Среди проблем двигателя внутреннего сгорания на первом месте стоят увеличение расхода топлива, падение мощности и снижение компрессии из-за залегания поршневых колец.

Диагностика залегания колец неразрывно связана со спецификой оценки состояния поршневых колец:

• не существует объективного метода контроля состояния поршневых колец без демонтажа и разборки двигателя;
• процесс сжатия и сжигания смеси зависит от состояния многих деталей, цилиндро-поршневая группа работает в комплексе, поэтому конкретного виновника возникновения проблем выделить очень сложно;
• характер работы поршневых колец сильно зависит от состояния поршня, стенок гильзы цилиндра, впускных клапанов.

КАК ЗАЛЕГАНИЕ ПОРШНЕВЫХ КОЛЕЦ СВЯЗАНО С ИХ РАБОТОЙ

Для того чтобы обеспечивать необходимую степень уплотнения зазора между внешней поверхностью поршня и внутренней поверхностью цилиндра, так называемым зеркалом цилиндра, кольцо должно быть достаточно упругим и прочным, с другой стороны, не оказывать излишнего давления на стенки гильзы, иметь высокую износостойкость, но не разрушать рабочую поверхность цилиндра.

Степень теплового расширения чугуна гильзы меньше аналогичного показателя алюминиевого сплава поршня более, чем в два раза. При нагревании поршень расширится сильнее, чем чугунная стенка цилиндра. Наружный диаметр поршня выполняется с небольшим зазором для компенсации тепловых расширений. В современных двигателях внутреннего сгорания всегда применяется несколько поршневых колец. Залегание одного из компрессионных колец создает проблему герметичности при сжатии топливовоздушной смеси. Под термином «залегание» понимают ситуацию, когда поршневое кольцо сжато и полностью утоплено в кольцевой канавке поршня, при этом остатки несгоревших нефтепродуктов под воздействием высокой температуры превратились в углеродистые образования, намертво, словно клей, зафиксировавшие кольцо в одном положении.

Условия и причины залегания поршневых колец:

Если относительно «молодой» автомобиль стал катастрофически терять динамику разгона, резко увеличился расход масла, первой рассматривают версию залегания поршневых колец. Болезнь поражает относительно «молодые» автомобили с пробегом менее 80 тыс. км. Главной проблемой и причиной залегания поршневых колец называют некачественный бензин и моторное масло.

Как правило, залегание поршневых колец происходит неравномерно по диаметру кольцевого паза. В нормально работающем кольце силы давления на него распределены равномерно по рабочей поверхности, что препятствует возникновению местных зон усталости металла. В случае залегания кольцо прикипает в канавке поршня в одном небольшом секторе окружности, начинает работать (сжиматься и разжиматься) в нерасчетном и несимметричном режиме, возникают локальные усталостные микротрещины.

ДЕЛАЕМ ДИАГНОСТИКУ И ПРОВЕРЯЕМ ПРИЗНАКИ ЗАЛЕГАНИЯ ПОРШНЕВЫХ КОЛЕЦ

Замеряем величину компрессии в каждом из цилиндров без масла, но с применением 5-10 мл моторного масла в каждый из цилиндров. При обнаружении явного провала в измерениях, например, три цилиндра показали компрессию в 12 единиц, а один в 5 единиц, то налицо возможное прогорание поршня или клапана.

Для уточнения диагноза в каждый из цилиндров добавляют масло и проводят повторное измерение компрессии. Если показания компрессии в проблемных цилиндрах не изменились, налицо прогорание стенок клапана или поршня. В противном случае берем за основу вариант с накоплением нагара в кольцевых канавках поршневой.

Необходимо проверить работу системы зажигания и системы питания. Состояние свечей – отсутствие нагара на электродах, чистая и однородно окрашенная поверхность юбки изолятора свечи (1), указывает на нормальное сгорание качественной топливовоздушной смеси. Регулярное замасливание и закоксовывание свечей зажигания говорит о плохом горении, низкой температуре газов и большом количестве несгоревших нефтепродуктов(2).

ЛЕЧИМ БОЛЕЗНЬ ЗАЛЕГАНИЯ ПОРШНЕВЫХ КОЛЕЦ

Три наиболее распространенных варианта восстановления работоспособности поршней.

• Удаление нагара, кокса, остатков нефтепродуктов с помощью различного рода моющих жидкостей, растворителей и модификаторов нагара;
• выпаривание тяжелых фракций нефтепродуктов, гудрона и асфальтовых веществ с помощью раскаленного пара;
• выжигание, или «раскоксовывание» с помощью раскаленных продуктов сгорания.

Чаще других применяется так называемая мойка нагара – наиболее дорогой и эффективный вариант.

Для удаления из канавок поршня смолы и гудрона можно использовать небольшое количество моторного масла с добавкой жидкости для удаления нагара. Знатоки применяют смесь масла, бензола, этилового спирта и ацетона в равных частях. Состав готовится интенсивным перемешиванием дрелью непосредственно перед использованием. Хранить лекарство для «раскоксовывания» поршневых колец не рекомендуется из-за интенсивного поглощения влаги.

В свечные отверстия цилиндров наполовину остывшего двигателя шприцом заливается по 70-100 мл свежеприготовленной смеси. Заливать необходимо по возможности быстро, и сразу завернуть свечи обратно. Наконечники с проводами не одевать. Через 10-12 часов свечи аккуратно выворачиваются, на свечные отверстия укладывается ветошь. Несколько раз стартером прокручиваем коленвал. Моющий раствор интенсивно выбрасывается из свечных отверстий, поэтому необходимо предварительно убрать открытые источники огня и соблюдать осторожность. Попавший в моторное масло раствор легко испаряется из масляного картера после основательного прогрева двигателя.

Смесь удаляет основную часть тяжелых остатков, приведших к залеганию, но для более полного «раскоксовывания» большинство мастеров рекомендуют провести испытательный пробег в 60-70 км на максимальных оборотах двигателя. Зимой подобную процедуру можно заменить обычной обкаткой в гараже. Подобный способ удаления нагара показал свою эффективность, но в некоторых случаях его применять нельзя.

Противопоказания к широкому использованию для лечения проблемы залегания является количество нагара на днище поршня. Если в течение многих лет использовалось топливо сомнительного качества и с большим содержанием грязи, на раскаленном днище поршня гарантировано образовался нагар из твердых минеральных остатков бензина и масла.

Третий способ ранее широко применялся на автомобилях, оборудованных газогенераторной установкой, в 50-60 г. прошлого века. Генераторный газ, часто загрязненный смолой, становился причиной залегания поршневых колец. Лечили болезнь достаточно просто — в течение часа в двигатель кроме газа подавался водяной пар. Симптомы, вызванные залеганием поршневых колец, пропадали на месяц-два.

В современных условиях генераторный газ заменяется пропан-бутаном, водяные пары получают в отдельном электрическом подогревателе. После прогрева двигателя газ и пар подают в работающий на холостых оборотах мотор, примерно в равных объемных частях, в течение 1-1,5 часов. По окончании выпаривания еще 10-15 минут мотор работает исключительно на бензине.