Otarcia tłoków spowodowane niedostatecznym smarowaniem

, 18 maja 2020, 12:28

Co się dzieje, gdy trą o siebie niesmarowane tłoki, pierścienie tłokowe i gładź cylindra? Co powoduje otarcia trzonka tłoka? Dlaczego w przypadku silników chłodzonych powietrzem, prowadnice powietrza muszą być konieczne prawidłowo zamontowane? Jakie skutki mogą mieć praca silnika na zbyt bogatej mieszance i zakłócenia spalania? Tu znajdziesz odpowiednie informacje.

Informacje ogólne na temat otarć spowodowanych niedostatecznym smarowaniem

Otarcia spowodowane niedostatecznym smarowaniem mogą występować ogólnie, tzn. także przy wystarczającym luzie między cylindrem i tłokiem. Następuje tutaj, często tylko lokalnie, zerwanie filmu olejowego wskutek wysokiej temperatury lub zalania paliwem. W takich miejscach trą o siebie pozbawione smarowania powierzchnie tłoków, pierścieni tłokowych i gładzi cylindra.

Podobne zjawisko występuje, jeżeli między tłokiem i cylindrem, wskutek niedoboru oleju, nie powstaje wystarczający film olejowy.

Charakterystyczne cechy otarcia spowodowanego niedostatecznym smarowaniem:
W przypadku całkowitego zniszczenia filmu olejowego:

Wąsko ograniczone, bezprzejściowe otarcia, przeważnie na trzonku tłoka, o silnie zaznaczonej ciemnej powierzchni.

W przypadku niedoboru oleju:

Oznaki identyczne jak opisane wyżej, z wyjątkiem ciemnej powierzchni. Powierzchnia otarć jest praktycznie metalicznie czysta i nie ma ciemnego zabarwienia. Deficyt oleju dotyczy całej powierzchni cylindra. Dlatego też na tłoku już w stadium początkowym można często znaleźć otarcia, zarówno na stronie górnej, jak i dolnej.

Otarcia spowodowane niedostatecznym smarowaniem na trzonku tłoka:

  • Otarcia na trzonku tłoka po stronie górnej, częściowo sięgają do strefy pierścienia tłokowego.
  • Lekkie otarcia po stronie dolnej.
  • Powierzchnia otarć jest jasna, prawie metalicznie czysta.

 

Ocena

Między tłokiem a otworem cylindra występuje krytyczny brak smarowania. Prawie metalicznie czysta powierzchnia otarć wskazuje, że w momencie powstania otarcia, film olejowy jeszcze występował, ale jego jakość była już znacznie zredukowana. Ze względu na niewielki stopień uszkodzenia chodzi tu o przejściowy niedobór oleju albo o początkowe stadium uszkodzenia. Dalsza eksploatacja silnika spowodowałaby jeszcze poważniejsze uszkodzenia.

WSKAZÓWKA

W przypadku tego rodzaju otarć, spowodowanych niedostatecznym smarowaniem, uszkodzenie znajduje się zawsze w okolicy trzonka tłoka, czyli tam, gdzie w przypadku nieuszkodzonego eksploatowanego tłoka widać normalny obraz zużycia.

Możliwe przyczyny
Niedostateczne smarowanie wskutek następujących przyczyn:

  • Za mała ilość oleju silnikowego.
  • Za niskie ciśnienie oleju w silniku (pompa oleju, zawór nadciśnieniowy itd.): Z punktów łożyskowania wału korbowego wydzielana jest za mała ilość oleju. Na gładź cylindra, która jest smarowana rozpryskowo olejem z wału korbowego, dostaje się niedostateczna ilość oleju.
  • Awaria wtryskiwacza oleju w układzie chłodzenia tłoka.

Jednostronne otarcie trzonka tłoka tylko po stronie górnej:

  • Duże, ciemno zabarwione otarcia z silnie uszkodzoną powierzchnią po stronie górnej tłoka.
  • Naprzeciwległa strona trzonka tłoka bez uszkodzeń.
  • Strefa pierścienia tłokowego w stadium początkowym przeważnie bez uszkodzeń.

Ocena

Są to typowe otarcia spowodowane niedostatecznym smarowaniem, które przeważnie występują na stronie górnej, rzadziej na stronie dolnej. Uszkodzenie powstaje wskutek zerwania filmu olejowego tylko na jednej połowie cylindra. Przyczyną jest lokalny brak smarowania albo przegrzanie odpowiedniej strony cylindra. Przyczyną uszkodzenia nie może być jednak niedostateczny luz, ponieważ mimo dużych otarć na przeciwległej stronie nie ma otarć po stronie dolnej.

Możliwe przyczyny

  • Częściowe załamanie chłodzenia wskutek niedoboru czynnika chłodzącego, pęcherzyków powietrza, osadów brudu i innych zakłóceń w układzie chłodzenia.
  • W przypadku cylindrów żeberkowych zewnętrzne osady brudu mogą doprowadzić do lokalnych przegrzań, a przez to do zerwania filmu olejowego.
  • W przypadku silników chłodzonych powietrzem: uszkodzone, brakujące lub nieprawidłowo zamontowane owiewki cylindrów.
  • Awaria wtryskiwacza oleju w układzie chłodzenia tłoka.
  • Za niskie ciśnienie oleju: niedostateczne smarowanie strony górnej cylindra w przypadku korbowodów z wtryskiwaczami oleju.
  • Niedostateczne smarowanie bardziej obciążonej strony górnej cylindra wskutek rozcieńczenia oleju albo niedostosowanej do warunków eksploatacji jakości oleju.

 

Nadtarcia spowodowane niedostatecznym smarowaniem wskutek zalania paliwem

Wąskie, ostro ograniczone, podłużne zatarcia na trzonku tłoka, zamiast normalnego obrazu zużycia tłoka.

Ocena

Niespalone paliwo skrapla się na gładzi cylindra i rozcieńcza albo nawet całkowicie zmywa film olejowy. Powoduje to zniszczenie warstwy smarnej między współpracującymi ze sobą elementami, czyli tłokiem i otworem cylindra, co skutkuje wydłużonymi, wąskimi zatarciami. Strefa pierścienia tłokowego nie wykazuje przeważnie uszkodzeń.

WSKAZÓWKA

W przypadku zatarć spowodowanych przez paliwo uszkodzenie występuje na nośnych częściach trzonka tłoka. Jeżeli tłok nie jest uszkodzony, wykazują one normalny obraz zużycia.

Możliwe przyczyny

  • Silnik pracuje na zbyt bogatej mieszance, zakłócenia spalania wskutek błędów w układzie sterowania mieszanką lub instalacji zapłonowej.
  • Niepełne spalanie wskutek niedostatecznego sprężenia.
  • Uszkodzenie lub zbyt długa praca układu rozruchu zimnego silnika (silnik gaźnikowy).
  • Rozcieńczenie oleju wskutek częstej jazdy po krótkich odcinkach albo zbyt bogatej mieszanki.

Otarcia główki tłoka w silniku wysokoprężnym:

  • Ograniczone miejscowo otarcia, głównie na progu ogniowym.
  • Powierzchnia otarć chropowata, zdarta, niekiedy wyrwane większe części materiału.

Ocena

Wskutek wady wtryskiwacza nierozpylone paliwo pryskało na ściankę cylindra, gdzie naruszało film olejowy i ostatecznie doprowadzało do całkowitego braku smarowania. Spowodowało to tak silne otarcie progu ogniowego, że stopił się on tymczasowo ze ścianką cylindra. Stopienie to doprowadziło do wyrwania kawałków materiału z główki tłoka.

Możliwe przyczyny

  • Nieszczelne, kapiące, zanieczyszczone albo nieprawidłowe wtryskiwacze.
  • Zakleszczone wskutek deformacji korpusu iglice wtryskiwaczy (nieprawidłowy moment dokręcający).
  • Nieprawidłowy moment wtrysku (początek tłoczenia).

Otarcia spowodowane niedostatecznym smarowaniem wskutek wypalenia pierścieni tłokowych

  • Blizny i nadpalenia na bieżniach pierścieni tłokowych
  • Podłużne blizny w otworach cylindrów (bez ilustracji).
  • W stadium początkowym: pierwsze nadtarcia na progu ogniowym
  • W stadium zaawansowanym: zatarcia rozmieszczone na całym tłoku

 

Ocena

Takie uszkodzenia występują przeważnie w fazie docierania silnika pod dużym obciążeniem, kiedy pierścienie tłokowe ze względu na niedostateczne dotarcie nie zapewniają jeszcze pełnego uszczelnienia (dotyczy to przeważnie tłoków silników wysokoprężnych). Spaliny przepływające przez pierścienie tłokowe przegrzewają te pierścienie, film olejowy ulega zerwaniu.

Zakłócenia spalania i nadmierne temperatury względnie niedostateczne chłodzenie tłoka i ścianki cylindra mogą również naruszyć bądź zniszczyć film olejowy. Oznacza to niedostateczne smarowanie pierścieni tłokowych, co powoduje nadpalenia. Ze względu na to, że tłok porusza się też po niesmarowanych częściach cylindra, jako pierwsze powstają nadtarcia na progu ogniowym, a dopiero później otarcia na całym trzonku tłoka (Rys. 2).

Możliwe przyczyny

  • Przeciążenie silnika w fazie docierania.
  • Nieoptymalna, niezapewniająca dobrej adhezji oleju silnikowego struktura wyhonowanej powierzchni cylindra (zmiażdżenie żył grafitu, płaszcz blaszany, za niska szorstkość i/albo nieprawidłowy kąt honowania).
  • Nieodpowiedni olej smarny (nieprawidłowa jakość i lepkość oleju).
  • Za wysoka temperatura gładzi cylindrów (wadliwa praca układu chłodzenia albo osady w otaczających zespół kanałach chłodzących).
  • Nadmierna, spowodowana przez zakłócenia procesu spalania temperatura podczas spalania (uboga mieszanka, spalanie żarzeniowe, kapiące lub nieszczelne wtryskiwacze).
  • Niedostateczny dopływ oleju do gładzi cylindrów wskutek niedoboru rozpryskiwanego oleju z łożysk korbowodów i wału korbowego.

 

Komentarze

Komentarz musi być dłuższy niż 5 znaków!

Proszę zaakceptuj regulamin!

Redakcja nie ponosi odpowiedzialności za treść komentarzy, które są wyłącznie prywatną opinią ich autorów. Jeśli uważasz, że któryś z kometarzy jest obraźliwy, zgłoś to pod adres redakcja@motofocus.pl.

HUBe, 14 lipca 2020, 13:41 0 0

Ten artykuł powinien mieć odnośniki do opracowania pt. "Piston damages, Imprint / Table of contents" opublikowany przez MSI Moto Service International GmbH.

Odpowiedz

skyactivwalker, 14 lipca 2020, 21:49 0 0

Zmieńcie tłumacza, nomenklatura dno...

Odpowiedz