Одним из основных элементов в двигателе внутреннего сгорания, а именно, в цилиндро-поршневой группе является поршень. Поршень — эта первая деталь, которая воспринимает нагрузку от взрыва в рабочей камере сгорания топливно-воздушной смеси. В цикле работы двигателя жесткой сцепкой связаны поршень, шатун и коленвал.
Что такое нагар.
Так как поршень — эта первая деталь, воспринимающая нагрузки от воспламенения горючей смеси (принимает удар на себя), она постоянно подвергается температурным, механическим и химическим воздействиям.
Нагаром называется образование слоя в результате сгоревших химических веществ, содержащихся в подаваемом топливе. В топливе содержатся различные добавки и примеси. При соприкосновении разложившихся веществ топлива с горячими деталями ДВС (поршни, цилиндры, клапана, шатуны) происходит прилипание этих веществ к горячему металлу и оседанию их. Особенно быстро на поршнях образуется нагар из-за не полного сгорания горюче-воздушной смеси и распада (разложения) моторного масла. Другими словами, нагар — это налет, который мешает нормальной работе ДВС, поэтому его надо удалять. Очисткой от нагара также называют раскоксовкой.
Образование нагара на впускных клапанах, днищах поршней, стенках камер сгорания — самое частое явление.
В состав нагара входят зола и углеродистые соединения. Твердый нагар из золы+примеси и частицы несгоревшего топлива и моторного масла, также называется, кокс. Если кокса много на нескольких деталях — это уже закоксовка двигателя.
Как очистить поршни от нагара.
Виды налета или отложений на поверхности поршня:
Так как двигатель внутреннего сгорания подвергается большим температурным нагрузкам, моторное масло разлагается и окисляется, образуя налет. Отделившиеся и прогоревшие частицы масла оседают и прикипают к деталям цилиндро-поршневой группы. Если не очищать поршни, кольца и рабочую камеру, слои отложений будут увеличиваться, что приведет к поломке ДВС.
Методы очистки от нагара и кокса
- Ручная чистка с разбором.
- Чистка специальными растворителями:
* через свечные отверстия;
* через горловину заливки масла.
Чтобы качественно очистить от нагара поршни — надо использовать метод ручной механической чистки. Выбрав такой метод, придется разобрать двигатель и демонтировать поршни. Этот процесс трудоемок, потому что нужен гараж, знания и навыке по разборке двигателя, инструменты. После разборки очистить поверхность поршней скребком, потом наждачной бумагой.
- Плюс ручной механической очистки — качественное удаление нагара, кокса, лака.
- Минус — время, труд.
Очистка поршней от нагара без разборки.
Многие выбирают второй метод очистки поршней от нагара — без разборки. При раскоксовке и залегании поршневых колец используют метод без демонтажа деталей двигателя.
Принцип такой очистки — использование специальных средств, которые способны растворить образовавшийся кокс и налет.
Заливают такие растворители коксов напрямую через отверстия для свеч зажигания (через отверстия для свеч накаливания — для дизельных агрегатов) или через систему смазки (горловина для заливки моторного масла). Залитая жидкость должна растворить образовавшийся черный нагар.
Плюсы раскоксовки и удалению нагара спец жидкостью:
- легко и быстро;
- раскоксуются маслосъемные кольца.
Минусы:
- не удаляется нагар с поверхностей рабочей камеры сгорания, поршней и клапанов;
- с сильно закоксованным двигателем не справится.
Очистка и раскоксовка бывают двух видов:
- Мягкая. Если заливать растворитель через свечные отверстия — этот способ называется «твердая» очистка.
- Твердая. Если через отверстие для заливки масла — это «мягкая» очистка.
Мягкая раскоксовка
Суть данного способа заключается в том, что перед тем, как заменить моторное масло, в двигатель заливают промывочную жидкость с эффектом раскоксовки поршневых колец (например, Ликвид Моли, XADO / Ксадо).
При использовании такого способа, надо изучить особенности эксплуатации двигателя после добавки этой жидкости в моторное масло. Как правило, нельзя давать большие нагрузки мотору (использование прицепа, большого багажа, пробуксовок, превышать средние обороты). Это связано с тем, что масло стало разбавленным, физико-химические характеристики масла изменились.
Данный способ очистки, то есть не разбирая двигатель, а используя специальную жидкость для раскоксовки и удаления нагара с деталей ЦПГ через маслозаливочное отверстие надо использовать для профилактики. Тогда будет эффект.
Твердая очистка от нагара
Если налеты на деталях цилиндро-поршневой группы и клапанах большие, тогда можно использовать неразборный метод с заливкой в цилиндры через отверстия для свечей. Залив специальный растворитель нагара напрямую в камеру сгорания, происходит размягчение и отклеивание нагара и кокса от детали. Далее, во время работы двигателя размягченные частицы налета сгорают.
Для заливки через свечные отверстия используют агрессивные растворяющие жидкости для получения максимального эффекта. Это, например, фирма Lavr / Лавр.
Правила использования специального чистящего средства через свечные отверстия:
- Измерить компрессии всех цилиндров. Это необязательно, но полезно узнать потом, получилась ли разница в значениях давления до и после очистки.
- Нагреть мотор до рабочей температуры.
- Выкрутить свечи зажигания или калильные свечи.
- Выставить все поршни в среднее положение. Для это крутить за шкив генератора на нейтралке или приподнятом домкрате на 4 или 5 скорости крутить ведущее колесо. Рулеткой или отверткой проверить расположение поршней.
- Через отверстия для свечей залить во все цилиндры жидкость для раскоксовки и удаления нагара.
- Подождать 30 минут.
- Покрутить туда-сюда за шкив генератора в нейтральном положении коробки передач или на 4 или 5 скорости за колесо, чтобы жидкость попала в гнезда для колец, чтобы их раскоксовать, если они залегли. Смещать поршни через каждые несколько минут.
- Повернуть ключ зажигания и заводить с выкрученными свечами для того, чтобы поршни выбросили остатки жидкости через отверстия. Делать это секунд 20. Если останется много жидкости, может произойти гидроудар двигателя.
- Закрутить свечи.
- Завести двигатель автомобиля. После очистки от нагара и кокса поршней, колец, стенок цилиндра, клапанов методом жидкостной очистки двигатель автомобиля может сразу не завестись.
- После пуска мотора дать поработать на холостом ходу около 15 минут. Сразу после запуска двигателя из глушителя будет выходить черный выхлопной газ и едким запахом.
- Проехать пару километров пока цвет выхлопных газов не станет нормальным.
- Проверить масло, если не чистое, заменить масло и масляный фильтр.
Поршневые кольца, бывает, сразу после раскоксовывания их не стают подвижными, однако, через небольшой пробег кольца стают рабочими.
Чем опасен черный нагар на поршне
Присутствие черного нагара на поршне может к серьезным поломкам ДВС:
- детонация (резкий взрыв топливно-воздушной смеси в камере сгорания);
- калильное зажигание (горюче-воздушная смесь возгорается сама по себе из-за перегретых деталей, без подачи искры);
- дизелинг (самовозгорание топливно-воздушной смеси без подачи искры, за счет высокой компрессии).
Появление детонации, калильного зажигания и дизелинга значительно уменьшают межремонтный ресурс двигателя. Признаком калильного зажигания и дизелинга является то, что мотор автомобиля не глохнет после отключения.
Очистка поршневых колец.
Трущиеся поверхности поршней и цилиндров, а также канавки для поршневых колец подвергаются образованию на них лаков. Так как отложения нагара и лака могут закупорить пазы для поршневых колец. Из-за того, что паз будет забит, поршневое кольцо будет расширено, что приведет к порче цилиндров (появятся задиры, царапины). Поэтому, если есть нагар и лаки на верхних боковых частях поршней, то эксплуатация автомобиля при таком раскладе дел приведет к преждевременному износу цилиндров, ремонт которых обойдется намного дороже. Такие причины приводят к капитальному ремонту двигателя автомобиля.
При эксплуатации, если поршневые кольца расширены, с поверхности цилиндров будет сдираться защитный слой — хон, гильза цилиндра подвергнется быстрому износу и сами поршневые кольца износятся.
Забивка зазора или паза для колец, из-за чего само кольцо расширяется, может также привести к поломке кольца. Соответственно, если поршневое кольцо сломалось, то цилиндр и другие детали цилиндро-поршневой группы (ЦПГ) подвергнутся огромному износу.
Также, может быть и такое, что наличие нагара и лака в пазу для поршневого кольца может закоксовать кольца (они станут неподвижными). Это явление называют закоксовкой или залеганием колец ДВС.
Если поршневое кольцо стало залегло, стало неподвижным, то компрессия будет меньше, чем при исправно-работающем кольце. А, как мы уже знаем, низкая компрессия цилиндра ДВС повышает расход топлива, образует большие слои нагара и кокса, повышает вероятность отказа мотора при пуске и создаст перебои в работе двигателя. Из-за того, что герметичность нарушена по причине залегания поршневого кольца, в цилиндр попадает масла в большем количестве, отсюда и увеличенный расход моторного масла (жрет масло). Превышенное количество масла на поршне и стенках цилиндра не сгорает и делает слой нагара все больше и больше. Каждая последующая эксплуатация такого двигателя без ремонта приведет к закоксовке всего двигателя.
Двигатели с турбокомпрессором обеспечивают более качественное сгорание топлива, повышают мощность и уменьшают расход. Устройство и принцип работы турбокомпрессоров не так сложно изучить.
Появившийся нагар на клапанах способствуют их заклиниванию в направляющих втулках, уменьшаются отверстия подачи и выпуска клапанов.
Процесс очистки поршневых колец также может производиться с разборкой и без. Не разбирая двигатель для очистки поршневых колец применяются такие жидкости, как LAVR, XADO. Порядок выполнения работ тот же, который рассмотрели выше.
Как избежать образование нагара
Во избежание образования налета, нагара, закоксовывания подвижных и неподвижных деталей двигателя внутреннего сгорания следует проводить профилактику:
- Заливать качественное моторное масло.
- Должно быть правильно отрегулировано и зажигание, и клапана, и все, что нужно для корректной работы ДВС. Чем полностью будет сгорать подаваемое топливо, тем меньше будет нагара на поршнях, клапанах и камерах сгорания. Не должно быть пересоса и перелива. Поэтому состояние поршней, цилиндров, шатунов, форсунок, свечей зажигания, клапанов, сальников клапанов увеличит срок образования нагара и кокса.
- Своевременно менять масло и фильтры. Если заливать самое дешевое масло, то, хотя бы надо менять почаще (например, через 7 тысяч км пробега). Чем чище масло в двигателе, тем, соответственно, будут чище детали (нет нагара и кокса). При использовании качественных дорогих моторных масел график замены 15 тысяч километров пробега.
- Своевременно проходить ТО.
- Заправлять качественным топливом. В топливной жидкости содержатся смолы, содержание их должно соответствовать нормам. Поэтому, лучше заправлять автомобили в крупных заправках.
Также, по желанию, можно перед обновлением моторного масла по графику, делать «мягкую» очистку для предупреждения возникновения слоев нагара и кокса.
Когда начинается большой расход масла, то уже начались проблемы с двигателем, например, это признаки того, что:
- залегли поршневые маслосъемные кольца или износились;
- не рабочие маслосъемные колпачки;
- прогар клапанов или закоксовка клапанов;
Вывод из всего выше описанного в том, что затраты усилий и денег на профилактику намного меньше, чем делать ремонт закоксованного двигателя.
В этом видео рассказывается о способах раскоксовки деталей цилиндро-поршневой группы.
Ну что ж, дорогие друзья… настало время подвести некоторые итоги и систематизировать накопленные знания…
Не так давно я вот тут встретил подобный вопрос относительно того почему все таки двигатель жрет масло… и вот недавно просматривая очередное видео от Жени Травникова получил просто исчерпывающий ответ и авторитетное мнение на свой вопрос которым я задавался наверно последние пол года…
Вот собственно это видео … Для тех кому лень смотреть полностью смотреть начиная с 15 минуты — обзор поршневой и с 38 минуты ответ на главный вопрос который так часто мучает ВСЕХ автовладельцев!
А все вы я думаю прекрасно знаете, что Женя Травников имеет достаточный авторитет относительно ремонта ДВС
Ну а дальше на примере своего двигателя и еще нескольких видео я дам примерное заключение относительно моей машины…
Как вы все прекрасно знаете, в наше время нет конкретных учебников и пособий относительно диагностики ДВС, сколько людей, столько существует и различных мнений и подходов к диагностике двигателя. В данном посте я постараюсь собрать и описать некоторые видео что мне удалось найти, в том числе и с комментариями относительно достаточно распространенных проблем связанных с ДВС и которые можно диагностировать при помощи эндоскопа
Для начала представляю вашему вниманию вот это видео
Из данного видео мы можем сделать следующие выводы:
1) При исправном ДВС поверхность поршня должны быть чистая и без нагара
2) Жаровой пояс поршня должен быть ровным без прогаров и повреждений
3) На стенках цилиндра должен присутствовать равномерный хон
4) Поверхность цилиндров должна быть чистая ровная и без характерных задиров
5) Клапана должны быть сухие и чистые без бахромы и нагара
Ну а теперь что касается дефектов которые можно увидеть при подобном осмотре:
1) В первую очередь следует обратить внимание на наличие, количество и характер нагара на поверхности поршня, камере сгорания и в верхней части цилирдра.
Наличие нагара в первую очередь говорит о повышенном расходе масла!
Так же следует принимать во внимание характер нагара… сухой / мокрый / частично отслоившийся в виде чешуек
— При мокром нагаре и так все очевидно, цилиндр конкретно забрасывает маслом, при этом следует обратить внимание где именно нагар будет наиболее мокрым… если влажные клапана с характерной масляной юбкой и плотным нагаром это говорит о проблеме с сальниками клапанов или МСК
— При сухом нагаре на клапанах, камере сгорания и на поверхности поршня это говорит о проблемах с поршневой и в первую очередь — закоксованных маслосъемных кольцах
— Нагар частично отслоившийся в виде чешуек в первую очередь говорит о наличии детонации в ДВС
2) Так же диагностика при помощи эндоскопа может показать состояние Блока цилиндров
— Наличие и состояние хона — хон должен равномерно просматриваться на всей поверхности стенки цилиндра
— Наличие задиров на стенках цилиндров также будет показателем повышенного расхода масла и неизбежности капремонта
— Наличие подтеков масла или антифриза может показать характерные проблемы с поршневой или пробитую прокладку ГБЦ — это тоже можно отчетливо увидеть при помощи эндоскопа
3) Состояние поршневой…
— Тут в первую очередь стоит обратить внимание на жаровой пояс поршня. В исправном ДВС он должен быть ровным и чистым. При наличии характерных повреждений, сколов, прогаров — это будет так же говорить о том что в дальнейшем капиталка с заменой поршневой будет просто неизбежна
В пример приведу еще одно видео с подобными дефектами
4) Клапана
Опять же, при исправном ДВС клапана должны быть относительно чистые и в первую очередь сухие!
— Мокрые клапана — проблемы с сальниками клапанов, они же МСК (маслосъемные колпочки)
— Сухие клапана но с характерным плотным нагаром — проблемы с поршневой, залипшие маслосъемные кольца
— Мокрые клапана с характерным нагаром… ну такое как правило можно увидеть на совсем ушатанном двигателе который литрами жрет масло, потому что в данном случае проблемы скорее всего будут и с поршневой и с МСК — естественно машина с таким двигателем может ездить пока есть компрессия но конечно же подобные недостатки будут откровенно намекать на то что капиталка неизбежна!
В догонку добавлю еще парочку видео…
Ну а теперь собственно самое интересное, дабы не перепечатывать еще кусок предыдущего поста про осмотр моего двигателя и не вставлять суда кучу видео — вот линк на пост
Осмотр моего двигателя при помощи эндоскопа
Ну и собственно теперь, когда я более менее смог систематизировать и разложить по полкам накопленную информацию вот мое заключение относительно того что можно увидеть при осмотре моего ДВС
1) Поверхность поршня имеет плотный сухой масляный нагар что говорит о повышенном расходе масла по причине залипших маслосъемных колец
2) Жаровой пояс поршня (по крайней мере там где его видно на видео) ровный и имеет плотный масляный сухой нагар
3) На поверхности поршня видны характерные следы детонации, глядя на свечи могу предположить — бедная смесь или проблема с фазами ГРМ учитывая мой расход (не проверено… нужен замер давления топлива и проверка меток ГРМ)
4) Хон на стенках цилиндров пока еще присутствует но имеет характерный износ
5) На стенках цилиндров так же обнаружены характерные механически повреждения
6) Клапана там где их видно достаточно чистые и сухие, без нагара и следов масла — это говорит о том что с ГБЦ все в порядке, что впрочем не удивительно, ведь я знаю что предыдущий хозяин делал кап ремонт ГБЦ с заменой МСК, направляющих клапанов и естественно притиркой…
7) Камера сгорания и верхняя часть цидиндра имеет достаточно плотный масляный нагар, подтеков масла не обнаружено следовательно с прокладкой ГБЦ все в порядке
Заключение по моему ДВС следующее — капиталка неизбежна!
Вариант максимум:
— расточка блока в ремонт с заменой поршневой
или
— расточка блока под гильзование с возможностью сохранить оригинальные размеры и поршневую
Вариант минимум:
— Замена поршневых колец и естественно чистка мойка
или
— Чистка мойка с сохранением поршневой и колец… вот это пожалуй самый простейший и бюджетный вариант который значительно взбодрит данный двиг, но обычно после такого лучше его все таки продать))))
Да, забыл добавить для всех кто не в теме — компрессия ровненькая 13.5 везде… и двиг прекрасно наваливает пожирая примерно литр масла на 1000км иногда чуть меньше иногда чуть больше…
Естественно можно ничего не делать и вовсе и быть может данный двигатель пробежал бы еще 50-100к
Но так или иначе проблемы есть и лучше их не решать а избегать еще на стадии покупки машины
Всех кто осилил данный МнОгОбУкАф пост, благодарю за внимание, репост и объективная критика приветствуется =)
Наши специалисты всегда
помогут вам найти решение
Партнеры
По результатам исследований определены дефекты деталей ЦПГ приводящие к эрозии поверхности поршня:
- увеличенные износы поршневых канавок и колец по высоте,
- поломка верхнего компрессионного кольца,
- залегание на нагаре и поломка нижних компрессионных колец,
- поломка перемычек поршня,
- поломка стопорного кольца поршневого пальца,
- задир поршня,
- трещина на бобышках поршня,эрозия может возникнуть при выходе любой трещины на днище или камеру сгорания поршня.
Особый вид эрозионного разрушения поршня возникает при работе двигателя:
- с увеличенным углом опережения впрыска топлива,
- на бензине,
- с зависшей иглой распылителя топливной форсунки.
При увеличении износа поршневых колец и, как следствие, увеличение торцевого зазора у верхнего компрессионного кольца до 0,35 мм. и выше, на кромках верхней канавки появляется усталостное выкрашивание материала поршня. При дальнейшей работе ЦПГ размеры и глубина зоны выкрашивания увеличиваются и возможно образование задира поршня и поломка верхнего компресcионного кольца.
При высоком естественном или пылевом износе деталей ЦПГ, когда торцевой зазор верхнего компрессионного кольца увеличивается до 0,5-0,7 мм, происходит поломка этого кольца (уменьшение сечения кольца и неизбежные удары кольца в образовавшуюся ступеньку на гильзе в зоне останова кольца в верхней мертвой точке)
Поломка кольца, как правило, приводит к эрозионному изнашиванию боковой поверхности поршня с последующим выходом разрушения на днище поршня.
При развитии дефекта возможны:
- задиры ЦПГ,
- попадание обломанных частей кольца в над поршневое пространство через образовавшиеся на боковой поверхности каналы,
- поломки нижних компрессионных колец и перемычек поршня.
При залегании на нагаре и усадке верхнего и второго компрессионных колец может появиться эрозионный износ на поверхности головки или днища поршня со стороны смещения камеры сгорания. Развитие этого дефекта приводит к эрозионному разрушению боковой поверхности поршня до маслосъемного кольца. При чем верхнее и второе компрессионные кольца не ломаются, а разрушение происходит только по материалу поршня. Из-за прорыва газа возможна поломка нижних колец и перемычек поршня.
Причина этого дефекта на двигателе в стендовых условиях не моделировалась, но следует отметить, что для начала эрозионного разрушения необходимы усадка и залегание на нагаре хотя бы одного верхнего компрессионного кольца, а чаще происходит залегание первого и второго колец вместе. При этом возрастает прорыв газа через кольца и возрастает температура головки поршня т.е. появляются условия для эрозионного разрушения материала поршня.
Возможные причины залегания колец на нагаре и их усадки:
- несоблюдение сроков смены масла,
- использование масел не соответствующих марок
- работа с увеличенным углом опережения впрыска топлива.
Поломка нижних перемычек поршня является следствием прорыва большого количества газов к нижним поршневым кольцам из-за износа, поломки или залегания на нагаре верхнего компрессионного кольца. Иногда на изломе перемычки помимо наклепа имеются следы эрозионного износа.
При поломке стопорного кольца поршневого пальца, возникает эрозионный износ наружной поверхности поршня вблизи отверстия под палец.
Задир поршня часто приводит к эрозионному разрушению кромки камеры сгорания. Обычно разрушение возникает с узкой стороны днища, т.е. со стороны к которой смещена камера сгорания. При развитии дефекта может произойти разрушение головки поршня.