Прогар поршня и Почему так происходит⁠⁠

Сегодня на нашем автосервисе появился Renault Duster с двигателем K4M (объемом 1.6 литра). Владелец обратился с жалобами на трясущийся двигатель и выхлоп из глушителя, который был иногда сизым, иногда черным, а возможно, даже смешанным. Я решил не заводить его сам, чтобы не ухудшать ситуацию, исходя из видео, которое предоставил владелец. В первую очередь я проверил свечи, чтобы оценить их состояние. Свеча третьего цилиндра оказалась в ужасном состоянии. Затем я использовал эндоскоп для внутреннего осмотра двигателя и принял решение снять головку блока цилиндров, так как поршень третьего цилиндра оказался прогоревшим. После снятия головки и оценки состояния цилиндра, я отправился домой, чтобы составить список необходимых запчастей и изучить причины этой проблемы.

Я люблю докопаться до истины, а не просто "собрать двигатель обратно" все таки разобрать и собрать и обезьяна сможет, а вот с чистой совестью, глядя в глаза хозяину автомобиля дать гарантию могут действительно не все мотористы в городе. Хотя себя я уникальным специалистом не считаю, и уверен, что не знаю очень многие моменты в автомобилестроении, хотя опыт у меня более около 15ти лет. Я просто стараюсь качественно делать свою работу и при каждом ремонте черпать что то новое, а не просто монотонно делать то что однажды получилось. в конце концов работа механиком - это творческое занятие требующее максимальное понимание того что делаешь. И вот спустя какое то время я натыкаюсь на статью, в которой понятно и четко описано то с чем я сегодня столкнулся, ссылку на оригинал оставлю в конце данного поста. рекомендую перейти и ознакомиться с полной версией статьи.

основные моменты добавил сюда, конечно же перефразировал(что бы не говорили что у меня на клавиатуре только три кнопки(CTRL, V, C))))

Перечитав статью "bmwservice"(огромная благодарность за написание такого количества текста) несколько раз, пообщавшись с клиентом, я как мне кажется понял откуда "растут ноги" у данной болячки.
Конечно же завтра я удостоверюсь в том что я прав, я выложу видео с подробным рассказом про данный недуг рено у себя в телеграм канале, а пока вы можете высказать свои предположения в комментариях. А ссылку на свой канал я дам в конце данного поста.

И так основная часть статьи автора под ником "bmwservice" приятного просмотра, уверен что вы откроете для себя что-то новое.

Это знакомое явление, верно? Особенно, если рассматривать это на чужом примере: знакомство может быть дорогим удовольствием. Я могу с уверенностью сказать, что эта проблема сегодня очень актуальна и далеко не является чем-то старомодным. Напротив, если поискать в Интернете, то можно обнаружить множество примеров подобных "ценных экспонатов".

У меня есть вопрос: что мы видим перед собой? Какие могут быть разные точки зрения?

Позвольте предположить: "плохой бензин"...

Не смотря на множество обсуждений, у нас всё равно остаются проблемы с качеством бензина. Ежедневно на дорогах наблюдаются большие пробки, и вокруг нас стоят автомобили с поршнями, вышедшими из строя, которые попали на капитальный ремонт сразу после заправки "плохим" бензином. Это происходит почти каждый день. Крупные и мелкие заправки регулярно проверяются (как и сами владельцы, так и "активисты"). Мы даже экспортируем бензин, но он по-прежнему остается низкого качества. Допустим, это так. Что мешает производить качественный бензин? Если все производители делают "плохой" бензин, то первый, кто научится делать хотя бы обычный, захватит весь рынок!

Мы живем в интересную эпоху: моторное масло со множеством параметров и стандартов, которые постоянно совершенствуются, доступно по разумной цене - около 50 долларов за канистру. Вспоминаем, что оно меняется не так часто, раз в год примерно. С другой стороны, расходы на бензин в среднем на порядок больше - тысячи долларов за такой же период, и всё равно в глобальном масштабе так и не получается произвести нормальное качество бензина... Парадокс.

Забавно, что "плохой" бензин формально может означать повышенное содержание серы и/или запрещенных антидетонаторов. Впрочем, его "плохость" довольно сложно выявить, и даже та "плохость", которая выявляется, касается скорее экологии. Он может быть так же "плох" для двигателя, как и недолив. Для кошелька и окружающей среды - да, условно "плох". Однако выявить "плохой" бензин для двигателя - задача из разряда сложных. Могу говорить на эту тему ещё долго, но сейчас я предоставлю слово истинным профессионалам, которые недовольны не только качеством, но и производством. Бензин, скорее всего, первый на очереди.

Это ЧТО? Разве это не старший брат поршня танка Т-34? Это из брошюры, выпущенной в XXI веке самым передовым производителем поршневых групп. Создатель этого поршня дожил до времен, когда ламповые компьютеры стали чем-то обыденным. Вероятно, фото было отсканировано с фотопластинок, так как никто не ожидал, что оно окажется на компьютерных экранах... Авторы этой брошюры, возможно, те же, что уменьшили массу поршней на 30-40% и уменьшили высоту кольцевых уплотнений на турбированных малолитражках до 1,2 мм? Сами поршни теперь стали такой же высоты, как прежние юбки.

У них не нашлось ничего более актуального для иллюстраций? Ну ладно, будем использовать то, что доступно.

Да, весь этот буклет исключительно основан на примерах дизельных двигателей коммерческой техники. Связь между современными турбированными бензиновыми моторами маленького объема и большими дизелями с поршневой группой времен Второй мировой войны очень тонкая. Все отличается: технологии изготовления, скорости, допуски, зазоры и даже способы горения.

Ни кто и ни когда не будет финансировать бесполезные коммерческие мероприятия, чтобы создать фундаментальную базу для исследования причин и предоставления доказательств в свою же пользу. Как же они действуют в таких ситуациях? Естественно, ограничиваются общими заявлениями, которые являются весьма очевидными. И что же предлагается в качестве объяснения в таких случаях?!

Скажите честно, для какой аудитории предназначено это? Давайте уйдем от особенностей блога и просто рассмотрим: как вы воспринимаете упоминания о "недостатке воды" и "датчике массового расхода воздуха", а также "недостаточно натянутом поликлиновом ремне" в статье о причинах прогара поршня?! Просто из любопытства, ничего личного. Вы довольны?

Я снова подмечаю знакомый стиль объяснений.

В общем, в любой незнакомой ситуации используйте фразу "Во всем виноваты дороги".

Как это работает у авторов?

Просто:

• Что мы видим?

• Повреждения, сударь.

• Где мы увидели их?

• В наличии детонации и последующего зажигания!

А в теории, что может вызвать детонацию (переднее края горения)? Да, верно: смесь (ее качество), несвоевременное зажигание и сопутствующие условия.

Затем мы разбиваем "очевидные" причины на группы и в каждую загоняем все, что подвернется, но касается. Например, если смесь "некорректная", то виноваты могут быть компоненты формирования смеси. От впускного коллектора с его подсасываниями до клапана рециркуляции и датчика кислорода. Что касается несвоевременного зажигания - да, это все, что угодно, от фаз ГРМ до, как оно там выше называлось... "датчик верхней мертвой точки". Если вы думаете, что я шучу - перечитайте, там цитата выше. Такой забавный подход!

Опять "Почему он умер? - Потому что жил!". Так происходит во всем и всегда. Если вы хотите узнать, почему покрышка быстро износилась - взгляните на стиль вождения и дорожные условия - гарантированный успех.

Друзья, это не работает здесь. К сожалению. Мне снова приходится напоминать вам, что современные двигатели настолько регулированы, что даже чихнуть без появления "чек-энджин" невозможно. Я уже объяснял, почему сложно сопоставить 100500 причин повреждения двигателя трактора "Сталинец" с Опелем Астра 2012 года выпуска.

И когда мы все (включая меня) в сто первый раз говорим о "перегреве, неисправном поликлиновом ремне и термостате" и так далее, лучше даже не встречаться с владельцем автомобиля в глаза... Проще всего говорить о "плохом бензине" - так все проще и понятнее. В итоге, выходит, что если что-то произошло, то "просто случайно". Ошибок не было. Перегрева не было. Двигатель не трясло. "Газ в пол" также не был нажат - он просто приглушался в городском режиме (по трассе). Вот такой забавный принцип!

И в конечном итоге в какой-то момент даже те, кто знает, могут поверить, что "НИЧЕГО НЕ ПРОИЗОШЛО", и "просто ехал и вдруг что-то пошло не так". Ошибок не было. Перегрева не было. Двигатель не трясло. "Газ в пол" не был нажат. Все так было и... прогорел поршень.

Если это действительно так, то все доморощенные доктора наук и компании Mahle с Kolbenschmidt столкнутся с тупиком - они будут вынуждены не верить владельцу.

Но мы, любители техники и загадок, попробуем понять и разобраться.

Предположим, к вам приезжает чистенькая машина, среди ошибок - только запись о прогоревшем цилиндре. Пробег небольшой - несколько десятков тысяч, в двигатель никто не лазил и так далее. Что вы ей скажете? ОПЯТЬ ВИНОВАТА ДЕТОНАЦИЯ (БЕНЗИН)?!

Вот дело в том, что на оставшихся трех цилиндрах эта машина вполне нормально едет, разгоняется и "газ в пол" не вызывает звона. Она доезжает даже до сервиса. Я могу, как модно сейчас, "отправить бензин на экспертизу", но на практике это сделает только тот, кто не понимает сути этого действия (как экспертизы, так и понятия "детонация"). Результаты уже предсказуемы для нашего расследования - я начал с этого.

Даже если вы готовы заметить звонки, двигатель не позволит им продолжаться долго. Он будет дико плохо работать, дергаться и звенеть.

И что еще хуже - короткие "звенящие" звуки DME прервет практически мгновенно - это доли секунды. Если автомобиль не звенит на переходных режимах, то в режиме обычного городского движения тем более он не будет звенеть.

Хорошо, допустим, он звенит и реагирует, но вы все равно хотите продолжать ездить быстро на такой машине!

Итак, вот вам наглядное изображение - прогар на крупном плане. Хорошо видно, как алюминий расплавился и стек.

Конечно, вы помните, что алюминиевые сплавы начинают расплавляться при температурах превышающих 500 градусов Цельсия. Пятьсот градусов по Цельсию. В случае мягкой поездки (если речь идет о нормальной и аккуратной езде без резких ускорений), температура на дне поршня ниже на 300-350 градусов, обороты двигателя невысокие, выделяемая мощность относительно невелика, и даже отработанные газы, судя по датчикам, едва достигают температуры 700 градусов Цельсия...

Но, как вы - сумасшедший, нарушая сигналы датчика детонации, начинаете устраивать уличные гонки в пробке, двигатель звенит и выплевывает ошибки (пропуски - двигатель хрипит и дергается), вы доводите поршни до температуры 500 градусов и выше, один из них даже не выдерживает и начинает течь. Тогда вы осознаете, чистите память от ошибок и приезжаете в сервис, чтобы заявить, что ехали довольно спокойно, ничего не перегревалось, никого не обгоняли, и о детонации и плохом бензине вы слышали только в теории... Но теперь, наверное, вы хорошо запомните, кто же отвечает за несовершенный бензин!

Вот такой абсурд предлагают нам "специалисты" (наряду с засоренным воздушным фильтром, подсосами, датчиками расхода воздуха и кислорода, неправильной настройкой угла зажигания, фазами ГРМ, перегретыми клапанами, свечами с неверным тепловым числом, применением дизельного топлива в бензине, разбавленным маслом и другими абсурдными предположениями).

Понимаете ли вы, уважаемые инженеры, каково это, если работающие под вашим чутким руководством и настройкой датчики DME не могут предотвратить такую проблему? Так какие же вопросы можно задать владельцу, который умудрился вести себя на детонирующей и задыхающейся машине, а затем говорить, что "ничего не происходило"?

Но на этот раз я позволю себе разочаровать вас: специально возьму крупное фото из интернета, подобное тем, что я мог бы сделать сам.

Вот посмотрите-ка, куда и как вытек весь алюминий:

Это называется ВМТ - верхняя мертвая точка - "проплавлено" как по линейке на нижней границе камеры сгорания!

Давайте еще раз рассмотрим условный "треугольник" эдакого "температурного градиента":

Ну что же, в данном случае, как и во многих других, здесь еще и кольца расположены "как по линеечке":

Вы, наверное, помните, что детонация - это на самом деле взрывное явление (и энергии взрыва даже гранаты Ф-1 немного, по сравнению, скажем, с энергией обычной зажигалки). Скорость распространения фронта детонации огромная, но при этом запас энергии в масле весьма ограничен - это происходит практически за миллисекунды!

Электрическая молния обладает огромным напряжением и фантастическим током, однако счетчик потребления электроэнергии добавит к вашей квитанции едва ли на 100 рублей за один молниеносный всплеск. Сколько же таких молниеносных ударов понадобится, чтобы разогреть поршень до его точки плавления? Об этом мы поговорим ниже...

На всех фотографиях видно, что поверхность поршня оплавлена и растаяла, и тут нет ничего, что можно было бы отнести к кратковременному низкоэнергетическому процессу или серии процессов. В большинстве случаев отсутствует даже очевидное механическое разрушение.

Сколько микро-порций топлива понадобится, чтобы вызвать взрыв с заметными механическими последствиями, и при этом локально (в узком секторе) разогреть поршень до состояния расплавления, чтобы он даже вытек в верхней мертвой точке?

Как обычно, владелец не заметил ничего, нормально двигался, ошибок не было, список неисправностей не пополнился. Но поршень все же "прогорел".

Хотя и можно было бы предположить, что причиной этого была детонация, но... это произошло строго в верхней мертвой точке, когда "срыв нормального горения" вряд ли был возможен, так как энергии для этого было бы недостаточно... Детонация воздействовала на поршень довольно корректным образом - локально нагревая его до температуры плавления и вызывая прогар в этом узком секторе. Точность и аккуратность в таких случаях поражают - виртуозная последовательность дискретных взрывов... незаметных для всех!

А знаете, о чем владелец фактически умолчал, когда он, казалось бы, не соврал вам о том, что ошибок не было... просто ехал спокойно?

Он, вероятно, умолчал о том, что периодически и в изобилии доливает масло в свой двигатель (производитель рассматривает это как "норму", поэтому когда это становится нормой на 3-4 году эксплуатации двигателя, владелец морально к этому готов - ведь в инструкции к автомобилю также упоминается об этом).

Делает он это циклично и почти также карикатурно, как на данной картинке - удачно, что поршень изобразили без уплотнительных колец.

После тщательного анализа нескольких аналогичных случаев я утверждаю, что когда поршневые кольца изготовлены из хрупкого материала, они подвержены легкому образованию нагара, просаживанию и практически полному нарушению своей герметичности, что приводит к тому, что они уплотняются с трудом и могут застревать в канавке. В таком сценарии вероятность локального нагрева и плавления поршня (или даже поломки его перегородки из-за перегрева) становится значительно выше! Это происходит как часть циклического процесса, который продолжается в течение длительного времени параллельно с нормальным горением вблизи верхней мертвой точки. Этот процесс абсолютно незаметен и однообразен, не обнаруживая себя ни в коей мере.

Именно так происходит "прогорание" уплотнительных прокладок и уплотнений топливных форсунок прямого впрыска - если предоставить даже небольшой доступ смеси, внутреннее кольцо уплотнения в цилиндре может прогореть за считанные часы, превратившись в пар.

Во время рабочего хода горючая смесь направляется туда, где нет сопротивления - в зазоры, не замкнутые кольцами. Для этого потребуется немного времени, чтобы сформировать "микрокамеру горения", которая будет исключительно нагреваться и расплавлять поршень. Всю энергию, выделенную в этом процессе, можно направить на разогрев. Процесс прогорания поршня происходит незаметно, практически во время обычной поездки, когда доступ к определенной части смеси становится стабильным и постоянным.

Важно избегать повторения ошибок других - причина таких "прогаров" не имеет никакой связи с явлением детонации топливной смеси и зажиганием. Большинство источников (и те, что следуют за ними), просто повторяют устаревшие и неправильные представления.

Первоисточник - https://bmwservice.livejournal.com/210450.html

Огромное спасибо автору за подробное разжовывание технической логики.

Ссылка на мой ТГ https://t.me/Life1work

там я выкладываю рабочие моменты, нестандартные, а иногда и стандартные ситуации которые мы обсуждаем с ребятами в чате.

Всем спасибо и всем удачи!