Особено подложени на износване са основните части на двигателя - бутала с бутални пръстени, свързващи пръти и цилиндри. Производителността на буталата на двигателя е най-впечатляваща. В крайна сметка, движейки се напред-назад между горната и долната мъртви точки, те покриват огромно разстояние. И така, при скорост на коляновия вал от 5000 min-1 и ход на буталото от, да речем, 75 mm, общият път, изминаван от буталото в минута, е 375 m. За един час работа на двигателя това разстоянието ще бъде 2 км 250 м, а за един месец работа по 8 часа на ден, с изключение на почивните дни (което, разбира се, е малко вероятно за среден автомобил), буталото ще измине разстояние от 460 км.
Така че износването на буталото и частите, съвпадащи с него (цилиндъра на двигателя) е неизбежно. Стойностите на износване на групата бутала (бутални пръстени) преди основен ремонт за двигатели от различни производители са много различни един от друг. По този начин границата на износване на буталата и буталните пръстени на двигателите Mercedes-Benz, Volkswagen, BMW на повечето американски и японски компании настъпва след работа от около 300 000 км.
В същото време двигателите на други, да речем, по-малко напреднали модели, трябва да сменят буталата и буталните пръстени след 50 000 км (почти 10 пъти по-малко).
Внимание! Каква е причината? И как дълготрайността на тези части зависи от условията на работа? За да отговорите на тези въпроси, разгледайте два типични дизайна на бутални групи на бензинов двигател и дизелов двигател. Първо, нека припомним, че налягането на газовете вътре в цилиндрите на тези двигатели в началото на работния ход се различава с около два пъти. При бензинов двигател - карбуриран или с директно впръскване на горивото е 40–55 kg/см2, при дизелов двигател - 70–80 kg/см2. Следователно буталата на бензиновите и дизеловите двигатели се различават един от друг, въпреки че основните им конструктивни решения са еднакви.
Типичното бутало на бензинов двигател е отлято от алуминиева сплав и покрито отвън със слой калай, за да се подобри спускането в отвора на цилиндъра. Диаметърът на горната му част - главата - е с 0,1 мм по-малък от вътрешния диаметър на цилиндъра. Това се прави, за да се предотврати задръстване на главата на буталото в цилиндъра при нагряване до работна температура. В пръстеновидните канали на буталото има два компресионни пръстена и един скрепер за масло. Долната част на буталото - полата - е овална в напречно сечение и конична по височина: диаметърът в горната част е по-малък, отколкото в долната. Освен това във вътрешността на буталата с отвори за буталния щифт има две стоманени термостатични вложки. Всичко това се прави, за да се предотврати увеличаване на триенето между полата и огледалото на цилиндъра при нагряване на буталото. При по-малко от това на алуминия,
Отворът за буталния щифт в съвременните двигатели обикновено се измества от оста на симетрия на буталото към дясната страна на двигателя. За правилното сглобяване на буталото с свързващия прът и монтажа им в цилиндъра на двигателя има маркировка в близост до отвора на главичката, която трябва да бъде обърната към предната част на двигателя. Такова изместване се прави, за да се намали страничната компонента на силата на налягането на газа, притискаща буталото към една от страните на цилиндъра по време на хода на мощността.
Съединителният прът също трябва да е правилно ориентиран в двигателя. От предната му страна са направени отвори за подаване на маслена струя към натоварената страна на огледалото на цилиндъра (при някои двигатели тези отвори не са налични). Лагерите и капачката на свързващия прът също са маркирани с подходящи маркировки за правилен монтаж. От точността на изработката на буталото и правилния му избор до отвора на цилиндъра, неговата по-нататъшна производителност и издръжливост значително зависят. Днес водещите производители на двигатели използват система, според която буталата обикновено се разделят на пет или шест класа по външен диаметър на стъпки от 0,01 мм. Освен това те са разделени на три или четири категории на стъпки от 0,004 mm според диаметъра на отвора на буталния щифт. Цилиндрите на двигателя също имат подобно разделение на пет класа. Такава система ви позволява по-точно да съпоставите буталото с всеки, дори износен цилиндър, а буталния щифт от желаната категория - към дупката в шевовете и свързващия прът. За основен ремонт на двигатели, който обикновено се състои в пробиване (увеличаване на диаметъра) на цилиндрите, производителите на резервни части произвеждат така наречените извънгабаритни ремонтни бутала.
Буталото на модерен дизелов двигател е проектирано да възприема по-високи налягания, така че дебелината на дъното и главите му е по-голяма. Освен това дизайнът на дизеловото бутало е малко по-различен от разгледания по-горе. Основната разлика е поставянето на горивната камера директно в главата на буталото. Тъй като изгарянето на сместа въздух-гориво се случва, когато буталото е близо до горната мъртва точка, горещите газове загряват главата на буталото по-силно, а стените на горната част на цилиндъра се нагряват малко по-малко, отколкото при бензиновите двигатели. За надеждно уплътняване на буталото в цилиндъра на външната му повърхност са направени пет канала за монтиране на бутални пръстени. В горните три канала са монтирани компресионни пръстени. В долните канали има два пръстена за скрепер за масло. Много компании произвеждат правоъгълни компресионни пръстени, практически не се различава от пръстените на бензиновите двигатели. По-прогресивен, макар и по-скъп, обаче е дизайнът с конична горна работна повърхност на пръстена. Ъгълът на наклона на образуващата на конуса за такива пръстени обикновено се прави равен на 10 °. Използването на конични пръстени осигурява известно увеличаване на тяхната издръжливост, тъй като по време на работния ход компонентът на силата на налягането на газа върху коничната повърхност на пръстена го притиска допълнително към огледалото на цилиндъра. Характеристика на поддръжката и ремонта на бутала със заострени компресионни пръстени е необходимостта от прецизен контрол на хлабините. Пролуките между жлеба и маслените пръстени се контролират по същия начин, както при бензиновите двигатели.
Силите на триене между повърхностите на полата на буталото и отвора на цилиндъра са по-високи при дизеловите двигатели, отколкото при бензиновите двигатели. За да се увеличи издръжливостта, върху повърхността на полата на буталото се нанася слой от специално покритие от колоиден графит. Той значително подобрява спускането на буталото към цилиндъра и увеличава живота му преди основен ремонт. Подобна обработка на триещите се повърхности на буталата се използва днес при бензиновите двигатели.
В допълнение към износването на повърхностите на полата се износват и каналите на компресионните пръстени на буталата. Освен това каналът на масления пръстен се износва, въпреки че това износване обикновено е много по-малко. С износването на каналите буталните пръстени започват да се движат все по-бързо нагоре и надолу по височината на канала и така нареченото помпено действие на пръстените става все по-забележимо. Това действие се проявява в непрекъснато нарастващ разход на моторно масло от двигателя. След като влезе в горивната камера, маслото изгаря там, образувайки синкав дим, който излиза от изпускателната тръба на автомобила. При значително износване на каналите, подмяната на пръстените с нови не подобрява много ситуацията. Възниква обективна необходимост от смяна на цялата бутална група, като същевременно е много желателно цилиндрите да се проточат до ремонтния размер. Всички описани видове износване са естествени и, за съжаление,
Това естествено износване обаче може да се удължи с времето, като по този начин се удължи живота на двигателя. Америка не трябва да бъде открита тук. Просто трябва стриктно да спазвате изискванията на производителя за работата на автомобила, да използвате висококачествено двигателно масло и маслени филтри и правилно да регулирате горивното оборудване. Добри резултати се получават при използването на висококачествени маслени и горивни модификатори, препарати, които променят микроструктурата на повърхностните слоеве на триещите се повърхности на двигателите.
Наред с това износването на двигателя, както и на цялата кола като цяло, до голяма степен зависи от водача, от неговата квалификация и техническа грамотност. В края на краищата, не е напразно, че колите от една и съща марка служат за някои шофьори дълго време и безотказно, за други те се ремонтират почти всяка седмица. Опитен шофьор почти никога не позволява на двигателя да работи с претоварване и още повече с детонация. Той непрекъснато слуша как работи двигателят на неговата кола и незабавно реагира на всяко претоварване, обикновено придружено от нисък бумтящ звук при намалена скорост на коляновия вал. Ускорението на превозното средство също придружено от повишено износване на двигателя. Тук аналогията с коня и ездача се навежда на мисълта: грижовният собственик няма да бие ненужно своя четириног приятел, принуждавайки го да избяга от бухалката, особено когато конят все още не е загрял. Разбира се, в критични ситуации водачът може да си позволи да разпръсне колата изключително рязко. Но ако такъв стръмен стил на шофиране стане навик, ремонтът на двигателя ще бъде осигурен два пъти, след като е посочено от техническите условия.
Често има друг вид носене, който не е предвиден в никакви инструкции. Това е аварийна повреда на елементите на свързващия прът и буталната група и преди всичко на пръстените и мостовете на пръстеновидните канали на буталото. При бензиновите двигатели това се дължи преди всичко на детонация. Припомнете си, че детонацията е експлозивно изгаряне на смес въздух-гориво в цилиндър, придружено от рязко повишаване на налягането в горивната камера. Това е еквивалентно на остър удар с чук по фиксирано бутало и пръстени. Частите, разбира се, не са предназначени за такова натоварване и могат да се счупят, след което да повредят огледалото на цилиндъра със своите фрагменти. Има няколко причини за детонацията. Основната обаче е работата на двигателя на бензин с октаново число, по-ниско от определеното от техническите условия, както и прегряване и работа на повторно обогатена горима смес. Опитен шофьор трябва да чуе детонационни удари, когато двигателят работи и незабавно да намали подаването на гориво по време на ускорение и след това да премахне причините за детонацията. Звукът от тропане е висок метален щракване, който съответства на честотата на въртене на коляновия вал. Те могат да бъдат едва доловими на фона на други звуци от работещ двигател, особено при леко ранно запалване, и изчезват при много леко намаляване на подаването на гориво (газ). Такава едва забележима детонация показва правилно настроен момент на запалване, но също така се случва, че детонационните удари се появяват веднага, когато натиснете педала на газта, което, разбира се, е неприемливо. Продължаването на движението в този режим е равносилно на счупване на вътрешността на двигателя с чук.
Дизеловите двигатели не са толкова чувствителни към промените в състава на горивото, въпреки че в тях възникват проблеми, водещи до повишено износване на частите на коляновия механизъм. Това е преди всичко прегряване на двигателя и свързаното с него намаляване на вискозитета на маслото, особено ако качеството на маслото е ниско. Повишеното износване може да бъде и резултат от неправилна настройка на горивната помпа за високо налягане и лошо разпръскване на горивото в горивните камери поради неизправност на инжекторите. И, разбира се, много зависи от самия шофьор.
Така че от всичко казано можем да направим следните изводи. Дълголетието на двигателя на вашия автомобил, както и този на автомобила като цяло, зависи от два фактора: качеството на изработка, което е отговорност на производителя, и нивото на поддръжка, което в крайна сметка е отговорност на водача . Това трябва да се помни както при покупка на автомобил, така и при подготовка и обучение на шофьори.