Вопросы долговечности двигателя волнуют как автолюбителей, заинтересованных в длительной эксплуатации своего автомобиля, так и механиков. На изнашивание деталей двигателя, особенно его цилиндропоршневой группы, влияют пониженные тепловые режимы, неустановившееся режимы, повышенные нагрузочные и скоростные режимы работы мотора. Наибольшее влияние на износ цилиндров, поршней, поршневых колец и подшипников коленчатого вала оказывает абразивная пыль, проникающая в двигатель из окружающего воздуха.
Пыль попадает в двигатель через впускной тракт вместе с воздухом и
топливом, через неплотности в соединениях впускного тракта и картера (например масляный щуп), при небрежной заправке маслом и техническом обслуживании, связанном с разборкой двигателя. До 90% пыли, поступающей через впускной тракт в цилиндры, выбрасывается вместе с выпускными газами, а оставшаяся часть проникает в масло. Значительное количество загрязняющих примесей находится в топливе и масле. Чем больше запыленность воздуха, тем больше в топливе загрязняющих примесей.
Масло в работающем двигателе претерпевает различные физико-химические изменения, в нем накапливаются загрязняющие примеси, состоящие в основном из продуктов неполного сгорания топлива, термического разложения, окисления и полимеризации. В масло попадает вода, соединения серы и свинца. Здесь же накапливаются пылевые частицы, частицы износа деталей, продукты срабатывания зольных присадок, а также грязь, оставшаяся после изготовления или ремонта двигателя. Под влиянием химических процессов, особенно при попадании в масло воды, большинство частиц может укрупняться и под действием своего веса выпадать в осадок, образуя отложения на деталях двигателя.
Абразивные частицы, попадающие в двигатель, поразному влияют на изнашивание деталей. Пыль, поступающая в двигатель через впускной тракт, вызывает наибольший износ цилиндров верхней части, верхних компрессионных колец и канавок в поршне и почти не вызывает износа шеек и подшипников коленчатого вала. Это объясняется тем, что наибольшее количество пыли оседает на верхней части цилиндра; давление колец, особенно верхних, в этой зоне наибольшее. Кроме того, пыль по пути в картер стирается поршневыми кольцами и попадает в масло сильно размельченной. Большинство таких частиц свободно плавает в масле в зазорах между шейкой и подшипником коленвала, и не имеет непосредственного с ними контакта и не вызывает их износа.
Абразивные частицы, попавшие непосредственно в масло, вызывают наибольший износ подшипников и шеек коленвала, цилиндров в средней части, маслосъемных поршневых колец и канавок, поршневого пальца и его втулок. Больший износ средней части цилиндров, чем в нижней, вызван тем, что давление колец на цилиндры в средней части больше, чем в нижней. Износ цилиндров и поршневых колец, вызванный частицами, попавшими непосредственно в масло, в 10 раз больше износа, вызванного таким же количеством частиц, попавшим с воздухом. Но здесь необходимо учитывать, что при эксплуатации абразивных частиц больше попадает с воздухом через воздухоочиститель.
Механикам в процессе работы необходимо уделять особенное внимание чистоте воздушных каналов и состоянию воздушного фильтра. Так очень часто приходиться сталкиваться с автомобилями, в кожухе воздушного фильтра которых находиться даже не пыль, а песок; сам элемент воздушного фильтра не просто загрязнен, а разорван, иногда втянут вовнутрь. Нельзя приветствовать практику, распространенную столь широко, что уже не обращают внимание, когда разборка, мойка и сборка двигателя происходит в одном помещении с работами по ходовой или, что вообще недопустимо, со сварочными и другими кузовными работами. Пыль при покраске видно, страдает внешний вид автомобиля, грязь при сборке – невидно, страдает двигатель.
Загрязняющие примеси в топливе вызывают засорение топливных каналов, вызывают изнашивание отверстий жиклеров, форсунок, способствуют увеличению количества отложений, особенно во впускном тракте и камере сгорания. Образование отложений на стержнях клапанов приводит к их зависанию в направляющих втулках и обгоранию рабочих фасок клапана и седла.
Особенно опасны загрязняющие примеси для топливной аппаратуры дизелей. Примеси, попадая под иглу форсунки, нарушают плотность посадки иглы на седло распылителя, а попадая между иглой и стенкой распылителя, могут привести к зависанию иглы. Абразивные частицы вызывая износ прецизионных пар и отверстий форсунок, ухудшают сгорание топлива, увеличивают его расход и дымность выхлопа двигателя.
Вода, попадающая в топливо, способствует образованию шламов, загрязняющих топливопроводы, нарушающих подачу топлива и заклинивающие плунжеры топливного насоса.
Абразивное изнашивание прецизионных пар топливной аппаратуры дизелей можно разделить на три группы:
изнашивание плунжерной пары в результате защемления в них частиц, особенно в зоне впускных и отсечных отверстий;
изнашивание поверхностей пар в результате царапания частицами, движущимися вместе с топливом, в основном в сопловых отверстиях форсунок;
изнашивание уплотнительных поверхностей нагнетательного клапана и иглы распылителя в результате местного разрушения при их контакте с абразивом.