Подождите
идет загрузка

Запчасти и аксессуары

для техники

активного отдыха

Заказать звонок
Обработка заказов
Пн-Пт: 9:00 - 18:00
Сб-Вс: выходной
Приём заказов: круглосуточно
Доставка по всей России
Наличный и безналичный расчет
Возврат товара в течение 14 дней
Гарантия качества товаров
Главная / О магазине / Новости/акции / Поршень снегохода - анализ причин поломки цилиндро-поршневой группы

Поршень снегохода - анализ причин поломки цилиндро-поршневой группы

31.05.2015

Анализ поломок поршня двухтактного двигателя

Это пособие нацелено на облегчение диагностики состояния двигателя и условий его работы, приведших к выходу из строя компонентов цилиндро-поршевой группы, а также анализа причин, лежащих в основе этих поломок.

Техника, с которой мы работаем, зачастую эксплуатируется в недопустимых условиях, способствующих поломкам такого типа. Глубокое понимание взаимосвязи различных факторов, влияющих на работу двигателя, позволит сотрудникам сер­виса грамотно консультировать владельцев техники по во­просам увеличения срока службы двигателя, а также давать грамотные рекомендации по предотвращению поломок.

Анализ неисправности поршня - дело весьма сложное и много­гранное, поскольку множество различных причин могут ле­жать в основе одного и того же результата. Выход из строя поршня, поршневых колец или цилиндра по какой-либо един­ственной причине - довольно редкий случай. Такие поломки, как правило, возникают в результате комбинации усили­вающих друг друга причин, проявляющихся в тех или иных ус­ловиях работы двигателя.

Для получения более специфической информации, связанной с ремонтом цилиндро-поршневой группы двигателя, необходимо обратиться к соответствующим разделам Руководства по ремонту (Shop Manual), относящемуся к конкретному двигателю.

Конструкция поршня и его функциональное предназначение

МАТЕРИАЛ

Поршень снегохода изготавливается из сплавов алюминия с добавлением магния, меди, никеля для повышения его прочности и термоустойчивости. Кроме того, в состав сплава добавляется значительное количество кремния (от 10 до 25%), содержание которого в материале поршня необходимо для увеличения текучести сплава в процессе отливки и снижения ко­эффициента термического расширения готового поршня.

КОНСТРУКЦИЯ

Использование алюминия в материале поршня снижает движущиеся возвратно-поступательно массы, что позволяет добиваться больших скоростей вращения коленчатых валов современных высокофорсированных двигателей большой удельной мощности.

Использование алюминия (с быстрым термическим расширением) в поршне, работающем внутри стальной (с более медленным термическим расширением) гильзе цилиндра снегохода, дикту­ет слегка бочкообразную форму юбки поршня и овальное сечение поршня (если смотреть на поршень сверху со стороны купола). Такие формы позволяют добиться минимальных зазоров между поршнем и рабочей поверхностью цилиндра при достижении двигателем рабочих температур.

Высокая теплопроводность алюминия помогает куполу поршня выдерживать высокие температуры сгорания смеси, передавая это тепло на стенки цилиндра через юбку и поршневые кольца, сохраняя при этом свою температуру ниже предельно допустимой.

ФУНКЦИИ ПОРШНЯ

  • служит основанием для колец, уплотняющих зазор и регулирующих масляную пленку на стенках цилиндра;
  • передает через шатун энергию сгорающей в камере смеси на коленчатый вал;
  • передает тепло к стенкам цилиндра через юбку и через кольца;
  • особая форма купола обеспечивает правильное смешивание топлива с воздухом

Процедура анализа неисправностей

  1. Произведите тщательный внешний осмотр техники на предмет правильности со­единений, отсутствия протечек, состояния компонентов системы охлаждения, це­лостности меток на соединениях и т.п.
  2. Проведите комплексную опрессовку двигателя, выявляя возможные неплотности, утечки и повреждения (в том числе и герметичность внутренних объемов).
  3. Начните разборку двигателя, руководствуясь процедурой, предписанной соответст­вующим Shop Manual.
  4. Внимательно осматривайте состояние и положение всех компонентов.
  5. Снимите поршень снегохода, обследуя состояние подшипников, втулок, колец, шатуна и др. Также проверьте внутреннее и внешнее состояние цилиндра.
  6. Очистите детали по установленной процедуре, используя предписанные для этого чистящие средства.
  7. Помечайте все детали для сохранения их порядка установки в двигателе и для об­легчения их идентификации или замены.
  8. Более внимательно исследуйте детали на предмет состояния метала, особых отме­тин, царапин, характерных следов и изменения цвета.
  9. Учтите, что при выходе из строя одного из поршней поршень другого цилиндра вполне вероятно может находиться на более ранней стадии развития такой же не­исправности. Поэтому необходимо выявить возможные начальные признаки про­явления неисправности компонентов другого цилиндра.
  10. Используйте все полученную в результате обследования информацию, подробно­сти и особенности предыдущих ремонтов и обслуживания этого двигателя, все све­дения, полученные от владельца техники, а также информацию, содержащуюся в данном пособии, для выявления процесса развития неисправности и источника происхождения этой неисправности.

НЕ УНИЧТОЖАЙТЕ ВНЕШНИЕ ПРИЗНАКИ, ВИЗУАЛЬНЫЕ СВИДЕТЕЛЬСТВА И ДРУГИЕ ДАННЫЕ!

ВНИМАТЕЛЬНО ИЗУЧАЙТЕ И ФИКСИРУЙТЕ ВСЕ ОБНАРУЖИВАЕМЫЕ НЮАНСЫ ПО МЕРЕ РАЗБОРКИ ДВИГАТЕЛЯ

Видимые отложения на куполе поршня возникают в процессе эксплуатации двигателя. Они обусловлены зольностью моторного масла и примесями, содержащимися в топливе. Поскольку толщина слоя отложений увеличивается в процессе работы двигателя, цвет этих отложений становится ярче, т.к. из-за низкой теплопроводности отложений их по­верхностные температуры растут.

В зависимости от используемых топлива и масла цвет нормальных отложений может иметь оттенки от светло-бежевых до темно-коричневых и почти черных цветов.

Черные отложения на куполе поршня являются скоплением частиц несгоревшего углеро­да, что говорит о работе двигателя на излишне обогащенной смеси или/и на недостаточ­ных рабочих температурах из-за невысокой нагрузки.

Коричневый или черный лаковый налет на боковинах поршня под кольцами является спекшимся под воздействием горящих газов моторным маслом. Причина этого — исполь­зование неподходящего масла, либо неплотное прилегание колец к стенкам цилиндра.

Легкие царапины на юбке поршня, наиболее вероятно, являются следами от попадания в двигатель посторонних частиц. Это не является проблемой для двигателя и требует замены поршня.

Всегда проверяйте зазор между поршнем и стенками цилиндра, чтобы удостовериться в том, что лимит износа не превышен.

Имеющиеся отложения должны быть удалены с купола поршня и с внутренней поверхно­сти головки цилиндра с помощью деревянного или пластикового скребка. Чрезмерное скопление отложений увеличивает степень сжатия и значительно снижает эффективность отвода тепла.

Поршень снегохода имеет желтые пятна на куполе и задиры на юбке, но не имеет следов плавления алюминия.

Если на куполе поршня обнаружены желтые или желто-оранжевые отложения, то это сви­детельствует о том, что двигатель работал с ненормальными условиями сгорания, называе­мыми детонацией. В данном случае сгорание начиналось нормально от искры свечи зажи­гания, но поскольку фронт пламени распространялся в камере сгорания быстрее, чем нор­мальное равномерное распространение, часть несгоревшего заряда рабочей смеси воспла­менялась самопроизвольно. Это приводило к чрезмерно высоким температурам и возник­новению ударных волн, издающих характерный детонационный звук. В результате про­цесс сгорания завершался уже тогда, когда угол поворота коленчатого вала не превышал значения в 30° (вместо нормального угла поворота в 50°).

Оксид кальция (один из элементов 2-тактного моторного масла) в условиях нормального сгорания смеси имеет цвет близкий к белому. При приближении температуры в камере сгорания к значениям близким к температуре плавления поршня оксид кальция меняет свой цвет с белого на желто-оранжевый, являясь, по сути дела, абсолютным индикатором того, что температура в камере сгорания была превышена. Чрезмерное тепло приводило к быстрому расширению поршня и последующему разрыванию масляной пленки между поршнем и стенками цилиндра.

Возможные причины:

  • Слишком низкое октановое число (ОЧ) используемого бензина или в бензине ис­пользовано слишком много присадок этанола, метанола или эфира.
  • Топливная система снегохода настроена на слишком бедную смесь
  • Засорен или пережат топливопровод
  • Чрезмерно засорен топливный фильтр снегохода
  • Нарушена вентиляция топливного бака
  • Неисправность топливного насоса
  • Неисправность карбюратора (или засорение жиклера), либо неисправность систе­мы впрыска топлива (для впрысковых двигателей)
  • Негерметичность картера
  • Тепловой индекс свечи зажигания слишком «горячий»
  • Угол опережения зажигания (УОЗ) слишком «ранний» (возможна неисправность усилительного блока «C.D. Amplifier» системы зажигания)
  • Степень сжатия слишком высокая (чрезмерные отложения или модификация ка­меры сгорания)
  • Помехи выходу отработавших газов в системе выпуска
  • Перегретая или слабо вкрученная свеча зажигания

Поршень имеет расплавлен­ные участки на куполе и зади­ры на юбке.

Детонация ведет к экстремально высокому росту температуры в камере сгорания. Та­кой резкий рост температуры раскаляет от­ложения в камере сгорания и электрод све­чи так, что от них воспламеняется заряд рабочей смеси до возникновения искры зажигания. Такая ситуация называется не­контролируемым калильным зажиганием или доискровым зажиганием. С возникно­вением такого зажигания температура на­чинает расти еще быстрее, достигая значе­ний, при которых начинается процесс плавления материала поршня. Купол поршня начинает плавиться непосредст­венно под свечой или на участках, аккуму­лирующих тепло (например, в районе ус­тановочного штифта поршневого кольца). Процесс сопровождается разрушением масля­ной пленки, что приводит к глубоким задирам и заклиниванию поршня. Детонация всегда предшествует калильному зажиганию и проявляется в свойственных для детонации по­вреждениях.

Рисунок 4. На куполе поршня вид­ны отпечатки небольших цилиндри­ческих предметов.

Возможная причина:

Иглы верхнего шатунного подшипника, за­стрявшие в выжимной области между поршнем и головкой цилиндра, повредили купол порш­ня, кольца и кольцевые канавки.

Рисунок 4а. На куполе поршня отпе­чатались вмятины округлой формы.

Возможная причина:

Попавшие в двигатель снегохода посторонние предметы (в данном случае заклепочные головки) отпечата­лись в районе выжимной области перед тем, как вылететь через выпускное окно.

Рисунок 4b. На юбке поршня у отверстия поршневого пальца видна глубокая борозда.

Возможная причина:

Стопорное кольцо поршневого пальца выскочило из посадочного места, оставило след на поршне и вылетело в выпускное окно.

Запомните: Стопорное кольцо поршня теряет свою фиксирующую упругость после снятия. Поэтому все­гда используйте при сборке новые стопорные кольца. Стопорное кольцо может быть повреждено при установке. Убедитесь, что стопорное кольцо не проворачивается после установки. Если установленное стопорное кольцо можно провернуть, то его следует заменить на новое.

Рисунок 5. Задиры на боковине поршня под кольцами со стороны впуска.

Возможные причины:

  • Попавший через впуск снег (вода) смыл масля­ную пленку
  • Если задиры имеются и со стороны впуска, и со стороны выпуска, а на куполе нет следов ненор­мального сгорания, то причина задиров — в не­хватке или отсутствии масла. Также проверьте правильность зазора между поршнем и цилин­дром.
  • Если задиры имеются и со стороны впуска, и со стороны выпуска, а на куполе нет следов ненор­мального сгорания, но поршень имеет очень темный цвет, то причиной является об­щий перегрев двигателя. Проверьте исправность системы охлаждения.

Рисунок 5а. По всем сторонам юбки имеются темные отложе­ния.

Возможные причины:

  • Использование несоответствующего масла (трансмиссионного, автомобильного и т.п.)
  • Использование ненужных присадок в топливо ("Octane Booster", "High Performance Additives", "Upper Cylinder Lubricant" и пр.).

Рисунок 5b. Поршень имеет задиры на выпускной стороне юбки, но не имеет соответствующих задиров со стороны впуска.

Возможная причина:

Масляная пленка была разрушена под термическим воздействием на выпуске из-за ис­пользования масла ненадлежащего качества.

Рис. 6

Внутренняя поверхность цилиндра имеет зоны задиров, ограниченные ходом поршневых колец. Вне задиров, имею­щих синий оттенок, поверхность цилин­дра имеет нормальное состояние. На кольцах видны соответствующие темные задиры.

Возможные причины:

  • Нарушение режима обкатки
  • Плохое качество масла
  • Нехватка масла в бензине (в варианте смазки смешиванием масла с бензи­ном)

Недостаточный впрыск масла инжекционной системой (в варианте смазки раздельного типа)

Рис. 7

Усталостное разрушение может изредка наблюдаться на поршнях высокооборо­тистых двигателей. Однако, основной причиной таких разрушений является чрезмерно большой зазор между порш­нем и рабочей поверхностью цилиндра.

Тем не менее, на практике встречаются и другие возможные причины разрушения поршня:

  • Поломка шатуна
  • Повреждение поршня при неаккурат­ной установке во время сборки (уро­нили, ударили и т.п.)
  • Фиксация коленчатого вала путем бло­кирования поршня 
  • Попадание в двигатель посторонних предметов или жидкости (вода, бен­зин, масло и др.)
Распродажа