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.
Читайте в этой статье
Начнем с того, что стук поршневых пальцев в двигателе может быть вызван несколькими причинами. Условно эти причины можно разделить на две группы:
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.
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:
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.
Итак, если отмечен стук пальцев при разгоне, пальцы стучат под нагрузкой и т.д., тогда для начала следует:
Читайте также
Детонация двигателя: что это такое?
Почему топливно-воздушная смесь детонирует в камере сгорания. Причины, вызывающие детонацию. Последствия детонационного сгорания топлива в цилиндрах ДВС.
Поршневые пальцы
Устройство и назначение поршневого пальца в конструкции кривошипно-шатунного механизма ДВС. Виды, особенности изгтовления и установки поршневых пальцев.krutimotor.ru
Любой автовладелец вне зависимости от стажа вождения слышал такое выражение, как «стук пальцев». Несмотря на то, что фраза достаточно распространена, имеет не совсем точное толкование. В современных автомобилях характерный звук издается не поршневыми пальцами, водитель и его пассажиры улавливают звуковое колебание от ударной волны, образовавшейся при взрыве топливно-воздушного состава непосредственно в камере сгорания.
В автомашинах образца «бабушкиного» года выпуска могли стучать именно поршневые пальцы. Низкая износостойкость, прочность металлических деталей, воздействие больших температур и значительных нагрузок посадочного места поршневого пальца способствовали образованию различных зазоров, становившихся причиной характерного звука.
Современное автомобилестроение использует исключительно сталь надлежащего качества, применяет высокоточные методики по обработке каждой детали, поэтому повреждение и появление каких-либо дефектов самих пальцев практически исключается. Но, тем не менее, термин «стучат пальцы» из профессиональноголексикона автовладельцев не исчез.
При корректной работе силового агрегатасохраняется последовательность процесса сгорания топлива. Стартует он со свечей зажигания, а затем равноудаленно заполняет всю камеру.
Детонационное горение происходит абсолютно по-другому. Весь объем топливно-воздушной смеси взрывается одномоментно, резко, провоцируя значительное повышение показателя давления и температуры самих цилиндров. При таких условиях в местах наибольшей концентрации несгоревшего топлива образовываются химические активные соединения.
При достижении критических величин возникают цепные химические реакции, способствующие воспламенению взрывного типа. Образовавшаяся волна, двигается достаточно быстро, сильно ударяет стенки камеры и поверхности цилиндров, одновременно организуются новые точки самовозгорания. Итогом становятся многочисленные колебательные явления, провоцирующие вибрации силового агрегата.
Данное явление и есть детонация, которая становится первопричиной того, почему стучат пальцы в двигателе.
Может возникнуть по разным причинам, самыми распространенными являются:
Детонация по своей природе несет разрушающий характер, может привести к поломке различных деталей и узлов, а также стать основополагающей причиной для проведения капитального ремонта двигателя. Поэтому, современные ДВС, функционирующие на высоких оборотах, могут в короткие сроки выйти из строя, именно из-за детонационных процессов.
Среди автовладельцев очень распространенно ошибочное мнение, что рост показателя давления за счет увеличения скоростного режима положительно отражается на повышении мощности мотора. Но ситуация складывается прямо противоположно. Временная продолжительность взрывной волны очень маленькая (0,0001 с).
Такое же время отводится на увеличение давления на поршни. Следственно, они никаким образом за такое мизерное количество времени не смогут повлиять на мощность двигателя. А нанести существенный вред разным узлам и деталям вполне вероятно.
Когда взрывная волна с огромной силой ударяется о стенки цилиндра, она значительно разрушает масляную пленку. Эта пленка защищает детали ЦПГ не только от «сухого» трения, но и от коррозионного воздействия, поэтому ее разрушение неизбежно приведет к частичному механическому износу и повреждению деталей.
К тому же при образовании ударной волны в резкой форме начинает возрастать к стенкам цилиндров тепловая отдача от сгоревшего газа, что вызывает перегрев ДВС. Это, в свою очередь, отразиться на состоянии и эксплуатационных характеристиках прокладок, уплотнителей, свечей зажигания, поршней и т.д.
Наряду с причинами образования детонационных процессов, существует и ряд приемов для ее предотвращения. Их цель — активно ускорять процесс горения остаточного количества топливной смеси, а также замедлить протекание окислительных химических процессов, образующихся в полости камеры сгорания.
В последнее время интенсивно разрабатываются приемы с использованием электроники против того, почему стучат пальцы в двигателе при разгоне. С этой целью создаются микропроцессоры для управления силовым агрегатом.
Создаваемые интеллектуальные датчики позволяют не только отслеживать все процессы, образующиеся и развивающиеся внутри цилиндров, но и корректировать их за счет изменения состава топливной смеси, а также путем изменения угла опережения зажигания.
avtodvigateli.com
Любой посторонний шум в двигателе автомобиля должен вызывать настороженность у водителя. Даже если неисправность никак не сказывается на ходовых характеристиках автомобиля, само ее появление должно заставить владельца машины задуматься о диагностике.
Одной из проблем, которую часто игнорируют водители, является стук пальцев в двигателе. Появляется он при наборе машиной скорости, и если не обращать на это внимание, со временем могут возникнуть серьезные проблемы в работе мотора. При этом чаще всего определить причину, почему стучат пальцы двигателя при разгоне, а также исправить ситуацию, водитель может без обращения в сервисный центр.
Оглавление: 1. Что означает стук пальцев при разгоне автомобиля 2. Чем опасен стук пальцев в двигателе 3. Почему стучат пальцы двигателя при разгонеСамо определение «стук пальцев» не совсем верно описывает ситуацию, которая происходит в двигателе при возникновении рассматриваемой проблемы. Никакие «пальцы» в моторе не стучат, а сам звук появляется от удара взрывной волны о стенки цилиндров.
При нормально работе мотора топливовоздушная смесь попадает в камеру сгорания, и ее взрыв происходит равномерно, начинаясь от свечи зажигания. В такой ситуации скорость, с которой взрывная волна распространяется, находится на уровне около 20-30 м/с. Если же в двигателе имеются проблемы с детонацией, то есть в него поступает излишне обогащенная смесь, то она детонирует сразу после попадания в камеру сгорания. Взрывная волна начинает хаотично распространяться и сталкиваться со стенками цилиндра на огромной скорости, вплоть до 800-900 м/с.
Хаотично движущиеся в цилиндре элементы сгорания топлива повышают температуру стенок цилиндров. Если двигатель будет работать в таком режиме, то на все его элементы лягут дополнительные нагрузки. Когда водитель не обращает на проблему внимания, она приводит к следующим неисправностям:
Чем дольше разносится стук пальцев в процессе работы двигателя, тем быстрее возникнет необходимость капитального ремонта мотора.
Разгон автомобиля – это стрессовая ситуация для двигателя, особенно если речь идет о резком наборе скорости. Выжимая педаль в пол для резкого набора оборотов, например, с 1000 до 5000, водитель может услышать, что стучат пальцы в двигателе, и это нормально. Для быстрого набора оборотов, в двигатель подается больше топлива с прежним количеством воздуха, что может приводить к детонации.
Однако ситуация, когда при спокойном старте автомобиля и разгоне водитель слышит, что стучат пальцы, не считается нормальной. В таких случаях нужно как можно скорее выявить причину проблемы и устранить ее, чтобы избежать серьезных поломок двигателя.
Можно назвать следующие причины, почему стучат пальцы при нормальной работе двигателя:
Отказ датчика расхода воздуха. Если неправильно работает датчик расхода воздуха, электронный блок управления будет получать ошибочную информацию и отдавать неправильный сигнал;Стоит отметить, что стук пальцев двигателя – это не всегда приобретенная в процессе эксплуатации проблема. Бывают ситуации, когда автомобиль поставляется с завода с неправильно подключенными датчиками, что приводит к такой проблеме. Данная ситуация особенно опасна, поскольку новый двигатель может получить серьезные повреждения. Если вы услышали стук пальцев в двигателе, незамедлительно устраните проблему.
Загрузка... okeydrive.ru
Такое понятие, как «стук пальцев», знакомо, наверное, каждому автомобилисту, будь то опытный шофер или начинающий автолюбитель. Как стучат пальцы в двигателе, я думаю, слышали многие владельцы отечественных автомобилей. Однако мало кто из автомобилистов знает, что виною такого неприятного звука является не стук пальцев поршня, а такое негативное явление, как детонация. Объясняется такое недопонимание весьма просто. В старых отечественных двигателях действительно выстукивают поршневые пальцы. В посадочных местах поршня, под действием высоких температур и повышенных нагрузок, а также из-за плохой прочности и низкой твердости металла появлялись зазоры, которые и становились источником стука. В современных моторах, благодаря использованию более качественных металлов и использованию высокоточных методов обработки узлов и деталей, этот недостаток практически никогда не проявляется. Осталось только привычное определение симптомов «стучат пальчики», которое скрывает в себе явление, называемое детонацией.
Детонация – это процесс самовоспламенения топливной смеси в камере сгорания с образованием взрывной волны. Чаще всего детонация появляется при резком увеличении нагрузки в двигателе, к примеру, когда машина движется на подъем или резко ускоряется. В таких ситуациях водитель усиленно жмет на педаль акселератора, что обеспечивает подачу обогащенной топливной смеси в камеры сгорания двигателя. В цилиндрах на эту обогащенную смесь активно воздействует давление и высокая температура, вследствие чего мы начинаем слышать как «постукивают пальцы».
Критическое давление в камере сгорания возникает по двум причинам:
- поршень в такте сжатия движется вверх, тем самым сжимая топливную смесь и создавая избыточное давление;
- после воспламенения горючей смеси огненная волна распространяется по всей камере сгорания, тем самым создавая фронт повышенного давления.
В результате под воздействием вышеуказанных факторов, в местах скопления негорючих остатков топливной смеси начинают образовываться химические активные соединения (спирты, альдегиды и т. д.). При достижении критической величины, эти соединения начинают взаимодействовать между собой, что вызывает появление окислительных реакций, которые приводят к самовоспламенению смеси. В месте такого взрыва отмечается значительное увеличение температуры, а также появляется взрывная волна, распространяющаяся со скоростью 1000-2000 м/с. К примеру, скорость взрывной волны при правильном сгорании топливной смеси составляет 20-30 м/с. Взрывная волна на огромной скорости врезается в стенки цилиндра, из-за чего образуются новые очаги воспламенения. В результате всех этих процессов в цилиндре двигателя образовывается большое количество сильных взрывных волн, которые становятся источником появления колебательных движений, вызывающих, неестественное потряхивание мотора. Что касается звука, про который говорят — «слышно как выстукивают пальцы», то это отголоски многократных ударов взрывной волны по стенкам цилиндров двигателя.
Факторы, влияющие на вероятность появления детонации
Существует множество факторов, влияющих на вероятность появления детонации в двигателе, однако все они обладают одной общей характеристикой – создание в камере сгорания благоприятных условий для быстрого протекания химических окислительных процессов.
Разберем подробнее эти факторы:
1. Состав топливно-воздушной смеси. Богатая смесь с соотношением воздуха и топлива равному 9.0 под действием высокой температуры и давления создает в камере сгорания очаги окислительных реакций, которые являются источниками самовоспламенения топлива.
2. Угол опережения зажигания. Увеличение этого угла приводит к сдвигу пикового максимума давления при сгорании топливно-воздушной смеси к мертвой точке (ВМТ). В результате такого смещения наблюдается резкое увеличение давления в камере цилиндра, которое, как мы уже знаем, приводит к появлению детонации в двигателе.
3. Октановое число горючего. Вероятность возникновения детонации возрастает с уменьшением октанового числа горючей жидкости. Такая закономерность объясняется ростом химической активности топлива к возможному появлению реакции окисления при уменьшении октанового числа. Именно поэтому мы зачастую и слышим, как стучат пальчики в автомобилях, которые заправляют 76-м бензином, вместо рекомендованного бензина марки АИ-92 и выше.
4. Степень сжатия. Степень сжатия определяется как отношение объема цилиндра двигателя к объему его камеры сгорания. Чем выше степень сжатия, тем выше температура и давление в камере сгорания, а это, как мы уже знаем, приводит к возникновению благоприятных условий для развития окислительных процессов. Поэтому в моторах с высокой степенью сжатия рекомендуют использовать бензин с высоким октановым числом.
Факторы, снижающие вероятность возникновения детонации
Наряду с факторами, которые способствуют появлению детонации, существуют и факторы, активно препятствующие появлению неприятной детонации. Они, как правило, существенно ускоряют процесс сгорания остаточных частиц топливной смеси или же замедляют процесс протекания химических окислительных реакций, являющихся главным источником самовоспламенения в камере сгорания. Итак, факторы, которые способствуют уменьшению эффекта детонации:
1.Увеличение числа оборотов. При работе мотора на повышенных оборотах уменьшается время на возможное возникновение окислительных реакций, что, в свою очередь, уменьшает вероятность возникновения эффекта, когда стучат поршневые пальцы двигателя.
2. Турбулизация потоков горючей смеси в камере сгорания. Вращение потоков смеси ускорит распространение фронта взрывного пламени от свечи зажигания.
3. Уменьшение пути, по которому должен проходить фронт пламени. Такое решение проблемы скорее можно назвать конструкционным. На деле это реализуется путем установления двух свечей на каждый цилиндр или же уменьшением диаметра цилиндров.
autoremka.ru
PhotoHint http://pics.livejournal.com/igrick/pic/000r1edq
car-tuner.livejournal.com
Бывает так, что из-под капота раздаются неприятные и даже настораживающие звуки, а автовладелец, в принципе, понимая причину, не знает, почему стучат пальцы в двигателе. В основном, шум из движка является следствием неисправных клапанов. Стучать они могут после длительной эксплуатации и если за ними долго не ухаживать.
Специалисты считают, что стук клапанов чаще всего происходит из-за слишком большого зазора между кулаками распределительного вала и рычагами устройства. Такой зазор провоцирует задевание кулачков за рокер, что и создает сильный шум. Происходит интенсивное истирание кулачков из-за их постоянного ударения об рокер, и вскоре и сам движок может придти в негодность. Поэтому важно всегда контролировать размер данного зазора. Необходимые параметры данного значения указаны в заводской инструкции к машине.
Кстати, зазор может быть не только больше, но и меньше положенного значения. В итоге клапаны слишком сильно зажимаются, а иногда могут и совсем прекратить закрываться. Поездка с такими клапанами быстро провоцирует перегрев системы, что чревато пониженной компрессией, выходом из строя цилиндра. Конечный итог всего этого – погибший от перегрева и неправильной работы двигатель. Чтобы всего этого избежать, достаточно как минимум раз в два месяца (это где-то 10 тыс. км пробега) проверять состояние клапанов и при необходимости производить их регулировку.
Иногда может быть так, что стук клапанов слышен при активации еще холодного движка. А после прогрева стук пропадает. В этом случае стоит винить поршень, в котором появился дефект. Либо же увеличился зазор между цилиндром и поршнем.
Итак…почему же могут стучать пальцы в двигателе? Тут уже причиной может быть детонация в движке. Особенно часто это случается при сильной нагрузке силового агрегата. Есть вероятность того, что на фоне этой проблемы «погиб» также датчик детонации. Самый эффективный метод предотвращения подобной неприятности – использовать горючее хорошего качества и постоянно следить за уровнем масла в системе. Также такое случается при сломанных гидрокомпенсаторах.
Причина появления стука на холостых оборотах – вышедшие из строя пальцы для поршневой группы и дефект в шатунной втулке. Стук в этом случае чаще всего наблюдается при торможении движком. А при возрастающей нагрузке звук исчезает.
Стук также может возникать из-за загрязненных клапанов. Ведь со временем на них образуется нагар, и он мешает им занимать нужное положение при работе. Поэтому ответственный водитель никогда не ленится производить очистку клапанов. Просто время от времени надо проверять их состояние. Если опыта для этого не хватает, то можно обратиться в сервисный центр, где за небольшую плату можно получить комплексную чистку внутренних устройств автомобиля.
В некоторых случаях стук может появляться после ремонта движка. Это значит, что во время починки была задета какая-то важная деталь. Самыми чувствительными в этом плане являются гидрокомпрессоры. Если их замена не поменяла положение в лучшую сторону, то нужно грешить на масло. Смотрим на его состояние. Если оно имеет темный оттенок, то есть вероятность, что гидроопоры уже не функционируют должным образом из-за такой смазки. Меняем масло и снова проверяем, исчез ли стук в двигателе.
Головка блока цилиндров – еще одна причина шума в силовом агрегате. Менять ее следует сразу вместе с клапанами и колпачками. Специалисты рекомендуют проводить эту процедуру в автосервисе, так как новичок вряд ли осилит подобный вид ремонтных работ. Перед тем, как оставлять машину на ремонт, стоит описать мастеру характер и тональность стука, а также рассказать, в каких случаях и при каких дорожных условиях он чаще всего возникает. Это позволит ему быстрее диагностировать проблему и решить ее.
autoremka.ru
