Общие сведения о расходе масла
Общий расход масла двигателя слагается в основном из расхода масла (сжигаемого в камере сгорания) и потерь масла (негерметичности). Вопреки господствующему и широко распространенному мнению расход масла, попадающего в камеру сгорания через поршни и поршневые кольца, сегодня играет лишь второстепенную роль.
Благодаря постоянному усовершенствованию двигателей удалось также усовершенствовать и оптимизировать конструкцию деталей, составы материалов и технологические процессы их производства. Износ цилиндров, поршней и поршневых колец и вытекающий из этого расход масла поэтому сегодня можно считать величиной, которую можно не учитывать. Достигаемый сегодня большой пробег и уменьшившееся число повреждений кривошипношатунного механизма являются доказательством этого факта.
Расход масла, проникающего между поршневыми кольцами и стенкой цилиндра в камеру сгорания, однако невозможно полностью исключить по техническим причинам, а лишь свести к минимуму. Сопряженные элементы скольжения, т. е., поршни, поршневые кольца и рабочая поверхность цилиндра, требуют постоянной смазки для беспрепятственной эксплуатации. Во время сгорания масляная пленка, остающаяся на стенке цилиндра, подвергнута высоким температурам процесса горения. В зависимости от мощности двигателя, нагрузки на него и температуры здесь испаряется или сжигается определенное количество моторного масла.
Ориентировочно можно сказать, что нормальный расход масла колеблется от 0,2 до макс. 1,5 г/кВтч. Причина износа поршня, поршневых колец и цилиндров и вытекающего из этого повышенного или чрезмерного расхода масла в большинстве случаев не связана с самими конструктивными элементами. Почти всегда износ элементов вызван внешними воздействиями. Нарушения режима сгорания из-за дефектов в системе приготовления смеси, загрязнения, попадающие в двигатель извне, недостаточное охлаждение двигателя, нехватка масла, масла неподходящих марок и неправильная сборка являются основными причинами преждевременного износа и вытекающего из этого повышенного расхода масла. Подробные описания повреждений, касающихся поршней и цилиндров, приведены на нижеследующих страницах.
Неправильный монтаж маслосъемного кольца (повышенный расход масла после ремонта двигателя)
Описание повреждения
На кольцах невидноявных или поддающихся измерению следов износа. На поршнях также не имеется признаков износа (рис. 1). Маслосъемное кольцо в данном случае представляет собой так называемое трехсоставное кольцо, состоящее из расширителя и двух боковых пластин. Оба конца расширителя обычно имеют стыковое соединение. В данном случае, однако, расширитель был неправильно установлен и последнее звено соединено внахлест.
Оценка повреждения
Из-за стыка расширителя внахлест сокращается окружная длина и напряжение для пластин теряется. Пластины больше не прилегают к стенке цилиндра плотно и не могут снимать масло. Масло попадает в камеру сгорания и сжигается там. Расход масла резко повышается!
Возможные причины повреждения
- Уже при сборке поршня и его вводе вместе с кольцами в отверстие цилиндра не было уделено должного внимания на правильный монтаж расширителя. Как правило концы расширителя имеют разные цвета, напр., левый конец стыка – зеленый цвет правый конец стыка – красный цвет.
Внимание!
После монтажа пластинчатых колец должны быть видны оба цвета расширителя. Поэтому всегда необходимо проверить это цветовое обозначение – также в предварительно собранных поршневых кольцах – перед вводом поршня в отверстие цилиндра (рис. 3).
Износ поршней, поршневых колец и рабочей поверхности цилиндра по причине загрязнений (повышенный расход масла)
Описание повреждения
Поршень (рис. 1) имеет молочно-серое пятно контакта на юбке с тонкими небольшими продольными рисками на жаровом поясе и на юбке поршня. Риски от токарной обработки поршня на юбке полностью сношены. На рис. 3 показано увеличение части юбки поршня, на котором этот абразивный износ четко виден. Осевая высота поршневых колец существенно уменьшилась в результате износа и тем самым понизилось также тангенциальное напряжение.
Боковые поверхности компрессионных колец, особенно первого кольца, и боковые поверхности канавок под кольца изношены (рис. 2). Острые маслосъемные кромки поршневых колец имеют повреждения (рис. 4). В микроскопическом увеличении на боковых поверхностях поршневых колец видны следы в результате качения. Цилиндры имеют бочкообразный износ. Максимальная величина диаметра находится приблизительно в середине поверхности перемещения колец.
Оценка повреждения
Риски на поршнях и поршневых кольцах, матовое пятно контакта на юбке поршня, следы качения на боковых поверхностях колец (рис. 6 и 7), а также бочкообразный износ цилиндра (рис. 5) всегда являются следствием абразивных посторонних тел в масляном контуре. Изношенные на рабочих и на боковых поверхностях поршневые кольца больше не в состоянии достаточно уплотнять цилиндры от проникновения масла в камеру сгорания. Одновременно повышается давление в картере двигателя за счет газов сжигания, протекающих мимо поршней. Это избыточное давление может привести к выходу повышенного количества масла на радиальных уплотнительных кольцах для вала, на уплотнениях клапана и на других местах уплотнения. Следы результате качения на кольцах возникают в том случае, если частицы грязи откладываются в канавке колец и кольцо при своем вращении все вновь и вновь движется по частице грязи, что оставляет типичные следы.
Возможные причины повреждения
- абразивные частицы грязи, попавшие в двигатель вместе со всасываемым воздухом изза недостаточной фильтрации, напр., в результате:
- отсутствующих, дефектных, деформированных воздушных фильтров или некачественного их обслуживания
- негерметичных мест в системе всасывания, напр., перекос фланцев, отсутствие уплотнений или дефектные или пористые шланги
- частицы грязи, которые при капитальном ремонте двигателя не были полностью удалены. Часто детали двигателей при капитальном ремонте подвергаются пескоструйной или стеклоструйной обработке для очистки поверхности от трудно удаляемых отложений или остатков сгорания. Если при этом материал обработки проникает в материал двигателя и не будет тщательно удален, он может выйти в процессе работы двигателя и вызвать абразивный износ. На рисунках 8 и 9 такие частицы грязи обнаружены в лаборатории под микроскопом в поляризованном свете. Четко видны кусочки материала стеклоструйной обработки и даже еще целые стеклянные шарики.
- Частицы истирания, появляющиеся при обкатке двигателя и затем в результате слишком поздней смены масла снова попавшие через масляный контур к паре скольжения и вызывающие износ. Особенно они наносят ущерб острым маслосъемным кромкам поршневых колец.
Износ поршней, поршневых колец и рабочей поверхности цилиндра из-за переполнения топливом (повышенный расход масла)
Описание повреждения
Поршень имеет следы износа на жаровом поясе и на юбке поршня. На юбке поршня уже видны слабо развитые места трения, характерные для работы без смазки в результате переполнения топливом.
Поршневые кольца имеют очень сильный радиальный износ (рис. 1). Обе перемычки (несущие поверхности) маслосъемного кольца полностью удалены, что является признаком значительного износа (рис. 2). Для сравнения на рис. 3 показан профиль нового маслосъемного кольца (маслосъемное коробчатое пружинное поршневое кольцо со сходящимися фасками).
