Детали цилиндро-поршневой группы, одни из многих элементов мотора, постоянно подвергающихся довольно большой нагрузке, температуре и давлению. Однако, выход из строя клапанов не принесет такого количества затрат, как неожиданно отживший свое поршень.
Сильнее всего такая поломка ударит по кошельку в случае, если автомобиль оснащен современным двигателем, не предусматривающим возможность расточки или гильзования, ведь поломка поршня практически всегда ведет к выходу из строя самого цилиндра. Значит, владельцу придется или менять блок цилиндров, или искать «бэушный» двигатель. Каковы же причины выхода из строя поршня?
Поршень - это инструмент, с помощью которого происходит превращение тепловой энергии от сгораемого топлива в механическую энергию, позволяющую крутить коленвал, маховик и т.д.
Поэтому, кроме высокого давления, очевидно, что поршень подвергается воздействию высоких температур. Для того, чтобы поршень не заклинил при нагреве, предусматривается ряд конструктивных особенностей. Если смотреть на поршень сбоку, то выглядит он как бочонок, т.е. верхняя часть, подвергающаяся воздействию высоких температур уже чем нижняя, более холодная.
Кроме того, часто дно поршня обрабатывается специальным теплоизоляционным покрытием, а внутрення поверхность охлаждается моторным маслом.
Превышение максимально допустимой температуры поршня может стать для мотора фатальным. Расширяясь больше чем положено, между поршнем и стенкой цилиндра уменьшается зазор, в который должно поступать масло для предотвращения трения. На случай кратковременного перегрева на юбке поршня многие производители наносят специально покрытие, уменьшающее последствия трения без смазки, но в результате длительного или значительного превышения допустимой температуры не поможет даже оно. Как следствие, появляются задиры на стенках цилиндров и самих поршнях, или происходит полное заклинивание поршня в цилиндре.
По расположению задиров можно сделать выводы и о причинах, их вызвавших. Задиры, расположенные по всей поверхности поршня (см.фото выше) скорее всего стали следствием общего перегрева мотора.
Задиры, расположенные на этом фото, характерны для заклинившего поршневого пальца, особенно если сам палец стал цвета побежалости.
Сам поршневой палец необходим для соединения поршня с шатуном, толкающим коленчатый вал.
Заклинивший поршневой палец подвергается перегреву, нагревая при этом участки юбки поршня, находящиеся напротив него.
Если же задиры появляются на участке, где располагается верхнее компрессионное кольцо, это свидетельствует о перегреве головки поршня. Обычно такое расположение задиров называют "огневое кольцо" или "жаровой пояс". Огневое кольцо часто является результатом возникновения калильного зажигания или детонационного сгорания топлива. Вызывать калильное зажигание и детонационное сгорание могут: установка на автомобиль свечей с более высоким калильным числом, ошибка в регулировках угла опережения зажигания, неисправный датчик детонации, заправка автомобиля бензином с невысоким октановым числом, неправильная горючая смесь и т.д.
Дизельные двигатели с таким перегревом сталкиваются при неисправностях топливных форсунок.
Только в данном случае характер повреждений более локализованный. Куда льет неисправная форсунка, те области и подвержены перегреву. Такие перегревы обычно не ведут к появлению задиров, а характеризуются трещинами или оплавлением острых кромок камер сгорания, располагающихся в днище поршня.
Если владелец вовремя не обратил внимание на неисправность, поршень прогорает насквозь.
Также в дизельных двигателях часто встречаются сломанные межкольцевые перемычки или сами поршневые кольца. Причиной этого являются высокие нагрузки при сгорании топлива, появляющиеся из-за неправильного угла опережения впрыска, использования некачественного топлива, злоупотребления различными присадками, используемыми для лучшего запуска мотора в зимний период.
В случае отсутствия дополнительных нагрузок на поршни, степень их износа обычно определяется состоянием пазов для поршневых колец.
Если же посмотреть на цифры статистики, то самая частая поломка поршней связана вовсе не с перегревом или износом, а с встречей поршня с клапанами при обрыве или перескакивании через зубья ремня или цепи ГРМ.
Эта фотография поршня, который не только оплавился от переливающей форсунки, но и столкнулся с остатками разрушенной свечи накаливания.
Нельзя забывать и о неизменных напарниках поршня – поршневых кольцах. Повышенной износ поршневых колец ведет к снижению компрессии в цилиндре, повышенному расходу масла и попаданию отработанных газов в картер.
Кроме износа поршевые кольца могут закоксовываться из-за использования некачественного моторного масла, что мешает им выполнять свою функцию.
Встречаются и более экзотические ситуации, когда страдает поршневая система. Например, механические повреждения от керамической крошки, попавшей из катализатора, какие-либо части сломавшейся дроссельной заслонки… Из этого всего видно, что способов выхода из строя у поршня хватает. И, пожалуй, самый эффективный способ продлить жизнь поршневой системы, это следить за механизмами, обеспечивающими штатную работу мотора, т.к. даже мелкая неисправность может быстро и надолго превратить автолюбителя в пешехода.