Мицубиши Галант, Бутала, Мицубиши Галант
14.8.6. Бутала
Двигателят на автомобила понякога се сравнява с човешкото сърце. Наистина работи постоянно докато колата се движи. Подобно сравнение обаче не е съвсем правилно. В края на краищата, сърцето, както всеки жив организъм, непрекъснато се самовъзстановява: то постоянно претърпява процеси на умиране на стари клетки и замяната им с нови, млади. Какво не може да се каже за неодушевен механизъм - за автомобилен двигател. Тя, въпреки всичките ни усилия, се износва почти необратимо. Въпреки това, интензивността на такова износване, ресурсът на двигателя преди основен ремонт, както и издръжливостта на целия автомобил като цяло, до голяма степен зависят от това колко добре е направен и правилно експлоатиран.
Особено подложени на износване са основните части на двигателя - бутала с бутални пръстени, биели и цилиндри. Работата на буталата на двигателя е най-впечатляваща. В крайна сметка, движейки се напред-назад между горната и долната мъртва точка, те покриват огромно разстояние. И така, при скорост на коляновия вал от 5000 об / мин и ход на буталото от 75 мм, общото движение на буталото в минута е 375 м. За час работа това разстояние вече ще бъде 2 км 250 м, а за един месец работа за 8 часа на ден, с изключение на почивните дни, буталото ще се движи 460 км. При интензивна експлоатация на автомобила в продължение на 5 години (а именно това е продължителността на експлоатация на автомобила преди основния ремонт, потвърден от статистиката), буталото ще измине разстояние от 24 000 км!
Така че износването на буталото и свързаните с него части е неизбежно. Въпреки това стойностите на износване на бутални групи (бутала - бутални пръстени) преди основен ремонт на двигатели на различни компании са много различни една от друга. И така, границата на износване на буталата и буталните пръстени на двигатели Mercedes-Benz, Volkswagen, BMW, повечето американски и японскифирми идва след пробег от около 300 000 км. В същото време двигателите на други, да речем, по-малко напреднали модели трябва да сменят бутала и бутални пръстени след 50 000 км (почти 10 пъти по-малко!).
Каква е причината тук? И как издръжливостта на тези части зависи от условията на работа? За да отговорите на тези въпроси, разгледайте два типични дизайна на бутални групи на бензинов и дизелов двигател. Припомнете си, на първо място, че налягането на газовете вътре в цилиндрите на тези двигатели в началото на работния ход се различава около два пъти. В карбураторен двигател или в двигател с директно впръскване на бензин той е 4055 kg / cm 2, в дизелов двигател е 70–80 kg / cm 2. Следователно буталата на бензиновите и дизеловите двигатели се различават едно от друго, въпреки че основните им дизайнерски решения са еднакви.
Типично бутало на карбураторен двигател е излято от алуминиева сплав и покрито отвън със слой калай, за да се подобри обработваемостта на отвора на цилиндъра. Горната му част - главата - има диаметър с 0,1 mm по-малък от вътрешния диаметър на цилиндъра. Това се прави, за да се предотврати засядането на главата в цилиндъра при нагряване. Два компресионни пръстена и един маслен скреперен пръстен са поставени в пръстеновидните канали. Долната част на буталото - полата - е овална в напречно сечение и има конична форма на височина: в горната част има по-малък диаметър, отколкото в долната. В допълнение, две стоманени термостатични вложки са споени вътре в издатините на буталото с отвори за буталния болт. Всичко това се прави, за да се предотврати увеличаване на триенето между полата и огледалото на цилиндъра, когато буталото се нагрява. Имайки по-нисък коефициент на топлинно разширение от алуминия, тези вложки затягат полата в посока, перпендикулярна на оста на буталния болт.
Отвор за бутален болтсъвременните двигатели обикновено се изместват от оста на симетрия към дясната страна на двигателя. За правилното сглобяване на буталото с мотовилката и монтажа им в цилиндъра на двигателя има маркировка в близост до отвора на главината, която трябва да бъде обърната към предната част на двигателя. Такова изместване се прави, за да се намали страничният компонент на силата на налягането на газа, притискаща буталото към една от страните на цилиндъра при хода на "хода".
Буталото на съвременния дизелов двигател е проектирано да издържа на по-високо налягане, така че има по-дебело дъно и издатини. В допълнение, дизайнът на дизеловото бутало е малко по-различен от разгледания по-рано. Основната разлика е разположението на горивната камера директно в главата на буталото. Тъй като горенето възниква, когато буталото е близо до горната мъртва точка, горещите газове нагряват главата на буталото повече, а стените на горната част на цилиндъра се нагряват относително по-малко, отколкото при бензиновите двигатели. За надеждно уплътняване на буталото в цилиндъра на външната му повърхност са направени пет канала за бутални пръстени. Компресионните пръстени са монтирани в горните три канала. В долните жлебове има два маслени скреперни пръстена. Много компании произвеждат правоъгълни компресионни пръстени, които практически не се различават от пръстените на бензиновите двигатели. Въпреки това, по-прогресивен, макар и по-скъп, е дизайнът с конична горна работна повърхност. Ъгълът на наклона на генератора на конуса за такива пръстени обикновено е 10 °. Използването на конични пръстени осигурява известно увеличаване на тяхната издръжливост, тъй като при хода на "силовия ход" компонентът на силата на налягането на газа върху коничната повърхност на пръстена допълнително го притиска към повърхността на цилиндъра. Характеристика на поддръжката и ремонта на бутала със заострени компресионни пръстени е точнаклирънс контрол. Междините между жлеба и маслените скреперни пръстени се контролират по същия начин, както при бензиновите двигатели.
Силите на триене между повърхностите на полата на буталото и отвора на цилиндъра са по-високи при дизеловите двигатели, отколкото при бензиновите двигатели. За да се увеличи издръжливостта, върху повърхността на полата на буталото в съвременните фирми се нанася слой от специално колоидно графитно покритие. Той значително подобрява разработването на буталото към цилиндъра и удължава живота му преди основен ремонт. Подобна обработка на триещите се повърхности на буталата днес се използва при бензинови двигатели.
В допълнение към износването на повърхностите на полата се износват и каналите за компресионните пръстени на буталото. В допълнение, жлебът на пръстена на скрепера за масло се износва, въпреки че това износване обикновено е много по-малко. Тъй като жлебовете се износват, пръстените започват да се движат все по-бързо надолу и нагоре по височината на жлеба и така нареченото изпомпващо действие на пръстените става все по-забележимо. Това се проявява в непрекъснато нарастващия разход на картерно масло на двигателя. Веднъж попаднал в горивната камера, той изгаря там, образувайки син дим, излизащ от изпускателната тръба на автомобила. При значително износване на жлебовете, подмяната на пръстените с нови не подобрява много ситуацията. Появява се обективна необходимост от подмяна на цялата бутална група с много желан отвор на цилиндъра за ремонтен размер. Всички описани видове износване са естествен и, за съжаление, неизбежен процес.
Естественото износване на двигателя може да бъде успешно преодоляно, като се удължи работата му. Америка не трябва да се отваря тук. Просто трябва стриктно да изпълнявате изискванията за експлоатация на автомобила, да използвате висококачествени маслени и маслени филтри и да регулирате правилно горивното оборудване. Добри резултати се постигат чрез използването на висококачествени маслени модификатори игориво, препарати, които променят микроструктурата на повърхностните фрикционни слоеве на двигателите.
Заедно с това, износването на двигателя, както и на целия автомобил като цяло, до голяма степен зависи от водача, от неговата квалификация и техническа грамотност. В края на краищата не напразно колите от една и съща марка служат за някои шофьори дълго време и безпроблемно, за други се ремонтират почти всяка седмица. Опитен шофьор почти никога не позволява на двигателя да работи с претоварване и още повече - детонация. Той непрекъснато се вслушва как работи двигателят му и реагира незабавно на претоварване, придружено от бумтящ, нисък звук при намалена скорост на коляновия вал. Режимът на ускорение на автомобила също е придружен от повишено износване на двигателя. Тук се подсказва аналогията с кон и ездач: грижовният стопанин няма да бие ненужно четириногия си приятел, принуждавайки го да избяга, особено когато конят все още не е загрял. Разбира се, в критични ситуации водачът може да си позволи известно, изключително рязко разпръскване на колата. Но ако такъв стръмен стил на шофиране се превърне в навик, ремонтът на двигателя на такъв безразсъден шофьор вероятно ще бъде осигурен два пъти по-скоро, както е предвидено от техническите условия.
Често има друг вид износване, което не е предвидено в никакви инструкции. Това е аварийна повреда на биелната и буталната група и преди всичко на пръстените и мостовете на пръстеновидните канали на буталото. При бензиновите двигатели това се дължи предимно на детонация. Спомнете си, че детонацията е експлозивно изгаряне на горима смес в цилиндър, придружено от рязко повишаване на налягането в горивната камера. Това е равносилно на остър удар с тежък чук върху неподвижно бутало и пръстени. Частите, разбира се, не са предназначени за натоварване и могат да се счупят, като след това се повредятостри фрагменти от огледалния цилиндър. Има няколко причини за детонация. Основните обаче са работата на двигателя на бензин с октаново число, по-ниско от определеното от техническите условия, както и прегряване и работа на богата горима смес. Опитен шофьор трябва да чуе детонационни удари, когато двигателят работи, и незабавно да намали подаването на гориво по време на ускорението и след това да отстрани причините за детонацията. Чукащият звук е високо метално щракане, което съответства на честотата на оборотите на коляновия вал. Те могат да бъдат едва чути на фона на други звуци на работещ двигател, особено при леко ранно запалване и изчезват с много леко намаляване на подаването на гориво (газ). Такава едва забележима детонация показва правилно регулиран момент на запалване. но също така се случва, че детонационните удари се появяват веднага, когато натиснете педала за газ, което, разбира се, е неприемливо и продължаването на движението в този режим е равносилно на счупване на вътрешностите на двигателя с чук.
Дизеловите двигатели не са толкова чувствителни към промени в състава на дизеловото гориво, въпреки че в тях възникват проблеми, водещи до повишено износване на частите на коляновия механизъм. Това е преди всичко прегряване на двигателя и свързаното с това намаляване на вискозитета на маслото, особено ако е с ниско качество. Повишеното износване може да бъде резултат както от неправилна настройка на помпата за високо налягане, така и от лошо разпръскване на горивото в горивните камери поради неизправност на инжекторите. И, разбира се, много зависи от самия шофьор.
Така че от гореизложеното можем да направим такива обобщени заключения. Издръжливостта на вашия автомобил, както и на цялото превозно средство като цяло, зависи от два фактора: от качеството на изработката, за коетопроизводител, и на ниво техническа експлоатация, за което в крайна сметка отговаря водачът. Това трябва да се помни както при закупуване на автомобил, така и при подготовката и обучението на шофьорите.