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エンジンの損傷

科目:

  • はじめに
  • 運転スタイルとメンテナンス
  • エンジンの損傷
  • 潤滑の問題によるエンジンの損傷
  • 冷却の問題によるエンジンの損傷
  • クランクシャフトの損傷
  • クランクシャフトとコネクティングロッドのベアリングとベアリングジャーナルの損傷
  • カムシャフトの損傷
  • カムシャフトの摩耗の形態
  • バルブの損傷
  • ピストンの損傷
  • 曲がったコンロッド
  • ピストンピンが折れた

導入:
どの車両もメンテナンスが必要です。 メンテナンスでは所定の部品を定期的に交換し、その他の部品の磨耗状態も点検のたびに確認します。 部品が次回のメンテナンスに間に合わないと思われる場合は、交換することをお勧めします。 定期的な点検によるメンテナンスに加え、部品の故障が発生する場合もあります。 材料の品質は、タイムリーなメンテナンスがどの程度実行されているかと同様に、これに大きな影響を与えます。 欠陥のリスクが最も大きくなるのは、メンテナンス期間を超過した車両、修理が延期された車両、または専門家以外の担当者が摩耗部品を見落とした車両です。 車で移動していて、防げたはずの欠陥があり、路肩に立ち往生してしまうと、特に迷惑になります。

エンジンの損傷に関するこのページは、エンジン部品の測定について説明されている「診断技術、機械的測定」の章に由来しています。 このような測定は、分解されたエンジン部品に対して行われ(例:ピストンの直径とシリンダーの直径の比較、カムの高さの決定、クリアランスの確認)、故障の原因が追求された診断の結果として得られます。 車を整備工場に持ち込むと、顧客から次のような苦情が寄せられることがあります。

「エンジンライトが点灯し、エンジンの出力が以前よりも明らかに低下しています。」

  • 整備士または診断技術者は、EOBD テスターを車両に接続し、エラー コードを読み取ります。
  • エラーコード P0172 – 燃料混合物制御バンク 1: システムが濃すぎる
  • 燃料調整はライブデータを介して読み取られます。 これにより、値は -15 になります。

エラー コードと長期にわたる燃料調整から、排気ガス内のラムダ センサーが濃すぎる混合気を測定していると推測できます。 整備士または診断技術者は、多数の電子テストを実行し、機械的な原因を探します。 診断中、彼または彼女はバルブ カバーを分解し、シリンダー 4 の上のカムシャフトのカムに摩耗の兆候があることを発見しました。 これにより次のような疑問が生じます。

  1. カムシャフトの磨耗が故障の原因でしょうか? カムが摩耗すると、シリンダーに流入する酸素が減り、混合気が濃くなりすぎます(結果として燃料が過剰になります)。
  2. 磨耗の場合: 原因は何ですか? 将来的に問題が再び発生するのを防ぐにはどうすればよいでしょうか?

ページには「機械診断"そして"エンジン部品の測定」では、カムシャフトの測定など、測定技術のさまざまな部分について説明します。 このページでは、実際の被害とその原因に焦点を当てます。 原因を特定できれば、近い将来にお客様から同じ問題が再度報告されることを防ぐこともできます。

運転スタイルとメンテナンス:
遅かれ早かれ、どの内燃エンジンも損傷を受ける可能性があります。 一部のエンジンは繊細で弱点があることで知られていますが、車両の所有者がメンテナンスを怠ったり、運転スタイルが磨耗の原因となっている場合もあります。 老いによって、仕事にスパナがかかることもあります。永遠の命を持つエンジンなどありません。

適切な運転スタイルはすべてのオートバイに利益をもたらします。

  • 冷えたエンジンを長時間アイドル状態にしないでください。エンジンは長時間冷えたままになります。
  • 冷えたエンジンでゆっくりと運転し、オイルが適切に温まるまで時間を置きます。
  • 短距離をあまり運転しないでください。 バイクは、たまには長距離ドライブにも適しています。
  • 特に最新のエンジンでは、常に低速で静かに走行すると、内部汚染のリスクが高まります。 吸気管 (インテーク マニホールド) の詰まり、吸気バルブの極端な汚れ、EGR の詰まり、オイル消費につながるピストン リング間のカーボンの堆積などを考慮してください。 極端な状況では、ピストンリングの固着によりシリンダー壁に傷がつきます。 
  • 低速ではエンジンに過負荷をかけないでください。XNUMX 速 XNUMX 速で走行すると、エンジンの速度が低くなります。 ベアリングには大きな負荷がかかります。 加速すると、クランク/コンロッド機構に大きな力がかかります。
  • あまり頻繁に高速域に達しないでください。 時々、急加速するのは問題ありませんが、やりすぎないように注意してください。

次の図は、汚染された入口パスを示しています。 吸入された空気はバルブを容易に通過できないため、吸気行程中の燃焼に利用できる酸素が少なくなります。 これは、とりわけ、 内視鏡。

上: 非常に汚れた吸気バルブ。 下:洗浄後。

適切な運転スタイルに加えて、すべてのオートバイには予防メンテナンスが必要です。

  • 古くなったモーターオイルは、汚れの吸収や潤滑効果がますます失われます。 互いに滑り合う部品には、潤滑力が低下する汚染された油膜が形成されています。 その結果、オイルは固体物質(黒いスラッジ)に変化し、すべての(特に冷えた)エンジン部品に付着します。 オイルチャンネルが詰まると、それに伴うあらゆる結果が生じます。
  • 低品質のオイル: 誤った仕様または粘度のオイルを追加すると、汚染、オイル消費、エンジン損傷に短期的な悪影響を及ぼす可能性があります。
  • バルブクリアランスのチェック(該当する場合)、点火プラグ、エアフィルター、タイミングベルトなどの交換などの機械的作業は、定期的にチェックする必要があります。 高速道路を頻繁に走行する車は、市内の交通量が多い車よりも同じ点火プラグでより多くのキロメートルを走行できることがよくあります。 したがって、ほとんどの場合、距離に依存する間隔に加えて、時間に依存する間隔も関連付けられます。
  • 部品の欠陥は多くの場合、初期段階で診断できます。 故障灯や異音を発しながら長時間運転しないでください。 経験豊富な自動車整備士による定期的な車の点検を受けてください。

下の写真は 100.000 つの状況を示しています。XNUMX つは良好な予防整備が行われた同じタイプのエンジン (左) と、同じオイルで XNUMX km 走行した非常に汚れたエンジン (右) です。 カムシャフトの黒い堆積物(黒スラッジ)に加え、エンジン部品も赤茶色に変色しています。 これは多くの場合、エンジン オイルが古く、オイル レベルが低すぎて温度が高すぎることが原因です。

左:定期的にオイル交換を行ったエンジン。 右:同オイルで100.000万km走行後。

エンジンの損傷:
エンジンの損傷は、必ずしも汚染が直接の原因であるとは限りません。 吸気バルブの極度の汚れを発見すると、出力の低下、読み取り中にマイナスの燃料トリムが表示されるエンジン管理ランプの点灯などの苦情が発生しますが、これが直ちに永久的な損傷を引き起こすわけではありません。 専門的なクリーニング(カーボン/ウォールナットブラスト)により、苦情は解消されます。 極度に汚れたバルブで運転を続けると、バルブがシリンダーヘッドのバルブシートで適切に密閉できなくなり、最終的に損傷が発生する可能性があります。

古いエンジンオイル、不適切な運転スタイル、または加速された摩耗のその他の原因による内部汚染は、部品が早期に故障する可能性があります。 発生した苦情が調査され、正しく検出されれば、この磨耗のプロセスを止めることができます。 何かが間違っているという兆候を無視すると、車が途中でエンストしたり、問題にすぐに対処した場合よりも結果として生じる損害が大きくなる可能性があります。

バルブの破損によりヘッドが損傷しました。

潤滑の問題によるエンジンの損傷:
近年、メンテナンス間隔はますます延長されています。 70年代には、7.500km後にオイルを交換することは珍しいことではありませんでした。 最近では、オイル交換は 30.000 km、さらには 40.000 km でのみ行う必要があるという規制が見られます。 メンテナンス間隔が長くなるため、オイルレベルが低すぎると、オイルが少なすぎる状態で運転する危険があります。 したがって、(少なすぎる)オイルの量は非常に暖かくなり、より速く蒸発し、より多くの汚染を引き起こし、潤滑効果がますます低下します。 このため、メンテナンス間隔が延長された車両には、オイル レベルおよび品質センサーが装備されています。 短い距離を走行する場合、高速道路で同じ距離を走行する場合と比べて、オイルに 30.000 倍もの負担がかかります。 レベルセンサーは当然レベルを監視し、レベルが低すぎる場合にはドライバーにメッセージを表示します。 品質センサー (多くの場合、同じハウジング内にあります) が品質を監視します。 粘度が高く、古くなったオイルでは、ドレン間隔が大幅に短くなります。 標準間隔 2 km と 20.000 年を指定した場合に「可変メンテナンス間隔」について説明しますが、XNUMX km と XNUMX 年を経過すると、すでにメンテナンス メッセージが表示されます。「走行条件によりオイルの品質が非常に低下しており、オイルは早めにリフレッシュする必要があります。

時間通りに交換しないと、すでに説明したように、オイルはより早く蒸発して濃くなります。 残ったスラッジはエンジン全体に行き渡ります。 この物質が最初に集まるのは、オイルパン内のインテークマニホールドです。 オイルポンプはこのオイルストレーナを通してクランクケースからオイルを吸い込みます。 次に、オイル ポンプがオイルをフィルターに押し込みます。 粗大粒子は篩によって保持されます。

オイルストレーナーが汚れるもう 1 つの原因は、現在 PSA やフォードのエンジンで使用されているような、濡れたタイミング ベルトからの繊維の蓄積です。指定を誤ったエンジンオイルを添加すると、湿ったタイミングベルトが傷つき、繊維のほつれがエンジンオイルに混入します。

次の画像は、良好な状態と汚れた状態のオイル ストレーナの例を示しています。 ひどく汚染されたストレーナを通過できるオイルが少なくなるのは明らかです。この詰まりにより、オイル ポンプがエンジンにオイルを送り出す能力が低下します。

左:きれいなオイルストレーナ。 右: ひどく汚染されたオイルふるい。

問題はストレーナの詰まりから始まります。エンジン回転数が低いとオイルポンプの動作が遅すぎて、良好な油圧が得られません。 アイドル回転時に油圧不足が発生する場合があります。 潤滑油膜が小さすぎると、クランクシャフトやコンロッドベアリング、シリンダーヘッドのカムシャフト、シリンダー内のピストン、ターボシャフトなどの部品が動く危険があり、その結果、熱がさらに発生して摩擦が発生する危険性があります。金属の間。

濃縮されたオイルや黒いスラッジに加えて、他の材料や部品もオイルストレーナの詰まりの原因となる可能性があります。 考慮すべき点: 破損したタイミング チェーン ガイドのプラスチック部品、特にバルブ カバーやオイル パンからの (多すぎる) 液体ガスケットの残留物、オイル フィラー キャップを緩めて引き抜くときにオイル内に入った汚れ部品オイルレベルゲージなど。

エンジンの内部がひどく汚染されていると思われる場合は、古いオイルに添加剤を混ぜてエンジンを「フラッシュ」することができます。 このフラッシング剤は洗浄剤として機能し、エンジン部品から汚れの粒子を確実に除去します。 極端な状況では、汚れの粒子がオイルストレーナーに集まり、オイルが排出された後でもそこに残ります。 したがって、フラッシング後にオイルパンとストレーナーを分解し、両方を徹底的に洗浄してから、エンジンに新しいエンジンオイルを充填することが賢明です。

冷却の問題によるエンジンの損傷:
冷却の問題は潤滑の問題の直接的な結果である可能性があります。 前項では、潤滑油が不足する原因の例を示しました。 可動部品間の潤滑油膜が少なすぎると、多量の熱が発生し、エンジンが直接損傷する危険性が高くなります。

冷却システムに欠陥があると、エンジンの冷却が不足する可能性もあります。

  • 詰まりによるラジエター内の流量不足。
  • 制御の不具合により冷却ファンが正常に機能しなくなった場合。
  • 冷却剤ホースまたは冷却水路の制限: 例: ねじれ、軟化したホース、またはラジエーターの詰まりによるもの。
  • 修理および補充後にシステムが適切に排気されていないため、冷却システム内に空気が入っている。
  • 冷却水ポンプの欠陥(ベーンの破損)またはプーリーと V リブドベルト間の滑り(ディストリビューションによって駆動されていない場合)による冷却剤の循環が不十分です。
  • サーモスタットの故障。
  • ヘッドガスケットの欠陥: 燃焼ガスが冷却システムに到達し、その逆も同様です。

エンジンが過熱すると、シリンダーヘッドの歪みや亀裂が発生する可能性があります。 そのため、シリンダーヘッドを取り外した後、平面度を確認し、ヘッドに亀裂がないか確認してください。 亀裂は通常、材料が最も少ない表面で発生します。つまり、ここでは熱伝達が最も少なくなります。

この例としては、バルブ シート間の亀裂、バルブ シートと点火プラグ穴 (ガソリン エンジン) または前室 (古いディーゼル エンジン) の間の亀裂があります。 専門のオーバーホール会社は、ほとんどの場合、割れた鋳鉄シリンダーヘッドを溶接するための知識とツールを持っています。

次の画像は、バルブシートと点火プラグ穴の間の亀裂を示しています。

過熱によりピストンやシリンダーが摩耗する可能性があります。 この場合、温度により部品が過度に膨張し、ピストンがシリンダー内で固着する可能性があります。

クランクシャフトの損傷:
クランクシャフトとコンロッドベアリングジャーナルの損傷については、前のセクションで説明しました。 このような損傷は潤滑油の不足によって起こります。 

クランクシャフトは大きな力と振動にさらされます。 極端な場合、クランクシャフトが破損する可能性があります。 ほとんどの場合、これは重大な問題ではなく、エンジンの別の部分の欠陥または運転中のイベントの結果です。

  • 異常燃焼やウォーターハンマーによる機械的過負荷。
  • 最終ドライブ (ギアボックスまたはディファレンシャル) の欠陥による突然の焼き付き。
  • デュアルマス フライホイールの欠陥、振動ダンパーの遊び、または商用車の PTO などの付属機器に起因する過度の振動。特定の速度範囲で高すぎる周波数で振動が発生します。
  • 以前のベアリングの損傷による材料の弱化。
  • コネクティングロッドとメインベアリングジャーナルの不適切な取り付け。
  • 取り付け前のクランクシャフトへの機械的損傷。

クランクシャフトとコネクティングロッドのベアリングとベアリングジャーナルの損傷:
クランクシャフトとコンロッドベアリングはエンジンブロックの底部にあります。 潤滑は、クランクシャフトのオイルチャネルを通過するオイルによって、ベアリングジャーナルと滑りベアリングの間のクランクシャフトベアリングジャーナルの穴を介して提供されます。 滑り軸受には非常に大きな力がかかるため、可動部品間の潤滑油膜が不可欠です。

コネクティングロッドベアリングの損傷の最大の原因の XNUMX つはオイルの不足です。 これは、特に次のような状況で発生する可能性があります。

  • エンジンオイル漏れによりオイルが抜けています。 原因としては、ターボの欠陥、ガスケットの破れによる XNUMX つの部品間のシールの不正確などが考えられます。
  • エンジンが大量のオイルを消費するにもかかわらず、ドライバーはオイルレベルを頻繁にチェックしません。
  • ポンプの欠陥または吸入セクションの制限により、オイルポンプの吐出量が低すぎる。
  • エンジンブロックが傾きすぎています。
    – 車の場合、特にオイルレベルの低下と組み合わせると、潤滑の問題が発生する可能性があります。
    – オートバイの場合、ベアリングの損傷は、オートバイが転倒し、エンジンが時間内にオフにされなかった後に発生します。 イグニッション スイッチまたはキル スイッチを使用して、できるだけ早くエンジンを停止します。

オイルが不足すると油圧ランプが点灯します。 その後、圧力は 1 bar まで低下しました。 この表示灯は、その後の損傷を防ぐためにエンジンを停止する必要があることをドライバーに警告します。 多くの場合、すでに手遅れです。オイルレベルが低下して油圧ランプが点灯している場合は、すでに温度が上昇しており、しばらくの間圧力が低すぎています。 クランクジャーナルと滑り軸受間の油温も上昇しています。 オイルチャネルを通る背圧も減少し、クリアランスが増加します。 通常、このたるみは油膜によって吸収されます。 油膜がないと部品同士が接触し、機械的摩擦が発生します。

最近の車にはオイルレベルと温度計が装備されていることがよくあります。 どちらも油圧低下により油圧ランプが点灯する前に、事前に警告を発します。 油圧ライトが点灯した場合は、コネクティングロッドベアリングに損傷がないか常に確認することが賢明です。 下の XNUMX つの画像は、オイル不足による損傷を示しています。

コネクティングロッドベアリングジャーナルの損傷
コネクティングロッドベアリングの損傷

クランクシャフト、コンロッドのベアリング、ジャーナルの損傷は、潤滑油の不足だけが原因で発生するわけではありません。 他の要因も損傷の可能性の原因となります。

  • 低速プリイグニション: ピストンが ODP から TDC に移動する間に発生する制御されていない燃焼の場合。 直噴式のダウンサイジングエンジンが主体で、ターボを搭載する場合も多い。 燃焼は間違ったタイミングで起こり、ピストンに大きな力がかかります。 その結果、ピストン、ディストリビューション、ベアリングが損傷する可能性があります。
  • 運転スタイル: エンジンが冷えている状態では、オイルがまだ濃く、ベアリングとジャーナル間の潤滑がまだ最適ではありません。 エンジン負荷が高く、エンジンが冷えている場合、ベアリングが損傷する可能性が高くなります。
    低速での高負荷: コンロッドがクランクシャフトの上に (ほぼ) 垂直に配置されている箇所で、上部コンロッド ベアリングには非常に大きな力がかかります。
    高速での低負荷: ピストンが上方に移動すると、多くの力が解放され、下部のコネクティング ロッド ベアリングによって吸収されます。
    この運転スタイルでは、ベアリングやベアリング ジャーナルの損傷に加えて、ピストンなどの他のエンジン部品もより早く摩耗します。 もちろん、上記のような問題は、エンジンが冷えている状態、つまり負荷が少なく 3000 rpm を超えない状態でゆっくりと加速することで防ぐことができます。

下の画像は、XNUMX つの異なる位置で回転する際にモーターにかかる力を示しています。 ピストンの力の分解は次のページに示されています。 ピストン力の解決 さらに説明します。 これらの画像では、力 Fh が数回現れているのがわかります。 Fh はメインベアリングにかかる​​力を示します。 この力はエンジンの位置ごとに異なります。 また、ピストンが上死点から上死点に移動するとき、上部のメインベアリングに負荷がかかり、外径から上死点に向かうときは下部のメインベアリングに負荷がかかります。 画像の下のリストは、次の XNUMX つの画像からメイン ベアリングにかかる​​力を説明しています。

  1. コネクティングロッドはクランクジャーナルの上で垂直になっています。 上部メインベアリングにかかる​​力 (Fh) は、燃焼圧力 (p) によるピストンにかかる力 (Fz) と同じです。 上部コンロッドベアリングにも同じ力がかかります。
  2. クランクシャフトがねじれ、力 Fh が減少しました。
  3. クランク ジャーナルとコネクティング ロッドの間に 0 度の角度が形成されているため、メイン ベアリングにかかる​​力は 90 です。
  4. 下部メインベアリングと上部コネクティングロッドベアリングに荷重がかかります。
  5. ここで下部メインベアリングと上部コンロッドベアリングにかかる​​力が再び増加します。

ベアリングシェルとベアリングジャーナルの光学検査と、 楕円度とテーパーの測定 メインベアリングジャーナルとコンロッドベアリングジャーナルの ミクロメーター 摩耗を判断することができます。

コネクティングロッドベアリングを取り付ける際には、ベアリングを絶対に交換しないように細心の注意を払う必要があります。 ベアリングはベアリングジャーナルで摩耗しています。 変更すると常にベアリングの摩耗が増加し、場合によってはベアリング ジャーナルの摩耗も増加します。 新しいベアリングを取り付けるときは、次のことを行う必要があります。 プラスティゲージ ベアリングとジャーナル間のクリアランスを確認してください。 ベアリングが厚すぎると、ベアリングとベアリングの間に油膜が形成されにくくなり、摩擦が発生します。

カムシャフトの損傷:
カムシャフトはエンジンの上部にあります。 始動したばかりのエンジンでは潤滑オイルは最後にカムシャフトに到達します。 カムシャフトの損傷は次のように発生する可能性があります。

  • 油圧が低すぎると、ターボとコンロッドのベアリングに加えて、シリンダーヘッドが最も大きなダメージを受けます。
  • エンジン始動直後の高速回転では、シリンダーヘッドまでオイルが(十分に)到達していません。
  • オイルまたはシリンダーヘッド内の水分はカムシャフトに壊滅的な影響を与える可能性があります。 これについては、次の例でさらに説明します。

短距離を頻繁に運転するとスラッジが発生することがあります。 冬にはスラッジ(水蒸気と油の残留物からなる)が凍結し、油の供給と排水が妨げられることがあります。

次の図に示すように、湿気も壊滅的な影響を与える可能性があります。 ラグは影響を受けており、孔食が発生しています。 驚くべきことは、上部カムシャフトが下部カムシャフトよりも深刻な影響を受けていることです。 これはおそらく温度に関係しています。吸気カムシャフトは排気カムシャフトよりもすぐに加熱されないため、湿気はより多くの損傷を引き起こします。

オイル不足やベアリングキャップの交換を行うと、下図のようにカムシャフトに損傷が生じる可能性があります。 素材が無くなったため深い傷が入ってしまいました。

このような損傷は油圧の損失につながる可能性があります。カムシャフトの直径が小さいため、ベアリングキャップとカムシャフトの間にかなり多くのスペースが作られるため、オイルも流出しやすくなります。

損傷はこのベアリング以降のカムシャフトベアリングに影響します。 例: オイル チャネルはシリンダー 1 からシリンダー 4 まで伸びています。カムシャフトの損傷はシリンダー 3 です。シリンダー 3 のベアリングから多量のオイルが「漏れる」た​​め、シリンダー 4 のベアリングには十分なオイルが供給されません。

潤滑が不足すると、カムシャフトのベアリングキャップが摩耗するだけでなく、カムも摩耗します。 材料の磨耗により尾根の高さが減少する場合があります。 下の XNUMX つの画像は、極度に摩耗したカム (左) と鈍くなったカム (右) を示しています。
鈍く、尖っていない(高い)カムはバルブタイミングに悪影響を及ぼします。 バルブが遅く開いて早く閉じるだけでなく、開く幅も小さくなります。 充填レベルが低下します。 これは、(主に)高速でのトルクの低下と出力の低下で顕著になります。

カムシャフトが折れてしまうこともあります。 理由は必ずしも特定できるわけではありません。 これは、リコールが開始されたオペル(エンジンコード Z12XEP および Z14XEP)を含む特定の車でよく見られる問題です。

また、分解・組立作業を誤るとカムシャフトが破損する危険があります。 重要な作業中は、正しい順序に従う必要があります。

  • 取り付けるには: 内側のカムシャフト ベアリングから始めて、外側に向かって横に進みます (図 1 から 10 を参照)。
  • 分解: 分解するときは、必ず外側のカムシャフト ベアリングから始めてください。 まず、カムシャフトベアリング A または E の XNUMX 本のボルトを緩め、ベアリングキャップを取り外してから、カムシャフトベアリング E を取り外します。 最後にベアリングキャップCを分解します。

間違った分解と組み立ての手順に従った場合、バルブスプリングがカムシャフトを押し、カムシャフトを「ロック」することによって解放される力により、いわばカムシャフトが膨らみ、カムシャフトが破損する可能性があります。

カムシャフトの摩耗の種類:
カムシャフトで発生する摩耗は、次の XNUMX つのグループに分類できます。

  • 穴あき;
  • 凝着摩耗。
  • 摩耗。

孔食:
ラグの素材に小さな穴や亀裂が見つかった場合、いわゆる「孔食」に対処します。

孔食は、疲労の結果として材料の硬化した表面の下に小さな亀裂が発生すると発生します。 この現象は主に今回のようにカムシャフトがロッカーアームや油圧バルブタペット上を摺動する際に発生します。

ピッチングが発生すると材料が消失するため、唯一の解決策は問題のカムシャフトを交換することです。

付着摩耗:
これは、潤滑油膜が薄すぎることなどにより、表面が互いに接触した場合に発生します。 この接触により、金属片がカムシャフトから破損する可能性があります。 破片が十分に小さければ、エンジン損傷がすぐに起こるとは限りません。粒子はオイルフィルターに運ばれます。 表面同士が大きな力で摺動すると、金属部品同士が溶着(マイクロウェルディング)する可能性があります。 時間の経過とともに、これらの溶接部の隣の材料が突き抜けて、正確に嵌合する部品に溝が形成されます。 いわゆるカムシャフトの「食い込み」です。 

摩耗:
この形式の摩耗は、別の材料の粒子が可動部品の間に意図せず入り込むと発生します。 これは、たとえば、緩んだ金属粒子がどこかに引っかかる凝着摩耗や、オイルフィラーキャップから侵入した汚れ粒子などの場合に当てはまります。 汚れの粒子が部品の表面から材料をこすり落とします。 

バルブの損傷:
ガソリンまたはディーゼル エンジンではバルブが損傷する可能性があります。 実際には次のような被害に遭遇します。

  • バルブとバルブシートが焼けている。
  • バルブやバルブシートの腐食、浸食、汚れの堆積。
  • 分布欠陥による歪み。
  • 破損;
  • バルブステムの損傷。

次の画像は、焼けた排気バルブを示しています。 バルブディスクに変色を伴う変形が見られます。 バルブが焼けると圧縮が失われます。バルブが閉じているときは、圧縮行程中に空気を阻止する必要がありますが、この場合、バルブは適切に密閉されません。 圧縮行程中に、空気の一部がバルブを通って排気に逃げます。 排気バルブは吸気バルブよりもはるかに高温になりますが、吸気バルブも燃える可能性があります。

バルブが過熱すると燃焼する可能性があります。 バルブが変形し、材料破損の原因となります。 過熱の原因としては次のことが考えられます。

  • シール部品間の汚れの堆積やバルブガイドのクリアランスが大きすぎるために、バルブディスクを介してバルブシートに熱を放散する能力が不十分です。
  • 排気ガス温度が高すぎる。
  • バルブクリアランスが小さすぎると、バルブが開いたままになる可能性があります。

下の XNUMX つの画像は、タイミング ベルトが破損した結果を示しています。 XNUMX 個のバルブはすべて曲がっており、バルブにピストンの跡がはっきりと見えます。 この損傷は、タイミングベルトの破損に加えて、タイミングチェーンの破損または伸びによっても発生する可能性があります。

ピストンの損傷:
それにはさまざまな形があります ピストン損傷、例: 変形、かじり跡、溶け跡、破損、または金属粒子の遊離。 ピストンの損傷の考えられる原因は次のとおりです。

ピストンスカートのグリス跡:
非常に古くて汚染されたオイル、間違った粘度指数のオイル、またはオイルの不足は、潤滑の問題を引き起こします。 ピストンスカートにかじり跡が付く原因となります。 潤滑油膜を突き破ると、黒っぽい色のかじり跡が発生します。 通常、この表面は光沢がなく、ピストンの損傷は主に片側に発生します (ガイドウェイ動力側) ために。

過剰な混合気や点火系の故障により、噴射した燃料が長期間不完全燃焼となり着火しないと、燃料がシリンダー壁に堆積し、潤滑油膜が弱まってしまいます。

過熱によるピストンの損傷
潤滑油希釈によるグリス跡

ピストンクラウンとピストンスカートのこぶ痕:
過熱によりピストンとシリンダーの隙間が減少し、油膜が押しのけられた可能性があります。 境界潤滑は、高温により潤滑油膜が破壊されることで発生します。 乾燥摩擦が発生します。 ピストンシャツ(側面)が傷つき(ゴールマーク)、ピストンリング付近でピストンの破片が欠けたり、ピストンの材質が溶けたりすることがあります。

  • 点火、爆発、または噴霧器の滴下。
  • エンジンの慣らし運転段階での長時間の高負荷。
  • 冷却水の不足、冷却水ポンプの故障、冷却水の冷却不足など、エンジン冷却系の異常。
  • オイル供給の不具合(ピストンの下のオイルノズル)。
熱過負荷によるかじり

ピストン破損
機械的調整を行わずにソフトウェアチューニングを行った後など、(過度に)高速または過大な負荷で長時間運転する場合、特にエンジンが動作温度に達していない場合は、機械的過負荷が発生します。 これは次のような原因で発生する可能性があります。

  • 爆発: オクタン価が間違っている場合、圧縮比が高すぎる場合、混合気が薄すぎる場合、点火時期が間違っている場合、または吸気温度が高すぎる場合、ガソリン エンジンは爆発する可能性があります。 デトネーションにより非常に高い圧力が発生し、潤滑油の膜が押しのけ、温度が上昇します。 その結果、ピストンリングの間でピストンの材料が破損したり、ピストンに穴が開いたりします。
  • チップチューニング後: ソフトウェア調整されたエンジンでは、変更されていないエンジン部品にかかる圧力が高くなりすぎる可能性があります。 ピストンは燃焼圧力により破損する可能性があります。
  • ディーゼル エンジンのインジェクターの滴下: これにより、過剰な燃料が燃焼室に入り、燃料の一部がピストン ベース上または内部で発火します。 燃焼ガスによる質量力や浸食により、ピストン底部の金属粒子が緩む可能性があります。
内視鏡_ピストン損傷
爆発によるダメージ
チップチューニング
滴下アトマイザー

ピストンのコーティングとシリンダーライナーの摩耗
オイル消費量が多いエンジンやピストンが傾いているエンジンでは、ピストンのコーティングの摩耗やシリンダーライナーの輝点がよく見られます。 ホーニング溝が磨耗して一部の部分が滑らかになっています。 原因としては次のものが考えられます。

  • 走行距離が多い。
  • 頻繁なアイドリングや短距離運転。
  • メンテナンスが不十分であったため、古いオイルによって摩耗が増加しました。

この損耗は、XNUMX つ以上の結果によって認識できます。

  • オイルがピストンリングを通過して燃焼室に容易に流入するため、オイル消費量が増加します。
  • 排気ガス中の青い煙または黒いすすの粒子。
  • ピストンとシリンダーの隙間が大きくなるため、アイドリング時や回転数が上がるとガタガタ音が発生します。 これを「傾斜」ピストンとも呼びます。
シリンダーライナーの磨耗
傾斜ピストン

前述の状況および結果的な損害だけでなく、修理後も同様です。 オーバーホール中に新しいピストンの損傷が発生する可能性があります。

  • シリンダーの壁には欠陥があります。おそらく、古い摩耗プロセスまたは欠陥が適切に認識されず、損傷したシリンダーにピストンが取り付けられている可能性があります。
  • 不適切な取り付け: ピストン リングとピストンを慎重に取り付けないと、(軽度の) 損傷が発生し、長期的には重大な損傷を引き起こす可能性があります。 ピストンとシリンダー間のクリアランスが小さすぎると、結果として損傷が発生する危険性が高くなります。ピストンの膨張によりかじり跡が生じる可能性があります。 食べ跡は通常、わずかなスペースから、暗い色の縁を持つ光沢のある斑点として認識できます。
    シリンダーヘッドボルトをきつく締めすぎたり、不均等に締めすぎると、シリンダースリーブが変形する可能性があるため、ピストンの損傷につながる可能性があります。
  • 不適切なピストン リングの取り付け: 最終クリアランスが低すぎると、暖機後の膨張時にピストン リングがシリンダー内で固着して削れる可能性があります。
  • ピストンがバルブに当たる: 不適切なバルブリセスを備えた間違ったタイプのピストン、薄すぎるヘッドガスケット、不十分なバルブクリアランス、または不適切に取り付けられたタイミングベルトまたはチェーンを取り付けた後、ピストンがバルブに当たる可能性があります。

湾曲したコンロッド:
XNUMX つ以上の曲線を作成できます 連接棒 欠陥またはイベントの結果として発生したもの。 コネクティングロッドが曲がると、ピストンがシリンダーの上死点に到達できなくなるため、最終圧縮圧力が低下します。 コネクティングロッドが曲がる原因には次のようなものがあります。

最も一般的な原因の XNUMX つは、圧縮行程中の燃焼室内の流体であり、コネクティング ロッドの曲がりにつながります。 空気とは異なり、液体は非圧縮性です。 これを「ウォーターハンマー」と呼びます。 これは次の状況で発生する可能性があります。

  • 冷却ダクトとシリンダー空間の間のヘッドガスケットに亀裂が入っています。 冷却剤は妨げられずに燃焼室に漏れる可能性があります。 エンジン稼働中にウォーターハンマーが発生する可能性がわずかにあります。 特に圧力試験中(冷却システムの加圧)、冷却剤が亀裂を通過します。 ヘッドガスケットの破損がクーラント漏れの原因であると疑われる場合は、圧力テスト中にシリンダーに圧力テストを行うことができます。 内視鏡 検査されます。 漏れが発生した場合、ピストン上に冷却剤の水たまりが存在する可能性があります。
  • (雨)水が外部から吸い込まれています。 激しい雨が降ると、道路に深い水たまりができることがあります。 トンネル内の高水位も考慮してください。 深い水たまりを走行する場合、エアフィルターを通って大量の水がエンジンに侵入する可能性があります。
  • 入口から吸い込まれたネジやその他の物質などの物理的な部品がシリンダー内に到達しました。

損傷が発生すると、ピストン上部に巨大な圧力が発生します。 コンロッドは異常な強い力でクランクシャフトのクランクピンに押し付けられます。 この力により、滑り軸受と軸受ジャーナルの間、コネクティングロッドとクランクシャフトのメイン軸受の両方から潤滑油膜が絞り出されます。 潤滑油膜が押しのけられるとすぐに機械的摩擦が発生し、ベアリングに損傷を与え、場合によってはクランクシャフトにも損傷を与えます。

ベアリングとベアリングジャーナル間の摩擦に加えて、コンロッドにこのような損傷があれば、直ちにピストンピンにも損傷が発生する可能性が高くなります。

上の画像はピストンの断面を示しており、曲がったコンロッドの影響を明確に示しています。 ピストンピンとコネクティングロッドベアリングジャーナルには、中央で荷重がかかるのではなく、斜めに荷重がかかります。 ピストンピンが破損し、ベアリングがすぐに摩耗して摩耗し始める可能性があります。

ピストンピンの破損:
ピストンピンの破損は、デトネーション発生時の異常燃焼や、圧縮行程中の燃焼空間内の異物や液体などによる過負荷後に発生することがあります。 過負荷は、性能向上(チップチューニング、ターボなど)の結果として過剰に高い燃焼圧力によって引き起こされることもあります。

不用意に取り付けますとピストンピン折損の原因となる場合があります。 ハンマーなどで衝撃を与えると小さな亀裂が入ることがあります。
この初期亀裂は、通常の負荷下でもピストン ピンの破損につながる可能性があります。