Возможные 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 быть следующие:
- Давление сжатия слишком мало.
- Давление впрыска форсунок слишком мало.
- Неправильное использование средств облегчения запуска двигателя.
- Инжекторные форсунки негерметичны.
- Впрыск слишком большого количества топлива.
2. Монтажные ошибки:
- Если поршневые кольца устанавливаются без монтажной оправки, тогда они зачастую не полностью встают в канавку. При последующем «хлопке» поршня во время установки, кольца начинают частично выпирать из своей штатной позиции и заклинивать на передней стороне отверстия. Таким образом, возникает типичное разрушение перемычек поршневых колец снизу вверх.
- В случае с двухтактным двигателем направление разрушения уже иное - сверху вниз, поскольку поршень устанавливается с нижней стороны цилиндра.
3. Гидравлический удар:
Причиной данного дефекта является жидкость (вода или топливо), попавшая в камеру сгорания. Поскольку ни вода, ни топливо не подвержены сжатию, при гидравлическом ударе происходит резкое воздействие на поршень, поршневой палец, шатун, головку цилиндра, картер двигателя, подшипники и коленчатый вал (см. также статью «Гидравлический удар»). Слишком много жидкости может оказаться в камере сгорания по следующим причинам:
- Вода попадает в камеру сгорания через систему впуска (например, при проезде по поверхности, залитой водой).
- Вода оказывается в камере сгорания по причине дефектных прокладок.
- Вследствие неисправной инжекторной форсунки в камеру сгорания попадает слишком много топлива.
Устранение дефекта и 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 проверить систему впуска на герметичность.
- В случае с ремонтной головкой цилиндра необходимо устанавливать более толстую прокладку, а для поршней ремонтных размеров - следить за тем, чтобы высота головки поршня была несколько меньше.
- В случае с двигателем, имеющим турбонагнетатель, следует обращать внимание 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.
