Под стуком пальцев в двигателе обычно понимают детонационный звук, однако выражение «стук пальцев» прочно вошло в обиход мотористов и водителей. Это сленг.
Стучат ли сами пальцы в двигателе
Да, пальцы стучат в посадочных местах, когда болтаются в верхней головке шатуна или в поршне. Соединение состоит из трех деталей:
- Палец.
- Поршень.
- Втулка верхней головки шатуна.
Чаще всего посадка сопряженных деталей выполняется с зазором. Палец свободно перемещается вдоль своей оси. Он называется плавающим. Его движение ограничивают стопорные кольца. Существует также горячая посадка. В этом случае деталь устанавливается в шатун с зазором, а в поршень с натягом. При правильной сборке сочленение палец-поршень не изнашивается, т.к. оно неподвижно.
Ну а при плавающей конструкции разбить может и втулку и поршень.
Причинами могут быть:
- Естественный износ.
- Недостаток масла.
- Перегрев поршня, верхней головки шатуна (ВГШ).
Нарушение режимов смазки и охлаждения вызваны:
- Прекращением подачи масла через канал в шатуне к втулке ВГШ, через форсунки охлаждения поршней.
- Местный перегрев поршня может произойти из-за залегания колец. В этом случае верхнее (огневое) кольцо не прижимается к цилиндру и не отдает ему должного количества тепла.
- Перегрев охлаждающей жидкости.
Повышенные нагрузки и детонация тоже делают свое дело.
Стук поршневых пальцев хорошо слышен на холостых оборотах. Он сглаживается при повышении частоты вращения, хотя мотор продолжает работать громко.
Этот стук совсем не похож на характерный стук нижней головки шатуна. Последний глуше, и усиливается при наборе и сбросе оборотов.
Убедиться, что с верхней или нижней головкой шатуна что-то не так, можно сняв головку блока цилиндров.
Далее действовать нужно так:
- Подвести поршень к верхней мертвой точке (ВМТ).
- Повернуть коленчатый вал еще немного, чтобы поршень чуть начал опускаться.
- Нажать на него рукой. Если он не поддается, значит, соединения исправны. Если чуть опустился — кривошипно-шатунный механизм поврежден.
Можно действовать немного по-другому:
- Подвести два парных цилиндра к ВМТ.
- Начать дальнейший поворот КВ. Если один поршень сразу пошел вниз, а другой задержался, значит последний имеет люфт в шатунных сочленениях.
Теперь нужно разбирать мотор, проводить дефектацию и ремонт. Чаще всего на замену идут поршень с пальцем и кольцами и шатун, либо его втулка. Иногда и весь двигатель отправляется в переборку, в случае большого износа, или явного засорения масляной системы. Верхнее сочленение изнашивается гораздо медленнее, чем детали в нижней головке шатуна. Многие мотористы просто игнорируют его даже при капитальном ремонте.
Если пальцы стучат при нагрузке
Кто говорит что пальцы стучат, кто — звенят, у третьих они хрустят. Это звук быстрого сгорания смеси, либо взрывного ее сгорания — детонации. Детонация очень опасное для двигателя явление. Скорость сгорания бензовоздушной смеси увеличивается с 10-15 м/с. до полутора км/с. Взрывная волна ударяет по цилиндро-поршневой группе. Механические и тепловые нагрузки на нее критически возрастают, однако двигатель теряет мощность. Энергия топлива теперь действует разрушительно на детали ЦПГ.
Причиной детонации являются:
- Применение бензина с октановым числом ниже, чем предписано заводом-изготовителем.
- Большой угол опережения зажигания (УОЗ).
- «Пальцы стучат» под нагрузкой на несоответствующем режиме. Например, машина еле тянет в горку, а водитель, вместо того чтобы переключиться на низшую передачу, жмет на газ.
- «Пальцы также стучат» в моторе при разгоне, (из-за неправильной регулировки УОЗ, низкооктанового бензина, неисправности датчика детонации и т.д.)
Детонации способствуют повышение температуры воздуха и бедная топливовоздушная смесь.
Последствия детонации тяжелые.
- В первую очередь ломаются кольца и межкольцевые перегородки поршня.
- Дает трещины днище поршня.
- При окончательном разрушении поршня шатун может проломить блок и выйти наружу.
На старых машинах угол опережения зажигания выставлялся по стробоскопу, но потом корректировали на слух. Для этого поворачивали вокруг своей оси корпус прерывателя-распределителя зажигания (трамблера). При резком нажатии на газ, пальцы должны были хрустнуть, но совсем чуть-чуть. Если этого не происходило, трамблер поворачивали в одну сторону, если стоял настойчивый звон — в другую.
Калильное зажигание
Это явление похоже на детонацию, но все же имеет другую природу. Если детали двигателя раскалены, бензин, соприкоснувшись с ними воспламеняется раньше, чем срабатывает свеча зажигания. Взрывного горения не происходит, но все же, скорость его повышается — воспламенение происходит в нескольких точках и пламя быстро охватывает рабочий объем. У старых автомобилей остановка двигателя происходит только отключением зажигания, а топливо продолжает поступать в цилиндры. При калильном зажигании такой мотор долго не может заглохнуть и работает с неприятным щелкающим звуком. Это явление еще называют дизелинг, отделяя его от калильного зажигания, однако без контакта бензина с раскаленными деталями тут не обходится. Калильному зажиганию способствует нагар. Именно он раскаляется на свечах зажигания, выхлопных клапанах, кромках поршней. Образованию нагара, среди прочих причин, способствует детонация. Калильного зажигания можно избежать при правильном подборе свечей.
Характерный дизельный стук
Жесткая работа дизеля, его характерный стук, столь отчетливо проявляющийся на холостых оборотах, объясняется высокой скоростью нарастания давления при нахождении поршня вблизи ВМТ, в момент перекладки поршня. Это нормально, и не препятствует дизелям работать гораздо дольше бензиновых моторов. Правда, работа современных дизелей стала гораздо мягче, за счет уменьшения степени сжатия и применения разделенного впрыска. Сначала производится предварительный впрыск небольшого количества топлива, которое воспламеняется и прогревает камеру сгорания. За ним следует подача основной порции.
Вместо заключения
Современные автомобили оснащены датчиками детонации, и при выходе их из строя «стук пальцев» может быть слышен. Допускать, чтобы стучали пальцы на ДВС, не следует. Разгоняться нужно плавнее и как можно быстрее устранять причину.
Конструктивно на склонность к детонации влияет степень сжатия. Высокая степень сжатия соответствует более высокому октановому числу бензина. Поскольку наступление детонации зависит от режима работы двигателя, высокие степени сжатия удается применять для моторов, работающих на генератор в гибридных автомобильных силовых установках. Обеспечивая заряд батареи, мотор не испытывает столь резких нагрузок, как тяговый ДВС при разгоне. А тяговый электромотор пальцами не стучит. У него и пальцев-то нет.
