Что такое пальцы в двигателе

Прямой эфир

soul_fly 28 июля 2012, 00:31

soul_fly 28 июля 2012, 00:24

soul_fly 31 июля 2011, 13:48

soul_fly 12 мая 2011, 22:52

soul_fly 11 мая 2011, 23:26

Блоги

  • История автомобилей марки ГАЗ0.00
  • Ремонт0.00
  • Доработки0.00
  • Путешествия0.00

Из мотора, работающего под нагрузкой, доносятся звонкие металлические стуки, исчезающие при наборе оборотов. «Пальчики звенят!» — усмехнется механик старой школы. «При чем тут пальцы?» — удивится водитель и будет, в общем, прав: к поршневым пальцам данный звон никакого отношения не имеет.

Что звенит на самом деле?

Природа слышимого нами звона носит детонационный характер. Взрывная волна сгораемого «неправильно» топлива, гуляя по камере сгорания и многократно отражаясь от поршня и стенок цилиндра, и создает тот характерный звонкий металлический стук, принимаемый «знатоками» за «звон пальцев».

Что есть «правильное» сгорание топлива?

Это сгорание смеси со скоростью распространения фронта пламени до 30 м/с, характеризующееся плавным, постепенным нарастанием давления газов в цилиндре. Когда сгорание идет правильно, как в теории (в учебниках), пламя от искры расходится по объему камеры сгорания фронтом, постепенно захватывая весь объем. Давление газов на поршень при этом увеличивается мягко – никаких стуков волн газа о стенки цилиндра нет, ибо нет взрыва, детонации. Все идет планомерно. Как в учебнике.

График нормального сгорания топлива.

Участок АВ — образование очага горения (сгорает до 10 % объема смеси от объема камеры сгорания).
Участок ВС — распространение пламени, зависящее от качества распыла топлива и его скорости на входе в цилиндр.
Продолжительность фаз АВ и ВС зависит от состава смеси, от октанового числа топлива, степени сжатия, мощности искры.
За точкой С происходит плавное догорание смеси после прохода фронта пламени.

При ином характере сгорания топливо-воздушной смеси (скорость фронта пламени выше 30 м/с) возникают предпосылки для появления упомянутой детонации – неприятного для мотора явления, грозящего двигателю крайне нехорошими последствиями и внешне проявляющего себя упомянутым пресловутым звоном, падением мощности и так далее.

Что такое детонация

Детонация, ж. (от латин. detono — гремлю) – мгновенный и разрушительный взрыв какого-н. взрывчатого вещества под действием удара или воспламенения детонатора. (Толковый словарь Ушакова)

Детонация моторных топлив – чрезмерно быстрое сгорание топливной смеси в цилиндре карбюраторного двигателя из-за накопления органических пероксидов в топливной смеси. Вызывает металлический «стук», вибрацию, повышение температуры и др. Стойкость топлив к детонации повышают антидетонаторы. (БСЭ)

Детонация – металлические стуки высокого тона, возникающие, как правило, при работе двигателя под нагрузкой, особенно на низких оборотах — разгон «внатяг», на плохом бензине и т.п., и исчезающие при снижение нагрузки
(ВАЗ. Устройство, обслуживание, диагностика, ремонт. Изд. «За рулём»)

Детонация — аномальное горение топлива. Сгорание, при котором пламя распространяется со скоростью 1500-2500 м/с, что в сотни раз превышает скорость распространения пламени при нормальном процессе горения. (Общепонятное объяснение)

Проявлениями детонации являются, кроме появления звона, снижение мощности и перегрев мотора, выброс из выпускной системы черного дыма. В темноте возможно увидеть зеленоватую окраску пламени, выбрасываемого из выпускных патрубков двигателей. При детонации, как видно на графике ниже, происходит резкое скачкообразное изменение давления.

Что происходит в двигателе при детонации

При детонации весь объем смеси сгорает почти сразу, практически одновременно – топливо, не предназначенное для этого мотора, в силу своего состава не может обеспечивать послойное, плавное сгорание т.е. не обеспечивает необходимых антидетонационных свойств. В мгновенно сжатой фронтом пламени еще не успевшей сгореть смеси образуются неустойчивые химические соединения, способные самовоспламениться от малейшего дополнительного «толчка». Происходят локальные взрывы, вокруг которых с огромной скоростью (до 2500 м/с) расходится ударная волна, скачком поднимающая давление и температуру в цилиндре. Задевая другие заряды смеси, близкие к самовоспламенению, ударная волна «поджигает» их, рождая новые волны. За фронтом пламени движется и детонационная волна, многократно отражаясь от стенок цилиндра и поршня. Все, процесс пошел незапланировано и бесконтрольно…

График детонационного сгорания топлива.

Участок АС (см. график) сокращается, давление резко скачет и максимум давления (точка С) смещается влево к оси ординат и может оказаться вообще перед осью. При этом поршень, еще не дошедший до ВМТ, получает сильнейший встречный удар, сравнимый с ударом кувалды.

Механические и тепловые нагрузки, которым подвергаются детали мотора при детонации, огромны, мгновенны по времени и знакопеременны. Оплавляются кромки поршней, ломаются перемычки между кольцами и сами кольца. Достается и другим деталям — поршневым пальцам, шатунным вкладышам и т.д. Ничего хорошего, в-общем.

От чего она бывает (причины возникновения)

Возникновению детонации способствуют:
— нестойкие в этом отношении топлива с низкими октановыми числами;
— высокая степень сжатия;
— неадекватно большие относительно частоты вращения вала двигателя нагрузки;
— чрезмерно большой угол опережения зажигания;
— перегрев камеры сгорания;
— увеличение размеров цилиндров.

Читайте также:  Рено дастер стук сзади справа

Главная причина беды – недостаточная детонационная стойкость горючего. Так, старым моторам ВАЗ со степенью сжатия 8,5 положен бензин АИ-92, моторам со степенью сжатия 9,9–10,5 нужен уже АИ-95. Это понятно. Бензины АИ-80 или А-76 не обладают их стойкостью к детонации и их использование в двигателе с такой степенью сжатия неминуемо приведет к его поломке (читай последствия детонации).
Что еще? Увеличенная нагрузка на двигатель при малых оборотах: чем больше открыт дроссель, тем больше наполнение цилиндров, масса смеси, тем выше ее давление и температура. Если еще и плохой бензин – вот вам детонация. Получите и распишитесь.
Повышенная температура (перегрев) в камере сгорания тоже верный пусть к появлению детонации. Плохой отвод тепла от цилиндров — и вот вам зловещий звон. Можете не расписываться. Вывод: приведите в порядок систему охлаждения.
Нагар на поверхностях, образующих камеру сгорания, тоже ухудшает теплоотвод и повышает реальную степень сжатия. Один из источников нагара – дешевые масла с высокой зольностью. Избавиться от нагара без разборки двигателя трудно, поэтому ездить на качественном масле в итоге дешевле!
О раннем зажигании: искра, поджигающая топливную смесь, подается, когда поршень приближается к верхней мертвой точке (ВМТ) такта сжатия за несколько градусов до прихода поршня в ВМТ. Если «искрит» слишком рано, то давление в цилиндре уже растет и достигает пика, а поршень не успевает преодолеть ВМТ и «убежать» вниз, подталкиваемый расширяющимися газами. Итог – детонация, динамический удар. Последствия – читай выше.

Как избегать возникновения детонации

1. Поскольку скорость горения в камере сгорания напрямую зависит от октанового числа бензина (чем выше октановое число, тем скорость горения ниже по причине его высокой антидетонационной способности и наоборот), то становится понятным требование производителя использовать только соответствующий данному мотору сорт топлива. Некоторое несоответствие сортности можно до определенного предела компенсировать корректировкой момента опережения зажигания.
Неправильным будет думать, что недопустимо использовать только сорта бензина с меньшим, чем полагается для данного мотора, октановым числом. Обратная замена также недопустима! При относительно низкой степени сжатия сгорание более высокооктанового чем надо, топлива, затягивается, что ведет к перегреву выпускных клапанов и даже их обгоранию. Торг здесь неуместен – заливайте то, что положено и не экспериментируйте. Мотор вашу щедрость не оценит.
2. Знайте особенности своего двигателя. Если штурмуете подъемы «внатяг» и, заслышав звон (стуки), не сбавляете газ – готовьтесь к появлению детонации. Она не заставит себя ждать. Даже на хорошем бензине. Пожалейте двигатель – повысьте обороты и снизьте нагрузку, перейдя на пониженную передачу.
3. Не увеличивайте чрезмерно угол опережения зажигания (УОЗ) в стремлении поднять мощность двигателя! Уменьшив его, сдвиньте максимум давления правее. Потеряем чуть-чуть мощности, но побережем двигатель. Правда, этот совет актуален для старых моторов. У современных автомобилей их электронные системы по сигналу датчиков детонации сами корректируют этот УОЗ, однако и у этих систем есть пределы эффективности, поэтому и они не панацея против разрушения мотора детонацией. Вывод: следите за машиной.

Но все такие могут ли в принципе звенеть пальцы.

Да, но…
Если двигатель в порядке и не изношен до крайней степени, никакие пальцы в нем звенеть не могут. Поршневые пальцы в исправном моторе не имеют зазоров, способных издавать подобные звуки. Если таковые зазоры появились – мотор к мотористу, на стол: стук пальцев (появление выбираемых зазоров в системе «поршень-палец-шатун») есть ситуация аварийная. Тут не до рассуждений о природе звуков.
Как отличить, что звенит – детонация или, все-таки, пальцы? Запомните: звук от клацающих в зазорах пальцев не зависит от нагрузки, а зависит только от оборотов коленвала двигателя т.е. частота стука будет соответствовать частоте вращения вала, к тому же стук болтающегося пальца на звонкую детонацию не очень похож.

Почему стучат пальцы в двигателе при разгоне? Разбираемся в проблеме

Почему стучат пальцы в двигателе при разгоне? Чтобы ответить на этот вопрос нужно разобраться, отчего возникает это явление. В нормальном состоянии воспламенение горючей смеси происходит равномерно. Взрывное сгорание топлива начинается возле свечи и одновременно распространяется в разные стороны. Скорость распространения взрыва около 20-30 м/сек. В случае детонации переобогащенная смесь начинает взрываться сразу после попадания в камеру сгорания. Взрывная волна движется хаотично, наталкиваясь на стенки цилиндра, остатки смеси взрываются. Скорость волны при этом может достигать 1000 м/сек.

Последствия. Как мы уже выяснили детонация, это по сути неуправляемое сгорание топлива. При этом, стенки цилиндра нагреваются неравномерно, в местах ударов взрывной волны температура повышается значительно. Это может приводить к деформации блока цилиндров. Также может перегреться и деформироваться поршень. Взрывная волна при определенных условиях может испортить клапана. Также она может повредить шатуны. В любом случае, систематическая и сильная детонация приведет к необходимости капитального ремонта двигателя.

Данное явление может вызывать большое количество факторов. Они имеют разную степень опасности. Иногда, небольшая детонация вполне допустима. Ниже будут рассмотрены все возможные варианты появления этого явления.

Читайте также:  Как самому изготовить качественную незамерзайку для машины

Самой безобидной можно назвать детонацию, которая возникает при резком увеличении оборотов. Если при 1000 об/мин резко выжать педаль газа, ускоряя работу силового агрегата до 4000-5000 об/мин, то можно услышать кратковременную детонацию. Это вполне рядовое явление. Бояться этого не стоит, в этом случае детонация не приведет к печальным последствиям. Причина в резком увеличении топлива, подаваемого в двигатель, количество воздуха сначала остается на прежнем уровне, это и вызывает преждевременно окисление топлива, которое сопровождается взрывами. Единственный способ борьбы с этим явлением – отказ от резкого увеличения оборотов.

Но, иногда детонация может появляться при нормальной работе силового агрегата. Вот в таких случаях необходимо максимально быстро выявить и устранить неисправность. Иначе, это приведет к ремонту мотора. Итак, у детонации могут быть следующие причины:

    Неправильно выставленный угол опережения зажигания. При увеличении этого показателя, точка с максимальным давлением при сгорании топлива смещается к ВМТ. Из-за этого возникает повышенное давление в цилиндре, и соответственно появляется . При появлении беспричинных стуков, обязательно проверьте правильность работы зажигания;

Ошибка в работе . При отказе датчика расхода топлива, бортовой компьютер может давать ошибочные команды. В итоге, двигатель начинает не только дергаться, но и детонировать;

Практически все современные машины оборудованы датчиком гашения детонации. Если вы наблюдаете явление регулярно, то проверьте состояние этого небольшого прибора. При необходимости нужно заменить его;

  • Низкое октановое число. У каждого автомобиля имеется своя степень сжатия, соответственно, рассчитывается этот показатель, исходя из топлива, которое будет использоваться в двигателе. Чем выше степень сжатия, тем большим должно быть октановое число. Если залить в бак топливо с меньшим показателем, то в цилиндре возникнет неуправляемая реакция. Если вы в целях экономии залили менее качественный бензин, то желательно слить его, и залить топливо с подходящим октановым числом. Иногда, подобное явление может возникать .
  • Поршневой палец является составным элементом кривошипно-шатунного механизма. Указанная деталь представляет собой ось перемещения шатуна в том месте, где реализовано соединение с поршнем. Другими словами, поршневые пальцы позволяют создать подвижное соединение шарнирного типа применительно к соединению головки шатуна и поршня.

    Нагрузки, которые испытывает поршень в результате сгорания заряда топливно-воздушной смеси в цилиндрах ДВС, также передаются на поршневые пальцы. Параллельно на палец воздействует сила инерции, усилие на изгиб. В этой статье мы рассмотрим, по какой причине стучат пальцы в двигателе при разгоне, почему при нагрузке стучат пальцы и т.д.

    Читайте в этой статье

    Стучат поршневые пальцы: почему так происходит

    Начнем с того, что стук поршневых пальцев в двигателе может быть вызван несколькими причинами. Условно эти причины можно разделить на две группы:

    • механические неисправности;
    • особенности сгорания топливно-воздушной смеси и нагрузки на силовой агрегат;

    В первом случае стук поршневых пальцев возникает по причине износа нагруженных элементов. Также возможен вариант, когда во время ремонта ДВС и установки новых поршневых пальцев были допущены ошибки. Если иначе, пальцы по размеру могут не соответствовать посадочному месту или при их установке возникли дефекты. Результатом становится то, что в месте соединения поршня и пальца возникают люфты и появляется стук. Указанные стуки хорошо прослушиваются на холодном двигателе, также стучать может и после прогрева. Постукивание наиболее отчетливо слышно в моменты нахождения поршня в ВМТ и НМТ.

    Во втором случае водитель может услышать отчетливый стук поршневых пальцев, который возникает только при определенных условиях. Такое явление называется детонация двигателя и никак не означает, что в связке палец-поршень-шатун возникли какие-либо проблемы по механике. Получается, пальцы стучат на ДВС с исправным КШМ. Давайте разбираться.

    Если представить, что во время хода поршня вверх смесь взрывается, а не горит, тогда скорость распространения пламени сильно возрастает. Расширяющиеся газы с огромной силой давят на днище поршня, препятствуя его подъему в ВМТ. В результате поршень буквально «шатается» в гильзе, значительно растут нагрузки на КШМ, в том числе и на поршневые пальцы. Водитель слышит отчетливый металлический стук в двигателе именно в такие моменты, так как давление газов в цилиндре сильно возрастает. Параллельно с этим снижается мощность мотора, двигатель начинает дымить и вибрировать, повышается температура силового агрегата. Отметим, что детонация может возникать как в бензиновом, так и в дизельном двигателе.

    Такой аномальный процесс горения смеси разрушает ДВС, приводит к прогару поршней, ломает поршневые кольца и т.д. Последствия детонации могут быть очень серьезными, так как детали двигателя испытывают значительно повышение нагрузки и разрушаются. Дефекты возникают как на днище поршня, так и на его головке. Ударная волна от взрыва топливного заряда сбивает масляную пленку на стенках цилиндров, в результате чего изнашиваются как кольца, так и сами стенки цилиндров. Вибрации от детонационного горения вызывают разрушение подшипников шатунов (вкладышей), дефекты возникают в области перегородок, которые присутствуют между поршневых колец. Одним словом, детонация способна в разы сократить ресурс любого двигателя внутреннего сгорания.

    Читайте также:  Замена фильтра грубой очистки топлива

    По причине возникновения детонации кратковременно стучат пальцы при разгоне. Особенно часто это проявляется тогда, когда водитель пытается ускориться во время движения, например, на подъем, оставаясь при этом на повышенной передаче. Такую детонацию называют стуком пальцев при езде в натяг. Для того чтобы не перегружать двигатель, необходимо своевременно переключаться на ту передачу, которая соответствует условиям движения. Все это зависит только от водителя. Параллельно с этим существует еще несколько причин, по которым пальцы начинают стучать.

    Стук поршневых пальцев: топливо, зажигание и температура ДВС

    Как уже было сказано, поршень к шатуну крепится при помощи поршневого пальца, при этом необходимо реализовать возможность движения поршня по отношению к шатуну. Возникновение повышенных нагрузок приводит к тому, что пальцы стучат в посадочных местах. Если с КШМ на моторе все в порядке, тогда основным виновником является детонация.

    Топливо в цилиндрах может начать детонировать:

    • в результате общего или локального перегрева мотора;
    • если возникли проблемы с составом смеси;
    • заправка бензина с несоответствующим для данного ДВС показателем октанового числа приводит к детонации;
    • если угол опережения зажигания (УОЗ) окажется слишком ранним, тогда также возникает детонация;
    • неисправности датчиков ЭСУД (ДПКВ, датчик температуры ОЖ, датчик детонации) могут привести к взрывному сгоранию смеси в цилиндрах;

    Следует учитывать, что детонация двигателя вполне может возникнуть даже на новом моторе. Если температура агрегата в норме и нет проблем с работой системы охлаждения, тогда следует исключить вероятность заправки неподходящим топливом. Далее необходимо приступить к проверке зажигания, качества смеси и электронных датчиков системы управления ДВС (на агрегатах с инжектором).

    Датчики обычно проверяются при помощи компьютерной диагностики двигателя или использования доступного диагностического оборудования. На некоторых авто экстренную проверку можно провести самостоятельно без прибора путем перемыкания нужных контактов на диагностическом разъеме OBD. Такие действия позволяют инициировать запуск самодиагностики автомобиля. Результаты отображаются в виде мигания лампочки на приборной панели, после чего можно точнее установить неполадку путем сверки с таблицей кодов ошибок.

    Теперь ответим на вопрос, при каком зажигании стучат пальцы. Если момент зажигания ранний, тогда смесь воспламеняется в момент, когда поршень еще движется в ВМТ. Нагрузки на КШМ в подобном случае заметно возрастают, пальцы начинают стучать, что говорит о необходимости регулировки УОЗ. Детонационное сгорание топлива возможно и в том случае, если в цилиндры бодается слишком обедненная смесь. Такое обеднение возможно в результате подсоса воздуха, сильного загрязнения топливного фильтра, инжекторных форсунок или жиклёров в случае с карбюраторными ДВС.

    Еще одной из распространенных причин детонации топлива является нагар, который накапливается в камерах сгорания двигателя, отложения формируются на стенках головки блока и самого блока цилиндров. Образование нагара приводит к тому, что температура и давление в цилиндре растет, являясь причиной детонационного горения смеси. Толстый слой нагара способен уменьшить объем камеры сгорания, что означает увеличение степени сжатия мотора. В результате топливный заряд сильно сжимается, что приводит к преждевременному взрыву.

    Дополнительной причиной детонации горючего может быть калильное зажигание (КЗ). Такое зажигание означает, что смесь загорается не от искры на свече, а от контакта с раскаленными частицами нагара или деталями. В этом случае момент загорания становится полностью неконтролируемым.

    Добавим, что достаточно часто калильное зажигание возникает в том случае, если свечи были подобранны неправильно. Дело в том, что подбор свечей нужно осуществлять с учетом физических размеров и калильного числа. Это означает, что для каждого мотора существуют так называемые «холодные» и «горячие» свечи, подходящие по размеру. Также за состоянием свечей нужно следить, периодически выкручивая их для проверки. В случае обнаружения дефектов рекомендуется незамедлительно менять отдельные свечи или сразу устанавливать новый комплект.

    Что в итоге

    Итак, если отмечен стук пальцев при разгоне, пальцы стучат под нагрузкой и т.д., тогда для начала следует:

    • залить качественное топливо;
    • произвести проверку и регулировку момента зажигания;
    • исключить проблемы с питанием топливом, приводящие к обеднению смеси;
    • проверить систему питания на возможный подсос воздуха;
    • продиагностировать работу системы охлаждения двигателя;
    • провести диагностику ДВС и выполнить раскоксовку мотора (при необходимости) для удаления нагара из камеры сгорания;

    Почему топливно-воздушная смесь детонирует в камере сгорания. Причины, вызывающие детонацию. Последствия детонационного сгорания топлива в цилиндрах ДВС.

    Наиболее распространенные причины стука двигателя: поршневой, шатунный, стук коленвала. Что делать, если двигатель неожиданно начал стучать в движении.

    Появление стуков на разных режимах работы дизеля. Диагностика неисправностей. Характер стуков кривошипно-шатунного механизма, ГРМ, топливной аппаратуры.

    Что может стучать, свистеть, шелестеть и издавать другие посторонние звуки под капотом после запуска двигателя. Диагностика и определение неисправностей.

    Устройство и назначение поршневого пальца в конструкции кривошипно-шатунного механизма ДВС. Виды, особенности изгтовления и установки поршневых пальцев.

    Назначение поршня в конструкции ДВС. Особенности и устройство поршня, маслосъемные и компрессионные кольца.

    Также вам могут быть интересны эти заметки...

    Adblock detector