Стук юбки поршня как определить: Стук поршня в двигателе — причины и последствия. На холостых и под нагрузкой | Официальный сайт СУПРОТЕК
Симптомы стука ДВС
- При работе двигателя вы обнаружили похожий на частые удары звук, который вы не слышали раньше.
- Стук меняется в зависимости от того на холостых оборотах работает двигатель или под нагрузкой.
- Звук меняется в зависимости от температуры двигателя – стук «на холодную» отличается от стука в прогретом двигателе.
Что делать? Можно ли разобраться в проблеме самостоятельно? Как определить стук поршня ли это, или «шумят» другие узлы?
Диагноз
Стук поршней в двигателе может происходить по разным причинам. Попробуйте определить характер стука по перечисленным ниже признакам и посмотрите, что можно сделать:
- Случай первый – стук при перекладке поршня. В этом случае звук доносится из области верхней части блока двигателя.Стук глухой, лучше всего слышен на холостых оборотах при горячем двигателе. Решение.
- Случай второй – стук поршневого пальца по шатуну. Резкий короткий стук из области блока двигателя. Решение.
- Случай третий – шатунный стук. Звук ударов низкий, доносится из нижней части блока двигателя. Лучше всего слышен, когда автомобиль на подъемнике или на эстакаде. Решение.
Решение для первого случая – стук поршня при перекладке
Что надо исправить?
«Перекладка поршня» — это момент, когда поршень перестает двигаться вверх и начинает двигаться вниз. В этот момент его скорость в продольном направлении цилиндра становиться нулевой, а боковая нагрузка значительной. В нормальном случае перекладка происходит мягко, поршень упирается в масляную пленку, его не перекашивает. Стучать поршень начинает в следующих ситуациях:
- Значительная выработка цилиндра в верхней части. Появляется зазор, который не уплотняется масляной пленкой, и при перемене направления поршень в этом зазоре смещается в боковом направлении и перекашивается, ударяясь о стенку цилиндра.
- Произошла выработка в поршне гнезд крепления поршневого пальца. При этом поршень начинает смещаться относительно пальца и задевает стенки цилиндра.
- Искривление штока поршня. В этом случае поршень движется не строго по оси цилиндра, теряется симметричность механизма. Дополнительным признаком искривления штока является повышенная вибрация при работе двигателя, его ощутимо трясет.
С помощью чего это исправить?
В последнем из описанных случаев поможет только ремонт с заменой поршневой группы.
В случае если проблемой является стук поршня в цилиндре или выработка посадочных гнезд поршневого пальца — поможет применение триботехнического состава серии «Актив», который добавляется в моторное масло. Состав вычищает поверхности трения, а затем под его воздействием на них образуется защитный металлический слой.
- Слой восстанавливает геометрию цилиндра, оптимизирует зазоры и предотвращает качание и перекосы поршня.
- Слой восстанавливает форму посадочных гнезд, предотвращая люфт поршневого пальца.
Важно! Трибосостав окажет воздействие и восстановит изношенные поверхности. Однако он не способен восстановить детали при механических повреждениях.
Состав безопасен для вашего автомобиля. Он химически нейтрален и не меняет свойств моторного масла.
Состав работает в двигателях любых конструкций, поскольку активируется в зонах трения металлических деталей.
Активные частицы состава в десятки раз мельче ячеек масляных фильтров и не способны его забить.
Состав восстанавливает изношенные поверхности, что позволяет деталям работать в рамках заводских допусков даже после замены масла и удаления состава из двигателя.
Бонус! Триботехнический состав оптимизирует зазоры трения. Это выравнивает и поднимает компрессию, снижает потери энергии, и в конечном счете приводит к снижению расхода топлива. Автомобиль вернет вам стоимость состава через 15-18 000 километров пробега.
Решение для второго случая – стук поршневого пальца по шатуну
Что надо исправить?
В случае выработки, износа втулки шатуна, она получает возможность смещаться относительно поршневого пальца, когда шатун идет вверх, в самой высокой точке поршня, между втулкой и пальцем образуется зазор. При начале движения шатуна вниз этот зазор сокращается, и втулка бьет по поршневому пальцу.
С помощью чего это можно исправить?
На ранних этапах решить эту проблему можно с помощью триботехнического состава серии «Актив», который добавляется в моторное масло. Состав вычищает поверхности трения, а затем под его воздействием на них образуется защитный металлический слой. Этот слой способен компенсировать возросшие зазоры, смягчить контакты втулки и пальца и существенно замедлить последующий износ.
При значительной выработке, а значит при более громком и выраженном звуке ударов, необходимо произвести ремонт поршневой.
Решение для третьего случая – шатунный стук
Что надо исправить?
Шатунный стук возникает по двум причинам:
- Износ вкладышей коленчатого вала. В этом случае появляется зазор и поршень начинает двигаться не синхронно с коленвалом, ударяясь об него при перемене направления движения.
- Недостаточное давление масла в системе. Это может произойти из-за загрязнения масляных каналов, фильтра или износа масляного насоса. В этом случае масло не образует сплошной пленки между вкладышем и коленвалом и позволяет им двигаться относительно друг друга.
С помощью чего это можно исправить?
В случае, если износ вкладышей не является критическим, на них нет повреждений поверхности, поможет триботехнический состав «Актив Плюс». Состав производит очистку всех агрегатов, которые смазываются моторным маслом, в частности он очищает шейки коленвала и детали масляного насоса. Затем под действием состава на поверхностях трения образуется защитный металлический слой, который восстанавливает форму деталей и способен прочнее удерживать более плотную пленку масла.
Восстановление масляного насоса нормализует масляное давление в системе. А более плотная пленка на поверхности шейки коленвала компенсирует зазоры и не дает штоку бить по ней. Таким образом трибосостав способен справиться с обеими причинами шатунного стука.
Если износ вкладышей критичен, то необходима их замена, что приведет к переборке всего двигателя.
возможные дефекты и их профилактика
При недостаточном уровне моторного масла на юбках поршней, которые работают в контакте со стенками цилиндра, образуются задиры и другие повреждения. В данной статье подробно рассматриваются их причины, а также способы профилактики.
Поршни являются основными рабочими элементов компрессоров, насосов и двигателей внутреннего сгорания. Главной функцией этих деталей является преобразование энергии сжатого газа в механическую.
Поршень, совершающий в цилиндре возвратно-поступательные движения, состоит из трех основных элементов. Днище воспринимает термические нагрузки и газовые силы. Уплотняющая часть защищает картер от прорыва газов. Направляющая часть служит для поддержания положения поршня в цилиндре, не допуская его раскачивания в самых нижних и верхних точках движения.
Днище и уплотняющая часть с маслосъемными и компрессионными кольцами составляет головку поршня, а вся нижняя направляющая часть – юбку.
Функции и конструкция юбки поршня
Юбка поршня обеспечивает его прямолинейное движение в цилиндре. Она также передает на его стенки боковое усилие, которое зависит от процессов, протекающих в рабочей полости, и положения поршня.
Боковые поверхности юбки также отводят тепло от поршня и его колец к цилиндру. Чем эти поверхности больше, тем лучше теплоотдача, а поршень меньше стучит при износе верхней головки шатуна и втулки.
Если юбка поршня слишком длинная, то его масса увеличивается, возрастает трение о стенки цилиндра, что является нежелательным, особенно в мощных двигателях спортивных автомобилей. Именно поэтому в некоторых силовых агрегатах ненагруженные части юбки срезаются по диаметру. Т-образные поршни вообще не имеют юбок, но из-за недостаточного смазывания у них часто возникают проблемы, которые связаны с повышенным трением.
В нижней части юбки поршней дизельных двигателей устанавливается дополнительно маслосъемное кольцо. Это обеспечивает улучшенное смазывание цилиндра и снижает вероятность попадания масла в его рабочую полость.
На юбках поршней имеются бобышки с отверстиями, в которых располагаются поршневые пальцы. Они соединены с днищем поршня массивными литыми ребрами. Так как в местах приливов вес материала больше, то от воздействия высоких температур в плоскости бобышек могут образовываться деформации.
Снизить термические нагрузки и напряжения в районе приливов позволяют прямоугольные углубления 0,5-1,5 мм – «холодильники». Их проделывают в процессе литья или фрезерования. Помимо охлаждения, они укорачивают поршневой палец и передают газовые силы ближе к оси шатуна. Это позволяет разгрузить днище поршня.
Ось пальца в большинстве поршней имеет смещение, что позволяет уравнять боковые давления на юбку в процессе работы. Именно поэтому монтаж детали производится по специальной метке, которая нанесена на днище поршня – стрелкой в сторону свободного конца коленвала.
Конусовидная форма юбки поршня позволяет сократить тепловой зазор без риска образования задиров. В районе днища ее диаметр меньше на несколько сотых миллиметра. Это нужно для того, чтобы расширение поршня при нагреве происходило равномерно.
Плоскость юбки, перпендикулярная оси поршневого пальца, имеет овальную форму, что позволяет компенсировать износ стенок, интенсивность которого выше там, где больше нагрузки – в плоскости движения шатуна.
Сегодня производители поршней для снижения износа, увеличения КПД и мощности двигателя еще на заводе обрабатывают поверхности деталей специальными покрытиями.
Сегодня такое покрытие возможно создать не только в заводских условиях. Российская компания «Моденжи» выпускает состав в аэрозольном баллоне – MODENGY Для деталей ДВС. Покрытие изготовлено на основе графита и дисульфида молибдена. Оно создает на поверхностях юбок защитный полимерный слой, предотвращающий образование задиров, снижающий трение и износ.
MODENGY Для деталей ДВС отличается низким коэффициентом трения, работает в широком диапазоне рабочих температур, а одного баллончика 250 мл хватает на обработку 1 м
Для очистки, обезжиривания и подготовки юбок поршней и других металлических поверхностей рекомендуется использовать Специальный очиститель-активатор MODENGY. Он удаляет загрязнения, обеспечивает высокую адгезию покрытия и увеличивает срок его службы.
Особенности поршней в форсированных двигателях
При определенной длине шатуна и окружности вращения коленчатого вала возникает риск его контакта с юбкой в самой нижней точке движения поршня. Это особенно актуально для фосированных силовых агрегатов. Решение данной проблемы – изменение хода поршня и расположения пальца, который соединяет шатун с поршнем.
В нижней части каждого цилиндра мощных ДВС находятся специальные контроллеры, которые препятствуют контакт шатуна и коленвала с блоком. В нижней части юбки имеется зазор, предотвращающий контакт поршня с шатуном при его вращении вокруг коленчатого вала.
При выставлении зазора между шатуном и юбкой очень важно соблюсти его постоянство по всем сторонам. В противном случае может произойти разбалансировка шатунно-поршневой группы деталей.
Виды повреждений юбки
Задиры на юбке поршня с двух сторон
Могут возникать вследствие перегрева двигателя. Причина – недостаточный зазор между внутренней поверхностью цилиндра и поршнем, а также нарушение процесса сгорания топлива.
Перегрев может быть вызван также недостатком или плохой циркуляцией охлаждающей жидкости, некорректной работой вентилятора, неправильной обработкой отверстия цилиндра.
Современные алюминиевые поршни под воздействием высоких температур расширяются в 2 раза больше, чем цилиндр из чугуна. Именно поэтому термическая нагрузка может стать причиной образования задиров на юбке.
Задир на юбке поршня со стороны наибольшей боковой нагрузки
При работе поршня возможно появление задиров на той его стороне, на которую воздействует наибольшая нагрузка. Причиной этого является недостаточное смазывание, вызванное низким уровнем масла, слишком долгим прогревом, засорением масляного канала в форсунке и/или шатуне.
При заливке в двигатель некачественного или неподходящего масла также может возникать усиленное трение поршня о стенки цилиндра.
Ребристый цилиндр ДВС с воздушным охлаждением может перегреться, например, из-за загрязненных охлаждающих ребер или сорванных дефлекторов.
В целях профилактики односторонних задиров следует следить за уровнем и качеством моторного масла, контролировать его давление, регулярно проверять пропускную способность масляных каналов в шатуне.
Несимметричное пятно контакта на юбке
Боковой увод поршня в цилиндре можно определить по состоянию жарового пояса юбки: с одной стороны он гладкий, а с другой загрязнен масляным нагаром. Это также свидетельствует о том, что зазор с одной стороны слишком велик, и через него проникают горячие газы, разрушающие масляную пленку.
Поршневые кольца при таких отклонениях вибрируют, перемещаются с перекосом и вызывают насосный эффект, который ведет к повышенному расходу масла.
Непараллельное расположение отверстий в большой и малой головке шатуна, его деформация и перекос его головки также вызывают боковой увод поршня.
Из-за выработки вкладышей гнездо коренного подшипника может иметь скошенную опору.
Избежать вышеописанных проблем позволяет соосная обработка шатуна, коленвала и гнезда коренного подшипника, а также их правильный монтаж. Важно следить за тем, чтобы на шатуне не было изгибов, болты головки цилиндра были затянуты в соответствии с указанными производителем параметрами. При установке двигателя следует обеспечивать чистоту и обязательно убирать остатки прокладочных материалов.
Задиры на нижней части юбки
Они возникают из-за недостаточного локального зазора между отверстием цилиндра и поршня, что свидетельствует о слишком тесном охвате гильзы. Причиной этого служит неправильно подобранное уплотнительное кольцо, применение дополнительных прокладок, смещение уплотнения.
Эту проблему можно решить путем правильного протягивания болтов головки. Монтаж гильз цилиндров мокрого типа сначала следует осуществлять без прокладок. Таким образом можно своевременно выявить недостаточный зазор.
Сильный износ юбки с матовой и шершавой поверхностью
Данная проблема возникает из-за повышенного расхода масла, недостаточной мощности двигателя и сложностей с его запуском. Шершавые борозды и участки на юбках сопровождаются образованием больших зазоров на поршневых кольцах, их осевым и радиальным износом.
Причиной таких повреждений является абразивный износ поршней. Загрязнения проникают в камеру сгорания из моторного масла при сильном износе третьего поршневого кольца или через систему впуска цилиндра, что свидетельствует о износе первого поршневого кольца.
Проверка состояния воздушного фильтра и герметичности системы впуска позволяет избежать таких проблем. Перед установкой двигателя нужно также очищать всасывающие трубы и картер двигателя от загрязнений.
Продольные глубокие борозды по всему диаметру и длине юбки
Они являются причиной утончения и ухудшения свойств масляной пленки из-за большого содержания топлива в масле. Это является следствием неправильно настроенной системы впрыска, которая при холодном пуске двигателя подает в камеру сгорания переобогащенную смесь.
Из-за загрязненного топливного фильтра могут неправильно работать инжекторные форсунки. По причине малого зазора поршень ударяет по головке цилиндра, тем самым провоцируя неконтролируемый впрыск форсунок.
Перебои в зажигании являются следствием малого давления сжатия по причине негерметичности прокладки ГБЦ или клапана, наличием большого зазора в верхней метровой точке между ГБЦ и днищем поршня, разрушения поршневых колец, неисправности свечей зажигания и общего износа двигателя.
Профилактика этих неисправностей заключается в правильной настройке системы впрыска, диагностике свечей зажигания и форсунок, своевременной замене топливных фильтров.
Что стучит в двигателе: как определить
Появление посторонних шумов, скрипов и стуков закономерно возникает в процессе износа силового агрегата и других узлов автомобиля. Одним из наиболее тревожных симптомов является стук в двигателе, который может иметь различную тональность (звонкий, металлический и т.д.), быть явным или приглушенным, проявляться только на холодную или горячую, присутствовать постоянно или исчезать.
Двигатель начинает стучать по разным причинам. ДВС представляет собой агрегат, который подвержен серьезным механическим и температурным нагрузкам. Более того, указанные нагрузки не равномерны, возникают с определенной периодичностью и зависят от той частоты, с которой в определенный момент вращается коленвал. Стучать мотор зачастую начинает в следующих случаях:
- произошел естественный износ силового агрегата;
- грубо нарушены правила эксплуатации;
- осуществлен непрофессиональный ремонт двигателя или произведена установка некачественных запчастей;
Содержание статьи
Что представляет собой стук в двигателе
Появление стука двигателя в большинстве случаев указывает на то, что в области сопряжения определенных деталей произошло критическое увеличение зазоров между элементами. Если системы смазки и охлаждения двигателя функционируют нормально, тогда шумы и стуки начинают появляться при зазорах, которые в среднем увеличены в два и более раза от допустимых параметров. Сила стука напрямую зависит от того, на сколько увеличился зазор. Получается, стук в двигателе является ударами деталей друг об друга, нагрузка в месте контакта значительно возрастает. Износ деталей в этом случае происходит значительно быстрее.
Скорость увеличения дальнейшего износа будет зависеть от величины зазора, материалов изготовления, нагрузки, эффективности смазки и целого ряда других факторов. По этой причине одни узлы могут со стуком пройти десятки тысяч километров без серьезных последствий (ГРМ), тогда как другие (КШМ и ЦПГ) способны выйти из строя всего через несколько километров пробега. В отдельных случаях двигатель может стучать даже при условии нормальных зазоров и отсутствии серьезного износа деталей. Такой стук может быть вызван:
- детонацией и большими нагрузками на ДВС;
- перекосами деталей внутри двигателя;
- заклиниванием отдельных элементов;
- потерей моторным маслом защитных и других свойств;
Откуда идет стук в моторе: как узнать
Специалисты диагностируют проблемные узлы по характеру стука, его тональности и области локализации. Для диагностики широко используется стетоскоп. Также можно самостоятельно изготовить приспособление для прослушивания стуков в двигателе. Для решения задачи потребуется стальной прут, к которому нужно припаять металлическую банку. Днище такой емкости будет эффективно играть роль мембраны. Для определения причины стука конец прута прикладывается к различным участкам диагностируемого ДВС, тогда как банка плотно прислоняется к уху.
Тональность звука является косвенным признаком, так как на разных моторах стук может проявляться звонче или глуше. Например, условный стук коренных подшипников коленвала на 1.4- литровом корейском авто вполне может быть более звонким и легче прослушиваться сравнительно со стуком шатунов на 3.0- литровом немецком автомобиле. Зачастую индивидуальные конструктивные особенности каждого двигателя могут выступать причиной разного по звуковой окраске стука, при этом поломка может быть одинаковой.
Если говорить о диагностике по характеру стука двигателя, тогда стоит выделить постоянный стук, периодическое постукивание с той или иной частотой, а также эпизодическое проявление стука. В последнем случае стоит понимать удары, которые возникают неравномерно.
Стук в двигателе обычно связан с оборотами мотора, то есть с частотой, на которой вращается коленвал. Чем быстрее крутится двигатель, тем выше частота стука. Указанная частота может как совпасть с частотой вращения коленчатого вала, так и отличаться. Также стоит отметить, что звук может становиться более или менее интенсивным (отличаться по силе) зависимо от режима работы ДВС.
Например, с ростом числа оборотов и нагрузки на мотор происходит закономерное увеличение нагрузок на подвижные детали кривошипно-шатунного механизма и ГРМ. В этом случае изношенные элементы будут стучать сильнее сравнительно с работой мотора в режиме холостого хода. На данном этапе при диагностике важно определить, происходит ли усиление стука с увеличением оборотов. Зачастую для этого требуется опыт, так как необходимо прослушивать стук на фоне общего возрастающего шума работающего агрегата.
Параллельно с этим необходимо отдельно учитывать то, что давление масла в системе смазки двигателя также возрастает с ростом оборотов. Само моторное масло в отдельных случаях выступает «демпфером», а сам стук может стать менее интенсивным даже при условии увеличенной нагрузки на двигатель. По этой причине важным параметром является температура ДВС. Мотор может сильно стучать на горячую, так как масло разжижено. При этом на холодную стук может почти не проявляться. Бывает и обратная ситуация, когда двигатель отчетливо стучит на холодную, но после выхода на рабочую температуру шумы исчезают или минимизированы.
Возможные причины стука ДВС
Стоит отметить, что стук может прогрессировать не одинаково, то есть быстро или медленно усиливаться в процессе эксплуатации. В списке основных элементов ЦПГ, ГРМ и КШМ, которые могут стучать, отмечены:
В случае износа двух деталей ГРМ, которые изготовлены из твердого материала, двигатель может одинаково стучать долгий период времени. Если произошел износ мягких элементов, которые работают в паре с деталями из более твердого материала (коренной, шатунный вкладыш, подшипники распредвала), тогда посторонний звук будет быстро усиливаться. Далее мы рассмотрим наиболее опасные стуки двигателя.
Стучат поршни
Звук стучащего поршня в цилиндрах локализуется в блоке цилиндров, отличается глуховатым тоном (напоминает звук постукивания по глиняной посуде), а также может сопровождаться щелчками. Наиболее часто проявляется на холодную, а также на малых оборотах и при резком сбросе газа в движении. После прогрева стук поршней на холодном двигателе пропадает, так как происходит температурное расширение поршня. Обычно поршень стучит при появлении зазора около 0.3 — 0.4 мм.
Стук поршневых пальцев
Поршневые пальцы стучат звонко и высоко по тону, стук явно металлический. Отчетливо прослушивается во время перегазовки, а также в момент сброса газа или нажатия на акселератор для ускорения. Зоной локализации является блок цилиндров. Обычно появляются при наличии зазора около 0.1 мм.
Дополнительно диагностируется неисправность путем выкручивания свечи зажигания. Со снятой свечей процесс сгорания топлива в цилиндре не происходит, что означает отсутствие нагрузок на поршень.
Добавим, что подобный стук также возникает в результате использования неподходящего для данного типа двигателя топлива (детонация), а также при значительной нагрузке на мотор при низких оборотах коленвала (движение в гору на повышенной передаче).
Стук коренных подшипников (вкладышей) коленвала
Такой стук возникает в результате износа, который появляется на вкладышах коленчатого вала. По звучанию стук металлический, немного приглушенный, локализован в области картера двигателя. Отчетливо прослушивается на низких оборотах прогретого мотора (слабое давление моторного масла), при резком поднятии оборотов и сбросе газа. Зазоры увеличиваются между шейкой и вкладышем, составляя около 0.1-0.2 мм. При падении давления смазки до критически низких показателей стук будет звонким на всех режимах.
Необходимо отметить, что резко начать стучать коленвал может также по причине использования моторного масла низкого качества или такого смазочного материала, который не соответствует допускам производителя для данного типа ДВС. В этом случае масло нужно незамедлительно сменить, а перед заменой система смазки требует промывки.
Стучат вкладыши шатунов
Если стучат шатунные вкладыши, тогда звук похож на аналогичную неисправность коренных подшипников, но прослушивается более отчетливо. Появление такого стука с резко возрастающей интенсивностью в моменты смены оборотов коленвала указывает на необходимость срочного ремонта. Эксплуатировать двигатель с таким стуком запрещается, так как мотор, выражаясь простым языком, рискует «словить клин».
Застучал мотор на ходу: что делать водителю
При появлении стука двигателя первым делом нужно проверить уровень моторного масла. Появление стука вполне может быть связано с падением давления в смазочной системе. Если с уровнем все в порядке, тогда на начальном этапе потребуется точнее локализовать неисправность, исключив возможные стуки топливной аппаратуры, приводов, шкивов навесного оборудования и т.д. Далее необходимо определить характер стука, а также подтвердить или опровергнуть факт его усиления под нагрузкой. Если с ростом нагрузки на ДВС мотор стучит сильнее, тогда вероятнее всего проблемы возникли в КШМ и ЦПГ.
В том случае, если частота стука отлична от частоты вращения коленвала в два раза, тогда вероятны проблемы с ГРМ. Это объясняется тем, что коленвал вращается в два раза быстрее распредвала. Прогрев двигателя в подобном случае может приводить к усилению стука, так как с ростом температуры происходит увеличение зазоров клапанного механизма. Что касается нагрузки на ДВС, то стук механизма газораспределения обычно не зависит от режима работы двигателя. Исключением могут являться гидрокомпенсаторы, которые стучат более интенсивно под нагрузкой.
При появлении стуков на холодном или горячем двигателе, то есть в зависимости от температуры, нужно дополнительно учесть возможное расширение изношенных деталей с прогревом и уменьшение зазоров (стук ослабевает). Одновременно с этим разжижение нагретого масла может привести к усилению стука. Первый случай характерен для ЦПГ, второй затрагивает подшипники кривошипно-шатунного механизма.
На основании сделанных выводов о характере стука можно принять решение о поездке в сервис своим ходом или же вызове эвакуатора. Напоследок добавим, что усиление стука под нагрузкой и быстрое его прогрессирование при езде является четким признаком того, что от самостоятельного перемещения лучше отказаться. В этом случае двигатель следует заглушить для предотвращения дальнейшего разрушения силового агрегата.
Читайте также
Стук поршня — причины
Стук поршня может иметь самые различные причины в работе двигателя.
• Перекос поршней из-за слишком большого зазора: слишком большой диаметр цилиндра или износ / попадание материала приводят к тому, что поршень переходит в наклонное положение в результате качания движения шатуна и перекладки поршня в цилиндре и при этом происходят сильные удары головки о рабочую поверхность цилиндра.
• качание поршня из-за недостаточного зазора в опоре пальца: зазор между поршневым пальцем и втулкой шатуна может быть слишком маленьким, зазор может, однако, также исчезнуть в работе из-за заклинивания или перекоса. Это происходит особенно из-за несоосности шатуна (изгиб или перекос)
• Удар поршня в направлении пальца: боковой удар поршня о стенку цилиндра исходит в большинстве случаев от стержня шатуна. Из-за несоосности стержня шатуна (изгиб, но особенно перекос) поршень при ходе выполняет качающееся движение в продольной оси двигателя, причем поршень попеременно ударяется о цилиндр, несимметричные шатуны или эксцентричная опора поршня в шатуне имеют тот же эффект.
• попеременные удары поршневого пальца о стопоры поршневого пальца: осевое смещение поршневого пальца всегда является последствием несоосности между осью поршневого пальца и осью коленчатого вала. Как уже описано в предыдущем пункте, изгиб или перекос шатуна, а также асимметрия в шатуне являются наиболее частыми причинами таких дефектов. Слишком большой зазор опоры шатуна (шейка подшипника шатуна на коленчатом валу) может, однако, вызвать боковое качание шатуна, особенно при низкой частоте вращения. Поршневой палец из-за этого заклинивается в бобышке шатуна и качается в отверстии поршневого пальца. Удары поршневого пальца о стопоры пальца являются последствием.
* не соблюдено направление сборки поршня: для перекладки поршня перед верхней мертвой точкой и перед началом рабочего такта ось поршневого пальца смещена на несколько миллиметров в сторону нагруженной стороны поршня. Если поршень вводится в цилиндр смещенным на 180° и тем самым поршневой палец смещается в не ту сторону, то перекладка поршня осуществляется в неправильный момент. Качание поршня в результате этого происходит сильнее и громче.
Радиальные места ударов на жаровом поясе
рис. 1 |
Описание повреждения
Жаровой пояс имеет в направлении качания следы ударов (рис. 1). На юбке поршня наблюдается более сильный износ сверху и снизу, чем в середине юбки.
Оценка повреждения
Удары поршня вызваны попеременным ударом головки поршня о рабочую поверхность цилиндра, они особенно отрицательно воспринимаются снаружи. В зависимости от причины, жаровой пояс ударяется или в направлении качания или в плоскости овальности (направление пальца) о стенку цилиндра.
Возможные причины повреждений при ударах в направлении качания
• слишком большой монтажный зазор и тем самым неправильное направление поршней, вызванное расточкой или хонингованием цилиндра со слишком большим диаметром
• не соблюдено направление сборки поршня в поршнях со смещенной осью.
• тяжелоходная опора пальца: из-за тяжелого хода головка поршня ударяется о рабочую поверхность цилиндра в так называемой плоскости качания.
Причинами являются:
• недостаточный зазор в бобышке шатуна или в отверстии пальца.
• слишком узкая поршневого посадка пальца во втулке шатуна (шатуны с горячей посадкой), при горячей посадке поршневого пальца и при слишком узкой посадке пальца в бобышке шатуна последняя деформируется в направлении самой тонкой толщины стенки. Бобышка шатуна и поршневой палец при этом приобретают овальную форму.
• в шатунах с горячей посадкой уменьшение зазора между поршневым пальцем и поршнем из-за перекоса поршневого пальца в
результате геометрически не совсем круглых отверстий в бобышках шатунов. • задиры поршневого пальца
Возможные причины повреждений при ударах в направлении пальца
• При несоосности шатуна, особенно при его перекосах или при слишком большом зазоре шатуна головка поршня качается в направлении поршня и ударяется о цилиндр.
• несоосность шатуна (изгиб/перекос): возникает попеременное осевое смещение в поршневом пальце, вследствие чего палец ударяется о стопорные кольца.
Причины стука в двигателе
Хорошо известно, что двигатель автомобиля состоит из большого количества подвижных элементов, которые находятся под механической и тепловой нагрузкой. Также каждый тип ДВС имеет ограниченный ресурс, то есть детали постепенно изнашиваются. В результате такого износа в двигателе со временем появляется стук, мотор начинает дымить, попадает тяга, увеличивается расход масла и топлива и т.д.
Также в двигателе могут возникать различные неполадки, которые приводят к появлению шума и стука даже на «свежих» агрегатах. В этом случае речь идет не об износе, а о поломке, которая становится главной причиной посторонних звуков. Еще бывает так, что двигатель стучит только «на холодную» или «на горячую».
Также стук в моторе может появляться и пропадать на разных режимах или же двигатель стучит независимо от степени прогрева и нагрузки на ДВС. Далее мы поговорим о том, что может приводить к появлению стука, а также как определить, что застучало в двигателе.
Почему двигатель начинает стучать?
Прежде всего, нужно понимать, что стучать может как сам двигатель, так и навесное оборудование. Например, владелец может услышать шум и стук помпы, генератора, насоса ГУР и т.д. Если же говорить о самом двигателе, стуки могут появляться в результате износа или повреждения шатунных вкладышей, поршней, в случае проблем с ГРМ и т.п.
Итак, если неожиданно появился стук в двигателе, основными причинами могут быть:
- снижение уровня моторного масла или потеря его свойств;
- мотор начал перегреваться по тем или иным причинам;
- силовой агрегат изношен, имеются проблемы с ЦПГ и КШМ;
Также важно учитывать, стучит в двигателе только на холодную и/или на горячую. Еще важно определить, является ли такой стук пропадающим или постоянным. Дело в том, что далеко не всегда силовой агрегат стучит постоянно.
Часто стуки прослушиваются только на холодную, однако после прогрева исчезают. Отметим, что в этом случае на некоторых ДВС на холодную слышен стук поршней в цилиндрах. Причина – гильзы цилиндра изношены, что и приводит к образованию зазора между поршнем и стенкой цилиндра.
Однако с учетом того, что поршни алюминиевые, после прогрева происходит их расширение. Не трудно догадаться, что после расширения зазор становится меньше и стук в двигателе пропадает на горячую. Также на холодном моторе может шуметь цепь ГРМ.
Дело в том, что давление масла после пуска ДВС бывает недостаточным. Если конструктивно предусмотрен гидравлический натяжитель цепи ГРМ, натяжения попросту недостаточно и появляется шум, который исчезнет с прогревом.
Часто на холодную стучат и гидрокомпенсаторы, причем это считается нормой. Если же стук гидрокомпенсаторов не пропадает после прогрева, а также не помогает смена масла и промывка системы смазки, тогда гидрокомпенсаторы нужно менять.
Теперь перейдем к проблеме стука мотора после выхода на рабочие температуры. Сразу отметим, если мотор стучит «на горячую», проблемы могут быть более серьезными по сравнению с шумами непрогретого ДВС.
Прежде всего, может стучать коленвал или детали ЦПГ. Это указывает на большой износ. В двух словах, пока мотор холодный, масло менее текучее и не так сильно разжижено. Фактически, смазка заполняет увеличенные от износа зазоры.
В результате стуков в сопряженных парах после запуска холодного мотора нет. Однако по мере прогрева силовой установки масло становится жидким и стук начинает проявляться, причем достаточно отчетливо.
Если точнее, стук в двигателе на горячую указывает на то, что зазор увеличен в области коренных подшипников (между коренными вкладышами и шейками коленчатого вала). Также зазоры могут быт увеличены в шатунных подшипниках, хотя на практике в этом случае чаще слышен металлический стук в двигателе, причем независимо от того, холодный или прогретый двигатель.
Еще стуки на горячую могут проявляться тогда, когда трескается поршневой палец, а также если трещины образовались на юбке поршня. Так или иначе, стук в моторе после прогрева требует прекращения эксплуатации и немедленной диагностики.
Еще одной распространенной проблемой является стук в двигателе на холостых, то есть когда мотор (независимо от степени прогрева) работает в режиме холостого хода. Если же поднять обороты, стуки и шумы пропадают или становятся менее интенсивными.
Сразу отметим, стуки на холостых могут указывать как на то, что какая-либо деталь задевает за другую от вибраций (например, могут стучать крышки, кожухи и т.д.), так и на люфты различных шкивов, шестеренок и приводов.
Как видно, причин для стука двигателя много, по этой причине важно локализовать источник как можно точнее. Теперь давайте остановимся на самых распространенных неполадках и рассмотрим наиболее частые источники шумов в двигателе более подробно.
Стук в головке блока цилиндров
Обычно, если речь заходит о стуках в области ГБЦ, чаще всего стучат клапана или гидрокомпенсаторы. Также клапанный стук можно услышать на моторах с ГК, а не только в агрегатах, которые имеют механический привод клапанов.
Так или иначе, стук гидрокомпенсаторов нужно устранять присадкой, промывкой или заменой, а клапана следует регулировать. Если же данные процедуры не помогают, тогда высока вероятность износа кулачков распредвала.
Также может появиться зазор между толкателем и посадочным местом, торец клапана имеет износ, пришли в негодность регулировочные шайбы и т.д. Еще в ГРМ шумы и стуки часто издает цепь, в механизмах с ременным приводом нередко выходят из строя натяжные ролики.
Следует помнить, что в головке изнашиваются и втулки клапанов, седла, постепенно образуется выработка постели распредвала. Сами стуки в ГБЦ могут по тональности меняться от звонких высокочастотных до низких и рокочущих.
При этом важно понимать, что езда со стуками и шумами в механизме газораспределения недопустима по ряду причин. Например, увеличенные зазоры ухудшают герметичность камеры сгорания, мотор теряет мощность, отмечается быстрый износ деталей ГРМ.
Если зазоры слишком большие, могут вылететь регулировочные шайбы, что приведет в негодность распредвал и т.д. В случае, когда стучат гидрокомпенсаторы, сильно изнашиваются кулачки распредвала.
Стук в блоке цилиндров двигателя
Появление стука в БЦ, особенно если локализуется стук в нижней части двигателя, часто указывает на проблемы с КШМ. Такие стуки говорят о серьезной поломке, двигатель нужно прекратить эксплуатировать. В противном случае можно привести в негодность коленчатый вал.
Если же застучали шатунные вкладыши, дальнейшая езда приведет к отрыву крышки шатуна, затем будет пробит блок цилиндров. В этом случае может потребоваться менять весь двигатель на контрактный.
Стук шатунных шеек металлический, отличается резкостью, особенно если нажать на газ. Также в подобной ситуации падает давление масла, загорается лампочка давления масла на панели приборов. Снижение давления приводит к тому, что двигатель может заклинить уже через несколько минут работы под нагрузкой.
Также стучать могут коренные шейки коленвала. Такой стук более низкий, по мотору идет вибрация. Причина – в результате износа коренных шеек появляется зазор между шейками коленвала и опорами в блоке. Еще такой стук может появиться по причине низкого давления в системе смазки, что приводит к появлению задиров на шейках вала.
Отметим, что если проблема в коренных шейках вала, до места ремонта можно доехать своим ходом, чего не скажешь о стучащих шатунных подшипниках. Однако и в этом случае никаких серьезных нагрузок на ДВС давать нельзя, а сам двигатель нужно ремонтировать сразу.
Теперь перейдем к ЦПГ. Если стала стучать поршневая группа, это говорит об увеличении зазора между поршнем и цилиндром, а также возникновении дефектов как на гильзе, так и на самом поршне.
Еще следует отметить, что причиной стуков также может оказаться поршневой палец и место его соединения с шатуном. Например, если палец выдвинут из поршня, тогда он может бить по стенке цилиндра. Причина — недостаточная запрессовка пальца или стопор на поршне вылетел (в зависимости от типа посадки поршневого пальца на том или ином ДВС, которая бывает «горячей» и «плавающей»).
Шумы и стуки в навесном оборудовании ДВС
Как уже было сказано выше, стучать может не сам двигатель, а его навесное оборудование. Дело в том, что в силовой установке может шуметь или застучать помпа, стартер, генератор и т.д. Также не следует исключать возможных проблем с КПП.
Как определить, что стучит в двигателе
Рекомендуем также прочитать статью о том, как точно определить, что стучит в двигателе. Из этой статьи вы узнаете о различных доступных способах диагностики и определения стуков и шумов в ДВС.
При этом диагностировать проблему легче, чем в случае с двигателем. Для проверки нужно снять ремень с того или иного агрегата, после чего оценить уровень шума, запустив ДВС. Также после снятия ремня следует прокрутить валы и шкивы, чтобы точно определить источник стука или шума.
Что в итоге
Как видно, причин для стука в моторе существует достаточно много. При этом стук в двигателе может появляться и пропадать (в зависимости от нагрева и степени нагрузки на ДВС).
Для точного определения поломки в ряде случаев двигатель нужно разбирать и проводить дефектовку. Данная процедура позволяет оценить состояние деталей ЦПГ, КШМ, ГРМ и т.д. на предмет выработки и увеличения зазоров, задиров, трещин и других дефектов.
Cпециалист по ремонту двигателей определяет возможность восстановления (ремонта) или же принимает решение о полной замене изношенных и поврежденных элементов. Например, коленчатый вал во многих случаях шлифуют, блок цилиндров гильзуют/растачивают, тогда как поршни, поршневые кольца, шатуны и другие детали принято менять. Что касается ГРМ, распредвал также подлежит шлифовке или замене, клапана нередко меняют на новые.
Напоследок отметим, что ремонт двигателя, как частичный, так и капитальный, является дорогостоящей и сложной процедурой. По этой причине следует использовать только высококачественные запчасти и доверять такую работу исключительно проверенным и квалифицированным специалистам.
90000 Pistons Guide • Muscle Car DIY 90001 90002 Pistons must withstand tremendous heat and cylinder pressures during their four-stroke cycle. Pistons take quite a beating, especially in high-performance or racing applications. High-compression ratios and / or cylinder pressure boosting with nitrous injection, turbocharging, or supercharging places greater demands on the piston. Add to this the possibility of detonation, and you’re asking too much from these slugs. For any serious build, it’s imperative to use forged or billet pistons.Cast pistons, even today’s hypereutectic pistons, simply do not hold up to extreme demands. 90003 90002 90003 90006 90007 90008 This Tech Tip is From the Full Book, MODERN ENGINE BLUEPRINTING TECHNIQUES: A PRACTICAL GUIDE TO PRECISION ENGINE BUILDING. For a comprehensive guide on this entire subject you can visit this link: 90009 90007 LEARN MORE ABOUT THIS BOOK HERE 90009 90002 90003 90002 90015 SHARE THIS ARTICLE: 90016 Please feel free to share this article on Facebook, in Forums, or with any Clubs you participate in.You can copy and paste this link to share: 90015 https://musclecardiy.com/performance/how-to-blueprint-engines-pistons-guide/ 90016 90003 90006 90002 90022 90003 90024 90025 Performance Pistons 90026 90027 90002 Current-day OEM pistons are most commonly hypereutectic, which means they are precision-cast pistons with a high silica content. Hypereutectic pistons are much stronger and more stable than the cast pistons of old, and are generally good for up to about 400 hp. 90003 90002 A step up is forged or billet pistons for much-improved strength.Forged aluminum pistons start as a dense forging and are then CNC machined to final shape. Billet pistons begin as a dense-alloy billet block and are fully CNC machined to the final product. Billets are more expensive, mostly due to the waste of material that’s machined away during manufacturing. 90003 90002 If you’re building a performance engine from scratch, going to forged or billet simply makes sense. They’re stronger and you have a much wider range of sizes and configurations available. If you’re upgrading an OEM engine with hypereutectics, or if you’re overboring and / or changing compression ratio, altering stroke, etc., Forged and billet pistons are readily available in any configuration. Hypereutectic pistons are primarily available as direct replacements for rebuilds. 90003 90002 If you plan to boost cylinder pressure with nitrous or forced induction, you must upgrade to forged or billet pistons. They withstand combustion temperatures better than cast or hypereutectic pistons. 90003 90002 90022 90003 90039 90002 You can use an inside micrometer or telescoping gauge to measure the pin bore diameter. This is an important measurement when blueprinting the pistons.90003 90002 The following are features commonly found on performance pistons. 90003 90002 90045 90025 Vertical Gas Ports 90026 90048 90003 90002 These small, vertical holes in the piston deck (around the perimeter area of the piston deck) allow combustion pressure to directly enter behind the top ring (on the power stroke). This pressurizes the area behind the top ring for improved ring sealing (the pressure pushes the top ring against the cylinder wall). During operation other than the power stroke, the top ring experiences normal pressure and less drag.90003 90002 90022 90003 90055 90002 These cutaways provide an example of material thickness in strategic areas between a normally aspirated application (left) and a piston designed for use with heavy nitrous injection. (Photo Courtesy Diamond Racing Products) 90003 90002 Drag racing is the most common application. 90003 90002 90045 90025 Lateral Gas Ports 90026 90048 90003 90002 These very small slots are milled into the top (roof) of the top ring grooves, providing a path for combustion pressure to push the top rings out against the cylinder wall for improved ring seal.90003 90002 This type of gas porting is most commonly used in circle track applications. 90003 90002 90003 90072.90000 Diagnosing Engine Noise Using Your Ear and Simple Tools 90001 90002 Using the following engine noise symptoms, try to identify the one similar to the noise coming from your engine block. Carefully read the diagnostic description and see if it would apply to the sound coming from your engine. Take into account what you know about the noise, your car’s maintenance history, and any problems your engine may have experienced or is experiencing now. 90003 90004 1. I Hear a Bell-Like Sound 90005 90002 A bell-like sound coming from the engine block is usually called «piston slap,» but some may describe it as «piston knock» as well.90003 90002 This is a metallic sound produced by the piston as it slaps back and forth against the cylinder wall. You’ll hear this sound mostly when the engine is cold. The sound will increase in pitch as you accelerate. 90003 90002 90011 Causes for piston slap: 90012 90003 90014 90015 Worn piston skirt 90016 90015 Worn cylinder wall 90016 90015 Damaged piston 90016 90021 90002 Once the engine reaches operating temperature, the sound seems to go away. 90003 90004 2. I Hear a Double Click 90005 90002 A metallic, double-click type of sound is usually heard with the engine at idle or at low speed.90003 90002 90011 Causes for a double-click sound: 90012 90003 90014 90015 Worn piston pin (also called a wrist pin) 90016 90015 Poor lubrication 90016 90015 Connecting rod wear 90016 90015 Worn bearings 90016 90021 90004 3. I Hear a Rapping Sound 90005 90002 This sound is more like a sharp, metallic rap coming from the engine block. 90003 90002 90011 Causes for rapping sound: 90012 90003 90014 90015 Worn piston pin or bushing 90016 90015 Poor lubrication 90016 90021 90002 Most likely you’ll be able to hear the rapping sound with the engine at idle and at operating temperature.90003 90004 4. I Hear a Ticking Sound When Accelerating 90005 90002 Some describe this engine noise as a ticking, clicking, chattering or a high-pitched rattle. It can become noisier during acceleration. 90003 90002 90011 Causes for a ticking sound: 90012 90003 90014 90015 Worn piston rings 90016 90015 Broken ring lands 90016 90015 Worn cylinder wall 90016 90021 90002 Usually, a loose or broken piston ring can be diagnosed with a leak-down test. 90003 90004 5. I Hear a Rod Knock Sound 90005 90002 This is perhaps a tricky sound to identify.A rod knock usually comes from a worn rod bearing, which can produce a light tap or a louder metallic knock sound. And it’s usually heard with the engine at idle or at a slightly higher engine speed. 90003 90002 90011 Causes for a rod knock sound: 90012 90003 90014 90015 Worn rod bearing 90016 90015 Worn crankshaft 90016 90015 Poor lubrication 90016 90021 90002 A quick-and-dirty type of diagnostic is to briefly step on and release the accelerator. You’ll hear the sound increasing in volume.90003 90004 6. I Hear the Engine Knocking 90005 90002 This type of knocking sound is heard as a dull, steady knock, most often when the engine is cold and louder during acceleration. 90003 90002 90011 Causes for engine knocking: 90012 90003 90014 90015 Worn main bearings 90016 90015 Worn crankshaft 90016 90021.