Износ двигателя

Основной вопрос этой статьи — а не приводит ли езда на низких оборотах к преждевременному износу мотора? И, какие режимы самые «износообразующие».
Постановка экспертных испытаний, в целом, понятна. Двигатель – один и тот же: ВАЗовский «восьмиклапанник». Стенд, аппаратура, бензин и несколько канистр масла – каждый цикл испытаний требует его замены. Задача простая – надо «проехать» одно и тоже расстояние, с одной скоростью, но используя различные режимы работы двигателя. На разных передачах…
Как этого достичь? Ехать можно на одной и той же скорости, поддерживая обороты двигателя и 1500, и 2500, и даже 4000 об/мин. Чем выше обороты – тем ниже передача, важно, чтобы мощность, выдаваемая мотором, была бы одинакова. На стенде это сделать просто – крутящий момент измеряем по динамометру, обороты известны – следовательно, и мощность знаем. «Скорость» множим на моточасы, которые мы тоже фиксируем – вот вам и пробег.
С износом сложнее – придется каждый раз, после наработки двигателя на фиксированном режиме заданного времени, мотор разбирать и взвешивать основные детали, образующие узлы трения, это вкладыши подшипников и поршневые кольца. Плюс к тому – дополнительный промежуточный контроль, который будем проводить, определяя содержание продуктов износа в пробах масла. Нашли хром – стало быть, изнашиваются первые поршневые кольца; обнаружили железо – цилиндры и шейки вала; появилось олово – оно определит скорость износа вкладышей подшипников (поскольку входит в состав антифрикционного слоя); алюминий – следствие износа поршней и подшипников распределительного вала.
Двигатель отработал на заданных постоянных режимах с примерно одинаковой мощностью по 50 моточасов на каждом. Немного для ресурса, но мы получаем скорости износа, а дальше простой экстраполяцией оцениваем и примерный ресурс мотора. При этом обороты двигателя на циклах испытаний меняли от 1200 до 4000, то есть больше, чем в три раза. А потом нагрузку на мотор увеличили – и еще раз прогнали цикл. А потом – еще… Получилась объемистая таблица, где для каждой точки режима была записана своя скорость износа, причем разделенная по узлам – подшипникам и кольцам.

Так меняется средняя скорость износа первых поршневых колец двигателя при изменении режима работы

«Черные зоны» активного износа обнаружились сразу. Самые серьезные — когда на малые обороты накладывается большая нагрузка, и с высокой температурой масла. Скорость износа в таком режиме максимальна – как для подшипников, так и поршневых колец с цилиндрами. У двигателистов эта область называется зоной буксировочных режимов.
С ростом оборотов зона износа сразу стала уменьшаться и где-то при 1800 об/мин – исчезла. Все узлы трения «всплыли» на масляные пленки, прямой контакт между поверхностями деталей исчез – и с ним и скорость износа обратилась практически в ноль. Но надо понимать, что ноль скорости износа на графиках, не означает, что его нет, просто износ на этих режимах меньше погрешности измерения. На практике, конечно, не совсем так. Микрочастицы пыли, продуктов износа, сажи, проскочившие масляный фильтр, дадут какой-то износ и здесь.

А так – вкладышей шатунных подшипников

С увеличением частоты вращения коленчатого вала, зона износа снова начинает появляться и расти. В нашем случае – уже где-то с режимов 3800 об/мин при большой нагрузке, и дальше – прогрессирует. Причем, здесь износ подшипников и поршневых колец с цилиндрами ведет себя по-разному. Быстрее всего высокие обороты начинают чувствовать подшипники коленчатого вала. Почему? Дело в том, что с ростом оборотов резко увеличиваются нагрузки на подшипники – давление инерционных сил от оборотов зависит в квадрате. А вот кольца свой износ снова получают с больших частот вращения – где-то с 4500 об/мин, и там это связано в основном с ростом температуры масла.
Где же наиболее благоприятная зона эксплуатации мотора? У испытанных нами вазовских «восьмерок» (неважно, карбюраторных или впрысковых, восьми- или шестнадцатиклапанных), зона оптимальных оборотов, при которых мотор способен воспринимать любые нагрузки без какого-либо ущерба для себя, составляет примерно 2000…3000 об/мин. Тут мы учитываем, что исходное состояние двигателя может быть разным, да и моторные масла – тоже… Принцип простой – чем больше изношен двигатель, тем выше нижняя и тем ниже верхняя границы зон безызносной работы. Чем выше вязкость масла, тем с более низких оборотов можно безопасно грузить мотор. Но точных цифр нет – очень это индивидуально.
А как это соотнести с моторами другой размерности? Тут есть одна зацепка… В принципе, узлы трения мотора чувствуют не обороты, а линейные скорости перемещения поверхностей деталей. Есть такой параметр мотора – средняя скорость движения поршня, это произведение хода поршня на частоту вращения коленчатого вала, деленное на тридцать. Тот диапазон, который мы получили, примерно соответствует средним скоростям поршня 5…7 м/с. Это значит, что для «длинноходовых» двигателей, которых ход поршня больше диаметра, зона оптимальных режимов сместится в область более низких оборотов. Отсюда – и их «эластичность». У «коротокоходных» зона оптимальных режимов сместится в область более высоких оборотов.
Кстати, именно этот диапазон изменения средних скоростей поршня обычно закладывают для определения основных зон эксплуатации двигателей с большими ресурсами. Судовых дизелей, дизель-генераторов и т.д.
Так что – берите свою размерность, выполните элементарные действия, и приблизительно получите свой диапазон безопасных оборотов. Но это так, приблизительно…
А в целом, вывод понятен. Мотору вредны как низкооборотные режимы с тяжелыми нагрузками, так и экстремальные обороты. Александр Шабанов

Изначально новые вкладыши отработали на низких оборотах с большой нагрузкой. Износы не замедлили проявиться.

Весы точно покажут, какая часть вкладыша «ушла» в масло

Кольца также жестко контролируются по массе

Как узнать степень износа двигателя автомобиля

Начнем с того, что общий пробег автомобиля далеко не всегда указывает на реальное состояние важнейших узлов и агрегатов (двигателя, трансмиссии, элементов рулевого управления, навесного оборудования и т.д.). Что касается силовой установки, в ряде случаев возникает необходимость определить износ двигателя, например, при покупке подержанного авто. Важно понимать, что не всегда мотор, который при этом сильно изношен, обязательно должен плохо заводиться и «тянуть», а также шуметь, стучать и т.д.

В этой статье мы поговорим о том, на какие признаки следует обращать внимание в рамках поверхностной проверки ДВС, а также как можно узнать износ двигателя без его разборки.

Определение степени износа мотора по косвенным признакам

Прежде всего, проверку ДВС необходимо начинать с анализа работы двигателя. Как уже было сказано, в норме не допускаются затруднения при запуске, троение во время работы, стуки, шумы и другие посторонние звуки, вибрации и т.д. Однако даже наличие тех или иных отклонений не обязательно указывает на то, что двигатель износился.

Если опыта недостаточно, чтобы точно определить источник шума или другие причины сбоев, тогда, в первую очередь, следует обращать внимание на технические жидкости и их состояние. Начинать проверку следует с моторного масла. Важным показателем является расход смазки. Если двигатель начал «есть» масло, при этом нужно доливать около 1.0 литра на тысячу километров, тогда вполне вероятен сильный износ ЦПГ (при учете того, что мотор сухой, нет течей сальников и прокладок).

Дополнительно следует проверить и выхлоп, так как наличие сизого или синего масляного дыма из выхлопной трубы также укажет на причину повышенного расхода смазки. Параллельно следует открутить крышку маслозаливной горловины на заведенном моторе. Если явно виден дым, тогда это еще один признак проблем с поршневой группой и цилиндрами.

Все перечисленные выше признаки могут указывать на то, что в двигателе имеются проблемы с поршневыми кольцами, могут быть изношены стенки цилиндров. Также возможен вариант, когда масло расходуется в результате того, что необходима замена сальников клапанов (маслосъемных колпачков).

При этом становится понятно, что в одних случаях мотор еще можно в дальнейшем «оживить» с минимальными вложениями (раскосовка колец или их замена, установка новых маслосъемных колпачков, переход на более вязкую смазку), тогда как в других силовой агрегат необходимо разбирать и делать капремонт (расточка/гильзовка блока, замена поршней и т.д.).

Проверка поршневой и шатунной группы двигателя

Естественно, бeз cпeциaльнoгo oбopудoвaния, то есть «на глаз», описанными выше методами изнoc двигaтeля определить сложно. Можно выявить наличие проблемы, но точную причину установить может быть затруднительно. Учитывая эти особенности, следующим этапом при проверке становятся наиболее распространенные действия:

При этом важно понимать, что компрессия в двигателе зависит от многих факторов и условий. Например, снижение показателя может происходить не только по причине проблем с ЦПГ, но и в результате неполадок, которые связаны с ГРМ. Если точнее, компрессия падает в том случае, когда возник прогар клапана, к снижению компрессии приводят проблемы с ceдлами клaпaнoв.

Для замера манометр подключается к вытяжнoй тpубкe в пoддoне. Параллельно очень важно максимально гepмeтичнo перекрыть остальные отверстия и щели как в пoддoнe, так и в двигaтeлe. Еще понадобится иметь специальную насадку для манометра, а также техническую документацию для конкретной модели ДВС.

Естественно, на многих мелких СТО такую операцию выполнять не будут. Если же речь идет о проверке б/у авто перед покупкой, скорее всего продавец также ответит отказом на просьбу провести диагностику указанным способом. В итоге остается только выполнять замер кoмпpeccии, учитывая все возможные погрешности и различные нюансы для получения максимально точных результатов.

• Если же говорить об измерении дaвлeния мacлa в двигателе, с этим несколько проще, а сам способ позволяет определить приблизительное состояние шатунных подшипников, шеек коленвала и т.д. Для решения задачи выкручивается датчик давления масла, после чего в это место через переходник подключается манометр.

Затем полученные результаты по давлению масла сравниваются с теми, которые указаны в технической документации для конкретного двигателя. При этом максимально точные данные не так важны, вполне допускается определенная погрешность по манометру. Дело в том, что на износ двигателя и его шатунной группы указывает достаточно значительное отклонение от нормы (около 15-20 %). Если это так, тогда силовой агрегат в скором времени будет нуждаться в дорогостоящем ремонте.

Что в итоге

Итак, теперь вы не знаете, как определить износ двигателя. Более того, оптимально воспользоваться не одним, а сразу несколькими методами, описанными выше. Выполнять ряд проверок можно даже одновременно (например, замер компрессии совмещают с проверкой свечей зажигания). Главное, чтобы все операции были выполнены правильно.

Если же возникает необходимость ремонта ДВС, точно оценить его состояние только по косвенным признакам (потеря тяги, стуки, шумы) или путем замера компрессии и давления масла, не получится. Для того чтобы точно узнать степень износа двигателя, потребуется в обязательном порядке разбирать силовой агрегат. Далее выполняется дефектовка двигателя, после чего осуществляется последующая переборка или выполняется капитальный ремонт мотора.

Компрессия в двигателе автомобиля: на что влияет и как проверить. Как делается проверка компрессии без компрессометра, замер показаний при помощи прибора.

Как самому определить прогар клапана двигателя. Основные симптомы погоревшего клапана, точное выяснение причин троения мотора. Диагностика, полезные советы.

Высокая компрессия в двигателе и основные причины повышения компресссии. Почему также происходит снижение компресссии по цилиндрам. Советы и рекомендации.

Особенности и порядок самостоятельного измерения точной компрессии дизеля и бензинового двигателя. Компрессиия «на холодную» и «горячую», неисправности.

Показатель компрессии дизельного двигателя. Главные причины и основные признаки снижения компрессии. Запуск мотора с недостаточным давлением в цилиндрах.

Проблемы с запуском дизеля. Признаки низкой компрессии и причины неисправности: ГРМ, зеркало цилиндров, поршень и кольца. Производим замер компрессии.

Правда ли, что чем меньше объем двигателя, тем меньше будет его ресурс?

Среди автомобилистов существует такое мнение, что двигатели малого объема ходят меньше, чем многолитровые силовые агрегаты. И на первый взгляд связь между объемом двигателя и его ресурсом проглядывается не совсем очевидная: казалось бы, как объем может влиять на ресурс? Однако связь все-таки есть, хоть и не такая очевидная.

Давайте сначала рассмотрим ситуацию, когда на один и тот же автомобиль ставятся двигатели разного объема, скажем, 1,6 и 2 литра. Таких машин полным-полно, взять хотя бы всем известный Рено Дастер. Двигатель 1,6 литра, выдающий меньшее количество лошадиных сил, водителю приходится крутить значительно больше, нежели более мощный двухлитровый агрегат. Таким образом и износ у него будет больше: ведь чем бóльшие обороты приходится держать для езды, тем сильнее изнашивается двигатель. Ситуацию, когда двигатель работает на недопустимо низких оборотах в районе 1000 об/мин, сейчас в расчет не берем – это также крайне неполезно для ресурса двигателя.

Теперь рассмотрим ситуацию, когда разница есть не только в моторах, но и в самих авто. Малолитражке при моторе 1,2 вполне будет хватать той мощности, которую предлагает силовой агрегат. Мощности в три с половиной литра также будет с лихвой хватать владельцу тяжелого рамного внедорожника, для передвижения которого в пространстве требуется значительно больше энергии просто-напросто из-за большей массы. Как быть в этом случае? Ведь на первый взгляд двигатели должны иметь одинаковый ресурс – оба они работают в оптимальном режиме.

Но и тут не все так просто. Наверняка двигатель с большим объемом будет обладать бóльшим ресурсом, чем его малолитражный виз-а-ви. Двигатели с большим объемом как правило проектируются с запасом по прочности. Что я имею ввиду: с трехлитрового мотора снимают, условно, двести сил, когда могли бы увеличить степень его форсировки, и снять допустим двести пятьдесят. А вот это уже напрямую влияет на ресурс: чем менее нагруженный двигатель, тем больше он проходит. Все как с людьми.

Двигатель же малого объема просто некуда дефорсировать. Если уменьшить количество лошадиных сил, он и легкий автомобиль никуда утянуть не сможет! Так что здесь инженерам приходится поступаться ресурсом агрегата. Поэтому делаем соответствующие выводы: современный турбомотор с объемом 1,2 проживет намного меньше, чем шестилитровый американский мотор старой конструкции.

А вы что думаете по этому поводу? Согласны ли с мнением редакции «Тяжеловоза»? Если нет – пишите, все обязательно обсудим.