Стучат пальцы в двигателе что это такое
Из-за чего возникает стук пальцев в двигателе
Если вы проходили обучение в автошколе примерно 20-30 лет назад, то наверняка прекрасно знакомы с таким понятием как стук пальцев. Это объясняли буквально сразу, как только ученик переступал порог автошколы.
Но время идёт, технологии совершенствуются, внедряются новые разработки, техника становится более совершенной и безотказной.
Фраза про стук пальцев очень распространена. Проблема лишь в том, что в настоящее время её не совсем правильно толкуют. Поэтому нужно разобраться в истинных причинах и понять, как справляться с подобными ситуациями.
Что происходит на самом деле
Прежде чем назвать причины, почему в двигателе стучат пальцы, нужно вникнуть в суть этого выражения.
Старые автомобили действительно достаточно часто издавали посторонний звук, провокатором которого выступали поршневые пальцы. Это было обусловлено тем, что машины тех времён оснащались металлическими деталями с низкими показателями прочности и устойчивости к износу при активной эксплуатации.
На пальцы воздействовали высокие температуры, повышенные нагрузки. Всё это приводило к тому, что на посадочных местах поршневых пальцев появились зазоры. Именно из-за них формировались посторонние звуки, которые получили справедливое название стук пальцев.
Но если говорить про современные автомобили, то в их отношении вопрос о том, почему в двигателе при разгонах стучат пальцы, звучит не совсем корректно и правильно. Это скорее вопрос привычки и устоявшаяся фраза.
Нынешние автопроизводители применяют сталь высокого качества, используют особые технологии обработки всех компонентов. Всё это привело к тому, что вероятность дефекта и повреждения самого пальца практически полностью исключена. Если на современном авто деформируется палец, тогда придётся думать уже не про устранение стука, а про капитальный ремонт.
Несмотря на все изменения, термин не исчез, и продолжает активно использоваться.
В настоящее время под стуком пальцев в действительности понимают звуковые колебания, возникающие от ударной волны, которая образуется при взрыве топливовоздушной смеси внутри камеры сгорания. Если говорить коротко, это детонация двигателя.
В случае с новыми машинами под стуком пальцев подразумевается детонация в моторе.
Вне зависимости от того, какое понятие удобно применять автомобилисту, проблема требует обязательного и срочного вмешательства. Следует разобраться в том, как определить появившийся стук пальца непосредственно в поршне (детонацию), и каким образом справиться со сложившейся ситуацией.
Как формируется детонация
Если двигатель работает стабильно и без перебоев, процесс сгорания топливовоздушной смеси сохраняет свою последовательность. Мотор функционирует тихо, никаких посторонних шумов не возникает. Начинается процесс от искры со стороны свечи зажигания, после чего заполняется вся камера сгорания. Это происходит равноудалённо.
В случае с детонацией или детонационным горением процесс выглядит иначе. Всё количество смеси топлива и воздуха, впрыскиваемого в камеру, воспламеняется одновременно. Это приводит к резкому и сильному увеличению температуры цилиндров и давления внутри них. При детонации смесь сгорает не полностью. На участках, где сохраняется наибольший объём несгоревшего топлива, постепенно появляются активные химические соединения.
Как итог, возникают колебания, которые проявляются в виде сильной вибрации двигателя.
Причины внутренних взрывов
Детонация как раз и выступает первопричиной стуков пальцев в ДВС. Но чтобы устранить подобную неисправность, нужно понять, почему она возникает.
Тут специалисты выделяют несколько причин:
Причин более чем достаточно. Причём чаще всего провокатор детонации — это сам автомобилист.
Необходимо соблюдать рекомендации по эксплуатации автомобиля, не перегружать двигатель и вовремя его обслуживать.
Это позволит предотвратить условный стук пальцев и защитить от тяжёлых последствий детонации.
Возможные последствия
Недооценка стука поршневых пальцев двигателя ведёт к крайне неприятным и порой очень дорогим последствиям.
Детонация является фактически взрывом. Это разрушительное явление, способное вызвать поломку элементов и узлов силового агрегата. Самое тяжёлое последствие самопроизвольного воспламенения в двигателе проявляется в необходимости провести капитальный ремонт ДВС.
Современные моторы, которые постоянно работают в условиях повышенных оборотов, способны за непродолжительное время выйти из строя именно из-за детонации.
При ударении взрывной волны о внутренние стенки цилиндра происходит нарушение целостности масляной плёнки. Задача масляной плёнки заключается в том, чтобы защитить элементы цилиндропоршневой группы от трения, коррозии и износа. Если плёнка исчезает, даже на короткое время, происходит активный механический износ. Детали стираются, нарушается корректность их работы.
Параллельно детонация ведёт к увеличению температуры двигателя. А нехарактерная для ДВС температура провоцирует изменение эксплуатационных показателей, разрушает поршни, свечи, деформирует прокладки и уплотнители.
Как устранить проблему
Не так редко владельцы автомобилей сталкиваются с ситуациями, когда при разгоне в моторе стучат пальцы, подразумевая при этом детонацию.
Понимая причины, первым делом следует попытаться устранить все возможные провоцирующие факторы.
Касательно того, что делать, если вы заметили, как стучит палец поршня двигателя, специалисты дают несколько рекомендаций. Для этого вовсе не обязательно ехать в сервис. Самопроизвольные взрывы ещё не говорят о том, что в моторе имеются какие-то серьёзные неисправности:
На современных авто активно применяется электроника, которая автоматически с помощью датчиков контролирует процессы сгорания, защищая от детонации.
Стук пальцев нельзя назвать чрезвычайно опасным явлением, если устранить его при первых признаках появления. Но оставлять без внимания его нельзя. Иначе это приведёт к тяжёлым последствиям.
Детонация и «стук пальцев»
С таким понятием как «стук пальцев» знаком, наверное, каждый отечественный автомобилист, независимо от того, профессионал он или любитель. Однако мало кто знает, что в действительности за этим скрывается не стук поршневых пальцев, а такое явление как детонация. Объяснить почему так произошло можно следующим образом. В старые времена в двигателях стучали действительно поршневые пальцы. Под действием больших температур и знакопеременных нагрузок из-за низкой прочности и твердости деталей появлялись зазоры в посадочных местах поршневого пальца, которые и являлись источниками стука. Сейчас же благодаря использованию качественных сталей и более высокоточным методам обработки деталей этот недостаток удалось устранить. Только вот название («имя») его осталось прежним, скрывая такое явление как детонация.
Признаки детонации
Детонацию очень легко определить на слух — она, как правило, проявляется в виде звонкого металлического стука. Кроме того, ее сопровождают и заметное снижение мощности, перегрев и неустойчивая работа двигателя, кратковременное появление черного дыма из выхлопной трубы, снижение температуры отработавших газов.
Что такое детонация?
Детонация — это самовоспламенение горючей смеси в камере сгорания, которое имеет характер взрывной волны. Наиболее часто она появляется при резком повышении нагрузки, например, при резком ускорении или же при движении на подъем. В этой ситуации водитель, как правило, со всей силой жмет на педаль газа, чем обеспечивается подача богатой смеси в цилиндры двигателя. Попав в цилиндры и заполнив все его объемы, на богатую горючую смесь начинают воздействовать высокие температура и давление. Высокое давление в камере сгорания создается по двум причинам: во-первых, при такте сжатия поршень движется вверх и сжимает горючую смесь, т.е. повышает давление, во-вторых, после воспламенения основной части горючей смеси волна пламени, распространяясь по всей камере сгорания, создает фронт высокого давления, который также способствует повышению давления.
Под воздействием высоких давления и температуры в местах скопления несгоревшей горючей смеси образуются активные соединения (перекиси, альдегиды, спирты и т.д.). Достигнув критической величины, между этими соединениями начинают возникать цепные окислительные реакции, которые в итоге приводят к самовоспламенению смеси, имеющей к тому же взрывной характер. В месте взрыва происходит значительное повышение температуры и образование взрывной волны, фронт пламени которой распространяется со скоростью 1000 — 2300 м/с. Для сравнения, скорость распространения фронта пламени при нормальном сгорании горючей смеси — 20-30 м/с. Двигаясь с такой огромной скоростью взрывная волна ударяется о стенки цилиндров и камеры сгорания, при этом образуя все новые очаги самовоспламенения. В результате таких процессов в цилиндрах появляется большое количество взрывных волн, которые являются источником возникновения колебательных процессов в цилиндрах, вызывающих вибрации двигателя.
Что касается звонкого металлического стука, называемого в народе «стуком пальцев», а в теории двигателей — детонацией, то он появляется именно в результате многократно повторяющихся ударов взрывных волн о стенки цилиндров.
Ударяясь с огромной скоростью о стенки цилиндров, взрывная волна разрушает масляную пленку, которая предохраняет детали цилиндро-поршневой группы от сухого трения и коррозионного износа под воздействием активных элементов продуктов сгорания. Давление фронта взрывной волны достигает величины более 70 кгс/см2, что может привести к механическим повреждениям деталей двигателя. При наличии ударных волн резко возрастает отдача тепла от сгоревших газов к стенкам цилиндров, что вызывает перегрев двигателя. А перегрев, в свою очередь, становится причиной разрушения некоторых деталей двигателя: прокладки между головкой и блоком, обгорания кромок поршней, свечей зажигания. В сумме все эти негативные влияния приводят к значительному уменьшению моторесурса двигателя.
Кроме механических повреждений, детонация несет в себе и ухудшение эксплуатационных показателей работы двигателя, о которых мы уже упоминали, — снижается мощность двигателя, ) повышается расход топлива.
Факторы, влияющие на появление детонации
Появлению детонации способствуют много факторов, и все они имеют одну общую черту — уменьшают задержку самовоспламенения несгоревшей части горючей смеси, удаленной от свечи зажигания или, проще говоря, в камере сгорания создаются благоприятные условия для более быстрого протекания окислительных реакций горючей смеси. Итак, появлению детонации способствуют следующие факторы:
Во-первых — состав горючей смеси. Так, богатая смесь, имеющая соотношение воздух — топливо, равное 9,0, при попадании в камеру сгорания под действием высокого давления и температуры формирует в ее отдаленных уголках очаги возникновения окислительных реакций, которые являются (источниками самовоспламенения — детонационного сгорания топлива.
Во-вторых — угол опережения зажигания. Его увеличение приводит к сдвигу пика максимума давления в процессе сгорания горючей смеси ближе к верхней мертвой точке (ВМТ), из-за чего происходит увеличение давления в камере сгорания. А увеличение давления, как мы уже знаем, входит в число основных виновников «рождения» детонации.
В-третьих — октановое число топлива. Чем ниже октановое число топлива, тем больше вероятность детонационного сгорания горючей смеси. Объясняется это ростом химической активности топлива к окислению при снижении его октанового числа. Именно поэтому мы наиболее часто и слышим «стук пальцев» при использовании 76-го бензина в двигателях, которым рекомендуется бензин с октановым числом 92 и более.
В-четвертых степень сжатия. Для начала напомним: степень сжатия — это отношение объема цилиндра к объему камеры сгорания. Увеличение степени сжатия приводит к повышению давления и температуры в камере сгорания и, естественно, к созданию благоприятных условий для детонационного сгорания топлива. По этой причине для всех двигателей с высокой, степенью сжатия должен использоваться высокоэтилированный бензин.
В-пятых — конструкционные недостатки. К ним можно отнести: а) более плохие условия охлаждения несгоревшей, удаленной от свечи зажигания части горючей смеси; б) замедленный процесс догорания смеси из-за неудачной конструкции камеры сгорания; в) плохой отвод тепла от центра поршня к стенкам цилиндра, например, из-за выпуклой конструкции днища поршня, где теплу требуется пройти больший путь, чем при плоской конструкции днища; г) большой диаметр цилиндров с одной стороны ухудшает отвод тепла, с другой — камера сгорания получает большее количество удаленных от свечи зажигания зон, чем увеличивается вероятность появления очагов детонационного сгорания горючей смеси.
Барьеры на пути детонации
Хорошо, что в противовес факторам, способствующим появлению детонации, существуют и факторы, препятствующие ее возникновению. Все они, как правило, ускоряют сгорание несгоревшей части горючей смеси во фронте пламени, идущей от искры зажигания, или же замедляют протекание окислительных реакций — источника самовоспламенения.
Это, во-первых, повышение числа оборотов двигателя. За счет этого уменьшается время на протекание окислительных реакций, соответственно уменьшается и вероятность самовоспламенения.
Во-вторых, турбулизация (вращение) потоков смеси в камере сгорания. Организация вращения потоков горючей смеси в камере сгорания ускоряет распространение фронта пламени от искры зажигания, чем предупреждается появление детонации.
В-треть их, уменьшение пути проходимого фронтом пламени. Это скорее конструкционное решение проблемы. На практике оно выражается в уменьшении диаметра цилиндров или же в установке двух свечей зажигания на один цилиндр.
В недалеком прошлом в борьбе с детонацией большой популярностью у некоторых наших автолюбителей-рационализаторов пользовались «капельницы» — устройства, подающие воду в цилиндры двигателя. Они действительно снижали вероятность появления детонации, однако из-за малой надежности конструкции, а главное из-за негативных свойств воды (коррозионная активность, высокая температура замерзания) не получили дальнейшего распространения.
Успешным примером борьбы с детонацией в отечественном автомобилестроении может стать форкамерно-факельное зажигание, используемое в двигателе автомобиля ГАЗ-3102 «Волга». Камера сгорания такого двигателя состоит из двух полостей — большой и малой. В малой полости происходит образование богатой горючей смеси, а в большой — бедной. В момент подачи искры в малую полость происходит воспламенение и сгорание богатой смеси, а образовавшийся фронт пламени, попадая через специальные отверстия в большую полость, воспламеняет бедную смесь. Этим и исключается появление детонации.
За рубежом борьба с детонацией идет еще более активно. Развитие электроники позволило создать микропроцессорные системы управления двигателем. Их интеллектуальные возможности позволяют с помощью специальных датчиков следить за происходящими внутри цилиндров процессами и влиять на их протекание путем изменения состава горючей смеси и угла опережения зажигания.
Самым последним и, пожалуй, эффективным достижением в борьбе с детонацией стало создание двигателя, способного работать на сверхобедненных смесях, имеющего в среднем по всему объему камеры сгорания значение соотношения воздух — топливо 40:1 у Mitsubishi или даже 50:1 у Toyota.
Калильное зажигание
Очень часто среди владельцев автомобилей возникают споры относительно того, чем отличается детонация от калильного зажигания. С детонацией, я думаю, мы уже разобрались, теперь познакомимся с калильным зажиганием, которое также хранит в себе массу опасностей для автомобильного двигателя. Напомним, что калильное зажигание — это воспламенение топлива (горючей смеси) в камере сгорания от нагретых деталей двигателя (головок выпускных клапанов, электродов свечей зажигания) или же от раскаленных частиц нагара. Воспламенение может происходить преждевременно, т.е. до подачи искры на свечу зажигания или после воспламенения основной части топлива.
Основным отличием калильного зажигания от детонации является скорость распространения фронта пламени. При воспламенении горючей смеси от накаленных поверхностей скорость распространения фронта пламени почти такая же, как и при воспламенении от искры свечи зажигания. Поэтому калильное зажигание не несет в себе той разрушительной силы, которая скрыта во взрывной волне при детонации. Тем не менее оно также таит неприятности. При преждевременном воспламенении смеси происходят резкие обратные удары на коленчатый вал, иногда вызывающие его поломку. Как и при детонации, при преждевременном воспламенении от накаленных деталей происходит увеличение отдачи тепла от отработавших газов к стенкам камеры сгорания из-за увеличения нахождения этих газов в камере сгорания. А это вызывает перегрев двигателя со всеми вытекающими отсюда последствиями.
Определить на слух калильное зажигание трудно, так как оно выражается в глухих стуках и на фоне общего шума его почти не слышно. Легче всего его обнаружить при выключении зажигания. Если двигатель продолжает работать значит топливо воспламеняется от нагретых поверхностей деталей или частиц нагара, т.е. «работает» калильное зажигание. Для борьбы с этим недостатком, основным виновником которого является нагар, в настоящее время имеется множество средств (присадки к топливу, аэрозолей и т.д.). Самым же простым «дедовским» методом в борьбе с калильным зажиганием считается режим движения автомобиля в течение 5-10 мин., при котором он полностью загружен и движется с максимальной скоростью на прямой передаче. Этого времени ему вполне достаточно для выгорания скопившегося нагара в камере сгорания. Если же источником калильного зажигания являются раскаленные детали двигателя, ищите причину перегрева, не забыв при этом о детонации, как источники перегрева.
Застучал двигатель: что делать и как определить причину
Появление посторонних шумов, скрипов и стуков закономерно возникает в процессе износа силового агрегата и других узлов автомобиля. Одним из наиболее тревожных симптомов является стук в двигателе, который может иметь различную тональность (звонкий, металлический и т.д.), быть явным или приглушенным, проявляться только на холодную или горячую, присутствовать постоянно или исчезать.
Двигатель начинает стучать по разным причинам. ДВС представляет собой агрегат, который подвержен серьезным механическим и температурным нагрузкам. Более того, указанные нагрузки не равномерны, возникают с определенной периодичностью и зависят от той частоты, с которой в определенный момент вращается коленвал. Стучать мотор зачастую начинает в следующих случаях:
произошел естественный износ силового агрегата;
грубо нарушены правила эксплуатации;
осуществлен непрофессиональный ремонт двигателя или произведена установка некачественных запчастей;
Рекомендуем также прочитать статью о том, почему двигатель может плохо заводиться на горячую. Из этой статьи вы узнаете об основных неисправностях, кторые вызывают затрудненный пуск прогретого ДВС с карбюратором и инжектором, а также дизельного мотора.
Что представляет собой стук в двигателе
Появление стука двигателя в большинстве случаев указывает на то, что в области сопряжения определенных деталей произошло критическое увеличение зазоров между элементами. Если системы смазки и охлаждения двигателя функционируют нормально, тогда шумы и стуки начинают появляться при зазорах, которые в среднем увеличены в два и более раза от допустимых параметров. Сила стука напрямую зависит от того, на сколько увеличился зазор. Получается, стук в двигателе является ударами деталей друг об друга, нагрузка в месте контакта значительно возрастает. Износ деталей в этом случае происходит значительно быстрее.
Скорость увеличения дальнейшего износа будет зависеть от величины зазора, материалов изготовления, нагрузки, эффективности смазки и целого ряда других факторов. По этой причине одни узлы могут со стуком пройти десятки тысяч километров без серьезных последствий (ГРМ), тогда как другие (КШМ и ЦПГ) способны выйти из строя всего через несколько километров пробега. В отдельных случаях двигатель может стучать даже при условии нормальных зазоров и отсутствии серьезного износа деталей. Такой стук может быть вызван:
детонацией и большими нагрузками на ДВС;
перекосами деталей внутри двигателя;
заклиниванием отдельных элементов;
потерей моторным маслом защитных и других свойств;
Откуда идет стук в моторе: как узнать
Специалисты диагностируют проблемные узлы по характеру стука, его тональности и области локализации. Для диагностики широко используется стетоскоп. Также можно самостоятельно изготовить приспособление для прослушивания стуков в двигателе. Для решения задачи потребуется стальной прут, к которому нужно припаять металлическую банку. Днище такой емкости будет эффективно играть роль мембраны. Для определения причины стука конец прута прикладывается к различным участкам диагностируемого ДВС, тогда как банка плотно прислоняется к уху.
Тональность звука является косвенным признаком, так как на разных моторах стук может проявляться звонче или глуше. Например, условный стук коренных подшипников коленвала на 1.4- литровом корейском авто вполне может быть более звонким и легче прослушиваться сравнительно со стуком шатунов на 3.0- литровом немецком автомобиле. Зачастую индивидуальные конструктивные особенности каждого двигателя могут выступать причиной разного по звуковой окраске стука, при этом поломка может быть одинаковой.
Если говорить о диагностике по характеру стука двигателя, тогда стоит выделить постоянный стук, периодическое постукивание с той или иной частотой, а также эпизодическое проявление стука. В последнем случае стоит понимать удары, которые возникают неравномерно.
Стук в двигателе обычно связан с оборотами мотора, то есть с частотой, на которой вращается коленвал. Чем быстрее крутится двигатель, тем выше частота стука. Указанная частота может как совпасть с частотой вращения коленчатого вала, так и отличаться. Также стоит отметить, что звук может становиться более или менее интенсивным (отличаться по силе) зависимо от режима работы ДВС.
Например, с ростом числа оборотов и нагрузки на мотор происходит закономерное увеличение нагрузок на подвижные детали кривошипно-шатунного механизма и ГРМ. В этом случае изношенные элементы будут стучать сильнее сравнительно с работой мотора в режиме холостого хода. На данном этапе при диагностике важно определить, происходит ли усиление стука с увеличением оборотов. Зачастую для этого требуется опыт, так как необходимо прослушивать стук на фоне общего возрастающего шума работающего агрегата.
Параллельно с этим необходимо отдельно учитывать то, что давление масла в системе смазки двигателя также возрастает с ростом оборотов. Само моторное масло в отдельных случаях выступает «демпфером», а сам стук может стать менее интенсивным даже при условии увеличенной нагрузки на двигатель. По этой причине важным параметром является температура ДВС. Мотор может сильно стучать на горячую, так как масло разжижено. При этом на холодную стук может почти не проявляться. Бывает и обратная ситуация, когда двигатель отчетливо стучит на холодную, но после выхода на рабочую температуру шумы исчезают или минимизированы.
Возможные причины стука ДВС
Стоит отметить, что стук может прогрессировать не одинаково, то есть быстро или медленно усиливаться в процессе эксплуатации. В списке основных элементов ЦПГ, ГРМ и КШМ, которые могут стучать, отмечены:
В случае износа двух деталей ГРМ, которые изготовлены из твердого материала, двигатель может одинаково стучать долгий период времени. Если произошел износ мягких элементов, которые работают в паре с деталями из более твердого материала (коренной, шатунный вкладыш, подшипники распредвала), тогда посторонний звук будет быстро усиливаться. Далее мы рассмотрим наиболее опасные стуки двигателя.
Звук стучащего поршня в цилиндрах локализуется в блоке цилиндров, отличается глуховатым тоном (напоминает звук постукивания по глиняной посуде), а также может сопровождаться щелчками. Наиболее часто проявляется на холодную, а также на малых оборотах и при резком сбросе газа в движении. После прогрева стук поршней на холодном двигателе пропадает, так как происходит температурное расширение поршня. Обычно поршень стучит при появлении зазора около 0.3 — 0.4 мм.
Стук поршневых пальцев
Поршневые пальцы стучат звонко и высоко по тону, стук явно металлический. Отчетливо прослушивается во время перегазовки, а также в момент сброса газа или нажатия на акселератор для ускорения. Зоной локализации является блок цилиндров. Обычно появляются при наличии зазора около 0.1 мм.
Дополнительно диагностируется неисправность путем выкручивания свечи зажигания. Со снятой свечей процесс сгорания топлива в цилиндре не происходит, что означает отсутствие нагрузок на поршень.
Добавим, что подобный стук также возникает в результате использования неподходящего для данного типа двигателя топлива (детонация), а также при значительной нагрузке на мотор при низких оборотах коленвала (движение в гору на повышенной передаче).
Стук коренных подшипников (вкладышей) коленвала
Такой стук возникает в результате износа, который появляется на вкладышах коленчатого вала. По звучанию стук металлический, немного приглушенный, локализован в области картера двигателя. Отчетливо прослушивается на низких оборотах прогретого мотора (слабое давление моторного масла), при резком поднятии оборотов и сбросе газа. Зазоры увеличиваются между шейкой и вкладышем, составляя около 0.1-0.2 мм. При падении давления смазки до критически низких показателей стук будет звонким на всех режимах.
Необходимо отметить, что резко начать стучать коленвал может также по причине использования моторного масла низкого качества или такого смазочного материала, который не соответствует допускам производителя для данного типа ДВС. В этом случае масло нужно незамедлительно сменить, а перед заменой система смазки требует промывки.
Стучат вкладыши шатунов
Если стучат шатунные вкладыши, тогда звук похож на аналогичную неисправность коренных подшипников, но прослушивается более отчетливо. Появление такого стука с резко возрастающей интенсивностью в моменты смены оборотов коленвала указывает на необходимость срочного ремонта. Эксплуатировать двигатель с таким стуком запрещается, так как мотор, выражаясь простым языком, рискует «словить клин».
Застучал мотор на ходу: что делать водителю
При появлении стука двигателя первым делом нужно проверить уровень моторного масла. Появление стука вполне может быть связано с падением давления в смазочной системе. Если с уровнем все в порядке, тогда на начальном этапе потребуется точнее локализовать неисправность, исключив возможные стуки топливной аппаратуры, приводов, шкивов навесного оборудования и т.д. Далее необходимо определить характер стука, а также подтвердить или опровергнуть факт его усиления под нагрузкой. Если с ростом нагрузки на ДВС мотор стучит сильнее, тогда вероятнее всего проблемы возникли в КШМ и ЦПГ.
В том случае, если частота стука отлична от частоты вращения коленвала в два раза, тогда вероятны проблемы с ГРМ. Это объясняется тем, что коленвал вращается в два раза быстрее распредвала. Прогрев двигателя в подобном случае может приводить к усилению стука, так как с ростом температуры происходит увеличение зазоров клапанного механизма. Что касается нагрузки на ДВС, то стук механизма газораспределения обычно не зависит от режима работы двигателя. Исключением могут являться гидрокомпенсаторы, которые стучат более интенсивно под нагрузкой.
При появлении стуков на холодном или горячем двигателе, то есть в зависимости от температуры, нужно дополнительно учесть возможное расширение изношенных деталей с прогревом и уменьшение зазоров (стук ослабевает). Одновременно с этим разжижение нагретого масла может привести к усилению стука. Первый случай характерен для ЦПГ, второй затрагивает подшипники кривошипно-шатунного механизма.
На основании сделанных выводов о характере стука можно принять решение о поездке в сервис своим ходом или же вызове эвакуатора. Напоследок добавим, что усиление стука под нагрузкой и быстрое его прогрессирование при езде является четким признаком того, что от самостоятельного перемещения лучше отказаться. В этом случае двигатель следует заглушить для предотвращения дальнейшего разрушения силового агрегата.
Стучат пальцы в двигателе: причины
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.
Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое поршневой палец. Из этой статьи вы узнаете о назначении, особенностях конструкции, видах и принципах работы данного элемента КШМ.
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.
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.
В норме поршень поднимается вверх, осуществляя сжатие топливно-воздушной смеси в цилиндре. В момент подхода к ВМТ (верхняя мертвая точка) на свече зажигания образуется искра, которая воспламеняет сжатую смесь. В тот момент, когда поршень достигает ВМТ, смесь горит по всему объему камеры сгорания. В результате сгорания создается давление от расширяющихся газов, которые толкают поршень вниз и, тем самым, выполняют полезную работу. Фронт пламени, который возникает во время сгорания смеси, равномерно распространяется, то есть смесь горит. Такой процесс сгорания топливного заряда считается нормальным.
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.
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.
Опасность КЗ состоит в том, что температура в камере сгорания при таком зажигании очень сильно растет. Результатом становится перегрев деталей, возникают прогары и разрушение элементов двигателя. Наиболее сильно подвержены перегреву поршневые кольца, также возможно оплавление поршня и прогар клапана. Во многих случаях рост температуры приводит к выходу из строя шатунных подшипников и самих шатунов. Если перегретый мотор эксплуатировать дальше, тогда следующей деталью, которая пострадает, окажется коленчатый вал.
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;
Как определить источники стуков и шумов в двигателе
Даже сегодня многим автолюбителям не по карману новый автомобиль. Если вы хотите что бы он еще долго вам служил, то следите за ним. Многие операции по ремонту и обслуживанию легкового автомобиля, в первую очередь отечественного, можно освоить самому. Правда, с двигателем все гораздо сложнее, тут без квалифицированной помощи не обойтись.Но если вы постоянно следите за состоянием своего мотора, то сэкономите на его ремонте.
Наша транспортная компания уже 20 лет занимается ремонтом техники и перевозкой негабаритных грузов, и надеемся, что наши советы помогут вам в общении с автомобилем.
В результате износа сопряженных деталей в двигателе возникают стуки и шумы.
Посторонний стук вызывает беспокойство у каждого водителя — опытного или новичка.
Прежде всего, необходимо разобраться, какой орган двигателя издает стук. Удобнее всего это определить стетоскопом, который можно изготовить самому. Для этого к стальному прутку припаивают старую масленку, днище которой будет являться хорошей мембраной. Если есть возможность, купите медицинский стетоскоп.Чтобы точно установить источник шума, конец стального прутка поочередно прикладывают к различным участкам работающего двигателя, а масленку к уху: от слуха не скроется даже самый незначительный звук.
Посмотрите внимательно на схему двигателя в ин¬струкции к вашему автомобилю, и уже на самом двигателе мысленно постарайтесь определить места основных сочленений деталей цилиндропоршневой группы, где возможны стуки.
И пусть пока ваш двигатель работает как часы, но ведь такое будет не всегда. Поэтому уже сейчас не помешает, как говорится, набивать руку, вернее, ухо… А чтобы по стуку правильно определить причину его появления, нужно знать характер стуков при разных неисправностях.
Стук поршня о цилиндр (появляется при зазо¬ре 0,3…0,4 мм) — глухой, щелкающий (как о глиняный горшок), прослушивается после пуска холодного двигателя, при резком уменьшении оборотов коленвала и на малой частоте вращения.
На прогретом двигателе не допускается. Зона прослушивания — выше плоскости разъема картера.
Стуки в сопряжении поршневой палец — шатун (появляются при зазоре 0,1 мм) — звонкие метал¬лические звуки высокого тона, слышны при резком изменении частоты вращения коленвала.
При отключении свечи зажигания исчезают. Зона прослушивания — в местах, соответствующих верхнему и нижнему положению поршневого пальца. Эти стуки не надо путать с детонационными стуками, которые исчезают при уменьшении угла опережения за¬жигания. Дефект устраняется заменой пальцев и шатунных втулок.
Стуки коренных подшипников коленчатого вала (появляются при зазорах между шейкой и вкладышем 0,1 …0,2 мм) — металлического глухого тона, про¬слушиваются на прогретом двигателе при резком повышении или резком уменьшении оборотов коленвала.
Стуки могут возникнуть, в первую очередь, от падения давления масла, приводящего к износу антифрикционного слоя вкладышей. Если давление совсем отсутствует, то звуки будут резкими, звонкими на любых режимах работы — это уже пол¬ное выплавление слоя. В этом случае шлифовка коленвала обязательна. Зона прослушивания — в плоскости разъема картера. Иногда первоначальные стуки могут возникать и от применения несоответствующего масла, поэтому, пока дефект не запущен, при обнаружении стука масло надо заменить родным, промыв систему смазки.
Стуки шатунных подшипников коленчатого вала — более резкие, чем у коренных, появляются при резком изменении оборотов коленвала.
Чтобы определить, в каком цилиндре неисправность, надо отсоединить наконечник свечи — стук исчезнет или заметно уменьшится. Причины — аналогичные коренным подшипникам. Наличие стуков, как в коренных, так и в шатунных подшипниках, недопустимо, так как последствия будут самыми печальными. Заодно проверьте и компрессию в цилиндрах двигателяПроверка осуществляется по давлению в конце такта сжатия при помощи компрессометра — специального манометра. Для этого необходимо:— пустить двигатель, прогреть до температуры охлаждающей жидкости 80…90°С;— полностью открыть дроссельную и воздушную заслонки карбюратора;— отсоединить провода и вывернуть все свечи зажигания;— плотно вставить резиновый наконечник компрессометра в отверстие для свечи первого цилиндра;— повернуть стартером коленчатый вал на 10…12 оборотов;зафиксировать максимальное давление, при этом оно должно соответствовать приведенным значениям данное в инструкции вашего автомобиля.Так для автомобилей ВАЗ 2106 – 2109 давление в цилиндрах должно составлять — 12 кг/ см2. При этом разница в показаниях для разных цилиндров должна быть не более 1,0 кгс/см2.
Надеемся, что наши рекомендации помогут вам при эксплуатации автомобиля.
29 Июля 2013 13:55, Просмотров: 12331, Автор root
club2108.ru
Как определить источники стуков и шумов в двигателе.
В результате износа сопряженных двигателей возникают стуки и шумы.Посторонний стук вызывает беспокойство у каждого водителя — опытного или новичка.Прежде всего необходимо разобраться, какой орган двигателя издает стук.Удобнее всего это определить стетоскопом, который можно изготовить самому.Для этого к стальному прутку припаивают старую масленку, днище которой будет являться хорошей мембраной.Чтобы точно установить источник шума, конец стального прутка поочередно прикладывают к различным участкам работающего двигателя, а масленку — к уху:от слуха не скроется даже самый незначительный звук.Посмотрите внимательно на схему двигателя в инструкции или учебнике и уже на самом двигателе мысленно постарайтесь определить места основных сочленений деталей цилиндров и поршневой группы, где возможны стуки.И пусть пока ваш двигатель работает как часы, но ведь такое будет не всегда.Поэтому уже сейчас не помешает, как говорится, набивать руку, вернее, ухо…А чтобы по стуку правильно определить причину его появления, нужно знать характер стуков при разных неисправностях. СТУК ПОРШНЯ О ЦИЛИНДРАХ (появляется при зазоре 0.3…0.4 мм ) — глухой, щелкающий (как о глиняной горшок), прослушивается после пуска холодного двигателя, при резком уменьшении оборотов коленвала и на малой частоте вращения.На прогретом двигателе не допускается.Зона прослушивания — выше плоскости разъема картера. СТУКИ В СОПРЯЖЕНИИ ПОРШНЕВОЙ ПАЛЕЦ — шатун (появляются при зазоре 0.1 мм) — звонкие металлические звуки высокого тона, слышны при резком изменении частоты вращения коленвала.При отключении свечи зажигания исчезают.Зона прослушивания — в местах, соответствующих верхнему и нижнему положению поршневого пальца.Эти стуки не надо путать с детонационными стуками, которые исчезают при уменьшении угла опережения зажигания.Дефект устраняется заменой пальцев и шатунных втулок. СТУКИ КОРЕННЫХ ПОДШИПНИКОВ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА (появляются при зазорах между шейкой и вкладышем 0.1…0.2 мм ) — металлического глухого тона, прослушиваются на прогретом двигателе при резком повышении или резком уменьшении оборотов коленвала.Стуки могут возникнуть, в первую очередь, от падения давления масла, приводящего к износу антифрикционного слоя вкладышей.Если давление совсем отсутствует, то звуки будут резкими, звонкими на любых режимах роботы — это уже полное выплавление слоя.В этом случае шлифовка коленвала обязательна.Зона прослушивания — в плоскости разъема картера.Иногда первоначальные стуки могут возникать и от применения несоответствующего масла, поэтому, пока дефект не запущен, при обнаружении стука масло надо заменить родным, промыв систему смазки. СТУКИ ШАТУННЫХ ПОДШИПНИКОВ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА — более резким, чем у коренных, появляются при резком изменении оборотов коленвала.Чтобы определить, в каком цилиндре неисправность, надо отсоединить наконечник свечи — стук исчезнет или заметно уменьшится.Причины — аналогичные коренным подшипникам.Наличие стуков как в коренных, так и в шатунных подшипниках, недопустимо, так как последствия будут самыми печальными.