Причины эрозии поверхности поршня (из протоколов исследования ЯМЗ)
По результатам исследований определены дефекты деталей ЦПГ приводящие к эрозии поверхности поршня:
- увеличенные износы поршневых канавок и колец по высоте,
- поломка верхнего компрессионного кольца,
- залегание на нагаре и поломка нижних компрессионных колец,
- поломка перемычек поршня,
- поломка стопорного кольца поршневого пальца,
- задир поршня,
- трещина на бобышках поршня,эрозия может возникнуть при выходе любой трещины на днище или камеру сгорания поршня.
Особый вид эрозионного разрушения поршня возникает при работе двигателя:
- с увеличенным углом опережения впрыска топлива,
- на бензине,
- с зависшей иглой распылителя топливной форсунки.
При увеличении износа поршневых колец и, как следствие, увеличение торцевого зазора у верхнего компрессионного кольца до 0,35 мм. и выше, на кромках верхней канавки появляется усталостное выкрашивание материала поршня. При дальнейшей работе ЦПГ размеры и глубина зоны выкрашивания увеличиваются и возможно образование задира поршня и поломка верхнего компресcионного кольца.
При высоком естественном или пылевом износе деталей ЦПГ, когда торцевой зазор верхнего компрессионного кольца увеличивается до 0,5-0,7 мм, происходит поломка этого кольца (уменьшение сечения кольца и неизбежные удары кольца в образовавшуюся ступеньку на гильзе в зоне останова кольца в верхней мертвой точке)
Поломка кольца, как правило, приводит к эрозионному изнашиванию боковой поверхности поршня с последующим выходом разрушения на днище поршня.
При развитии дефекта возможны:
- задиры ЦПГ,
- попадание обломанных частей кольца в над поршневое пространство через образовавшиеся на боковой поверхности каналы,
- поломки нижних компрессионных колец и перемычек поршня.
При залегании на нагаре и усадке верхнего и второго компрессионных колец может появиться эрозионный износ на поверхности головки или днища поршня со стороны смещения камеры сгорания. Развитие этого дефекта приводит к эрозионному разрушению боковой поверхности поршня до маслосъемного кольца. При чем верхнее и второе компрессионные кольца не ломаются, а разрушение происходит только по материалу поршня. Из-за прорыва газа возможна поломка нижних колец и перемычек поршня.
Причина этого дефекта на двигателе в стендовых условиях не моделировалась, но следует отметить, что для начала эрозионного разрушения необходимы усадка и залегание на нагаре хотя бы одного верхнего компрессионного кольца, а чаще происходит залегание первого и второго колец вместе. При этом возрастает прорыв газа через кольца и возрастает температура головки поршня т.е. появляются условия для эрозионного разрушения материала поршня.
Возможные причины залегания колец на нагаре и их усадки:
- несоблюдение сроков смены масла,
- использование масел не соответствующих марок
- работа с увеличенным углом опережения впрыска топлива.
Поломка нижних перемычек поршня является следствием прорыва большого количества газов к нижним поршневым кольцам из-за износа, поломки или залегания на нагаре верхнего компрессионного кольца. Иногда на изломе перемычки помимо наклепа имеются следы эрозионного износа.
При поломке стопорного кольца поршневого пальца, возникает эрозионный износ наружной поверхности поршня вблизи отверстия под палец.
Задир поршня часто приводит к эрозионному разрушению кромки камеры сгорания. Обычно разрушение возникает с узкой стороны днища, т.е. со стороны к которой смещена камера сгорания. При развитии дефекта может произойти разрушение головки поршня.
