II группа неисправностей
1) Преждевременный износ поршневых колец, гильз цилиндров и поршней.
Причина — многократный перегрев двигателя, недостаточная смазка деталей ЦПГ, засорение масла механическими примесями.
Кроме того, причинами преждевременного износа деталей ЦПГ могут явиться:
— эксплуатация двигателя в условиях повышенной запыленности воздуха без использования пылефильтра. Пыль, попадая на стенки цилиндра и в масло, истирает трущиеся поверхности как абразив;
— повышенный расход масла. Нагар, образующийся при сгорании масла, попадает на зеркало цилиндра и ухудшает условия трения колец о гильзу;
— чрезмерно большой зазор между поршнем и цилиндром, в результате чего увеличивается сила удара поршня и поршневых колец о цилиндр при перемене направления действия боковой силы N;
— повышенный износ верхнего пояса гильзы цилиндра и верхних уплотнительных поршневых колец. Одна из причин износа — повышенное давление колец на гильзу на этом участке и худшие условия смазки.
Основные признаки повышенного износа поршневых колец и цилиндров:
— появление белого дыма при выхлопе, указывающего на интенсивное поступление масла в камеры сгорания цилиндров;
— тряска двигателя из-за отказа свечей вследствие их замасливания;
— повышенный расход масла, если кольца и зеркала изношены одновременно в нескольких
цилиндрах;
— выбрасывание масла через систему суфлирования вследствие интенсивного прорыва газов в картер и повышения в нем давления;
— падение компрессии в цилиндрах ниже 3 кгс/см2.
Для устранения неисправности заменяется деталь или весь узел. Цилиндр подлежит замене, если на его зеркале имеются глубокие риски или износ, превышающий 0,1 мм.
Мерами предупреждения неисправности является строгое соблюдение изложенных выше правил технического обслуживания двигателя и указаний руководства по летной эксплуатации самолета.
2) Пригорание поршневых колец происходит в случаях, когда кольца лишены подвижности в канавках поршня.
Основные причины следующие:
— работа двигателя со значительно изношенными поршневыми кольцами и гильзами цилиндров. Масло, обильно поступающее в камеру сгорания, образует большое количество нагара и смол, которые заполняют зазоры между кольцами и поршнем и заклинивают кольца в канавках;
— задир поршня, в результате чего происходит наволакивание металла поршня на кромки канавок. Кольца защемляются этим металлом в канавках в утопленном положении и лишаются подвижности;
— работа двигателя на загрязненном масле, в результате чего зазоры между кольцами и поршнем заполняются механическими примесями и кольца также лишаются подвижности;
— слишком малые зазоры между кольцами и поршнем по высоте, легко заполняемые нагаром и смолами от сгорания масла.
Пригорание поршневых колец ухудшает прилегание их к гильзе цилиндра на отдельных участках, приводит к местным прорывам газов и, как следствие, — к перегреву и прогару поршня.
Внешние признаки неисправности, устранение ее и меры предупреждения — те же, что и в случае преждевременного износа деталей цилиндро-поршневой группы. Кроме того, для предупреждения пригорания поршневых колец нужно уделять особое внимание подбору поршневых колец к поршню и цилиндру.
3) Задир поршня, поршневых колец и гильзы цилиндра происходит в результате длительного перегрева масла, головок цилиндров, при работе на загрязненном масле или недостаточном поступлении масла на стенки цилиндров. Кроме того, задир может явиться следствием чрезмерно малого зазора между поршнем и гильзой. В результате этого при нагревании поршень соприкасается со стенками гильзы, что приводит сначала к задиру, а затем и к заклиниванию поршня. Характерный случай задира поршня и поршневых колец показан на рис. 12.6.
Рис. 12.6. Характер задира поршня и поршневых колец
Признаками задира деталей ЦПГ являются: тряска двигателя,
падение мощности, выбрасывание масла из системы суфлирования, повышение температуры масла и головок цилиндров, наличие алюминиевой стружки в масле (на фильтре МФМ-25 и на фильтре маслоотстойника).
4) Разрушение поршня у верхнего бурта в месте выемок под клапаны. Неисправность чаще всего возникает в нижних цилиндрах (№ 4, 5 и 6).
Причина неисправности заключается в следующем. При неработающем двигателе масло, проходя через зазоры колец в стыке, имеет возможность заполнить все канавки поршней нижних цилиндров (включая и первую). Если поршень в каком-либо из этих цилиндров удален от в. м. т., то при запуске двигателя без предварительного проворачивания винта вручную в полости между первым кольцом и буртом поршня при подходе его к в. м. т. (в зону деформационного сужения гильзы) резко возрастает давление масла.
Гидравлические нагрузки на бурт могут быть столь велики, что он отгибается в сторону днища поршня. Отгиб бурта приводит к нарушению нормальных условий работы первого кольца и его разрушению. Обломки кольца в дальнейшем разрушают верхний бурт поршня. Попав в камеру сгорания, обломки кольца и бурта повреждают свечи, что приводит к перебоям в работе двигателя.
Чем ниже вязкость масла (чем ниже его температура), тем большее давление создается между поршневым кольцом и буртом поршня, тем более благоприятны условия для возникновения этой неисправности.
Для предупреждения неисправности необходимо строго соблюдать указания по подогреву цилиндров двигателя в холодное время года и проворачиванию винта вручную перед запуском.
Второй причиной неисправности является недостаточная прочность верхнего бурта поршня.
С целью повышения надежности работы ЦПГ с октября 1968 г. завод выпускает, как уже указывалось, поршни с утолщенным на 2 мм верхним буртом. Для повышения прочности верхнего уплотнительного кольца в цилиндрах № 4, 5 и 6 оно заменено на стальное.
Кроме перечисленных выше неисправностей деталей ЦПГ имеют место случаи разрушения замковых колец поршневого пальца. Причина их разрушения имеет технологический характер.
Неисправности деталей шатунного механизма, их причины и меры предупреждения
Неисправности шатунного механизма в условиях эксплуатации не устраняются. При обнаружении любой неисправности двигатель подлежит снятию с самолета и отправке в ремонт.
Основными неисправностями шатунного механизма, возникающими в процессе эксплуатации двигателя, являются:
1) Разрушение слоя свинцовистой бронзы на втулке кривошипной головки главного шатуна.
Причина неисправности - недостаточная смазка втулки, поступление к ней загрязненного масла, механическая перегрузка втулки.
Определяется неисправность по наличию бронзовой стружки на фильтре маслоотстойника и на фильтре МФМ-25.
Для предупреждения неисправности необходимо:
строго соблюдать температурные режимы двигателя, правила разжижения масла бензином и ухода за маслосистемой двигателя, особенно при эксплуатации его в зимнее время и в жарких климатических условиях;
запускать двигатель на оборотах 700-800 в минуту. Сразу после запуска двигателя не манипулировать рычагом управления винтом, чтобы не уменьшать подачу масла на втулку из-за поступления его в механизм винта;
следить за тем, чтобы через 10-15 сек после запуска двигателя давление масла было не менее 3 кгс/см2. Если давление масла будет меньше, двигатель остановить и вторично запускать только после установления причины и устранения неисправностей;
опробование двигателя производить только после прогрева его до температуры масла на входе в маслонасос не ниже 50° С и температуры головок цилиндров не ниже 120° С;
соблюдать правила, исключающие возможность возникновения гидравлического удара и детонации. В результате гидравлического удара и детонации слой свинцовистой бронзы на втулке под действием высоких ударных нагрузок деформируется. На рабочей поверхности втулки появляются волосовидные трещины, которые при дальнейшей эксплуатации двигателя приводят к полному разрушению бронзового слоя;
не допускать продолжительной работы двигателя на взлетном режиме. На этом режиме велики ударные давления на рабочую поверхность втулки. В результате трение между
втулкой и шатунной шейкой коленчатого вала увеличивается, слой свинцовистой бронзы и при продолжительной работе разрушается. Особенно губительна продолжительная работа на взлетном режиме в первые часы эксплуатации двигателя после выпуска его с завода или после ремонта, когда еще не закончился процесс приработки трущихся поверхностей. При этом происходит местная перегрузка рабочей поверхности втулки и разрушение слоя свинцовистой бронзы, сначала местное, а затем общее.
2) Изгиб или обрыв прицепных шатунов в четвертом, пятом или шестом цилиндрах (рис. 12.7).
Рис. 12.7. Разрушенные прицепные шатуны
Причиной неисправности обычно является гидравлический удар. Прицепные шатуны разрушаются, как правило, в месте перехода от головки к стержню, так как в этом сечении возникает концентрация напряжений от растягивающих усилий.
3) Разрушение кривошипной головки главного шатуна (рис. 12.8).
Причины разрушения головки:
- использование шатунов, у которых ранее был разрушен слой свинцовистой бронзы на втулке кривошипной головки и оголена стальная поверхность втулки;
Рис. 12.8. Разрушенная кривошипная головка главного шатуна
- образование наклепа на внутренней поверхности расточки кривошипной головки под втулку вследствие упругих деформаций втулки под действием нагрузок;
- слабая посадка втулки в головке шатуна.
Чтобы предупредить разрушение главных шатунов, в процессе ремонта двигателей проводят следующие мероприятия:
-бракуют шатуны, у которых оголено более 25% стальной поверхности втулки из-за разрушения слоя свинцовистой бронзы;
-при замене втулок полностью удаляют следы наклепа на поверхности расточки кривошипной головки шатуна;
-поверхность головки под втулку хромируют до толщины слоя не более 0,1 мм,
-при удалении втулок их не выпрессовывают, а растачивают или разрезают по образующей.