3. ZÁVADY NA PÍSTECH PORUCHAMI SPALOVÁNÍ U BENZ. MOTORŮ

tomenu
3.0 Všeobecně o závadách na pístech poruchami spalování u benz. motorů.

Normální spalování směsi paliva vzduchu ve válci sleduje přesně předem určený průběh. Je uvedeno jiskrou zapalovací svíčky krátce před horním mrtvým bodem, plamen se rozšiřuje od zapalovací svíčky kruhovitě a probíhá spalovacím prostorem stále stoupající hořící rychlostí 5-30 m/sec. Tlak ve spalovacím prostoru tím příkře stoupá a dosáhne krátce po horním mrtvém bodu svoji max. hodnotu. Vzestup tlaku na stupeň klikového úhlu nesmí při tom překročit 3-5 barů k ochraně dílů hnacího ústrojí. Tento normální průběh zapalování může být ale různými vlivy narušen, z čehož se vytvářejí v podstatě tři zcela rozdílné zapalovací poruchy:

1. Zapalování žhavením (předvznícení): způsobuje tepelné přetížení pístu.

2. Klepající hoření (spalování): přináší erozi podobné úbytky materiálu a mechanické přetížení u pístů.

3. Zaplavení palivem: přináší opotřebení se spotřebou oleje a zadírání pístů.


k 1. Zapalování žhavením (předvznícení)

při zapalování žhavením se spalování uvede rozžhaveným dílem ve spalovacím prostoru před vlastním bodem zapálení. Přicházejí prakticky v úvahu pouze ventily, zejména výfukový ventil, zapalovací svíčka, těsnící díly a úsadby na těchto dílech a plochách, které obklopují spalovací prostor. Plamen působí při zapalování žhavením na konstrukční díly přes (nekontrolované) oblasti klikového úhlu, přičemž teplota ve dnu pístu velmi silně stoupne a při nepřetržitém zapalování žhavením již po několika sekundách dosáhne tavící bod materiálu pístu.

U motorů s převážně polokruhovým spalovacím prostorem vznikne proděravění dna pístu, které většinou vyvstávají v prodloužení osy zapalovací svíčky. U motorů s většími upínacími plochami přiškvaří se většinou v oblasti upínacích ploch na nejvíce zatíženém místě ploška hlavy zubu, což často pokračuje až ke stíracímu kroužku a dovnitř pístu.

Příčiny zapalování žhavením (zážehem)

- zapalovací svíčky se špatnou tepelnou hodnotou

- poškozené, netěsné ventily nebo příliš malá vůle ventilů

- žhnoucí zbytky na dnech pístů, hlavě válců, ventilech a zapalovacích svíčkách

- měkký koks, který při delších jízdách ve městě vzniká v zapalovacích prostorech vysoce výkonných motorů

- nevhodné palivo

- motorová nafta v benzinu

- olej ve spalovacím prostoru vysokou spotřebou oleje u pístních kroužků nebo vedení ventilů

- vysoká teplota motoru nebo nasávání

Zapalování zážehem může také vzniknout jako následek zahřátí jednotlivých dílů spalovacího prostoru klepajícím spalováním, které vždy vede k vysokým teplotám.

k 2. Klepající spalování

Při klepajícím spalování se zapálení přivodí normálně přes jiskru zapalovací svíčky. Rozšiřující se fronta plamene od zapalovací svíčky vytváří tlakové vlny, které vyvolávají v nespáleném plynu kritické reakce. Tím dochází ve směsi zbytkových plynů na mnoha místech současně k samozápalům. Hořící rychlost (spalovací rychlost) se tím stupňuje na 10-15 násobnou hodnotu. Vzestup tlaku na stupeň klikového úhlu a tlakovou špičku se stává podstatně vyšším. Dále se tvoří v expansním zdvihu velmi vysoce frekvenční kmitání tlakem. Mimo to se silně zahřívají plochy, obklopující spalovací prostor. Čistě spálené spalovací prostory od zbytků jsou neklamným znamením pro klepající spalování. Lehké klepání s přerušeními je většinou motorů po delší dobu bez škod snášeno. Silnější, dále trvající klepání, vede k erozím podobným úbytkům materiálu pístů u plošky hlavy zubu a na dnu pístu. Také hlava válců a těsnění hlavy válců mohou být podobným způsobem poškozeny. Díly ve spalovacím prostoru (např. zapalovací svíčka) mohou se při tom tak silně zahřát, že z toho vznikají zážehy (předvznícení) s tepelným přemáháním pístu (přiškvaření). Těžké trvalé klepání vede po krátké době k praskání plošek hlavy zubů a plášťů, které většinou vystupují bez příškvarků a zadírání.




Příčiny pro klepající spalování

- použití nevyhovujícího antidetonačního paliva

- motorová nafta v benzinu

- olej ve spalovacím prostoru vysokou spotřebou oleje u pístních kroužků nebo vedení ventilů snižují odolnost paliva proti klepání

- z hlediska motoru, vede všechno, co s sebou přináší vysoké teploty, ke klepajícímu spalování Tímto jest:

- vysoký kompresní poměr, možná kvůli zbytkům na dnech pístů a hlavě válců nebo nadměrným obrušováním povrchu bloku a hlavy válců

- příliš brzké zapalování

- příliš vysoké nasávací teploty, vznikající nedostatečným odvětráváním prostoru motoru nebo zadržováním výfukových plynů. Ale také nevčasné přepínání vzduchové klapky sání na letní provoz, případně vadná přepínací automatika, vedou ke značnému zvýšení nasávací teploty.

k 3. Zaplavení palivem

Příliš bohatá směs, snižující se kompresní tlak a poruchy zapalování způsobují nedokonalé spalování se zaplavením palivem. Mazání pístů pístních kroužků a kluzných drah válců se stává stále více a více neúčinným. Následkem je smíšené tření s opotřebením a spotřebou oleje, stejně jako zadírání (bližší) viz pod Spotřebou oleje a zadíráním pístů.