ћосква +7 495 545 6936
E-mail: написать
YouTube Instagram
Ќаш опыт в двигател€х Ч с 1990 года!
—ѕ≈÷»јЋ»«»–ќ¬јЌЌџ… ћќ“ќ–Ќџ… ÷≈Ќ“–
јЅ-»нжиниринг
√Ћј¬Ќјя
ƒь€вол в детал€х

јЋ≈ —јЌƒ– ’–”Ћ≈¬, кандидат технических наук, директор моторного центра ЂјЅ-»нжинирингї
—ергей —амохин

ƒавно подмечено, что истинна€ суть Ђсущегої частенько кроетс€ в мелких, на первый взгл€д, незначительных, детал€х. ѕорой они могут кардинально перевернуть наши представлени€ о рассматриваемом предмете или €влении. ¬от любопытный пример из практики моторной экспертизы, подтверждающий важность Ђмелочейї в установлении причинно-следственных св€зей.

¬начале Ц о Ђпредметахї. ƒве одинаковые машины: Ford Mondeo 2,0i, примерно одного Ђвозрастаї (2008 и 2009 г выпуска), с одинаковыми моторами Ц 2,0-литровыми бензиновыми Ђдюратекамиї, с Ђмеханикойї и одинаковым пробегом пор€дка 20 000 км. “о есть, практически Ђодно€йцевые близнецыї.

“еперь Ц о Ђ€вленииї. — обоими Ђпредметамиї приключилась одна и та же непри€тность. ќба автовладельца описывали ее единообразно: Ђћашина ехала-ехала и вдруг, ни с того, ни с сего, ба-бах Ц и все взорвалосьї. √овор€ техническим €зыком, произошло тотальное разрушение мотора. ¬прочем, хоз€ин одного из Ђфордовї упоминал предварительно ощущавшиес€ потерю мощности и посторонние шумы.

¬скрытие обоих моторов €вл€ло картину, написанную как будто под копирку. —амое подход€щее ей название - Ђвзрыв на макаронной фабрикеї. ѕричем, в обоих Ђдюратекахї Ђэпицентр взрываї располагалс€ в одном из цилиндров. Ѕлок в районе эпицентра разбит, цилиндр и камера сгорани€ покорежены, выпускные клапаны оборваны, впускные Ц забиты. Ўатун сильно погнут, на нем торчит одинокий палец. ѕоршень - в поддоне в виде груды обломков, среди которых вал€ютс€ оторванные тарелки клапанов. ¬ общем, последстви€ аварии в обоих моторах абсолютно одинаковые. Ќапрашиваетс€ вывод, что и ее причина должна быть одной и той же. Ќо, как говор€т мудрецы, дь€вол кроетс€ в детал€х Е

Ўаблонный анализ

ѕри анализе похожих неисправностей большинство экспертов следует трем Ђшаблонамї: плохое топливо, гидроудар и превышение допустимых оборотов.

ƒействительно, встречались такие случаи (и такие эксперты), которые винили в тотальном разрушении поршн€ плохое топливо. —кажем сразу: напрасно. Ћокальные повреждени€ головки поршн€, поломка колец или перемычек Ц да, но чтобы Ђв хламї, Ђв лоскутыї, Ђв дребаданї - это нереально. “о, что этот шаблон не годитс€, подтверждают и Ђгуруї моторного ремонта. ¬ их Ђгроссбух фюр мотористї таких примеров не найти. ѕоэтому и копать в этом направлении (например, проводить анализ топлива) бессмысленно.

„то касаетс€ гидроудара, во-первых, этот шаблон Ђклиматически-ситуационныйї, в том смысле, что дл€ этой беды необходимо сочетание определенных погодных условий и невезени€. Ѕессмысленно подозревать в случившемс€ гидроудар, если на дорогах и вне дорог сухо. ¬о-вторых, как мы когда-то вы€снили, гидроудар характеризуетс€, немного немало, семью признаками. ≈сли большинство из них налицо, этот шаблон имеет право на жизнь. ≈сли нет Ц извинитеЕ ѕолучаетс€, что и это не наш случай.

ќстаетс€ треть€ верси€ Ц превышение оборотов. ≈сли Ђкорень злаї в перекручивании мотора, то сценарий происшестви€ обычно таков. ѕри превышении допустимой частоты вращени€ коленчатого вала, как правило, первыми страдают хрупкие выпускные клапаны. »з-за инерционности √–ћ они не успевают закрытьс€ к моменту прихода поршн€ в ¬ћ“. ѕоршень злобно бьет по клапанам, один из них не выдерживает и ломаетс€. ќборвавша€с€ тарелка попадает между Ђмолотом и наковальнейї - между поршнем и сводом камеры сгорани€, что немедленно приводит к поломке второго выпускного клапана. ѕри этом более податливые впускные клапаны, как правило, просто гнутс€.

ƒальнейшее развитие событий предсказуемо. ЂЋетающие тарелкиї хаотично нанос€т удары в разные зоны поршн€. “ак продолжаетс€ до тех пор, пока поршень не развалитс€ и не осыплетс€ в картер вместе с двум€ оторвавшимис€ тарелками, по пути дополнительно перемолотые Ђколеномї. Ћишившись поршн€, шатун мотаетс€ в цилиндре, бьет по стенкам и деформирует палец. Ќа высоких оборотах мотора все это происходит в считанные доли секунды.

Ќепродолжительное превышение оборотов теоретически возможно, например, из-за ошибочного включени€ пониженной передачи при движении с высокой скоростью (припомним, что оба Ђфордаї с механическими коробками). Ќарочно воспроизвести такую ситуацию сложно, но чего только не бывает в жизни. Ёту причину держим в уме, хот€ возможны и другие, пока что оставшиес€ за кадром.

ѕричины Ђбольшого взрываї

√де искать улики, которые укажут причину аварии? ќт поршн€ остались Ђрожки да ножкиї, шатун и головка сильно покорежены, впускные клапаны забиты в седла оборвавшимис€ детал€ми. Ћогика подсказывает, что надо искать первоисточник Ђбольшого взрываї, то есть, вы€снить, почему оборвалс€ клапан. ƒл€ этого можно, во-первых, осмотреть оставшиес€ неповрежденными цилиндры - было ли в них соприкосновение поршней с клапанами или нет? ≈сли они не касались, значит, клапан в поврежденном цилиндре сломалс€ сам собой (например, в результате скрытого дефекта и усталости материала или эксплуатационного уменьшени€ теплового зазора). ¬о-вторых, можно и нужно посмотреть характер разрушени€ стержн€ клапана в месте излома. »злом стержн€, который после обрыва клапана скрываетс€ в головке блока, обычно остаетс€ неповрежденным осколками.

ќсмотр вы€вил, что у обоих Ђдюратековї следы встречи поршней с клапанами есть во всех цилиндрах. ѕросто один из клапанов оказалс€ самым слабым звеном и Ђдрогнулї первым. Ќо по какой причине поршни стали догон€ть клапана? Ќа этот вопрос возможны несколько ответов:
- что-то случилось с цепью (сломалс€ нат€житель, успокоитель или цепь перескочила);
- провернулась звездочка на валу двигател€;
- злую шутку сыграл Ђшаблон є3ї, то есть, действительно произошло пресловутое Ђпревышение допустимых оборотовї двигател€.

»сследование цепных приводов показало, что они исправны, а все детали как новые. ћожет ли провернутьс€ звездочка? ¬ этом моторе все шестерни цепи, включа€ и звездочку на Ђколенеї, фиксируютс€ на валах без шпонок. ѕакет деталей при сборке мотора выставл€етс€ с помощью кондукторов и зат€гиваетс€. «аметим - с двух сторон звездочки на коленчатом валу установлены шайбы. Ёто можно было бы считать вредительством, способствующим ее проворачиванию, если бы поверхности шайб не были специально обработаны с целью придани€ им повышенной шероховатости. —ледовательно, вариант с проворачиванием возможен, причем, у шестерни на валу двигател€ больше шансов провернутьс€: она одна крутит две Ђраспредвальныхї, а ее диаметр вдвое меньше. ѕоэтому она испытывает в несколько раз большее усилие на сворачивание.

Ѕесшпоночное крепление шестерен Ц не новость в моторостроении, оно использовалось и раньше, например, в моторах VW. ѕравда, дл€ надежной фиксации деталей примен€лись конические посадки, и особых проблем никогда не возникало. ¬оспользуемс€ поводом и выскажем мнение о плюсах и минусах креплений Е

Е со шпонкой и без нее

ƒействительно, уже давно конструкторы пришли к пониманию того, что шпонка Ц всего лишь установочный элемент, который не спасает шестерню или шкив от проворачивани€ на валу. Ёти детали удерживаютс€ силами трени€, возникающими при зат€гивании. ≈сли зат€жка ослабевает, шпонка (и шпоночный паз) будут неминуемо разбиты, и шестерн€ рано или поздно все рано провернетс€. “ак зачем в конструкции соединени€ использовать лишний элемент (читай Ц переводить металл, увеличивать трудозатраты и себестоимость)? ¬ этом умозаключении все красиво за исключением одного Ђної.

Ќаличие шпонки оставл€ет врем€ на реакцию.  огда посадка шестерни ослабл€етс€, соединение начинает люфтить и грохотать. » чем дальше - тем больше. Ёто позвол€ет воврем€ заметить неисправность и адекватно на нее отреагировать. ¬ отличие от шпоночных соединений в бесшпоночных конструкци€х нет ничего, что сигналило бы о проворачивании звездочки. «начит, опасность серьезного повреждени€ двигател€ увеличиваетс€.

ƒь€вольские Ђдеталиї

ћожно представить массу причин, которые могут привести к ослаблению посадки и постепенному смещению звездочки: недостаточный момент зат€жки болта, болт Ђне той системыї, недосверленное отверстие, недорезанна€ резьба, повышенное торцевое биение одной из деталей или не та шероховатость и т.д. ѕри ослаблении зат€жки прокручивание звездочки наиболее веро€тно в режиме прокрутки двигател€ стартером или резкого перехода на пониженную передачу, т.е. тогда, когда усили€ на звездочке максимальны. ≈сли звездочка сместилась, на сопр€женных поверхност€х остаютс€ характерные следы: круговые полосы и даже стружка. Ёто признаки, которые следует искать.

“акже нужно обратить внимание на картину в месте контакта клапанов с поршн€ми. ≈сли рассогласование взаимного положени€ поршн€ и клапана происходит скачкообразно (что характерно дл€ перекручивани€ мотора), то событи€ развиваютс€ так: первый удар Ц изгиб клапана - второй удар приходитс€ р€дом Ц изгиб клапана увеличиваетс€ Ц точка следующего удара смещаетс€ еще дальше.  аждый последующий удар становитс€ слабее предыдущего, а его точка постепенно смещаетс€. ¬ результате на поршне образуетс€ выемка от тарелки клапана в виде Ђлесенкиї со ступен€ми разной глубины. “ри-п€ть ударов-ступенек, и затем происходит хрупкое разрушение клапана. ѕричем на тарелках клапанов будет €вный след стертого нагара в местах контакта с поршнем.

≈сли процесс развиваетс€ медленно (как при постепенном проворачивании звездочки), клапан долбит практически в одну и ту же точку, раз за разом увеличива€ глубину Ђворонкиї. ¬ этом случае лесенки не будет, или она будет еле выраженной, а сама воронка будет глубже, чем в первом случае.  ра€ тарелки клапана будут чистыми по кругу (от множества ударов при посто€нном вращении), а разрушение клапана будет иметь усталостный характер.

ѕолучаетс€, что дл€ установлени€ причины аварии нужно выполнить следующие действи€: поискать признаки проворачивани€ звездочки коленвала, исследовать следы на поршн€х и проанализировать характер разрушени€ клапанов. ƒанна€ программа была реализована дл€ обоих моторов. –езультаты поисков, исследовани€ и анализа представлены на иллюстраци€х. ќни однозначно свидетельствуют, что, несмотр€ на идентичность Ђпредметовї и Ђ€вленийї в целом, оба случа€ отличаютс€ в детал€х. »менно незначительные, на первый взгл€д, мелочи кардинально мен€ют и картину происшестви€, и его отдаленные последстви€.

¬ одном случае мотор разрушилс€ из-за проворачивани€ звездочки. «начит, у владельца машины есть козыри, чтобы выиграть судебный процесс и восстановить двигатель по гарантии, с минимальными материальными затратами. ¬ другом случае во взрыве мотора виноват сам автовладелец, который своими ошибочными действи€ми спровоцировал его перекручивание. ƒоказать, что это гарантийный случай, ему едва ли удастс€, а, значит, и расплачиватьс€ за все придетс€ из своего кармана. “акова цена Ђмелких деталейї!



ƒругие наши статьи...





ЂЁпицентр взрываї находилс€ в одном из цилиндров. Ч нажмите, чтобы увеличить
1. ЂЁпицентр взрываї находилс€ в одном из цилиндров.

¬ыпускные клапаны оборваны, впускные Ц забиты. Ч нажмите, чтобы увеличить
2. ¬ыпускные клапаны оборваны, впускные Ц забиты.

—тенки цилиндра жестоко изуродованы. Ч нажмите, чтобы увеличить
3. —тенки цилиндра жестоко изуродованы.

ѕоршень осыпалс€ в поддон кучей обломков. Ч нажмите, чтобы увеличить
4. ѕоршень осыпалс€ в поддон кучей обломков.

Ўатун побит и деформирован. Ч нажмите, чтобы увеличить
5. Ўатун побит и деформирован.

>
—леды от клапанов есть на всех поршн€х. Ч нажмите, чтобы увеличить
6. —леды от клапанов есть на всех поршн€х.

 онструкци€ бесшпоночной посадки звездочки коленвала. Ч нажмите, чтобы увеличить
7.  онструкци€ бесшпоночной посадки звездочки коленвала: 1-болт, 2-шкив, 3-шайбы, 4-звездочка, 5-коленвал.

Ўайбы обработаны дл€ придани€ поверхност€м повышенной шероховатости Ч нажмите, чтобы увеличить
8. Ўайбы обработаны дл€ придани€ поверхност€м повышенной шероховатости

Ќа торце шкива (слева) заметны потертости и стружка. «вездочка (справа) и контактирующие с нею детали другого мотора никаких следов проворачивани€ не имеют. Ч нажмите, чтобы увеличить
9. Ќа торце шкива (слева) заметны потертости и стружка. «вездочка (справа) и контактирующие с нею детали другого мотора никаких следов проворачивани€ не имеют.

√лубока€ ровна€ воронка в месте контакта клапанов с поршн€ми (слева) и четка€ Ђлесенкаї (справа) показывают на совершенно разную причину поломки. Ч нажмите, чтобы увеличить
10. √лубока€ ровна€ воронка в месте контакта клапанов с поршн€ми (слева) и четка€ Ђлесенкаї (справа) показывают на совершенно разную причину поломки.




—ћ÷ "јЅ-»нжиниринг"© 2001. ¬се права защищены