Сбор подписей на тему стучащих звуков, доносимых из двигателя

Air, рядом с медведями живёшь

 

Да да кстати около недели эффект длится, думаю вот маслецо поменять, но вот на какое

 

С белками, совами и тд
Лет десять назад на дачу природный газ провел, сделал отопление , водопровод, канализацию. Уехали из городской квартиры чтоб так жить.

 

Снегами не засыпает? А то вечная проблема кто далеко от цивилизации.

 

Собираюсь менять на оригинальное 5W-40. Поглядим на изменения.

 

С оригинальным 5W-40 так же постукивает, разницы между Кастрол лонглайф 3 5W-30 и оригинальным 5W-40.

 

Дорогу зимой чистят. Дорога хорошая в любое время года, разве что в апреле появляется снежная колея. Работаем то в городе, полчаса езды, каждый день ездим. Нас много в садоводстве живет, теперь это как коттеджный поселок.
И медведей нет у нас. Только суровые человеки . Недавно такой сюжет нашел по поводу:

 

На соседском форуме выложили очень интересную теорию по стукам... К сожалению ссылку не буду давать. ибо админ разозлится

 

почему разозлиться? мне интересно.. а искать нет времени, ибо работа..

 

Вот почитайте Работа гидрокомпенсаторов (+ опрос)

 

а, это я уже читал, я думал что-то новенькое появилось

 

Я поменял на оригенальное 5w 40 стуки ушли а,были на старом масле,не знаю на долго ли?

 

Если говорить о конкретном решении стуков в ДВС на холодную, то это единственная дельная статья. Остальные которые видел чистая теория.

Вот уже второй человек только на нашем форуме, кто заметил эту связь. Значит нужно набирать статистику, кто что заливал, и когда услышал стуки (пробег после смены масла), или вообще не услышал. У меня пробег с новья 6400, пока тишина.

 

АВТОР: Wart_123

По совету уважаемого Борисовича собрал в этой теме последние посты, касающиеся теории запуска и прогрева холодного двигателя, слегка их откорректировав. Совсем не претендую на абсолютную правильность в описании процессов, комментарии и обсуждения по делу приветствуются. Спасибо всем за участие в первоначальном обсуждении. Возможно, будет полезна для понимания сложных процессов в работе ДВС.

Причина возникновения характерного стука при запуске холодного двигателя многими называлась уже ДАВНО и верно – это звук перекладки поршня из-за увеличенного теплового зазора между холодным и потому временно худосочным поршнем и стенками цилиндра. Характерна именно для современных двигателей Евро-4 с облегченными таблеточными поршнями и укороченной юбкой. По словам многих - «абсолютно не лечится». Вот только объяснить сложную термозависимость их появления и пропадания они не смогли. Наверное, из-за этой непонятной особенности «почему в -25°С и большом тепловом зазоре ничего не стучит, а в -5°С и зазоре поменьше долбит как дизель» правильная мысль не нашла поддержки на форумах и утонула в море флуда.
Я тоже, не найдя простого объяснения этому, пошел по другому пути и занялся вычислением процесса формирования и скорости сгорания ТВС на прогреве, причинами аномального нарастания давления в КС при раннем зажигании и влиянии циклового наполнения на УОЗ. И хотя мои выводы и снятые логи правильно описывают причину жесткой работы холодного движка на хх и частные случаи стуков ШПГ при использовании откровенного г-бензина, но наиболее массовая причина стука как-то ускользала от понимания.
И только объединив обе теории и изобретя в очередной раз велосипед, могу сказать ИМХО, что конец бесконечной темы близок.
Вложение:


О самом процессе возникновения стуков при перекладке холодных поршней написано уже много, но очень часто пишут откровенную ересь. Никаких существенных стуков от перекладки поршня в НМТ или ВМТ на такте продувки быть не может, т.к. нет там такого уровня сил, которые заставят поршень метнуться на дистанции теплового зазора с безумной скоростью из одной стороны в другую. При движении поршня на такте сжатия ТВС он скользит кособоко вверх к ВМТ (ну очень ему неудобно из-за присутствия больших тепловых зазоров как в районе юбки, так и в районе жарового пояса) по стенкам цилиндра под действием прижимающей силы от шатуна и давления сжимаемой ТВС сверху. При достижении ВМТ из-за наличия увеличенного теплового зазора происходит резкая перекладка поршня с одной опорной точки на другую с характерным стуком. Сила этого стука зависит не только от величины этого свободного и вредного поперечного хода, но и от давления в камере сгорания. Чем выше давление над поршнем, тем более быстро и резко произойдет перекладка, тем сильнее будет стук. А вот появление и скорость нарастания давления в камере сгорания напрямую зависит от момента подачи искры, поджигающей ТВС, т.е. УОЗ. Если сжимаемая на рабочем такте смесь поджигается после ВМТ, то поршень успевает совершить свою вынужденную перекладку в ВМТ достаточно спокойно, давление ТВС в КС вряд ли превышает в этот момент 7…8 Bar при таком значении нагрузки и циклового наполнения для режима хх. После этого ТВС поджигается в соответствии с выбранным мозгами УОЗ, нормально сгорает за время от 1,5мсек и поршень несется вниз под действием давления газов, попутно нагреваясь от них и уменьшая со временем (от 2..4 минут) тепловой зазор ЦПГ до рабочих значений. Никаких стуков в этом режиме нет, движок просто глухо тарахтит перекладываемыми поршнями. Но вот если ТВС воспламеняется до прихода поршня в ВМТ, да еще и горит быстрее требуемого, то давление в КС резко возрастает и давит на поршень в момент перекладки с очень большой силой - максимальное давление газов на поршень Ø76мм в этом режиме может достигать 900кг (из-за этого я и считал изначально, что стуки могут возникать в самой ШПГ). Поршень стремительно перекладывается на другую сторону и очень прилично стучит по стенкам цилиндра. Простая аналогия процесса – обычный совковый электрический выключатель на стене, в каждом из которых реализована функция мгновенного перекидывания контактов – чем мощнее пружина в механизме переключения, тем сильнее он щелкает, сломалась или ослабла пружинка – щелчка нет. Но при перекладке есть еще один интересный момент – в свое время, занимаясь прослушиванием ваших записей холодных стуков на замедленной в 10 раз скорости воспроизведения, я неоднократно слышал, что при перекладке присутствует два почти сливающихся стука на одном цилиндре – так вот это ИМХО первый стук от перекладки юбки, а затем второй от перекладки донца поршня. Но это уже тонкости процесса (о чем будет написано позже), а главное, что по мере прогрева до рабочих температур поршень принимает нормальную цилиндрическую форму, тепловые зазоры уменьшаются до величины рабочих и звук перекладки исчезает. После этого можно спокойно работать и на ранних значениях УОЗ, определяемых нагрузочным режимом. Вполне вероятно, что обсуждаемая проблема со звоном двигателя при наборе оборотов связана именно с перекладкой поршней на непрогретом двигателе или с уже имеющимся небольшим износом поршневой.
С зависимостью начальной топливоподачи при запуске двигателя и изменением УОЗ при прогреве, что объясняет термозависимость появления стуков, вроде бы должно быть все ясно из моей (и не только) предыдущей писанины за этот год. Как поведет себя новая прошивка 9970 покажет приближающаяся зима, но надеюсь, что все будет нормально. Главную беду предыдущей прошивки – увод УОЗ в ранние значения при провале оборотов на хх вроде бы подкорректировали. Но вот сами причины провала оборотов многообразны – от неправильной ТВС (а это и бензин, насос, состояние форсунок, подсос воздуха) до свечей зажигания, работы датчиков положения КВ, РВ и снижения компрессии по любым причинам. Дополнительное «лекарство» по борьбе со стуками – добиться работы двигателя на более поздних УОЗ, путем добавка топливоподачи при включении хотя бы обогрева заднего стекла и прогрев на драйве с зажатой педалью тормоза для АКПП тоже вроде у меня работает.

 

АВТОР: Wart_123


Остается узнать, как меняется величина теплового зазора при запуске холодного двигателе. Попробую, как обычно ИМХО, рассмотреть и посчитать на пальцах процесс прогрева холодной "парочки".
Начнем с Эльзы – номинальный установочный размер поршня, измеряемый при Т=23грС, для CFNA = 76,475 с допустимым отклонением не более 0,04, соответствующий ему диаметр цилиндра = 76,510 с допустимым отклонением не более 0,08. Тепловой зазор в идеале =0,035. Конечно, все мы считаем, что на высокотехнологичном производстве Ваговских движков тепловой зазор пары должен быть подобран с точностью 0,02 (в пределах размерной группы поршней), но массовое производство допускает определенный процент брака, поэтому вероятно, что некоторым не везет с поршневой сразу. Нам точно сейчас известны два размера из группы - 76,46 и 76,48, вероятно существует и 76,50, т.к. это укладывается в допуск от номинала.
Но помимо установочного размера важны и другие размерности поршня, о которых в простой форме изложено в следующей ссылке:
http://landrover.ajp.ru/Стуки%20в%20моторе%20из%20за%20больших%20зазоров%20в%20поршневой..htm
Более подробно, красиво и с цифрами здесь:
http://autology.jimdo.com/устройство-автомобиля/двигатель-внутреннего-сгорания/поршень/

Из этих описаний важно запомнить (извиняюсь за букварь), что поршень имеет сложную конусообразную, бочкообразную и овальную форму, которая предназначена для формирования нормальной цилиндрической формы при достижении им рабочей температуре. При этом максимальный диаметр холодного поршня равен установочному размеру в районе 1/3 от края юбки, минимальный – в районе жарового пояса - диаметр головки поршня меньше установочного размера по разным данным от 0,2 до 0,685мм (для нашего поршня более вероятна последняя), что объясняется разной величиной температурного расширения поршня на этих участках. При такой огромной разнице в диаметрах становится возможным качание донца холодного поршня, если с компрессионными кольцами беда (износ, потеря упругих свойств, поломка). К сожалению, никто пока не выложил реальных размеров ни старых, ни новых поршней CFNA, хотя держали в руках их многие, фото в разговорной теме полно.
Теперь для оценки посмотрим, что будет происходить с размерами поршня и цилиндра при его охлаждении до -20грС, дельта по Т=43грС. Коэффициент линейного теплового расширения из букваря для алюминиевого сплава (что там у Вага – это их секрет) равен 23мкм*градС/м, что соответствует 1,75мкм*градС для диаметра нашего поршня. При охлаждении до -20 поршень похудеет на 0,075мм: с 76,475 до 76,40мм и это совсем не мало. Ранее применявшаяся конструкция поршней с термостабилизирующей вставкой позволяла уменьшить коэффициент теплового расширения почти вдвое, но с недавних времен от нее отказались. Поэтому производители изначально закладывают повышенный тепловой зазор для обеспечения рабочего зазора в широком диапазоне эксплуатационных Т. С цилиндром все сложнее – он составной из алюминиевого сплава и чугунной гильзы, при этом общая толщина стенки около 6 мм. Для чугуна коэффициент теплового расширения равен 10,5мкм*градС/м, что сильно меньше чем у алюминия.

Для определения коэффициента теплового расширения «композита» посчитал рабочий зазор при Т+100грС в районе юбки поршня – цилиндр: получилось при ά = 18мкм*градС/м что зазор будет около 0,03, многовато, но точно не заклинит при таком коэф. теплового расширения и вроде бы похоже на правду. Принял для расчета это значение и получил уменьшение диаметра холодного цилиндра при -20 грС на 0,06мм: с 76,51 до 76,45мм. Тепловой зазор поршень-цилиндр увеличился до 0,05. И это при условии идеально подобранной пары согласно Эльзы.
Но вот если фактически установлен поршень с размером 76,46, то зазор при охлаждении увеличится до 0,065, а это уже близко к указанному автором первой ссылки значению 0,08, при котором двигатель уже стучит из-за перекладки короткого поршня в ВМТ. А если поставлен поршень с размером 76,48, то тепловой зазор уменьшился до 0,045, и появление стуков уже менее вероятно. Размер цилиндра тоже может быть просажен на пару соток. Но ни в одном отчете о ремонте не говорится об обмере поршневой и цилиндра при замене – послушали, приняли решение о замене, заказали поршня и лишь потом разбирали движок. Или они по VIN все видят и знают по номеру двигателя, что было при сборке? Странно все это для любого моториста, да и стук обычно проявляется на одном цилиндре. Может это уже «норма» для первых CFNA и именно об этом говорит Ваг в своих рекомендациях по TPI и упоминается в последней статье ЗР? Но с другой стороны больший размер поршня должен ставится обосновано, до клина вероятно не дойдет, но лишние пару соток с юбки при зимних запусках все равно может сточить – бензина там льется много и его конденсат может смыть масляную пленку со стенок цилиндра.

 

АВТОР: Wart_123


Возможно ли увеличение теплового зазора по мере эксплуатации двигателя. Конечно – это естественный режим износа поршней при запуске и работе двигателя. Возможна и небольшая обсадка размера алюминиевых поршней в начальный период эксплуатации. Но можно и рукотворно ускорить этот процесс, если согласно рекомендации производителя не греть зимой двигатель, а сразу начинать движение (и ведь не скажут, что «сам не правильно эксплуатировал»). Совсем неизвестно, кто и насколько победит в такой ситуации – быстро расширяющийся от реальной нагрузки поршень, в своем росте обгоняющий (из-за повышенного коэффициента теплового расширения и высокой теплопроводности) прирост диаметра цилиндра еще холодного блока и стремящийся пообтесать «лишнее» об чугунные стенки втулки цилиндра, или блок все-таки успеет нагреться раньше. Наш модный алюминиевый поршень в районе юбки прибавляет в размере аж четверть миллиметра (0,245мм) при прогреве от -20 до +120. И как же тут удержать в норме рабочий зазор. Это же не Африка.
Вполне реальный результат этой войны мы видели на фото поршневой в юбилейной теме – пятаки износа как раз в зоне максимального размера поршня (но не его максимальной температуры!), при этом это единственные фото поршней, где видны натиры и даже раковины на жаровом поясе. Возможно в таком же потертом состоянии поршня у тех, кто уже слышит этот стук и на горячую.

Но на других редких фото заменяемых по воле Вага поршней ничего особо криминального видно не было, небольшие натертости на юбке и толстенный слой нагара на жаровом поясе. Может кому-то действительно не повезло со сборкой и тепловой зазор был изначально велик. А попадалово на одну из причин, увеличивающую УОЗ при прогреве, лишь прорекламировало наличие большого зазора.

У себя только пару раз явные стуки двигателя появлялись от г-бензина, но почти 3 года уже откатал и ничего без причины не стучит. Хотя своим рыком на трассе и нервным тарахтением (легким вариантом перекладки) при прогреве он меня тоже достает. Можно заставить стучать из-за этой конструктивной перекладки поршней любой исправный движок при холодном пуске – достаточно лишь накрутить ему УОЗ градусов на 10 до ВМТ.
Вредны ли эти стуки перекладки поршней для двигателя? Сами по себе они не должны принести сильного вреда, и появляются не только у Вага – такова уж особенность конструкции «современного экономичного и экологичного» двигателя. Но вот для профилактики лучше прогревать двигатель на месте до Т ОЖ +30 и только потом начинать движение. И быть очень внимательным к запускам двигателя в сильный мороз – физику не обманешь, поршень все равно может прогреваться и расти в размере под нагрузкой быстрее блока, можно после резких стартов зимой по весне услышать стук. Случаи повторного проявления стуков после замены поршней в холодных краях известны. А вот на юге об этой проблеме вообще значительно меньше говорят…
Отдельно комент по упомянутой проблеме с вебастой и аналогам – уже очень давно в теме по системе охлаждения говорил, что из-за наличия второго термостата в системе охлаждения от подогревателя греется только контур охлаждения ГБЦ, а БЦ остается ледяным особенно в нижней части цилиндров. И если для топливной системы прогрев ГБЦ - благо, то для холодной ЦПГ все по старому – при резком старте можно так же потереть юбку поршня. А в прошивке 9970 вероятно блокировали появление ошибки при несоответствие показаний датчика Т ОЖ и показаниям датчика Т воздуха во впускном коллекторе при работе вебасты. А так как вебаста у нас устанавливается без прописки в блок управления бортсетью, то вероятно просто расширили границы допустимых отклонений показаний этих двух датчиков. Совет установщиков, выждать с запуском двигателя 10…15 минут после отработки цикла прогрева, как ни странно может принести пользу. После того как ГБЦ прогреется до рабочей Т и вебаста остановится, начнет медленно прогреваться за счет теплопроводности металла и холодный алюминиевый БЦ, что несомненно улучшит работу ЦПГ при холодном пуске.

 

АВТОР: Wart_123

В предыдущем посте речь в основном шла об влиянии на появление стуков на холодном двигателе теплового зазора в районе юбки поршня, и смысл всего написанного сводился к одному: если изначально размер поршня был просажен при сборке, или в результате бездумных резких стартов на холодном движке юбку поршня потесали, то могут появится стуки при холодном пуске в определенном диапазоне Т из-за того, что программа управления считает, что поршень уже достаточно нагрелся и можно наваливать УОЗ на ранние значения.
Но влияние другого теплового зазора в районе жарового пояса поршня я просто не осилил зараз подробно описать. Поэтому продолжение сейчас.
Почему в конструкции современного поршня диаметр донца сильно меньше чем у «старых» и беспроблемных поршней: был начальный тепловой зазор всего 0,2, а сейчас вырос до 0,6 и выше. А причина этого у всех на виду: сильно уменьшилась высота (толщина) компрессионных колец, что привело к такому же сильному снижению эффективности охлаждения головки поршня через эти кольца. Поэтому чтобы не поймать клина при максимальной нагрузке двигателя и соответствующей ей высокой температуре донца и жарового пояса производитель увеличил величину теплового зазора в этом районе почти в три раза.
К чему это приводит?
Поршень стал намного сильнее подвержен возникновению залегания компрессионных колец при и после длительной работы на высокой нагрузке из-за перегрева масла в установочных канавках. Причиной перегрева масла и изменения его свойств при длительной работе на высокой Т является именно уменьшенная теплопередача через узкие кольца, ведь площадь контакта со стенками цилиндра также уменьшилась. В результате повышенной Т поршня масло не просто перегревается и прикипает к стенкам канавки, а из-за контакта с постоянно прорывающимися в картер газами от сгорающей ТВС сильно меняет свои свойства (и качество бензина здесь тоже играет большую роль), превращаясь в сложные высокомолекулярные соединения, по составу напоминающие пластик. При быстрой остановке двигателя после работы на высокой нагрузке донце поршня имеет максимальный диаметр от его теплового расширения. В этот момент кольца прихватывает-приклеивает на скопившийся в канавках «пластиковый клей». Почему он там скапливается – после максимального прогрева поршня и увеличения его диаметра радиальное движение колец при перекладке поршня, становится минимальным, поэтому эта кака оттуда не выносится. После того как поршень остыл и диаметр донца снова уменьшился до размера холодного, «приклеенные» кольца тоже сжались и не могут выйти из канавки и выполнять свои функции сразу после запуска двигателя. В результате этого, после запуска остывшего двигателя еще не прогретый поршень имеет огромную свободу движения (от 0,6мм и выше) в районе жарового пояса при перекладке в ВМТ, что приводит к сильному СТУКУ во время прогрева при любых температурах, даже летом.
Как долго может длиться стук, зависит от тяжести случая залегания-приклеивания колец? Если не очень сильно прихватило, то по мере прогрева залегших колец и размягчения «клея» под воздействием силы давления газов, прикладываемой к внутренней торцевой поверхности кольца (и распирающей его изнутри), его удается расшевелить, оно выходит из канавки и начинает работать. Но надо учесть, о чем говорил Lomond, что эта распирающая кольцо сила так же сильно убавилась, из-за того, что высота современного кольца сильно уменьшена. На срывание кольца может влиять и разный коэффициент теплового расширения материала кольца и поршня, что приводит к его подрыву по мере прогрева и «обстукивания» их об стенки цилиндра. Можно вздохнуть спокойно, пережив пугающие себя и окружающих стуки, и покататься часок по трассе на повышенных оборотах, но при этом и не максимально сильно нагружая машину, чтобы не усугубить вред от закоксованных колец. В этом случае, головка поршня будет нагреваться не максимально сильно, сохранится тепловой зазор в районе жарового пояса, что заставит работать кольца (перемещаться в канавках в радиальном направлении) при перекладках поршня и остатки пластика постепенно размолотит и выдует со временем из зазора. Владимир в этом прав, но наваливать надо с умом. Для усиления эффекта необходимо чередовать режимы работы двигателя под нагрузкой с 5 минутными режимами легкого бега, что усилит эффект очистки зазора. ИМХО основано на программе обкатки новой поршневой, которой мы руководствуемся на своей работе, предусматривающей и притирку новых компрессионных колец и предосторожность от их залегания при работе на постоянной нагрузке.

Но если прихватило очень сильно, а еще хуже, если в результате перегрева кольцо потеряло и упругие свойства, то решить проблему можно только разбором и заменой колец или поршневой в целом. А до этого времени машина будет продолжать пугать стуками при прогреве, потерей тяги и т.д.
В случае среднего залегания возможно помогут избежать разборки различные и многообразные химические промывки и раскоксовки типа лавра и т.п., но это как повезет.
Хотелось бы отметить, что часто упоминающееся «залегание» колец при работе двигателя на низкой нагрузке и толкании в пробках имеет совершенно другую причину. В этом случае перегрева масла в канавках не наблюдается по причине низкой нагрузки на двигатель, а идет простое загрязнение кольцзазора и КС продуктами неполного сгорания ТВС впитываемых маслом. При длительной эксплуатации в таком режиме конечно и этот пластилин сможет в конце-концов спечься и заложить кольца, но это надо постараться. Но вот если после городских пробок сразу начинать сильно и ДОЛГО наваливать, сильно увеличивая Т поршня, то эффект пластика и пластилина может суммироваться.
В свете вышеописанного, влияние качества масла на появление стуков, обсуждаемое в такой же бесконечной теме, имеет очень важное значение. И одним из важнейших свойств, помимо вязкости и т.п., является его максимальная температура эксплуатации.
На стуки влияет и качество бензина, потому как его скорость горения определяет не только крутящий момент, но и максимальную температуру поршня. Всеми любимый 92, имеющий высокую скорость горения и потому смещающий процесс достижения максимального давления газов в цилиндре ближе к ВМТ, приводит к повышению температуры поршня на нагрузочных режимах, что непосредственно влияет на температуру масла в них и возможное появление кокса в канавках.
Общая рекомендация тоже давно известна: после длительной работы двигателя на большой нагрузке не останавливать его сразу, дать поработать минут пять на малой нагрузке, чтобы поршень успел охладиться и расшевелил кольца. Периодически проводить забеги по трассе. При длительных поездках с высокой нагрузкой, особенно в жаркий период, по возможности давать небольшой отдых двигателю. Судя по вашим сообщениям о появлении стуков после марш-бросков движок у нас получился достаточно горячим, или с качеством масла не повезло.

 

АВТОР: Wart_123

Попробую еще раз объяснить, почему я считаю, что залегание компрессионных колец происходит при длительной работе двигателя на высокой нагрузке, сопровождаемой высокой температурой поршня.
В своих выводах я основываюсь на ваших же сообщениях о том, что после непрерывного забега на 1000км и больше на утро можно услышать сильные стуки двигателя. Только за последнюю неделю об этом говорили трое:
viewtopic.php?f=39&t=8549&start=7600#p323286
viewtopic.php?f=39&t=8549&start=7600#p323281
viewtopic.php?f=39&t=8549&start=7575#p323200
Могу вспомнить еще аналогичное давнее сообщение от товарища по несчастью после забега С-Петербург-Хельсинки и если покопаться на форуме, то найдем и другие.
Как вы видите – результат повторяется – на утро сильный и долгий стук, медленно затихающий по мере прогрева. И оттого, что быстро и долго прокатились по трассе ничего не прошло, а наоборот, только появилось. Вполне укладывается в теорию о залегании компрессионных колец из-за перегрева масла в канавках поршня.
Теперь о том, как может влиять работа маслосъемного кольца на появление этого стука. Если с кольцом все нормально, то оно формирует нормальную тонкую масляную пленку на стенках цилиндра, снимая и сбрасывая через себя в картер лишнее масло, попадающее на стенки цилиндра за счет разбрызгивания потока масла, смазывающего КВ и ШПГ. При работе двигателя объем «лишнего» масла, снимаемого маслосъемным кольцом, создает поток масла через кольцо и способствует его охлаждению. Естественно, чем выше обороты двигателя, тем большее давление создает масляный насос, увеличивается маслоподача и больше разбрызгивается масло.

Что нового по сравнению с описанием процесса специалистами бмвсервиса и может быть его дополняющее. Теоретически объем прокачиваемого масла этим своеобразным "насосом" за 2 такта работы двигателя должен быть постоянным и определяется только его конструктивными размерами, а за единицу времени - прямо пропорционален оборотам двигателя - чем выше обороты, тем больше качает. Но чисто мое мнение, что в этом процессе немалую роль имеет и давление масла, создаваемое насосом смазочного масла на этих оборотах, т.е. как хорошо разбрызгивается масло по стенкам цилиндра на низких оборотах.
И вот здесь важно понять, что залегание и коксование маслосъемного кольца происходит не из-за того, что двигатель долго работает на хх и толкания в пробках, а из-за работы двигателя под БОЛЬШОЙ нагрузкой на низких оборотах! Многие наверное замечали, что АКПП подтыкает 6 передачу уже при скорости 60…65км и заставляет двигатель работать внатяг (с нагрузкой до 90% если при этом приходится ехать в горку). Вполне возможно создать аналогичные режимы и для МКПП. От такого режима в первую очередь страдает маслосъемное кольцо – «лишнего» масла на стенках цилиндра из-за низкой подачи насоса на оборотах 1500…1800 мало, поток его через кольцо минимальный, охлаждается кольцо плохо, а нагрузка на двигатель высокая. Высокая температура поршня начинает поджаривать слабо движущееся внутри кольца масло и закоксовывать его. Оно перестает или ухудшает выполнение своей главной функции и пропускает лишнее масло уже к компрессионным кольцам. Но они еще держатся при переменной нагрузке на двигателе. А вот при «экономичном» и экологичном длительном движении внатяг (т.е. при больших значениях нагрузки на двигатель, сопровождаемых повышением Т поршневой) и они начинают зарастать коксом. Залегшее маслосъемное кольцо не может привести к утреннему стуку на холодную при живых компрессионных кольцах – не в том месте оно расположено, но может сильно способствовать этому.
Поэтому, причина залегания тонких компрессионных колец – комплексная. Но если «смотреть в корень» то она одна – высокая температура поршня при большой нагрузке, о чем я и говорил ранее. В качестве профилактики уже достаточно давно стараюсь передвигаться на трассе только на спорт-режиме. При этом обороты двигателя в основном держатся на уровне 3100…3600. В городе – по обстановке, иногда на подьемах-спусках с ручным типтроником. Помимо гораздо лучшей приемистости, снижения нагрузки на двигатель (а значит и Т поршневой) увеличивается давление смазочного масла, создаваемое насосом. Про стуки уже забыл.

 

АВТОР: Wart_123


Давайте еще раз посмотрим на то, как происходит перекладка поршня в работающем двигателе. Картинка подходящая есть, надо только учесть, что нарисована она для выбравшего тепловые зазоры поршня, и форма его уже близка к цилиндрической. Всем известно, что для холодного поршня его форма конусообразная вверху, бочкообразная в районе юбки и т.д. и тепловые зазоры большие и везде разные.

Рисунок «Сжатие». Положение поршня показано в среднем положении между НМТ и ВМТ – все отлично, под действием прижимающей силы (смотри раскладку сил при движении поршня) от опоры на шатун он прижат к стенке цилиндра. Донце и юбка прижаты к опорной поверхности №2. По мере продвижения поршня к ВМТ прижимающая сила уменьшается. Что важно - поршень занимает относительно компрессионных колец крайне правое положение.
Рисунок «Перекладка поршня». Давление на днище поршня определяется давлением сжатия ТВС над поршнем. По мере приближения к ВМТ скорость нарастания давления увеличивается не только от сжатия, но и от разогрева ТВС. На хх максимальное давление в пределах 7...8 Bar. Из-за того, что прижимающая сила в этот момент минимальна, а ось пальца смещена, под действием давления в КС в первую очередь юбка отрывается от опорной поверхности №2 и перекладывается на опорную поверхность №1. Максимально допустимый тепловой зазоре в этом месте 0,08. По этой же причине, донце поршня в этот момент продолжает быть прижатым к опорной поверхности №2.
Рисунок «Увеличение давления». Согласно рисунка начинается процесс сгорания ТВС (УОЗ=0 или немного позже) и дальнейший быстрый рост давления в КС (но в пределах нормальной скорости сгорания ТВС, если все в порядке со смесью). Давление в КС действует не только на сам поршень, но и давит с возрастающей силой на компрессионные кольца, сильно прижимая их к нижней стенке установочной канавки. Поршень начинает движение вниз на рабочем такте. Под воздействием давления головка поршня в норме должна относительно медленно переместится (повернувшись на пальце) от опорной поверхности №2 в сторону опорной поверхности №1. Тепловой зазор для холодного поршня в этом месте более 60 соток (0,6мм), для нагретого – значительно меньше (позже посчитаю). Тормозящей и демпфирующей силой, препятствующей резкому перемещению головки из одного положения в другой выступает сила трения между ПРИЖАТЫМИ давлением газов компрессионными кольцами и нижними стенками установочных канавок (поэтому в разобранном двигателе поршень легко качается в цилиндре, а в работающем сильно прижат кольцами). Головка поршня, преодолевая это сопротивление, «медленно» начинает перемещаться в радиальном напрвлении по кольцам в сторону опорной поверхности №1. Прижимающая сила от опоры на шатун пока еще не велика, поэтому поршень занимает на мгновение вертикальное положение.
Рисунок «Максимальное давление». По мере сгорания ТВС давление газов в КС продолжает расти. Поршень движется в сторону НМТ. Под действием давления (свыше 900кг на поршень) и прижимающей силы от опоры на шатун жаровой пояс поршня через кольца и юбка плотно прижимаются к опорной поверхности №1. Прижимающая сила достигает 10…15% от величины давления над поршнем, поэтому даже на режиме хх ее максимальная величина получается не менее 100кг. Поршень занимает относительно колец крайне левое положение. Разница в моменте перекладки юбки поршня и донца поршня составляет несколько градусов поворота КВ и зависит от величины смещения пальца относительно оси поршня! При прогретом поршне и нормально работающих компрессионных кольцах никакого сильного стука при перекладке не возникает.
А теперь представьте, что кольца потеряли упругость или лежат утопленными в канавках и не могут тормозить перекладку донца холодного поршня, когда тепловой зазор в этом месте составляет более 60 соток. И в добавок к этому, система управления двигателем, видя, что он начинает проваливать обороты, начинает наваливать ему более ранний УОЗ. Давление в КС начинает быстро расти еще до прихода поршня в ВМТ. Стук от перекладки юбки и донца будет очень сильным, даже летом. Аналогичные проблемы могут возникнуть и при применении г-бензина или увеличении скорости горения ТВС (скорости нарастания давления в цилиндре).
Почему и отчего могут так залегать современные тонкие кольца – надо спрашивать Ваг, я свою версию с повышенной Т поршня при большой нагрузке высказал. Ваг конечно в первую очередь ответит, что применяли г-масло, но возможно, что сама прошивка двигателя провоцирует повышение Т поршневой на тяжелых нагрузочных режимах. Подозрительно хорошо он стартовал и бегал на старой прошивке и хорошем 98, а вот на новой 9970 – заметно скучнее, хотя многие с этим мнением не согласятся.



Для проверки теории стука от перекладки холодных поршней приведу свежий пример записи стука witus22. Большой плюс этой записи в том, что автор рассказал предысторию появления этого стука – большой пробег по трассе и на утро появление этого стука. Масло почти новое. Аналогичный внезапно появившийся стук был в прошлом году. Температура запуска +3градуса. Стучит сильно и в течении 5…7 минут после запуска холодного двигателя.
Скачав видеофайл из интернаета и выдрав из него звуковую дорожку я вновь, как и много раз до этого делал, посмотрел и послушал его в программе анализа звуковых файлов с замедленной скоростью воспроизведения. Разговоры о том, что интернет-диагностика ничего точно не скажет – правда (слишком много неизвестно об условиях эксплуатации и возникновения стуков), но конкретно в этом случае с этим все более-менее известно и автор сильно не метался вокруг двигателя, изменяя уровень записи.
Что показала запись. С самого начала сильный стук на двух цилиндрах, предположительно на 1 и 4. Т.к. привязки к ВМТ 1 цилиндра на записи нет, то возможен вариант и с 3-2, но в дальнейшем описании процесса я буду считать стучащими 1 и 4.

Метрономная точность появления стуков с частотой вращения двигателя не оставляет сомнения, что это поршневая. Обороты двигателя в течении всей записи почти не изменились – период одного оборота = 64мСек, что соответствует 937RPM. Каждый цилиндр приходит на рабочий такт с периодом вращения РВ = 128мСек = 2 оборота КВ.
Начиная с 33 по 55 секунду на записи видны и слышны сильные стуки от перекладки поршней 1 и 4 цилиндров и очень слабые и тихие перекладки поршней 2 и 3. После 60 секунды слабые звуки перекладки во 2 и 3 цилиндрах почти исчезают, это значит что поршня в них уже прогрелись и тепловой зазор уменьшился. Остались только сильные стуки от 1 и 4, которые так и долбят до конца записи.


Почему я считаю, что это перекладка поршней. Я уже описывал, как происходит перекладка поршня в ВМТ на рабочем такте. Она состоит из двух частей – сначала перекладывается юбка, и лишь потом, по мере поворота КВ и возникновении прижимной силы от шатуна идет перекладка донца поршня. На записи это слышно как ДВОЙНОЙ стук на каждом цилиндре. Правда для этого пришлось уменьшить скорость воспроизведения сначала в 10, а затем в 30 раз и долго вслушиваться в звуки, чтобы слух адаптировался и нашел нужные стуки в этой шумовой какафонии. Все это присутствует на записи witus22. Скажу больше, звук двойной перекладки можно услышать на всех цилиндрах: на 1и 4 стучащих – сильный, на 2 и3 – очень слабый, и затихающий по мере их прогрева. К сожалению, запись короткая и не показывает процесс затихания стуков на 1 и 4 цилиндрах, хотя динамика его уменьшения есть – поршня же прогреваются со временем.
Очень интересно было определить время между этими почти сливающимися стуками от перекладки юбки и донца поршня. С большим трудом и невысокой точностью могу сказать, что это время равно 2…3мСек, что соответствует повороту КВ на угол 12…18 градусов при такой скорости вращения (937 RPM=15,6об/сек=6градусов поворота КВ за 1 мсек). Много это или мало – пока не знаю, т.к. это зависит от конструкции поршневой и насколько сильно смещена ось поршня от оси пальца. Но попробуйте найти в ДВС еще что-то стучащее в районе ВМТ с таким же временным интервалом и частотой, и объяснить причину появления этого метрономного стука. На звук закрывающихся клапанов не похоже, да и диаграмме газораспределения не очень соответствует.
В общем, если найдете другой правильный источник стука с такими параметрами, то с радостью признаю теорию шумной перекладки поршней ошибочной, а пока буду руководствоваться ею.

 

АВТОР: Wart_123

Осталось еще раз подумать, что кроме залегших-приклеившихся колец может давать такой эффект жесткой перекладки. Меня и самого ОЧЕНЬ удивляет эта теория – кольца сами залегли, а потом сами и почистились (а может и нет, так и ездят с тарахтящим двигателем?). Но из других причин, объясняющих сильный стук от перекладки поршневой у меня осталась только старая теория с уменьшением топливоподачи через грязные и подзабитые форсунки.
И очень эта теория с форсунками на первый взгляд подходит под этот случай – за время длительного пробега на неизвестном бензине форсунка может закоксоваться и подзабится от того же длительного нагрева двигателя. На следующий день, при запуске холодного движка, подача топлива на цилиндры 1 и 4 становится меньше нормы, а это значит, что сгорающая ТВС в этих цилиндрах не дает необходимого крутящего момента на этих цилиндрах. Лямбда-зонд еще не включился в работу, поэтому он не видит изначального обеднения смеси. Видя падение крутящего момента по падению оборотов на рабочих тактах этих цилиндров мозги решают «помочь» и изменяют для них УОЗ на более ранний – ТВС поджигается раньше, чем поршень приходит в ВМТ. А для непрогретого поршня с большими тепловыми зазорами это прямой путь к жесткой перекладке и появлению стуков.
Но вся эта теория с форсунками разбивается об факты замены поршневой, после чего стуки сразу и надолго исчезали. Ну не откисла же форсунка сама при стоянии машины у ОД, хотя за это время может изменится та же Т воздуха. Поэтому на сегодняшний день удивительная теория с залеганием компрессионных колец и износ поршневой как причина стука на холодную стоит у меня на первом месте.

Для ее проверки необходимо в первую очередь замерить компрессию (учитывая и другие факты, влияющие на нее) на таком стучащем двигателе. И если значение компрессии по цилиндрам холодного двигателя одинаково, то надо отказаться от теории залегания и копать в другую сторону. Можно тогда и форсунки для начала проверить и почистить. Надо бы и к диагностам съездить, чтобы они смогли замерить реальные УОЗ на катушках зажигания для каждого из цилиндров холодного двигателя в привязке к ВМТ 1 цилиндра. В норме УОЗ для холодного двигателя должен быть слегка поздним в течении 3…4 минут после запуска - на 1..5 градусов позже ВМТ.
По моему сегодняшнему мнению, правила, которыми руководствуются мозги двигателя, просты и оговорены в описании педали электронного акселератора. Если при рабочем такте в конкретном цилиндре обороты двигателя начинают падать, то ЭБУ в первую очередь оперативно, на СЛЕДУЮЩЕМ рабочем такте для этого цилиндра, изменит его УОЗ на более ранний, чтобы компенсировать провал крутящего момента. Как я уже написал выше, это приводит на холодном двигателе только к усилению стуков перекладки поршня в этом цилиндре. Возможно именно этот процесс регулировки УОЗ (который видно и на логах прогрева, но только для 1 цилиндра) и видно на записи стуков, когда их уровень постоянно немного изменяется в гремящих цилиндрах. И именно поэтому к проявлению стуков на холодном двигателе от изначально проваленной в размере или уже слегка изношенной поршневой может привести любая причина, снижающая крутящий момент в конкретном цилиндре.



Два сообщения Lomond по теме, подтверждающие, насколько много факторов влияют на работу холодного двигателя:
1. «…добавлю свои 5 коп. по поводу начала стука с задержкой 20-30 сек. Вижу 2 причины: 1). вязкость масла в канавках поршневых колец, 2). выше трение в бобышках холодного поршневого пальца. По первому скажу при перекладке кольца играют стабилизирующую роль не давая сильно стучать из-за вязкости (липкости) холодного масла, кольца то утапливаются, то выходят наружу в канавке радиально в МТ. На прежних высоких кольцах (дв. старого поколения) и более жестких такого не происходило биения и стука из-за большей прижимной силы, в т.ч. расширяющихся газов при том же давлении. F=P*S (S - площадь поверхности обращенной к поршню первого кольца, образованная высотой кольца и его длиной окружности до замка, F - сила, Р - давление). По второму, трение в узле палец бобышки поршня на холодную из-за минимальных зазоров выше, поршень подвергается вр. моменту со стороны шатуна через верхнюю головку, так как там палец не поворачивается на холодную до достижения t 70гр. судя по той же ELSA. Видно из рисунка download/file.php?id=30498 выше в НМТ. Еще для полноты картины скажу о температуре и влажности наружного воздуха от которой зависит наполнение цилиндра, давления сжатия и скорость горения смеси, т.е. стук есть при опр. температуре, а иногда не наблюдается при тех же условиях. Здесь "рулит" свежая прошивка.»

2. «Точнее слегка прослабленной. Надо быть поршням уж очень прослабленными, чтобы застучать с первых дней эксплуатации. Стук начинается с неким пробегом за который часть металла изнашивается или просто усаживается. Не знаю. При изготовлении поршней на наших заводах применялся алюминий Al 4 (АэЛ четыре), если не изменяет память, и поршень подвергался искусственному старению. Что за технология за бугром? Не ведаю. П\палец находится примерно по середине или ближе к юбке у Т-поршней смотря по высоте. При уменьшении диаметра юбки на две сотки, днище может качаться значительно больше, вспомните закон рычага и снимки залысин на графите юбки по центру. Именно днище (жаровой пояс с абразивным нагаром) преодолевая упругость хиленьких колец колотит и скоблит по зеркалу, снимая сетку от хона на площади большей, чем юбка в явно гремящем потрохами CFNA. За счет прошивки картина слегка приукрашивается уводом об. прогрева, но думаю, это полумера не решит кардинально "звуковой эффект" поршней и отдаленной перспективы ремонта.»