Износ поршней БМВ 3 Е30


 


14.18. Износ поршней

Двигатель автомобиля иногда сравнивают с сердцем человека. Действительно, он работает постоянно, пока машина движется. Правда, такое сравнение не вполне корректно. Ведь сердце, как и всякий живой организм, непрерывно самовосстанавливается: в нем постоянно идут процессы отмирания старых клеток и замещения их новыми, молодыми. Чего никак не скажешь о неживом механизме – об автомобильном двигателе. Он, несмотря на все наши старания, изнашивается практически необратимо. Однако интенсивность такого износа, ресурс двигателя до капитального ремонта, как и долговечность всего автомобиля в целом, во многом зависят от того, насколько качественно он сделан и грамотно эксплуатируется.

Особенно подвержены износу главные детали двигателя – поршни с поршневыми кольцами, шатуны и цилиндры. Работа поршней двигателя наиболее впечатляет. Ведь, двигаясь возвратно-поступательно между верхней и нижней мертвыми точками, они покрывают огромное расстояние. Так, при частоте вращения коленчатого вала 5000 об/мин и ходе поршня в 75 мм суммарный путь поршня в минуту составляет 375 м. За час работы это расстояние будет уже 2 км 250 м, а за месяц эксплуатации по 8 часов в день, исключая выходные, поршень переместится на 460 км. При интенсивной работе автомобиля за 5 лет (а именно такую продолжительность эксплуатации автомобиля до капремонта подтверждает статистика) поршень покроет расстояние в 24 000 км!

Итак, износ поршня и сопряженных с ним деталей неизбежен. Однако величины износа поршневых групп (поршни-поршневые кольца) до капитального ремонта двигателей различных фирм весьма отличаются друг от друга. Так, предельный износ поршней и поршневых колец двигателей Mercedes-Benz, Volkswagen, BMW, большинства американских и японских фирм наступает после пробега около 300 000 км. В то же время двигатели других, скажем, менее совершенных моделей, нуждаются в замене поршней и поршневых колец уже после 50 000 км пробега (почти в 10 раз меньше!).

В чем же тут причина? И как зависит долговечность этих деталей от условий эксплуатации? Для ответа на эти вопросы рассмотрим две типичные конструкции поршневых групп бензинового двигателя и дизеля. Напомним, прежде всего, что давление газов внутри цилиндров этих двигателей в начале рабочего хода отличается примерно в два раза. В карбюраторном двигателе или в двигателе с непосредственным впрыском бензина оно составляет 40-55 кг/см2 в дизеле – это 70–80 кг/см2 . Поэтому и поршни бензинового и дизельного двигателей отличаются один от другого, хотя главные конструктивные решения у них одинаковы.

Типичный поршень карбюраторного двигателя отлит из алюминиевого сплава и покрыт снаружи слоем олова для улучшения прирабатываемости к зеркалу цилиндра. Его верхняя часть – головка – имеет меньший на 0,1 мм диаметр, чем внутренний диаметр цилиндра. Это сделано для предотвращения заклинивания головки в цилиндре при разогреве. В кольцевых канавках размещены два компрессионных и одно маслосъемное кольцо. Нижняя часть поршня – юбка – в поперечном сечении овальна, а по высоте имеет коническую форму: в верхней части – меньший диаметр, чем в нижней. Кроме того, внутри бобышек поршня с отверстиями под поршневой палец вплавлены две стальные терморегулирующие вставки. Все это сделано для предотвращения увеличения трения между юбкой и зеркалом цилиндра при нагревании поршня. Имея меньший, чем у алюминия, коэффициент теплового расширения, эти вставки стягивают юбку в направлении, перпендикулярном оси поршневого пальца.

Отверстие под поршневой палец в современных двигателях обычно смещают от оси симметрии в правую сторону двигателя. Для правильной сборки поршня с шатуном и установки их в цилиндр двигателя около отверстия бобышки имеется метка, которая должна быть обращена в сторону передней части двигателя. Такое смещение делают для уменьшения боковой составляющей силы давления газов, прижимающей поршень к одной из сторон цилиндра на такте "рабочий ход".

Шатун также должен быть правильно сориентирован в двигателе. На его передней стороне имеется отверстия для направленной струи масла на нагруженную сторону зеркала цилиндра (в некоторых двигателях это отверстие отсутствует). Вкладыши и крышка нижней головки шатуна также имеют соответствующие метки для правильной сборки. От точности изготовления поршня и верного подбора его к отверстию цилиндра существенно зависит его дальнейшая работоспособность и долговечность. Ведущие автомобилестроительные фирмы применяют сегодня систему, в соответствии с которой поршни по наружному диаметру разбиты обычно на пять или шесть классов через 0,01 мм. Кроме того, они разелены на 3–4 категории через 0,004 мм в соответствии с диаметром отверстия под поршневой палец. Цилиндры двигателя также имеют подобное же разделение на пять классов. Такая система позволяет наиболее точно подобрать поршень соответствующего класса к любому, даже изношенному цилиндру, и палец нужной категории к отверстию в бобышках и к шатуну. Для капитального ремонта двигателей, заключающемся обычно в расточке цилиндров, фирмы выпускают ремонтные поршни увеличенных размеров.

Поршень современного дизеля рассчитан на восприятие более высоких давлений, поэтому он имеет большую толщину днища и бобышек. Кроме того, конструкция поршня дизеля несколько отличается от рассмотренной ранее. Главное отличие – это размещение камеры сгорания непосредственно в головке поршня. Поскольку сгорание происходит при нахождении поршня вблизи верхней мертвой точки, горячие газы сильней нагревают головку поршня, а стенки верхней части цилиндра нагреваются относительно меньше, чем в бензиновых двигателях. Для надежного уплотнения поршня в цилиндре на его наружной поверхности сделаны пять канавок под поршневые кольца. В трех верхних канавках установлены компрессионные кольца. В нижних канавках размещены два маслосъемных кольца. Многие фирмы изготавливают компрессионные кольца прямоугольного сечения, практически ничем не отличающиеся от колец бензиновых двигателей. Однако более прогрессивной, хотя и более дорогой, является конструкция с конусной верхней рабочей поверхностью. Угол наклона образующей конуса у таких колец делают обычно 10°. Применение конусных колец обеспечивает некоторое увеличение их долговечности, поскольку на такте "рабочий ход" составляющая силы давления газов на конусную поверхность кольца дополнительно прижимает его к зеркалу цилиндра. Особенностью обслуживания и ремонта поршней с конусными компрессионными кольцами является точный контроль зазоров. Зазоры между канавкой и маслосъемными кольцами контролируют так же, как и в бензиновых двигателях.

Силы трения между поверхностями юбки поршня и зеркала цилиндра у дизелей выше, чем в бензиновых двигателях. Для увеличения долговечности на поверхность юбки поршней в современных фирмах наносят слой специального коллоидно-графитового покрытия. Оно намного улучшает прирабатываемость поршня к цилиндру и удлиняет срок его работы до капитального ремонта. Подобную же обработку трущихся поверхностей поршней применяют сегодня и на бензиновых двигателях.

Кроме износа поверхностей юбки, изнашиваются также канавки под компрессионные кольца поршня. Кроме того, изнашивается канавка под маслосъемное кольцо, хотя такой износ обычно куда меньше. При износе канавок кольца начинают все более интенсивно перемещаться вниз и вверх по высоте канавки, и все более ощутимым становится так называемое насосное действие колец. Это проявляется во все более увеличивающемся расходе картерного масла двигателя. Попадая в камеру сгорания, оно сгорает там, образуя сизый дым, выходящий из выхлопной трубы автомобиля. При значительном износе канавок замена колец на новые мало улучшает ситуацию. Наступает объективная необходимость в замене всей поршневой группы с весьма желательной расточкой цилиндров на ремонтный размер. Все описанные виды износа – это естественный и, к сожалению, неотвратимый процесс.

Справка

С естественным износом двигателя можно успешно бороться, продлевая его работоспособность. Америк тут открывать не следует. Просто нужно скрупулезно выполнять требования по эксплуатации автомобиля, пользоваться качественным маслом и масляными фильтрами, грамотно регулировать топливную аппаратуру. Хорошие результаты дает применение качественных модификаторов масла и топлива, препаратов, изменяющих микроструктуру поверхностных слоев трения двигателей.

Наряду с этим износ двигателя, как и всего автомобиля в целом, во многом зависит от водителя, от его квалификации и технической грамотности. Ведь не зря же автомобили одной и той же марки у одних водителей служат долго и безотказно, у других – ремонтируются чуть ли не каждую неделю. Опытный водитель почти никогда не допускает работы двигателя с перегрузкой, а тем более – детонацией. Он постоянно слушает, как работает его двигатель, и немедленно реагирует на перегрузку, сопровождаемую гулким, низкотональным звуком на пониженной частоте вращения коленчатого вала. Режим разгона автомобиля также сопровождается повышенным износом двигателя. Здесь напрашивается аналогия с лошадью и наездником: заботливый хозяин не будет без особой нужды хлестать своего четвероногого друга, заставляя его бежать с места в карьер, особенно когда лошадь еще не разогрелась. Конечно, в критических ситуациях водитель может себе позволить лихо, предельно резко разогнать автомобиль. Но если такой крутой стиль езды входит в привычку, ремонт двигателя у такого лихача наверняка обеспечен вдвое раньше, чем это предусмотрено техническими условиями.

Зачастую наблюдается и другой, не предусмотренный никакими инструкциями вид износа. Это аварийная поломка шатунно-поршневой группы и, прежде всего, колец и перемычек кольцевых канавок поршня. В бензиновых двигателях это связано прежде всего с детонацией. Напомним, что детонация – это взрывоподобное сгорание горючей смеси в цилиндре, сопровождаемое скачкообразным повышением давления в камере сгорания. Это равносильно резкому удару увесистой кувалдой по неподвижному поршню и кольцам. Детали, естественно, не рассчитаны на нагрузку и могут поломаться, повредив затем острыми осколками зеркало цилиндра. Причин детонации несколько. Однако главные из них – эта работа двигателя на бензине с более низким, чем это предусмотрено техническими условиями, октановым числом, а также перегрев и работа на богатой горючей смеси. Опытный водитель обязан слышать детонационные стуки при работе двигателя и немедленно уменьшать подачу топлива при разгоне, а затем устранять причины детонации. Звук детонации – это высокотональные металлические щелчки, совпадающие по частоте с оборотами коленчатого вала. Они могут быть еле слышны на фоне других звуков работающего двигателя, особенно – при слегка раннем зажигании, и пропадать при совсем незначительном уменьшении подачи топлива (газа). Такая еле заметная детонация свидетельствует о правильно отрегулированном угле опережения зажигания. но бывает и так, что детонационные стуки появляются сразу же при нажатии на педаль газа, что, конечно же, недопустимо, и продолжать движение в таком режиме равносильно разбиванию молотком внутренностей двигателя.

Дизельные двигатели не столь чувствительны к изменению состава дизельного топлива, хотя и в них случаются неприятности, ведущие к повышенному износу деталей кривошипно-шатунной группы. Это, прежде всего, перегрев двигателя и связанное с ним уменьшение вязкости масла, особенно, если оно невысокого качества. Повышенный износ может быть следствием и неправильной регулировки насоса высокого давлени, и ухудшения распыления топлива в камерах сгорания из-за нарушения работы форсунок. И, конечно же, многое зависит от самого водителя.

Итак, из всего вышесказанного можно сделать такие обобщенные выводы. Долговечность вашего автомобиля, а равно как и всего транспортного средства в целом, зависит от двух факторов: от качества изготовления, за которое ответственна фирма-производитель, и от уровня технической эксплуатации, за который, в конечном счете, ответственен водитель. Об этом нужно помнить как при покупке автомобиля, так и при подготовке и обучении водителей.

 



1. Введение
1.0 E30 – BMW 3 серии (2-дверное купе, 4-дверный седан), 1983-91 гг. выпуска 1.2 Габаритные размеры 1.3 Место водителя 1.4 Панель приборов 1.5 Ключи для автомобиля, оборудованного иммобилайзером 1.6 Стеклоподъемники 1.7 Подушки безопасности 1.8 Бортовой компьютер 1.9 Указатели 1.10 Вольтметр 1.11 Тахометр 1.12 Счетчик суммарного пройденного пути 1.13 Звуковой сигнал 1.14 3-ступенчатая автоматическая трансмиссия 1.15 4-ступенчатая автоматическая трансмиссия 1.16 Механическая коробка передач 1.17 Ручной тормоз 1.18 Период обкатки автомобиля 1.19 Топливо 1.20 Тройной каталитический нейтрализатор 1.21 Масло двигателя 1.22 Тормоза 1.23 Правила размещения груза в багажнике 1.24 Пуск двигателя и управление автомобилем 1.25 Приемы вождения 1.26 Буксировка прицепа 1.27 Действия при отказе пуска двигателя 1.28 Порядок запуска от дополнительной батареи 1.29 Если двигатель заглох во время движения 1.30 Действия при перегреве двигателя 1.31 Действия при проколе колеса 1.32 Правила буксирования 1.33 Проверка давления в шинах 1.34 Проверка состояния и замена шин 1.35 Перестановка колес 1.36 Установка зимних шин и цепей 1.37 Проверка внешнего состояния батареи 1.38 Зарядка батареи 1.39 Технические данные

2. Техническое обслуживание
2.0 Техническое обслуживание 2.2 Рекомендуемые смазочные материалы и жидкости 2.3 Периодичность обслуживания 2.4 Особенности текущего обслуживания автомобиля 2.5 Общие сведения по дополнительному техническому обслуживанию 2.6 Проверка уровня жидкостей 2.7 Проверка состояния шин и давления в шинах 2.8 Замена масла в двигателе и масляного фильтра 2.9 Проверка и восстановление уровня жидкости в руле 2.10 Проверка уровня жидкости в автоматической трансмиссии 2.11 Перестановка колес 2.12 Проверка и замена шлангов в моторном отсеке 2.13 Проверка, регулировка и замена ремней привода навесных агрегатов 2.14 Проверка и регулировка оборотов и качества смеси (СО) холостого хода 2.15 Проверка состояния и зарядка батареи 2.16 Проверка и замена свечей 2.17 Проверка высоковольтных проводов, бегунка и крышки распределителя 2.18 Проверка уровня масла в механической КПП 2.19 Проверка уровня масла в главной передаче 2.20 Проверка и регулировка зазоров в клапанах (кроме двигателя М40) 2.21 Тяга дроссельной заслонки 2.22 Замена воздушного фильтра 2.23 Проверка топливной системы 2.24 Проверка системы охлаждения 2.25 Проверка выхлопной системы 2.26 Проверка амортизаторов, подвески и рулевого управления 2.27 Проверка чехлов полуосей 2.28 Проверка тормозов 2.29 Проверка щеток стеклоочистителей 2.30 Замена жидкости в автоматической трансмиссии и фильтра 2.31 Система охлаждения – замена жидкости и промывка 2.32 Замена топливного фильтра 2.33 Замена масла в механической КПП 2.34 Замена масла в картере главной передачи 2.35 Проверка системы улавливания паров бензина (EVAP-системы) 2.36 Установка световой сигнализации необходимости техобслуживания 2.37 Замена зубчатого ремня

3. Двигатель
3.0 Двигатель 3.1. Технические данные двигателя 3.2. Демонтаж и капитальный ремонт двигателя 3.3. Электрооборудование двигателя 3.4. Система зажигания 3.5. Система заряда батареи

4. Система охлаждения
4.0 Система охлаждения 4.2 Технические данные 4.3 Антифриз 4.4 Термостат 4.5 Радиатор 4.6 Вентиляторы и муфта привода 4.7 Насос охлаждающей жидкости 4.8 Датчик температуры охлаждающей жидкости

5. Отопление и вентиляция
5.0 Отопление и вентиляция 5.2. Система кондиционирования

6. Топливная система
6.0 Топливная система 6.2 Технические данные 6.3 Проверка системы впрыска 6.4 Измеритель потока воздуха 6.5 Дроссельный патрубок 6.6 Регулятор давления топлива 6.7 Форсунка пуска холодного двигателя и термореле времени 6.8 Проверка и замена форсунок 6.9 Воздушный корректор холостого хода 6.10 Порядок декомпрессии топливной системы 6.11 Проверка давления топлива 6.12 Топливный насос, насос подкачки и датчик уровня топлива в баке 6.13 Бензопроводы и штуцера 6.14 Топливный бак 6.15 Воздушный фильтр 6.16 Трос привода дроссельной заслонки 6.17 Карбюратор

7. Выхлопная система
7.0 Выхлопная система 7.1. Выхлопная система автомобилей 318i 7.2. Система снижения токсичности отработанных газов

8. Коробки передач
8.0 Коробки передач 8.1. Технические данные 8.2. Автоматическая трансмиссия

9. Сцепление
9.0 Сцепление 9.2 Технические данные 9.3 Проверка сцепления 9.4 Главный цилиндр сцепления 9.5 Педаль сцепления 9.6 Блокирующий выключатель сцепления 9.7 Рабочий цилиндр сцепления 9.8 Удаление воздуха из гидропривода сцепления 9.9 Детали сцепления 9.10 Карданный вал 9.11 Эластичная муфта 9.12 Средняя опора 9.13 Карданные шарниры 9.14 Передняя центрирующая втулка 9.15 ШРУС карданного вала 9.16 Полуоси 9.17 ШРУСы и чехлы 9.18 Сальники редуктора задней оси 9.19 Редуктор задней оси 9.20 Сальник ведущей шестерни редуктора

10. Тормозная система
10.0 Тормозная система 10.2 Технические данные 10.3 Антиблокировочная система (ABS) 10.4 Колодки дисковых тормозов 10.5 Суппорт дискового тормоза 10.6 Диск тормоза 10.7 Колодки барабанных тормозов 10.8 Главный цилиндр тормозов 10.9 Вакуумный усилитель тормозов 10.10 Трос(ы) ручного тормоза 10.11 Регулировка ручного тормоза 10.12 Механизм ручного тормоза 10.13 Педаль тормоза 10.14 Выключатель сигнала торможения 10.15 Шланги и линии гидропривода тормозов 10.16 Удаление воздуха из гидропривода тормозов

11. Ходовая часть
11.0 Ходовая часть 11.1. Технические данные 11.2. Рулевое управление

12. Кузов
12.0 Кузов 12.2 Виниловая отделка 12.3 Ремонт незначительных повреждений кузова 12.4 Ремонт значительных повреждений кузова 12.5 Петли и замки 12.6 Ветровое стекло и неподвижные стекла 12.7 Передняя решетка 12.8 Капот 12.9 Бамперы 12.10 Внутренняя панель двери 12.11 Дверь 12.12 Крышка багажника/ крышка заднего отсека 12.13 Замок двери, барабанный выключатель замка и дверные рукоятки 12.14 Дверное стекло 12.15 Стеклоподъемник 12.16 Наружное зеркало 12.17 Кожух рулевой колонки 12.18 Сиденья 12.19 Проверка ремней безопасности

13. Электрооборудование
13.0 Электрооборудование 13.1. Поиск неисправностей 13.2. Электросхемы

14. Полезные советы
14.0 Полезные советы 14.2 Перебитые номера 14.3 Покупка старого автомобиля или загадочный набор цифр и букв 14.4 Долговечность автомобиля 14.5 О параллельности мостов автомобиля и прицепа 14.6 Подготовка автомобиля к зиме 14.7 Правило 35 14.8 Выбор подержанного автомобиля 14.9 Моторные масла 14.10 Что нужно знать, меняя масло 14.11 Появление в масле осадка 14.12 Можно ли смешивать импортные масла? 14.13 Много "ест", но тихо едет 14.14 Скорее жив, чем мертв… 14.15 Не заводится – полезные советы 14.16 Визит в автосервис 14.17 Зубчатый ремень для привода механизма газораспределения 14.18 Износ поршней 14.19 Клапаны 14.20 Подшипники двигателей 14.21 Загрязнения двигателя 14.22 Как работает кондиционер, и что делать, если он вышел из строя 14.23 Кондиционер: не только "плюсы", но и "минусы" 14.24 Правила обслуживания кондиционера 14.25 Антифриз с тосолом мешать не стоит… 14.26 Что надо знать при покупке воздушного фильтра 14.27 Перегрев двигателя 14.28 Что следует знать владельцу машины с инжекторным двигателем 14.29 Аккумулятор 14.30 Возможные неисправности аккумуляторной батареи 14.31 Что делать с вышедшим из строя генератором 14.32 Виноват ремень, а виним генератор 14.33 Катализатор 14.34 Три в одном – или как уберечь катализатор 14.35 Пробуксовочка 14.36 Особенности эксплуатации тормозной системы 14.37 Неисправности тормозной системы 14.38 Тормозные жидкости 14.39 АБС: естественный выбор 14.40 Колесные диски 14.41 Обновляем колесные диски 14.42 Схема маркировки автомобильной шины 14.43 Коррозия металла 14.44 Автомакияж 14.45 Что скрипит? 14.46 Люк 14.47 Подушка безопасности: беды или радости? 14.48 Хорошо сидим? 14.49 Противоугонный "иммунодефицит" 14.50 Почему тускнеют фары 14.51 "Галогенки" 14.52 О правильной регулировке фар 14.53 Электродвигатель 14.54 От перемены мест "слагаемых" ничего не меняется?