О причинах выхода двигателя Toyota Camry из строя в результате гидроудара

О причинах выхода двигателя Toyota Camry из строя в результате гидроудара

Весьма поучительный пример того, как при грамотном подходе можно не только установить причину поломки, найдя все необходимые признаки гидроудара, но и с точностью до секунды найти время повреждения, а также скорость автомобиля и обороты двигателя в момент гидроудара. Это удалось сделать во многом благодаря грамотной работе дилера, записавшего и сохранившего полный диагностический протокол автомобиля на момент поступления с неисправностью. К сожалению, мы вынуждены констатировать, что это получается редко - обычно дилеры, случайно или намеренно, входных протоколов не сохраняют...

Заключение № 113/03 от 27.06.2013 г.

В соответствие с Определением Арбитражного суда от 11 апреля 2013 года в составе председательствующего П-вой Г.Е. при секретаре судебного заседания А-ва А.Ю., о назначении судебной автотехнической экспертизы по делу № А40-119 по иску ООО «Сервисис» к ответчику ООО « Н-МОТОРС» о взыскании 1 175 000 рублей, в ООО "АБ- Эксперт" проведено исследование и подготовка заключения о причинах выхода из строя двигателя 2AR-FE № 0566186 автомобиля TOYOTA CAMRY, год выпуска 2011, регистрационный знак А467РХ197, VIN: XW7BF4FK705000224.

  1. Заключение составил:
Хрулев Александр Эдуардович - эксперт, специалист по конструкции, рабочим процессам и неисправностям ДВС, начальник Бюро моторной экспертизы СМЦ "АБ- Инжиниринг", Еенеральный директор ООО «АБ-Эксперт», член FQT «1Талата судебных экспертов», имеющий право на проведение автотехнических экспертных исследований (сертификат соответствия Системы добровольной сертификации негосударственных судебных экспертов «Палаты судебных экспертов» № 002532 от 22.02.2012 г., протокол №60), образование высшее (Московский авиационный институт, факультет «Двигатели летательных аппаратов», 1979г.), кандидат технических наук (1985г.), старший научный сотрудник по специальности «Тепловые двигатели», член Союза журналистов России, обозреватель журнала «Автомобиль и сервис», автор книги «Ремонт двигателей зарубежных автомобилей» (изд-во «За Рулем», 1999) и более 150 статей по моторной тематике, стаж работы по специальности (теория, конструкция, эксплуатация и ремонт двигателей внутреннего сгорания) - 28 лет, из них экспертом - 9 лет.

Эксперт ознакомлен с законодательством Российской Федерации и предупрежден об ответственности за дачу заведомо ложного заключения.

  1. Объект исследования.
  • Автомобиль TOYOTACAMRY, год выпуска 2011, регистрационный знак А467РХ197, VIN: XW7BF4FK705000224.
  • Детали и узлы двигателя вышеуказанного автомобиля, предоставленные на экспертизу в опечатанных коробках.
  • Материалы арбитражного дела № А40-119, стр. 1-5, 13-15, 23-29, 31-33, 38-39, 40- 43, 51-54.
  • Руководство по эксплуатации и Сервисная книжка автомобиля, переданные эксперту истцом при выполнении экспертизы.
  • Документы о прохождении автомобилем ТО и ремонтов (страницы 1-5, 13-15, 23- 29,31-33,40-43,51-54 дела).
  • Распечатка Протокола памяти системы управления на момент диагностики

15.07.2012 по обращению истца (страницы 38-39 дела).

  • Распечатка Протокола памяти системы управления на момент диагностики

двигателя 08.11.2012г. после его разрушения (на 5-ти страницах), предоставленная эксперту ответчиком при проведении экспертизы.

  • Техническая документация TOYOTATECHDOC по блоку цилиндров ДВС и электронным системам автомобиля (всего 138 стр.), предоставленная эксперту ответчиком при проведении экспертизы.

  1. Особенности конструкции двигателя автомобиля.
Двигатель 2AR-FE представляет собой 4-цилиндровый 16-клапанный рядный двигатель с рабочим объемом 2,5 л и двумя верхними распределительными валами. В данном двигателе используются следующие системы: система SFI, система управления последовательным впрыском топлива, имеющая в своем составе блок ЕСМ (электронный контрольный модуль). Двойная электронная система изменения фаз газораспределения (VVT-i), система зажигания с индивидуальными катушками (DIS), система впуска с переменной геометрией (ACIS) и интеллектуальная электронная система управления дроссельной заслонкой (ETCS-i). Благодаря этим системам управления удалось добиться улучшения рабочих характеристик двигателя, повышения экономии топлива и снижения токсичности отработавших газов.

Табл.1. Технические данные двигателя 2AR-FE.

ТипЧетырехтактный, бензиновый
Количество цилиндров и их расположениеРядный, 4-цилиндровый
Диаметр цилиндра и ход поршня, мм90,0x98,0
Рабочий объем, л2.494
Степень сжатия10,4
Максимальная мощность, Квт133
Максимальный крутящий момент, Н.м231
Клапанный механизм16-клапанный с двумя верхними распределительными валами и двойной системой VVT-i
ТопливоБензин >АИ-91
Порядок работы цилиндров1-3-4-2
Система питанияРаспределенный, фазированный впрыск
Воздушный фильтрСухой, с синтетическим фильтрующим элементом
Система смазкиКомбинированная, под давлением и разбрызгиванием
Система охлажденияЖидкостная, закрытая с принудительной циркуляцией

  1. Владелец транспортного средства:
ООО «Сервисно», г. Москва, ул. В-ская, дом 17.

  1. Ответчик по делу и плательщик экспертизы:
ООО "Н-МОТОРС", Россия, Москва, ул. А-ва, дом 1а.

  1. Основание для проведения экспертизы:
Определение Арбитражного суда от 11 апреля 2013 года в составе председательствующего П-вой Г.Е. - при секретаре судебного заседания А-ва А.Ю., о назначении судебной автотехнической экспертизы по делу № А40-119 по иску ООО «Сервисис» к ответчику ООО «Н-МОТОРС» о взыскании 1 175 000 рублей.

  1. Дата и место проведения экспертизы:
04 июня 2013 года, технический центр «Н-МОТОРС», г. Москва, ул. А-ва, дом 1а.

  1. Дата и место составления заключения:
27 июня 2013 г., Москва, ул. 2-я Магистральная, дом 16 , помещение ООО "АБ- Эксперт".

  1. Методы проведения экспертизы:
  1. визуальный метод - исследование и оценка качества объектов с помощью органов зрения;
  2. измерительный метод - путем измерения параметров элементов двигателя специальными измерительными приборами, в том числе путем измерения размеров деталей специальными измерительными приборами:
• нутромер НИ-50-100-0,01, 3aB.№G88406 с диапазоном измерения 50-100 мм, цена деления 0,010 мм, свидетельство о поверке №1012-196 ОАО «Москвич- Сервис»,

  • микрометр МК100-1, зав.№8225 с диапазоном измерения 75-100 мм, цена деления 0,010 мм, свидетельство о поверке №1012-193 ОАО «Москвич- Сервис».
  • микрометр МК75, зав.№11734В5 с диапазоном измерения 50-75 мм, цена деления 0,010 мм, свидетельство о поверке №1012-191 ОАО «Москвич- Сервис»,
  • набор щупов 20 BLATT зав.№410 диапазон измерений 0,02-0,5 мм, свидетельство о поверке №1012-203 ОАО «Москвич-Сервис»,
  • линейка лекальная ЛД-320, зав.№3112, свидетельство о поверке №1012-202 ОАО «Москвич-Сервис»,
  • индикатор часового типа ИЧ зав.№300937, свидетельство о поверке №1012- 199 ОАО «Москвич-Сервис»,
  • штангенциркуль ШЦ-1-150, зав.№80226004, свидетельство о поверке №1012-201 ОАО «Москвич-Сервис»,
  • SPIN «MastermateEvolution» — стенд для проверки производительности форсунок двигателя, предоставлен ООО « Н-МОТОРС».

  1. расчетный метод (косвенный измерительный метод) - путем расчетов различных параметров на основе результатов измерений и других данных,
  2. экспертный метод (метод экспертной оценки) — совокупности операций по выбору комплекса или единичных характеристик объекта, определению их действительных значений и оценкой экспертом соответствия их установленным требованиям и/или технической информации.
Фотосъемка объекта осуществлялась цифровым фотоаппаратом «OlimpusSP- 800UZ» с режимом супер макросъемки при увеличении изображения до 30:1.

  1. Вопросы, поставленные судом на разрешение эксперта:
  1. Указать причины разрушения двигателя исследуемого автомобиля?
  2. Выявленные причины разрушения двигателя являются производственным браком или носят эксплуатационный характер?
  3. Если двигатель исследуемого автомобиля разрушился в результате попадания жидкости в камеру сгорания Его цилиндра, то какая жидкость стала причиной разрушения двигателя, каким путем данная жидкость попала в камеру сгорания?
Также экспертом в порядке экспертной инициативы поставлен дополнительный вопрос №4:

  1. Имел ли официальный дилер возможность диагностировать гидроудар при обращении клиента по з\н № 11187, чтобы предотвратить разрушение двигателя?
  1. Задачи, поставленные перед экспертом:
Провести необходимые исследования и ответить на поставленные вопросы.

  1. Использованная литература.
  1. Руководство по ремонту CAMRY /ASV50, GSV50, ACV51, (RM19rlRU). - TOYOTAMOTOR, «Информационный портал технической документации Тойота- TechDoc», www.tovota-tech.eu.
  2. TOYOTA CAMRY. Руководстводлявладельца. - TOYOTA MOTOR CORPORATION, Publication No.OM33867R, Part No.01999-33867, Japan.- 564c.
  3. Транспорт дорожный. Передача диагностических сообщений по локальной сети контроллера. Часть 4. Требования к системам связанным с выбросами. Стандарты ISO 15765-4 Сеть «Интернет» http://www.iso.org/iso/ru/home/store/.
  4. Хрулев А.Э. Ремонт двигателей зарубежных автомобилей. Изд-во "За Рулем", М.: 1998,-480с.
  5. Двигатели внутреннего сгорания. Конструирование и расчет на прочность поршневых и комбинированных двигателей. - Под ред. С.Орлина, М.Круглова. М.: Машиностроение, 1984,- 384с.
  6. Повреждения поршней - как выявить и устранить их. Пер. снем,- MSI Motor Service International GmbH, Neckarsulm, Германия, 2004. - 103c.
  7. Piston Damage - Causes and Remedies. - MAHLE GmbH, Stuttgart, Germany, 1999. -
66p.

  1. Поломки стержней на впускных и выпускных клапанах. TRW Service Information No.SI 0015,- MS Motor Service International GmbH, 74196 Neuenstadt, Germany,
2006,- 2p.

  1. Поломка клапана на конце стержня. TRW Service Information No.SI 0028,- MS Motor Service International GmbH, 74196 Neuenstadt, Germany, 2011,- 2p.
  2. Компоненты двигателя и фильтры: дефекты, их причины и профилактика.- МаЫе GmbH, 2010, www.mahle-aftermarket.com.
  3. Феодосьев В.И. Сопротивление материалов,- М.: Наука, 1970,- 470с.
  4. Орлов П.И. Основы конструирования: Справочно-методическое пособие. В 2-х кн., Кн.1/ Под ред. П.Н.Учаева. - М.: Машиностроение, 1988. - 560с.
  5. Термическая обработка в машиностроении: Справочник/ Под ред. Ю.М.Лахтина, А.Г.Рахштадта,-М.: Машиностроение, 1980,- 783с.
  6. Лахтин Ю.М. Металловедение и термическая обработка металлов,- Учебник для ВУЗов, изд.З-е,- М.: Машиностроение, 1984,- 360с.
  7. Справочник металлиста. В 5-ти т. Т.1. Изд. 3-е, перераб./ Под ред. С.А.Чернавского, В.Ф.Рещикова. -М.: Машиностроение, 1976,- 768с.
  8. Мотовилин Г.В. и др. Автомобильные материалы. Справочник. - М.: Транспорт, 1989,- 464с.
  9. Хрулев А.Э. «Когда неисправен клапан». - "Автомобиль и сервис", №08/1999.
  10. Хрулев А.Э. «Почему застучал вкладыш?». - "Автомобиль и сервис", №12/2000.
  11. Хрулев А.Э. «Почему прогорел поршень?». - "Автомобиль и сервис", №10/2000.
  12. Хрулев А.Э. «Если двигатель стучит», ч. 1. - "Автомобиль и сервис", №08/2000.
  13. Хрулев А.Э. «Подшипники двигателей». - "Автомобиль и сервис", №01/1998.
  14. Хрулев А.Э. , Самохин С.Н. «Дьявол в деталях. Часть 1». - "Автомобиль и сервис", №01/2012.
  15. Хрулев А.Э. , Самохин С.Н. «Гидроудар "замедленного действия"».- "Автомобиль и сервис", №01/2011.
  16. Хрулев А.Э. «Гидроудар в цилиндре». - "Автомобиль и сервис", №04/2000.
  17. Хрулев А.Э. «Усталость бывает разная... или О допустимых оборотах и их превышении». - "Автомобиль и сервис", №05/2010.
  18. Хрулев А.Э. «Масло или "масло"».- "Автомобиль и сервис", №12/2010.
  19. Хрулев А.Э. «Об экспертизе, причинно-следственных связях и экспертах», ч. 2. - "Автомобиль и сервис", №07/2008.
  20. Кузнецов А.А. «Бандитская бита». - "Автомобиль и сервис", №5/2007.
  21. Горбачев М. Г. Безопасное вождение современного автомобиля. Серия: Высшая школа водительского мастерства. - Изд-во: Рипол Классик, 2007. - 256с.
  22. Федеральный закон от 31 мая 2001 г. N 73-ФЗ «О государственной судебноэкспертной деятельности в Российской Федерации».
  23. Инструкция по организации производства судебных экспертиз в государственных судебно-экспертных учреждениях системы Министерства юстиции Российской Федерации. Утверждена Приказом Министерства юстиции Российской Федерации от 20 декабря 2002 г. за № 347.
  24. Правила оказания услуг (выполнения работ) по техническому обслуживанию и ремонту автомототранспортных средств. Утверждены Постановлением Правительства РФ от 24.06.1998г. за №639.
  1. Термины.
Неисправность (неисправное состояние) - состояние двигателя (агрегата), при котором он не соответствует хотя бы одному из требований, указанных в нормативно-технической и/или конструкторской документации.

Изнашивание (износ) - процесс изменения размеров (разность размеров, состояние) детали в результате отделения с ее поверхности частиц материала.

Естественный износ - износ деталей при нормальной эксплуатации двигателя (агрегата) вследствие естественных причин.

Катастрофический износ - состояние двигателя (агрегата) в финальной стадии эксплуатации, характеризуемое большими износами и зазорами в сопряжениях деталей, при которых появление ударных нагрузок в

сопряжениях приводит к поломкам деталей и выходу агрегата из строя.

Повреждение - событие (состояние), характеризуемое нарушением исправного состояния двигателя (агрегата) при сохранении его работоспособности.

Дефект - неисправное состояние двигателя (агрегата), характеризуемое выходом его параметров за допустимые пределы, но не делающее его неработоспособным.

Конструктивный дефект - дефект, вызванный нарушением установленных норм проектирования (конструирования) двигателя.

Производственный дефект - дефект, вызванный нарушением установленной технологии изготовления двигателя (агрегата).

Отказ (поломка) - выход из строя или поломка двигателя (агрегата) в процессе его работы из-за неправильной эксплуатации, плохого обслуживания (ремонта) и/или конструктивно-производственных дефектов. Выход из строя (поломка) характеризуется таким отклонением параметров двигателя (агрегата) от нормативных, при которых он становится неработоспособен.

  1. Условные обозначения.
ДВС - двигатель внутреннего сгорания.

ЦПГ - цилиндропоршневая группа, состоящая из поршня, поршневых колец и цилиндра.

ШПГ- шатунно-поршневая группа, состоящая из шатуна, поршня и поршневого пальца.

КШМ - кривошипно-шатунный механизм, состоящий из коленчатого вала, вкладышей подшипников коленвала и шатунов.

ГРМ - газораспределительный механизм, включает распределительный вал, клапаны, толкатели, пружины и др.

БЦ - блок цилиндров.

ГБЦ - головка блока цилиндров.

нгш - нижняя головка шатуна.

ВГШ - верхняя головка шатуна.

ВМТ - верхняя мертвая точка, самое верхнее положение поршня в цилиндре.

НМТ - нижняя мертвая точка, самое нижнее положение поршня в цилиндре.

ТО - техническое обслуживание.

СТО - станция технического обслуживания.

ОД - официальный дилер.

ТС - транспортное средство.

ОЖ - охлаждающая жидкость.

ТУ - технические условия (производителя).

SFI- система управления последовательным впрыском топлива.

DTC- диагностические коды неисправностей.

ЕСМ - электронный контрольно-диагностический модуль в составе SFI.

OBD- система бортовой диагностики.

пдп - портативный диагностический прибор.

VVT-i- система изменения фаз газораспределения.

MIL- контрольная лампа неисправности на панели приборов автомобиля.

  1. Исходная информация.
Согласно документам, имеющимся в материалах дела, автомобиль был передан ООО «Н-МОТОРС» представителю владельца (лист дела №4) на основании ремонтного ордера №102752 от 12 декабря 2012г., пробег по одометру на этот момент составлял 5 километров. Техническое обслуживание автомобиль проходил регулярно (ТО 1 месяц, ТО-10000 и ТО-20000) в соответствии с пробегом и календарными сроками обслуживания, указанными в Инструкции по эксплуатации автомобиля.

Как это следует из документов, имеющихся в материалах дела, 15.07.2012г. при пробеге 15388 км владелец обратился в технический центр «Н-МОТОРС» с просьбой замены воздушного фильтра в связи с поездкой в дождь и потерей мощности двигателя. При диагностике двигателя были выявлены коды ошибок, которые после проверки были обнулены (неисправности не подтвердились).

Через 4690 км при пробеге 20078 км на последующем ТО-20000 жалоб на работу двигателя не было. Однако далее, 08.11.2012г. при пробеге 20275 км, что составляет около 200 км пробега после ТО-20000 и 4887 км с момента жалобы от 15.07.2012г., владелец обратился в технический центр «Н-МОТОРС» с жалобой, что при движении раздался удар под капотом, и автомобиль остановился.

  1. ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ.

    1. Данные, полученные при осмотре автомобиля и двигателя.
Осмотр двигателя 2AR-FE № 0566186 автомобиля TOYOTACAMRY, год выпуска 2011, регистрационный знак А467РХ197, VIN: XW7BF4FK705000224, производился 04.06.2013 года. Начало осмотра в 10 часов, окончание в 14 часов.

При осмотре присутствовали:

Хрулев А.Э., эксперт ООО «АБ-Эксперт».

К-ов А. Л., представитель владельца транспортного средства.

Г-в Д.А., старший инженер-технолог «Н-МОТОРС»

И-в Ю.Ю., старший юрист «Н-МОТОРС»

Автомобиль находится на стоянке СТО (рис.1). Номерной знак, VIN-номер (под лобовым стеклом и на табличке в подкапотном пространстве) соответствуют указанным в материалах дела (рис.2, 3). Двигатель демонтирован с автомобиля (рис.4). Двери автомобиля, капот, крышка багажника и лючок топливного бака не опечатаны (рис.5, 6).

Подключение к автомобилю диагностических приборов и фиксация показаний одометра технически невозможна вследствие демонтажа проводки двигателя автомобиля (рис. 7).

Для осмотра предоставлены 3 коробки с деталями двигателя (рис. 8). Коробки опечатаны скотчем с вложением вкладыша от 24.09.2012 года, с 2 (двумя) печатями «Н- МОТОРС» для документов и подписями: Граве Д.А., старший инженер техцентра - от исполнителя, представитель заказчика от подписи отказался (рис.9).

Двигатель находится в коробках в разобранном виде (рис. 10). На блоке цилиндров двигателя заводским способом нанесен номер 2AR0566186 (рис. 11).

Из коробки была извлечена топливная рампа с форсунками двигателя (рис. 12). Внешне форсунки повреждений не имеют, отверстия для подачи топлива в двигатель чистые (рис. 13). На внешней части форсунок в месте прохождения через уплотнения ГБЦ имеется легкий нагар.

Рис.13. Состояние распылителей форсунок в норме.
Рис.13. Состояние распылителей форсунок в норме.

Форсунки были извлечены из топливной рампы и установлены на стенд для проверки форсунок (рис. 14). Конструктивно на данный испытательный стенд одновременно можно установить 3 форсунки исследуемого типа, поэтому проверка производилась в 2 этапа: этап №1-3 форсунки, этап №2 - 4-я форсунка. После проведения 2-х этапов испытаний определено, что производительность форсунок в целом одинаковая (рис. 15), незначительное отличие в производительности 4-й форсунки, испытанной на втором этапе, связано с изменением настроек испытательного стенда при проверке одной форсунки. Негерметичности форсунок не выявлено.

При осмотре деталей двигателя установлено:

  • Передняя крышка двигателя видимых повреждений не имеет (рис. 16). Клапанная крышка ГБЦ без повреждений, чистая без нагара (рис. 17).
  • Крышка постелей блока цилиндров имеет сквозные проломы в районе 4-го цилиндра (рис. 18). Проломы расположены в плоскости вращения шатуна 4-го цилиндра (рис. 19).
  • Выпускной коллектор в сборе с каталитическим нейтрализатором внешних повреждений не имеет (рис.20), поверхность катализатора чистая, следов повреждений не имеет (рис.21), в выпускных каналах излишнего нагара не наблюдается (рис.22).
  • Блок балансирных валов внешне исправен (рис.23), вращается легко.
  • Постель РВ в сборе с РВ повреждений не имеет (рис.24), кулачки РВ без повреждений, вращение валов в постелях плавное.
  • Осмотр прокладки ГБЦ выявил отсутствие повреждений на рабочих поверхностях прокладки (рис.25). Окантовка имеет сплошной след прижатия к блоку и ГБЦ, следов прорыва газов либо следов проникновения жидкости в камеру сгорания не наблюдается (рис.26).

Внутренняя поверхность ГБЦ со стороны привода клапанов в хорошем рабочем состоянии, поверхности, контактирующие с моторным маслом, чистые (рис.27), без отложений и загрязнений.

Рис.16. Передняя крышка с внутренней стороны без повреждений и нагара.
Рис.16. Передняя крышка с внутренней стороны без повреждений и нагара.
Рис.17. Клапанная крышка с внутренней стороны без повреждений и нагара.
Рис.17. Клапанная крышка с внутренней стороны без повреждений и нагара.
Рис.18. Крышка постелей блока цилиндров.
Рис.18. Крышка постелей блока цилиндров.
Рис.19. Проломы на крышке постелей в плоскости качания шатуна №4.
Рис.19. Проломы на крышке постелей в плоскости качания шатуна №4.
Рис.21. Катализатор со стороны двигателя в норме.
Рис.21. Катализатор со стороны двигателя в норме.
Рис.22. В выпускных каналах всех цилиндров количество нагара соответствует норме.
Рис.22. В выпускных каналах всех цилиндров количество нагара соответствует норме.
Рис.23. Блок балансирных валов в норме.
Рис.23. Блок балансирных валов в норме.
Рис.24. Корпус постелей распредвалов в норме.
Рис.24. Корпус постелей распредвалов в норме.
Рис.25. Состояние прокладки ГБЦ в норме.
Рис.25. Состояние прокладки ГБЦ в норме.
Рис.26. Следов негерметичности прокладки ГБЦ не обнаружено.
Рис.26. Следов негерметичности прокладки ГБЦ не обнаружено.
Рис.27. Состояние ГБЦ со стороны распредвала в норме.
Рис.27. Состояние ГБЦ со стороны распредвала в норме.

Выпускные каналы в ГБЦ покрыты нагаром эксплуатационного характера в нормальном рабочем количестве (рис.28). Впускные каналы в ГБЦ в хорошем эксплуатационном состоянии, следов масла в каналах не наблюдается (рис.29). Осмотр камер сгорания в ГБЦ выявил, что в 3-х цилиндрах (№№ 1,2,3) состояние камер сгорания рабочее. Количество нагара соответствует эксплуатационной норме (рис.30). Электроды свечей чистые, без следов оплавления (рис.31).

Количество нагара в 4-й камере сгорания больше, чем в камерах 1, 2, 3-го цилиндров (рис.32), повреждены 2 впускных и 2 выпускных клапана (деформация, рис.33), на тарелках клапанов наблюдаются следы соударения с посторонним предметом.

Впускная система двигателя представлена на рис. 34. Элемент воздушного фильтра чистый, без следов попадания посторонних предметов и/или жидкостей (рис.35). В патрубке резонатора следы от попадания жидкости в виде высохших капель и грязевых разводов (рис.36), в верхнем корпусе воздушного фильтра имеются аналогичные следы попадания жидкости (рис. 37).

Рис.28. Выпускные каналы ГБЦ и тарелки выпускных клапанов в нормальном состоянии.
Рис.28. Выпускные каналы ГБЦ и тарелки выпускных клапанов в нормальном состоянии.
Рис.29. То же, впускные каналы ГБЦ.
Рис.29. То же, впускные каналы ГБЦ.
Рис.30. Состояние камер сгорания №№ 1-3 (справа налево) в норме.
Рис.30. Состояние камер сгорания №№ 1-3 (справа налево) в норме.
Рис.31. То же - увеличено на 1-й камере.
Рис.31. То же - увеличено на 1-й камере.
Рис.32. В 4-й камере количество нагара заметно больше.
Рис.32. В 4-й камере количество нагара заметно больше.
Рис.33. Клапаны в 4-й камере сгорания имеют следы соударения с посторонним
предметом и приоткрыты за счет деформации тарелок.
Рис.33. Клапаны в 4-й камере сгорания имеют следы соударения с посторонним предметом и приоткрыты за счет деформации тарелок.
Рис.34. Впускная система автомобиля (справа налево) - входной патрубок, резонатор,
корпус фильтра, воздуховод.
Рис.34. Впускная система автомобиля (справа налево) - входной патрубок, резонатор, корпус фильтра, воздуховод.
Рис.35. Состояние воздушного фильтра в норме.
Рис.35. Состояние воздушного фильтра в норме.
Рис.36. Следы высохшей жидкости в патрубке резонатора.
Рис.36. Следы высохшей жидкости в патрубке резонатора.
Рис.37. Мелкие высохшие капли на верхней части корпуса воздушного фильтра.
Рис.37. Мелкие высохшие капли на верхней части корпуса воздушного фильтра.

В месте установки датчика расхода воздуха явно видны следы попадания жидкости во впускной трубопровод в виде высохших капель (рис.38). В гофрированном резиновом воздуховоде, соединяющем корпус воздушного фильтра с впускным коллектором двигателя, также наблюдаются следы попадания жидкости - высохшие капли как со стороны воздушного фильтра, так и со стороны впускного коллектора (рис.39).

Дроссельная заслонка двигателя чистая, без нагара, но со следами высохшей жидкости (рис.40). Впускной коллектор со стороны ГБЦ чистый, замасленность рабочая, эксплуатационная (рис.41).

Металлический (стальной) поддон двигателя без повреждений (рис.42), следов нештатных воздействий не имеет.

Поршень 4-го цилиндра разрушен (рис.43): имеется трещина поперек оси поршневого пальца (рис.44), одна бобышка поршня разрушена, другая повреждена и частично разрушена. Юбка поршня оборвана и разрушена на мелкие части (рис.43). На огневом поясе поршня имеются следы одностороннего контакта с цилиндром со стороны поршневого пальца (рис. 45).

Шатун №4 сломан посередине (рис.46). Поверхность излома повреждена при ударах о стенки блока цилиндров (рис.47). Нижняя головка шатуна №4 следов проворота вкладыша и перегрева не имеет (рис.48).

  • Шатунные вкладыши 4-го цилиндра имеют места с характерным блеском на краю вкладыша, в остальном вкладыши в хорошем состоянии (рис.49).
  • Стопорные кольца поршневого пальца 4-го поршня имеют характерную выработку (рис.50) в отличие от колец других поршней.
  • Шатун № 3 заклинен между верхней головкой шатуна и бобышкой поршня посторонним предметом (часть разрушенного поршня №4 - рис. 51).
  • На шатунных вкладышах 3-го цилиндра наблюдается блестящие участки с края, аналогичные вкладышам шатуна №4 (рис.52), а на юбке поршня №3 имеются следы от попадания посторонних частиц между юбкой поршня и стенкой цилиндра (рис.53).
  • Шатуны, поршни и вкладыши цилиндров №№ 1 и 2, а также коленчатый вал в нормальном состоянии.
  • Блок цилиндров имеет сквозные проломы стенки в плоскости качания шатуна №4 (рис.54)
  • Цилиндр №4 имеет значительное повреждение (пролом) в нижней части в плоскости вращения шатуна (рис.55).
  • На цилиндре №4 сверху имеется явный след недохода поршня до ВМТ (рис.56) по сравнению с исправными цилиндрами и неравномерно и односторонне стертый нагар в верхней части (рис.57). По измерению величины недохода с помощью штангенциркуля (рис. 58) разница в положении поршней №№3 и 4 в ВМТ (недоход поршня №4) составляет приблизительно 2-2,5 мм.
  • Цилиндры № 1 и 2 в целом в нормальном состоянии.
  • Цилиндр № 3 имеет вертикальные риски от попадания посторонних предметов и частиц, цилиндр №4 имеет многочисленные забоины преимущественно в нижней части.
  • По измерению с помощью лекальной линейкой и набора щупов плоскость блока цилиндров, как и плоскость ГБЦ, ровная, без деформаций (рис.59,60).
  • Выполнены замеры размеров юбок поршней с помощью микрометра (рис.61) и цилиндров с помощью нутромера (рис.62). Результаты измерений размеров юбок поршней и цилиндров занесены в табл.2.

Табл.2. Размеры юбок поршней и цилиндров.

цилиндра

Юбка поршня (измерено на расстоянии 10 мм от нижнего края юбки поршня [1]), ммНоминальный размер юбки поршня, ммДиаметр цилиндра, ммНоминальный размер цилиндра, мм [1]Зазор поршня в цилиндре, ммНомин. / макс. допуст. зазор, мм [1]
189,97590,02-90,030,045-0,055
289,97589,985 - 89,99590,02-90,0390,00-90,0130,045-0,0550,10
389,8790,02-90,030,15-0,16
4***90,02-90,03 *****

**- в нижней части цилиндров.

***- размер определить невозможно вследствие разрушения деталей.

Полученные результаты показывают, что ЦПГ двигателя в целом не имеет заметного эксплуатационного износа, зазоры деталей не вышли за допустимые пределы или находятся в допуске. Увеличенный зазор в цилиндре №3 является следствием попадания постороннего предмета между бобышкой поршня и ВГШ. Посторонний предмет привел к смещению поршня по оси поршневого пальца, заклиниванию шатуна в поршне и, как следствие, к значительному повышению нагрузок на юбку поршня, что и вызвало уменьшение размера юбки поршня (деформация от чрезмерного давления на юбку при перекладках поршня в мертвых точках [24]).

Рис.38. Высохшие капли у датчика расхода воздуха.
Рис.38. Высохшие капли у датчика расхода воздуха.
Рис.39. Мелкие высохшие капли в воздуховоде.
Рис.39. Мелкие высохшие капли в воздуховоде.
Рис.40. Высохшие капли на дроссельной заслонке.
Рис.40. Высохшие капли на дроссельной заслонке.
Рис.41. Впускной коллектор без повреждений.
Рис.41. Впускной коллектор без повреждений.
Рис.42. Поддон двигателя без повреждений.
Рис.42. Поддон двигателя без повреждений.
Рис.43. Поршень цилиндра №4 разрушен.
Рис.43. Поршень цилиндра №4 разрушен.
Рис.44. Трещина на днище вдоль оси пальца.
Рис.44. Трещина на днище вдоль оси пальца.
Рис.45. Односторонний след касания огневого пояса по цилиндру №4.
Рис.45. Односторонний след касания огневого пояса по цилиндру №4.
Рис.46. Разрушенный шатун №4.
Рис.46. Разрушенный шатун №4.
Рис.47. Поверхность излома шатуна повреждена ударами о блок цилиндров
Рис.47. Поверхность излома шатуна повреждена ударами о блок цилиндров
Рис.48. НГШ №4 не имеет следов перегрева и износа.
Рис.48. НГШ №4 не имеет следов перегрева и износа.
Рис.49. След работы с перекосом на краю шатунных вкладышей шатуна №4.
Рис.49. След работы с перекосом на краю шатунных вкладышей шатуна №4.
Рис.50. Выработка на стопорном кольце поршневого пальца поршня №4
Рис.50. Выработка на стопорном кольце поршневого пальца поршня №4

Во время осмотра эксперту были переданы следующие документы:

  1. Протокол диагностики от 06.04.2013 года (данные фиксированного набора) на момент поломки ДВС на 5-ти стр. (Приложение № 2).
  2. Распечатка технической документации TOYOTATECHDOC, относящаяся к выполнению диагностических работ системы SFI, 119 страниц.
  3. Распечатка технической документации TOYOTATECHDOC относящаяся к контрольно-проверочным работам с блоком цилиндров исследуемого двигателя, 19 страниц.
Проведена инициализация диагностического протокола, переданного ОД, по параметрам, указанным в протоколе - в частности, показания одометра 20275 км соответствуют показаниям одометра на фотографии в материалах дела (стр.4, заключение ООО «Н-МОТОРС»),

После осмотра все детали были сложены в 3 коробки и опечатаны с использованием специальной ленты для опечатывания (рис.63) с номерами 801676, 801677 и 801678. Блок цилиндров не упаковывался. Все действия сопровождались фотографированием.

Рис.51. Заклинивание соединения шатуна с поршнем №3 обломком поршня №4.
Рис.51. Заклинивание соединения шатуна с поршнем №3 обломком поршня №4.
Рис.52. Следы работы с перекосом на краю вкладышей шатуна №3
Рис.52. Следы работы с перекосом на краю вкладышей шатуна №3
Рис.53. Риски на юбке поршня №3.
Рис.53. Риски на юбке поршня №3.
Рис.54. Пролом стенки блока цилиндров в плоскости качания шатуна №4.
Рис.54. Пролом стенки блока цилиндров в плоскости качания шатуна №4.
Рис.55. Повреждение цилиндра №4 в нижней части.
Рис.55. Повреждение цилиндра №4 в нижней части.
Рис.56. Расширение зоны нагара в верхней части цилиндра №4 (вверху) по сравнению с
цилиндром №3 (внизу).
Рис.56. Расширение зоны нагара в верхней части цилиндра №4 (вверху) по сравнению с цилиндром №3 (внизу).
Рис.57. Односторонне стертый нагар на верхней части цилиндра №4.
Рис.57. Односторонне стертый нагар на верхней части цилиндра №4.
Рис.58. Измерение недохода поршня №4 до ВМТ с помощью штангенциркуля.
Рис.58. Измерение недохода поршня №4 до ВМТ с помощью штангенциркуля.
Рис.59. Измерение деформации плоскости ГБЦ с помощью лекальной линейки и набора
щупов.
Рис.59. Измерение деформации плоскости ГБЦ с помощью лекальной линейки и набора щупов.
Рис.60. То же, на плоскости блока цилиндров.
Рис.60. То же, на плоскости блока цилиндров.
Рис.61. Измерение поршня микрометром.
Рис.61. Измерение поршня микрометром.
Рис.62. Измерение цилиндра нутромером.
Рис.62. Измерение цилиндра нутромером.

    1. Составление истории автомобиля.
История автомобиля составляется с целью определения событий в эксплуатации автомобиля, которые могли повлиять на возникновение и развитие неисправности. История исследуемого автомобиля составлена на основании имеющихся в материалах дела копий заказ-нарядов (табл.З).

Табл.З. История автомобиля.

п/пВид ТО, ремонтадата ПРОБЕГЗАКАЗ- НАРЯД № ПРИМЕЧАНИЯ
1ДОП12.12.2011 510275 Установка сигнализации и т.п.
2ТО 1 месяц20.01.20121257 10439
3ТО-10 00010.04.20127336 10763
4Возникновение ошибок Р0335, Р1603, Р1604, Р1605-15379 _Согласно Протоколу диагностики от 15.08.2012 (листы дела №№ 38, 39).
5Диагностика, дефектовка, замена воздушного фильтра. Жалоба «автомобиль не едет».15.07.201215388 11187Выявлены ошибки при диагностике: Р0335, Р1603, Р1604, Р1605 имеется Протокол диагностических проверок (листы дела № 38 и 39)
6ТО-20 00017.09.201220078 11446
7Дефектовка двигателя08.11.201220275 11454При движении по домодедовской трассе удар под капотом, автомобиль остановился, доставлен в СЦ на эвакуаторе. Имеется Протокол диагностики, полученный при цефектовке и определении причины поломки.

Из истории автомобиля следует, что 15.07.2012 при пробеге 15388 км появились коды ошибок, которые могли свидетельствовать о возможных неисправностях. Далее при последующем пробеге 4887 км (200 км от очередного ТО-20000) произошла поломка двигателя. Для определения причин неисправностей необходимо выполнить подробный анализ состояния механической части двигателя в части признаков, которые имеют детали двигателя, и состояния электронной системы управления на предмет имеющихся кодов неисправностей и их возможной связи с поломками в механической части.

16. АНАЛИТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.

СОДЕРЖАНИЕ:

  1. Анализ принадлежности представленных деталей исследуемому двигателю.
  2. Результаты исследования комплектности двигателя.
  3. Анализ данных, полученных при осмотре двигателя.
  4. Исследование повреждений механической части двигателя и определение причины неисправности.
  1. Предварительный анализ видов поломок деталей ДВС и их признаков применительно к исследуемому двигателю.
  2. Анализ возможных причин разрушения деталей шатуннопоршневой группы.
  1. Разрушение поршня.
  2. Разрушение шатуна.
  1. Исследование признаков гидроудара.
  2. Возможные причины гидроудара в исследуемом двигателе.
  3. Признаки гидроудара в механической части двигателя от попадания воды.
  4. Причины поломки деформированного шатуна.
  1. Исследование системы управления двигателя.
  1. Принципы работы системы ЕСМ (электронного контрольнодиагностического модуля) в составе SFI (системы управления последовательным впрыском топлива).
  2. Исследование кодов неисправностей двигателя.
  1. Код неисправности Р0335 - нарушения в цепи датчика положения коленчатого вала.
  2. Код неисправности Р1603 - двигатель остановлен без использования замка зажигания.
  3. Код неисправности Р1604 - двигатель не запускается.
  4. Код неисправности Р1605 - падения частоты вращения коленчатого вала ниже порогового уровня.
  1. Анализ неисправностей двигателя исследуемого автомобиля по данным диагностических протоколов.
  1. Оценка действий официального дилера TOYOTA по своевременному выявлению и устранению неисправности.
  2. Причины попадания воды в двигатель.
  3. Особенности вторичного повреждения и разрушения исследуемого двигателя.
  1. Анализ принадлежности представленных деталей исследуемому двигателю.
Поскольку все детали на момент осмотра были предоставлены в опечатанных коробках, есть все основания утверждать, что все указанные детали принадлежат исследуемому двигателю.

  1. Результаты исследования комплектности двигателя.
Согласно результатам осмотра, для исследования были представлены все основные детали исследуемого двигателя, в том числе:

  • блок цилиндров,
  • головка блока цилиндров в сборе,
  • поддон картера,
  • крышка привода ГРМ,
  • детали привода ГРМ, включая звездочки, цепи, натяжители, успокоители,выпускной коллектор (с катализатором),
  • форсунки и дроссельная заслока,
  • впускной коллектор,
  • постель РВ в сборе с РВ.

На момент осмотра по техническим причинам (отсутствие проводки в моторном отсеке) не было возможности осуществить:

  • диагностические работы,
  • проверку показаний одометра.

При проведении осмотра не проверялось наличие вспомогательных и крепежных деталей (болты, гайки, шайбы, кронштейны и проч.) в связи со значительной сложностью и трудоемкостью подобной проверки, однако при беглом осмотре все основные детали двигателя, включая крепежные элементы, имелись в наличии.

Таким образом, на осмотр был представлен полный комплект деталей двигателя 2AR 0566186, диагностические и контрольные операции на автомобиле не выполнялись по техническим причинам вследствие демонтажа проводки моторного отсека при снятии двигателя.

  1. Анализ данных, полученных при осмотре двигателя.
Произведенный осмотр, измерения и изучение фотографий деталей двигателя позволяют выявить следующие дефекты, повреждения и поломки в исследуемом двигателе:

1. Блок цилиндров:

Сквозной пролом стенки БЦ в плоскости вращения шатуна №4.

Сильное повреждение в нижней части и задиры на стенке цилиндра № 4. Сквозные проломы в крышке постелей в плоскости шатуна №4.

Царапины от попадания посторонних предметов на стенках цилиндра №3. Следы недохода поршня до верхней мертвой точки (ВМТ) в цилиндре №4.

2. Поршни и кольца:

  • Поршень №4 разрушен.
  • След от контакта огневого пояса цилиндра №4 с цилиндром.
  • Стопорные кольца поршневого пальца поршня №4 имеют выработку от контакта с поршневым пальцем.
  • Царапины на юбке поршня №3.
  • Заклинивание поршня №3 в бобышке фрагментом разрушенного поршня №4.

3. Коленчатый вал и шатуны:

  • Шатун №4 разрушен.Шатунные вкладыши шатуна №4 имеют характерные следы по краю (блеск).
  • Шатунные вкладыши шатуна №3 имеют аналогичные характерные следы по краю (блеск).

    4. Головки блока цилиндров:

  • Головка блока цилиндров имеет незначительные повреждения камеры сгорания №4.
  • Повреждены и деформированы впускные и выпускные клапана цилиндра №4.
  • Количество нагара в камере сгорания №4 увеличено по сравнению с камерами других цилиндров.

Характер повреждения деталей показывает, что в двигателе имеются серьезные поломки - разрушены поршень и шатун цилиндра №4 с повреждением поверхности цилиндра, пробоинами в блоке цилиндров и деформацией клапанов. Кроме того, заклинен расположенный рядом шатун и поршень №3. Также признаками неисправности являются характерные следы на вкладышах шатунов №№ 3 и 4 и следы недохода поршня до ВМТ в цилиндре № 4.

  1. Исследование повреждений механической части двигателя и определение
причины неисправности.

  1. Предварительный анализ видов поломок деталей ДВС и их признаков применительно к исследуемому двигателю.
Согласно результатам осмотра, в двигателе имеются значительные повреждения в 4- м цилиндре, ключевыми из них являются следующие:

  1. Повреждение клапанов.
  2. Поломка поршня.
  3. Поломка шатуна.
  4. Сквозные пробоины БЦ в плоскости вращения 4-го цилиндра.
Как это следует из практики ремонта [4, 22, 23], поломка только одной отдельно взятой детали из этого списка влечет за собой значительные повреждения и/или поломки остальных деталей. Причина такой повреждаемости связана с рассогласованием движения детали при ее поломке, когда возникают взаимные соударения обломков с другими деталями, влекущие за собой и их последующие поломки, что особенно характерно при работе двигателя на повышенных оборотах.

Очевидно, именно с этим связана сложность определения причины неисправности двигателя в исследуемом случае. Поскольку поломка любой из перечисленных деталей может вызвать поломки других, для установления причины необходимо рассмотреть и проанализировать все возможные причинно-следственные связи между поломками деталей, чтобы однозначно определить, что явилось причиной, а что следствием всех поломок.

Для установления причины поломки необходимо определить деталь, которая была разрушена первой. С этой целью последовательно рассмотрим признаки разрушения деталей ДВС в целом и признаки первичного разрушения каждой детали и их возможные причины, в частности.

Теория, а именно, научная дисциплина, называемая «Сопротивление материалов» [П], а также практика эксплуатации и ремонта ДВС [4, 25] показывают, что любое разрушение может быть вызвано в общем случае 3-мя (тремя) причинами:

  1. Разрушение вследствие превышения предела прочности материала при статическом (неизменном по времени) нагружении детали.
  2. Ударное разрушение - разрушение детали в результате ударного воздействия, является аналогом разрушения при статическом нагружении, но с учетом соответствующей поправки на динамический характер действия нагрузки.
  3. Усталостное разрушение - разрушение в результате превышения усталостной прочности (предела выносливости) детали при ее циклическом нагружении с амплитудой действия нагрузки, существенно меньшей предела прочности материала при статическом нагружении.
Как известно, разрушение детали при статической (неизменной по времени) нагрузке происходит тогда, когда внутренние напряжения в материале от действия сил превышают так называемый предел временной прочности материала [11, 12-15]. Эта характеристика материала показывает, при какой постоянно приложенной силе деталь с заданной площадью поперечного сечения будет разрушена.

На практике все детали и узлы ДВС работают в условиях циклического знакопеременного нагружения, поэтому разрушение от статического приложения нагрузки практически не встречается. Ударное разрушение характерно лишь как вторичное разрушение в фазе развития неисправности, поскольку при нормальной работе ДВС детали практически не испытывают никаких ударных нагрузок, тем более - имеющих разрушающий уровень.

Подавляющее количество разрушений деталей ДВС носит именно усталостный характер, вызванный появлением и развитием усталостных трещин под действием циклических нагрузок.

Согласно теории усталости [11], усталостное разрушение начинается с зарождения усталостной трещины. Такая трещина возникает обычно в местах так называемой концентрации напряжений (обычно - резких переходов, углов на детали), при этом значительное влияние на образование усталостной трещины оказывают малый радиус или несоответствующая форма переходов (галтелей), а также микродефекты на поверхности материала (риски от обработки, посторонние включения, поры, деформации и т.д.). В таких местах при действии напряжений происходит постепенное накопление дефектов внутренней структуры материала, что может приводить к образованию усталостной трещины. Этому нередко способствуют неблагоприятные эксплуатационные факторы, вызывающие деформацию детали, повышение ее температуры, коррозию, износ и повреждения рабочих поверхностей, в результате которых прочность материала снижается, а действующие нагрузки, наоборот, возрастают.

После появления усталостной трещины ее развитие может происходить значительное время под действием большого количества знакопеременных нагрузок, работы в условиях знакопеременного циклического нагружения на изгиб и кручение, что заканчивается разрушением детали.

В отличие от статического нагружения, при котором деталь разрушается практически мгновенно при превышении предела временной прочности, при усталостном разрушении процесс занимает длительное время. Поскольку действующие циклические нагрузки значительно ниже предела прочности при статическом нагружении, деталь не разрушается, даже если ее сечение уже заметно ослаблено усталостной трещиной. Поломка происходит лишь тогда, когда оставшееся «живое» сечение детали уже слишком мало и не может противостоять обычным эксплуатационным нагрузкам, в результате чего деталь практически мгновенно и хрупко ломается, как от описанного выше статического разрушения при превышении предела временной прочности.

Характеристикой стойкости материала к усталостному разрушению является так называемый предел выносливости материала - он определяется при испытании образцов материала в условиях длительного циклического знакопеременного (растяжение-сжатие или изгиб) нагружения. Предел выносливости по величине намного меньше (в среднем, в 2-3 раза) предела временной прочности - это значит, что в случае, если напряжения в сечении детали меньше предела временной прочности, но больше предела выносливости, деталь все равно разрушится, но не мгновенно, а через определенное время - от усталости.

Принято считать, что если деталь под действием рабочей знакопеременной нагрузки работала в течение приблизительно 10 и более циклов [12, 14], то ее усталостное разрушение в дальнейшей эксплуатации маловероятно. Данный процесс иллюстрирует кривая усталости (рис.64) - в случае превышения нагрузкой предела выносливости материала при данном числе циклов поломка неизбежна, в то время как если деталь не была сломана при числе циклов нагружения, равном 107, ее поломка при сохранении пределов допустимой нагрузки практически маловероятна. Это объясняет известный из практики факт, что усталостные поломки происходят после эксплуатационного повреждения деталей за сравнительно короткое время - в среднем не более 10-15 тыс. км пробега автомобиля (обычно не более 5-7 тыс.км, в зависимости от степени повреждения).

Однако на практике известны случаи усталостных поломок деталей при значительно большем времени работы (количестве циклов). Это противоречие между теорией и практикой связано с эмпирическим характером теории усталости, с вероятностным характером процесса образования трещины и влиянием значительного количества внешних производственных и эксплуатационных факторов, включая повышенные температуры, коррозию и др. Поэтому даже в случае малой вероятности возникновения трещины полностью исключать возможность усталостной поломки детали нельзя.

Существенным отличием статического и усталостного разрушения, позволяющим на практике определить тип разрушения, является характер излома детали. Так, в результате превышения нагрузкой предела временной прочности у многих материалов, не обладающих заметной пластичностью (чугун, закаленная сталь), происходит так называемое хрупкое разрушение. Такой вид разрушения, с одной стороны, нередко характеризуется угловым скосом у излома (например, для стального стержня - под углом 45°, нередко в виде характерного «зуба» [8, 9]), а с другой - сравнительно равномерной структурой излома. Хрупкий излом всегда происходит по границам зерен металла, при этом обычно образуется достаточно равномерное матовое сечение, в котором даже при не слишком большом увеличении видна «рваная» ручейковая структура поверхности с мелкими ступеньками сколов [13, 14].

При усталостном разрушении структура поверхности излома значительно отличается от описанной [12-14]. В усталостном изломе всегда имеются 3 принципиально разные зоны (рис.65). Первое, что необходимо отметить - развитие усталостной трещины идет не по границам, а по телу зерен металла, вследствие чего поверхность излома имеет более гладкий характер. Далее, в процессе развития трещины образуются характерные линии в средней части излома, которые указывают на постепенное развитие трещины, причем трещина развивается перпендикулярно этим линиям. Как известно, в процессе усталостного разрушения напряжения в металле стремятся раскрыть трещину. Как только трещина раскрывается на некоторую величину, напряжения в устье трещины падают, и дальше некоторое время трещина не растет. Затем процесс повторяется, в результате чего на поверхности постепенно образуются хорошо видимые даже невооруженным глазом параллельные линии отдыха.

Рис.64. Кривая усталости конструкционного материала.
Рис.64. Кривая усталости конструкционного материала.
Рис.65. Типичный вид усталостного излома стального образца при изгибе:
1- зона образования трещины, 2- линии отдыха, 3- зона долома.
Рис.65. Типичный вид усталостного излома стального образца при изгибе: 1- зона образования трещины, 2- линии отдыха, 3- зона долома.
Рис.66. Режимы работы подшипников скольжения в ДВС.
Рис.66. Режимы работы подшипников скольжения в ДВС.

Место, где трещина зародилась и откуда начала раскрываться, обычно также, хорошо видно на изломе. В этом месте трещина раскрывается под действием рабочих нагрузок на деталь. Эта зона имеет наиболее гладкий вид - под циклической нагрузкой трещина "дышит", и обе части трещины периодически соприкасаются друг с другом, что вызывает их постепенное взаимное истирание и полировку. В результате зона раскрытия трещины приобретает гладкий или даже блестящий вид.

Поскольку некоторые детали двигателя при работе испытывают действие выхлопных газов, масла или воды, эти соединения, попадая в трещину, могут вызвать характерное потемнение в области раскрытия трещины на ее краю, обычно в месте ее появления [25].

Когда оставшееся сечение детали становится настолько малым, что напряжения в нем в какой-то момент оказываются выше предела временной прочности, деталь мгновенно разламывается на 2 части - происходит долом детали, уже ослабленной трещиной. Поскольку долом носит хрупкий характер и происходит по границам зерен металла, зона долома имеет характерный «рваный» вид - в точности соответствующий обычному хрупкому разрушению. В результате всех описанных процессов усталостный излом принимает такой вид, который резко отличает его от хрупкого излома.

Различия в характере излома деталей на практике позволяют сделать вывод о том, какая из нескольких разрушенных деталей разрушилась от усталости, а какая была сломана статически (ударно) - возможно, в результате вторичного взаимодействия обломков. В этом случае поломка детали с признаками усталости и является причиной всех прочих поломок, что помогает точно установить причинно-следственные связи при исследовании неисправностей в ДВС. Напротив, хрупко разрушенная деталь всегда является не причиной, а следствием неисправности, поскольку при нормальной работе двигателя хрупкое разрушение детали от превышения предела временной прочности материала практически невозможно.

  1. Анализ возможных причин разрушения деталей шатунно-поршневой группы.
Поскольку в двигателе имеется взаимосвязанное разрушение поршня и шатуна 4-го цилиндра, необходимо установить, что является причиной, а что следствием неисправности двигателя. В соответствие с этим необходимо рассмотреть следующие возможные причины неисправности:

  1. Неисправность двигателя возникла вследствие разрушения поршня.
  2. Все поломки были следствием разрушения шатуна.
Для определения причины поломки необходимо последовательно рассмотреть все возможные причины поломок поршня и шатуна с подробным анализом всех сопутствующих признаков разрушения.

  1. Разрушение поршня.
Самопроизвольное разрушение поршня - вообще достаточно редкая причина неисправностей ДВС [4, 19]. В общем случае такое разрушение может произойти, главным образом, как следствие других разрушений в двигателе. Общий список причин, дефектов и повреждений, которые не только практически, но и теоретически могут вызвать разрушение поршня независимо от других сопутствующих поломок, следующий:

  1. превышение допустимых оборотов,
  2. эксплуатационное повреждение поршня вследствие гидроудара, детонации и перегрева,
  3. повреждение поршня при некачественной сборке двигателя,
  4. производственный дефект поршня,
  5. выскакивание стопорного кольца поршневого пальца,
  6. попадание постороннего предмета в цилиндр,
  7. вторичное разрушение при воздействии на поршень ударных нагрузок в результате столкновения с ранее разрушенными деталями.
Рассмотрим каждую из них.

Превышение максимально допустимых оборотов - очень редкая причина разрушения поршня [25]. Оно вызывает рост нагрузок на детали ШПГ, включая поршень, пропорционально квадрату частоты вращения. Однако даже чрезмерное превышение оборотов на практике, как правило, не может создать условий для мгновенной поломки поршня. Дело в том, что в таком случае обороты должны быть превышены чрезвычайно сильно - приблизительно в 1,5 раза и более от максимальных (приблизительно с 6500 до 9500-10000 об/мин). Только при таком условии может быть достигнуто превышение напряжений в отдельных сечениях поршня предела временной прочности материала. Но такое превышение в исследуемом автомобиле, оснащенном АКПП, невозможно, поэтому превышение оборотов не может быть причиной разрушения поршня.

Большинство прочих повреждений, включая эксплуатационное повреждение поршня вследствие гидроудара, детонации и перегрева, при некачественной сборке двигателя, а также любой производственный дефект поршня, не приводят к мгновенным тотальным поломкам. Обычно все указанные дефекты связаны с различными повреждениями уплотнительного (огневого) пояса поршня - трещинами и прогарами [4, 6, 7, 19]. Известно также, что в бензиновых двигателях с искровым зажиганием, коим является и исследуемый, любой из указанных дефектов при их возникновении практически сразу дает следующие сопутствующие признаки, предшествующие какой-либо поломке (в хронологическом порядке развития дефектов при продолжении эксплуатации неисправного двигателя):

  • падение компрессии,
  • чрезмерно большой расход масла,
  • пропуски воспламенения и выключение цилиндра с дефектным поршнем,
  • вибрация и потеря мощности, сопровождаемые заметным увеличением расхода топлива,
  • посторонние шумы и стуки,
  • срабатывание сигнализации "MIL " на панели приборов,
  • плавление и разрушение катализатора,
  • невозможность запуска и работы на холостом ходу.

Практика показывает, что не заметить подобные признаки ненормальной работы двигателя невозможно даже самому неопытному водителю. Поэтому есть все основания полагать, что все указанные причины, а именно, повреждения поршня вследствие гидроудара, детонации, перегрева, некачественной сборки двигателя как при ремонте, так и при его производстве, а также любой производственный дефект поршня не являются причиной поломки в исследуемом двигателе.

Выскакивание стопорного кольца поршневого пальца из канавки также является редким дефектом, а подавляющее большинство известных случаев касается эксплуатации двигателя после некачественно выполненного ремонта [6, 7]. При выскакивании стопорного кольца из канавки в отверстии для пальца происходит также смещение пальца вбок до упора в стенку цилиндра, в результате которой край пальца «прогрызает» на поверхности цилиндра глубокую и широкую вертикальную борозду, и лишь после некоторого времени работы возможно разрушение поршня от действия значительных перекашивающих сил.

Так, при работе двигателя с деформированным шатуном поршневой палец при изменении направления движения поршня в мертвых точках (ВМТ и НМТ) перемещается от одного стопорного кольца к другому в пределах осевого зазора (около 0,5 мм). Такое движение сопровождается ударами и значительным усилием, что вызывает износ на более мягком кольце, отмеченный при осмотре (рис.50). Кроме того, при дефектах канавки (малая глубина) или кольца (недостаточные пружинные свойства) возможно выскакивание кольца из канавки и смещение пальца вбок до упора в стенку цилиндра с образованием характерной вертикальной борозды на цилиндре.

У исследуемого двигателя в цилиндре №4 на стопорных кольцах имеются следы износа от длительной работы с перекосом (рис.50). Поскольку при этом характерной для выскочившего стопорного кольца борозды на поверхности цилиндра не наблюдается, очевидно, что выскакивание стопорного кольца поршневого пальца из канавки не является причиной поломки.

Попадание постороннего предмета в цилиндр, как и вторичное разрушение при воздействии на поршень ударных нагрузок в результате столкновения с ранее разрушенными деталями дают практически идентичную картину разрушения [28]. Если такое разрушение происходит на повышенных оборотах, поршень разрушается на достаточно мелкие фрагменты, падающие в поддон картера. Однако при таком разрушении наиболее часто имеют место следующие сопутствующие признаки:

  • камера сгорания имеет повреждения обломками поршня,
  • клапаны повреждены, но обрыва тарелок нет,
  • шатун с поршневым пальцем деформированы, но не разрушены.

Из результатов осмотра следует, что исследуемому двигателю соответствует только второй признак, в то время как по другим признакам наблюдается явное несоответствие. При этом особенно характерен тот факт, что имеется разрушение шатуна. Такое несоответствие признаков, с одной стороны, свидетельствует о том, что самопроизвольное разрушение поршня не могло быть причиной поломки, а с другой - наиболее вероятной причиной поломки в исследуемом двигателе является разрушение шатуна.

  1. Разрушение шатуна.
Как известно, шатун — один из элементов кривошипно-шатунного механизма, в котором он связывает поступательно движущийся поршень и вращающийся коленчатый вал [5]. Нагрузки на шатун при работе двигателя за счет сил инерции и давления газов на поршень могут достигать десятков тонн, причем являются знакопеременными, т. е. сжатие и растяжение шатуна чередуются в течение одного оборота коленвала. В таких условиях даже незначительный дефект шатуна приводит к его поломке, причем исключительно вследствие усталостного разрушения [4, 24, 25].

Поломка шатуна является весьма распространенной в практике эксплуатации и ремонта двигателей [4, 10, 22], причем она может быть вызвана большим количеством различных причин, среди которых:

  1. Значительное превышение допустимых оборотов в эксплуатации.
  2. Неквалифицированный ремонт двигателя, при котором нарушена геометрия шатуна и сопряженных деталей.
  3. Масляное голодание, приводящее к перегреву и разрушению шатунного вкладыша и нижней головки шатуна.
  4. Заводской дефект шатуна.
  5. Деформация и последующее разрушение шатуна в результате гидроудара - попадания посторонних жидкостей в цилиндр.
Превышение допустимых оборотов, как было отмечено выше, вызывает рост нагрузок на детали TTIIII пропорционально квадрату частоты вращения. Так, превышение оборотов на 10% от максимально допустимых для исследуемого двигателя (например, с 6800 до 7500 об/мин) приводит к росту нагрузок более чем на 20%, что на первый взгляд может представлять опасность. Однако в практике случаи обрыва шатунов по причине чрезмерно высоких оборотов не отмечены [4, 10].

Этот факт объясняется тем, что шатун, как и любая другая деталь двигателя, рассчитывается и конструируется исходя из требования обеспечения именно усталостной, а не статической прочности. Поскольку предел усталостной прочности существенно ниже предела кратковременной прочности материала (приблизительно в 2-3 раза [15, 16]), на практике невозможно создать даже кратковременную нагрузку на шатун, превышающую предел кратковременной прочности его материала. Фактически шатун ДВС - чрезвычайно прочная деталь, изготавливаемая из самой высокопрочной легированной стали, и при каких-либо разрушениях деталей в цилиндре хрупкое разрушение шатуна от превышения предела временной прочности материала маловероятно.

Помимо этого, наиболее нагруженными элементами шатуна при высоких оборотах являются шатунные болты, от которых следует ожидать обрыва в 1-ю очередь. Однако главным признаком, свидетельствующим о невозможности обрыва шатуна (как и поломки поршня) от превышения оборотов в исследуемом двигателе, является наличие АКПП.

Следовательно, в исследуемом двигателе разрушение шатуна не могло быть связано с превышением допустимых оборотови вызвано другими причинами.

Неквалифицированный ремонт двигателя нередко вызывает появление дополнительных нагрузок на шатун в результате искажения его геометрии, в 1-ю очередь, вследствие непараллельности осей отверстий нижней и верхней головок шатуна. Как известно, параллельность этих осей является важнейшей геометрической характеристикой шатуна [4] и должна быть выдержана с высокой точностью. Непараллельность осей приводит к появлению дополнительных изгибающих нагрузок на шатун, что может привести к его усталостной поломке, а также к дефектам и поломкам сопряженных деталей [4, 20].

Однако при разборке исследуемого двигателя не найдено каких-либо других следов разборки двигателя, выполненной ранее (к примеру, замятые шлицы болтов и гаек, поврежденные резьбы, отсутствующий крепеж и т.д.). Отсутствие ремонтов также подтверждено документами. Этот факт свидетельствует о том, что в исследуемом двигателе ранее не проводилось никаких ремонтов, двигатель до поломки не разбирался, поэтому неквалифицированный ремонт не может быть причиной поломки шатуна.

Масляное голодание является одной из самых распространенных причин обрыва шатуна [4, 10, 18, 21]. При наступлении данного режима, вызванного чрезмерно низким уровнем масла или дефектами в системе смазки, пленка масла, разделяющая рабочие поверхности шейки коленчатого вала и вкладыша, разрушается, возникает непосредственный контакт деталей, их разогрев до высокой температуры. Поскольку рабочий слой вкладыша изготовлен из легкоплавкого антифрикционного материала, материал плавится и разрушается, что вызывает непосредственный контакт шейки вала со стальной основой вкладыша, задиры на шейке, перегрев шейки и нижней головки шатуна с последующим ее разрушением.

Режим масляного голодания [4, 18] первоначально возникает при недостаточной подаче масла к трущимся поверхностям подшипника, в результате чего при заданной нагрузке масляная пленка становится тоньше. Помимо этого, уменьшение подачи масла в подшипник приводит к ухудшению отвода тепла и повышению температуры масла и самого подшипника, что еще больше уменьшает толщину пленки и вызывает сильный разогрев подшипника от трения непосредственно контактирующих деталей - вкладыша и шейки коленвала.

Подшипники коленчатых валов современных двигателей [4, 21] являются подшипниками скольжения и образованы парой "твердая шейка коленвала - мягкий вкладыш". Другими словами, шейка чугунного или стального коленчатого вала вращается во вкладышах, выполненных из многослойной ленты со стальной основой и мягким антифрикционным материалом. В рассматриваемом двигателе этим материалом является сплав алюминия с оловом, имеющего очень хорошие антифрикционные свойства (низкое трение). Как и все мягкие материалы, антифрикционное покрытие имеет сравнительно низкую температуру плавления - около 300°С [4, 16, 21], определяемую низкой температурой плавления олова и свинца.

Зазор в подшипнике - между вкладышем и шейкой, составляет в среднем около 0,03- 0,04 мм, в этот зазор под давлением подается масло. В нормальных условиях работы масло заполняет зазор между валом и вкладышем полностью, однако под действием нагрузки вал смещается от оси подшипника ближе к одной стороне. При этом за счет сужения зазора и вращения вала масло затягивается в зазор и полностью разделяет поверхности, препятствуя их непосредственному соприкосновению (так называемый эффект "масляного клина" [4, 18]). Чем больше нагрузка, зазор и чем меньше частота вращения вала, давление подачи и вязкость масла, тем сильнее происходит смещение вала от оси подшипника ближе к его поверхности.

При определенных условиях (большая нагрузка и/или малое давление подачи масла) происходит соприкосновение поверхностей по микронеровностям - так называемый режим полужидкостного трения (рис.66). В эксплуатации работа в таком режиме для подшипников коленвала характеризуется появлением блестящих отполированных участков на рабочей поверхности. Однако это еще не приводит к разрушению подшипника, если контакт деталей происходит кратковременно, по относительно небольшой поверхности, а температура на поверхности вкладыша невысока.

Дальнейшее уменьшение подачи масла (и/или рост нагрузки на вал) вызывает расширение зон соприкосновения деталей и дальнейший разогрев их поверхностей. При этом антифрикционный слой может быть поврежден. Далее, в определенный момент происходит переход в так называемый режим граничного трения [4, 18], и начинается плавление рабочего слоя вкладыша, что в условиях непосредственного контакта вала с вкладышем приводит к переносу расплавленного рабочего слоя вкладыша на поверхность шейки вала. Одновременно с этим расплавленный антифрикционный материал вкладыша выжимается под действием рабочей нагрузки к краям вкладыша.

Режим масляного голодания всегда характеризуется ростом температуры подшипника, и на деталях всегда есть признаки поверхностного перегрева. Поскольку вкладыши подшипников представляют собой тонкостенные детали, сильный нагрев одной их стороны (внутренней) на начальном этапе разрушения всегда вызывает появление остаточной деформации, в результате которой происходит сжатие перегретых вкладышей по форме окружности с меньшим радиусом, чем исходный. Далее, мягкий антифрикционный материал плавится и выдавливается с поверхности вкладыша, после чего начинается непосредственный контакт шейки вала со стальной основой вкладыша.

Подшипник, получивший такие значительные повреждения, резко меняет режим работы, даже если подача масла будет восстановлена до нормального уровня. За счет значительного уменьшения толщины антифрикционного материала вкладыша резко увеличивается рабочий зазор между вкладышем и шейкой вала - с 0,05 мм до 0,2-0,5 мм и более.

При таком большом зазоре подшипник работает со стуком, поскольку масло не может заполнить все пространство в зазоре между валом и вкладышами и сохраняться там в течение всего времени работы. Вследствие того, что нагрузка на вал со стороны шатуна носит знакопеременный характер (сила на подшипник от давления газов сменяется противоположно направленной силе инерции от масс шатуна и поршня), масляный клин в подшипнике, работающем с чрезмерно большим зазором, разрушается. Это вызывает ударное соприкосновение вала и вкладыша в точках изменения знака нагрузки на противоположную, что характерно для нижней и верхней мертвых точек положения поршня [18]. Именно в этих положениях возникают ударные нагрузки в подшипнике, хорошо слышимые в двигателе, как стук.

После полного разрушения рабочего слоя и начала контакта шейки вала со стальной основой вкладыша износ приобретает катастрофически быстрый характер, однако без явных повреждений большинства других трущихся пар двигателя, поскольку частицы разрушения достаточно крупные и, попадая в масло, задерживаются сеткой маслоприемника или масляным фильтром. На этом этапе, когда антифрикционный материал вкладыша полностью разрушен, нагрев деталей резко возрастает, тонкая стальная основа вкладышей разогревается до очень высоких температур (свыше 600- 800°С). При такой температуре стальная основа вкладышей теряет прочность, что обычно приводит к чрезвычайно быстрому износу основы и выпадению остатков вкладышей из нижней головки шатуна.

С другой стороны, сильный нагрев шатунного подшипника всегда вызывает перегрев нижней головки шатуна. При этом металл шатуна теряет прочность, что может вызвать обрыв шатуна по любому из сечений нижней головки. Кроме того, в результате нагрева теряют прочность и шатунные болты, что может привести к их деформации и обрыву.

Таким образом, основными признаками обрыва шатуна вследствие масляного голодания являются:

  • повреждение шейки коленчатого вала - задиры и перегрев,
  • разрушение антифрикционного слоя вкладышей,
  • большое количество мелких частиц разрушения деталей в масле,
  • характерный перегретый вид нижней головки шатуна,
  • отрыв крышки нижней головки от шатуна,
  • стук при работе двигателя, предшествующий поломке.

Однако в исследуемом двигателе не обнаружено ни одного из указанных признаков масляного голодания. Нижняя головка шатуна №4 не имеет следов перегрева, признаков износа вкладышей и/или повышенного зазора в подшипнике. Кроме того, вкладыши других шатунов и шатунные шейки коленвала чистые, без следов перегрева и задиров. Это говорит о том, что режима масляного голодания в двигателе не было, система смазки работала нормально, а уровень масла не падал ниже минимально допустимого. В соответствии с этим, масляное голодание не является причиной разрушения шатуна исследуемого двигателя.

Заводской дефект шатуна является практически невероятной причиной неисправности. С одной стороны, шатун является деталью массового производства, изготавливаемой на автоматических линиях в количестве сотни тысяч и даже миллионы штук в год. Проверка такого количества шатунов возможна только в автоматическом режиме, ручной труд здесь полностью исключен. В соответствии с этим любые дефекты производства, которые могут привести изменению геометрических характеристик и/или к усталостному разрушению, имеют крайне низкую вероятность.

С другой стороны, при пробеге более 20 тысяч км влияние дефектов производства на поломки становится чрезвычайно маловероятным. Выше уже было отмечено, что если деталь не была сломана при числе циклов нагружения, равном 10 , ее поломка при сохранении пределов допустимой нагрузки практически маловероятна или даже практически невозможна. Усталостные поломки обычно происходят после повреждения деталей за сравнительно короткое время - в среднем не более 10-15 тыс. км пробега автомобиля (обычно даже не более 5-7 тыс.км, в зависимости от степени повреждения). Следовательно, поломка шатуна в результате заводского дефекта для исследуемого двигателя при пробеге более 20 000 км является крайне маловероятной или даже сомнительной причиной.

Таким образом, из рассмотренных причин поломки шатуна, исходя из имеющихся признаков, подавляющая часть либо вообще не имеет причинно-следственных связей с неисправностью конкретного двигателя, либо вероятность таких причин сомнительна. Фактически остается только одна причина поломки шатуна, которая пока не рассмотрена, но требует наиболее детального изучения, поскольку является самой распространенной на практике причиной поломки шатунов ДВС.

  1. Исследование признаков гидроудара.
Деформация и последующее разрушение шатуна в результате гидроудара

возникает при поступлении в полость цилиндра любой посторонней жидкости - воды из глубокой лужи, попавшей в заборный патрубок системы впуска, охлаждающей жидкости, поступившей через негерметичную прокладку головки блока цилиндров, топлива, поступившего через неисправную форсунку, или масла, поступившего через неисправное уплотнение [4, 24, 25]. При этом попадание жидкости в конкретный цилиндр зависит от многих факторов и имеет в определенной степени случайный характер.

Гидроудар в цилиндре происходит тогда, когда объем жидкости, попавшей в цилиндр, близок или даже превышает объем камеры сгорания при положении поршня в верхней мертвой точке (ВМТ). В отличие от воздуха или топливовоздушной смеси жидкость несжимаема. На такте сжатия оба клапана закрыты, а поршень движется вверх, сжимая топливо-воздушную смесь. Наличие жидкости в цилиндре делает процесс нарастания давления более быстрым, а при подходе поршня к ВМТ он может попросту «упереться» в жидкость. Давление в цилиндре вырастет тогда многократно.

Сила давления, приложенная к поршню, передается через поршневой палец на шатун, вызывая в последнем большие напряжения сжатия. Инерция вращающегося коленчатого вала велика, поскольку при включенной передаче коленвал дополнительно прокручивается за счет инерции движущегося автомобиля. Шатун попадает между поршнем, с одной стороны (его не пускает дальше жидкость), и коленвалом, вращаемым другими цилиндрами и всей массой автомобиля — с другой. В результате такого заклинивания шатун деформируется — его стержень всегда изгибается в плоскости вращения коленвала [24, 25].

Величина деформации шатуна зависит от количества жидкости, оказавшейся в камере сгорания (в сравнении с объемом камеры сгорания), а также от частоты вращения коленвала - чем они больше, тем больше деформация. Но деформация шатуна всегда вызывает изменение положения поршня - недоход до штатного положения в ВМТ и перекос, при котором поршень начинает касаться цилиндра своей верхней частью в зоне над поршневым пальцем с одной его стороны.

Из жидкостей, которые могут попасть в цилиндр ДВС, следует отметить все рабочие жидкости - топливо, охлаждающая жидкость и масло, а также воду, способную попасть во входной патрубок системы впуска двигателя. При этом если рабочие жидкости могут попасть в цилиндр, главным образом, только при неисправностях двигателя (за исключением масла, которое может постепенно натечь в цилиндр при нахождении двигателя в нештатном положении, например, после ДТП), то попадание воды извне является самой распространенной причиной гидроудара.

  1. Возможные причины гидроудара в исследуемом двигателе.
Как указано выше, в цилиндр двигателя могли попасть разные жидкости, включая топливо, охлаждающую жидкость, масло и воду.

Попадание в цилиндр охлаждающей жидкости обычно связано с негерметичностью прокладки ГБЦ или микротрещиной в стенке камеры сгорания. При работе двигателя газы, имеющие высокое давление, выходят в рубашку охлаждения (тем самым нарушая тепловой режим двигателя и создавая его перегрев), но после выключения двигателя давление в системе охлаждения оказывается выше давления в цилиндре, что может вызвать постепенное наполнение цилиндра охлаждающей жидкостью и гидроудар при последующем запуске. Однако, поскольку следов перегрева двигателя не обнаружено (на юбках поршней и на цилиндрах нет характерных для перегрева задиров, ГБЦ не имеет деформации, повреждений прокладок головок блока цилиндров нет), есть все основания утверждать, что в эксплуатации двигателя перед поломкой прокладка головки блока была герметична. Кроме того, поступление охлаждающей жидкости в цилиндр всегда сопровождается просачиванием ее в картер и образование там характерной эмульсии.

Однако следы масла, оставшиеся на деталях двигателя, не имеют следов такой эмульсии. Данные факты указывают на то, что перегрева двигателя и поступления охлаждающей жидкости в цилиндры не было. Следовательно, гидроудар не имеет причинно- следственной связи с поступлением охлаждающей жидкости в цилиндры.

Топливо может поступать в цилиндр через негерметичные топливные форсунки цилиндров, что после выключения двигателя привело бы к натеканию топлива в цилиндры, а при последующем запуске - гидроудар. В таком случае на малых оборотах неисправная форсунка должна обеспечивать избыточную подачу топлива, что вызвало бы на поверхностях поршня и камеры сгорания дополнительное отложение сажи по сравнению с другими цилиндрами, а также неустойчивую работу двигателя на холостом ходу. Однако проведенные исследования показали, что производительность форсунок одинаковая и негерметичности при проверке на испытательном стенде не наблюдается. Поэтому есть все основания утверждать, что все топливные форсунки исправны и не являются причиной гидроудара.

Поступление в цилиндры масла у исследуемого атмосферного ДВС (без турбонаддува) возможно только в случае длительного нештатного положения двигателя с маслом. Единственной причиной такого положения может быть ДТП с опрокидывание автомобиля на бок или на крышу. Горячее масло имеет пониженную вязкость, что при длительном нахождении на боку или крыше (к примеру, несколько часов) может привести к постепенному поступлению масла в цилиндры из картера. При последующем запуске двигателя после установки автомобиля на колеса количества масла, попавшего в цилиндры (в 1-ю очередь это касается цилиндров, которые при лежании автомобиля на боку были с закрытыми клапанами), вполне может оказаться достаточным для гидроудара в этих цилиндрах.

В истории автомобиля (табл.2) не имеется данных о кузовных ремонтах автомобиля и участия его в тяжелых ДТП. Таким образом, версия с попаданием масла в цилиндры и гидроудар по этой причине не имеют причинно-следственных связей с неисправностью исследуемого двигателя.

Исходя из проведенного анализа всех возможных причин, единственной возможной причиной гидроудара в цилиндре №4 исследуемого двигателя является попадание воды во впускную систему извне.

  1. Признаки гидроудара в механической части двигателя от попадания воды.
Как показывает практика, гидроудару от попадания воды подвержены двигатели всех типов автомобилей - как обычных легковых, так и моделей для внедорожной эксплуатации, и независимо от конструкции и расположения входного патрубка воздушного фильтра.

Тот факт, что в двигателе произошел гидроудар от попадания воды извне, устанавливается с высокой точностью по целому ряду признаков, характерных только для гидроудара [23]:

  1. Наличие следов воды в корпусе воздушного фильтра и патрубках подвода воздуха к двигателю. Вода нередко остается в корпусе и патрубках некоторое время, если на дне корпуса нет дренажных отверстий для стока. Однако практически найти ее можно только непосредственно сразу после гидроудара (далее вода быстро испаряется, но остаются следы высохшей воды на пылевом слое внутри фильтра и патрубках).
  2. Деформация и коробление гофр материала воздушного фильтра. При высыхании фильтрующего элемента, изготовленного из специального картона, деформация гофр неизбежна, однако в фильтроэлементах из синтетических материалов ее может не быть.
  3. «Диагональный» след на юбке поршня. Этот один из признаков работы поршня с перекосом, он наиболее характерен для деформации шатуна от гидроудара.
  4. Следы трения огневого пояса поршня о цилиндр над поршневым пальцем с одной стороны и ответный след на верхней части цилиндра в виде стертого нагара - очевидное следствие п.З.
  5. Расширение верхнего пояса нагара и следов контакта с поршневыми кольцами на цилиндре. Это происходит по причине укорочения шатуна при гидроударе и последующей работы двигателя с деформированным шатуном. Один из главных признаков гидроудара.
  6. Искривление стержня шатуна. Нередко вода попадает в несколько цилиндров и деформирует соответственно несколько шатунов, из которых разрушается только самый деформированный - его деформацию, очевидно, проверить уже невозможно. Однако в некоторых случаях, когда гидроудар произошел в нескольких цилиндрах, другие шатуны также могут быть явно деформированы.
  7. «Диагональный» износ шатунных вкладышей. Блестящие полосы у края вкладышей деформированного шатуна, расположенные диагонально. Данный признак характерен для деформаций шатуна.
  8. Нарушение процесса сгорания в цилиндре. При «осадке» шатуна и поршня на несколько миллиметров уменьшается степень сжатия, что является достаточным условием для уменьшения количества поступающего в данный цилиндр воздуха. Однако форсунка подает топливо в данный цилиндр в том же количестве, что и другие форсунки в соседние цилиндры. В результате топливовоздушная смесь в цилиндре с укороченным шатуном станет богаче, а нагара на стенки камеры сгорания осядет больше. Помимо этого, перекос поршня в цилиндре, вызываемый деформацией шатуна, ухудшает уплотняющее действие поршневых колец, что обуславливает повышение расхода масла в цилиндре и повышенное нагарообразование. Признак также характерен для сильных деформаций шатуна.
9) Усталостный излом на стержне разрушившегося шатуна. Данный признак не имеет большого практического значения, поскольку в подавляющем большинстве случаев поверхности излома стержня сильно повреждаются при поломке шатуна во время работы двигателя и не могут быть исследованы.

Анализ каждого из указанных признаков для исследуемого двигателя дает следующее:

Наличие воды в корпусе воздушного фильтра и патрубках проверено, в корпусе фильтра, так же как и в патрубках, подводящих воздух к двигателю, имеются следы испарившейся воды. Аналогично высохшие капли воды обнаружены на дроссельной заслонке. Проверять непосредственно наличие воды в двигателе бессмысленно, т.к. с момента гидроудара прошло слишком много времени, за которое вода давно испарилась.

Состояние воздушного фильтра на момент проведения осмотра не имеет отношения к неисправности, поскольку фильтр был заменен до поломки. Кроме того, фильтр исследуемого двигателя состоит из синтетических волокон и может не иметь следов попадания воды.

Диагональный след на юбке должен иметь явно выраженный характер на поршне №4. но юбка поршня разрушена, при этом похожих следов на остальных целых поршнях исследуемого двигателя не наблюдается.

Поршень №4 имеет явные следы одностороннего касания цилиндра верхней частью (рис45), в то время как с другой стороны на поверхности поршня расположен нагар, и следы касания цилиндра отсутствуют.

Пояс нагара в верхней части цилиндра №4 имеет неравномерный характер, с односторонней потертостью (рис.57), на цилиндрах №№ 1 и 2 нагар в верхней части лежит достаточно равномерно (на цилиндре №3 неравномерность нагара вызвана заклиниванием шатуна в поршне). Это явно говорит о том, что поршень № 4 работал с перекосом.

Расширение верхнего пояса нагара и смещение следов контакта с поршневыми кольцами вниз на цилиндре № 4 определено путем измерений и сравнения следов на этом цилиндре со следами на цилиндре №3. В цилиндре №4 имеется расширение зоны нагара - приблизительно на 2-2,5 мм. Аналогичное значение (около 2,5 мм) имеет и смещение вниз следов контакта колец в этом цилиндре (рис.56), причем удлинившийся пояс нагара закрыл собой часть следа от верхнего кольца, доходившего ранее до штатного положения, что видно на части окружности цилиндра (рис.56-57).

Полученные данные означают, что шатун № 4 был укорочен приблизительно на 2-2,5 мм. Такое изменение длины шатуна не могло быть вызвано производственными проблемами и, очевидно, произошло в эксплуатации.

Искривление стержня шатуна цилиндра №4. Определить деформацию стержня шатуна №4 вообще невозможно в связи с его разрушением.

Диагональный износ шатунных вкладышей обнаружен в шатуне №4 (рис.49), а в шатуне №3 такой диагональный износ вызван попаданием постороннего предмета (частью разрушенного поршня № 4) между бобышкой поршня и ВГШ (рис.52).

Нарушение процесса сгорания в цилиндре № 4 может быть установлено косвенно по более толстому слою нагара в камере сгорания этого цилиндра. При укорочении шатуна происходит уменьшение компрессии в цилиндре за счет увеличения объема камеры сгорания. Это вызывает ухудшение процессов наполнения и сгорания в цилиндре, в него поступает меньше воздуха, в то время как система управления регулирует подачу топлива на все форсунки одинаково. В результате в поврежденном цилиндре топливовоздушная смесь всегда оказывается более богатой топливом, чем в других цилиндрах, что и приводит к более интенсивному нагарообразования. Помимо отложения нагара от более богатой смеси возможно и нагарообразование от сгорания масла, поскольку перекос поршня всегда вызывает ухудшение уплотнительных свойств поршневых колец.

Усталостный излом стержня шатуна №4 не выявлен, поскольку обломки повреждены при ударах о блок цилиндров. Данный признак при определении причины неисправности носит вспомогательный (только подтверждающий лишний раз) характер.

Найденные признаки в совокупности доказывают, что шатун №4 был укорочен (сжат по длине) на 2-2,5 мм, и поршень в этом цилиндре работал с перекосом, причем имеются явные следы высохшей воды на деталях впускного тракта двигателя. Такие признаки в двигателе возможны исключительно только в одном случае - если в определенный момент эксплуатации произошел гидроудар от попадания воды. При любых других причинах деформации шатуна его укорочения не происходит, поскольку нет никаких сил, которые могут вызвать сжатие стержня по продольной оси шатуна, а другие жидкости, кроме воды, не оставляют высохших следов во впускной системе.

Таким образом, полученные данные позволяют сделать следующий вывод: в исследуемом двигателе до разрушения имел место гидроудар вследствие попадания воды в цилиндр №4, в результате которого шатун №4 был деформирован.

  1. Причины поломки деформированного шатуна.
При работе двигателя, как известно, шатун испытывает значительные, в десятки тонн, усилия на сжатие и растяжение, вызванные действием сил давления в цилиндре и сил инерции. В случае прямолинейности стержня шатуна, расположенного в плоскости вращения кривошипа коленвала, прочих дополнительных сил не возникает (за исключением боковых сил на шатун при эволюциях автомобиля - в рассматриваемом случае, при поперечном расположении двигателя, от бокового ускорения и замедления автомобиля).

Если стержень шатуна деформирован относительно плоскости качания (вращения кривошипа), то действие сил растяжения-сжатия неизбежно приведет дополнительно к изгибу стержня - дальнейшему изгибу под действием сжимающих сил и разгибанию

стержня под действием растягивающих сил. Причем амплитуда напряжений в стержне за счет появления дополнительных изгибающих сил увеличится в соответствии с величиной деформации - чем больше была деформация стержня при гидроударе, тем выше будут знакопеременные напряжения в стержне по сравнению с исправным шатуном.

Нештатный изгиб и является причиной усталостного разрушения стержня - если напряжения в стержне за счет его изгиба увеличатся настолько, что превысят предел усталости материала (с учетом концентраторов напряжений, например, шероховатости стержня), то со временем в стержне возникнет усталостная трещина, и затем шатун оборвется.

С другой стороны, при гидроударе возникают следующие процессы:

  • шатун сжимается вдоль оси с изгибом - данный эффект носит название «потеря устойчивости» при осевом сжатии [11],
  • сразу после гидроудара запуск двигателя затруднен либо невозможен вследствие невозможности прокрутки коленвала,
  • за счет сжатия шатуна поршень получает недоход до ВМТ,
  • в результате недохода поршня уменьшается степень сжатия и давление в конце сжатия,
  • изменение давления при сжатии вызывает изменение процесса сгорания в цилиндре и изменение состава смеси в нем на более богатую (при неизменной подаче топлива форсункой),
  • мощность цилиндра уменьшается, что может быть заметно на холостом ходу в виде некоторой неустойчивости,
  • искривление шатуна приводит к перекосу поршня, и при значительных деформациях вызывает расход масла, нагарообразование и стук, особенно заметный на холодном двигателе, когда зазор в цилиндре увеличен [20],
  • со временем стук может несколько уменьшиться или даже почти исчезнуть за счет приработки деталей к новому положению.

Место обрыва деформированного стержня шатуна после гидроудара зависит от конструкции шатуна и величины деформации в различных сечениях. На практике поломка обычно происходит в среднем сечении или ближе к верхней головке шатуна, где обычно стержень тоньше, а деформации под действием рабочих нагрузок выше.

Как это следует из анализа повреждений в исследуемом двигателе, поломка шатуна произошла приблизительно в середине стержня (рис.46). Это место характерно тем, что именно там шатун обычно ломается в случае превышения циклической нагрузкой предела усталости материала, поскольку напряжения и деформации в материале шатуна при его работе в деформированном состоянии там максимальны. Прямым доказательством усталостного разрушения шатуна в среднем сечении стержня мог бы стать специфический усталостный характер излома стержня - с характерными линиями «отдыха» и зоной «долома» [4]. Однако при разрушении обе половины стержня были значительно повреждены ударами о другие детали двигателя (рис.47), это не позволяет прямо подтвердить усталостный характер разрушения шатуна по характеру излома его стержня. В таком случае для установления факта усталостного разрушения могут быть использованы и косвенные доказательства (деформация шатуна, количество циклов нагрузки, место разрушения и т.д.).

Очевидно, чем больше деформация шатуна, тем выше напряжения и меньше циклов нагрузки потребуется для разрушения - в полном соответствии с кривой усталости материала. Приблизительное время до поломки можно рассчитать. Если двигатель работает в среднем на пониженных оборотах 1500 об/мин, а скорость средняя автомобиля составляет 40 км/час (при смешанной эксплуатации город-трасса), то за 1 час или 40 км пробега шатун будет нагружен 1500 х 60 = 90 000 раз, или 2250 раз на 1 км пути. Для небольших деформаций шатуна можно в 1-м приближении положить, что напряжения будут лишь незначительно превышать допустимые. Тогда 10 циклов нагрузки (вблизи предела выносливости) до разрушения шатуна автомобиль проедет приблизительно за 4450 км.

У исследуемого двигателя пробег с момента обращения владельца для диагностики и замены воздушного фильтра (пробег 15379 км, 15.07.2012г.) до поломки (пробег 20275 км) составил несколько больше расчетной - 4896 км. Поскольку порядок расчетной и теоретической величин пробега в целом хорошо соответствуют друг другу (разница менее 10%), есть все основания утверждать, что картина разрушения шатуна от усталости в исследуемом двигателе в целом подтверждается и теорией усталости - шатун №4 был поврежден при эксплуатации в результате гидроудара, случившегося незадолго до обращения владельца на СТО с жалобой на потерю мощности и просьбой о замене воздушного фильтра.

16.5. Исследование системы управления двигателя.

В материалах дела имеется протокол диагностики от 15.07.2012 года. Данный протокол распечатан после проведения диагностических работ по з/н № 11187. Также эксперту официальным дилером предоставлен диагностический протокол от 06.04.2013 года, записанный на момент предоставления автомобиля с неисправным двигателем. Предоставленный протокол отображает состояние двигателя на момент разрушения. Для более правильного ответа на поставленные перед экспертом вопросы необходимо рассмотреть каким образом на исследуемом автомобиле работает система диагностики.

  1. (системы управления последовательным впрыском топлива).Принципы работы системы ЕСМ (электронного контрольнодиагностического модуля) в составе SFI
Для диагностики автомобиля, оборудованного европейской бортовой системой самодиагностики (Euro-OBD), к автомобилю должна быть подключена система бортовойдиагностики OBD (удовлетворяющая стандарту ISO 15765-4). Таким образом можно считать различные выходные данные блока ЕСМ автомобиля [1].

Согласно положениям Euro-OBD, бортовой компьютер автомобиля должен включать контрольную лампу неисправности (MIL) на панели приборов в случае обнаружения неисправности в следующих системах:

  1. Неисправности в узлах системы снижения токсичности отработавших газов.
  2. Нарушения работы узлов системы управления трансмиссией, влияющих на токсичность отработавших газов.
  3. Неисправности в блоке управления.
Кроме того, в память ЕСМ записываются соответствующие диагностические коды неисправностей (DTC), предусмотренные требованиями стандарта ISO 15765-4 [3]. Если неисправность не проявляется в течение 3 последующих поездок, контрольная лампа неисправности автоматически выключается, однако коды DTC регистрируются в памяти ЕСМ.

Для проверки кодов DTC подключается портативный диагностический прибор (ПДП) к диагностическому разъему.

На дисплее прибора отображаются коды DTC, данные фиксированного набора параметров и различные данные о состоянии и условиях работы двигателя.

При нормальной эксплуатации автомобиля система диагностики работает в обычном режиме. В нормальном режиме диагностики для обеспечения точного определения неисправности применяется как логика диагностирования за 2 поездки. Это предполагает, что при первом обнаружении неисправности DTC временно сохраняются в памяти ЕСМ (1-я поездка). Если эта же неисправность регистрируется снова во время последующего цикла движения, включается контрольная лампа MIL (2-я поездка).

В качестве дополнительного средства механики могут воспользоваться режимом активной диагностики (поездка с прибором). Для улучшения способности системы обнаруживать неисправности, в том числе эпизодические, при воспроизведении признаков неисправностей в режиме активной диагностики используется логика диагностирования за 1 поездку (только в случае применения ПДП).

После проведения всех диагностических процедур, проверки систем и устранения выявленных неисправностей согласно официальной ремонтной документации производится удаление кодов DTC [1]. Коды DTC и данные фиксированного набора параметров могут быть удалены с помощью ПДП. Также коды DTC удаляются при отключении отрицательной клеммы АКБ автомобиля на время более 1 минуты. Факт удаления кодов фиксируется блоком управления, после удаления кодов начинается новый отсчет пробега автомобиля в блоке управления.В заказ наряде № 11187 указано, что при выполнении компьютерной диагностики 15.07.2012 года были зафиксированы следующие коды неисправности:

  1. Р1603 (Остановка двигателя без ключа).
  2. Р1604 (Незапуск двигателя).
  3. Р1605 (Падение частоты вращения КВ ниже уровня).
  4. Р0335 (Ошибка по датчику КВ).
Коды неисправностей Р1603, Р1604, Р1605 возникли непосредственно во время поездки № 1566 в момент времени 8 минут 57,8 секунды (537,8 с), в то время как код неисправности Р0335 возник во время последующей поездки автомобиля № 1568 длительностью всего 4,9 секунды.

В диагностическом протоколе от 06.04.2013, переданном ОД эксперту, зафиксированы 2 кода:

  1. Р1603 (Остановка двигателя без ключа).
  2. Р1605 (Падение частоты вращения КВ ниже уровня).
Коды неисправностей Р1603 и Р1605 возникли во время поездки №2095 продолжительностью 4 минуты 47,2 секунды.

Табл.4. Коды неисправностей по моменту фиксации.

Код DTSПротокол от 15.07.2012 (обращение клиента по з/н №11187, стр. дела№№ 38,39)Протокол от 06.04.2013 (передан эксперту при осмотре — см. Приложение 2).
Р0335ДАНЕТ
Р1603ДАДА
Р1604ДАНЕТ
Р1605ДАДА

Для корректной расшифровки кодов неисправностей необходимо указать значения некоторых терминов [ 1 ]:

Табл.5. Терминология диагностики TOYOTA.

ТерминОпределение
Описание работы системы контроляОписание того, что контролирует ЕСМ, и каким образом он выявляет неисправности (цель контроля и подробные сведения о нем).
Типичные условия срабатывания Предварительные условия, на основании которых ЕСМ принимает решение о наличии неисправностей.

Когда контролируемая величина (величины) превышает пороговое значение (значения) для неисправности, и удовлетворяются все предварительные условия, ЕСМ сохраняет DTC.

Требуемые

датчики/устройства

Датчики и устройства, используемые ЕСМ для обнаружения каждой неисправности.
Продолжительность

работы

Количество проверок, которые ЕСМ выполняет для каждой неисправности в течение каждого ездового цикла.

Выражение «Один раз за ездовой цикл» означает, что в течение одного ездового цикла ЕСМ выполняет проверки для данной неисправности только 1 раз.

Выражение «Непрерывно» означает, что ЕСМ выполняет проверки для данной неисправности всякий раз, когда выполняются условия срабатывания.

Продолжительность Минимальное время, в течение которого ЕСМ должен непрерывно регистрировать отклонение контролируемой величины (величин), чтобы сохранить DTC. Отсчет времени начинается сразу после установления «типичных условий срабатывания».
Типичные пороговые значения неисправности Значение, при выходе за которое ЕСМ регистрирует наличие неисправностей и сохраняет коды DTC.
Данные

фиксированного набора

Одновременно с записью в память кода DTC ЕСМ сохраняет параметры состояния автомобиля и условий движения как данные фиксированного набора параметров. При поиске неисправностей данные фиксированного набора параметров позволяют определить, двигался автомобиль в момент возникновения неисправности или нет, был ли прогрет двигатель, какой была топливовоздушная смесь (обедненной или обогащенной) и т.д.
Режим активной диагностики Режим диагностики за одну поездку с применением ПДП

Далее приведены выдержки из официальной ремонтной документации TOYOTA. В таблицах к каждому коду неисправности однозначно указан порядок действий (проверок), необходимых для точной и безошибочной локализации неисправности.

Рассмотрим все коды неисправностей, выявленные при диагностике автомобиля, более подробно.

  1. Код неисправности Р0335 - нарушения в цепи датчика положения
  2. коленчатого вала.
Датчик положения коленчатого вала состоит из зубчатого диска датчика положения коленчатого вала и измерительной катушки.Зубчатый диск датчика положения коленчатого вала имеет 34 зубца и монтируется на коленчатом валу. Измерительная катушка изготовлена из витой медной проволоки, стального сердечника и магнита. При вращении зубчатого диска датчика положения коленчатого вала каждый его зубец проходит через измерительную катушку, в результате чего формируется импульсный сигнал. Измерительная катушка генерирует 34 сигнала для каждого оборота коленчатого вала двигателя. На основании данных сигналов блок ЕСМ вычисляет положение коленчатого вала и определяет частоту вращения коленчатого вала двигателя. С помощью данных вычислений осуществляется управление впрыском топлива и углом опережения зажигания.

Табл.6. Код неисправности Р0335.

DTC

Условие обнаружения DTC
    Неисправный участок

Р0335Выполняется одно из следующих условий (логика диагностирования за 1 поездку):

  • В ЕСМ не поступает сигнал датчика положения коленчатого вала при прокручивании коленчатого вала двигателя стартером
  • Код неисправности Р1603 - двигатель остановлен без использования
  • замка зажигания.В ЕСМ не поступает сигнал датчика положения коленчатого вала, когда двигатель работает
  • Сигнал датчика положения коленчатого вала отсутствует, несмотря на то, что после прокручивания коленчатого вала стартером поступает нормальный сигнал датчика положения распредвала.

  • Обрыв или короткое замыкание в цепи датчика положения коленчатого ВЯЛЯ
  • Датчик положения коленчатого вала
  • Коленчатый вал (зубчатый диск датчика положения коленчатого вала)
  • ECM

  1. Код неисправности Р1603 - двигатель остановлен без использования
замка зажигания.

После запуска двигателя данный DTC был сохранен, когда двигатель был остановлен без использования замка зажигания.

С помощью портативного диагностического прибора по данным фиксированного набора параметров можно проверить условия на момент регистрации DTC. Данные фиксированного набора параметров отражают состояние двигателя на момент обнаружения неисправности. Эта информация может быть полезна при поиске и устранении неисправностей.

Перед началом диагностики необходимо проверить, не было ли в прошлом топливо выработано полностью, так как этот DTC также сохраняется, когда двигатель глохнет по причине отсутствия топлива.

DTC

Условие обнаружения DTC
    Неисправный участок

Р1603Когда контроль пусковых характеристик завершен (Р1604), и прошло не менее 5 с после запуска двигателя, и двигатель работает, двигатель останавливается (частота вращения коленчатого вала падает до уровня 200 об/мин или ниже) без использования замка зажигания не менее чем на 0,5 с (логика диагностирования за 1 поездку).
  • Утечка воздуха через систему впуска
  • Электровакуумный клапан продувки
  • Шланг усилителя тормозной системы не подсоединен должным образом
  • Датчик массового расхода воздуха в сборе
  • Датчик температуры охлаждающей жидкости
  • Жгут проводов или разъем
  • Датчик состава топливовоздушной смеси (датчик 1)
  • Цепь питания (электровакуумного клапана продувки, топливной форсунки в сборе, катушки зажигания в сборе)
  • Топливный насос
  • Система управления топливным насосом
  • Топливопровод (топливный фильтр, трубопроводы и шланги)
  • Корпус дроссельной заслонки с электродвигателем в сборе
  • Гидравлический клапан изменения фаз в сборе
  • Система кондиционирования воздуха
  • Система рулевого управления с усилителем
  • Система сигнала электрической нагрузки
  • Система автоматической трансмиссии
  • Датчик положения паркинга/нейтрали в сборе
  • Термостат
  • ECM

  1. Код неисправности Р1604 - двигатель не запускается.
Данный DTC сохраняется, когда двигатель не запускается, или же запуск двигателя занимает большое время, и частота вращения коленчатого вала низкая, либо двигатель глохнет сразу после запуска.

С помощью портативного диагностического прибора по данным фиксированного набора параметров можно проверить условия на момент регистрации DTC. Данные фиксированного набора параметров отражают состояние двигателя на момент обнаружения неисправности. Эта информация может быть полезна при поиске и устранении неисправностей.

Перед началом диагностики необходимо проверить, не выработано ли топливо полностью, так как этот DTC также сохраняется, когда проблема с запуском двигателя обусловлена выработкой топлива.В отличие от обычной диагностики неисправностей узлов, цепей и систем DTC Р1604 используется для определения неисправного участка по признакам неисправности и данным фиксированного набора параметров, когда пользователь сообщает о таких проблемах, как затрудненный запуск.

Так как этот DTC может сохраняться в результате определенных действий пользователя, то даже в случае вывода данного DTC, если клиент не сообщает о неисправностях, удалите его, не выполняя диагностику, и верните автомобиль клиенту.

Табл.8. Код неисправности Р1604.

№ DTC Условие обнаружения DTC
    Неисправный участок

Р1604 Выполняется одно из следующих условий (логика диагностирования за 1 поездку):

  • В течение определенного времени частота вращения коленчатого вала двигателя ниже 500 об/мин, и сигнал STA включен (см. рисунок ниже).
  • После запуска двигателя (частота вращения коленчатого вала не менее 500 об/мин) частота вращения коленчатого вала падает до уровня 200 об/мин или ниже в течение примерно 2 с

  • Двигатель в сборе (чрезмерное трение, потери компрессии)
  • Стартер в сборе
  • Датчик положения коленчатого вала
  • Датчик положения распредвала
  • Датчик температуры охлаждающей жидкости
  • Топливный насос
  • Система управления топливным насосом
  • Топливопровод (топливный фильтр, трубопроводы и шланги)
  • Топливная форсунка в сборе
  • Корпус дроссельной заслонки с электродвигателем в сборе
  • Регулятор давления топлива
  • Аккумуляторная батарея
  • Ведущий диск и коронная шестерня в сборе
  • Свеча зажигания
  • Цепь катушки зажигания в сборе
  • Система забора воздуха
  • Гидравлический клапан изменения фаз в сборе
  • Датчик массового расхода воздуха в сборе
  • Датчик состава топливовоздушной смеси
  • Фазы газораспределения
  • Топливо
  • Электровакуумный клапан продувки
  • Впускной клапан
  • Иммобилайзер двигателя
  • ECM

При обращении клиента в СЦ, по з/н № 11187 жалоб на плохой запуск двигателя автомобиля не было.

16.5.2.4. Код неисправности Р1605 - падения частоты вращения коленчатого

вала ниже порогового уровня.

Данный DTC сохраняется в случае падения частоты вращения коленчатого вала ниже порогового уровня.

Перед началом диагностики необходимо проверить, не было ли в прошлом топливо выработано полностью, так как этот DTC также сохраняется, когда холостой ход становится неравномерным по причине выработки топлива.

Табл.9. Код неисправности Р1605.

DTC

Условие обнаружения DTCНеисправный участок
P1605Когда после запуска двигателя

прошло не менее 5 с, и он

работает, частота вращения

коленчатого вала падает до

уровня 400 об/мин или ниже

(логика диагностирования за 1

поездку).

• Утечка воздуха через систему впуска

• Электровакуумный клапан продувки

• Шланг усилителя тормозной системы не

подсоединен должным образом

• Датчик массового расхода воздуха в сборе

• Датчик температуры охлаждающей жидкости

• Жгут проводов или разъем

• Датчик состава топливовоздушной смеси

(датчик 1)

• Цепь питания (электровакуумного клапана

продувки, топливной форсунки в сборе, катушки

зажигания в сборе)

• Топливный насос

• Система управления топливным насосом

• Топливопровод (топливный фильтр,

трубопроводы и шланги)

• Корпус дроссельной заслонки с

электродвигателем в сборе

• Гидравлический клапан изменения фаз в сборе

• Датчик детонации

• Катушка зажигания в сборе (для цилиндров № 1-

4)

• Топливная форсунка в сборе

• Свеча(и) зажигания

• Система кондиционирования воздуха

• Система рулевого управления с усилителем

• Система сигнала электрической нагрузки

• Система автоматической трансмиссии

С помощью портативного диагностического прибора по данным фиксированного набора параметров можно проверить условия на момент регистрации DTC. Данные фиксированного набора параметров отражают состояние двигателя на момент обнаружения неисправности. Эта информация может быть полезна при поиске и устранении неисправностей.

  1. Анализ неисправностей двигателя исследуемого автомобиля по данным диагностических протоколов.
Фиксированный набор данных, представленный в материалах дела, отображает данные о работе двигателя и автомобиля на момент возникновения ошибок 15.07.2012 года, а именно:

  1. Автомобиль двигался со скоростью 26-28 км/час.
  2. На 528 секунде после включения зажигания двигатель остановился.
  3. За 1 секунду с 527 секунды по 528 секунду обороты двигателя упали с 1925 об/мин до 285 об/мин.
  4. Температура воздуха на входе в двигатель упала в это же время с 38,7°С градуса до 25,6°С, т.е. на 13°С.
  5. Угол опережения зажигания за 1 секунду изменился с +13 градусов до -5 градусов.
  6. Расход воздуха снизился с 32,14 до 6,21 г/с.
С другой стороны, при гидроударе последовательно происходят следующие ниже перечисленные процессы:

  1. Внезапная остановка двигателя во время движения при включенном зажигании - в результате резкого повышения сопротивления вращению при попадании воды (упор поршня в воду).
  2. Резкое падение температуры входящего в двигатель воздуха - за счет поступления воды, имеющей существенно меньшую температуру.
  3. Резкое падение расхода воздуха и изменение угла опережения зажигания - при резком падении оборотов.
  4. Невозможность запуска двигателя сразу после остановки - в результате сопротивления, оказываемого водой при движении поршня вверх вблизи ВМТ.
  5. Нестабильная частота вращения двигателя после запуска - вследствие воздействия воды, остающейся в цилиндре, на свечу зажигания и процесс воспламенения и горения топлива.
Для наглядности изменение параметров двигателя в момент гидроудара сведено в табл. 10.

Табл. 10. Параметры двигателя определяющие гидроудар.

Параметр Параметры из протокола Процессы, происходящие в двигателе при гидроударе от попадания воды
ДвижениеОстановка

двигателя

Текущее время работы ДВС, с527528-
Скорость движения, км/час2628-
Обороты КВ, об/мин1925285Внезапное падение оборотов и остановка двигателя во время движения при включенном зажигании - в результате резкого повышения сопротивления вращению КВ при попадании воды (упор поршня в воду)
Т охл. жидкости, °С8686,2Не зависит от гидроудара
Т воздуха на входе, °С31,825,6Резкое падение температуры входящего в двигатель воздуха - за счет поступления воды, имеющей существенно меньшую температуру
Угол опережения зажигания,+13-5 Резкое падение расхода воздуха и изменение угла опережения зажигания - при резком падении оборотов
Расход воздуха, г/с32,146,21

Очевидно, изменение параметров двигателя в совокупности полностью соответствует всем признакам гидроудара от попадания воды извне - например, только в этом случае возникает скачок температуры воздуха на входе в двигатель. Следовательно, приведенные данные однозначно определяют причину остановки (и возникновения неисправности) двигателя как гидроудар при попадании воды в цилиндр.

  1. Оценка действий официального дилера TOYOTA по своевременному выявлению и устранению неисправности.
Официальная документация TOYOTA, по поиску неисправностей и производству ремонта не определяет гидроудар, как причину возникновения кодов неисправности. В рекомендациях по производству контрольно-диагностических работ на исследуемом автомобиле указывается, что [ 1 ]:

"В отличие от обычной диагностики неисправностей узлов, цепей и систем DTC Р1603, Р1604, Р1605 используется для определения неисправного участка по признакам неисправности и данным фиксированного набора параметров, когда пользователь сообщает о таких проблемах, как затрудненный запуск. Так как эти DTC могут сохраняться в результате определенных действий пользователя, то даже в случае вывода данных DTC, если клиент не сообщает о неисправностях, удалите их, не выполняя диагностику, и верните автомобиль клиенту."

Поскольку вся процедура поиска по всем системам автомобиля, которые могут вызвать появление конкретных кодов ошибок, составляет сотни операций, производитель предостерегает дилера от значительных потерь времени при длительных поисках неявной неисправности - такая работа может оказаться бесполезной, если водитель не сообщает по тем или иным причинам действительных обстоятельств в эксплуатации автомобиля, которые могли вызвать такие неисправности.

С другой стороны, все указания TOYOTA обязательны для дилера - никаких самостоятельных инженерных исследований дилера, выполняемых вопреки технической документации, производителем не предусмотрено.

Из истории автомобиля известно, что приблизительно за 4887 км до поломки водитель обращался на СТО официального дилера для замены воздушного фильтра и диагностических работ, жалоба на потерю мощности, «автомобиль не едет». Есть все основания полагать, что данное обращение было непосредственно связано с последствиями гидроудара.

Однако, как это следует из заказ-наряда №11187 от 15.07.2012, автомобиль был предоставлен ОД на диагностику и замену воздушного фильтра без описания всех обстоятельств в эксплуатации, которые могли вызывать записанные в памяти системы ЕСМ коды ошибок. В частности, отсутствуют сведения о том, что двигатель заглох и не запускался при движении в дождь и вероятно, при проезде глубоких луж. В этом случае, согласно указаний производителя, ОД обязан удалить коды, и при их последующем отсутствии (не появлении) при проверке просто отдать автомобиль клиенту.

Таким образом, ОД выполнил все предписания TOYOTA по поиску и устранению неисправностей, но при отсутствии информации от клиента никакие действия ОД не могли привести к выявлению неисправности (деформация шатуна) и ее причины (гидроудар). В таком случае отсутствие информации от клиента об обстоятельствах эксплуатации автомобиля и явилось причиной поломки двигателя в результате последующего усталостного разрушения деформированного шатуна.

  1. Причины попадания воды в двигатель.
При движении автомобиля по дороге, на которой имеется небольшой слой воды (сильный дождь и/или лужи), вода, истекающая из-под передних колес, разбрызгивается в арках колес и стекает вниз под днище автомобиля. Однако при большом слое воды на дороге (около 10 см и более) перед автомобилем возникает достаточно высокая носовая волна, высота которой существенно превышает слой воды на дороге и может быть соизмерима с высотой его передней части или даже выше [29]. В этом случае волна перед автомобилем может заходить на бампер и капот, заливая через решетку радиатора всю переднюю часть автомобиля, включая подкапотное пространство.

Любая волна имеет свою собственную скорость движения, и поскольку за гребнем волны всегда следует впадина, безопасной скоростью для автомобиля в глубокой луже будет та, при которой передняя часть автомобиля будет двигаться вместе со впадиной волны (эта скорость не превышает 10 км/час). Очевидно, любое ускорение или замедление автомобиля, а также волна от встречного автомобиля, неминуемо приведут к заливанию волной передней части моторного отсека.

Заборный патрубок воздушного фильтра в любом автомобиле массового производства всегда расположен в передней части в зоне, наиболее защищенной от попадания воды - за передним бампером несколько выше него. Высота расположения заборного патрубка у подавляющего большинства легковых автомобилей не превышает 0,5 м от земли, что определяется конструктивными особенностями и высотой расположения капота. В случае, если волна накрывает переднюю часть автомобиля, велика вероятность того, что вода заполнит все полости в передней части автомобиля и попадет во входной патрубок воздушного фильтра.

В настоящее время все автомобили массового производства, предназначенные для движения по дорогам общего пользования, не имеют каких-либо специальных устройств для полного предотвращения попадания воды на вход двигателя. Исключение составляют только специальные автомобили для езды по бездорожью, у которых заборный патрубок вынесен на большую высоту и расположен вне кузова автомобиля (так называемый шнорхель), однако такие конструкции не являются серийными.

В результате все легковые автомобили всех известных моделей, классов и производителей подвержены в той или иной степени гидроудару в двигателе от попадания воды. Причиной гидроудара в подавляющем большинстве случаев является слишком большая скорость движения автомобиля при проезде глубоких луж, образующихся на дороге при сильном дожде. При этом малая скорость движения позволяет избежать гидроудара в двигателе вплоть до чрезмерно высокого уровня воды (предельный уровень воды должен быть гарантированно, с запасом, ниже уровня расположения заборного патрубка воздушного фильтра), в то время как высокая скорость движения представляет опасность для двигателя даже при сравнительно небольшом слое воды на дороге.

У эксперта нет точных данных о влиянии скорости движения, величины слоя воды и расположения входного патрубка на возникновение гидроудара у конкретных автомобилей, однако практика эксплуатации и ремонта значительного количества двигателей говорит о том, что избежать гидроудара при появлении большого количества воды на дороге можно только путем выбора правильной скорости движения или вообще выбора другого маршрута движения.

Так, в рекомендациях по вождению в сложных дорожных условиях, коим являются глубокие лужи на дорогах, указывается, что следует держать скорость не более 10 км/час. Согласно диагностическому протоколу от 15.07.2012, скорость движения исследуемого автомобиля в момент гидроудара была существенно выше - около 26-28 км/час. В случае, если на дороге была глубокая лужа, такая скорость движения является опасной и прямо приводит к гидроудару в двигателе.

Компания TOYOTA в Руководстве по эксплуатации исследуемой модели автомобиля ограничивает режимы движения так (стр.134 [2]):

"При въезде на затопленные дороги.

Избегайте вождения по дорогам, затопленным после сильного дождя и т.п. Это может привести к следующим серьезным повреждениям автомобиля:

  • Остановка двигателя.
  • Замыкание электросистемы.
  • Повреждение двигателя, вызванное проникновением воды."

В соответствии с этим нет никаких причин предполагать, что легковой автомобиль бизнес-класса, коим является и исследуемый автомобиль, должен обладать внедорожными свойствами и свободно преодолевать глубокие лужи без снижения скорости и соблюдения необходимых мер предосторожности. Исходя из этого, есть все основания утверждать, что причиной попадания воды в двигатель, вызвавшей гидроудар, является грубая эксплуатация автомобиля, выразившаяся в движении с повышенной скоростью по дороге с большим слоем дождевой воды и/или по глубоким лужам.

  1. Особенности вторичного повреждения и разрушения исследуемого двигателя.
Обычно при поломке деформированного шатуна в двигателе происходят следующие последовательные процессы:

  1. поршень с обломком стержня вылетает вверх и ударяется в головку блока цилиндров, что, как правило, сопровождается деформацией клапанов, открывающихся навстречу поршню,
  2. нижняя головка шатуна с обломком стержня получает свободу вращения, при этом стержень шатуна начинает сталкиваться с окружающими стенками блока цилиндров,
  3. удары стержня при вращении НГШ приводят к повреждению цилиндра в нижней и средней части, а также к пролому стенок блока ниже цилиндра, если толщина/прочность стенок в этих местах понижена (например, нет ребер жесткости).
При небольших оборотах, сбросе газа и незамедлительной остановке двигателя дальнейших поломок, как правило, не происходит, при этом поршень с поршневым пальцем и обломком ВГШ остаются в верхней части цилиндра с минимальными повреждениями. В некоторых случаях своевременное выключение двигателя после

поломки шатуна позволяло даже выполнить восстановительный ремонт двигателя с минимальными затратами.

Однако повреждения могут стать намного более серьезными, а двигатель - практически не ремонтируемым, если он не будет выключен вовремя, и/или обрыв шатуна произойдет на повышенных оборотах. Для двигателя, продолжающего работать с оборванным шатуном. последовательно будут происходить следующие «дополнительные» процессы:

  1. отсутствие связи поршня с КШМ приведет к тому, что при открытии впускных клапанов поршень с обломком ВГШ будет стремиться вверх за счет разрежения во впускном коллекторе.
  2. при открытии выпускных клапанов из выпускной системы в цилиндр начнут поступать выхлопные газы, что приведет к тому, что поршень будет стремиться вниз.
  3. возможные колебания поршня вверх и вниз будут сопровождаться ударами поршня по головке блока, а снизу по поршню возможны удары обломка вращающегося шатуна,
  4. колебания поршня могут быть усилены при деформации клапанов, когда клапаны теряют герметичность посадки с седлами, при этом поршень будет преимущественно двигаться вниз под действием газов с повышенным давлением, проникающих из выпускной системы,
  5. удары противовесов и обломка НГШ снизу постепенно вызовут все большее разрушение поршня,
  6. одновременно с разрушением поршня возможно и дальнейшее разрушение обломка стержня на нижней головке шатуна, свободно вращающегося на шейке коленвала,
  7. обломки деталей при падении вниз попадут в плоскости вращения противовесов и далее в плоскости качания соседних шатунов, что может вызвать повреждение соседних шатунов и цилиндров.
В результате детали работающего двигателя будет разрушаться и дальше, при этом степень их повреждений и количество поврежденных деталей уже трудно прогнозировать.

В исследуемом двигателе после разрушения шатуна произошло разрушение стенок БЦ от ударов нижней головки шатуна с обломком стержня. Далее обломок поршня №4 попал между бобышкой поршня №3 и шатуном №3, что, вероятно, вызвало остановку двигателя. Это означает, что после поломки шатуна двигатель работал на повышенных оборотах и/или продолжал некоторое небольшое время работать до самопроизвольной остановки, а не был выключен водителем.

В момент поломки и последующей остановки двигателя в диагностическом протоколе от 06.04.2013 зафиксированы 2 кода:

1. Р1603 (Остановка двигателя без ключа)

2. Р1605 (Падение частоты вращения КВ ниже минимального уровня)

Появление этих кодов очевидно - с неработающим цилиндром №4 (разрушение деталей ЦПГ) обороты холостого хода будут ниже минимальных, а деформация клапанов приведет к потере разрежения во впускном коллекторе и переобеднению смеси, что может вызвать остановку двигателя вследствие подсоса воздуха в коллектор. Кроме того, при вращении НГШ с обломком стержня возможны не только пробоины в БЦ, но и заклинивание коленвала, при этом зафиксированное попадание обломка поршня №4 в зазор между бобышкой поршня и шатуном №3 также свидетельствует о заклинивании соединения. Именно это, вероятно, и вызвало остановку двигателя без выключения зажигания.

Таким образом, коды неисправностей, записанные системой ЕСМ при поломке, полностью соответствуют картине разрушения двигателя при поломке шатуна.

17. СИНТЕЗИРУЮЩАЯ ЧАСТЬ.

  1. Формулирование причины неисправности двигателя.
Для окончательного формулирования причины неисправности двигателя еще раз перечислим все уже установленные и доказанные характерные основные признаки и особенности неисправности, разбив их на группы.

Группа №1. Общая характеристика неисправности двигателя.

  1. В двигателе имеются сразу три серьезные неисправности, локализованные в цилиндре №4:
  • Поломка шатуна.
  • Поломка поршня.
  • Повреждение клапанов 4-го цилиндра.
  • Повреждение блока цилиндров (пробоины).
  • Неисправности не могли возникнуть независимо друг от друга.

Вывод по группе №1:

Между поломкой шатуна, поршня и повреждение клапанов в цилиндре №4 имеется однозначная причинно-следственная связь.

Группа №2. Причины разрушения поршня №4.

  • Превышение оборотов не может быть причиной разрушения поршня.
  • Повреждения поршня вследствие гидроудара, детонации, перегрева, некачественной сборки двигателя как при ремонте, так и при его производстве, а также любой производственный дефект поршня не являются причиной поломки в исследуемом двигателе.
  • Выскакивание стопорного кольца поршневого пальца не является причиной поломки

Вывод по группе №2:

Самопроизвольное разрушение поршня не является причиной поломки.

Группа №3. Причины разрушения шатуна №4.

  • Шатун является очень прочной деталью, прочность которой выше других деталей цилиндропоршневой группы.
  • Разрушение шатуна, как правило, носит усталостный характер.
  • В исследуемом двигателе разрушение шатуна не могло быть связано с превышением допустимых оборотов.
  • Неквалифицированный ремонт не является причиной поломки шатуна.
  • Масляное голодание не является причиной разрушения шатуна исследуемого двигателя.
  • Поломка шатуна в результате заводского дефекта для исследуемого двигателя при пробеге более 20 000 км является крайне маловероятной или даже сомнительной причиной.

Вывод по группе №3:

Признаки на деталях двигателя не соответствуют ни одной из вышеперечисленных причин поломки. Единственной возможной причиной поломки шатуна является гидроудар.

Группа №4. Признаки гидроудара в механической части исследуемого двигателя.

  • Поршень №4 имеет явные следы работы с перекосом при одностороннем касании цилиндра верхней огневой частью.
  • Пояс нагара в верхней части цилиндра №4 имеет неравномерный характер, с односторонней потертостью.
  • Расширение верхнего пояса нагара и следов контакта с поршневыми кольцами на цилиндре №4 свидетельствует о том, что шатун №4 был укорочен приблизительно на 2-2,5 мм.
  • Следы работы с перекосом на шатунных вкладышах.
  • Повышенный слой нагара в цилиндре №4 по сравнению с другими цилиндрами.
  • Износ стопорных колец поршневого пальца на поршне №4 при отсутствии характерной вертикальной борозды на цилиндре как признака выскакивания стопорного кольца из канавки поршня.

Вывод по группе №4:

Причиной неисправности двигателя явился гидроудар вследствие попадания жидкости в цилиндр №4, в результате которого шатун №4 был деформирован, что и явилось причиной его последующей поломки через 4887 км.

Группа №5. Причины гидроудара в исследуемом двигателе.

  • Перегрева двигателя и поступления охлаждающей жидкости в цилиндры не было.
  • Топливные форсунки были исправны и не являются причиной гидроудара.
  • Попадание масла в цилиндры не имеет причинно-следственных связей с гидроударом в исследуемом двигателе.
  • Следы высохшей воды во всех элементах впускной системы от корпуса воздушного фильтра до дроссельной заслонки.

Вывод по группе №5:

Единственной причиной гидроудара в цилиндре №4 исследуемого двигателя является попадание воды во впускную систему извне. Предположительно гидроудар случился незадолго до обращения владельца на СТО с жалобой на потерю мощности и с просьбой заменить воздушный фильтр.

Группа №6. Признаки гидроудара от попадания воды по данным системы управления исследуемого двигателя.

  • Внезапная остановка ДВС без выключения зажигания.
  • Затрудненный, нестабильный запуск после записи кодов неисправностей.
  • Обороты ниже предельных на холостом ходу.
  • Скачок температуры воздуха на входе в двигатель от попадания воды.

Вывод по группе №6:

Анализ данных диагностического протокола однозначно определяет причину возникновения неисправности двигателя при пробеге 15388 км как гидроудар при попадании воды в цилиндр извне.

Г руппа №7. Причина гидроудара в двигателе.

  • При проезде глубоких луж перед автомобилем возникает волна, движущаяся со скоростью около 10 км/час.
  • При движении автомобиля с повышенной скоростью волна может привести к заполнению водой моторного отсека автомобиля.
  • Все легковые автомобили имеют небольшую высоту расположения заборного патрубка воздушного фильтра - около 0,5 м.
  • Автомобиль в момент возникновения гидроудара двигался со скоростью 26- 28 км/час.
  • Согласно Руководству по эксплуатации, необходимо избегать вождения по дорогам, затопленным после сильного дождя, т.к. это может привести к повреждению двигателя, вызванному проникновением воды.

Вывод по группе №7:

Причиной попадания воды в двигатель, вызвавшей гидроудар, является нарушение положений Руководства по эксплуатация автомобиля, выразившееся в движении с повышенной скоростью по дороге с большим слоем дождевой воды и/или по глубоким лужам.

Группа №8. Вторичное разрушение двигателя.

  • При сбросе газа и незамедлительной остановке двигателя дальнейших поломок, кроме поломки шатуна, как правило, не происходит.
  • Если двигатель продолжает работать после поломки шатуна, его детали будет разрушаться дальше.
  • Поршень с обломком ВГШ будет постепенно смещаться вниз и разрушаться ударами обломка НГШ и противовесов коленвала.
  • При поломке зафиксированы коды неисправности, свидетельствующие о падении оборотов ниже минимально допустимых и выключении двигателя без ключа зажигания.
  • Обломки деталей при попадании в плоскость вращения противовесов и в плоскости качания шатуна вызвали повреждение соседнего цилиндра №3 и заклинивание сопряжения шатуна с поршнем №3.

Вывод по группе №8:

Двигатель после поломки шатуна не был выключен водителем и продолжал работать некоторое небольшое время, после чего самопроизвольно остановился от заклинивания коленвала.

Группа №9. Действия официального дилера по диагностированию неисправности и предотвращению поломки двигателя.

  • Официальная документация TOYOTA, по поиску неисправностей и производству ремонта не определяет гидроудар, как причину возникновения кодов неисправности.
  • В рекомендациях по производству контрольно-диагностических работ на исследуемом автомобиле указывается, что коды ошибок Р1603, Р1604, Р1605 используется для определения неисправного участка по признакам

неисправности, когда пользователь сообщает о таких проблемах, как затрудненный запуск.

  • Если клиент не сообщает о неисправностях, TOYOTA рекомендует удалить их коды, не выполняя диагностику, и вернуть автомобиль клиенту.
  • Все указания TOYOTA обязательны для дилера - никаких самостоятельных инженерных исследований дилера, выполняемых вопреки технической документации, производителем не предусмотрено.
  • Автомобиль был предоставлен ОД на диагностику и замену воздушного фильтра без описания всех обстоятельств в эксплуатации, которые могли вызывать записанные в памяти системы ЕСМ коды ошибок.
  • Согласно указаниям производителя, ОД обязан удалить коды, и при их последующем отсутствии (не появлении) при проверке просто отдать автомобиль клиенту.

Вывод по группе №9:

ОД выполнил все предписания TOYOTA по поиску и устранению неисправностей, но при отсутствии информации от клиента никакие действия ОД не могли привести к выявлению неисправности (деформация шатуна) и ее причины (гидроудар). В таком случае отсутствие информации от клиента об обстоятельствах эксплуатации автомобиля и явилось причиной поломки двигателя в результате последующего усталостного разрушения деформированного шатуна.

17. РЕЗУЛЬТАТИВНАЯ ЧАСТЬ.

  1. Предварительное формулирование выводов о причине неисправности и ответы на вопросы экспертизы.
Ответ на вопрос №1 экспертизы:

  1. Указать причины разрушения двигателя исследуемого автомобиля?
следующий:

Причиной неисправности двигателя явился гидроудар в цилиндре №4, произошедший при пробеге 15388 км незадолго до обращения владельца на СТО с жалобой на потерю мощности и с просьбой о замене воздушного фильтра. В результате гидроудара шатун №4 был деформирован, что явилось причиной последующего разрушения шатуна и двигателя при пробеге 20275 км.

Ответ на вопрос №2 экспертизы:

  1. Выявленные причины разрушения двигателя являются производственным браком или носит эксплуатационный характер?
следующий:

Причинно-следственная связь разрушения с производственным браком отсутствует, причиной разрушения двигателя является неграмотная эксплуатация автомобиля.

Ответ на вопрос №3 экспертизы:

  1. Если двигатель исследуемого автомобиля разрушился в результате попадания жидкости в камеру сгорания 4-20 цилиндра, то какая жидкость стала причиной разрушения двигателя, каким путем данная жидкость попала в камеру сгорания?
следующий:

Двигатель получил повреждения и через 4887 км разрушился в результате гидроудара от попадания воды извне во входной патрубок воздушного фильтра. Причиной попадания воды в двигатель, вызвавшей гидроудар, является нарушение положений Руководства по эксплуатация автомобиля, выразившееся в движении с повышенной скоростью по дороге с большим слоем дождевой воды и/или по глубоким лужам.

Ответ на дополнительный вопрос №4 экспертизы:

  1. Имел ли официальный дилер возможность диагностировать гидроудар при обращении клиента по з\н № 11187, чтобы предотвратить разрушение двигателя?
следующий:

При обращении клиента официальный дилер выполнил все предписания TOYOTA по поиску и устранению неисправностей, но при отсутствии информации от клиента об обстоятельствах эксплуатации автомобиля никакие действия ОД не могли привести к выявлению неисправности (деформация шатуна) и ее причины (гидроудар), чтобы предотвратить поломку. Отсутствие полной информации от клиента явилось причиной поломки двигателя в результате последующего усталостного разрушения деформированного шатуна.

выводы

  1. Причиной неисправности двигателя явился гидроудар в цилиндре №4, произошедший при пробеге 15388 км незадолго до обращения владельца на СТО с жалобой на потерю мощности и с просьбой о замене воздушного фильтра. В результате гидроудара шатун №4 был деформирован, что явилось причиной его последующего усталостного разрушения и поломки двигателя через 4878 км после обращения на СТО при пробеге 20275 км.

  1. Причинно-следственная связь разрушения двигателя с производственным браком отсутствует, причиной разрушения двигателя является неграмотная эксплуатация автомобиля.
  2. Двигатель получил повреждения и далее через 4887 км пробега разрушился в результате гидроудара от попадания воды извне во входной патрубок воздушного фильтра. Причиной попадания воды в двигатель, вызвавшей гидроудар, является нарушение положений Руководства по эксплуатация автомобиля, выразившееся в движении с повышенной скоростью по дороге с большим слоем дождевой воды и/или по глубоким лужам.
  3. При обращении клиента с жалобой на потерю мощности и просьбой заменить воздушный фильтр официальный дилер выполнил все предписания TOYOTA по поиску и устранению неисправностей, но при отсутствии полной информации от клиента об обстоятельствах эксплуатации автомобиля (остановка двигателя и затрудненный запуск) никакие действия ОД не могли привести к выявлению неисправности (деформация шатуна) и ее причины (гидроудар), чтобы предотвратить последующую поломку.

Эксперт, специалист по конструкции, рабочим процессам и неисправностям ДВС, канд. техн. наук, старший науч. сотрудник,

Ген.директор ООО "АБ-Эксперт" А.Э.Хрулев

Заключение содержит 54 стр. текста и приложения с 66 рис. на 33 стр., источников литературы - 32.

Александр Хрулев, канд. техн. наук, директор фирмы «АБ-Инжиниринг»