Механическая часть двигателя / Неисправности механической части двигателя / Износ цилиндров двигателя

Износ цилиндров двигателя

Износ цилиндров двигателя - это изменение диаметра, формы или состояния рабочей поверхности цилиндров, из-за которого поршни и поршневые кольца перестают поддерживать расчетный зазор, герметичность и правильный контроль моторного масла.

Рабочая поверхность цилиндра должна иметь заданную геометрию и микрорельеф, удерживающий масляную пленку. При овальности, конусности, полировке или появлении задиров кольца не могут равномерно прилегать по всей окружности.

Последствиями становятся снижение компрессии, прорыв газов в картер, расход масла, синий дым, нестабильная работа, стук поршней и потеря мощности.

Основное правило: компрессия, пневмотест и эндоскопия позволяют заподозрить износ, но точный диаметр, овальность и конусность определяют измерением после разборки двигателя.

Увеличение диаметра - не единственная форма износа.
Овальность означает разный диаметр в различных направлениях.
Конусность означает разный диаметр по высоте цилиндра.
Задиры являются локальным повреждением поверхности.
Нормальная компрессия не исключает начальный износ и нарушение контроля масла.
Новые кольца не исправляют деформированный цилиндр.

Содержание

Назначение цилиндра
Рабочая поверхность цилиндра
Виды износа
Овальность
Конусность
Задиры и локальные повреждения
Основные причины
Пыль и негерметичный впуск
Недостаточная смазка
Перегрев и тепловой зазор
Смывание масла топливом
Повреждение поршневых колец
Коррозия после простоя
Основные симптомы
Расход моторного масла
Синий дым
Низкая компрессия
Картерные газы
Стук поршня
Порядок диагностики
Измерение компрессии
Пневмотест
Эндоскопия
Проверка после разборки
Измерение нутромером
Поршень и рабочий зазор
Хонингованная поверхность
Варианты ремонта
Когда недостаточно заменить кольца
Последствия эксплуатации
Профилактика
Товарные группы TESMA
Частые вопросы

Назначение цилиндра двигателя

В цилиндре перемещается поршень, а над ним происходит сжатие и сгорание смеси. Стенка цилиндра:

направляет движение поршня;
служит рабочей поверхностью для колец;
передает тепло системе охлаждения;
удерживает масляную пленку;
воспринимает боковую нагрузку;
поддерживает герметичность камеры сгорания.

Из-за наклона шатуна поршень прижимается к разным сторонам цилиндра с неодинаковым усилием. Поэтому износ по окружности развивается неравномерно.

Рабочая поверхность цилиндра

После правильной обработки на поверхности остается пересекающийся микрорельеф, удерживающий моторное масло.

Он обеспечивает:

смазку колец;
правильную приработку;
удаление избытка масла;
защиту от сухого трения;
равномерный контакт поверхностей.

Слишком грубая поверхность быстро стирает кольца. Слишком гладкая не удерживает достаточное количество масла.

Видимые риски хонингования не доказывают правильную геометрию цилиндра.

Основные виды износа

Увеличение диаметра

Рабочая поверхность постепенно стирается, увеличивая зазор поршня.

Овальность

Диаметр различается в двух направлениях на одном уровне.

Конусность

Диаметр отличается в верхней, средней и нижней частях.

Полировка

Поверхность становится гладкой и хуже удерживает моторное масло.

Задиры

Возникают вертикальные борозды из-за прямого контакта поршня, кольца или абразива со стенкой.

Коррозионные раковины

Появляются после воды, антифриза или длительного хранения.

Овальность цилиндра

Овальность возникает из-за боковой нагрузки поршня, неравномерного охлаждения, деформации блока или ошибок обработки.

Она приводит к:

неполном прилегании колец;
прорыву газов;
расходу масла;
локальному износу колец;
стуку поршня;
неправильной приработке новых деталей.

Для определения овальности диаметр измеряют в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

Конусность цилиндра

Верхняя рабочая зона получает максимальную температуру и давление, поэтому часто изнашивается сильнее.

На границе хода верхнего кольца может появляться выраженный поясок. Он способен повреждать новое кольцо.

Конусность определяют измерениями на нескольких уровнях.

Задиры и локальные повреждения

Задиры возникают при разрушении масляной пленки.

Причины:

перегрев поршня;
маленький тепловой зазор;
масляное голодание;
сломанное кольцо;
повреждение поршня;
абразив;
неисправная форсунка;
смывание масла топливом;
детонация;
ошибки сборки.

Способ ремонта зависит от глубины повреждения, материала блока и доступного ремонтного размера.

Основные причины износа

большой ресурс двигателя;
пыль через впуск;
неправильно установленный воздушный фильтр;
низкий уровень масла;
неподходящая вязкость;
длительные интервалы замены;
перегрев;
повреждение колец;
неправильный зазор поршня;
избыток топлива;
неисправные форсунки;
пропуски сгорания;
детонация;
антифриз в цилиндре;
коррозия;
ошибки хонингования;
неправильный ремонтный размер;
деформация блока;
ошибки сборки.

Пыль и негерметичный впуск

Пыль работает как абразив и одновременно повреждает кольца, поршни и цилиндры.

Проверяют корпус, крышку, патрубки, соединения турбокомпрессора и наличие пыли после фильтра.

Воздушный фильтр должен быть правильно установлен и плотно прилегать к корпусу.

Недостаточная смазка

Масляная пленка нарушается при низком уровне, перегреве, неправильной вязкости, разбавлении топливом и неисправности системы смазки.

Дополнительно проверяют форсунки охлаждения поршней и масляные каналы.

Густое масло или присадка не восстанавливают поврежденную геометрию.

Перегрев и тепловой зазор

Нагретый поршень расширяется. При чрезмерной температуре или слишком маленьком рабочем зазоре он прижимается к стенке и разрушает масляную пленку.

После перегрева проводится эндоскопия цилиндров двигателя.

Подробнее: «Что проверить после перегрева двигателя».

Смывание масла топливом

Негерметичная или неправильно работающая форсунка подает слишком много топлива, которое смывает масло со стенки.

Аналогичная ситуация возможна при невоспламенении смеси, частых неудачных запусках и незавершенных регенерациях сажевого фильтра.

Топливо также разжижает масло в картере.

Повреждение поршневых колец

Сломанное кольцо может создать глубокую вертикальную борозду.

Износ поршневых колец и цилиндров обычно связан:

деформированный цилиндр нарушает прилегание кольца;
сломанное кольцо повреждает цилиндр;
абразив изнашивает обе поверхности;
перегрев влияет на весь узел.

Коррозия после длительного простоя

Вода и охлаждающая жидкость вызывают раковины на рабочей поверхности.

Причинами могут быть повреждение прокладки головки, трещина, попадание воды через впуск или неправильное хранение разобранного двигателя.

Основные симптомы

расход моторного масла;
синий или сизый дым;
низкая компрессия;
картерные газы;
плохой запуск;
потеря мощности;
повышенный расход топлива;
масляный нагар на свечах;
стук поршня;
нестабильная работа цилиндра;
загрязнение катализатора;
видимые задиры;
большая утечка в картер при пневмотесте.

Равномерно изношенный двигатель может продолжать работать относительно ровно.

Подробнее: «Почему мотор может работать ровно, но иметь серьезные проблемы».

Расход моторного масла

В деформированном цилиндре маслосъемное кольцо не может равномерно удалять масло.

Перед разборкой исключают наружные течи, маслосъемные колпачки, турбокомпрессор, вентиляцию картера и неправильную вязкость масла.

Синий дым

При износе цилиндров дым часто усиливается под нагрузкой, но аналогичный симптом создают турбокомпрессор и клапанные уплотнения.

Используется анализ цвета выхлопного дыма.

Подробнее: «Почему из выхлопа идет синий дым».

Низкая компрессия

Изношенная стенка увеличивает утечку между кольцами и цилиндром.

Возможны:

низкий показатель в одном цилиндре;
равномерное снижение во всех цилиндрах;
рост компрессии после мокрого теста;
нормальная компрессия при неисправности маслосъемного узла.

Измерение компрессии двигателя не определяет диаметр и форму цилиндра.

Картерные газы

При плохом прилегании колец увеличивается количество газов, проходящих в картер.

Возникают давление, масляный туман, течи через сальники и масло во впуске.

Сначала необходимо проверить вентиляцию картера.

Стук поршня

При большом зазоре поршень сильнее перекладывается между стенками и создает полый металлический звук.

На холодном двигателе шум иногда сильнее, но по звуку нельзя поставить окончательный диагноз.

Используется диагностика шумов двигателя.

Порядок диагностики

Зафиксировать расход масла.
Уточнить историю перегрева и ремонта.
Проверить наружные течи.
Проверить фильтр и впуск.
Проверить вентиляцию картера.
Проверить турбокомпрессор.
Оценить дымность.
Осмотреть свечи.
Измерить компрессию.
Провести мокрый тест.
Выполнить пневмотест.
Провести эндоскопию.
Оценить картерные газы.
Проверить масло и фильтр.
Разобрать двигатель при подтвержденной необходимости.
Измерить цилиндры и поршни.

Измерение компрессии

Оценивают абсолютное значение, разницу между цилиндрами и скорость роста давления.

Низкий результат может быть связан не только с цилиндром, но и с кольцами, поршнем, клапаном, фазами или прокладкой головки.

Пневмотест цилиндров

При пневмотесте цилиндров выход воздуха в картер указывает на направление поршневой группы.

Тест не измеряет овальность и конусность. Результат зависит от температуры, давления и положения поршня.

Эндоскопия цилиндров

Камера показывает:

задиры;
стирание поверхности;
перегрев;
коррозию;
масло;
нагар;
повреждение поршня.

Эндоскоп не измеряет форму и диаметр цилиндра.

Проверка после разборки

поясок износа;
царапины и задиры;
диаметр на разных уровнях;
овальность;
конусность;
хонингованную поверхность;
диаметр поршней;
рабочий зазор;
канавки поршней;
зазоры колец;
состояние гильз;
плоскость блока;
трещины.

Измерение цилиндра нутромером

Индикаторный нутромер настраивают по микрометру или эталону.

Измерения выполняют:

в верхней части;
в средней части;
в нижней рабочей зоне;
вдоль оси коленчатого вала;
в перпендикулярном направлении.

Результаты сравнивают с заводскими данными конкретного двигателя.

Поршень и рабочий зазор

Диаметр поршня измеряют в предусмотренной производителем точке.

Проверяют спідницу, трещины, деформацию, канавки, перегородки, палец и следы перегрева.

Рабочий зазор определяют по фактическим размерам поршня и цилиндра.

Хонингованная поверхность

Правильная поверхность должна удерживать масло и обеспечивать приработку колец.

Ошибки:

слишком грубая обработка;
слишком гладкая обработка;
неравномерный рисунок;
оставленные задиры;
неустраненная овальность;
неправильный диаметр;
остатки абразива.

Варианты ремонта

Хонингование

Применяется при допустимой геометрии для восстановления рабочей поверхности.

Расточка

Цилиндры обрабатывают под ремонтные поршни и кольца.

Гильзовка

Поврежденный цилиндр восстанавливают установкой новой гильзы с правильной посадкой и геометрией.

Восстановление алюминиевого блока

Блоки со специальными рабочими поверхностями требуют специализированной технологии.

Замена блока или двигателя

Применяется при критических повреждениях, трещинах или экономической нецелесообразности ремонта.

Когда недостаточно заменить кольца

диаметр превышает допуск;
большая овальность;
большая конусность;
глубокие задиры;
полированная поверхность;
большой зазор поршня;
изношенные канавки;
поврежденные перегородки;
невозможно правильно подготовить поверхность;
не устранена первичная причина.

Последствия эксплуатации

рост расхода масла;
масляное голодание;
загрязнение свечей;
пропуски сгорания;
повреждение катализатора;
засорение сажевого фильтра;
снижение компрессии;
потеря мощности;
давление в картере;
течи через сальники;
поломка колец;
повреждение поршня.

Профилактика

использовать качественный воздушный фильтр;
проверять герметичность впуска;
применять масло с правильным допуском;
не затягивать интервалы замены;
контролировать уровень масла;
не нагружать холодный двигатель;
не допускать перегрева;
проверять форсунки;
устранять пропуски сгорания;
контролировать попадание топлива в масло;
тщательно очищать блок после обработки;
соблюдать ремонтные зазоры.

Подробнее: «Почему фильтры в автомобиле важнее, чем кажется».

Товарные группы TESMA

Цилиндропоршневая группа

Обслуживание двигателя

Замена агрегата

двигатели в сборе.

Детали подбирают по VIN, коду двигателя, OEM-номеру и точному номинальному или ремонтному размеру.

Частые вопросы

Можно ли определить износ без разборки?

Можно подтвердить направление диагностикой, но точную геометрию измеряют после разборки.

Всегда ли снижается компрессия?

Нет. Начальный или равномерный износ может не создавать резкого падения.

Видна ли овальность эндоскопом?

Нет. Эндоскоп не измеряет форму цилиндра.

Чем овальность отличается от конусности?

Овальность - разница диаметров в разных направлениях. Конусность - разница диаметров по высоте.

Можно ли убрать задиры хонингованием?

Только при небольшой глубине и сохранении допустимой геометрии после обработки.

Помогут ли новые кольца?

Только при исправной геометрии цилиндров и поршней.

Что означает зеркальная поверхность?

Она может указывать на полировку и потерю масляного микрорельефа.

Почему один цилиндр поврежден сильнее?

Возможны неисправная форсунка, локальный перегрев, сломанное кольцо, недостаточная смазка или попадание жидкости.

Всегда ли блок можно расточить?

Нет. Возможность зависит от материала, покрытия, толщины стенок и наличия ремонтных деталей.

Связанные страницы базы знаний TESMA

Что еще прочитать по этой теме

Вывод

Износ цилиндров включает увеличение диаметра, овальность, конусность, полировку, коррозию и локальные задиры.

Расход масла, синий дым, низкая компрессия и картерные газы определяют направление диагностики, но точную геометрию показывают только измерения нутромером.

Способ ремонта выбирают по фактическому состоянию блока. Новые кольца не могут компенсировать значительную овальность, конусность или глубокие повреждения рабочей поверхности.