În special supuse uzurii sunt părțile principale ale motorului - pistoanele cu segmente de piston, biele și cilindri. Performanța pistoanelor motorului este cea mai impresionantă. La urma urmei, mișcându-se înainte și înapoi între punctele moarte de sus și de jos, aceștia acoperă o distanță uriașă. Deci, cu o viteză a arborelui cotit de 5000 min-1 și o cursă a pistonului de, să zicem, 75 mm, traiectoria totală parcursă de piston pe minut este de 375 m. Pentru o oră de funcționare a motorului, aceasta distanța va fi de 2 km 250 m, iar pentru o lună de funcționare 8 ore pe zi, excluzând weekend-urile (ceea ce, desigur, este puțin probabil pentru o mașină obișnuită), pistonul va parcurge o distanta de 460 km. Cu utilizare intensivă a mașinii timp de 5 ani (și anume, o astfel de durată de funcționare a mașinii înainte de revizia motorului este confirmată de statistici) pistonul va parcurge o distanta de 24.000 km!
Deci, uzura pistonului și a părților sale de împerechere (cilindrul motorului) inevitabil. Cu toate acestea, valorile de uzură ale grupului de piston (segmente piston-piston) înainte de revizie pentru motoarele diferitelor companii sunt foarte diferite unele de altele. Deci, limitarea uzurii pistoanelor și segmentelor de piston ale motoarelor Mercedes-Benz, Volkswagen, BMW, majoritatea firmelor americane și japoneze vine după un parcurs de aproximativ 300.000 km.
În același timp, motoarele altor modele, să zicem, mai puțin avansate trebuie înlocuite cu pistoane și segmente de piston după 50.000 km de rulare (de aproape 10 ori mai puțin).
Atenţie! Care este motivul? Și cum depinde durabilitatea acestor piese de condițiile de funcționare? Pentru a răspunde la aceste întrebări, luați în considerare două modele tipice de grupuri de piston ale unui motor pe benzină și unui motor diesel. În primul rând, să ne amintim că presiunea gazelor din interiorul cilindrilor acestor motoare la începutul cursei de lucru diferă cu aproximativ doi factori. Într-un motor pe benzină - carburat sau cu injecție directă de combustibil, este de 40–55 kg / cm2, într-un motor diesel - 70–80 kg / cm2. Prin urmare, pistoanele motoarelor pe benzină și diesel diferă unele de altele, deși principalele lor soluții de proiectare sunt aceleași.
Un piston tipic pentru motor pe benzină este turnat dintr-un aliaj de aluminiu și acoperit la exterior cu un strat de tablă pentru a îmbunătăți rularea în alezajul cilindrului. Diametrul părții sale superioare - capul - este cu 0,1 mm mai mic decât diametrul interior al cilindrului. Acest lucru se face pentru a preveni blocarea capului pistonului în cilindru atunci când este încălzit la temperatura de funcționare. În canelurile inelare ale pistonului există două inele de compresie și un racletor de ulei. Partea inferioară a pistonului - fusta - este ovală în secțiune transversală și conică în înălțime: diametrul în partea superioară este mai mic decât în cea inferioară. În plus, în interiorul bofurilor pistonului cu găuri pentru bolțul pistonului există două inserții termostatice din oțel. Toate acestea se fac pentru a preveni o creștere a frecării între manșon și oglinda cilindrului atunci când pistonul este încălzit. Cu un coeficient de dilatare termică mai mic decât cel al aluminiului, aceste inserții strâng manta într-o direcție perpendiculară pe axa bolțului pistonului.
Orificiul pentru bolțul pistonului la motoarele moderne este de obicei deplasat de pe axa de simetrie a pistonului spre partea dreaptă a motorului. Pentru asamblarea corectă a pistonului cu biela și montarea acestora în cilindrul motorului, există un semn în apropierea orificiului boșului, care trebuie întors spre partea din față a motorului. O astfel de deplasare se face pentru a reduce componenta laterală a forței de presiune a gazului care presează pistonul pe una dintre laturile cilindrului în timpul cursei de putere.
De asemenea, biela trebuie să fie corect orientată în motor. Pe partea frontală, sunt făcute găuri pentru alimentarea unui jet de ulei pe partea încărcată a oglinzii cilindrului (Unele motoare nu au aceste găuri). Lagărele și capacul bielei sunt, de asemenea, marcate cu marcaje adecvate pentru asamblarea corectă. De la precizia fabricării pistonului și selecția corectă a acestuia până la alezajul cilindrului, performanța și durabilitatea ulterioară a acestuia depind în mod semnificativ. Producătorii de top de motoare folosesc astăzi un sistem conform căruia pistoanele sunt de obicei împărțite în cinci sau șase clase în ceea ce privește diametrul exterior în trepte de 0,01 mm. În plus, acestea sunt împărțite în trei sau patru categorii în trepte de 0,004 mm în funcție de diametrul orificiului știftului pistonului. Cilindrii motorului au, de asemenea, o împărțire similară în cinci clase. Un astfel de sistem vă permite să potriviți mai precis pistonul cu orice cilindru, chiar uzat, și știftul pistonului din categoria dorită - cu orificiul din șef și biela. Pentru revizia motoarelor, constând de obicei în plictisire (cresterea diametrului) cilindri, producătorii de piese de schimb produc așa-numitele pistoane de reparație supradimensionate.
Pistonul unui motor diesel modern este proiectat pentru a percepe presiuni mai mari, astfel încât grosimea fundului și a bofurilor sale este mai mare. În plus, designul pistonului diesel este oarecum diferit de cel discutat mai sus. Principala diferență este amplasarea camerei de ardere direct în capul pistonului. Deoarece arderea amestecului aer-combustibil are loc atunci când pistonul este aproape de punctul mort superior, gazele fierbinți încălzesc capul pistonului mai puternic, iar pereții părții superioare a cilindrului se încălzesc ceva mai puțin decât la motoarele pe benzină. Pentru etanșarea fiabilă a pistonului în cilindru, pe suprafața sa exterioară sunt realizate cinci caneluri pentru instalarea segmentelor de piston. Inelele de compresie sunt instalate în primele trei caneluri. În canelurile inferioare sunt două inele de raclere a uleiului. Multe companii produc inele de compresie dreptunghiulare, care practic nu sunt diferite de inelele pentru motor pe benzină. Cu toate acestea, mai progresiv, deși mai scump, este designul cu o suprafață de lucru superioară conică a inelului. Unghiul de înclinare al generatricei conului pentru astfel de inele este de obicei egal cu 10°. Utilizarea inelelor conice oferă o oarecare creștere a durabilității lor, deoarece în timpul cursei de lucru componenta forței de presiune a gazului de pe suprafața conică a inelului o presează suplimentar pe suprafața cilindrului. O caracteristică a întreținerii și reparației pistoanelor cu inele de compresie conice este necesitatea unui control precis al jocurilor. Decalajele dintre canelură și inelele raclete de ulei sunt controlate în același mod ca la motoarele pe benzină.
Forțele de frecare dintre suprafețele mantalei pistonului și alezajul cilindrului sunt mai mari la motoarele diesel decât la motoarele pe benzină. Pentru a crește durabilitatea, pe suprafața mantalei pistonului este aplicat un strat de acoperire specială din grafit coloidal. Îmbunătățește foarte mult rularea pistonului la cilindru și îi crește durata de viață înainte de revizie. Un tratament similar al suprafețelor de frecare ale pistoanelor este utilizat astăzi pe motoarele pe benzină.
Pe lângă uzura suprafețelor fustei, se uzează și canelurile inelelor de compresie ale pistonului. În plus, canelura inelului de ulei se uzează, deși această uzură este de obicei mult mai mică. Pe măsură ce canelurile se uzează, inelele pistonului încep să se miște din ce în ce mai rapid în sus și în jos pe înălțimea canelurii și așa-numita acțiune de pompare a inelelor devine din ce în ce mai vizibilă. Această acțiune se manifestă printr-un consum din ce în ce mai mare de ulei de motor de către motor. Odată ajuns în camera de ardere, uleiul arde acolo, formând un fum albăstrui care iese din țeava de eșapament a mașinii. Cu uzura semnificativă a canelurilor, înlocuirea inelelor cu altele noi nu îmbunătățește prea mult situația. Apare o nevoie obiectivă de a înlocui întregul grup de pistoane, în timp ce este foarte de dorit să alezați cilindrii la dimensiunea reparației. Toate tipurile de purtare descrise sunt un proces natural și, din păcate, inevitabil.
Cu toate acestea, această uzură naturală poate fi prelungită în timp, prelungind astfel durata de viață a motorului. America nu trebuie descoperită aici. Trebuie doar să respectați cu strictețe cerințele producătorului pentru funcționarea mașinii, să utilizați ulei de motor și filtre de ulei de înaltă calitate și să reglați corect echipamentul de combustibil. Rezultate bune se obțin prin utilizarea modificatorilor de ulei și combustibil de înaltă calitate, preparate care modifică microstructura straturilor de suprafață ale suprafețelor de frecare ale motoarelor.
Împreună cu aceasta, uzura motorului, precum și întreaga mașină în ansamblu, depinde în mare măsură de șofer, de calificările și cunoștințele tehnice ale acestuia. La urma urmei, nu degeaba mașinile de aceeași marcă servesc pentru unii șoferi mult timp și fără greș, pentru alții sunt reparate aproape în fiecare săptămână. Un șofer experimentat aproape niciodată nu permite motorului să funcționeze cu suprasarcină și cu atât mai mult cu detonație. El ascultă în mod constant cum funcționează motorul mașinii sale și reacționează imediat la orice suprasarcină, de obicei însoțită de un zgomot scăzut la o turație redusă a arborelui cotit. De asemenea, accelerația vehiculului
însoțită de uzura crescută a motorului. Aici se sugerează analogia cu un cal și un călăreț: un proprietar grijuliu nu își va biciui inutil prietenul cu patru picioare, forțându-l să fugă de liliac, mai ales când calul nu s-a încălzit încă. Desigur, în situații critice, șoferul își poate permite să disperseze mașina în mod celebru, extrem de brusc. Însă, dacă un stil de condus atât de abrupt devine o obișnuință, reparațiile la motor vor fi asigurate de două ori imediat ce se precizează de condițiile tehnice.
Adesea există un alt tip de uzură care nu este prevăzut de nicio instrucțiune. Aceasta este o defecțiune de urgență a elementelor bielei și grupului de piston și, mai ales, a inelelor și punților canelurilor inelare ale pistonului. La motoarele pe benzină, acest lucru se datorează în primul rând detonării. Amintiți-vă că detonarea este o ardere explozivă a unui amestec aer-combustibil într-un cilindru, însoțită de o creștere bruscă a presiunii în camera de ardere. Acest lucru este echivalent cu o lovitură puternică cu un baros pe un piston și inele fixe. Piesele, desigur, nu sunt proiectate pentru o astfel de încărcare și se pot rupe, deteriorand apoi oglinda cilindrului cu fragmentele lor. Există mai multe motive pentru detonare. Cu toate acestea, principala este funcționarea motorului pe benzină cu un număr octanic mai mic decât cel specificat de condițiile tehnice, precum și supraîncălzirea și funcționarea pe un amestec combustibil re-îmbogățit. Un șofer experimentat trebuie să audă detonații când motorul funcționează și să reducă imediat alimentarea cu combustibil în timpul accelerației, apoi să elimine cauzele detonației. Sunetul de ciocănire este un clic metalic ascuțit care se potrivește cu frecvența de rotație a arborelui cotit. Ele pot fi abia audibile peste alte sunete ale motorului în funcțiune, mai ales când aprinderea este puțin timpurie și dispar cu o scădere foarte ușoară a aprovizionării cu combustibil (gaz). O astfel de detonație abia vizibilă indică o sincronizare corectă a aprinderii, dar se întâmplă și ca detonații să apară imediat când apăsați pedala de accelerație, ceea ce, desigur, este inacceptabil. A continua mișcarea în acest mod echivalează cu spargerea interiorului motorului cu un ciocan.
Motoarele diesel nu sunt atât de sensibile la modificările compoziției combustibilului, deși apar probleme în ele, ceea ce duce la o uzură crescută a pieselor mecanismului manivelei. Aceasta este în primul rând supraîncălzirea motorului și scăderea asociată a vâscozității uleiului, mai ales dacă calitatea uleiului este scăzută. Uzura crescută poate fi, de asemenea, rezultatul ajustării necorespunzătoare a pompei de combustibil de înaltă presiune și al atomizării slabe a combustibilului în camerele de ardere din cauza injectoarelor defectuoase. Și, desigur, multe depind de șoferul însuși.
Deci, din tot ce s-a spus, putem trage următoarele concluzii. Longevitatea motorului mașinii dvs., precum și cea a întregului vehicul, depinde de doi factori: calitatea manoperei, care este responsabilitatea producătorului, și nivelul de întreținere, care este în cele din urmă responsabilitatea șoferului. Acest lucru trebuie reținut atât la cumpărarea unei mașini, cât și la pregătirea și educarea șoferilor.