În special supuse uzurii sunt părțile principale ale motorului - pistoanele cu segmente de piston, biele și cilindri. Performanța pistoanelor motorului este cea mai impresionantă. La urma urmei, mișcându-se înainte și înapoi între punctele moarte de sus și de jos, aceștia acoperă o distanță uriașă. Deci, cu o viteză a arborelui cotit de 5000 rpm și o cursă a pistonului de 75 mm, cursa totală a pistonului pe minut este de 375 m. Pentru o oră de funcționare, această distanță va fi deja de 2 km 250 m, iar pentru o lună de funcționare, 8 ore pe zi, excluzând weekend-urile, pistonul se va mișca 460 km. Cu exploatarea intensivă a mașinii timp de 5 ani (și anume, o astfel de durată de funcționare a mașinii înainte de revizie este confirmată de statistici) pistonul va parcurge o distanta de 24.000 km!
Deci, uzura pistonului și a pieselor asociate este inevitabilă. Cu toate acestea, valorile de uzură ale grupurilor de piston (segmente piston-piston) înainte de revizuirea motoarelor diferitelor companii sunt foarte diferite unele de altele. Așadar, limita de uzură a pistoanelor și a segmentelor de piston ale motoarelor Mercedes-Benz, Volkswagen, BMW, majoritatea companiilor americane și japoneze, apare după un parcurs de aproximativ 300.000 km. În același timp, motoarele altor modele, să zicem, mai puțin avansate trebuie înlocuite cu pistoane și segmente de piston după 50.000 km de rulare (de aproape 10 ori mai putin!).
Care este motivul aici? Și cum depinde durabilitatea acestor piese de condițiile de funcționare? Pentru a răspunde la aceste întrebări, luați în considerare două modele tipice de grupuri de piston ale unui motor pe benzină și unui motor diesel. Amintiți-vă, în primul rând, că presiunea gazelor din interiorul cilindrilor acestor motoare la începutul cursei de lucru diferă de aproximativ două ori. Într-un motor cu carburator sau într-un motor cu injecție directă de benzină este de 40-55 kg/cm2, într-un motor diesel este de 70-80 kg/cm2. Prin urmare, pistoanele motoarelor pe benzină și diesel diferă unele de altele, deși principalele lor soluții de proiectare sunt aceleași.
Un piston tipic al motorului cu carburator este turnat dintr-un aliaj de aluminiu și acoperit la exterior cu un strat de tablă pentru a îmbunătăți lucrabilitatea la oglinda cilindrului: partea superioară - capul - are un diametru mai mic cu 0,1 mm decât diametrul interior al cilindrului.. Acest lucru se face pentru a preveni blocarea capului în cilindru atunci când este încălzit. Două inele de compresie și un inel de raclere a uleiului sunt plasate în canelurile inelare. Partea inferioară a pistonului - fusta - este ovală în secțiune transversală și are o formă conică în înălțime: în partea superioară există un diametru mai mic decât în cea inferioară. În plus, două inserții termostatice din oțel sunt topite în interiorul bofurilor pistonului cu găuri pentru bolțul pistonului. Toate acestea se fac pentru a preveni o creștere a frecării între manșon și oglinda cilindrului atunci când pistonul este încălzit. Având un coeficient de dilatare termică mai mic decât aluminiul, aceste inserții strâng manta într-o direcție perpendiculară pe axa bolțului pistonului.
Orificiul pentru bolțul pistonului la motoarele moderne este de obicei deplasat de pe axa de simetrie în partea dreaptă a motorului. Pentru asamblarea corectă a pistonului cu biela și montarea acestora în cilindrul motorului, există un semn în apropierea orificiului boșului, care trebuie întors spre partea din față a motorului. O astfel de deplasare se face pentru a reduce componenta laterală a forței de presiune a gazului care presează pistonul pe una dintre laturile cilindrului pe cursă "cursa de lucru".
De asemenea, biela trebuie să fie corect orientată în motor. Pe partea frontală există găuri pentru un jet de ulei direcționat pe partea încărcată a oglinzii cilindrului (unele motoare nu au această gaură). Lagărele și capacul bielei sunt de asemenea marcate pentru asamblarea corectă. De la precizia fabricării pistonului și selecția corectă a acestuia până la alezajul cilindrului, performanța și durabilitatea ulterioară a acestuia depind în mod semnificativ. Producătorii de automobile de top folosesc astăzi un sistem conform căruia pistoanele sunt de obicei împărțite în cinci sau șase clase cu 0,01 mm în ceea ce privește diametrul exterior. În plus, acestea sunt împărțite în 3-4 categorii cu 0,004 mm în funcție de diametrul orificiului știftului pistonului. Cilindrii motorului au, de asemenea, o împărțire similară în cinci clase. Un astfel de sistem vă permite să selectați cu cea mai mare precizie pistonul din clasa corespunzătoare pentru orice cilindru, chiar uzat, și știftul din categoria dorită la orificiul din șef și la biela. Pentru revizia motoarelor, care constă de obicei în cilindri de găurit, firmele produc pistoane de reparații supradimensionate.
Pistonul unui motor diesel modern este proiectat să reziste la presiuni mai mari, deci are un fund și bofe mai gros. În plus, designul pistonului diesel este oarecum diferit de cel considerat mai devreme. Principala diferență este amplasarea camerei de ardere direct în capul pistonului. Deoarece arderea are loc atunci când pistonul este aproape de punctul mort superior, gazele fierbinți încălzesc capul pistonului mai mult, iar pereții din partea superioară a cilindrului se încălzesc relativ mai puțin decât la motoarele pe benzină. Pentru etanșarea fiabilă a pistonului în cilindru, pe suprafața sa exterioară sunt realizate cinci caneluri pentru segmentele pistonului. Inelele de compresie sunt instalate în primele trei caneluri. În canelurile inferioare sunt două inele de raclere a uleiului. Multe companii produc inele de compresie dreptunghiulare, care practic nu sunt diferite de inelele pentru motor pe benzină. Cu toate acestea, mai progresiv, deși mai scump, este designul cu o suprafață de lucru conică. Unghiul de înclinare al generatricei conului pentru astfel de inele este de obicei de 10°. Utilizarea inelelor conice oferă o oarecare creștere a durabilității lor, deoarece "cursa de lucru" componenta forței de presiune a gazului pe suprafața conică a inelului o apasă suplimentar pe oglinda cilindrului. O caracteristică a întreținerii și reparației pistoanelor cu inele de compresie conice este controlul precis al jocurilor. Decalajele dintre canelură și inelele raclete de ulei sunt controlate în același mod ca la motoarele pe benzină.
Forțele de frecare dintre suprafețele mantalei pistonului și alezajul cilindrului sunt mai mari la motoarele diesel decât la motoarele pe benzină. Pentru a crește durabilitatea, în firmele moderne se aplică un strat de un strat special de grafit coloidal pe suprafața mantalei pistonului. Îmbunătățește foarte mult rularea pistonului la cilindru și îi prelungește durata de viață înainte de revizie. Un tratament similar al suprafețelor de frecare ale pistoanelor este utilizat astăzi pe motoarele pe benzină.
Pe lângă uzura suprafețelor fustei, se uzează și canelurile pentru inelele de compresie ale pistonului. În plus, canelura inelului racletei de ulei se uzează, deși această uzură este de obicei mult mai mică. Pe măsură ce canelurile se uzează, inelele încep să se miște din ce în ce mai rapid în jos și în sus pe înălțimea canelurii, iar așa-numita acțiune de pompare a inelelor devine din ce în ce mai vizibilă. Acest lucru se manifestă prin consumul din ce în ce mai mare de ulei de carter motor. Odată ajuns în camera de ardere, arde acolo, formând fum albastru care iese din țeava de eșapament a mașinii. Cu uzura semnificativă a canelurilor, înlocuirea inelelor cu altele noi nu îmbunătățește prea mult situația. Există o nevoie obiectivă de a înlocui întregul grup de piston cu un alezaj de cilindru extrem de dorit pentru o dimensiune de reparație. Toate tipurile de purtare descrise sunt un proces natural și, din păcate, inevitabil.
Referinţă
Uzura naturală a motorului poate fi tratată cu succes, extinzându-i performanța. America nu ar trebui să fie deschisă aici. Trebuie doar să îndepliniți cu scrupulozitate cerințele pentru operarea mașinii, să utilizați filtre de ulei și ulei de înaltă calitate și să reglați corect echipamentul de combustibil. Rezultate bune se obțin prin utilizarea modificatorilor de ulei și combustibil de înaltă calitate, preparate care modifică microstructura straturilor de frecare de suprafață ale motoarelor.
Împreună cu aceasta, uzura motorului, precum și întreaga mașină în ansamblu, depinde în mare măsură de șofer, de calificările și cunoștințele tehnice ale acestuia. La urma urmei, nu degeaba mașinile de aceeași marcă servesc pentru unii șoferi mult timp și fără greș, pentru alții sunt reparate aproape în fiecare săptămână. Un șofer experimentat aproape niciodată nu permite motorului să funcționeze cu suprasarcină și cu atât mai mult - detonare. Ascultă în mod constant modul în care funcționează motorul său și reacționează imediat la suprasarcină, însoțit de un sunet puternic, joasă, la o viteză redusă a arborelui cotit. Modul de accelerare al mașinii este, de asemenea, însoțit de uzura crescută a motorului. Aici se sugerează analogia cu un cal și un călăreț: un proprietar grijuliu nu își va biciui inutil prietenul cu patru picioare, forțându-l să fugă de liliac, mai ales când calul nu s-a încălzit încă. Desigur, în situații critice, șoferul își poate permite să disperseze mașina în mod celebru, extrem de brusc. Dar dacă un stil de condus atât de abrupt devine un obicei, reparația motorului unui șofer atât de nesăbuit este probabil asigurată de două ori de îndată ce este stipulată de condițiile tehnice.
Adesea există un alt tip de uzură care nu este prevăzut de nicio instrucțiune. Aceasta este o defecțiune de urgență a bielei și a grupului de piston și, mai ales, a inelelor și punților canelurilor inelare ale pistonului. La motoarele pe benzină, acest lucru se datorează în primul rând detonării. Amintiți-vă că detonarea este o ardere explozivă a unui amestec combustibil într-un cilindru, însoțită de o creștere bruscă a presiunii în camera de ardere. Aceasta echivalează cu o lovitură puternică cu un baros greu pe un piston și inele fixe. Piesele, desigur, nu sunt proiectate pentru sarcină și se pot rupe, deteriorand apoi oglinda cilindrului cu fragmente ascuțite. Există mai multe motive pentru detonare. Cu toate acestea, principalele sunt funcționarea motorului pe benzină cu un număr octanic mai mic decât cel specificat de condițiile tehnice, precum și supraîncălzirea și funcționarea pe un amestec bogat de combustibil. Un șofer experimentat trebuie să audă detonații când motorul funcționează și să reducă imediat alimentarea cu combustibil în timpul accelerației, apoi să elimine cauzele detonației. Sunetul de ciocănire este un clic metalic ascuțit care se potrivește cu frecvența rotațiilor arborelui cotit. Ele pot fi abia audibile pe fundalul altor sunete ale unui motor în funcțiune, în special cu aprinderea ușor timpurie, și dispar cu o scădere foarte ușoară a alimentării cu combustibil (gaz). O astfel de detonație abia vizibilă indică o sincronizare corectă a aprinderii, dar se întâmplă și ca detonații să apară imediat când apăsați pedala de accelerație, ceea ce, desigur, este inacceptabil, iar continuarea mișcării în acest mod echivalează cu spargerea interiorului motorului cu un ciocan.
Motoarele diesel nu sunt atât de sensibile la modificările compoziției motorinei, deși apar probleme în ele, ceea ce duce la uzura crescută a pieselor din grupul manivelei. Aceasta este, în primul rând, supraîncălzirea motorului și scăderea asociată a vâscozității uleiului, mai ales dacă este de calitate scăzută. Uzura crescută poate fi rezultatul atât al ajustării incorecte a pompei de înaltă presiune, cât și al atomizării slabe a combustibilului în camerele de ardere din cauza injectoarelor defectuoase. Și, desigur, multe depind de șoferul însuși.
Deci, din cele de mai sus, putem trage astfel de concluzii generalizate. Longevitatea mașinii dvs., precum și cea a întregului vehicul, depinde de doi factori: calitatea manoperei, pentru care producătorul este responsabil și nivelul de întreținere, pentru care șoferul este responsabil în ultimă instanță. Acest lucru trebuie reținut atât la cumpărarea unei mașini, cât și la pregătirea și educarea șoferilor.