Задиры поршня из-за недостаточного зазора

Зазор между поршнем и цилиндром может в эксплуатации недопустимо сузиться почти до полного отсутствия при неправильной регулировке движущихся деталей, при перекосе цилиндров или же при термической перегрузке. Кроме того, температура поршня в работе значительно выше температуры цилиндра, что в эксплуатации приводит к различным характеристикам теплового расширения поршня и цилиндра. Поршень подвергается более сильному тепловому расширению, чем смежный цилиндр. Кроме того, алюминиевые материалы, по сравнению с серым чугуном имеют двойное тепловое расширение, что необходимо соответственно учесть в конструкции.

При уменьшающемся зазоре между поршнем и цилиндром сначала возникает полусухое трение,потому что масляная пленка на стенке цилиндра вытесняется расширяющимся поршнем. В результате этого несущие поверхности на юбке поршня сначала стираются до высокого блеска. Изза полусухого трения и возникающего тепла трения температура элементов становится еще выше. Поршень при этом оказывает все большее давление на стенку цилиндра. Функция масляной пленки при этом полностью исчезает. Поршень в цилиндре начинает работать без смазки. В результате этого появляются первые задиры с гладкой темной поверхностью.

Обобщенно можно привести следующие характерные признаки задиров из-за недостаточного зазора. За местами противодействия с зеркальным блеском следуют гладкие темные задиры. Задиры при заедании из-за недостаточного зазора имеются как на нагруженной стороне, так и на ненагруженной стороне.

Задиры из-за недостаточного зазора на юбке поршня

На поверхности юбки поршня имеется несколько одинаковых задиров

Задиры возникли на нагруженной и на ненагруженной стороне, т.е., к задирам на одной стороне поршня имеются соответствующие задиры на противоположной стороне. Поверхность задиров переходит от точек давления с зеркальным блеском в относительно гладкие места трения с темным цветом. Зона колец не имеет повреждений.

Зазор между юбкой поршня и рабочей поверхностью цилиндра был или слишком узким или суживался в недопустимой мере перекосами, которые возможно возникли только при эксплуатации двигателя.

В отличие от задиров в результате работы без смазки задиры из-за недостаточного зазора возникают всегда по истечении короткого времени эксплуатации после капитального ремонта двигателя.

Возможные причины повреждения

• недостаточный диаметр цилиндра.

• слишком сильная или неравномерная затяжка головки цилиндра (перетяжка цилиндра).

• неровные торцевые поверхности на цилиндре или на головке цилиндров.

• нечистая или неравномерная резьба в резьбовых отверстиях или на винтах головки цилиндров.

• заедание или неравномерная смазка на опорных поясках головок винтов

• использование неправильных или неподходящих прокладок головки блока цилиндров.

• перекос цилиндров в результате неравномерного нагрева из-за накипи, загрязнение или другие неисправности в системе охлаждения.

Задиры из-за недостаточного зазора соответственно рядом с бобышкой пальца (задиры под углом 45°)

Характерным для этого повреждения являются задиры, появляющиеся соответственно со смещением на 45° относительно оси бобышки, причем как на нагруженной стороне, так и на ненагруженной стороне. Поверхность задиров переходит от точек нажима с зеркальным блеском в относительно гладкие места трения с темным цветом. Поршневой палец имеет синий цвет побежалости, это признак тому, что в данном случае температура поршневого пальца была слишком высокой в результате недостаточного зазора или нехватки смазки.

Повреждение появляется, если зона вокруг крепления поршневого пальца слишком сильно нагревается. Поскольку в этой зоне поршень отличается довольно высокой жесткостью, возникает повышенное тепловое расширение в этой зоне и зазор между поршнем и рабочей поверхностью цилиндра сужается. Относительно тонкостенная и тем самым эластичная направляющая часть поршня может компенсировать повышенное тепловое расширение своей эластичностью. На переходе к жестким бобышкам пальца материал, однако, с большим усилием давит на стенку цилиндра, что в конечном счете приводит к прерыванию масляной пленки и к возникновению трения на поршне.

Возможные причины повреждения

• Слишком высокая нагрузка на двигатель, когда он еще не достиг рабочей температуры

Поршень может достичь своей полной рабочей температуры в течение 20 секунд, в то время как для холодного цилиндра для этого требуется намного больше времени. В результате различий в тепловом расширении обоих элементов поршень расширяется намного больше и быстрее, чем цилиндр. Зазор поршня сильно сужается в вышеописанных местах. Появляются названные повреждения.

• Слишком узкая посадка поршневого пальца в головке шатуна (горяче запрессованные шатуны). Слишком узкая посадка поршневого пальца в бобышке шатуна может привести к некруглости бобышки шатуна и тем самым также поршневого пальца. Это связано с различной толщиной стенки в бобышке шатуна. В то время как в направлении шатуна имеется больше материала и более толстые стенки, толщина стенки в конце шатуна намного меньше. При деформации поршневого пальца зазор в креплении пальца уменьшается. В результате этого недостаточный зазор в креплении вызывает повышенное тепло трения и таким образом повышенное тепловое расширение в данной зоне.

• задиры в бобышке шатуна из-за недостаточной смазки при первом вводе двигателя в эксплуатацию.

При сборке поршневой палец не смазывается или смазывается недостаточно. Перед тем как масло при первом пуске в эксплуатацию поступает к месту опоры, нет достаточной смазки, это вызывает заедание опоры пальца и тем самым повышенное образование тепла.

• Дефект монтажа при горячей посадке поршневого пальца (горяче запрессованный шатун)

Кроме вышеназванной смазки пальца при горячей посадке поршневого пальца бобышки шатуна необходимо обратить внимание на то, чтобы непосредственно после вставки пальца подшипник пальца не был подвергнут контролю на свободный ход путем качающего движения. Непосредственно после вставки холодного пальца в горячий шатун температура между обеими деталями выравнивается. Поршневой палец может стать очень горячим. Он расширяется и заклинивается в еще холодном подшипнике пальца. Если подшипник в этом состояние перемещают, здесь может возникнуть первое место трения или задир, который в эксплуатации приводит к тяжелому ходу подшипника и тем самым к повышенному трению и образованию тепла. По этой причине смонтированные детали должны остыть спокойно, опору следует контролировать на свободный ход только после остывания.

Задиры из-за недостаточного зазора в нижней части юбки поршня

На нижних концах юбки поршень имеет типичные задиры с местами нажима на одной стороне и на противоположной стороне. Следы переходят от места нажима с зеркальным блеском в гладкие темные задиры, (рис. 1) Все остальные части поршня не имеют особенностей. Те же самые задиры имеет соответствующая мокрая рабочая втулка цилиндра (рис. 2) в нижней части, там где она на наружном диаметре несколькими уплотнительными кольцами уплотняется к картеру от попадания воды и масла,. Все остальные части рабочей втулки цилиндра также не имеют особенностей.

Тот факт, что задиры имеют характерные признаки заедания из-за недостаточного зазора как на поршне, так и на рабочей втулке цилиндра, указывает на то, что зазор между поршнем и цилиндром в нижней части, вероятно, из-за деформации цилиндра был настолько сужен, что масляная пленка прервалась.

Возможные причины повреждения

• неправильные по размерам или неподходящие кольца круглого сечения могут привести к деформации рабочей втулки до полного отсутствия зазора юбки поршня. Для обеспечения достаточно большого пространства набухания уплотнительные кольца должны заполнить лишь ок. 70 % объема канавок.

• использование дополнительного уплотнительного средства в кольцах круглого сечения

Для используемых для данной цели уплотнительных колец характерно набухание в работе под воздействием масла. Это свойство так и предусмотрено, чтобы обеспечить герметичность в течение длительного времени. Поэтому не разрешается использование дополнительного уплотнительного средства. Свободное пространство было бы полностью заполнено и кольца круглого сечения не могли бы расширяться в работе.

• В пазах для уплотнительных колец в корпусе, возможно, сохранились еще остатки старых уплотнительных колец (см. выше).

• Уплотнительные кольца не могут обеспечить безупречную герметизацию, если они перекошены при вводе рабочей втулки. Поэтому они должны быть всегда смазаны средством скольжения перед монтажом рабочей втулки.

Материалы: http://opelastra10.ru/defekty-porhnei/zadiry-porshnya-zazor.html

Вопрос: Мотор разобрали. Оказалось, что поршни задраны. Почему такое могло произойти?

Ответ: Вообще-то причин тому множество. Например, такие повреждения могли случиться из-за недостаточного зазора.

Общая информация:

Зазор между поршнем и цилиндром, при эксплуатации, может недопустимо уменьшится (почти до полного исчезновения) при неправильном монтаже движущихся деталей, при перекосе гильз цилиндров или же - при перегреве. Кроме того, температура поршня во время работы, значительно выше температуры цилиндра, поэтому поршень расширяется сильнее, чем смежный цилиндр. Кроме того, алюминий, по сравнению с серым чугуном имеет удвоенное тепловое расширение, что тоже необходимо учесть. При уменьшающемся зазоре между поршнем и цилиндром сначала возникает полусухое трение, потому что масляная пленка со стенки цилиндра вытесняется расширяющимся поршнем. Поэтому несущие поверхности на юбке поршня сначала стираются до блеска. Из-за полусухого трения, и нагрева от него, температура деталей становится еще выше. Поршень оказывает все большее давление на стенку цилиндра. Масляная пленка исчезает полностью, и поршень начинает работать без смазки. В результате появляются первые задиры с гладкой темной поверхностью. В общем можно указать следующие характерные признаки задиров из-за недостаточного зазора: за участками с зеркальным блеском следуют гладкие темные задиры. Задиры имеются как на нагруженной стороне, так и на ненагруженной стороне поршня.

На нижней части юбки поршень имеет типичные задиры с местами нажима на одной и на противоположной стороне. Следы переходят от места нажима с зеркальным блеском в гладкие темные задиры. (рис. 8) Все остальные части поршня повреждений не имеют. Те же самые задиры имеет соответствующая мокрая гильза цилиндра (рис. 7 и 9) в нижней части, там, где она уплотняется с картером, от попадания воды. Остальная поверхность гильзы цилиндра также не повреждена.

Детали имеют характерные признаки заедания из-за недостаточного зазора. Это указывает на то, что зазор между поршнем и цилиндром в нижней части, вероятно, из-за деформации цилиндра, был настолько мал, что масляная пленка разрушилась.

Возможные причины повреждения:

• Уплотнительные кольца круглого сечения не смогли нормально расшириться при работе. Неподходящие кольца круглого сечения могут привести к деформации гильзы, вплоть до полного отсутствия зазора между ней и юбкой поршня. Для получения достаточной свободы уплотнительные кольца должны заполнять примерно 70 % объема канавок;
• Для уплотнительных колец, используемых для данной цели, характерно набухание под воздействием масла. Эта особенность предусмотрена, чтобы обеспечить герметичность в течение длительного времени. Поэтому нельзя использовать дополнительный герметик;
• В проточках, для уплотнительных колец, возможно, сохранились остатки старых уплотнений (см. выше);
• Уплотнительные кольца не могут обеспечить отличную герметизацию, если они были перекошены при монтаже гильзы. Поэтому их всегда надо смазывать перед монтажом.

Еще одна причина появления задиров - работа мотора без смазки.

Задиры от работы без масла могут возникнуть и при достаточном зазоре между цилиндром и поршнем. При этом, часто, масляная пленка нарушается, из-за высокой температуры или из-за смывания топливом, лишь в отдельных местах. Появившееся сухое трение поверхностей поршня, поршневых колец и рабочей поверхности цилиндра очень быстро может привести к сильным задирам. Те же явления будут и при недостатке масла, когда вообще нет пленки смазки между поршнем и цилиндром.

Можно привести следующие обобщенные признаки заедания от работы без смазки:

1. При полностью разрушенной масляной пленке возникают узкие ограниченные задиры, в основном на юбке поршня. Их поверхность стерта и имеет темный цвет. В начальной стадии на противоположной стороне поршня задиров нет. (рис.1а)
2. При нехватке масла, признаки подобны вышеописанным, за исключением цвета поверхности. Поверхность задиров почти металлически чиста, без темного цвета. Поскольку нехватка масла затрагивает весь цилиндр, в начальной стадии часто наблюдаются задиры, как на нагруженной стороне, так и на ненагруженной стороне. (рис.1б)

На поверхности юбки поршня имеются узкие длинные задиры, с резкими границами там, где обычно находится пятно контакта.

Несгоревшее топливо, конденсирующееся на рабочей поверхности цилиндра, разбавляет несущую масляную пленку или смывает ее. Это приводит к работе сопряженных деталей без смазки. Зона колец остается незатронутой потому, что в контакте с рабочей поверхностью цилиндра, находятся только поршневые кольца. (рис. 8 и 9)

В таких случаях повреждения на поршне всегда находятся там, где юбка поршня "опирается" на цилиндр. При неповрежденном поршне здесь появляется обычное пятно контакта.

• Переобогащение смеси и нарушения сгорания из-за неисправностей в системе впуска, засоренного воздушного фильтра, дефекты в системах питания или зажигания;
• Дефекты системы холодного пуска или слишком долго закрыта воздушная заслонка (карбюраторные двигатели);
• Разбавление масла топливом из-за частых поездок на короткие расстояния или из-за переобогащения смеси.

Также причиной появления задиров может стать перегрев поршней.

В этом случае масляная пленка разрушается из-за очень высокой температуры. Сначала появляется полусухое трение и отдельные места истирания. В дальнейшем, поршень в цилиндре работает полностью "всухую", из-за дополнительного нагрева в местах истирания. Задиры имеют темный цвет и сильный износ. (Рис. 1) В зависимости от причин задиры начинаются или на направляющей поверхности поршня или на головке поршня.

Юбка поршня имеет задиры почти по всему периметру. Поверхность задиров темного цвета, шероховатая и сильно истертая. Зона колец незначительно повреждена истертым металлом поршня. (Рис. 4 и 5)

Из-за сильного перегрева нарушилась смазка всех цилиндров. Это привело к характерным задирам от работы без смазки, с сильными повреждениями. Из-за отсутствия задиров на головке поршня и расположения основных повреждений в зоне юбки, можно исключить перегрев из-за нарушений режима сгорания.

• Перегрев из-за нарушений в работе системы охлаждения (нехватка охлаждающей жидкости, загрязнения радиатора, дефекты водяного насоса или термостата, порванный или проскальзывающий приводной ремень, воздушные пробки);
• В двигателях с воздушным охлаждением: перегрев из-за загрязнений на наружных поверхностях цилиндра, обломанные охлаждающие ребра, отсутствие или нарушение циркуляции охлаждающего воздуха.

Оставить комментарий:

Доброго дня! Підкажіть, будь-ласка, якщо новий поршень+палець+шатун (разом) легший від трьох інших старих на 4 грами, його можна ставити? Машина субару аутбек 2.0 Д. Дякую.

№2. температурный режим.

№3. Качество поршня.

№4. Наличие смазки.

Здравствуйте. Подскажите пожалуйста причину задира 2 и 4 поршня на атмосферной субару,EJ201.? Масло норма, замена 5000, спокойная езда. Спасибо.

Обслуживание двигателей и топливной аппаратуры

Разработка сайта — web-студия «Ковш»

Онлайн: Зарегистрированных: 1, Гостей: 43

Материалы: http://kovsh.com/library/ice/cylinder-piston_group/pistons/okazalos_chto_porshni_zadrany/t/spoilers34/spoiler177

Причин тому множество. Например, такие повреждения могли случиться из-за недостаточного зазора. Еще одна причина появления задиров - работа мотора без смазки.

На поверхности юбки поршня имеется несколько одинаковых задиров. Они возникли на нагруженной и на ненагруженной стороне, то есть, задирам на одной стороне поршня соответствуют задиры на противоположной стороне. Поверхность повреждений переходит от точек давления с зеркальным блеском в относительно гладкие места трения с темным цветом.

- Недостаточный диаметр цилиндра;

- Слишком сильная или неравномерная затяжка головки блока цилиндров;

- Неровные привалочные поверхности на блоке цилиндров или на головке блока;

- Грязная или изношенная резьба в отверстиях блока или на болтах;

- Заедание болтов или неравномерная смазка на опорных поясках головок болтов;

- Использование неподходящих прокладок головки блока цилиндров;

- Деформация цилиндров в результате неравномерного нагрева из-за накипи, загрязнения или других неисправностей системы охлаждения.

Появляется, когда слишком сильно нагревается зона вокруг бобышек поршневого пальца. Поскольку, в этом месте поршень отличается довольно высокой жесткостью, возникает повышенное тепловое расширение и зазор между поршнем и поверхностью цилиндра уменьшается. Относительно тонкостенная направляющая часть поршня может компенсировать повышенное тепловое расширение за счет своей эластичности. Однако, в местах перехода к жестким бобышкам металл с большим усилием давит на стенку цилиндра. Это, в конечном счете, приводит к разрыву масляной пленки и к возникновению задиров на поршне.

- Слишком высокая нагрузка на двигатель, когда он еще не прогрелся. Поршень может достичь своей нормальной рабочей температуры в течение 20 секунд, в то время как холодному цилиндру для этого требуется намного больше времени. В результате поршень расширяется намного больше и быстрее, чем цилиндр. В вышеописанных местах зазор сильно уменьшается, и появляются задиры.

- Слишком плотная посадка поршневого пальца в верхней головке шатуна (горячезапрессованные шатуны). Слишком плотная посадка может привести к некруглости отверстия в шатуне и, тем самым, поршневого пальца. Это связано с различной толщиной стенок верхней головки. В направлении стержня шатуна металла больше и стенки более толстые, а в других направлениях толщина металла намного меньше. При деформации поршневого пальца зазор между ним и отверстиями в бобышках уменьшается. Поэтому в месте контакта выделяется много тепла, что вызывает избыточное тепловое расширение в этой зоне.

- Дефект монтажа при горячей посадке поршневого пальца. Кроме вышеназванного дефекта при установке пальца, необходимо обратить внимание и на то, чтобы сразу после установки пальца <на горячую> подшипники пальца не проверялись на свободный ход путем покачивания поршня. Сразу после монтажа холодного пальца в горячий шатун температура между обеими деталями выравнивается. И поршневой палец может стать очень горячим. Он расширяется и заклинивается в холодном поршне. Если поршень, в этом состоянии, покачать, в отверстиях бобышек может возникнуть задир, который в эксплуатации приведет к "тяжелому ходу" подшипников и, тем самым, к местному перегреву. Поэтому собранные детали должны остыть, а свободное перемещение поршня на пальце следует проверять только после охлаждения!

- Задиры верхней головки шатуна, из-за недостаточной смазки, при первом запуске двигателя после ремонта. При сборке поршневой палец не смазывали или смазывали недостаточно. Перед тем, как масло при первом запуске поступит во втулку ВГШ, смазка недостаточна, что вызывает заедание пальца и, тем самым, повышенное выделение тепла.

Детали имеют характерные признаки заедания из-за недостаточного зазора. Это указывает на то, что зазор между поршнем и цилиндром в нижней части, вероятно, из-за деформации цилиндра, был настолько мал, что масляная пленка разрушилась.

- Уплотнительные кольца круглого сечения не смогли нормально расшириться при работе. Неподходящие кольца круглого сечения могут привести к деформации гильзы, вплоть до полного отсутствия зазора между ней и юбкой поршня. Для получения достаточной свободы уплотнительные кольца должны заполнять примерно 70 % объема канавок;

- Для уплотнительных колец, используемых для данной цели, характерно набухание под воздействием масла. Эта особенность предусмотрена, чтобы обеспечить герметичность в течение длительного времени. Поэтому нельзя использовать дополнительный герметик;

- В проточках, для уплотнительных колец, возможно, сохранились остатки старых уплотнений;

- Уплотнительные кольца не могут обеспечить отличную герметизацию, если они были перекошены при монтаже гильзы. Поэтому их всегда надо смазывать перед монтажом.

Материалы: http://xn--e1agikfph.xn--p1ai/polezno/polezno_53.html