгорание.

Октановое число двигателя (MOZ - октановое число, определенное по моторному методу) дает информацию о том, при каком октановом числе топлива двигатель в работе переходит от нормального сгорания в детонационное сгорание.

перекладка поршня в цилиндре от нагруженной стороны к ненагруженной стороне и наоборот При движении поршня вверх он прилегает к ненагруженной стороне цилиндра и переходит к нагруженной стороне в зоне верхней мертвой точки.

чрезмерная подача топлива в камеру сгорания. Топливо осаждается в результате некачественного распыления или слишком богатой смеси на конструктивных элементах и может разбавлять масляную пленку или смывать ее с рабочей поверхности цилиндра, что может привести к нехватке смазки, к истиранию или задирам.

чистовая обработка при шлифовании цилиндра, при которой вершины поверхности материала отрезаются и создается так называемое плато. Это сглаживает поверхность, улучшает характеристику при обкатке и понижает износ.

часть днища поршня, которая в работе очень близко подходит к головке блока цилиндров. Смесь в конце такта сжатия выдавливается из все более узкой краевой зоны в середину камеры сгорания, что приводит к завихрению газов и тем самым к улучшению горения.

Поломка от воздействия силы

поломка, возникающая при перегрузке за десятки долей секунды без предыдущей трещины. Поверхности излома имеют матовую, зернистую поверхность без истирания.

если между парами скольжения, механически отделенных друг от друга, ослабляется масляная пленка. Отдельные вершины материала одного элемента из-за этого вступают в контакт с вершинами материала сопряженного элемента и трутся металлически. Полусухое трение называется также полужидкостным трением.

Поршни с охлаждающими каналами

поршни с залитыми в днище поршня охлаждающими каналами. В этот охлаждающий канал во время работы поддается масло через сопла масляного охлаждения.

сухая гильза цилиндра, впрессовываемая с помощью специально предусмотренного для того средства скольжения в базовое отверстие цилиндра. При этом речь идет за немногими исключениями о полуфинишных гильзах, т. е., отверстие цилиндра подлежит еще финишной обработке расточкой и хонингованием.

сухая гильза цилиндра, которая может быть вручную вставлена в блок цилиндров. Они, как правило, уже прошли чистовую обработку, т.е отверстие цилиндра больше не требует расточки и хонингования.

детонационное воспламенение, постоянно имеющееся в работе двигателя.

часть камеры сгорания в дизельных двигателях непосредственного впрыска. Топливо впрыскивается в предкамеру, где оно воспламеняется. В связи с тем, что количество кислорода в предкамере ограничено, там сжигается только небольшая часть топлива. В результате создаваемого в предкамере избыточного давления оставшаяся несгоревшая часть топлива вдувается в цилиндр, где она сжигается с остатками имеющегося кислорода.

Процент вскрытия зерен графита

количество вскрытых при щеточном хонинговании зерен графита. Приемлемое значение при этом составляет >= 20 %.

двигатели, в которых труба всасывания расположена напротив выпускного коллектора. Поток газа в двигателе поэтому не поворачивается.

Пятно контакта поршня

внешний вид на юбке там, где юбка поршня прилегает к цилиндру.

Работающий в наклонном положении поршень

поршень, который от скрученного или изогнутого шатуна имеет перекос в цилиндре и при разборке имеет характерное, несимметричное пятно контакта.

Рабочий зазора поршня

Рабочий зазор появляется во время эксплуатации после теплового расширения конструктивных элементов. Поршень по своим конструктивным признакам и различной толщине стенки подвергается изменению формы при нагреве. При этом поршень расширяется в зоне большой толщины материала сильнее, что необходимо соответственно учесть в конструкции.

О разбавлении масла говорят, если масло разбавлено топливом. Это состояние может возникнуть при частой эксплуатации на коротких расстояниях или при нарушениях в системе смесеприготовления, в системе зажигания или при недостаточном сжатии механическими проблемами двигателя. Несгоревшее топливо отлагается на стенке цилиндра, перемешивается там с маслом и таким образом попадает также в масляный поддон. Вязкость и смазочная способность масла снижается, а износ и расход масла повышаются.

масло, которое в работе по назначению выходит из подшипников коленчатого вала и предназначенное для смачивания и смазки рабочих поверхностей цилиндра маслом снизу.

линии, имеющиеся на поверхностях усталостного излома и вызванные более или менее быстрым развитием излома. Поломка проходит поэтапно. Для каждого дальнейшего поломанного куска образовывается растровая линия.

Регулирование с кислородным датчиком

система регулирования в электронной системе бензинового двигателя для контроля и регулирования состава смеси.

ремонтный комплект, включающий гильзу цилиндра и поршень

следы износа на боковых поверхностях поршневых колец, возникших в результате попадания пыли или грязи в двигатель. Отложившиеся в канавке для поршневых колец загрязнения вызывают в канавке и на боковой поверхности поршневого кольца характерные следы износа, появляющиеся из-за того, что кольцо вращается в работе и в результате этого загрязнения оставляют в поверхности повторяющиеся следы.

конструктивное смещение оси поршневого пальца на несколько миллиметров в направлении ненагруженной стороны поршня. Перекладка поршня в верхней мертвой точке в связи с этим происходит перед самим воспламенением. Благодаря этому перекладка поршня происходит менее шумно и более плавно, чем при перекладке от начинающегося горения и под намного более высокой нагрузкой. В дизельных двигателях смещение оси поршневого пальца по термическим соображениям может быть предусмотрено также на нагруженной стороне.

сила, которая давит поршневое кольцо в установленном состоянии к стенке цилиндра.

Требуемая детонационная стойкость

Требуемая детонационная стойкость двигателя вытекает из его конструктивных признаков. Детонационная стойкость повышается с повышением степени сжатия, температуры двигателя, опережения зажигания, коэффициента наполнения, нагрузки двигателя и неблагоприятным исполнением камеры сгорания. Октановое число двигателя (MOZ - октановое число, определенное по моторному методу) должно быть всегда на несколько баллов ниже октанового числа имеющегося в распоряжении топлива, чтобы исключить детонационный режим двигателя во всех режимах работы.

залитое в алюминиевые поршни стальное кольцо, в который врезается канавка первого кольца. Первое, иногда и второе, компрессионное кольцо, таким образом, находится в износостойкой канавке, в результате чего возможны более высокое рабочее давление и тем самым также более высокая нагрузка. Упрочняющие вставки используются принципиально в поршнях для дизельных двигателей, но и все больше в двигателях с принудительным воспламенением.

поломка, возникающая не внезапно от перегрузки материала, а развивающая более или менее быстро. Скорость поломки в работе может длиться от нескольких секунд до нескольких часов. Поломка начинает развиваться медленно в связи с трещиной, повреждением или вибрациями, а не развивается внезапно. Характерным признаком усталостной поломки является тот факт, что поверхность излома не имеет равномерный матовый серый цвет, а растровые линии, документирующие поэтапное развитие поломки.

характерный шлиф, появляющийся при крестообразном шлифовании (хонинговании).

чистовая обработка цилиндра путем крестообразного шлифования

показатель склонности дизельного топлива к воспламенению. Склонность к воспламенению при этом тем выше, чем выше цетановое число.

Цилиндры с ребрами

цилиндры, прежде всего в двигателях с воздушным охлаждением, которые на наружной стороне оснащены ребрами для охлаждения двигателя.

Шатун горячего прессования

шатун, в котором поршневой палец жестко соединен с шатуном. При сборке поршня с шатуном нагревают бобышку шатуна, а поршневой палец сильно охлаждают. В результате усадки пальца и расширения бобышки шатуна возникает зазор, позволяющий вставить поршневой палец вручную. При последующем остывании или нагревании конструктивных элементов зазор исчезает и палец зажимается в шатуне. При посадке пальца в бобышку шатуна нет необходимости в нагреве поршня.

остаток шлака, отложившийся при горячей деформации деталей двигателя в процессе производства (клапаны, поршневые пальцы и т. д.) в материале и вызывающий при определенных обстоятельствах в последующей эксплуатации двигателя ослабление материала и тем самым также поломку.

последний процесс при хонинговании. Поверхность цилиндра освобождается от вершин и грата, зерна рафита вскрываются и очищаются.

модификация программного обеспечения блока управления двигателем для повышения мощности двигателя.

съем материала вследствие кинетической энергии воздействующих на поверхность твердых, жидких или газообразных веществ.

Санкт-Петербург, м. Выборгская, Полюстровский пр. 59А.

tel: (812) 966-12-30, (981) 724-77-26 (mts), icq: 492-776-052 , cообщение на почту,. skype: autobot.tuning, группа в контакте, drive2.ru, Пожалуйста, сообщите о своем намерении нас посетить заранее.

�?спользование материалов с данного сайта возможно только по согласованию с владельцем (обычно достаточно прямой ссылки на источник) - ссылка для нарушителей.

Материалы: http://autobot.ru/info/pistons-damage-right-usage/