Разрушенные перемычки поршневых колец

СИМПТОМЫ: 

• 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.

ПРИЧИНЫ: 

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:

Бензиновый двигатель:

• 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.

Дизельный двигатель:

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 бытьс ледующие:

• 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 выпиратьиз своей штатной позиции и заклиниватьна 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(во да 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 «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.

УСТРАНЕНИЕ ДЕФЕКТА/ПРОФИЛАКТИКА:

• Необходимо использовать топливо исключительно с предписанным октановым числом.
• Система впрыска, карбюратор и зажигание должны быть настроены правильно.
• Следует использовать только те свечи зажигания, которые рекомендованы производителем.
• Необходимо проверитьсис тему впуска на герметичность.
• В случае с ремонтной головкой цилиндра необходимо устанавливать более толстую прокладку, а для поршней ремонтных размеров – следитьза тем, чтобы высота головки поршня была несколько меньше.
• В случае с двигателем, имеющим турбонагнетатель, следует обращатьвнимание на правильное значение давления наддува.
• При капитальном ремонте двигателя необходимо обращать внимание на безупречное качество прокладок, а также на соответствие типов сменных прокладок.
• Следует проверять инжекторные форсунки и производить их замену по мере необходимости.

Рис.1a Разрушенные перемычки поршневых колец по причине неполадок в процессе сжигания топлива

Рис.1b Снимок крупным планом характера разрушения сверху вниз

Рис. 2 Перемычки поршневых колец, разрушенные вследствие монтажной ошибки

Рис. 3 Разрушение из-за монтажной ошибки с отпечатком поршневого кольца