Дефекти в механічній частині двигуна не виникають самі собою. Несправна паливна апаратура в дизельних двигунах може призводити до прогоряння поршнів та інших неприємних наслідків.
Поршень – один із основних елементів двигуна внутрішнього згоряння. У дизельному двигуні поршень працює при високих теплових навантаженнях, високому тиску, терті тощо. Найменша проблема механічного чи теплового характеру неминуче призводить до поломки.
Поширена проблема – стукіт у циліндрі та сизий дим. Через дефектні поршневі кільця масло потрапляє в камеру згоряння. Результат – прогорання поршня. Також нерідко прогоряють поршні через «форсунки, що ллє». Форсунка заклинює у відкритому положенні і паливо ллється протягом усього циклу згоряння. Часто поршень прогоряє через нерівномірний розподіл тепла. Несправна масляна форсунка (форсунка охолодження поршня) або проблеми у водяному охолодженні призводить до перегріву та прогорання поршня.
Багато факторів можуть зійтися одночасно. Зазори, величезний тиск у циліндрі, нерівномірний розподіл тепла, якість палива, робота форсунок тощо. зрештою призводять загалом до виходу двигуна з ладу, зокрема до прогоряння поршня.
Можливі причини прогорання поршня:
- несправні форсунки;
- дефекти у паливному насосі;
- не відрегульовано кількість палива, що впорскується, і момент упорскування;
- недостатнє стискування, неправильна фаза газорозподілу, негерметичні клапани;
- олія в камері згоряння (частіше через несправність поршневих кілець);
- низька цетанова кількість дизельного палива;
- недостатня кількість мастила;
- порушення охолодження поршня.
ОЛЕКСАНДР ХРУЛЄВ, "АБС" Самі собою дефекти в механічній частині двигуна, як відомо, не з'являються. Практика показує: завжди є причини пошкодження та виходу з ладу тих чи інших деталей. Розібратися в них непросто, особливо коли пошкоджені складові поршневої групи. Поршнева група - традиційне джерело неприємностей, що підстерігають водія, що експлуатує автомобіль, і механіка, що його ремонтує. Перегрів двигуна, недбалість у ремонті, - і будь ласка, - підвищена витрата олії, сизий дим, стукіт. При "розтину" такого мотора неминуче виявляються задираки на поршнях, кільцях і циліндрах. Висновок невтішний - потрібен дорогий ремонт. І постає питання: чим завинив двигун, що його довели до такого стану? Двигун, звісно, не винен. Просто необхідно передбачити, до чого призводять ті чи інші втручання у його роботу. Адже поршнева група сучасного двигуна – "матерія тонка" у всіх сенсах. Поєднання мінімальних розмірів деталей з мікронними допусками та величезними силами тиску газів, та інерції, що діють на них, сприяє появі та розвитку дефектів, що призводять зрештою до виходу двигуна з ладу. У багатьох випадках проста заміна пошкоджених деталей – не найкраща технологія ремонту двигуна. Причина появи дефекту залишилася, а раз так, то його повторення неминуче. Щоб цього не сталося, грамотному мотористу, як гросмейстеру, необхідно думати на кілька ходів уперед, прораховуючи можливі наслідки своїх дій. Але цього недостатньо - необхідно з'ясувати, чому виник дефект. А тут без знання конструкції, умов роботи деталей та процесів, що відбуваються у двигуні, як кажуть, робити нічого. Тому, перш ніж аналізувати причини конкретних дефектів та поломок, непогано було б знати... Як працює поршень? Поршень сучасного двигуна – деталь на перший погляд проста, але вкрай відповідальна і водночас складна. У його конструкції втілено досвід багатьох поколінь розробників. І певною мірою поршень формує вигляд всього двигуна. В одній із минулих публікацій ми навіть висловили таку думку, перефразувавши відомий афоризм: "Покажи мені поршень, і я скажу, що в тебе за двигун". Отже, за допомогою поршня у двигуні вирішується кілька завдань. Перша і головна - сприйняти тиск газів в циліндрі і передати силу тиску, що виникла, через поршневий палець шатуну. Далі ця сила буде перетворена колінвалом в крутний момент двигуна. Вирішити завдання перетворення тиску газів у обертальний момент неможливо без надійного ущільнення поршня, що рухається в циліндрі. Інакше неминучий прорив газів у картер двигуна та попадання олії з картера в камеру згоряння. Для цього на поршні організований пояс ущільнювача з канавками, в які встановлені компресійні та маслознімні кільця спеціального профілю. Крім того, для скидання олії в поршні виконані спеціальні отвори. Але цього замало. У процесі роботи днище поршня (вогневий пояс) безпосередньо контактуючи з гарячими газами, нагрівається, і це тепло треба відводити. У більшості двигунів завдання охолодження вирішується за допомогою тих же поршневих кілець - через них тепло передається від днища стінці циліндра і далі - рідини, що охолоджує. Однак у деяких найбільш навантажених конструкціях роблять додаткове масляне охолодження поршнів, подаючи олію знизу на днище за допомогою спеціальних форсунок. Іноді застосовують і внутрішнє охолодження - форсунка подає олію у внутрішню кільцеву порожнину поршня. Для надійного ущільнення порожнин від проникнення газів та олії поршень повинен утримуватись у циліндрі так, щоб його вертикальна вісь збігалася з віссю циліндра. Різного роду перекоси та "перекладки", що викликають "бовтання" поршня в циліндрі, негативно позначаються на ущільнюючих і теплопередаючих властивостях кілець, збільшують шумність роботи двигуна. Утримувати поршень у такому положенні покликаний напрямний пояс - спідниця поршня. Вимоги до спідниці дуже суперечливі, а саме: необхідно забезпечити мінімальний, але гарантований зазор між поршнем і циліндром як у холодному, так і повністю прогрітому двигуні. Завдання конструювання спідниці ускладнюється тим, що температурні коефіцієнти розширення матеріалів циліндра та поршня різні. Мало того, що вони виготовлені з різних металів, їх температури нагрівання різняться у багато разів. Щоб нагрітий поршень не заклинило, у сучасних двигунах вживають заходів щодо компенсації його температурних розширень. По-перше, у поперечному перерізі спідниці поршня надається форма еліпса, велика вісь якого перпендикулярна до осі пальця, а в поздовжньому - конуса, що звужується до днища поршня. Така форма дозволяє забезпечити відповідність спідниці нагрітого поршня стінці циліндра, перешкоджаючи заклинювання. По-друге, у ряді випадків у спідницю поршня заливають сталеві пластини. При нагріванні вони розширюються повільніше і обмежують розширення спідниці. Використання легких алюмінієвих сплавів для виготовлення поршнів - не забаганка конструкторів. На високих частотах обертання, характерних для сучасних двигунів, дуже важливо забезпечити низьку масу деталей, що рухаються. У подібних умовах важкому поршню буде потрібний потужний шатун, "могутній" колінвал і занадто важкий блок з товстими стінками. Тому альтернативи алюмінію поки що немає, і доводиться йти на всілякі хитрощі з формою поршня. У конструкції поршня можуть бути й інші "хитрощі". Одна з них - зворотний конус у нижній частині спідниці, покликаний зменшити шум через "перекладання" поршня в мертвих точках. Поліпшити мастило спідниці допомагає спеціальний мікропрофіль на робочій поверхні – мікроканавки з кроком 0,2-0,5 мм, а зменшити тертя – спеціальне антифрикційне покриття. Профіль ущільнювального і вогневого поясів теж певний - тут найвища температура, і зазор між поршнем і циліндром у цьому місці не повинен бути ні більшим (зростає ймовірність прориву газів, небезпека перегріву та поломки кілець), ні маленьким (велика небезпека заклинювання). Нерідко стійкість вогневого пояса підвищується анодуванням. Все, що ми розповіли – далеко не повний перелік вимог до поршня. Надійність його залежить від пов'язаних із нею деталей: поршневих кілець (розміри, форма, матеріал, пружність, покриття), поршневого пальця (зазор в отворі поршня, спосіб фіксації), стану поверхні циліндра (відхилення від циліндричності, мікропрофіль). Але вже стає ясно, що будь-яке, навіть не надто значне, відхилення в умовах роботи поршневої групи швидко призводить до появи дефектів, поломок та виходу двигуна з ладу. Щоб надалі якісно відремонтувати двигун, необхідно не тільки знати, як влаштований і працює поршень, а й уміти за характером пошкодження деталей визначити, чому, наприклад, виник задир чи мотор. Чому прогорів поршень? Аналіз різних пошкоджень поршнів показує, що всі причини дефектів і поломок діляться на чотири групи: порушення охолодження, недолік мастила, надмірно висока термосилова дія з боку газів у камері згоряння та механічні проблеми. Разом про те багато причин виникнення дефектів поршнів взаємопов'язані, як і функції, виконувані його різними елементами. Наприклад, дефекти ущільнюючого пояса викликають перегрів поршня, пошкодження вогневого і направляючого поясів, а задир на напрямному поясі веде до порушення ущільнювальних і теплопередаючих властивостей поршневих кілець. Зрештою це може спровокувати прогар вогневого поясу. Відзначимо також, що практично при всіх несправностях поршневої групи виникає підвищена витрата олії. При серйозних пошкодженнях спостерігаються густий, сизий дим вихлопу, падіння потужності та утруднений запуск через низьку компресію. У деяких випадках прослуховується стукіт пошкодженого поршня, особливо на непрогрітому двигуні. Іноді характер дефекту поршневої групи вдається визначити і без розбирання двигуна за вищевказаними зовнішніми ознаками. Але найчастіше така "безрозбірна" діагностика неточна, оскільки різні причини нерідко дають практично той самий результат. Тому можливі причини дефектів потребують детального аналізу. Порушення охолодження поршня – чи не найпоширеніша причина появи дефектів. Зазвичай це відбувається за несправності системи охолодження двигуна (ланцюжок: "радіатор-вентилятор-датчик включення вентилятора-водяний насос") або через пошкодження прокладки головки блоку циліндрів. Принаймні, як тільки стінка циліндра перестає омиватися зовні рідиною, її температура, а разом із нею і температура поршня, починають рости. Поршень розширюється швидше циліндра, до того ж нерівномірно, і зрештою зазор в окремих місцях спідниці (як правило, поблизу отвору під палець) стає рівним нулю. Починається задир - схоплювання та взаємне перенесення матеріалів поршня та дзеркала циліндра, а при подальшій роботі двигуна відбувається заклинювання поршня. Після остигання форма поршня рідко входить у норму: спідниця виявляється деформованою, тобто. стиснутою по великій осі еліпса. Подальша робота такого поршня супроводжується стукотом та підвищеною витратою олії. У деяких випадках задир на поршні поширюється на пояс ущільнювача, завальцовуючи кільця в канавки поршня. Тоді циліндр, як правило, вимикається з роботи (занадто мала компресія), а говорити про витрату масла взагалі важко, оскільки воно просто вилітатиме з вихлопної труби. Недостатнє мастило поршня найчастіше характерне для пускових режимів, особливо при низьких температурах. У подібних умовах паливо, що надходить у циліндр, змиває масло зі стінок циліндра, і виникають задираки, які розташовуються, як правило, в середній частині спідниці, на її навантаженому боці. Двосторонній задир спідниці зазвичай зустрічається при тривалій роботі в режимі масляного голодування, пов'язаного з несправностями системи мастила двигуна, коли кількість олії, що потрапляє на стінки циліндрів, різко зменшується. Недолік мастила поршневого пальця – причина його заклинювання в отворах бобишок поршня. Таке явище характерне лише для конструкцій із пальцем, запресованим у верхню головку шатуна. Цьому сприяє малий зазор у з'єднанні пальця з поршнем, тому прихвати пальців частіше спостерігаються у відносно нових двигунів. Надмірно висока термосилова дія на поршень з боку гарячих газів у камері згоряння - часта причина дефектів та поломок. Так, детонація призводить до руйнування перемичок між кільцями, а напальне запалювання - до прогарів. У дизелів надмірно великий кут випередження упорскування палива викликає дуже швидке наростання тиску в циліндрах ("жорсткість" роботи), що також може спричинити поломку перемичок. Такий результат можливий і при використанні різних рідин, що полегшують запуск дизеля. Днище та вогневий пояс можуть пошкоджуватися при надто високій температурі в камері згоряння дизеля, що спричинена несправністю розпилювачів форсунок. Аналогічна картина виникає і при порушенні охолодження поршня - наприклад, при закоксовуванні форсунок, що подають масло до поршня, що має кільцеву порожнину внутрішнього охолодження. Задир, що виникає на верхній частині поршня, може поширюватися і на спідницю, захоплюючи кільця поршневі. Механічні проблеми, мабуть, дають найбільшу різноманітність дефектів поршневої групи та їх причин. Наприклад, абразивне зношування деталей можливе як "зверху", через попадання пилу через рваний повітряний фільтр, так і "знизу", при циркуляції абразивних частинок в маслі. У першому випадку найбільш зношеними виявляються циліндри у верхній частині і компресійні поршневі кільця, а в другому - маслознімні кільця і спідниця поршня. До речі, абразивні частинки в маслі можуть з'явитися не стільки від невчасного обслуговування двигуна, скільки в результаті швидкого зношування будь-яких деталей (наприклад, розподільного валу, штовхачів та ін.). Рідко, але трапляється ерозія поршня біля отвору "плаваючого" пальця при вискакуванні стопорного кільця. Найбільш ймовірні причини цього явища - непаралельність нижньої і верхньої головок шатуна, що призводить до значних осьових навантажень на палець і "вибивання" стопорного кільця з канавки, а також використання при ремонті двигуна старих стопорних кілець, що втратили пружність. Циліндр у таких випадках виявляється пошкодженим пальцем настільки, що вже не підлягає ремонту традиційними методами (розточування та хонінгування). Іноді циліндр можуть потрапляти сторонні предмети. Таке найчастіше відбувається при неакуратній роботі під час обслуговування чи ремонту двигуна. Гайка або болт, опинившись між поршнем і головкою блоку, здатні багато на що, в тому числі і просто "провалити" днище поршня. Розповідь про дефекти та поломки поршнів можна продовжувати дуже довго. Але й того, що вже сказано, достатньо, щоби зробити деякі висновки. Принаймні вже можна визначити... Як уникнути прогару? Правила дуже прості і випливають із особливостей роботи поршневої групи та причин появи дефектів. Тим не менш, багато водіїв і механіків забувають про них, що називається, з усіма наслідками. Хоча це і очевидно, але при експлуатації все-таки необхідно: утримувати у справності системи живлення, мастила та охолодження двигуна, вчасно їх обслуговувати, зайво не навантажувати холодний двигун, уникати застосування неякісного палива, олії та невідповідних фільтрів та свічок запалювання. А якщо щось із двигуном не так, не доводити його "до ручки", коли ремонт уже не обійдеться "малою кров'ю". При ремонті необхідно додати та неухильно виконувати ще кілька правил. Головне, на наш погляд, - не можна прагнути забезпечення мінімальних зазорів поршнів в циліндрах і в замках кілець. Епідемія "хвороби малих зазорів", яка колись вразила багатьох механіків, все ще не пройшла. Більше того, практика показала, що спроби "пощільніше" встановити поршень в циліндрі в надії на зменшення шуму двигуна і збільшення його ресурсу майже завжди закінчуються зворотним: задира поршнів, стукотом, витратою масла і повторним ремонтом. Правило "краще проміжок на 0,03 мм більше, ніж на 0,01 мм менше" працює завжди і для будь-яких двигунів. Інші правила традиційні: якісні запасні частини, правильна обробка зношених деталей, ретельне миття та акуратне складання з обов'язковим контролем на всіх етапах.
Дизельний двигун має значні відмінності від бензинового. Двигуни відрізняються, зокрема, принципом займання, у бензину від іскри, у дизеля від стиснення. Відповідно, навантаження на самі поршні також перевищує бензинові аналоги в 3 рази. Компресія бензинового двигуна досягає значення 10 бар тиску. У свою чергу, дизельний двигун забезпечує тиск 30 бар. Ступінь стиснення також вищий у 3 рази.
Але при цьому дизельний двигун більш зносостійкий. Щоправда, існує низка нюансів, що робить дизельний двигун менш стійким, ніж бензиновий. Найчастіше дизель довше прослужить своєму власнику, якщо все в двигуні буде добре і обслуговуватиметься він вчасно. Але практика показує, що добре не буває у 90% випадків.
3 основні причини, чому прогорів поршень дизельного двигуна
Чому може прогоріти поршень дизельного двигуна? Першою і ймовірною причиною є те, що ллє форсунка. Простіше кажучи, вона подає більше палива, ніж допустимо виробником. У результаті доводиться працювати з більшим обсягом горіння та полум'я, ніж дозволено. Ця процедура супроводжується характерним «тахкаючим» звуком.
Якщо довго використовувати машину в такому режимі, то згодом стінки поршня оплавляються. Причому проблема проявить себе при першому ж плавленні поршнів. Матеріал розплавленого алюмінію розлітатиметься по стінках і прискорить руйнування двигуна. Чим довше так їздити, тим більше деталей у двигуні вам потрібно буде замінити. Аж до капітального ремонтуабо повноцінної заміни двигуна.
Відбувається так тому, що шматки абразиву потрапляють між гільзою та поршнем, стирають поверхню, створюють задираки. У цьому найчастіше винні форсунки та їх неправильна подача палива.
Також, причиною прогару поршнів може стати олія. Такі випадки виникають також досить часто. Так може відбуватися тому, що напрямні клапанів головки блоку циліндра могли розбовтатися, а сальники втратити свою стійкість. Масло стікає впускним клапаном і потихеньку капає на поршень двигуна. Температура горіння олії вища, ніж температура палива. І ця ситуація змушує двигун поступово вмирати.
Буває так, що до камери згоряння поршня потрапляє антифриз. Потрапляння води чи антифризу всередину камери згоряння здійснює каталізацію вибуху.
Як упоратися з проблемою?
Уникнути такої ситуації дуже просто. Вчасно проходьте технічний огляд машини, за будь-якого нерозуміння і зайвих звуків в районі двигуна обов'язково перевіряйте машину на СТО. Крім того, постійно стежте за рівнем олії та антифризу у Вашому авто. Своєчасна діагностика двигуназапобігає його несправності.
Дизель сервис у Києві. У Вас зламалася турбіна? Вийшла з ладу форсунка? З'явився сторонній шум двигуна? Чи просто планова заміна ланцюга ГРМ? Турбо дизель сервіс виконає діагностику та ремонт Вашого автомобіля, діагностика дизельного двигуна в києві, перевірка форсунок на стенді, ремонт дизельних форсунок common rail у Києві, ремонт форсунок Київ, діагностика турбіни, діагностика та заміна свічок напруження, перевірка компресії дизельного двигуна, діагностика автомобіля покупкою і навіть ремонт дизельного двигуна, комп'ютерна діагностика авто, видалення фільтра сажі, видалення свічок розжарення і закислих форсунок. Наш дизель сервіс надає такі послуги: ремонт форсунок, заміна ременя грм, ремонт тнвд, земена ремкомплекту тнвд, ремонт форсунок бош, відновлення п'єзофорсунок, реставрація плунженої пари, заміна втулки акселератора тнвд, заміна клапана форсун. Ремонт турбіни Mersedes, BMW, Ford, Renault, Opel, Fiat, Pegeout, Citroen, Hundai, Kia, VW, Volvo, Iveco, Scania, Toyota, land rover, Porshe, Mazda, у містах Київ, Харків, Дніпропетровськ, Полтава, Суми, Черкаси, Кіровоград, Запоріжжя, Умань, Кривий Ріг, Нікополь, Миколаїв, Херсон, Вінниця, Житомир, Чернівці, Тернопіль, Львів, Луцьк, Рівне, Одеса. Обмінний фонд турбін. Ремонт турбін Київ, ремонт турбіни, ремонт турбін дизельних і бензинових двигунів. Ремонт п'єзофорсунок у Києві Заміна ременя або ланцюга газорозподільного механізму ГРМ Fiat Doblo 1.3, Opel combo 1.3, заміна свічок розжарення, ремонт дизельного двигуна, капітальний ремонт двигуна, ремонт ГБЦ. Ремонт форсунок CDI, CRDI. Bosch, Delphi, Siemens VDO Continental, Denso. Діагностика та ремонт насос форсунок та насосних секцій. Дизель сервіс Київ, заміна ГРМ Київ Капітальний ремонт дизельного двигуна в києві, демонтаж форсунок рено трафік, ссанг йонг,опель виваро. Турбо дизель сервіс виконує ремонт форсунок CDI, CRDI, DCI, tdci, hdi, Bosch, Delphi, Siemens VDO. Ремонт ТНВД бош. Чищення топліної системи, чистка рампи високого тиску, реставрація п'єзофорсунок, чищення паливного бака в Києві
Буває, що їздиш тут, їздиш... ...і на тобі, без суду та слідства:
Знайома подібна картинка? Добре, якщо тільки на чужому прикладі: вартість знайомства досить висока... Можу точно сказати, що проблема сьогодні надзвичайно актуальна і точно не є спадщиною далеких часів. Саме навпаки: варто лише пошукати в Мережі власників таких же безцінних експонатів, як є дуже багато прикладів:
Ось і аналогічний приклад із моєї колекції:
У мене питання: а що це ось прямо перед нами? Які будуть думки?
Давайте вгадаю: "поганий бензин"...
Не зможу втриматися від невеликого відступу: а що саме вивчають у цій найдокладнішій статті, яку пхають у всі форуми. Ви знаєте?! 
Це що? Старший брат поршня танка Т-34? У брошурі XXI століття, від провідного та найсучаснішого виробника поршневих груп?! Автор цього поршня в глибокій старості застав світанок епохи лампових комп'ютерів. Фото, напевно, з фотопластинок підбирали - воно взагалі не розраховувало дожити до того часу, коли на екран комп'ютера потрапить... Це ті самі конструктори брошурки пописують, які поршні стискають на 30-40% маси і кільця турбованих малолітражок сплющили до 1,2 мм висоти? Самі поршні вже заввишки стали в колишні спідниці: 
Свіжого нічого не знайшлося в них для ілюстрацій? Гаразд, будемо їсти те, що дають:
Так, уся ця брошура без винятків побудована на прикладах дизельних двигунів від комерційної техніки. Зв'язок між сучасними форсованими бензиновими маломірками і багатолітражними дизельними тихоходами, з поршневих часів другої світової, дуже примарний. Відрізняється все: технології виготовлення, обороти, допуски, проміжки і навіть фази горіння. Чому звичайні автовласники та їх проблеми категорично не потрібнія пояснював багаторазово і в кількох статтях.
Ніхто й ніколи не фінансуватиме комерційно безглуздих заходів, створюючи фундаментальну базу з розслідуванням причин і проти себе самих. Як же роблять у таких випадках? Зрозуміло, обмежуються загалом капітанів-очевидностей. І що ж нам виставляють як причину?!
Погортаємо "дослідження" від колег по цеху (злі язики подейкують, що в буквальному сенсі - глобалізація ж - подивіться, хто робив поршневі двигуни N52 у різних варіантах - один креслення на два виробники):
Скажіть чесно, ось цей наївник на яку категорію читачів розрахований? Давайте абстрагуємося від специфіки блогу, просто скажіть, як вам читається про "недолік води" і "датчик масової витрати повітря", разом з "ненатягнутим полікліновим ременем", у статті про причини прогару поршня?!Просто цікавлюсь, нічого особистого. Влаштовує?
Я знову вимушено констатую.
Коротше, у будь-якій незнайомій ситуації питай: "А ви в яму не потрапляли?".
Да просто:
Що ми бачимо?
- Пошкодження, пане.
- Куди ми їх спишемо?
- На детонацію-с і наступне гартальне запалення!
А що є теоретично причиною детонації (зриву фронту горіння)? Так, ви вгадали: сама суміш (її якість), її невчасне запалювання та супутні умови.
Далі, ми розбиваємо "очевидні" причини на підгрупи і в кожну заштовхуємо все поспіль, що харчує, але лізе. Ну, наприклад: якщо суміш "некоректна", то хто винен - суміші. А їх у нас, як відомо, від впускного колектора з його підсмоктування, до ДМРВ і датчика кисню. Що в нас через несвоєчасність підпалу - та все, що завгодно - від фаз ГРМ, до, як там вище його назвали... "датчик верхньої мертвої точки". Якщо думаєте, що я стебся - перечитайте, там цитата вгорі. Ось такий кумедний принцип!
Знову "Чому помер? - Жив!". І так у всьому завжди. Приголомшлива експертиза та визначення причинно-наслідкових зв'язків. Хочеш дізнатися, чому покришка швидко протерлася – вали на стиль їзди та на дороги – 100% профіт.
Колеги тут не проканає. На жаль. Я вам змушений вкотре нагадати, що сучасний двигун зарегульований настільки, що чхнути не може без чек-енджина. Я вже чому дуже складно пристебнути 100500 причин пошкоджень двигуна трактора "Сталінець" до Опелю Астра 2012 року випуску.
І коли всі ми (включаючи мене) у 101 раз повторюємо про "загальний перегрів, полікліновий ремінь з дефектним термостатом" та інше, то краще не дивитися власнику автомобіля в очі... Краще просто про "поганий бензин" - так усім простіше і зрозуміліше. В загальному, не знаю як вам, але мені точно набридло.
Ось і заможні сором, в якийсь момент, все ж таки повірять бідолашній, що НІЧОГО НЕ БУЛО, ПРОСТОїхав і "затроїло". Помилок НЕ БУЛО. Перегріву НЕбуло. Мотор НЕ ТРЯСЛО. "Газ у підлогу" теж НЕ НАТИСНИВ- просто нудив у міському режимі (по трасі). Ось усе так рівно й було... і прогоріло.
Якщо це справді так, то всі доморощені к.т.н., а також Mahle з Кольбеншмідтом, упираються в бетонний глухий кут - будуть змушені не вірити власнику.
А ми, любителі техніки та загадок, спробуємо повірити та розібратися.
Допустимо. Приїжджає до тебе чистеньке авто, з помилок - тільки пропуск по циліндру, що прогорів. Пробіг смішний – десятки тисяч, у мотор ніхто й ніколи не лазив тощо. Ось і що сказати йому, в такому разі? ЗНОВУ ВИННА ДЕТОНАЦІЯ (БЕЗИН)?!
Чи бачите в чому справа: на трьох циліндрах, що залишилися, "прогоріле" авто цілком собі бадьоро їде, розганяється і НЕ дзвенить "газ у підлогу". На тій же заправці він і дотягнув до сервісу. Я можу прямо зараз, як це модно, "здати бензин на експертизу", але насправді це зробить лише той, хто не розуміє сенсу цього дійства (як експертизи, так і поняття "детонація"). Її результати для нашого слідства вже зрозумілі – я з цього почав.
Якщо ж і ви хочете зрозуміти, що це і як це можна "не помітити", то спробуйте прогазувати автомобіль на еталонній суміші гептану та ізооктану 80/20 (дістати легко, я пробував), подаючи суміш із зовнішньої каністри, ну чи прямо собі товарний АІ-80 плісняві (це не лабораторний стандарт, але близько). Ось ЦЕ детонація. Не помітити це неможливо. Їздити довго і не помічати цього - неможливо. Але навіть якщо ви такий нечутливий – датчик детонації нормально розкрутити двигун просто не дасть. Авто буде страшно тупити, сіпатися і дзвеніти.
Гірше того - короткі "зв'язування" припиняються сучасними DME буквально за лічені спрацьовування - це десяті частки секунди, Вважайте, що майже миттєво. Якщо авто не дзвенить на перехідних режимах, то в режимі звичайного міського нуднілова - тим більше дзвонити не буде.
Добре, ДОПУСТИМО, дзвенить і втикається, але ви ж божевільний - все одно їздити хочете, з вітерцем і на машині, що тупить!
Ну ось вам непристойна картинка - прогар крупним планом - добре видно, що алюміній виплавився і виплив, як і тисячі подібних випадків. 
Ви ж, звичайно, пам'ятаєте, що алюмінієві сплави починають плавитися за температур далеко-о-о так за 500 градусів цельсія! П'ятсот градусів Цельсія. При малопотужному нуднілові (якщо мова про звичайну і акуратну їзду, без грубих відпалів), там градусів на 300-350 холодніше навіть на днище поршня - оберти низькі, потужність, що виділяється порівняно невисока, відпрацьовані гази, судячи з датчика, самі-то0 Цельсія досягають...
Але ви ж - божевільний, на зло датчику детонації, починаєте влаштовувати стріт-рейсинг у пробці, авто дзвенить і чхає, сипіть помилками (перепустки - мотор же хрипить і сіпається), докаляєте поршні до 500+, один з них (!) не витримує і протікає, тут ви схаменуєтеся, чистите пам'ять від помилок і приїжджаєте в сервіс брехати про те, що досить спокійно їхали, нікого не чіпали, про детонацію і поганий бензин тільки в книжках читали ... Але вже тепер надовго запам'ятайте клятих бензинових бракоделів!
Ось такий ідіотизм нам заліковують "фахівці" (поряд із забитим повітряним фільтром, підсмоктуванням, датчиками витрати повітря, кисню, неправильним кутом запалення, фазами ГРМ, розжареними клапанами, свічками з неправильним гартальним числом, дизельним паливом у бензині, розрідженням олії та іншим)
Чи бачите в чому справа, панове інженери, чого ви самі варті, якщо працюючі під вашим чуйним керівництвом і налаштуванням датчики DME не можуть запобігти такій проблемі?! Які питання до власника тоді, який примудрився носитися на машині, що детонує і захлинається, а після "нічого не пам'ятає"?
Але сьогодні я вас дуже засмучу, спеціально візьму велике фото з Мережі, аналогічне тим, що можу зробити сам.
Ось подивіться, куди і як виплив весь алюміній: 
Це називається ВМТ - верхня мертва точка – "проплавлено" як по лінійці на нижній межі камери згоряння!
Давайте ще раз розглянемо умовний "трикутник" такого собі "температурного градієнта":
Порівняємо з поршнем із моєї колекції, для чіткого розуміння того факту, що всі такі ситуації - як під копірку:
Ну що ж, в даному випадку, як і в багатьох інших, тут ще й кільця розташовані "як по лінійці":
Ви ще не забули, що детонація це взагалі вибух (і що енергії вибуху гранати Ф-1 не більше, ніж у звичайній запальничці). Швидкість поширення фронту величезна, але енергії запасено олію - мало не мілісекунди!
Блискавка має величезну напругу і фантастичний ампераж, ось тільки лічильник з кіловатгодинами накрутить навряд чи на 100 рублів за один спалах. Скільки потрібно таких ударів набити, щоб поршень розігріти до розплаву? Про це поговоримо нижче.
На всіх фото видно оплавлення (розплавлення) і немає нічого схожого на короткочасний низькоенергетичний процес, та (або) серію процесів... там найчастіше зовсім немає явного механічного руйнування.
Скільки потрібно мікропорцій палива, вибух яких супроводжується добре помітними механічними ударами, щоб локально (в одному вузькому секторі) прогрівати поршень до червона, щоб він витік суворо у верхній мертвій точці?
Загалом, як завжди – власник НІЧОГО не помітив, нормально їхав, помилок немає, цілого списку несправностей близько немає. А поршень – прогорів.
Прогорів ніби від детонації, але... суворо у ВМТ, коли "детонації" у розумінні "зриву нормального горіння" бути не могло, а її енергії просто не вистачило... З поршнем же детонація обійшлася вкрай коректно - локально нагріла йогодо температури розплаву і пропалила наскрізь. Точність та акуратність у всіх таких випадках вражає – віртуозна серія безперервних точкових вибухів... які ніхто не помітив!
А знаєте про що "замовчав" власник насправді, коли він не збрехав вам, що помилок не було... просто спокійно їхав?
Він найчастіше "забув" сказати, що періодично і рясно доливає масло у свій двигун (виробник вважає це "нормою", тому коли на 3-4 році життя мотора це реально стало нормою, то він був морально готовий до цього - чого говорити, коли про це в інструкції написано.
Ось вам трохи відео моторів із пробігом, які розібрали для капремонту:
Таких відео у Мережі досить багато. Називаються по-різному, але суть у всіх одна - тонкі "сучасні" кільця або термічно "підсіли", або закоксовані та заблоковані в канавках (але і варіант, коли вони такі із заводу - безумовно можливий - часто-густо):
Уважно розгляньте і всі приклади пошкоджених поршнів: кільця там суворо втрамбовані всередину канавок- їх профіль навіть не виглядає! З чого б це?!
Це німі свідки, яких ніхто (поки що) не допитував як слід.
А тепер подумайте, що відбувається, коли поршень, що бовтається у всіх напрямках (включаючи поздовжнє) досягає ВМТ, наприклад при "неущільненій перекладці": 
Робить він це циклічно і майже карикатурно, як на цій картинці - успішно, що поршень зобразили без ущільнювальних кілець. 
Так, вивчивши кілька подібних випадків, я стверджую, що коли поршневі кільця кволі, то вони легко закоксовуються, просаджуються і майже повністю припиняють виконувати свою функцію ущільнення, затискаючись у канавку. У такому разі, шанси локально розігріти і пропалити поршень (або зламати перегородку тим самим перегрівом) вкрай високі! Це циклічний процес, що протікає порівняно довгий час спільно з нормальним горінням поблизу ВМТ- процес абсолютно контрольний і монотонний, що ніяк себе не проявляє.
Саме так "прогорають" прокладки та ущільнення паливних форсунок безпосереднього впорскування - дай тільки суміші невеликий доступ і кільце внутрішньоциліндрового ущільнення прогорить буквально за годинник - випарується.
У момент робочого ходу, горюча суміш спрямовується саме туди, де не зустрічає колишнього опору – у неущільнені кільцями проміжки. Потрібно не так багато часу, щоб створена таким чином, і знайдена сумішшю "мікрокамера згоряння", вся енергія якої йде на розігрів, прожгла в поршні черговий "фатальний трикутник". Поршень проплавляється непомітно, буквально протягом однієї порівняно спокійної поїздки, коли доступ критичної порції суміші стає стабільним і постійним.
Не повторюйте чужих помилок - причина таких "прогар" ніяк не пов'язана з явищем детонації паливної суміші і гартальним запаленням. Усі "першоджерела" (і повторюють за ними) займаються бездумним тиражуванням допотопних дурниць.
Розглянемо ситуацію докладніше.
Отже, початкові умови, як безліч конкретних ситуацій: їхала-їхала людина по трасі, у звичайному трасовому режимі, НІЧОГОнезвичайного не помічав і раптом... р-р-р-раз: авто густо плює маслом у трубу і мотор починає "троїти", спалахує "чек". Людина приїжджає у сервіс, їй там дістають поршень. Поршень буквально виплив – оплавився, як свічка.
Людина запитує: "Е, а що я робив не так?!".
Йому у відповідь: "Згідно з докладним поясненням від виробника поршневих груп, якими ми керуємося, це ніщо інше як детонаційне (згодом і калільне) згоряння - перегрів + автоколивальний процес з самозапалюванням від гарячих частин. "Бензин поганий".
Добре, допустимо.
Ви уявляєте собі ступінь помітності нефазованого запаленняу сучасному моторі, з датчиком детонації? Суміш або просто детонує, або підпалюється зарано (буквально - "pre-ignition"). В обох випадках, не помітити цього по роботі двигуна неможливо - гази, що розширюються, працюють назустріч поршню.
Тому, коли власника запитують, про можливі стуки-трясіння від двигуна,
а він у відповідь - "ні, ну просто затроїла..."
"Лох, не помітив", - резюмує досвідчений сервісмен.
Тепер трохи пізніше пояснення про те, "причому тут детонація". Звернемося до першоджерела ще раз:
Згадані тут причини добре характеризують несправний моторизований диліжанс кінця XIX століття, коли, очевидно, кут випередження регулювався ще кермом. Втиснути такі жахливі дурниці в сучасний мотор тяжко років так скоро 30... Так, це все можна собі уявити будь-де... крім сучасних моторів. Але ще й не замітитибудь-яка з цих ознак?! 
Навіщо ж довгий перелік цієї нісенітниці впихається в першопричини "прогару поршнів"? Все просто: описані основні причини виникнення детонаційного горіння, яке призведе до перегріву мотора і (сюди ж долучені помилки з вибором калільного числа для свічок!) виникненню локального перегріву – ось, типу, і плавляться – перегріли ж.
Пояснити, звідки гартальне запалення взялося "на рівному місці" навіть не намагаються. При цьому формально справді жодного разу (в даному документі) не згадано слово "детонація". Це приблизно як "рук - ні, ніг - ні, сліпий і глухий, але про інваліда вам ніхто нічого не говорив". Ну що ж, спробуйте "неправильно налаштувати момент запалення", "підсмоктувати" організувати, "передуть" мотор на чіпування і підпалювати на "неправильному сорті палива". Щоб "не помітити". А вже після, щоб авто, що затикається і стріляє на всю вулицю, ще й перегрілося до стійкого гартального запалення.
Ну що ж, візьму картинку, яка, справді, вкрай схожа на детонацію, з усією належною атрибутикою - виглядає як ковальська поковка - по поршню "довбали", як по днищу, так і по кромках - повно засічок і поплавок. Зовнішніх - тих, хто явно прийшов з камери згоряння.
Тепер люб'язно скористаємось іншою картинкою, про яку к.т.н. пише буквально таке: 
"Класика детонації", кажуть нам! Вас не бентежить, любителів класики "детонації", що вам по голові монтуванням б'ють, а у вас шнурки розв'язуються?! Чому авіаційний поршень проломлений і обстуканий як і належить, через верх, а розколи на даному поршні подібні до вибуху нейтронної бомби в радянських анекдотах: саме днище поршня "детонація" не помітила, а дістала тільки до нижніх перемичок... Це якась особлива детонація ?!
А давайте вам покажу такі поршні зі своєї особистої колекції, погляньте:
Раз 
Два... 
Знаєте, що бентежить?
Дно: 
Ідеальне "масложующее" дно з м'яким шаром - довгоживучим на ньому "живим" маслом - вуглецевою манною кашею. Оцінюйте глибину шару по насічках із номером циліндра та вказівником площини поршневого пальця. Наявність такого дна - залізна гарантія, що шар НЕ торкалисяні металеві удари, ні висока температура.
Ви впевнені, що по ньому хоча б раз (ну раз, може, коли і був, немає сумнівів) довбали раннім запаленням будь-якого виду?! Та так, що встигли перегріти(?) і видовбати перемички, що знаходяться під днищем. Чи бачите ви на ньому якісь ознаки локального термічного перегріву? Плями? Чи можна штучно сформувати такий однорідний шар, після "відпалити" його частину і настукати поверхом так, щоб на самому днищі - ні сліду, а ПІД ним - суцільні руйнування? І це (процес "обстукування") не помітив ні власник, ні датчик детонації (сам двигун)?
Тоді ось ця водойма постраждала від підводних ядерних випробувань годину тому, згодні?! 
Окремо поясніть, як такі сильні удари, не зачіпаютьднище поршня, передаються на рівень 2-3 перемички?!
А тепер подивимось і на самі фрагменти перемичок. Для краси, я взяв пару, з двох різних поршнів, з різних місць: 
У їхнього зламу квазіідеальна, майже дзеркальна поверхня. Причина проста: це скіл від теплового розширення. Метал довго грівся у компактній зоні, не витримав і Лопнув. Частина перемички просто виділилася - напруга, що виникла, тим самим знявши.
А тепер подивимося, на "холодну деструкцію" - коли метал реально роздовбало механічним впливом: 
Знаєте, що тут є, чого не вистачало там? КРОШОК. Холодні шви легко фарбуються. Від удару силумін кришиться, гладку глянсову поверхню не дасть – дасть сіру, пористу, шорстку.
Вдаримо по поршню молотком: 
У перемичок, що лопнули від температури, шматок просто прикладаєш і рівний шов виходить відразу і без зусилля - там не було крихт: 
Зрозуміло, це все не докази - так собі сумніви першого порядку.
Але тепер ми сервісменів і кандидатів науки змусимо потіти: 
Дивіться: алюміній виплив ніби з нерухомого поршня, та ще й прилиплих ідеально до ВМТ.Що ж у нас там за обтюратор такий працює, що при десятках корисних ходів за секунду(!) зберіг такий видатний найточніший імпринт?!
А ось ще, і все те саме - поршні плавляться строго у ВМТ: 
Мало? Продовжимо - ВМТ: 
Довбало б поршень нефазовано (детонаційний зрив, гартоване запалювання) в протихід, чи не набрукнув би він нижче хоч би різок? Хоча б одна паралельна рисочка нижче була!
"Так це поршень "зібрав" алюміній", - зліва прогоріло, тому і "не прибрано". - Якість "прибирання" найвища! Спеціально пригнаний скребок так би не зміг зібрати, що вже говорити про дірявому поршні, що бовтається із зазором у циліндрі. Але знаєте, у чому прикрість? На стінці циліндра є хон, глибиною близько 5-6 соток. З нього виколупувати алюмінієву пудру грубим за профілем поршнем було б неможливо, достатньо лише раз її туди притулити/притерти, саме тому, після навіть видалення пудри ітенсивним підшкурюванням, стінки все одно можуть бути "підфарбовані" в сірий колір.
Пробуємо повторити: 
Фіксуємо: 
Довели до кондиції: 
Минуло кілька десятків хвилин: 
Готово: 
Єдиний можливий механізм формування настільки чіткого відбитка алюмінію, що витік, суворо в ВМТ такий: поршень довго "відпалюється" по кромці в режимі нормального горіння, строго в заданій системою управління двигуном точці. На холодній стінці циліндра, він "малює" за допомогою синхронізованого стрибка тиску від розширення газів (перпендикулярна до поширення полум'я площина). Це відбувається в умовах виключно своєчасного запалення - це багато тисяч і навіть десятки тисяч циклів (обороти * час / робочий хід). В якийсь момент черговий пік тиску відокремлює великий шматок розігрітого розплаву з поршня і це завжди відбувається чітко поблизу ВМТ.
1. Про що ця стаття?
Про реальні причини розплавлення поршнів та обламування поршневих перемичок у сучасних(sic!)
двигунів.
2.Чому плавляться поршні в цьому випадку?
Від проникнення паливної суміші нижче жарового пояса - в компресійний, куди полум'я пропускають поршневі кільця.
3.Та мені якась різниця, в чому реальна причина?!
Різниця проста: спочатку вам заливають "масло з усіма допусками, яке спеціально розроблене для вашого двигуна", потім дозволяють його міняти в 15, 20 і навіть 25 тисяч км (іноді і 30-35 бувало!), ще далі - оголошують, що нормальний витрата олії - до 7 літрів на 10000 км (сім літрів, Карл!). А для спортивних машин – так і всі 15! Коли ж ваш автомобіль починає їсти масло літрами, у вас, зрештою, з високою ймовірністю або прогорає поршень (або обламується перемичка/перегородка). І ось тут вам і кажуть: винен, мовляв, поганий бензин - детонація і гартоване запалювання! Бінго - ніхто не винен, крім заправників і вас (ви самі цей бензин знайшли!). Ніякого гарантійного ремонту та натяку на такий.Довести ви все одно нічого не зможете (ні дилеру, ні АЗС), але хоча б не перебуватимете в ілюзії, що це "неприємна випадковість від нашого поганого бензину". Іншими словами – хто попереджений, той озброєний.
4.Ну прогар-то ясний, але перемичку-то обламує явно детонація - там немає ні слідів оплавлення, ні слідів доступу полум'я!
Коли мотор активно їсть масло, кільця щільно забиває зола, яка обволікає кільце всебічне (включаючи глибину поршневої канавки). Це блокує охолодження поршня – його зв'язок зі стінкою циліндра. Крім того, збільшується плече вильоту - саме навантаження на перемичку в перекладці. Так як розперте кільце постійно і жорстко "перекладається" в канавці зворотно-поступальним рухом, то рано чи пізно перегріту надміру перемичку таке навантаження просто сколює...
5.Очевидно ж тиск на перемичку через кільце сколює перемичку в момент детонації.
Яку ніхто не помітив, так. Прогрітий (не кажучи вже про перегрітий) зазор поршень-циліндр буквально мікроскопічний і це дуже цікава фізична теорія: якщо над дахом підірвати бомбу, то камін на першому поверсі під димарем рознесе на шматки, а дах залишиться цілим?! А удари барабанної установки за дверима студії "пролазять" у замкову щілину - її так само чути, як і без дверей?! Я бачив сотні "детонаційних поршнів" у практиці, з пробігами далеко за 200 ткм: там від детонації живого місця на поршні немає, а перемичкам хоч би хни, якщо двигун помірно споживає масло, звичайно. На фото СУХИЙ поршень справного мотора, хоч і суцільно виритий детонацією: 
6.Хто в групі ризику?
Сюди відносяться власники сучасних маломірних турбомоторів обсягами 1,2-1,8, від таких виробників як VAG, GM і таке інше: всі, хто чітко потрапляє до європейської школи двигунобудування. Про азіатів поки не беруся розмірковувати. Чим вищий питомий ступінь форсування, тим більше шансів на все вищеописане. До 3-5 року життя, (авто вже злітає з гарантії) двигун починає активно споживати масло. Погіршують картину можливі заводські помилки поршневої, невдалий вибір масла, перекочування на маслі (понад 10000 км). Думаю, що середньостатистично точка неповернення – близько 5 років володіння. Приклад: перші 3 роки умовної "норми", 4 і 5 - початок проблем із рясним доливом олії. І, нарешті, завершальний сезон стартує від критичної витрати "1 л на 1000 км". Приблизно півроку-рік такої їзди та прогар/слом перемички... Бувають і інші розклади, але це зокрема.
Конкретний приклад, яких досить багато, ціла епідемія (гуглите "прогорів поршень"):
https://www.drive2.ru/l/288230376152314746/ - класичний, який у майбутньому повинен потрапити до підручника.
7.Як уберегтися особисто мені?
Вчасно розкоксовувати двигун, і (або) використовувати з самого початку експлуатації, а також міняти масло не пізніше (!) 400 мотогодин (краще раніше, про що). Якщо поршнева сучасного типорозміру і двигун високофорсований (це мотори об'ємом до 2 літрів і чим менше, то страшніше), то кільця все одно, так чи інакше, колись сядуть від температури. Але у вас є всі шанси продовжити їм життя в 2-3 рази, нехай зовсім проти фізичних параметрів поршневої і не попреш...
P.S.Крапля позитиву: такі мотори порівнянодешеві у ремонті, хоча б просто тому, що у них мало циліндрів.
Самі собою дефекти в механічній частині двигуна, як відомо, не з'являються. Практика показує: завжди є причини пошкодження та виходу з ладу тих чи інших деталей. Розібратися в них непросто, особливо коли пошкоджені складові поршневої групи.
Поршнева група - традиційне джерело неприємностей, що підстерігають водія, що експлуатує автомобіль, і механіка, що його ремонтує. Перегрів двигуна, недбалість у ремонті, і, будь ласка, – підвищена витрата олії, сизий дим, стукіт.
При "розтину" такого мотора неминуче виявляються задираки на поршнях, кільцях і циліндрах. Висновок невтішний - потрібен дорогий ремонт. І постає питання: чим завинив двигун, що його довели до такого стану?
Двигун, звісно, не винен. Просто необхідно передбачити, до чого призводять ті чи інші втручання у його роботу. Адже поршнева група сучасного двигуна – "матерія тонка" у всіх сенсах. Поєднання мінімальних розмірів деталей з мікронними допусками та величезними силами тиску газів, та інерції, що діють на них, сприяє появі та розвитку дефектів, що призводять зрештою до виходу двигуна з ладу.
У багатьох випадках проста заміна пошкоджених деталей – не найкраща технологія ремонту двигуна. Причина появи дефекту залишилася, а раз так, то його повторення неминуче.
Щоб цього не сталося, грамотному мотористу, як гросмейстеру, необхідно думати на кілька ходів уперед, прораховуючи можливі наслідки своїх дій. Але цього недостатньо - необхідно з'ясувати, чому виник дефект. А тут без знання конструкції, умов роботи деталей та процесів, що відбуваються у двигуні, як кажуть, робити нічого. Тому, перш ніж аналізувати причини конкретних дефектів та поломок, непогано було б знати...
Як працює поршень?
Поршень рухома деталь, що щільно перекриває циліндр у поперечному перерізі і переміщається вздовж його осі. Поршень призначений для циклічного сприйняття тиску газів, що розширюються, і перетворення його в поступальний механічний рух, що сприймається далі кривошипно-шатунним механізмом.сучасного двигуна – деталь на перший погляд проста, але вкрай відповідальна і водночас складна. У його конструкції втілено досвід багатьох поколінь розробників.
І певною мірою поршень формує вигляд всього двигуна. В одній із минулих публікацій ми навіть висловили таку думку, перефразувавши відомий афоризм: "Покажи мені поршень, і я скажу, що в тебе за двигун".
Отже, за допомогою поршня у двигуні вирішується кілька завдань. Перша і головна - сприйняти тиск газів в циліндрі і передати силу тиску, що виникла, через поршневий палець шатуну. Далі ця сила буде перетворена колінвалом в крутний момент двигуна.
Вирішити завдання перетворення тиску газів у обертальний момент неможливо без надійного ущільнення поршня, що рухається в циліндрі. Інакше неминучий прорив газів у картер двигуна та попадання олії з картера в камеру згоряння.
Для цього на поршні організований пояс ущільнювача з канавками, в які встановлені компресійні та маслознімні кільця спеціального профілю. Крім того, для скидання олії в поршні виконані спеціальні отвори.
Але цього замало. У процесі роботи днище поршня (вогневий пояс) безпосередньо контактуючи з гарячими газами, нагрівається, і це тепло треба відводити. У більшості двигунів завдання охолодження вирішується за допомогою тих же поршневих кілець - через них тепло передається від днища стінці циліндра і далі - рідини, що охолоджує. Однак у деяких найбільш навантажених конструкціях роблять додаткове масляне охолодження поршнів, подаючи олію знизу на днище за допомогою спеціальних форсунок. Іноді застосовують і внутрішнє охолодження - форсунка подає олію у внутрішню кільцеву порожнину поршня.
Для надійного ущільнення порожнин від проникнення газів та олії поршень повинен утримуватись у циліндрі так, щоб його вертикальна вісь збігалася з віссю циліндра. Різного роду перекоси та "перекладки", що викликають "бовтання" поршня в циліндрі, негативно позначаються на ущільнюючих і теплопередаючих властивостях кілець, збільшують шумність роботи двигуна.
Утримувати поршень у такому положенні покликаний напрямний пояс - спідниця поршня. Вимоги до спідниці дуже суперечливі, а саме: необхідно забезпечити мінімальний, але гарантований зазор між поршнем і циліндром як у холодному, так і повністю прогрітому двигуні.
Завдання конструювання спідниці ускладнюється тим, що температурні коефіцієнти розширення матеріалів циліндра та поршня різні. Мало того, що вони виготовлені з різних металів, їх температури нагрівання різняться у багато разів.
Щоб нагрітий поршень не заклинило, у сучасних двигунах вживають заходів щодо компенсації його температурних розширень.
По-перше, у поперечному перерізі спідниці поршня надається форма еліпса, велика вісь якого перпендикулярна до осі пальця, а в поздовжньому - конуса, що звужується до днища поршня. Така форма дозволяє забезпечити відповідність спідниці нагрітого поршня стінці циліндра, перешкоджаючи заклинювання.
По-друге, у ряді випадків у спідницю поршня заливають сталеві пластини. При нагріванні вони розширюються повільніше і обмежують розширення спідниці.
Використання легких алюмінієвих сплавів для виготовлення поршнів - не забаганка конструкторів. На високих частотах обертання, характерних для сучасних двигунів, дуже важливо забезпечити низьку масу деталей, що рухаються. У подібних умовах важкому поршню буде потрібний потужний шатун, "могутній" колінвал і занадто важкий блок з товстими стінками. Тому альтернативи алюмінію поки що немає, і доводиться йти на всілякі хитрощі з формою поршня.
У конструкції поршня можуть бути й інші "хитрощі". Одна з них - зворотний конус у нижній частині спідниці, покликаний зменшити шум через "перекладання" поршня в мертвих точках. Поліпшити мастило спідниці допомагає спеціальний мікропрофіль на робочій поверхні – мікроканавки з кроком 0,2-0,5 мм, а зменшити тертя – спеціальне антифрикційне покриття. Профіль ущільнювального і вогневого поясів теж певний - тут найвища температура, і зазор між поршнем і циліндром у цьому місці не повинен бути ні більшим (зростає ймовірність прориву газів, небезпека перегріву та поломки кілець), ні маленьким (велика небезпека заклинювання). Нерідко стійкість вогневого пояса підвищується анодуванням.
Все, що ми розповіли – далеко не повний перелік вимог до поршня. Надійність його залежить від пов'язаних із нею деталей: поршневих кілець (розміри, форма, матеріал, пружність, покриття), поршневого пальця (зазор в отворі поршня, спосіб фіксації), стану поверхні циліндра (відхилення від циліндричності, мікропрофіль). Але вже стає ясно, що будь-яке, навіть не надто значне, відхилення в умовах роботи поршневої групи швидко призводить до появи дефектів, поломок та виходу двигуна з ладу. Щоб надалі якісно відремонтувати двигун, необхідно не тільки знати, як влаштований і працює поршень, а й уміти за характером пошкодження деталей визначити, чому, наприклад, виник задир чи мотор.
Чому прогорів поршень?
Аналіз різних пошкоджень поршнів показує, що всі причини дефектів і поломок діляться на чотири групи: порушення охолодження, недолік мастила, надмірно висока термосилова дія з боку газів у камері згоряння та механічні проблеми.
Разом про те багато причин виникнення дефектів поршнів взаємопов'язані, як і функції, виконувані його різними елементами. Наприклад, дефекти ущільнюючого пояса викликають перегрів поршня, пошкодження вогневого і направляючого поясів, а задир на напрямному поясі веде до порушення ущільнювальних і теплопередаючих властивостей поршневих кілець.
Зрештою це може спровокувати прогар вогневого поясу.
Відзначимо також, що практично при всіх несправностях поршневої групи виникає підвищена витрата олії. При серйозних пошкодженнях спостерігаються густий, сизий дим вихлопу, падіння потужності та утруднений запуск через низьку компресію. У деяких випадках прослуховується стукіт пошкодженого поршня, особливо на непрогрітому двигуні.
Іноді характер дефекту поршневої групи вдається визначити і без розбирання двигуна за вищевказаними зовнішніми ознаками. Але найчастіше така "безрозбірна" діагностика неточна, оскільки різні причини нерідко дають практично той самий результат. Тому можливі причини дефектів потребують детального аналізу.
Порушення охолодження поршня – чи не найпоширеніша причина появи дефектів. Зазвичай це відбувається за несправності системи охолодження двигуна (ланцюжок: "радіатор-вентилятор-датчик включення вентилятора-водяний насос") або через пошкодження прокладки головки блоку циліндрів. Принаймні, як тільки стінка циліндра перестає омиватися зовні рідиною, її температура, а разом із нею і температура поршня, починають рости. Поршень розширюється швидше циліндра, до того ж нерівномірно, і зрештою зазор в окремих місцях спідниці (як правило, поблизу отвору під палець) стає рівним нулю. Починається задир - схоплювання та взаємне перенесення матеріалів поршня та дзеркала циліндра, а при подальшій роботі двигуна відбувається заклинювання поршня.
Після остигання форма поршня рідко входить у норму: спідниця виявляється деформованою, тобто. стиснутою по великій осі еліпса. Подальша робота такого поршня супроводжується стукотом та підвищеною витратою олії.
У деяких випадках задир на поршні поширюється на пояс ущільнювача, завальцовуючи кільця в канавки поршня. Тоді циліндр, як правило, вимикається з роботи (занадто мала компресія), а говорити про витрату масла взагалі важко, оскільки воно просто вилітатиме з вихлопної труби.
Недостатнє мастило поршня найчастіше характерне для пускових режимів, особливо при низьких температурах. У подібних умовах паливо, що надходить у циліндр, змиває масло зі стінок циліндра, і виникають задираки, які розташовуються, як правило, в середній частині спідниці, на її навантаженому боці.
Двосторонній задир спідниці зазвичай зустрічається при тривалій роботі в режимі масляного голодування, пов'язаного з несправностями системи мастила двигуна, коли кількість олії, що потрапляє на стінки циліндрів, різко зменшується.
Недолік мастила поршневого пальця – причина його заклинювання в отворах бобишок поршня. Таке явище характерне лише для конструкцій із пальцем, запресованим у верхню головку шатуна. Цьому сприяє малий зазор у з'єднанні пальця з поршнем, тому прихвати пальців частіше спостерігаються у відносно нових двигунів.
Надмірно висока термосилова дія на поршень з боку гарячих газів у камері згоряння - часта причина дефектів та поломок. Так, детонація призводить до руйнування перемичок між кільцями, а напальне запалювання - до прогарів.
У дизелів надмірно великий кут випередження упорскування палива викликає дуже швидке наростання тиску в циліндрах ("жорсткість" роботи), що також може спричинити поломку перемичок. Такий результат можливий і при використанні різних рідин, що полегшують запуск дизеля.
Днище та вогневий пояс можуть пошкоджуватися при надто високій температурі в камері згоряння дизеля, що спричинена несправністю розпилювачів форсунок. Аналогічна картина виникає і при порушенні охолодження поршня - наприклад, при закоксовуванні форсунок, що подають масло до поршня, що має кільцеву порожнину внутрішнього охолодження. Задир, що виникає на верхній частині поршня, може поширюватися і на спідницю, захоплюючи кільця поршневі.
Механічні проблеми, мабуть, дають найбільшу різноманітність дефектів поршневої групи та їх причин. Наприклад, абразивне зношування деталей можливе як "зверху", через попадання пилу через рваний повітряний фільтр, так і "знизу", при циркуляції абразивних частинок в маслі. У першому випадку найбільш зношеними виявляються циліндри у верхній частині і компресійні поршневі кільця, а в другому - маслознімні кільця і спідниця поршня. До речі, абразивні частинки в маслі можуть з'явитися не стільки від невчасного обслуговування двигуна, скільки в результаті швидкого зношування будь-яких деталей (наприклад, розподільного валу, штовхачів та ін.).
Рідко, але трапляється ерозія поршня біля отвору "плаваючого" пальця при вискакуванні стопорного кільця. Найбільш ймовірні причини цього явища - непаралельність нижньої і верхньої головок шатуна, що призводить до значних осьових навантажень на палець і "вибивання" стопорного кільця з канавки, а також використання при ремонті двигуна старих стопорних кілець, що втратили пружність. Циліндр у таких випадках виявляється пошкодженим пальцем настільки, що вже не підлягає ремонту традиційними методами (розточування та хонінгування).
Іноді циліндр можуть потрапляти сторонні предмети. Таке найчастіше відбувається при неакуратній роботі під час обслуговування чи ремонту двигуна. Гайка або болт, опинившись між поршнем і головкою блоку, здатні багато на що, в тому числі і просто "провалити" днище поршня.
Розповідь про дефекти та поломки поршнів можна продовжувати дуже довго. Але й того, що вже сказано, достатньо, щоби зробити деякі висновки. Принаймні вже можна визначити...
Як уникнути прогару?
Правила дуже прості і випливають із особливостей роботи поршневої групи та причин появи дефектів. Тим не менш, багато водіїв і механіків забувають про них, що називається, з усіма наслідками.
Хоча це і очевидно, але при експлуатації все-таки необхідно: утримувати у справності системи живлення, мастила та охолодження двигуна, вчасно їх обслуговувати, зайво не навантажувати холодний двигун, уникати застосування неякісного палива, олії та невідповідних фільтрів та свічок запалювання. А якщо щось із двигуном не так, не доводити його "до ручки", коли ремонт уже не обійдеться "малою кров'ю".
При ремонті необхідно додати та неухильно виконувати ще кілька правил. Головне, на наш погляд, - не можна прагнути забезпечення мінімальних зазорів поршнів в циліндрах і в замках кілець. Епідемія "хвороби малих зазорів", яка колись вразила багатьох механіків, все ще не пройшла. Більше того, практика показала, що спроби "пощільніше" встановити поршень в циліндрі в надії на зменшення шуму двигуна і збільшення його ресурсу майже завжди закінчуються зворотним: задира поршнів, стукотом, витратою масла і повторним ремонтом. Правило "краще проміжок на 0,03 мм більше, ніж на 0,01 мм менше" працює завжди і для будь-яких двигунів.
Інші правила традиційні: якісні запасні частини, правильна обробка зношених деталей, ретельне миття та акуратне складання з обов'язковим контролем на всіх етапах.
