Uszkodzenie silnika

Przedmioty:

Wprowadzenie
Styl jazdy i konserwacja
Uszkodzenie silnika
Uszkodzenie silnika na skutek problemów ze smarowaniem
Uszkodzenie silnika na skutek problemów z chłodzeniem
Uszkodzenie wału korbowego
Uszkodzenie łożysk wału korbowego i korbowodu oraz czopów łożysk
Uszkodzenie wałka rozrządu
Rodzaje zużycia wałka rozrządu
Uszkodzenie zaworu
Uszkodzenie tłoka
Krzywy korbowód
Uszkodzony sworzeń tłokowy

Przedmowa:
Każdy pojazd wymaga konserwacji. Zalecane części są okresowo wymieniane podczas konserwacji, a stan zużycia pozostałych części jest sprawdzany podczas każdej kontroli. Jeżeli podejrzewasz, że dana część nie dotrze do kolejnej wizyty serwisowej, zaleca się jej wymianę. Oprócz regularnej konserwacji z przeglądem może się zdarzyć, że część ulegnie awarii. Jakość materiału ma na to duży wpływ, podobnie jak terminowość konserwacji. Ryzyko wystąpienia usterek jest największe w przypadku pojazdu, w przypadku którego przekroczono okresy przeglądów, naprawy odłożono na później lub osoba niebędąca fachowcem przeoczyła części zużywalne. Staje się to szczególnie denerwujące, jeśli podróżujesz pojazdem i utkniesz na poboczu drogi z usterką, której można było zapobiec.

Niniejsza strona poświęcona uszkodzeniom silnika pochodzi z rozdziału „Technologia diagnostyczna, pomiary mechaniczne”, w którym opisane są pomiary elementów silnika. Pomiary takie dokonywane są na zdemontowanych elementach silnika (np. porównanie średnicy tłoka i cylindra, określenie wysokości krzywki, sprawdzenie luzów) i wynikają z diagnozy, podczas której szukano przyczyny awarii. Samochód można przyprowadzić do warsztatu, gdzie Klient reklamuje:

„Świeci się kontrolka silnika, a silnik ma zauważalnie mniejszą moc niż wcześniej.”

Mechanik lub diagnosta podłącza tester EOBD do pojazdu i odczytuje kody błędów:
Kod błędu P0172 – bank kontroli mieszanki paliwowej 1: układ jest zbyt bogaty
Korekty paliwa są odczytywane na podstawie danych bieżących. Daje to wartość: -15.

Z kodu błędu i długoterminowej korekty paliwa można wywnioskować, że sonda lambda w spalinach mierzy zbyt bogatą mieszankę. Mechanik lub diagnosta przeprowadza szereg testów elektronicznych i szuka przyczyn mechanicznych. Podczas diagnozy demontuje pokrywę zaworów i odkrywa, że krzywki na wałku rozrządu nad cylindrem 4 wykazują oznaki zużycia. Rodzi to pytania:

Czy zużycie wałka rozrządu jest przyczyną nieprawidłowego działania? Zużyte krzywki mogą powodować dopływ mniejszej ilości tlenu do cylindra, co skutkuje zbyt bogatą mieszanką (co powoduje nadmiar paliwa);
W przypadku zużycia: jaka była przyczyna? Jak można zapobiec ponownemu pojawieniu się problemu w przyszłości?

Na stronach „Diagnoza mechaniczna"I"Pomiar części silnika” omawiamy różne części technik pomiarowych, takie jak pomiar wałka rozrządu. Na tej stronie skupiamy się na faktycznych szkodach i ich przyczynach. Jeśli uda nam się ustalić przyczynę, możemy również zapobiec ponownemu zgłoszeniu przez klienta tego samego problemu w dającej się przewidzieć przyszłości.

Styl jazdy i konserwacja:
Prędzej czy później każdy silnik spalinowy może ulec uszkodzeniu. Niektóre silniki są znane ze swoich wrażliwych i słabych punktów, w innych przypadkach właściciel pojazdu dopuścił się zaniedbań w zakresie konserwacji lub styl jazdy miał wpływ na proces zużycia. Starość również czasami rzuca kluczem do pracy: żaden silnik nie ma życia wiecznego.

Dobry styl jazdy przynosi korzyści każdemu motocyklowi:

Nie pozwól, aby zimny silnik pracował zbyt długo na biegu jałowym: silnik pozostanie zimny zbyt długo;
Jedź powoli, gdy silnik jest zimny i daj olejowi czas na prawidłowe rozgrzanie;
Nie pokonuj zbyt wielu krótkich dystansów. Motocykl nadaje się również na okazjonalną długą przejażdżkę;
Zawsze cicha jazda z małą prędkością, szczególnie w przypadku nowoczesnych silników, wiąże się ze zwiększonym ryzykiem zanieczyszczenia wewnętrznego. Weź pod uwagę: zatkany układ dolotowy (kolektor dolotowy), bardzo brudne zawory dolotowe, zatkany EGR, osady węgla pomiędzy pierścieniami tłokowymi powodujące zużycie oleju. W skrajnych sytuacjach zapieczone pierścienie tłokowe powodują zarysowania ścianki cylindra.
Nie przeciążaj silnika przy niskich prędkościach: jadąc na pięćdziesiątym biegu na piątym biegu, silnik pracuje na niskich obrotach. Łożyska są mocno obciążone. Kiedy przyspieszasz, na mechanizm korbowo-korbowodowy działają ogromne siły;
Nie osiągaj zbyt często wysokich prędkości. Nie zaszkodzi od czasu do czasu mocno przyspieszyć, ale nie przesadzaj.

Poniższy obraz przedstawia zanieczyszczoną ścieżkę wlotową. Zasysane powietrze nie może tak łatwo przejść przez zawór, co skutkuje mniejszą ilością tlenu dostępnego do spalania podczas suwu ssania. Można to ustalić między innymi patrząc za pomocą a endoskop.

Oprócz dobrego stylu jazdy każdy motocykl wymaga konserwacji zapobiegawczej:

Starzejący się olej silnikowy coraz bardziej traci swoje właściwości pochłaniające brud i smarujące. Części, które ślizgają się obok siebie, mają zanieczyszczony film olejowy, który zapewnia mniejsze smarowanie. W rezultacie olej zamienia się w substancję stałą (czarny osad) i przylega do wszystkich (zwłaszcza zimnych) części silnika. Kanały olejowe zostają zatkane, co pociąga za sobą wszystkie konsekwencje;
Olej złej jakości: Dodanie oleju o nieprawidłowych specyfikacjach lub lepkości może mieć krótkotrwały niekorzystny wpływ na zanieczyszczenie, zużycie oleju i uszkodzenie silnika;
Prace mechaniczne takie jak: sprawdzenie luzów zaworowych (jeśli dotyczy), wymiana świec zapłonowych, filtra powietrza, paska rozrządu itp. muszą być sprawdzane okresowo. Samochód często poruszający się po autostradach może często przejechać więcej kilometrów na tych samych świecach zapłonowych niż samochód poruszający się w dużym ruchu miejskim. Dlatego w większości przypadków oprócz zależnego od odległości wiąże się z nim również przedział zależny od czasu;
Wady części często można zdiagnozować na wczesnym etapie. Nie należy jeździć zbyt długo, gdy występują nieprawidłowe światła lub dźwięki. Okresowo oddawaj samochód do przeglądu przez doświadczonego mechanika samochodowego.

Poniższe zdjęcie przedstawia dwie sytuacje: ten sam typ silnika, po dobrej konserwacji zapobiegawczej (po lewej) i bardzo brudny silnik, który przejechał 100.000 XNUMX km na tym samym oleju (po prawej). Oprócz czarnych osadów na wałku rozrządu (czarny szlam) części silnika również zmieniły kolor na czerwono-brązowy. Często jest to spowodowane starym olejem silnikowym i zbyt wysoką temperaturą spowodowaną zbyt niskim poziomem oleju.

Uszkodzenie silnika:
Uszkodzenie silnika nie zawsze jest bezpośrednim skutkiem zanieczyszczeń. Kiedy wykryjemy ekstremalne zanieczyszczenie zaworów dolotowych, prowadzi to do skarg takich jak: zmniejszona moc, paląca się kontrolka zarządzania silnikiem, gdzie podczas odczytu pojawia się ujemny poziom paliwa, ale nie powoduje to natychmiastowego trwałego uszkodzenia. Profesjonalne czyszczenie (piaskowanie węglem/orzechem) może sprawić, że dolegliwości znikną. Jeśli będziesz kontynuować jazdę z bardzo zabrudzonymi zaworami, może w końcu dojść do uszkodzenia, ponieważ zawory nie będą już mogły prawidłowo uszczelniać gniazd zaworów w głowicy cylindrów.

Zanieczyszczenia wewnętrzne spowodowane przestarzałym olejem silnikowym, złym stylem jazdy lub inną przyczyną przyspieszonego zużycia mogą spowodować przedwczesną awarię części. Jeśli powstałe reklamacje zostaną prawidłowo zbadane i wykryte, proces zużycia można zatrzymać. Jeśli sygnały, że coś jest nie tak, zostaną zignorowane, samochód może zgasnąć po drodze lub szkody następcze będą większe, niż gdyby problem został rozwiązany natychmiast.

Uszkodzenia silnika spowodowane problemami ze smarowaniem:
W ostatnich latach okresy międzyobsługowe są coraz bardziej wydłużane. W latach 70. wymiana oleju po przejechaniu 7.500 km nie była niczym niezwykłym. Obecnie obowiązują przepisy, zgodnie z którymi wymiana oleju następuje jedynie po 30.000 40.000, a nawet 30.000 2 km. W przypadku wydłużonych okresów międzyobsługowych istnieje ryzyko jazdy ze zbyt małą ilością oleju w przypadku jego zbyt niskiego poziomu. Dlatego (zbyt mała) ilość oleju staje się znacznie cieplejsza, szybciej odparowuje, powoduje większe zanieczyszczenie i ma coraz słabsze działanie smarne. Z tego powodu pojazdy wyposażone w wydłużone okresy międzyobsługowe wyposażane są w czujnik poziomu i jakości oleju. Podczas wielu krótkich podróży olej jest opodatkowany trzykrotnie wyższą stawką niż podczas jazdy autostradą na tym samym dystansie. Czujnik poziomu w naturalny sposób monitoruje poziom i wyświetla kierowcy komunikat, jeśli poziom jest zbyt niski. Czujnik jakości (często w tej samej obudowie) monitoruje jakość. W przypadku zagęszczonego, starzejącego się oleju okres między wymianami jest znacznie krótszy. O „zmiennych okresach międzyobsługowych” mówimy, gdy określono standardowy okres między przeglądami wynoszący 20.000 XNUMX km i XNUMX lata, ale komunikat o konserwacji pojawia się już po przejechaniu XNUMX XNUMX km i roku: jakość oleju spadła tak bardzo ze względu na warunki jazdy, że olej trzeba wcześniej odświeżyć.

Jeśli nie zostanie wymieniony na czas, olej szybciej odparuje i zgęstnieje, jak już opisano. Pozostały osad trafia do całego silnika. Substancja ta gromadzi się przede wszystkim w kolektorze dolotowym w misce olejowej. Pompa olejowa zasysa olej ze skrzyni korbowej przez ten filtr oleju. Następnie pompa olejowa tłoczy olej przez filtr. Grube cząstki są zatrzymywane przez sito.

Inną przyczyną zabrudzonego filtra oleju jest gromadzenie się włókien z mokrego paska rozrządu, jakie są obecnie stosowane w silnikach PSA i Ford. W przypadku dodania nieodpowiedniego oleju silnikowego mokry pasek rozrządu ulega uszkodzeniu, a luźne włókna mieszają się z olejem silnikowym.

Poniższy rysunek przedstawia przykład filtra oleju w dobrym i zabrudzonym stanie. Jest oczywiste, że przez silnie zanieczyszczony filtr siatkowy może przedostać się mniej oleju: z powodu tej blokady pompa olejowa ma mniejszą zdolność pompowania oleju przez silnik.

Problemy zaczynają się od zatkanego filtra siatkowego: pompa oleju pracuje zbyt wolno przy niskich obrotach silnika, aby uzyskać dobre ciśnienie oleju. Może to powodować brak ciśnienia oleju na biegu jałowym. Części takie jak wał korbowy i łożyska korbowodu, wałki rozrządu w głowicy cylindrów, tłoki w cylindrach i wał turbosprężarki są narażone na ryzyko przemieszczania się, jeśli film oleju smarującego jest zbyt mały, co powoduje większy wzrost temperatury i ryzyko tarcia pomiędzy metalami.

Oprócz zagęszczonego oleju i czarnego szlamu inne materiały i komponenty mogą również powodować zatykanie filtra oleju. Weź pod uwagę: plastikowe części zerwanej prowadnicy łańcucha rozrządu, resztki (za dużo) uszczelki płynnej m.in. z pokrywy zaworów czy miski olejowej, brudne części, które przedostały się do oleju podczas luzowania i wyciągania korka wlewu oleju prętowy wskaźnik poziomu oleju itp.

Jeśli podejrzewasz, że silnik jest mocno zanieczyszczony wewnętrznie, możesz „przepłukać” silnik mieszając dodatek ze starym olejem. Ten środek płuczący służy jako środek czyszczący i zapewnia usunięcie cząstek brudu z części silnika. W ekstremalnych sytuacjach cząsteczki brudu gromadzą się w filtrze oleju i pozostają tam nawet po spuszczeniu oleju. Dlatego też po przepłukaniu rozsądnie jest zdemontować miskę olejową i filtr siatkowy oraz dokładnie je oczyścić przed napełnieniem silnika świeżym olejem silnikowym.

Uszkodzenia silnika spowodowane problemami z chłodzeniem:
Problemy z chłodzeniem mogą być bezpośrednim skutkiem problemów ze smarowaniem. W poprzednim akapicie podano przykłady przyczyn, które mogą powodować niedobór oleju smarowego. Jeśli pomiędzy ruchomymi częściami pozostanie zbyt mało filmu oleju smarowego, wytworzy się dużo ciepła, co wiąże się z wysokim ryzykiem bezpośredniego uszkodzenia silnika.

Wada układu chłodzenia może być również przyczyną braku chłodzenia silnika:

Niewystarczający przepływ przez chłodnicę z powodu blokady;
Wentylator chłodzący, który nie działa prawidłowo z powodu wady sterowania;
Zablokowanie węża lub kanału płynu chłodzącego: np. z powodu załamania, zmiękczenia węża lub zatkanej chłodnicy;
Powietrze w układzie chłodzenia na skutek nieprawidłowego odpowietrzenia układu po naprawie i napełnieniu;
Niewystarczająca cyrkulacja płynu chłodzącego na skutek uszkodzonej pompy wody chłodzącej (pęknięte łopatki) lub poślizg pomiędzy kołem pasowym a paskiem klinowym (jeśli nie jest napędzany przez rozdzielacz);
Wadliwy termostat;
Wadliwa uszczelka głowicy: spaliny przedostają się do układu chłodzenia i odwrotnie.

Przegrzanie silnika może prowadzić do wypaczenia i pęknięcia głowicy cylindrów. Dlatego po zdjęciu głowicy cylindrów sprawdź płaskość i sprawdź głowicę pod kątem pęknięć. Pęknięcia zwykle pojawiają się na powierzchniach z najmniejszą ilością materiału: tutaj przenikanie ciepła jest najmniejsze.

Przykładami tego są: pęknięcia pomiędzy gniazdami zaworów lub pomiędzy gniazdem zaworu a otworem świecy zapłonowej (silnik benzynowy) lub przednią komorą (stary silnik wysokoprężny). Wyspecjalizowane firmy remontowe posiadają wiedzę i narzędzia umożliwiające w większości przypadków zespawanie pękniętej żeliwnej głowicy cylindrów.

Poniższe zdjęcie pokazuje pęknięcie pomiędzy gniazdem zaworu a otworem świecy zapłonowej.

Przegrzanie może powodować zużycie tłoków i cylindrów. W takim przypadku temperatura spowodowała zbyt duże rozszerzenie części, co może spowodować utknięcie tłoka w cylindrze.

Uszkodzenie wału korbowego:
Uszkodzenia wału korbowego i czopów łożysk korbowodu zostały omówione we wcześniejszym rozdziale. Uszkodzenia takie powstają na skutek braku oleju smarowego.

Wał korbowy poddawany jest działaniu wielu sił i wibracji. W skrajnych przypadkach wał korbowy może pęknąć. Prawie w żadnym wypadku nie jest to problem materialny, lecz konsekwencja usterki innej części silnika lub zdarzenia podczas jazdy:

Przeciążenie mechaniczne spowodowane nieprawidłowym spalaniem lub uderzeniem wodnym;
Nagłe zatarcie z powodu wady przekładni głównej (skrzynia biegów lub mechanizm różnicowy);
Nadmierne wibracje spowodowane uszkodzonym dwumasowym kołem zamachowym, luzem w tłumiku drgań lub podłączonym sprzęcie, takim jak przystawka odbioru mocy w pojazdach użytkowych, gdzie wibracje występują ze zbyt dużą częstotliwością w pewnym zakresie prędkości;
Osłabienie materiału na skutek wcześniejszego uszkodzenia łożyska;
Nieprawidłowy montaż korbowodu i czopów łożyska głównego;
Mechaniczne uszkodzenie wału korbowego przed montażem.

Uszkodzenia łożysk wału korbowego i korbowodu oraz czopów łożyskowych:
Łożyska wału korbowego i korbowodu znajdują się w dolnej części bloku silnika. Smarowanie zapewnia olej, który przepływa przez kanały olejowe wału korbowego, przez otwory w czopach łożysk wału korbowego, pomiędzy czopem łożyska a łożyskiem ślizgowym. Łożyska ślizgowe poddawane są działaniu bardzo dużych sił, dlatego pomiędzy ruchomymi częściami niezbędny jest film oleju smarowego.

Jedną z najczęstszych przyczyn uszkodzeń łożysk korbowodu jest brak oleju. Może to nastąpić m.in. w następujących sytuacjach:

Silnik traci olej z powodu nieszczelności. Może to być spowodowane: wadliwą turbosprężarką, nieprawidłowym uszczelnieniem pomiędzy dwiema częściami na skutek rozdarcia uszczelki;
Kierowca zbyt rzadko sprawdza poziom oleju, choć silnik zużywa jego duże ilości;
Pompa olejowa ma zbyt małą wydajność z powodu uszkodzenia pompy lub ograniczenia w sekcji ssącej;
Blok silnika jest zbyt mocno przechylony:
– w samochodzie, zwłaszcza w połączeniu z niskim poziomem oleju, może to prowadzić do problemów ze smarowaniem.
– W motocyklach uszkodzenie łożysk następuje po przewróceniu się motocykla i braku w porę wyłączenia silnika. Wyłączyć silnik tak szybko, jak to możliwe, za pomocą wyłącznika zapłonu lub wyłącznika awaryjnego.

W przypadku braku oleju zapali się kontrolka ciśnienia oleju. Następnie ciśnienie spadło do 1 bara. Ta kontrolka ostrzega kierowcę o konieczności wyłączenia silnika, aby zapobiec dalszym uszkodzeniom. W wielu przypadkach jest już za późno: jeśli lampka kontrolna ciśnienia oleju świeci się z powodu niskiego poziomu oleju, oznacza to, że temperatura wzrosła już do wysokiego poziomu, a ciśnienie było od jakiegoś czasu zbyt niskie. Wzrosła również temperatura oleju pomiędzy czopem korby a łożyskiem ślizgowym. Przeciwciśnienie w kanałach olejowych również zmniejszy się, tworząc większy luz. Film olejowy zwykle kompensuje ten luz. Bez filmu olejowego części stykają się ze sobą i następuje tarcie mechaniczne.

Nowoczesne samochody są często wyposażone we wskaźnik poziomu oleju i temperatury. Obydwa będą ostrzegać z wyprzedzeniem, zanim lampka ciśnienia oleju zaświeci się z powodu niskiego ciśnienia oleju. Gdy zaświeci się kontrolka ciśnienia oleju, zawsze warto sprawdzić łożyska korbowodu pod kątem uszkodzeń. Dwa poniższe zdjęcia przedstawiają uszkodzenia spowodowane brakiem oleju.

Uszkodzenia łożysk i czopów wału korbowego i korbowodu powstają nie tylko na skutek braku oleju smarowego. Inne czynniki również przyczyniają się do możliwych uszkodzeń:

Wstępny zapłon przy niskiej prędkości: w przypadku niekontrolowanego spalania, które ma miejsce podczas przemieszczania się tłoka z ODP do GMP. Głównie silniki downsizingowe z bezpośrednim wtryskiem, często wyposażone w turbosprężarkę. Spalanie następuje w niewłaściwym czasie, powodując ogromne siły działające na tłok. W rezultacie może dojść do uszkodzenia tłoka, rozdzielacza i łożysk.
Styl jazdy: przy zimnym silniku olej jest nadal gęsty, a smarowanie pomiędzy łożyskami i czopami nie jest jeszcze optymalne. Przy dużym obciążeniu silnika i zimnym silniku istnieje duże prawdopodobieństwo, że nastąpi uszkodzenie łożyska.
- duże obciążenia przy niskich prędkościach: górne łożyska korbowodu poddawane są działaniu wyjątkowo dużych sił w miejscu, w którym korbowód jest ustawiony (prawie) prostopadle nad wałem korbowym;
- małe obciążenie przy dużych prędkościach: gdy tłok porusza się w górę, uwalniane są duże siły, które są przejmowane przez dolne łożyska korbowodu.
Oprócz uszkodzeń łożysk i czopów łożyskowych, inne części silnika, takie jak tłoki, również zużywają się szybciej przy takim stylu jazdy. Można temu oczywiście zapobiec, przyspieszając powoli na zimnym silniku, czyli przy niewielkim obciążeniu i nie powyżej 3000 obr/min.

Poniższy rysunek przedstawia siły działające w silniku podczas obracania się w pięciu różnych pozycjach. Rozkład sił tłokowych pokazano na stronie: rozwiązanie siły tłoka dalej wyjaśnione. Na tych obrazach widzimy, że siła Fh pojawia się kilka razy. Fh wskazuje siłę działającą na łożysko główne. Siła ta jest inna w każdym położeniu silnika. Ponadto, gdy tłok przemieszcza się z GMP do GMP, obciążane jest górne łożysko główne, a od ODP do GMP dolne łożysko główne. Lista pod obrazem wyjaśnia siłę działającą na łożysko główne na podstawie pięciu kolejnych obrazów.

Korbowód jest prostopadły nad czopem korby. Siła działająca na górne łożysko główne (Fh) jest taka sama jak siła działająca na tłok (Fz) ze względu na ciśnienie spalania (p). Górne łożysko korbowodu jest również obciążone równą siłą.
Wał korbowy skręca się, a siła Fh maleje;
Siła działająca na łożysko główne wynosi 0, ponieważ między czopem korby a korbowodem utworzony został kąt 90 stopni;
Obciążone są dolne łożysko główne i górne łożysko korbowodu;
Tutaj ponownie wzrasta siła działająca na dolne łożysko główne i powyższe łożysko korbowodu.

Za pomocą kontroli optycznej panewek łożysk i czopów łożysk oraz za pomocą pomiar owalności i stożkowatości czopów łożyska głównego i czopów łożyska korbowodu z mikrometr zużycie można określić.

Podczas montażu łożysk korbowodu należy zachować szczególną ostrożność, aby absolutnie nie zamieniać łożysk. Łożyska zużywają się na czopach łożysk. Wymiana zawsze powoduje zwiększone zużycie łożyska i ewentualnie czopu łożyska. Podczas montażu nowych łożysk należy: plastygacja sprawdź luz pomiędzy łożyskiem a czopem. Łożyska, które są zbyt grube, utrudniają utworzenie filmu olejowego pomiędzy nimi, powodując tarcie.

Uszkodzenie wałka rozrządu:
Wałki rozrządu znajdują się w górnej części silnika. W dopiero co uruchomionym silniku olej smarowy dotrze do wałków rozrządu jako ostatni. Uszkodzenie wałków rozrządu może nastąpić w następujący sposób:

Jeśli ciśnienie oleju jest zbyt niskie, najbardziej uszkodzona zostanie głowica cylindrów, turbosprężarka i łożyska korbowodu;
Jeżeli zaraz po uruchomieniu silnik pracuje na wysokich obrotach, oznacza to, że olej nie dotarł jeszcze do głowicy cylindrów (w wystarczającej ilości);
Wilgoć w oleju lub głowicy cylindrów może mieć niszczycielski wpływ na wałek rozrządu. Zostało to omówione szerzej w poniższym przykładzie.

Podczas częstej jazdy na krótkich dystansach może dojść do tworzenia się osadu. Zimą osad (składający się z pary wodnej i pozostałości oleju) może zamarznąć, co może zablokować dopływ i odprowadzanie oleju.

Wilgoć może również mieć niszczycielski wpływ, jak pokazano na poniższym obrazku. Występy są uszkodzone i zawierają korozję wżerową. Uderzające jest to, że górny wałek rozrządu jest bardziej dotknięty niż dolny. Prawdopodobnie ma to związek z temperaturą: wałek rozrządu zaworów dolotowych nagrzewa się wolniej niż wałek rozrządu zaworów wylotowych, więc wilgoć powoduje większe uszkodzenia.

W przypadku braku oleju lub wymiany pokryw łożysk może nastąpić uszkodzenie wałka rozrządu, jak pokazano na poniższym obrazku. Nastąpiły głębokie zadrapania, ponieważ materiał zniknął.

Takie uszkodzenia mogą prowadzić do utraty ciśnienia oleju: ponieważ pomiędzy pokrywą łożyska a wałkiem rozrządu powstało znacznie więcej miejsca ze względu na mniejszą średnicę wałka rozrządu, olej może również łatwiej wypływać.

Uszkodzenie dotyczy łożysk wałka rozrządu za tym łożyskiem. Przykład: kanał olejowy biegnie od cylindra 1 do cylindra 4. Wałek rozrządu jest uszkodzony na cylindrze 3. Ponieważ zbyt dużo oleju „przecieka” przez łożysko na cylindrze 3, łożysko na cylindrze 4 nie otrzymuje wystarczającej ilości oleju.

Z powodu braku smarowania wałek rozrządu będzie zużywał się nie tylko na pokrywach łożysk, ale może również wystąpić zużycie krzywek. Wysokość grzbietu może się zmniejszyć w wyniku zużycia materiału. Dwa poniższe zdjęcia przedstawiają bardzo zużytą krzywkę (po lewej) i tępe krzywki (po prawej).
Tępa, a zatem mniej spiczasta (wysoka) krzywka ma negatywny wpływ na rozrząd zaworowy. Zawór nie tylko otworzy się później i zamknie wcześniej, ale także otworzy się mniej szeroko. Poziom napełnienia zmniejsza się. Będzie to zauważalne przy niższym momencie obrotowym i mniejszej mocy przy (głównie) wyższych prędkościach.

Czasami zdarza się, że pęka wałek rozrządu. Nie zawsze da się ustalić przyczynę. Jest to częsty problem w przypadku niektórych samochodów, w tym Opli (z kodami silnika Z12XEP i Z14XEP), dla których rozpoczęto wycofanie.

Nieprawidłowy demontaż i montaż również stwarzają ryzyko uszkodzenia wałka rozrządu. Podczas kluczowych prac należy zachować prawidłową kolejność:

Montaż: zacząć od wewnętrznego łożyska wałka rozrządu i iść poprzecznie w kierunku na zewnątrz (patrz rysunki od 1 do 10);
Demontaż: Demontaż zawsze zaczynać od zewnętrznych łożysk wałka rozrządu. Najpierw odkręć dwie śruby łożyska wałka rozrządu A lub E i zdejmij pokrywę łożyska przed zdjęciem łożyska wałka rozrządu E. Na koniec zdemontuj pokrywę łożyska C.

Jeżeli zachowana zostanie nieprawidłowa kolejność demontażu i montażu, siły wyzwolone przez sprężyny zaworowe dociskające do wałka rozrządu i „blokujące” wałek rozrządu, powodując jego wybrzuszenie, mogą spowodować pęknięcie wałka rozrządu.

Rodzaje zużycia wałka rozrządu:
Zużycie zachodzące na wałkach rozrządu można podzielić na trzy grupy:

wżery;
zużycie kleju;
zużycie ścierne.

Wżery:
Kiedy w materiale uszu znajdziemy niewielkie wgłębienia i pęknięcia, mamy do czynienia z tzw. „pittingiem”.

Wżery powstają, gdy pod hartowaną powierzchnią materiału powstają małe pęknięcia w wyniku zmęczenia. Zjawisko to występuje głównie przy styku ślizgowym, jak w tym przypadku, gdy wałek rozrządu ślizga się po wahaczu lub popychaczu zaworu hydraulicznego.

Podczas wżerów materiał znika, dlatego jedynym rozwiązaniem jest wymiana danego wałka rozrządu.

Zużycie kleju:
Dzieje się tak, gdy powierzchnie stykają się ze sobą, na przykład z powodu zbyt cienkiego filmu oleju smarującego. Kontakt ten może spowodować oderwanie się kawałków metalu od wałka rozrządu. Jeśli kawałki są wystarczająco małe, uszkodzenie silnika nie musi nastąpić natychmiast: cząstki są transportowane do filtra oleju. Kiedy powierzchnie ślizgają się po sobie z dużą siłą, istnieje ryzyko zespawania się ze sobą części metalowych (mikrospawanie). Z biegiem czasu materiał znajdujący się w pobliżu tych spawów pęka i w częściach, które dokładnie do siebie pasują, tworzą się rowki. Jest to tak zwane „zjadanie” wałka rozrządu.

Zużycie ścierne:
Ta forma zużycia występuje, gdy cząstki innego materiału w sposób niezamierzony przedostają się pomiędzy ruchome części. Może tak być w przypadku zużycia adhezyjnego, w którym utknęły gdzieś luźne cząstki metalu lub cząstki brudu, które przedostały się na przykład przez korek wlewu oleju. Cząsteczki brudu zdrapują materiał z powierzchni części.

Uszkodzenie zaworu:
W silniku benzynowym lub wysokoprężnym może dojść do uszkodzenia zaworów. W praktyce spotykamy się z następującymi uszkodzeniami:

spalone zawory i gniazda zaworów;
korozja, erozja i osady brudu na zaworach i gniazdach zaworów.
zniekształcenie spowodowane wadą dystrybucji;
złamanie;
uszkodzenie trzpienia zaworu.

Poniższe zdjęcie przedstawia spalony zawór wydechowy. Tarcza zaworu wykazuje odkształcenia z przebarwieniami. Spalony zawór powoduje utratę kompresji: zamknięty zawór musi wstrzymywać powietrze podczas suwu sprężania, ale w tym przypadku nie będzie prawidłowo uszczelniał. Podczas suwu sprężania część powietrza ucieka przez zawór do wydechu. Chociaż zawór wydechowy nagrzewa się znacznie bardziej niż zawór wlotowy, zawór wlotowy również może się spalić.

Zawór może się spalić w przypadku przegrzania. Zawór ulegnie odkształceniu, co może spowodować uszkodzenie materiału. Przyczynami przegrzania mogą być:

niewystarczająca zdolność odprowadzania ciepła przez grzybek zaworu do gniazda zaworu, np. na skutek osadzania się brudu pomiędzy częściami uszczelniającymi i zbyt dużego luzu prowadnicy zaworu;
zbyt wysoka temperatura spalin;
zbyt mały luz zaworowy, co może spowodować, że zawór pozostanie otwarty.

Dwa poniższe zdjęcia przedstawiają skutek zerwanego paska rozrządu. Wszystkie dwanaście zaworów jest pogiętych i wyraźnie widać odcisk tłoka na zaworach. Oprócz zerwanego paska rozrządu, uszkodzenie to może również wystąpić w przypadku zerwanego lub rozciągniętego łańcucha rozrządu.

Uszkodzenie tłoka:
Istnieją różne jego formy tłokuszkodzeń, np.: deformacji, śladów zatarcia, śladów stopienia, pęknięć lub luźnych cząstek metalu. Możliwymi przyczynami uszkodzenia tłoka mogą być:

Ślady smaru na płaszczu tłoka:
Bardzo przestarzały i zanieczyszczony olej, olej o złym wskaźniku lepkości lub jego brak powodują problemy ze smarowaniem. Może to być przyczyną zatarć na płaszczu tłoka. Przebicie się przez warstwę oleju smarującego powoduje powstawanie ciemnych śladów zatarcia. Zwykle powierzchnia ta nie jest błyszcząca i uszkodzenie tłoka występuje głównie po jednej stronie (strona zasilania prowadnicy) Do.

Jeżeli na skutek zbyt bogatej mieszanki lub niesprawnego układu zapłonowego przez dłuższy czas dochodzi do niecałkowitego spalania i wtryskiwane paliwo nie zapala się, paliwo osadza się na ściankach cylindra i osłabia film olejowy.

Ślady smaru na denku i płaszczu tłoka:
Przegrzanie mogło zmniejszyć luz pomiędzy tłokiem a cylindrem i wypchnąć film olejowy. Smarowanie graniczne występuje, gdy film oleju smarującego zostaje przerwany pod wpływem wysokiej temperatury. Występuje tarcie suche. Koszula tłoka (bok) ulega uszkodzeniu (ślady żółciowe), a kawałki tłoka mogą odłamać się w pobliżu pierścieni tłokowych lub materiał tłoka może się stopić.Możliwe przyczyny to:

Zapłon, detonacja lub kapiący atomizer;
Długotrwałe duże obciążenie w fazie docierania silnika;
Awarie w układzie chłodzenia silnika, takie jak brak płynu chłodzącego, uszkodzona pompa płynu chłodzącego, niewystarczające chłodzenie płynu chłodzącego itp.
Awarie w dopływie oleju (dysze olejowe pod tłokiem).

Pęknięcie tłoka
Podczas długotrwałej jazdy z (zbyt) dużą prędkością lub pod zbyt dużym obciążeniem, np. po tuningu programowym bez regulacji mechanicznych, zwłaszcza gdy silnik nie osiągnął jeszcze temperatury roboczej, dochodzi do przeciążenia mechanicznego. Może się to zdarzyć poprzez:

Detonacja: silniki benzynowe mogą wybuchnąć, jeśli liczba oktanowa jest nieprawidłowa, stopień sprężania jest zbyt wysoki, mieszanka jest zbyt uboga, czas zapłonu jest nieprawidłowy lub temperatura dolotowa jest zbyt wysoka. Detonacja wytwarza bardzo wysokie ciśnienie, które wypycha film oleju smarującego i powoduje wzrost temperatury. W rezultacie materiał tłoka pęka pomiędzy pierścieniami tłokowymi lub w tłoku powstaje dziura;
Po tuningu chipów: w przypadku silnika dostosowanego programowo nacisk na niemodyfikowane części silnika może stać się zbyt duży. Tłok może pęknąć pod wpływem ciśnienia spalania;
Kapiący wtryskiwacz silnika wysokoprężnego: powoduje to przedostanie się zbyt dużej ilości paliwa do komory spalania i jego część zapala się na/w podstawie tłoka. Cząsteczki metalu w dnie tłoka mogą poluzować się na skutek działania sił masowych i erozji powodowanej przez gazy spalinowe.

Zużycie powłoki tłoka i tulei cylindrowej
W silnikach o dużym zużyciu oleju lub wychylających się tłokach często obserwujemy zużycie powłoki tłoka oraz przejaśnienia w tulei cylindrowej. Rowki honujące są w niektórych miejscach zużyte i gładkie. Przyczyny mogą obejmować:

wysoki przebieg;
częsta praca na biegu jałowym i jazda na krótkich dystansach;
wymagał zbyt małej konserwacji, co skutkowało zwiększonym zużyciem z powodu przestarzałego oleju.

To zużycie można rozpoznać po jednej lub kilku konsekwencjach:

zwiększone zużycie oleju, ponieważ olej może łatwo przedostać się przez pierścienie tłokowe do komory spalania;
niebieski dym lub cząstki czarnej sadzy w spalinach;
odgłosy grzechotania na biegu jałowym i przy zwiększonych prędkościach obrotowych, spowodowane zwiększeniem luzu między tłokiem a cylindrem. Nazywamy to również tłokiem „uchylnym”.

Nie tylko ze względu na wyżej wymienione okoliczności i szkody następcze, ale także po naprawie lub. podczas remontu może nastąpić nowe uszkodzenie tłoka:

Ścianka cylindra zawiera niedoskonałości: być może nie dostrzeżono należycie starego procesu zużycia lub wady i tłok został zamontowany w uszkodzonym cylindrze;
Nieprawidłowy montaż: brak starannego montażu pierścieni tłokowych i tłoków może spowodować (niewielkie) uszkodzenia, które w dłuższej perspektywie spowodują szkody następcze. Zbyt mały luz pomiędzy tłokiem a cylindrem stwarza również duże ryzyko uszkodzeń następczych: rozszerzanie się tłoka może powodować powstawanie śladów zatarcia. Ślady jedzenia można zwykle rozpoznać po niewielkiej powierzchni w postaci błyszczących plam z ciemną krawędzią.
Zbyt mocne lub nierówne dokręcenie śrub głowicy cylindrów może również prowadzić do uszkodzenia tłoka w wyniku odkształcenia tulei cylindra;
Montaż nieprawidłowych pierścieni tłokowych: jeśli luz końcowy będzie zbyt mały, pierścień tłokowy może utknąć i zarysować się w cylindrze podczas rozszerzania się po rozgrzaniu;
Tłoki uderzające w zawory: po zamontowaniu niewłaściwego typu tłoka, z nieprawidłowymi wnękami zaworowymi, zbyt cienką uszczelką pod głowicą, niewystarczającym luzem zaworowym lub nieprawidłowo zamontowanym paskiem lub łańcuchem rozrządu, tłok może uderzyć w zawory.

Zakrzywiony korbowód:
Można utworzyć jedną lub więcej krzywych korbowody powstałe w wyniku wady lub zdarzenia. Wygięty korbowód prowadzi do niższego ciśnienia końcowego sprężania, ponieważ tłok nie może już dotrzeć do GMP cylindra. Oto niektóre przyczyny wygiętego korbowodu:

Jedną z najczęstszych przyczyn jest płyn w komorze spalania podczas suwu sprężania, prowadzący do wygięcia korbowodu. W przeciwieństwie do powietrza ciecz jest nieściśliwa. Nazywamy to „młotem wodnym”. Może to nastąpić w następujących sytuacjach:

Uszczelka głowicy jest pęknięta pomiędzy kanałem chłodzącym a przestrzenią cylindra. Płyn chłodzący może bez przeszkód przedostawać się do komory spalania. Istnieje niewielkie prawdopodobieństwo wystąpienia uderzenia wodnego podczas pracy silnika. Szczególnie podczas próby ciśnieniowej (zwiększania ciśnienia w układzie chłodzenia) płyn chłodzący jest przepychany przez szczelinę. Jeśli podejrzewamy, że przyczyną wycieku płynu chłodzącego jest pęknięta uszczelka pod głowicą, w trakcie próby ciśnieniowej można napełnić cylinder, wykonując próbę ciśnieniową. endoskop są kontrolowane. W przypadku wycieku na tłoku może pojawić się kałuża płynu chłodzącego;
Woda (deszczowa) została zassana z zewnątrz. W przypadku intensywnych opadów na ulicach mogą tworzyć się głębokie kałuże. Weź również pod uwagę wysoki poziom wody w tunelu. Podczas jazdy przez głęboką kałużę znaczna ilość wody może przedostać się do silnika przez filtr powietrza;
Część fizyczna, np. śruba lub inny materiał, została zassana przez wlot, znalazła się w cylindrze.

W przypadku uszkodzenia nad tłokiem pojawia się ogromne ciśnienie. Korbowód jest dociskany do czopa korbowego wału korbowego z niezwykle dużą siłą. Siła ta umożliwia wyciśnięcie filmu oleju smarowego spomiędzy łożysk ślizgowych i czopów łożyskowych, zarówno z korbowodu, jak i z łożysk głównych wału korbowego. Po odepchnięciu filmu oleju smarującego natychmiast następuje tarcie mechaniczne, które może spowodować uszkodzenie łożyska, a być może także wału korbowego.

Oprócz tarcia między łożyskami a czopami łożysk, w przypadku uszkodzenia korbowodu istnieje duże prawdopodobieństwo, że natychmiast nastąpi uszkodzenie również sworznia tłokowego.

Powyższe zdjęcie przedstawia przekrój tłoka, wyraźnie pokazując skutki wygiętego korbowodu. Sworzeń tłokowy i czop łożyska korbowodu nie są już obciążone centralnie, ale pod kątem. Sworzeń tłokowy może pęknąć, a łożyska natychmiast się zużyją i zaczną jeść.

Uszkodzony sworzeń tłokowy:
Pęknięty sworzeń tłokowy może wystąpić po przeciążeniu na skutek nieprawidłowego spalania, na przykład podczas detonacji, lub z powodu ciał obcych lub cieczy w przestrzeni spalania podczas suwu sprężania. Przeciążenie może być również spowodowane zbyt wysokim ciśnieniem spalania w wyniku poprawy wydajności (chip tuning, turbo itp.).

Nieostrożny montaż może być również przyczyną pęknięcia sworznia tłokowego. Uszkodzenia spowodowane uderzeniem młotkiem mogą prowadzić do niewielkich pęknięć.
To początkowe pęknięcie może prowadzić do pęknięcia sworznia tłokowego, nawet przy normalnym obciążeniu.

Powiązane strony: