Зруйновані перемички поршневих кілець
- У випадку з зруйнованими перемичками поршневих кілець розрізняють два види руйнування в залежності від напрямку розлому: зверху донизу (рис. 1a+b) або знизу догори (рис. 2-3).
- На днищі поршня, на жаровому поясі та на бічних поверхнях канавок помітні сліди ерозії.
Можливі причини
Причиною таких пошкоджень є механічні навантаження, які, у свою чергу, виникають або внаслідок порушення процесу згоряння палива, або через монтажну помилку, або в результаті гідравлічного удару.
1. Порушення процесу згоряння палива:
Після ініціювання запалення запалювальної іскрою в інших частинах камери згоряння відбувається самозаймання, що веде до приблизно десятикратного підвищення швидкості горіння палива. Це, у свою чергу, викликає стрибкоподібне зростання тиску до 300 бар на градус кута повороту колінчастого валу (нормальне значення - від 3 до 5 бар), а також коливання з частотами, що наближаються до ультразвукових значень, і перегрів через нерівномірний процес згоряння палива. Наслідком цих проявів є тріщини та надломи перемичок поршневих кілець та спідниці поршня у напрямку зверху донизу. Такий збій роботи двигуна також має назву «детонаційного згоряння палива».
Причини детонаційного згоряння палива можуть бути, крім іншого, такі:
Бензиновий двигун:
- Неправильний момент запалення (раннє запалення).
- Занадто бідна повітряно-паливна суміш.
- Використання палива із дуже низьким октановим числом.
- Дуже гаряче припливне повітря.
- Занадто високий рівень стиснення.
Дизельний двигун:
Завелика затримка займання веде вданому випадку (також, як і в бензиновому двигуні) до неконтрольованого згоряння палива з екстремальними піками тиску, а також до механічних перевантажень перемичок поршневих кілець. Причини цього явища можуть бути такі:
- Тиск стиснення замало.
- Тиск упорскування форсунок замало.
- Неправильне використання засобів полегшення запуску двигуна.
- Інжекторні форсунки негерметичні.
- Упорскування занадто великої кількості палива.
2. Монтажні помилки:
- Якщо поршневі кільця встановлюються без монтажної оправки, вони часто не повністю встають у канавку. При наступному «бавовні» поршня під час встановлення кільця починають частково випирати зі своєї штатної позиції і заклинювати на передній стороні отвору. Таким чином, виникає типове руйнування перемичок поршневих кілець знизу нагору.
- У випадку з двотактним двигуном напрямок руйнування вже інший - зверху вниз, оскільки поршень встановлюється з нижньої сторони циліндра.
3. Гідравлічний удар:
Причиною даного дефекту є рідина (вода чи паливо), що у камеру згоряння. Оскільки ні вода, ні паливо не схильні до стиснення, при гідравлічному ударі відбувається різка дія на поршень, поршневий палець, шатун, головку циліндра, картер двигуна, підшипники і колінчастий вал (див. також статтю «Гідравлічний удар»). Занадто багато рідини може опинитися в камері згоряння з таких причин:
- Вода потрапляє в камеру згоряння через систему впуску (наприклад, при проїзді поверхнею, залитою водою).
- Вода виявляється в камері згоряння через дефектні прокладки.
- Внаслідок несправної інжекторної форсунки в камеру згоряння потрапляє дуже багатопалива.