Motorfel

Kolvhuvudet träffades av ventilen

Ett motorfel är förlust av funktionalitet och nödvändiga eller önskvärda egenskaper hos en motor . Skadan kan orsakas av den påverkade motorkomponenten själv, det vill säga som primärskada, eller av andra, externa komponenter vars fel, funktionsfel eller skada har en skadlig effekt på den faktiska skadade delen. Orsakerna till ett fel beror på ett stort antal fysiska, kemiska och elektrokemiska processer, som sammanfattas i VDI -riktlinje 3822.

Förbränningsmotorer

Kopplingen mellan komponenterna syns tydligt här

Den motorn har jämfört med den elektriska motorn på ett antal nackdelar i fråga om tillförlitlighet. Mängden mekaniska element och deras växelverkan under de mest varierande miljöförhållandena ökar sannolikheten för fel. De oscillerande kinematik den vevaxeln i fram- och återgående kolvmotorer är också kritisk , eftersom smörjfilmer bildade bryta ner på kolv dödpunkter och sålunda tribologiska nackdelar uppstår. De tröghetskrafter som uppstår under svängningen orsakar också höga dynamiska belastningar på komponenterna, vilket leder till våldsamma och trötthetsfrakturer och även till ogynnsamma smörjförhållanden i lagren . Dessutom matas aggressiva medier som bränsle och kylvatten till motorn på grund av operationen, vilket möjliggör korrosion eller på annat sätt angriper motorn. Under förbränningen skapas ytterligare kemiska föreningar, som belastar motorn ytterligare på grund av den höga värmeutvecklingen, också genom att överföras till smörjbalansen och därmed minska kvaliteten på smörjoljan .

Orsaker till skada

Avbruten avgasventil på den tredje cylindern, krossad kolvkrona, klassisk skada på VW Beetles på grund av överhettning av olja, brist på smörjning och ventilslitage
Båda cylinderhuvudena, nere till höger med det svarta hålet på den saknade ventilen

Slitage

I DIN 31 051 står det: [...] slitage är det pris som måste betalas för att använda systemet. Ingen maskin kan användas utan slitage. Det följer av detta att slitage måste hållas så lågt som möjligt när det gäller konstruktion och en viss mängd slitage måste vara tillgänglig genom tillsats av material, slitage som inte påverkar driftssäkerheten. Det oundvikliga slitage och dess omarbetning uttrycks i slitstyrkan för de olika komponenterna, vilket naturligtvis beror på motortypen och dess användning. Till exempel ges följande slitagehastighet för stora fyrtaktsmotorer som drivs med tung eldningsolja : 96% av alla ventiler kräver liten omslipning efter 5000–6000 drifttimmar.

Tekniska defekter

Tekniska defekter kan i allmänhet tilldelas tre orsaksgrupper.

Feltolkning

Den felaktiga konstruktionen av en motor är nästan omöjlig att hitta idag. Motorer måste utformas enligt deras syfte. Motorer som är för svaga är överbelastade, medan för starka motorer fungerar vid oekonomisk delbelastning, vilket också har en negativ effekt på motorn ( sotning , koksning ). Förbränningsmotorer tillverkas nästan uteslutande med vevdrift och lyftventiler, som styrs av en roterande kamaxel, som arbetar med två- eller fyrtaktsprocesser. Det finns omfattande kunskap om dessa begrepp från utveckling och drift av hundratals miljoner motorer, som kan användas under utvecklingen av en motor. Dessutom tillverkas motorer endast av specialiserade tillverkare som i sin tur också anskaffar nödvändiga delar från företag som koncentrerar sig på vissa områden inom en motor. Den moderna beräkningen, datasimulering och mätteknik i testet hjälper till att utesluta fel och hitta och eliminera dem i ett tidigt skede. Felen är mestadels begränsade till små saker som påverkar valet av passningar, material och deras värmebehandling och lämplig tillverkningsprocess . Fel av detta slag blir vanligtvis först märkbara efter en lång till mycket lång driftstid, eftersom orsakerna till kortsiktiga fel upptäcks under experimentet under utvecklingsfasen.

Många fel och skador beror på planeringsfel i hela maskinsystemet, eftersom det finns mycket fler möjligheter till fel och mindre kunskap. Detta påverkar bilar och nyttofordon ( nyttofordon ) mindre ofta än motorer för stationär drift, fartyg, tåg och specialfordon. Tillverkarna av sådana motorer ger kunderna omfattande dokumentation så att de kan lösa problem självständigt om det behövs. Planeringen av underhållsarbetet, det vill säga dess tidsintervall och dess genomförande, orsakar ofta här skada. Till exempel märktes ett nyttofordon i skadestatistiken eftersom dess oljekontroll inte utfördes regelbundet, oljefiltret igensatt och motorn gick sönder. Anledningen till detta var att oljestickan placerades under förarsätet, vilket gjorde det besvärligt att kontrollera.

Ett annat möjligt konstruktionsfel i vidare bemärkelse kan uppstå med felaktig motorinställning ; framför allt turbo och kompressor , men i begränsad utsträckning kan även naturligt aspirerade motorer använda den extra effekt som uppnås, t.ex. B. genom chip -tuning , tål ofta inte i längden om för lite kunskap finns tillgänglig och tuningen är begränsad till enskilda motorkomponenter. Enbart ändring av boosttrycket eller tidpunkten utan att ytterligare modifieringar blir nödvändiga kan, för. B. leda till avsevärt ökat motorslitage, utbrända motortätningar och belastningsskador på delar som kolvar, vevstakar, vevaxlar och turboladdare eller kompressorer.

Materialfel

Fel materialval är inte längre vanligt idag på grund av den breda kunskapsbasen. För det mesta finns det materialfel som kan spåras tillbaka till svårigheten att producera felfria material. Kvaliteten på ett material varierar inom en komponent, men detta kan inte bestämmas med rimlig ansträngning. Materialdefekter kan uppstå när som helst i tillverkningsprocessen och sträcka sig till förorenat råmaterial, hålrum , inneslutningar, gasbubblor och segregering under gjutning, fördubbling under valsning , sprickor och veck under smide, strukturfel , värmebehandlingsfel eller bindningsdefekter under beläggningen .

Det finns inga materialfel om motorer drivs utanför deras fabriksspecifikationer. Detta händer oftare med "enhetsdesign" (500 cm³ per cylinder) hos dieselmotorerna z. B. från BMW och Daimler-Benz, genom chip-tuning mäter motorerna z. B. kan föras från 180/184 HP till 220/224 HP - i fel tro att motorerna annars är desamma ändå. Kolvarna för de olika prestandanivåerna är olika och har olika värmeledningsförmåga på grund av olika legeringar. Med chipjustering och kontinuerligt höga belastningar utöver den ursprungliga specifikationen är det därför mycket troligt att en motor drabbas av kolvskador. Detta känns inte ens igen i reservdelslistorna: endast en kolvtyp visas - den av högsta kvalitet. I nya motorer installeras dock, beroende på effektnivå, upp till tre olika, olika dyra och olika kraftfulla kolvtyper.

Tillverkningsfel

Möjliga tillverkningsfel är bristande överensstämmelse med dimensioner, mått- och formtoleranser , passningar , ytegenskaper ( hårdhet , grovhet , vågighet etc.), mekanisk ytskada (repor, spår, pratmärken). Vid montering av de enskilda delarna är typiska fel felinriktningar och koncentricitet, felaktig förspänning på skruvanslutningar och fel vid balansering och inriktning. Orsaken till skadan finns också i varor på den grå marknaden .

Driftfel

överbelastning

Överbelastning är belastningen på en motor bortom dess kapacitet och den skada den orsakar. Överbelastning uppstår när motorn måste leverera mer kraft än den var avsedd för eller när kraften måste levereras under restriktiva förhållanden som höga eller låga kylvätska och smörjmedeltemperaturer , fuktig och varm insugsluft eller lågt lufttryck. Om det krävs för mycket vridmoment från motorn sjunker dess varvtal och temperaturen på hela motorn stiger, i synnerhet de högt belastade motor- och ventilkontrollelementen. I motorer är överbelastning alltid förknippad med en temperaturökning, eftersom högre vridmoment kräver högre gastryck i cylindern, vilket i sin tur möjliggörs av ökad värmeomvandling. Den minskade materialstyrkan i kombination med högre komponentbelastningar resulterar i mer deformerande delar, spelet garanterar inte längre glidningspartnernas smidiga löpning, vilket också bidrar till temperaturökning på grund av ökad friktion. Det finns nu en risk att smörjfilmen går sönder och äter glidpartnerna . Överbelastningen behöver inte påtvingas motorn utifrån, det vill säga av operatören, den kan också bero på oegentligheter i motorns drift. Orsaker till detta är kallstart , förbränning , för tidig injektionsstart och liknande.

Operatörsfel

För en säker och långvarig drift av en motor är det viktigt att följa de riktlinjer som tillverkaren föreskriver. Beroende på avsedd användning av motorn är dessa mycket korta, som är fallet med moderna personbilsmotorer, eller de är mycket omfattande, till exempel med marinmotorer. Fram till 1990 -talet krävdes att alla motorer kördes in av kunden med mindre strömförbrukning. Detta användes för att avlägsna produktionsrelaterad grovhet och för att samordna den geometriska formen på glidpartnerna, vilket särskilt gäller cylinderns löpyta och kolvringar . Moderna bilmotorer kräver idag en så kort inkörning att de efter testkörningarna (med extern drivning och avfyrad) i fabriken har nått ett tillstånd som inte kräver några ytterligare åtgärder från kundens sida. Många typer av motorer kräver fortfarande en längre inkörning på upp till 1000 km eller 30 drifttimmar. Om detta inte görs tenderar motorn att läcka i kolvringarnas område. Brännringar, ökad oljeförbrukning och slitage är konsekvenserna; delarna kan äta.

Även om bara bilmotorer kallstartförmåga antas en kallstart ger motorn problem. Om oljepumpen levererar den fortfarande viskösa oljan vid för högt tryck, öppnar bypassventilen på oljefiltret . När motorn startas kallt och ofta inte drivs varm, bildas kolavlagringartändstiftet , ventilerna och de ringformiga spåren på kolven. Kallstarten främjar också bildandet av kallt slam (produkt av smörjolja, förbränningsrester och kondens) i vevhuset . Större motorer måste alltid förvärmas till cirka 40 ° C. Förutom de negativa effekterna på motorn har detta också en negativ påverkan på miljön, eftersom det bara är dålig förbränning och katalysatorn ännu inte fungerar i sin fulla omfattning.

Motorer tolererar inte långa tomgångstider eftersom de små mängderna bränsle som matas medför felaktig eldning. Bränslet kondenserar på cylinderytorna, tvättar av oljefilmen och bärs av kolvringarna in i smörjkretsen. Obrända kolväten kommer också in i avgasröret och miljön och försvårar driften för en ansluten avgasturboladdare . Insättningar bildas på alla komponenter som är i kontakt med mediet, och motorn är märkbart förorenad. I extrema fall fastnar kolvringarna och kolven fastnar .

Brist på driftsmaterial eller sämre kvalitet leder till skador som tillverkaren endast delvis kan kontrollera. Tillverkaren kan bara se till att operatören kan ingripa i god tid genom att övervaka driftsmaterialet så tillförlitligt som möjligt. Mycket av skadan orsakas dock av den dåliga kvaliteten på driftsmaterialet.

Yttre påverkan ligger också till stor del utanför tillverkarens kontroll. Trafikolyckor, otillräckliga luftfilter, dåliga eller deformerade fundament (särskilt vid fartygsverksamhet) eller fryst kylvatten bör nämnas här.

Motorskada

Allmän

Denna del av artikeln tittar på skador som uppstår på värmemotorer som arbetar med cylinderkolvar. Andra värmemotorer som turbiner eller roterande kolvmotorer (t.ex. Wankelmotorer ) diskuteras inte.

Skador på motorn

Skadade ventiler efter en kedjepaus

Den motor eller vev driva en motor innehåller alla delar direkt i omvandlingen av gastryck är i cylindern först i en rät linje och därefter involverad i en roterande rörelse. De uppgifter som läggs på denna centrala enhet i kolvmotorer och de påfrestningar som den utsätts för är extremt omfattande. Ur denna synvinkel är det förståeligt att de flesta skador i motorn, bortser från kringutrustning, inträffar här. Särskilt kolvar, kolvringar och lagerytor utsätts för enorma belastningar. Kolvens oscillerande rörelsekvens gör det svårt för en stabil smörjfilm att bildas mellan kolvskalet och kolvringen till cylinderytan och mellan kolvstiftet och tapphålet i kolven. Smörjfilmen bryts regelbundet ner vid de döda punkterna , vilket resulterar i ökad friktion med alla dess medföljande fenomen (slitage, anfall). Den ofta taggiga formen på kolvkronan för att stödja blandningsbildningen absorberar mycket värme, men kolvringarna kan bara avge värme i begränsad omfattning. Särskilt i slitsstyrda tvåtaktsmotorer värms kolven mycket starkt nära avgaserna.

Det blir svårare med följande punkter:

  1. Förlust av kompression
  2. Intern förlust av driftsmaterial ( topplock packning defekt, leder till att olja spills in i förbränningskammaren eller förlust av kylvätska eller olja i kylvätskan)
  3. Ventiltåg förutom cykel / timingkedja / tandrem defekt

Motorblocket kan ofta förbli installerat fram till denna punkt ; topplocket måste tas bort.

Att reparera följande problem blir mycket tidskrävande:

  1. Ventiler träffar kolv / krokiga / kolv skadade (kräver demontering av motor, demontering, tråkiga, nya överdimensionerade kolvar)
  2. Kolvbeslag (motorstopp på grund av friktionssvetsning )
  3. Hussprickor (på grund av fryst kylvatten)
  4. allmänt högt slitage (med dieselmotorer : någon gång når självantändningstemperaturen inte längre på grund av otillräcklig kompression ; bilen kan inte längre startas, särskilt på vintern.)
  5. Oljeförluster vid förbränning (blå, svarta rökmoln, hög oljeförbrukning på mer än två liter över 1000 km)

Med dessa senare problem finns det flera alternativ att överväga, beroende på fordonets värde:

  • Avstängning av fordonet på grund av ineffektivitet i reparationer
  • Installation av en fabrik ersättningsmotor
  • Installation av en ersättningsmotor av oberoende reparationsföretag
  • Installation av en begagnad motor från bilåtervinnaren
  • Komplett översyn av motorn
  • Bilförsäljning med defekt motor. Värdet på ett fordon med skadad motor beror bland annat på tillverkningsår, allmänt skick och körsträcka.

En fullständig översyn kräver ett intakt, sprickfritt motorblock . Följande arbetssteg är nödvändiga här (ofullständig lista):

  • Ta bort motorn och demontera den helt (specialverktyg krävs ibland),
  • Om det behövs borra du ut motorblocket till nästa kolvdimension, köp en ny överdimensionerad kolv,
  • Kontrollera oljesystemet (pump, tryckventiler vid behov) och byt vid behov,
  • Kontrollera vevaxelns lager, vid behov slipa vevaxeln och installera överdimensionerade lager,
  • Kontrollera vevstångens lager, eventuellt flytta vevstakarna
  • Byt cylinderhuvudet eller, vid behov, renovera nya ventiler, nya styrningar och nya hydraulventillyftare,
  • Kontrollera kamaxelns skick, byt vid behov,
  • Kontrollera kamaxelns lager, byt ut lagerbussningar vid behov
  • Montera allt med nya tätningar (tätningssats), justera, kontrollera, vid behov med nya expansionsskruvar (vevstång, topplock),
  • Kontrollera tändsystemet (spel av fördelaraxeln, sensorer, styrenhet),
  • Kontrollera svänghjulet , byt ut kopplingen .

källor

litteratur

  • Ernst Greuter, Stefan Zima: motorskada. Skador på förbränningsmotorer och deras orsaker. Vogel Buchverlag, 2000, ISBN 3-8023-1794-7 .

Individuella bevis

  1. G. Vögtle: Krav på dagens och framtida stora motorer på smörjmedlet. I: Gerd P. Reinhardt med flera: Smörjning av förbränningsmotorer. expert-verlag, 1992, ISBN 3-8169-0602-8 .
  2. Vad är det verkliga värdet på en bil med motorstopp? Hämtad 5 april 2021 .

webb-länkar

Wiktionary: engine damage  - förklaringar av betydelser, ordets ursprung, synonymer, översättningar