Porucha motoru
Porucha motoru je ztráta funkčnosti a nezbytných nebo požadovaných vlastností v motoru . Poškození může být způsobeno samotnou zasaženou součástí motoru, tj. Jako primární poškození, nebo jinými vnějšími součástmi, jejichž porucha, nesprávná funkce nebo poškození má škodlivý účinek na skutečně poškozenou část. Důvody nesprávné funkce závisí na velkém počtu fyzikálních, chemických a elektrochemických procesů, které jsou shrnuty v pokynu VDI 3822.
Vnitřní spalovací motory
Motor má ve srovnání s elektromotorem na řadu nevýhod, pokud jde o spolehlivost. Množství mechanických prvků a jejich interakce za nejrůznějších podmínek prostředí zvyšuje pravděpodobnost selhání. Tyto oscilující kinematika na pohonu klikového hřídele v pístových motorů je také velmi důležité , protože mazací filmy vytvořené přestávku dolů na píst úvratích a tím tribologické nevýhody vznikají. Setrvačné síly, které vznikají při kmitání, také způsobují vysoké dynamické zatížení součástí, což vede k prudkým a únavovým lomům a také k nepříznivým mazacím podmínkám v ložiscích . Kromě toho jsou do motoru v důsledku provozu přiváděna agresivní média, jako je palivo a chladicí voda, která umožňují korozi nebo jinak napadají motor. Při spalování se vytvářejí další chemické sloučeniny, které kvůli vysokému tepelnému vývoji dodatečně zatěžují motor, také tím, že se přenášejí do mazací váhy a tím se snižuje kvalita mazacího oleje .
Příčiny poškození
opotřebení
V DIN 31 051 se uvádí: [...] opotřebení je cena, kterou je třeba zaplatit za používání systému. Žádný stroj nelze provozovat bez opotřebení. Z toho plyne, že opotřebení musí být co nejnižší z hlediska konstrukce a určité množství opotřebení musí být k dispozici přidáním materiálu, opotřebením z nichž nemá vliv na provozní bezpečnost. Nevyhnutelné opotřebení a jeho přepracování je vyjádřeno v rychlostech opotřebení různých komponent, které samozřejmě závisí na typu motoru a jeho použití. Například u velkých čtyřdobých motorů provozovaných s těžkým topným olejem je uvedena následující míra opotřebení: 96% všech ventilů vyžaduje mírné přebroušení po 5 000–6 000 provozních hodinách.
Technické závady
Technické závady lze obecně zařadit do tří skupin příčin.
Špatná interpretace
Chybný design motoru je dnes téměř nemožné najít. Motory musí být navrženy podle jejich účelu. Příliš slabé motory jsou přetíženy, zatímco příliš silné motory pracují v nehospodárném provozu s částečným zatížením, což má také negativní vliv na motor ( saze , koksování ). Spalovací motory se vyrábějí téměř výhradně s klikovým pohonem a zvedacími ventily, ovládanými rotujícím vačkovým hřídelem, které pracují s dvoutaktními nebo čtyřtaktními procesy. O těchto konceptech existují rozsáhlé znalosti z vývoje a provozu stovek milionů motorů, které lze použít při vývoji motoru. Motory navíc vyrábějí pouze specializovaní výrobci, kteří naopak také nakupují potřebné díly od společností, které se soustředí na určité oblasti v motoru. Moderní výpočetní, počítačová simulace a měřicí technologie v testu pomáhají vyloučit chyby a najít a odstranit je v rané fázi. Chyby jsou většinou omezeny na malé věci, které ovlivňují výběr tvarovek, materiálů a jejich tepelného zpracování a příslušný výrobní proces . Chyby tohoto druhu se obvykle projeví až po dlouhém až velmi dlouhém období provozu, protože příčiny krátkodobých chyb jsou odhaleny během experimentu ve fázi vývoje.
Mnoho chybných funkcí a poškození je důsledkem chyb v plánování celého systému stroje, protože existuje mnohem více možností chyb a méně znalostí. To ovlivňuje automobily a užitková vozidla (užitková vozidla ) méně často než motory pro stacionární provoz, lodě, vlaky a speciální vozidla. Výrobci takových motorů poskytují zákazníkům rozsáhlou dokumentaci, aby mohli v případě potřeby samostatně řešit problémy. Plánování prací údržby, tj. Jeho časový interval a jeho provádění, zde často způsobují škody. Ve statistikách škod byl například zaznamenán užitkový vůz, protože jeho kontrola oleje nebyla prováděna pravidelně, olejový filtr byl ucpaný a motor selhal. Důvodem bylo to, že měrka oleje byla umístěna pod sedadlem řidiče, což způsobilo potíže s kontrolou.
Další možná konstrukční chyba v širším smyslu může nastat při nesprávném vyladění motoru ; především turbo a kompresor , ale v omezené míře také atmosférické motory mohou využívat dosažený dodatečný výkon, např. B. laděním čipů , často nevydrží dlouhodobě, pokud je k dispozici příliš málo znalostí a ladění je omezeno na jednotlivé součásti motoru. Pouhá změna plnicího tlaku nebo načasování bez nutnosti dalších úprav může, pro. B. vést k výrazně zvýšenému opotřebení motoru, spálení těsnění motoru a poškození dílů, jako jsou písty, ojnice, klikové hřídele a turbodmychadla nebo kompresory.
Vada materiálu
Špatný výběr materiálu už dnes není kvůli široké znalostní základně běžný. Většinu času existují materiálové vady, které lze vysledovat až k obtížnosti výroby dokonalých materiálů. Kvalita materiálu v rámci součásti kolísá, ale to nelze určit s vynaložením přiměřeného úsilí. Vady materiálu se mohou objevit kdykoli ve výrobním procesu a rozšířit se na kontaminovanou surovinu, dutiny , vměstky, plynové bubliny a segregaci během lití, zdvojnásobení během válcování , praskliny a záhyby během kování, strukturální vady , vady tepelného zpracování nebo vady lepení během potahování .
Pokud jsou motory provozovány mimo jejich tovární specifikace, nedochází k žádným materiálovým vadám. K tomu dochází častěji u „jednotkových konstrukcí“ (500 cm³ na válec) vznětových motorů z. B. od BMW a Daimler-Benz, čipovým tuningem měří motory z. B. lze přenést z 180/184 HP na 220/224 HP - ve špatném přesvědčení, že motory jsou jinak stejně stejné. Písty různých výkonnostních úrovní jsou různé a mají různé kapacity tepelné vodivosti díky různým slitinám. Při ladění čipů a nepřetržitém vysokém zatížení nad rámec původní specifikace je u motoru v důsledku toho velmi pravděpodobné poškození pístu. To není ani rozpoznatelné v seznamech náhradních dílů: objevuje se pouze jeden typ pístu - typ nejvyšší kvality. V nových motorech jsou však podle úrovně výkonu instalovány až tři různé, různě drahé a různě výkonné typy pístů.
Výrobní vady
Možnými výrobními chybami jsou nedodržení rozměrů, rozměrových a tvarových tolerancí , lícování , vlastností povrchu ( tvrdost , drsnost , zvlnění atd.), Mechanické poškození povrchu (škrábance, rýhy, chvění). Při montáži jednotlivých dílů jsou typickými chybami nesouosost a soustřednost, nesprávné předpětí šroubových spojů a chyby při vyvažování a vyrovnání. Příčinu poškození je třeba hledat také u zboží na šedém trhu .
Provozní chyba
přetížení
Přetížení je napětí na motoru nad rámec jeho schopností a poškození, které způsobí. K přetížení dochází, když motor musí dodávat větší výkon, než pro který byl určen, nebo když musí být výkon dodáván za omezujících podmínek, jako jsou vysoké nebo nízké teploty chladicí kapaliny a maziva , vlhký a teplý nasávaný vzduch nebo nízký tlak vzduchu. Pokud je od motoru požadováno příliš mnoho točivého momentu, jeho otáčky klesnou a teplota celého motoru se zvýší, zejména vysoce zatížené ovládací prvky motoru a ventilů. V motorech je přetížení vždy spojeno se zvýšením teploty, protože vyšší krouticí momenty vyžadují vyšší tlaky plynu ve válci, což je zase umožněno zvýšenou přeměnou tepla. Redukovaný materiál pevnost v kombinaci s vyššími výsledky zatížení komponent ve více deformujících částí, hra již zaručuje plynulý chod kluzných partnerů, což také přispívá ke zvýšení teploty v důsledku zvýšeného tření. Nyní existuje riziko, že se mazací film rozpadne a sežere kluzné partnery . Přetížení nemusí být na motor vyvíjeno zvenčí, tj. Obsluhou, může také vyplývat z nepravidelností v provozu motoru. Příčinou jsou studené starty , klepání na spalování , příliš brzký start vstřikování a podobně.
Chyba obsluhy
Pro bezpečný a dlouhotrvající provoz motoru je důležité dodržovat provozní pokyny předepsané výrobci. V závislosti na zamýšleném použití motoru jsou tyto velmi krátké, jako je tomu u moderních motorů osobních automobilů, nebo jsou velmi rozsáhlé, například u lodních motorů. Až do devadesátých let minulého století vyžadoval zákazník, aby všechny motory zaběhl s nižší spotřebou energie. To bylo použito k odstranění drsnosti související s výrobou a ke koordinaci geometrického tvaru kluzných partnerů, což platí zejména pro jízdní plochu válce a pístní kroužky . Moderní automobilové motory dnes vyžadují tak krátký záběh, že po zkušebních jízdách (s externím pohonem a vypálením) v továrně dospěly do stavu, který nevyžaduje žádná další opatření ze strany zákazníka. Mnoho typů motorů stále vyžaduje delší záběh až 1 000 km nebo 30 provozních hodin. Pokud se tak nestane, má motor tendenci v oblasti pístních kroužků prosakovat. Následkem jsou hořící kroužky, zvýšená spotřeba oleje a opotřebení; části mohou jíst.
Přestože se předpokládá schopnost studeného startu pouze u automobilových motorů, studený start motoru poskytuje problémy. Pokud olejové čerpadlo dodává stále viskózní olej pod příliš vysokým tlakem, otevře se obtokový ventil na olejovém filtru . Když je motor nastartován za studena a často není poháněn teplem, vytváří karbonové usazeniny na zapalovací svíčce , ventilech a prstencových drážkách na pístu. Studený start také podporuje tvorbu studeného kalu (produkt mazacího oleje, zbytků spalování a kondenzace) v klikové skříni . Větší motory je nutné vždy předehřát na zhruba 40 ° C. Kromě negativních vlivů na motor to má také negativní dopad na životní prostředí, protože dochází pouze ke špatnému spalování a katalyzátor zatím nefunguje v plném rozsahu.
Motory nesnášejí dlouhé prostoje, protože malé množství dodávaného paliva vede k vynechání zapalování. Palivo kondenzuje na povrchu válců, smývá olejový film a je pístními kroužky unášeno do mazacího okruhu. Nespálené uhlovodíky se také dostávají do výfukového potrubí a okolního prostředí a ztěžují provoz připojeného turbodmychadla výfukových plynů . Na všech součástech, které jsou v kontaktu s médiem, se tvoří usazeniny a motor je znatelně kontaminován. V extrémních případech se pístní kroužky zaseknou a píst se zadře .
Nedostatek provozních materiálů nebo nižší kvalita vede k poškození, které může výrobce dostat pod kontrolu jen částečně. Výrobce může pouze zajistit, aby obsluha mohla včas zasáhnout, a to tak spolehlivým sledováním provozních materiálů. Velká část škod je však způsobena špatnou kvalitou provozních materiálů.
Vnější vlivy jsou také do značné míry mimo kontrolu výrobce. Zde je třeba zmínit dopravní nehody, neadekvátní vzduchové filtry, špatné nebo deformující se základy (zejména v lodním provozu) nebo zmrzlou chladicí vodu.
Poškození motoru
Všeobecné
Tato část článku se zabývá poškozením, ke kterému dochází u tepelných motorů, které pracují s válcovými písty. Jiné tepelné motory, jako jsou turbíny nebo rotační pístové motory (např. Wankelovy motory ), nejsou diskutovány.
Poškození motoru
Motor nebo klikový pohon motor obsahuje všechny části přímo v transformaci tlaku plynu jsou ve válci nejprve přímočaře a následně zapojený do rotačního pohybu. Úkoly, které jsou kladeny na tuto centrální sestavu v pístových motorech a napětí, kterým je vystavena, jsou extrémně rozsáhlé. Z tohoto pohledu je pochopitelné, že zde dochází k největšímu poškození motoru, bez ohledu na periferie. Obzvláště písty, pístní kroužky a dosedací plochy jsou vystaveny enormnímu zatížení. Sekvence kmitavého pohybu pístu ztěžuje vytvoření stabilního mazacího filmu mezi pláštěm pístu a pístním kroužkem k povrchu válce a mezi čepem pístu a vrtáním čepu v pístu. Mazací film se pravidelně rozpadá v mrtvých bodech , což má za následek zvýšené tření se všemi jeho průvodními jevy (opotřebení, zabavení). Často zubatý tvar koruny pístu na podporu tvorby směsi pohlcuje mnoho tepla, ale pístní kroužky mohou teplo vydávat pouze v omezené míře. Zvláště u dvoutaktních motorů ovládaných drážkou se píst v blízkosti výfuku velmi silně zahřívá.
S následujícími body je to obtížnější:
- Ztráta komprese
- Vnitřní ztráta provozních materiálů ( vadné těsnění hlavy válců , rozlití oleje do spalovací komory nebo ztráta chladicí kapaliny nebo oleje v chladicí kapalině)
- Ventilový rozvod kromě defektu cyklu / rozvodového řetězu / ozubeného řemene
Blok motoru může často zůstat nainstalován až do tohoto bodu ; hlava válce musí být odstraněna.
Oprava následujících problémů je velmi časově náročná:
- Ventily zasáhly píst / křivý / píst poškozený (vyžaduje demontáž motoru, demontáž, vrtání, nové nadměrné písty)
- Zachycení pístu (zablokování motoru v důsledku svařování třením )
- Trhlina v bytě (v důsledku zmrzlé chladicí vody)
- obecně vysoké opotřebení (u vznětových motorů : v určitém okamžiku již není dosaženo teploty samovznícení kvůli nedostatečné kompresi ; auto již nelze nastartovat, zejména v zimě.)
- Ztráty oleje spalováním (modrá, černá oblaka kouře, vysoká spotřeba oleje více než dva litry na 1 000 km)
U těchto posledních problémů existuje několik možností, které je třeba zvážit, v závislosti na hodnotě vozidla:
- Vypnutí vozidla z důvodu neefektivity oprav
- Instalace továrního náhradního motoru
- Instalace náhradního motoru nezávislými opravnami
- Instalace použitého motoru z recyklátoru automobilu
- Kompletní generální oprava motoru
- Prodej vozu s vadným motorem. Hodnota vozidla s poškozeným motorem závisí mimo jiné na roce výroby, celkovém stavu a najetých kilometrech.
Kompletní oprava vyžaduje neporušený blok motoru bez prasklin . Zde jsou nutné následující pracovní kroky (neúplný seznam):
- Demontujte motor a úplně jej demontujte (někdy je vyžadováno speciální nářadí),
- V případě potřeby vyvrtejte blok motoru na další rozměr pístu, zakupte nový nadměrný píst,
- Zkontrolujte olejový systém (v případě potřeby čerpadlo, tlakové ventily) a v případě potřeby jej vyměňte,
- Zkontrolujte ložiska klikového hřídele, v případě potřeby klikový hřídel vybrouste a namontujte nadměrná ložiska,
- Zkontrolujte ložiska ojnice , případně přemístěte ojnice
- Vyměňte hlavu válců nebo v případě potřeby opravte nové ventily, nová vedení a nové hydraulické zvedače ventilů,
- Zkontrolujte stav vačkového hřídele , v případě potřeby jej vyměňte,
- Zkontrolujte ložiska vačkových hřídelů, v případě potřeby vyměňte pouzdra ložisek
- Smontujte vše s novými těsněními (sada těsnění), seřiďte, zkontrolujte, případně s novými expanzními šrouby (ojnice, hlava válce),
- Zkontrolujte zapalovací systém (vůle hřídele rozdělovače, senzory, řídicí jednotka),
- Zkontrolujte setrvačník , vyměňte spojku .
prameny
literatura
- Ernst Greuter, Stefan Zima: poškození motoru. Poškození spalovacích motorů a jejich příčiny. Vogel Buchverlag, 2000, ISBN 3-8023-1794-7 .
Individuální důkazy
- ↑ G. Vögtle: Požadavky dnešních a budoucích velkých motorů na mazivo. In: Gerd P. Reinhardt mimo jiné: Mazání spalovacích motorů. expert-verlag, 1992, ISBN 3-8169-0602-8 .
- ↑ Jaká je skutečná hodnota automobilu s poruchou motoru? Získaný 5. dubna 2021 .
