Стук поршневого пальца: Почему стучат пальцы в двигателе при разгоне автомобиля

Почему стучат пальцы в двигателе при разгоне автомобиля

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.

Содержание статьи

  • Стучат поршневые пальцы: почему так происходит
  • Стук поршневых пальцев: топливо, зажигание и температура ДВС
  • Что в итоге

Стучат поршневые пальцы: почему так происходит

Начнем с того, что стук поршневых пальцев в двигателе может быть вызван несколькими причинами.   Условно эти причины можно разделить на две группы:

  • механические неисправности;
  • особенности сгорания топливно-воздушной смеси и нагрузки на силовой агрегат;

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.

Стук поршневых пальцев: топливо, зажигание и температура ДВС

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:

  • в результате общего или локального перегрева мотора;
  • если возникли проблемы с составом смеси;
  • заправка бензина с несоответствующим для данного ДВС показателем октанового числа приводит к детонации;
  • если угол опережения зажигания (УОЗ) окажется слишком ранним, тогда также возникает детонация;
  • неисправности датчиков ЭСУД (ДПКВ, датчик температуры ОЖ, датчик детонации) могут привести к взрывному сгоранию смеси в цилиндрах;

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.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое компьютерная диагностика двигателя и что она дает. Из этой статьи вы узнаете о функциональных возможностях и способах компьютерной диагностики автомобиля.

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.

Что в итоге

Итак, если отмечен стук пальцев при разгоне, пальцы стучат под нагрузкой и т.д., тогда для начала следует:

  • залить качественное топливо;
  • произвести проверку и регулировку момента зажигания;
  • исключить проблемы с питанием топливом, приводящие к обеднению смеси;
  • проверить систему питания на возможный подсос воздуха;
  • продиагностировать работу системы охлаждения двигателя;
  • провести диагностику ДВС и выполнить раскоксовку мотора (при необходимости) для удаления нагара из камеры сгорания;

Стук — поршневой палец — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Cтраница 1

Схема прибора К-69 М НИИАТ.
 [1]

Стуки поршневых пальцев резко металлические, исчезающие при выключении зажигания. Наличие стука указывает на повышенный зазор в сопряжениях палец — втулка верхней головки шатуна или палец — бобышки поршня.
 [2]

Стук поршневых пальцев — двойной, металлический и резкий.
 [3]

Стук поршневого пальца — ритмичный, высокого тона с резким металлическим оттенком и слышен он в зоне 2 расположения цилиндров на всех режимах работы двигателя. Усиливается он с повышением нагрузки. Этот стук может полностью исчезнуть при отключении свечи неисправного цилиндра. Если стук поршневых пальцев прослушивается в нескольких цилиндрах, то для конкретного их определения необходимо отсоединить высоковольтный провод от свечи. Обычно стук может возникнуть по двум причинам: из-за слишком раннего зажигания или большого увеличения зазора между втулками и поршневыми пальцами.
 [4]

Места для вслушивания механизмов двигателя.
 [5]

Стук поршневых пальцев слышен как слабые четкие металлические удары. Он хорошо прослушивается при изменении оборотов двигателя. Стук может появиться в результате износа поршневых пальцев и отверстий в бобышках поршней или при износе пальцев и отверстий втулок головок шатунов.
 [6]

Стук поршневых пальцев — металлический резкий. Иногда его путают со стуками, вызываемыми детонацией в цилиндрах двигателя, однако природа у них разная. Стук поршневых пальцев в отличие от детонации лучше прослушивается на холостом ходу. В результате интенсивного износа пальца или головки шатуна увеличиваются зазоры, что и порождает стук.
 [7]

Обычно стук поршневых пальцев двойной металлический и резкий; вызывается чрезмерным зазором и лучше слышен на холостом ходу двигателя.
 [8]

Для предотвращения стука поршневых пальцев, воспринимающих во время работы большие динамические нагрузки, их подбирают к поршням и шатунам с минимальными необходимыми для обеспечения нормальной смазки зазорами. Поэтому диаметр отверстий под поршневой палец в поршне делают несколько меньшим, чем диаметр самого пальца. Поэтому при нормальной комнатной температуре палец сидит в поршне не с зазором, а с небольшим натягом, который при нагревании поршня ( в рабочем состоянии) исчезает и вместо него появляется зазор.
 [9]

Крутящие моменты затягивания подшипников в KIM.
 [10]

К стукам, при появлении которых требуется немедленная остановка двигателя для ремонта, относится стук подтип пиков коленчатого вала и стук поршневых пальцев. При этом не следует принимать детонационные стуки ( звонкий удар высокого тона) за стук пальцев.
 [11]

Признаком износа поршневого пальца могут быть резкие отчетливые стуки высокого тона при работе двигателя, значительно отличающиеся от стуков поршня. Стук поршневого пальца вызывается износом бронзовой втулки верхней головки шатуна, увеличением диаметра отверстия в бобышках поршня и износом пальца.
 [12]

При детонации слышен звонкий стук в цилиндрах, особенно сильный при работе двигателя с полной нагрузкой. Детонацию обычно ошибочно определяют как стук поршневых пальцев.
 [13]

Во время горячей обкатки без нагрузки проверяют давление масла в магистрали, измеряют и при необходимости регулируют минимально устойчивую и максимальную частоту вращения коленчатого вала на холостом ходу. При помощи стетоскопа ослушивают двигатель в зонах возможных стуков поршневых пальцев, поршней, шатунных и коренных подшипников.
 [14]

Для предотвращения появления остаточных деформаций в поршне и повреждения посадочных поверхностей под палец в нем демонтаж и монтаж поршневого пальца должен производиться после предварительного нагревания всего комплекта ( при демонтаже) или только поршня ( при монтаже) в горячей воде до 70 С. Рас-комплектовывать поршни с подобранными к ним на заводе поршневыми пальцами нельзя, так как при этом нарушается их посадка, обеспечивающая нормальную работу сочленения: при более плотной посадке, чем предусмотрено заводской сборкой, возможны стуки поршней на непрогретом двигателе, а при менее плотной — стуки поршневых пальцев на прогретом двигателе.
 [15]

Страницы:  

   1

   2

Руководство по диагностике общих шумов двигателя

Что вы слышите, когда слушаете свой двигатель? Первобытный рев высокой производительности? Или это больше похоже на крик о помощи?

Хорошо, мы никогда не хотим думать, что наши двигатели делают что-либо, кроме как жевать асфальт и будить соседей, не говоря уже о плаче! Но даже у самых мужественных мельниц могут быть проблемы, и звуки, которые они издают, могут помочь нам отследить проблемы. Иногда это ничего; иногда серьезно.

(Изображение/OnAllCylinders)

Мы составили это краткое руководство по диагностике распространенных шумов двигателя, чтобы помочь вам избежать возможных повреждений. В случае странных или необычных звуков двигателя сохраняйте спокойствие, возьмите автомобильный стетоскоп и обратите внимание на:

Шум клапанов и толкателей обычно начинается со щелчка или дребезга при половинной частоте вращения двигателя и затем может исчезнуть при высокие скорости. Причиной часто является чрезмерный зазор клапана или неисправный гидравлический толкатель клапана.

Для проверки зазоров можно вставить толщиномер между штоком клапана и коромыслом или толкателем. Если это уменьшает шум, причиной является чрезмерный зазор, и вам необходимо внести соответствующие коррективы. Если это не уменьшит шум, звук может быть вызван изношенными поверхностями подъемника или грубыми кулачками. К другим вещам, на которые следует обратить внимание, относятся толкатели, которые свободно перемещаются в своих отверстиях, и слабые пружины клапанов.

(Image/ Mike Mavrigian )

Детонация может привести к серьезному повреждению двигателя. Это состояние проявляется в виде стука или металлического «звона» и чаще всего связано с неправильным опережением зажигания, бедным соотношением воздух/топливо или неправильным октановым числом топлива.

Довольно распространенное явление в приложениях с принудительной индукцией. Детонацию можно предотвратить, повысив октановое число вашего топлива, обогатив топливно-воздушную смесь, уменьшив давление во впускном коллекторе или увеличив угол опережения зажигания. Вы также можете рассмотреть возможность использования вторичной системы впрыска воды для некоторых применений.

Если вы слышите легкий стук или стук, шум обычно можно отнести к шатунам. Этот звук часто наиболее заметен, когда двигатель работает на ровных оборотах, не ускоряясь и не замедляясь, и часто вызван износом подшипника или шатунной шейки, смещенным шатуном или отсутствием масла.

Выявить неисправный шатун можно, выполнив балансировку цилиндров. Этот тест в основном закорачивает свечи зажигания по одному цилиндру за раз при работающем двигателе. В конце концов, вы сосредоточитесь на больном шатуне, потому что шум будет уменьшен, когда его основной цилиндр не выдает мощность.

Хотя звук поршневого пальца похож на шум клапанного механизма, он часто имеет уникальный металлический двойной стук и иногда наиболее заметен на холостом ходу с опережающей искрой. Этот шум часто вызван изношенным или ослабленным поршневым пальцем, изношенной втулкой или отсутствием масла.

Как и в случае с шумом шатуна, вы можете найти вызывающие нарушение компоненты, выполнив описанную выше проверку балансировки цилиндров.

Шум поршневых колец также аналогичен шуму клапана и толкателя выше; однако наиболее заметно это при разгоне. Чаще всего этот шум вызван низким натяжением колец, сломанными или изношенными поршневыми кольцами или изношенными стенками цилиндров.

Для устранения неполадок в каждом цилиндре снимите свечи зажигания и добавьте в каждый цилиндр столовую ложку моторного масла. Затем проверните двигатель на несколько оборотов, чтобы масло прошло мимо колец. Затем вы можете установить свечи зажигания и запустить двигатель. Если шум уменьшился, вероятно, причиной проблемы являются кольца.

(Изображение/ Джим Смарт )

Глухой, приглушенный, почти колокольный звук, как правило, хлопает поршень. Это состояние вызвано раскачиванием поршня взад-вперед внутри цилиндра. Непрерывный стук поршня означает, что двигатель нуждается в обслуживании; однако, если вы слышите этот звук только при холодном двигателе, это, скорее всего, не серьезно.

Непрерывный стук поршня обычно вызывается изношенными поршнями, чрезмерным зазором между поршнем и стенкой, несоосностью шатунов, изношенными стенками цилиндра или недостаточным количеством масла.

Сильный, но глухой металлический стук обычно является стуком коленчатого вала. Наиболее громкий стук коленчатого вала при работе двигателя под нагрузкой или ускорением можно диагностировать, обратив пристальное внимание на конкретный тип стука:

  • Регулярный, похожий на грохот стук часто возникает из-за изношенных коренных подшипников.
  • Более отчетливый стук обычно связывают с износом шатунных подшипников.
  • Резкий неравномерный стук может быть из-за изношенного упорного подшипника коленчатого вала.

Это видео также может быть полезным: Понимание разницы между «стуком» и «стуком стержнем»

(Изображение/Джим Смарт)

Булавка на запястье Шум? | Только для тела Mopar Forum

chuckl1966
Активный член