Причины досрочного износа или повреждения двигателя автомобиля. Основные причины повреждения деталей двигателя. Причины, вызывающие износ деталей

Проектный ресурс любого двигателя определен его производителем. Дотянет ли до него конкретный агрегат, «умрет» ли раньше или значительно этот пробег превысит, во многом зависит от владельца. Прогресс не стоит на месте: с каждым годом все более совершенствуются двигатели - теперь они способны без проблем «отходить» несколько сот тысяч километров. Но даже самый надежный узел может раньше времени «убить» неправильная эксплуатация.

К сожалению, многие сводят уход за мотором к использованию , считая, что этого вполне достаточно. Конечно, качество смазки первостепенно в жизни двигателя. Приятно отметить, что сегодня риск нарваться на подделку значительно ниже, чем несколько лет назад. В этом немалая заслуга как самих изготовителей масел, предпринимающих активные меры по защите собственной продукции, так и фирм-продавцов, не желающих приносить в жертву сверхприбыли от «левака» собственную репутацию.

Помимо очевидных причин, способных вызвать весьма интенсивный износ двигателя, есть и такие, о которых владелец автомобиля может не подозревать.

Негерметичность впускного коллектора

Так, специалисты ставят на первое место негерметичность впускного коллектора (воздуховодов, корпуса воздушного фильтра). На многих современных иномарках забор воздуха осуществляется в районе переднего крыла. Даже незначительное повреждение этой кузовной детали (например, при ДТП) может стать причиной образования трещин или разломов корпуса воздуховода, в результате чего весь абразив, в изобилии присутствующий в области колесных арок, будет попадать прямиком во впускной тракт. Таким образом, не придав значения пустяковой вмятине, легко «попасть» на серьезный ремонт двигателя.

Нарушение теплового режима

Но ускоренный износ двигателя вызывает не только попадание абразива через систему питания. Владельцы современных машин норой отмечают необъяснимое повышение рабочей температуры двигателя. При этом система охлаждения может оказаться полностью исправной. Причины в этом случае часто нетривиальны - к примеру, снижение пропускной способности каталитического нейтрализатора. «Забитые» соты его керамического вкладыша провоцируют повышение температуры самого нейтрализатора, которое по цепочке передается на выпускной коллектор и далее в камеру сгорания. Нарушение теплового режима может привести к залеганию поршневых колец и прочим неприятностям. Еще худшие последствия «забитого» нейтрализатора возможны, к примеру, у V-образных двигателей, выпускная система которых выполнена по разделенной схеме. Непроходимость одной ветви способна привести к развитию очень высокого давления на участке от камеры сгорания до затора, что, в свою очередь, может вызвать частичное разрушение керамического наполнителя, хаотическое движение образовавшихся осколков и, не исключено, их попадание в цилиндры. Сам мотор, несомненно, теряет мощность, но продолжает работать и дальше - один ряд цилиндров будет принудительно вращать другой. Чтобы исключить подобное явление, сегодня на многих автомобилях применяют байпасные канаты между выпускными коллекторами для сброса возможного излишнего давления.

Неисправность топливной аппаратуры

Неисправность топливной аппаратуры также может вызвать интенсивны износ двигателя. Казалось бы, с переходом к системам впрыска автовладельцы вправе вообще забыть о системе питания. Многие так и делают: даже несмотря на загоревшийся «Check Engine», они продолжают эксплуатацию. Кто-то обещает самому себе в ближайшие дни заехать на сервис, иные списывают все на «глюки» несовершенной электронной системы. Между тем подобные неисправности могут оказать весьма существенное влияние на состояние двигателя. К примеру, при неполном сгорании топлива оно смывает масляную пленку со стенок цилиндра, и в условиях отсутствия смазки происходит интенсивный износ. В бензиновом моторе смытое масло, сгорая вместе с топливом, приводит к интенсивному сизому дымлению. Топливная аппаратура дизельного двигателя в случае собственной неисправности также способна вызвать и ускоренный износ цилиндров, и разрушение поршней. Черный дым переобогащенного выхлопа - это не только удар по экологии, это еще и шанс угробить мотор. Преждевременный износ мотора - всегда следствие. Не игнорируйте профилактику причин, не позволяйте обстоятельствам крушить ваш двигатель: будете ездить долго и счастливо.

Кузов автомобиля открыт для разнообразных воздействий в большей степени, чем какая-либо другая его часть, поэтому и изнашивается быстрее. Повреждения кузова или его износ – одна из распространенных причин обращения в автосервис. Масштабный кузовной ремонт, включающий в себя стапельные, арматурные и малярные работы, могут выполнить только специалисты в условиях СТО, где есть все необходимое оборудование, а незначительные повреждения можно устранить самостоятельно.

Кузов автомобиля открыт для разнообразных воздействий в большей степени, чем какая-либо другая его часть, поэтому и изнашивается быстрее. Повреждения кузова или его износ – одна из распространенных причин обращения в автосервис. Масштабный кузовной ремонт , включающий в себя стапельные, арматурные и малярные работы, могут выполнить только специалисты в условиях СТО, где есть все необходимое оборудование, а незначительные повреждения можно устранить самостоятельно.

Причины повреждений кузова

Повреждения и износ кузова вызывают разные причины:

технологические и конструкционные повреждения связаны с нарушением технологии обработки металла кузова, проведения покрасочных работ, низким качеством сборки, недостаточно жестким креплением деталей, недоработками в конструкции;
эксплуатационные повреждения и естественный износ связаны с напряжением, статическими и динамическими нагрузками, которым подвергаются элементы кузова в процессе эксплуатации. В частности, это повреждения, связанные с усталостью металла, высокочастотными вибрациями рабочих узлов;
аварийные повреждения возникают при авариях, ДТП, столкновениях;
значительная часть повреждений является следствием неправильного ухода за транспортным средством, хранения его в неблагоприятных условиях, эти же причины приводят к ускоренному износу.

Основные факторы, приводящие к повреждениям:

коррозия – окисление и разрушение металла. Ее могут вызывать как атмосферные осадки, влажный воздух и конденсат, так и химически агрессивные вещества – растворы электролитов, антигололедные реагенты, содержащиеся в атмосфере выбросы. Контакт металлических деталей с деталями из других материалов тоже может приводить к коррозии. Особенно ей подвержены труднодоступные участки, зазоры, загибы кромок, которые сложно тщательно просушить, проветрить и очистить;
абразивный износ – воздействие на кузов твердых частиц, содержащихся в загрязненном воздухе или попадающих на него с дорожного покрытия. Абразивный износ ускоряет процесс коррозии;
контактное трение дверей, крыльев и других соприкасающихся между собой металлических деталей;
вибрация, приводящая к появлению трещин, разрушению сварных соединений.

Езда по дорогам с плохим покрытием, буграми и выбоинами, сопровождающаяся толчками, ударами, вибрацией, – одна из основных причин повреждений кузова. Если хранить автомобиль под открытым небом или в сыром и холодном гараже, подолгу не мыть или не вытирать насухо после мытья, не обрабатывать защитными составами, ездить в агрессивной манере, неаккуратно, вероятность повреждений и ускоренного износа повышается.

По статистике, в ДТП чаще всего страдает передняя часть автомобильного кузова, повреждения задней области встречаются реже, и меньше всего фиксируется повреждений боковых областей. Масштабы аварийных повреждение прямо пропорциональны скорости столкнувшихся объектов. При столкновении выделяется кинетическая энергия, пока она полностью не погасится, будет развиваться цепная реакция, вызывающая повреждения и разрушения кузовных деталей.

Виды износов и повреждений

Кузов подвержен разнообразным повреждениям, возникающим вследствие одного из перечисленных выше факторов или их комбинации:

деформации кузовных деталей – вмятины, складки, перекосы. Серьезные деформации кузова приводят к сдвигу отдельных деталей, чрезмерным вибрациям, излишней нагрузке на ходовую часть, нарушению устойчивости автомобиля;
наиболее серьезные деформации – это перекосы, приводящие к изменению геометрии кузова. В результате меняются форма и размеры дверных и оконных проемов, каркаса салона, крышки багажника. Двери и окна заклинивает или, наоборот, они провисают;
смещение лонжеронов – еще одно проявление нарушений геометрии;
в местах соединений стоек автомобиля с кузовом вследствие ударов, вибрации, неправильной балансировки колес могут появляться трещины. Трещины также образуются на брызговике, распорке, кожухе карданного вала, лонжеронах, в местах крепления сидений, амортизаторов, распорки, кронштейнов рессор и топливного бака;
нередко разрушаются сварные соединения в других местах, особенно точки и швы, подверженные наиболее высоким нагрузкам – соединения распорки с лонжероном, брызговика с аркой;
крепежные детали кузова – болты, гайки, гайкодержатели – могут обрываться. Если эти повреждения сразу не устранить, они приведут к более масштабным проблемам;
неплотное прилегание отдельных деталей кузова приводит к стукам и скрипам при статической нагрузке и движении;
вследствие механических повреждений и воздействия агрессивных веществ разрушается лакокрасочное и антикоррозионное покрытие.

Даже косметические повреждения кузова таят опасность: если царапина затронула антикоррозионное покрытие, коррозия быстро начнет распространяться. Коррозия может быть поверхностной, охватывающей большую площадь, и местной, распространяющейся вглубь. Последняя более опасна, поскольку приводит к коррозионной хрупкости металла.

Изменения геометрии кузова, перекосы, трещины деталей и разрушения сварных соединений могут привести к ухудшению управляемости автомобиля и спровоцировать аварийные ситуации. Поэтому кузовные повреждения любой природы (коррозионные, механические) и масштаба нужно устранять как можно скорее.

Способы устранения повреждений кузова

При наличии механических повреждений по возможности восстанавливается исходная форма поврежденной детали, если она не подлежит восстановлению, то ее заменяют новой.

Самая простая категория ремонта – устранение наружных повреждений обшивки, не затронувших каркас салона, подрамник. Если вследствие деформаций кузова изменились расстояния между точками крепления основных узлов, необходимо восстанавливать геометрию. Не всегда это возможно, иногда повреждения настолько масштабные, что рентабельнее и безопаснее заменить кузов целиком. Ремонт обойдется дешевле, если заказать подходящий кузов с разборки в хорошем состоянии.

Основные методы и приемы кузовного ремонта:

предварительное черновое выравнивание – выколотка;
окончательное выравнивание – рихтовка;
устранение образовавшихся в ходе рихтовки пузырей путем нагрева металла горелкой или аппаратом точечной сварки с последующим охлаждением;
напайка – заделка вмятин оловянным припоем, устранение излишков напильником и полирование. Применяется, если вмятина небольшая, а демонтировать деталь для проведения выколотки и рихтовки затруднительно;
шпатлевание небольших вмятин с последующим опиливанием и полировкой шпатлевки. Обычно шпатлевка наносится в несколько слоев;
вытяжка пустотелых деталей с помощью специального инструмента – гвоздодера. К очищенной вмятине привариваются цилиндрические стержни, напоминающие формой гвозди, затем их тянут гвоздодером, используя как рычаг;
сварка трещин;
выпрямление перекосов с помощью силового оборудования;
малярные работы.

Для устранения поверхностных деформаций необходимо удалить слой краски и мастики, полностью освободив место утяжки. Глубокие вмятины выравнивают постепенно, от краев к центру. Если в зону повреждения попали детали разной жесткости, начинают с более жестких. Если образовалась складка, начинают с ее выравнивания. Под выпрямляемую поверхность подставляют наковаленку нужного профиля. Съемные элементы лучше рихтовать на верстаке.

Для выпрямления перекосов необходимо силовое оборудование – домкрат, гидравлический угольник с удлинителями, вставками и цепями. Цепи должны крепиться под прямым углом к поврежденной зоне, чтоб правка выполнялась в направлении, противоположном деформации. Растяжка начинается с минимального хода, затем усилие плавно увеличивается.

После правки может сохраняться остаточное напряжение, которое при движении автомобиля передается на втулки и амортизаторы и нередко приводит к их отрыву. Чтоб этого избежать, правка кузова со значительными деформациями должна производиться при снятых механических агрегатах. Если вследствие деформации доступ к ним ограничен, нужно выполнить предварительную правку, не снимая этих агрегатов. Растяжение рекомендуется сопровождать выстукиванием складок. После завершения правки весь выпрямленный участок выстукивается рихтовочным молотком через деревянную прокладку для снятия внутреннего напряжения.

Безрамный кузов, в котором основание не отсоединяется от остова, можно отремонтировать только в сервисном центре на особом оборудовании с жесткой базой. Покраску тоже лучше осуществлять в специальной покрасочной камере, нельзя ее выполнять на открытом воздухе, поскольку на свежую краску сразу налипнет пыль и мошка. Если лакокрасочные работы осуществляются в гараже, нужно предварительно сделать там уборку.

Перед покраской кузов лучше разобрать на отдельные детали для лучшего прокрашивания труднодоступных участков. Тщательно зачищаются от коррозии поврежденные участки, грунтуются кислотным грунтом. Вся окрашиваемая поверхность шлифуется машинкой или вручную с помощью наждачной бумаги, обезжиривается, обрабатывается из пульверизатора акриловой грунтовкой. После высыхания грунта поверхность еще раз шлифуется. Обычно наносится три слоя краски, ее вязкость с каждым слоем уменьшается.

Помимо неизбежных в процессе эксплуатации повреждений кузова автомобиля и его естественного износа возможны аварийные и связанные с неправильным уходом повреждения, ускоренный износ. Любые повреждения кузова необходимо устранять как можно быстрее, поскольку они могут спровоцировать цепочку новых неисправностей. Работу по рихтовке вмятин можно выполнить в гараже своими руками, а при серьезных нарушениях кузовной геометрии лучше обращаться в сервис, где есть необходимое силовое оборудование.

То, что двигатель - сердце автомобиля понятно каждому, и естественным является желание каждого автолюбителя продлить ему жизнь. Отказы двигателя происходят, как в связи с тем, что в двигателе, что-либо засорилось или разрегулировалось, так и вследствие износа. Последнее имеет гораздо более тяжёлые последствия. Но износ, как правило, не наступает внезапно и по отдельным проявлениям можно установить, что двигатель, как бы перешёл ту грань, которая отделяет естественный износ, сопутствующий любой, нормальной эксплуатации от интенсивного, при котором происходит быстрое и необратимое разрушение двигателя.

Основными причинами, преждевременного износа являются:

1. «Сухое трение» в контактных парах сопрягающихся деталей

Это в свою очередь происходит от того, что масляная плёнка, которая всегда должна разъединять всё множество точек трения, которыми соприкасаются друг с другом, движущиеся детали, выдавливается и в этих точках тут же начинается лавинообразное разрушение металла. Кроме того, резкое увеличения температуры в зоне «сухого трения» приводит к разогреву металла и изменению его свойств, что в свою очередь будет причиной дальнейшего, ещё более резкого разрушения, даже, если первопричина устранена. Попросту говоря, двигатель оказывается безвозвратно «запорот». Кстати, в этой ситуации у многих возникает сильное желание побыстрее продать автомобиль за умеренную цену.

Каковы же основные причины, приводящие к «сухому трению»? Их всего две. Это или слишком большое удельное давление в местах трения от избыточных зазоров или резких динамических нагрузок, приводящих к пробиванию масляной плёнки, либо «масляное голодание» из-за проблем в системе смазки.

2. Перегрев двигателя

Каждый год с наступлением теплых дней многие автолюбители встречают на дороге с поднятыми капотами, из под которых валит пар. Вместе с тем не все понимают, насколько опасны для двигателя даже кратковременные перегревы. Остановимся на этом подробнее. Наиболее уязвимым местом с точки зрения перегрева является цилиндро – поршневая группа. Поддержание нужных температурных режимов обеспечивается охлаждающей жидкостью, которая должна непрерывно отводить тепло из зоны прогрева в радиатор. Выделяемое в камере сгорания тепло, при прекращении теплоотвода, способно за несколько секунд поднять температуру в камере сгорания в несколько раз. При этом поршневые кольца, в силу их меньшей массы и геометрии расширяются быстрее стенок цилиндров и превращаются в своеобразный режущий инструмент, который оставляет на стенках цилиндров глубокие надиры.

Сами же кольца от перегрева теряют свою упругость, в результате чего двигатель теряет мощность, начинает расходовать масло и без капитального ремонта от этой беды избавится уже не удается. По нашим наблюдениям даже разовый перегрев двигателя никогда не остается без последствий. И даже кратковременный перегрев, если и не вызовет выше описанных последствий, то уж маслосъёмные колпачки скорее всего после этого придётся менять. Именно по этой причине при покупке автомобиля целесообразнее спрашивать не о том, какой у него пробег, а о том, не перегревался ли двигатель. Особенно это касается автомобилей, у которых двигатели существенно форсированы и имеют более напряжённые температурные режимы.

Характерной ошибкой многих наших автолюбителей является желание дотянуть до дома, несмотря на то, что стрелка температуры двигается к красной зоне. Но не нужно забывать, что датчик температуры чаще всего находится в зоне радиатора. Теперь представим себе, что по одной из многочисленных причин движение охлаждающей жидкости замедлилось или вообще прекратилось. В этом случае, в каналах омывающих цилиндры немедленно образуется паровая пробка и температура за несколько секунд достигает критических значений, в то время, как стрелка только начинает двигаться в право. Ещё хуже дело обстоит у автомобилей, имеющих только индикацию в виде лампочки.

Отдельной причиной многих перегревов является влияние кондиционера. Во первых, на пути потока воздуха, охлаждающего радиатор двигателя появляется дополнительный радиатор, этот поток сильно нагревающий. Во вторых, при включенном кондиционере двигатель получает достаточно высокую дополнительную нагрузку. И в третьих, всё это резко усугубляется при работе двигателя на холостых оборотах, когда скорость циркуляции охлаждающей жидкости минимальна, а доля мощности отбираемой кондиционером от двигателя в этом режиме приближается к 50%. При этом охлаждение радиаторов обеспечивается только электрическим вентилятором, также создающем дополнительную нагрузку. Не удивительно, что очень часто при проверках престижных автомобилей, мы обнаруживаем следы повышенного износа двигателя при малых пробегах. Причиной этого скорее всего являлось то, что когда вельможный владелец автомобиля в жаркую погоду прохлаждался в офисе, оборудованном кондиционером, его шофёр часами делал то же самое в его машине.

Как же в практическом плане избежать подобных явлений и тем самым продлить ресурс двигателя? Если Вы купили новый автомобиль, то всё просто - выполняйте требование инструкций. Если же автомобиль поддержанный, то принципиальным образом важны мельчайшие подробности, свидетельствующие о том, как автомобиль эксплуатировался до Вас и какова степень его износа на сегодняшний день. По нашей статистике, после в ходе «предпродажных» экспертиз, не менее 60% потенциальных покупателей от покупки данного автомобиля отказываться именно по результатам проверки двигателя.

Многие надеются в таких ситуациях на помощь специальных присадок. Здесь надо быть крайне осторожным и использовать их как сильнодействующие лекарства только по предписанию специалистов. Многолетнее изучение этого вопроса позволяет сделать вывод, что использование некоторых присадок в профилактических целях может очень плохо кончиться, а с другой стороны целевое использование некоторых присадок по «хорошо разведанной цели», даёт положительный результат.

В заключение хотелось бы дать владельцам поддержанных автомобилей несколько рекомендаций, которые могли бы предотвратить преждевременный выход его из строя:

1.Не успокаивайтесь до тех пор, пока не установите наверняка истинные причины таких проявлений, как расход тосола и масла, а также посторонних звуков из двигателя, и уж тем более любых признаков снижения давления масла.

2. Ни при каких обстоятельствах не допускайте даже кратковременной работы двигателя при приближении стрелки указателя температуры к красной зоне. Система индикации температуры обладает инерцией около 3-5 минут, за которые стоимость ущерба Вашему автомобилю может в несколько раз превысить стоимость эвакуатора или буксировщика.

3. Наибольшие нагрузки, а соответственно и износ приходиться на шатунно- поршневую группу двигателя при резких разгонах, поэтому в удовольствии стартовать с пробуксовкой могут себе не отказывать только владельцы относительно свежих и достаточно мощных автомобилей.

Все детали в процессе эксплуатации теряют свои первоначальные характеристики. Причина этому – ИЗНАШИВАНИЕ – процесс изменения запчастей, в результате которого механизм теряет первоначальные свойства.

Визуальные признаки износа: изменение размера и структуры поверхностей деталей.

Виды износа деталей

Изменение характеристик используемых запчастей – процесс, который является результатом их взаимодействия и использования. Часть изменений происходит даже при нормальной эксплуатации механизмов. Такие изменения называются ЕСТЕСТВЕННЫМИ и закладываются при запуске узла.

2 вида неестественного износа деталей:

НОРМАЛЬНЫЙ

Является следствием неправильной эксплуатации, нарушений монтажа. Приводит к постепенным отказам техники и ухудшению технического состояния объекта.

АВАРИЙНЫЙ

По мере роста числовых значений нормального износа объекты и механизмы становятся полностью непригодными.

Факторы, которые влияют на темпы износа:

Конструкция механизма
Точность и чистота обработки
Прочность материала конкретной детали и соприкасающихся с ней
Качество смазки
Условия эксплуатации узла (регулярность, характер нагрузки, температурный режим, давление)
Регулярность ТО

Причины, вызывающие износ деталей

Все причины можно объединить в 3 группы:

Физический/механический

Является последствием высоких нагрузок и воздействия силы трения одной детали о другую. Соприкасающиеся запчасти истираются и на их поверхностях появляются трещины, цапапины, шероховатости.

Тепловой/ молекулярно-механический

Совместно работающие детали испытывают перегреввследствие больших скоростей и удельных давлений. Из-за резкого повышения температуры происходит схватывание и последующее разрушение молекулярных связей частиц внутри металла. Детали коробятся и оплавляются.

Химический/ коррозионный

Наблюдается на поверхности металлических деталей как следствие воздействия воды, воздуха, химических веществ. Происходят процессы коррозии и разъедания металла. Чтобы этого избежать, рекомендуется использовать .

Стоит понимать, что причиной изнашивания и поломок деталей служит не один отдельно взятый фактор, а несколько взаимосвязанных.

Как восстановить изношенные детали?

Основные методы восстановления деталей:

Реставрация механической и слесарной обработкой

Подходит для деталей с плоскими соприкасающимися поверхностями. Изношенное место обрабатывают (шлифуют, стачивают и т.п.) и переводят в следующий размер. Механическую обработку применяют отдельно и как финальный этап других методов.

Обновление сваркой и наплавкой

Путем наплавки прочных металлов восстанавливаются размеры поврежденных деталей.

Восстановление детали металлизацией

Размер изношенной детали восстанавливается нанесением расплавленного металла тонким (от 0, 03 мм) и толстым (свыше 10 мм) слоем.

Гальваническая наплавка (хромирование)

Нанесение хрома тонким слоем (до 1 мм) обеспечивает устойчивость к механическому истиранию. Метод схож с металлизацией, однако менее универсален. Восстановленные детали плохо переносят динамические нагрузки.

Упрочнение и склеивание пластиком

Пластмассы позволяют получить неподвижно соединенные узлы, а также остановить износ деталей. В отличие от предыдущих методов восстановлению пластиком подлежат металлические и неметаллические детали. Стоимость ремонта пластмассами существенно ниже. С помощью современных материалов для литья можно восстановить деталь сложной и нестандартной геометрии.

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