Разрушение поршня в зоне бобышек
Трещина и разрушение поршня в районе отверстия под палец
Как выглядят повреждения:
- вокруг отверстия под поршневой палец, в вертикальной плоскости поршня, появляется типичная усталостная трещина;
- от этой начальной трещины очень быстро развивается сквозная трещина, которая доходит прямо до днища поршня.
Как и почему это происходит
Трещины в бобышках (это утолщённые части поршня, куда вставляется палец) возникают из-за перегрузок. Если при этом между пальцем и поршнем ещё и плохая смазка, это только ускоряет и облегчает появление повреждений. Как только трещина в бобышке появилась, она почти наверняка приведёт к полному разрушению поршня — это лишь вопрос времени.
Конкретные причины:
- нарушения в процессе сгорания: особенно опасна так называемая «жёсткая» работа двигателя, которая возникает из-за слишком раннего впрыска топлива на дизелях;
- неправильное или чрезмерное использование пусковых средств (например, эфира для быстрого запуска);
- дефектный нагнетательный клапан в топливном насосе высокого давления (ТНВД);
- гидроудар: попадание в цилиндр какой-либо жидкости — охлаждающей жидкости, масла, избыточного количества топлива, а также воды при преодолении глубоких водных преград (вода засасывается через впускной коллектор).
Трещина в поршневом пальце
Поломка поршневого пальца
Как выглядят повреждения:
- палец переломился поперёк именно в том месте, где он выходит из верхней головки шатуна;
- короткий отломанный кусок пальца расщепился ещё и вдоль;
- трещина идёт от места удара в торец пальца.
Все трещины носят усталостный характер (то есть накапливались постепенно от многократных нагрузок).
Как и почему это происходит
Трещины в пальце — это всегда следствие перегрузки. Если такое случилось, необходимо проверить химический состав и структуру металла повреждённого пальца (возможно, брак или неподходящий материал). Из-за больших нагрузок палец может деформироваться в овал. На его торце сначала появляется продольная трещина (она может начаться как снаружи, так и изнутри). Эта усталостная трещина растёт вдоль пальца, а в месте наибольшего изгиба (между бобышкой поршня и шатуном) она меняет направление и становится поперечной. В итоге палец ломается. Но важно: первичная трещина может возникнуть не только от перегрузки, но и от неправильной установки поршня на шатун. Особенно часто это случается, если палец запрессовывают молотком, повреждая его поверхность.
Конкретные причины:
- нарушения в сгорании, на дизельных двигателях особенно опасна «жёсткая» работа (жёсткое сгорание);
- гидроудар: попадание жидкости в цилиндр (охлаждающая жидкость, масло, избыток топлива, вода при преодолении водных преград);
- нарушение технологии установки пальца (например, запрессовка ударом молотка вместо использования пресса или нагрева).
Разрушение посадочных мест стопорных колец пальца
Когда стопорные кольца вылетают и разрушают поршень
Как выглядят повреждения:
- с обеих сторон поршня отверстия под палец сильно разбиты — материал выкрошен и повреждён. Разрушения могут доходить даже до зоны поршневых колец;
- одно из стопорных колец (которые удерживают палец в поршне) отсутствует на месте — оно выскочило и разрушилось во время работы. Второе кольцо хотя и повреждено, но ещё сидит в своей канавке; на поршневом пальце видны следы того, что он касался стенки цилиндра. Торец пальца при этом стал почти сферическим (закруглённым);
- на внешней поверхности поршня есть следы того, что он стоял перекошенным в цилиндре.
Как и почему это происходит
На стопорные кольца при работе двигателя действуют выталкивающие усилия со стороны пальца. Осевые (боковые) нагрузки на палец возникают, если ось пальца не параллельна оси коленчатого вала. Это бывает, например, когда шатун погнут и поршень стоит в цилиндре косо. При движении поршня вверх-вниз возникает сила, которая просто выбивает стопорное кольцо. Выскочившее кольцо попадает между пальцем, поршнем и стенкой цилиндра. Там оно истирается, разлетается на множество мелких острых кусочков. Эти кусочки при движении поршня начинают быстро разбивать материал поршня. Более того, отдельные фрагменты могут пройти через отверстие внутри пальца (палец часто полый) на противоположную сторону поршня и вызвать разрушения и там.
Конкретные причины:
- возникновение осевых усилий на пальце из-за:
- деформации (изгиба или скручивания) шатуна;
- перекоса оси цилиндра из-за некачественной расточки блока при ремонте;
- повышенного зазора на шатунных шейках коленвала (этот фактор усиливает негативный эффект от деформации шатунов);
- использование изношенных или повреждённых стопорных колец (их поставили старые или погнутые при монтаже).
