О причинах выхода из строя двигателя Ford Focus

О причинах выхода из строя двигателя Ford Focus

Наглядный пример того, как неточности и ошибки одного эксперта позволяют другому недобросовестному эксперту превратиться в адвоката и перевернуть все "с ног на голову", поменяв местами причину со следствием и найдя совершенно бредовые причины неисправности типа падения компрессии от расположения замков маслосъемных колец. Интересно, что так называемый "эксперт" исследует в экспертизе двигателя не только вопросы неисправностей, но и время жизни Вселенной — это стоит того, чтобы посмотреть! С нашей помощью справедливость удалось восстановить.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ СПЕЦИАЛИСТА № 23/07 от 10.07.08 г.

27 июня 2008 г. ООО "СМЦ "АБ-Инжиниринг" по определению К...ского суда были получены материалы судебного разбирательства по иску Е...ва Е.П. к ООО "Авто" о защите прав потребителя, с целью провести повторную судебно-техническую экспертизу двигателя автомобиля Форд Фокус, регистрационный знак О 941 СЕ 90. В соответствии с этим обращением в ООО "ОУЕЦ "АБ-Инжиниринг" был открыт заказ/наряд № 325т от 02 июля 2008 г.

1. Сведения об эксперте

Исследование материалов дела, определение причин поломки двигателя EYDK- 4Y1201 автомобиля Форд Фокус, регистрационный знак О 941 СЕ 90, VEST: X9FAXXEEDA4Y1201, и составление настоящего заключения проводил Хрулев Александр Эдуардович - специалист, начальник Бюро моторной экспертизы СМИ, "АБ- Инжиниринг", эксперт-автотехник 1-й категории (сертификат эксперта-автотехника № 001.00064.К1 от 04.07.2006 г.), образование высшее (факультет двигателей МАИ), кандидат технических наук, Еенеральный директор ООО "СМИ, "АБ-Инжиниринг", стаж работы по специальности (рабочие процессы, конструкция, ремонт и эксплуатация двигателей внутреннего сгорания) - 23 года, из них экспертом-автотехником - 5 лет.

2. Объект экспертизы

Материалы дела, в том числе, заключения экспертиз экспертов О...ха О.А. и Ш...ва Е.Ю. о причинах поломки, фотографии двигателя EYDK-4Y1201 автомобиля Форд Фокус, регистрационный знак О 941 СЕ 90, VEST: X9FAXXEEDA4Y1201, и его деталей (на CD- диске).

Заказчик экспертизы - ООО "Авто", заказ-наряд №325т от 02.07.08.

3. Вопросы, поставленные перед экспертом:

  1. Определить причины поломки двигателя автомобиля Форд Фокус, регистрационный знак О 941 СЕ 90, принадлежащего Е... ву В.П.?
  2. Носят ли причины поломки двигателя производственный или эксплуатационный характер?

4. Задачи, поставленные перед экспертом:

Провести необходимые исследования и ответить на поставленные вопросы.

5. Исходная информация

К...ким судом эксперту для изучения предоставлены материалы дела и фотографии двигателя и его деталей.

Согласно предварительной информации из материалов дела, Е...в В.П. после приобретения автомобиля в автосалоне ООО "Авто" при пробеге 9173 км обратил внимание на низкий уровень и черный цвет масла, после чего масло было заменено в автосервисе ООО "Авто". Далее при пробеге 14487 км масло вновь было заменено. Затем при пробеге 27000 км в работе двигателя были обнаружены перебои, а после предоставления автомобиля в автосервис ООО "Авто" путем снятия и разборки двигателя было установлено, что разрушены межкольцевые перегородки (перемычки) на поршнях 2- го и 3-го цилиндров.

6. Использованная литература

  1. Хрулев А.Э. Ремонт двигателей зарубежных автомобилей. - Изд-во "За Рулем", М.: 1998,- 480с.
  2. Хрулев А. «Загадки процесса сгорания», ч. 1, "Автомобиль и сервис", №4/2000.
  3. Хрулев А. «Загадки процесса сгорания», ч. 2, "Автомобиль и сервис", №5/2000.
  4. Хрулев А. «Почему прогорел поршень?», "Автомобиль и сервис", №10/2000.
  5. Хрулев А. «Если двигатель дымит», "Автомобиль и сервис", №5/1998
  6. Хрулев А. «Если двигатель стучит», ч. 1, "Автомобиль и сервис", №8/2000.
  7. Хрулев А. «Если двигатель стучит», ч. 2, "Автомобиль и сервис", №9/2000.
  8. Хрулев А. «Еидроудар в цилиндре», "Автомобиль и сервис", №4/2000.
  9. Piston Damage - Causes and Remedies. - MAHLE GmbH, Stuttgart, 1999,- 66 p.
  10. Повреждения поршней. Каквыявитьиустранитьих. - MSI Motor Service International GmbH, Neckarsulm, 2004.-103 c.
  11. Отпрактикикпрактике. - MSI Motor Service International GmbH, Neckarsulm, Германия, 2005,- 60c.
  12. Расходипотеримасла. - MSI Motor Service International GmbH, Neckarsulm, Германия, 2004,- 28c.
  13. Piston ring sets. Catalogue.- MAHLE GmbH, Stuttgart, 2008,- 552 p.
  14. NGK spark plugs. Catalogue.- NGK Spark plug Europe GMBH, Germany, 2008,- 731 p.
  15. Ford Focus. Руководство по эксплуатации. - Ford Motor Company, 2002. - 267c.
  16. Mitsubishi Lancer. Руководствопоэксплуатации. - Mitsubishi Motors Corporation, 2005.-520c.
  17. HondaCivic. Руководство по эксплуатации. Honda Motor Co.Ltd, 2006. - 476c.
  18. HondaAccord. Руководство по эксплуатации. Honda Motor Co.Ltd, 2003. - 592c.

7. При осмотре и анализе представленных фотографий установлено:

Двигатель снят с автомобиля и частично разобран - сняты головка блока цилиндров, поддон картера и шатуны с поршнями (рис. 1).

Состояние шатунных шеек коленчатого вала и шатунных вкладышей хорошее, задиры, которые могли быть связаны с недостаточным уровнем масла, отсутствуют (рис. 2).

Цилиндры в целом в нормальном состоянии, имеются отдельные риски на поверхности (рис. 3). В одном из средних цилиндров имеется затертая область шириной около 15 мм, свидетельствующая о повышенном трении поршня или поршневых колец (рис. 4), однако, судя по фотографии, этот дефект не является глубоким задиром. Размеры цилиндров в целом соответствуют пробегу (рис. 5).

Рис. 1. Блок цилиндров двигателя со снятой головкой блока и поддоном.
Рис. 1. Блок цилиндров двигателя со снятой головкой блока и поддоном.
Рис. 2. Шатунные шейки коленчатого вала не имеют явных повреждений.
Рис. 2. Шатунные шейки коленчатого вала не имеют явных повреждений.
Рис. 3. Поверхность большинства цилиндров не имеет повреждений.
Рис. 3. Поверхность большинства цилиндров не имеет повреждений.
Рис. 4. На поверхности одного из средних цилиндров имеется характерный след (задир) от
трения поршня и/или колец.
Рис. 4. На поверхности одного из средних цилиндров имеется характерный след (задир) от трения поршня и/или колец.
Рис. 5. Измерения цилиндров не выявили явных износов.
Рис. 5. Измерения цилиндров не выявили явных износов.

Днища поршней в целом чистые, однако на средних поршнях имеется незначительное нагарообразование в зоне, близкой к тарелкам впускных клапанов (рис. 6), причем цвет нагара свидетельствует о сильном нагреве этой части днища. С обратной (нижней) стороны днища у средних поршней также имеется заметное почернение на поверхности (рис. 7).

Юбки поршней в нормальном состоянии без следов задиров и износов (рис. 8). На поршнях 2-го и 3-го цилиндров наблюдается практически идентичная поломка перемычек между верхним и средним, а также между средним и нижним кольцами (рис. 9).

Поршневые кольца в целом не изношены и не повреждены (рис. 10). Обращает на себя внимание близкое расположение замков дисков маслосъемных колец (рис. 11), однако замки других колец разведены по углу как от замков маслосъемных колец, так и друг относительно друга (рис. 12). При этом замки дисков расположены в зоне отверстия под поршневой палец на поршне (рис. 11).

Рис. 6. Состояние днища поршней – несколько повышенное количество нагара
наблюдается у поршней средних цилиндров (справа), причем цвет нагара свидетельствует
о высокой температуре поршня.
Рис. 6. Состояние днища поршней – несколько повышенное количество нагара наблюдается у поршней средних цилиндров (справа), причем цвет нагара свидетельствует о высокой температуре поршня.
Рис. 7. Изменение цвета (почернение) внутренней поверхности днища поломанного
поршня среднего цилиндра (справа) свидетельствует о более высокой рабочей
температуре этого поршня.
Рис. 7. Изменение цвета (почернение) внутренней поверхности днища поломанного поршня среднего цилиндра (справа) свидетельствует о более высокой рабочей температуре этого поршня.
Рис. 8. Состояние юбок всех поршней – дефекты отсутствуют.
Рис. 8. Состояние юбок всех поршней – дефекты отсутствуют.
Рис. 9. Характер поломки перемычек на одном из поршней средних цилиндров.
Рис. 9. Характер поломки перемычек на одном из поршней средних цилиндров.
Рис. 10. Характер поломки перемычек на другом поршне одного из средних цилиндров
аналогичен. Явный износ поршневых колец отсутствует.
Рис. 10. Характер поломки перемычек на другом поршне одного из средних цилиндров аналогичен. Явный износ поршневых колец отсутствует.
Рис. 11. Расположение замков дисков маслосъемного кольца у отверстия поршневого
пальца свидетельствует о правильной установке дисков.
Рис. 11. Расположение замков дисков маслосъемного кольца у отверстия поршневого пальца свидетельствует о правильной установке дисков.

Головка блока цилиндров разобрана, клапаны и пружины сняты (рис. 13). На впускных клапанах имеется довольно значительный слой рыхлого нагара, обычно образуемого при сгорании масла (рис. 14). Выпускные клапаны чистые (рис. 15), однако обращает на себя внимание характерный красный цвет тарелок, связанный с применением бензина с большим количеством железосодержащего антидетонатора. Имеется также разница в цвете выпускных клапанов средних цилиндров - цвет их тарелок темнее (рис. 16).

Выпускные каналы 3-го цилиндра в головке блока имеют значительное количество мокрого рыхлого нагара (рис. 17), свидетельствующего о поступлении масла из цилиндра при одновременном нарушении процесса сгорания. Повышенное количество нагара имеется и в выпускных каналах 2-го цилиндра (рис. 18), в то время как нагара почти нет в выпускных каналах крайних цилиндров. Впускные каналы имеют примерно одинаковое количество мокрого масляного нагара (рис. 19).

Рис. 12. Расположение замков компрессионных колец свидетельствует о их правильной
установке.
Рис. 12. Расположение замков компрессионных колец свидетельствует о их правильной установке.
Рис. 13. Детали клапанного механизма двигателя.
Рис. 13. Детали клапанного механизма двигателя.
Рис. 14. Сильное нагарообразование на тарелках впускных клапанов одного из средних
цилиндров свидетельствует о поступлении в цилиндр масла.
Рис. 14. Сильное нагарообразование на тарелках впускных клапанов одного из средних цилиндров свидетельствует о поступлении в цилиндр масла.
Рис. 15. Характерный красный цвет тарелок выпускных клапанов свидетельствует об
эксплуатации двигателя на бензине с большим количеством железосодержащих
антидетонаторов.
Рис. 15. Характерный красный цвет тарелок выпускных клапанов свидетельствует об эксплуатации двигателя на бензине с большим количеством железосодержащих антидетонаторов.
Рис. 16. Разница в цвете клапанов среднего (слева) и крайнего цилиндров свидетельствует
о различиях в процессах сгорания топлива по цилиндрам и разнице в расходе масла.
Рис. 16. Разница в цвете клапанов среднего (слева) и крайнего цилиндров свидетельствует о различиях в процессах сгорания топлива по цилиндрам и разнице в расходе масла.
Рис. 17. Нагар в выпускных каналах 2-го цилиндра свидетельствует о большом количестве
поступавшего в цилиндр масла.
Рис. 17. Нагар в выпускных каналах 2-го цилиндра свидетельствует о большом количестве поступавшего в цилиндр масла.
Рис. 18. Масляный нагар во впускных и выпускных каналах 3-го цилиндра.
Рис. 18. Масляный нагар во впускных и выпускных каналах 3-го цилиндра.
Рис. 19. Нагар во впускных и выпускных каналах головки блока крайнего цилиндра
(справа) существенно меньше, чем у среднего цилиндра (слева), что свидетельствует о
том, что:
1) масло поступало главным образом в средние цилиндры,
2) главной причиной поступления масла в средние цилиндры была поломка поршней,
3) картерные газы не давали большого расхода масла.
Рис. 19. Нагар во впускных и выпускных каналах головки блока крайнего цилиндра (справа) существенно меньше, чем у среднего цилиндра (слева), что свидетельствует о том, что: 1) масло поступало главным образом в средние цилиндры, 2) главной причиной поступления масла в средние цилиндры была поломка поршней, 3) картерные газы не давали большого расхода масла.

Судя по маркировке на изоляторах всех 4-х свечей (рис. 20), все свечи одинаковы и представляют собой оригинальные изделия фирмы Motorcraft, которая является официальным поставщиком конвейерной сборки заводов FORD. Однако при увеличении изображения обращает на себя неровные края со следами эрозии центрального электрода у свечей 2-х цилиндров (рис. 21), что свидетельствует об обгорании и/или разрушении центрального электрода. На изоляторе вблизи центрального электрода у всех свечей одинаковые следы пробоя. Цвет электродов близкий для всех свечей, однако у обгоревших свечей он темнее за счет большего количества нагара.

В корпусе воздушного фильтра (рис. 22), во впускном патрубке и в дроссельной заслонке (рис. 23) на стенках следы масла, что характерно для работы двигателя при повышенном давлении в картере и выходе масла с картерными газами во впускную систему через систему вентиляции картера.

Рис. 20. Маркировка свечей свидетельствует, что все свечи одной модели.
Рис. 20. Маркировка свечей свидетельствует, что все свечи одной модели.
Рис. 21. Выгорание центрального электрода свечи зажигания, установленной в один из
средних цилиндров.
Рис. 21. Выгорание центрального электрода свечи зажигания, установленной в один из средних цилиндров.
Рис. 22. Следы масла в корпусе воздушного фильтра.
Рис. 22. Следы масла в корпусе воздушного фильтра.
Рис. 23. Характерное замасливание стенок корпуса дроссельной заслонки,
свидетельствующее о поступлении в двигатель большого количества картерных газов.
Рис. 23. Характерное замасливание стенок корпуса дроссельной заслонки, свидетельствующее о поступлении в двигатель большого количества картерных газов.

В целом картина состояния деталей соответствует той, которая обычно наблюдается при разрушении перемычек поршней вследствие детонации при сгорании топлива.

8. Исследовательская часть

8.1. Анализ экспертиз, выполненных экспертами О...хом О.А. и Ш...вым Г.Ю.

С целью осуществления наиболее полного и объективного анализа причин поломки двигателя, а также в связи с тем, что эксперт не присутствовал непосредственно при разборке двигателя, имеется необходимость подробно проанализировать ранее выполненные экспертами О...хом О.А. и Ш...вым Г.Ю. экспертизы состояния двигателя.

В заключении эксперта О...xa О.А. подробно описаны состояние деталей, найденные дефекты и процесс разрушения поршней при сгорании топлива с детонацией.

Экспертом правильно отмечено, что поломка перемычек поршней наиболее часто возникает вследствие детонации и имеет характер усталостного разрушения. При этом эксперт, цитируя литературу фирмы Kolbenschmidt[10], указывает и на другие возможные причины поломки перемычек, в том числе, гидроудар и ошибки при сборке. При подобных случаях, действительно, возможны поломки перемычек на поршне, но место излома имеет совершенно иной характер и представляет собой хрупкое разрушение по границам зерен металла, что обуславливает характерный ровный матовый вид излома. Кроме того, при гидроударе всегда происходит деформация поршня по юбке и стержня шатуна [8], однако такой деформации экспертом не отмечено.

Напротив, усталостное разрушение имеет излом, в точности соответствующий представленному на рис. 24, при этом на поверхности излома хорошо видны заполированные мелкие зерна и "волны", возникающие при постепенном распространении трещины в теле детали и соприкосновении поверхностей в трещине под действием рабочих нагрузок. Усталостное разрушение указанного типа возможно только при детонации [1, 9-12], и эксперт делает в целом правильный вывод.

Рис. 24. Вид излома перемычек поршней, подтверждающий усталостный характер
разрушения (из заключения эксперта О…ха О.А.).
Рис. 24. Вид излома перемычек поршней, подтверждающий усталостный характер разрушения (из заключения эксперта О…ха О.А.).

Однако, описывая состояние свечей зажигания, эксперт ошибочно указывает на нагар, расположенный на центральном электроде 2-х свечей зажигания. На практике на рабочей поверхности центрального электрода нагар не оседает, поскольку частицы нагара удаляются с рабочей части электродов при воздействии высокого напряжения искры. При этом нагар оседает, в основном, на боковом электроде, изоляторе и торце резьбовой части свечи. На свечах 2-го и 3-го цилиндров, действительно, на боковом электроде нагара существенно больше, чем у свечей 1-го и 4-го цилиндров, в то время как на центральном электроде свечей разница имеет совершенно другой характер.

Фактически на свечах 2-го и 3-го цилиндров имеет место разрушение (выгорание) центрального электрода (рис. 21). При увеличении изображения видно, что на центральном электроде нет четкой границы между цилиндрической и конической частью, это один и тот же материал, оплавленный по краям. При этом в центре зазор между электродами сохранился, что свидетельствует о том, что обгорание электрода было вызвано не искровым разрядом, а тепловым воздействием на электрод извне.

Эксперт также ошибочно указывает причину, по которой, по его мнению, вероятно, что свечи с большим количеством нагара стояли во 2-м и 3-м цилиндрах. По мнению эксперта, в этих цилиндрах были задиры на стенках, поэтому и свечи в нагаре. На самом деле, большое количество нагара на 2-х свечах связано с поломкой перемычек на поршнях этих цилиндров и поступления в цилиндры большого количества масла, а вовсе не с задирами. В связи с этим можно утверждать, что свечи с большим количеством нагара располагались именно в цилиндрах с поломанными поршнями, а вопрос может быть только в том, в каком именно из этих цилиндров была установлена конкретная свеча из 2- х свечей с большим количеством нагара. Но ответ на этот вопрос не имеет практического смысла, поскольку характер поломки поршней в обоих цилиндрах практически идентичен.

Рис. 25. Конструкция маслосъемных колец, применяемых на современных двигателях:
а) коробчатое с эспандерной пружиной, б) наборное с дисками и двухфункциональным
расширителем.
У коробчатого кольца (а) рабочие поверхности – аналоги дисков, их "замки" всегда
находятся рядом, однако никакого расхода масла в двигателе не возникает.
Рис. 25. Конструкция маслосъемных колец, применяемых на современных двигателях: а) коробчатое с эспандерной пружиной, б) наборное с дисками и двухфункциональным расширителем. У коробчатого кольца (а) рабочие поверхности – аналоги дисков, их "замки" всегда находятся рядом, однако никакого расхода масла в двигателе не возникает.

Эксперт допускает существенную неточность в описании причины разрушения перемычек поршней, связывая ее с "продолжительным применением топлива с пониженным октановым числом". В данном случае эксперт не уточняет, что означает "продолжительность" - 10 км или, к примеру, 10 ООО км. Между тем, это принципиально важный момент, поскольку ответ на него позволяет подтвердить, действительно ли имело место усталостное разрушение поршней, приближенно установить действительную продолжительность воздействия детонации на двигатель, а также назвать наиболее вероятную причину появления детонации.

Согласно экспериментальным данным [1], усталостные явления в металле, вызывающие образование усталостных трещин с последующим разрушением детали, обычно возникают начиная с 104-105 числа циклов нагружения детали переменными по величине нагрузками, превышающими предел усталости материала, но меньшими по величине предела его временной (статической) прочности. При обычных режимах городской эксплуатации двигатель больше всего работает на средних частотах вращения коленчатого вала, поэтому можно принять среднюю по времени эксплуатации частоту вращения 2500 об/мин. На трассе скорости выше, и частота вращения, как правило, больше - в среднем около 3500 об/мин. Из аналогичных соображений среднюю скорость движения автомобиля по городу можно принять равной 30 км/час, а по трассе - 70 км/час. Расход топлива по городу - 11 л/100 км, по трассе - 7 л/100 км [15].

Предположим, что на одной из АЗС в автомобиль было залито топливо с низким октановым числом. Тогда при объеме топливного бака автомобиля 55 л [15] и условиях, указанных выше, автомобиль при эксплуатации по городу проедет на полном баке 500 км, при этом общее время движения составит 16,6 часов, за которое поршень может испытать 2500x60x16,6/2 = 1,25х106 циклов нагружения, превышающих при детонации его усталостную прочность. При эксплуатации по трассе полного бака хватит на 780 км при времени движения 11,1 часов, за которые поршень может испытать 3500x60x11,1/2 = 1,18x106 циклов нагружения с нагрузками, превышающими предел усталости.

Как это следует из полученного результата, фактически количество циклов не зависит от условий эксплуатации. Однако полученное число значительно превышает количество циклов, достаточное для усталостного разрушения поршней. Кроме того, поскольку детонационное воздействие носит высокочастотный характер, при котором на поршень действуют, помимо прямой ударной волны, еще и отраженные от стенок ударные волны [1-3], реально количество циклов ударного воздействия на поршень может быть еще в 5-10 раз больше. В то же время не все циклы работы двигателя будут приводить к детонации - она, как правило, возникает только при повышении нагрузки на двигатель. В эксплуатации такие режимы по длительности обычно не превышают 10-15% от общего времени. Тогда в целом, с учетом вибрационного характера детонации получим порядок величины реального числа ударных воздействий на поршень при эксплуатации двигателя только на одном полностью заправленном топливном баке - 106 циклов, что подтверждает усталостный характер разрушения поршней.

Таким образом, для усталостного разрушения поршней от применения некачественного топлива более чем достаточно одной-единственной заправки таким топливом, никакой продолжительной эксплуатации для этого не требуется. Судя по количеству красного налета на клапанах исследуемого двигателя, эксплуатация его проводилась на топливе не самого высшего качества, а с учетом того, что за время эксплуатации заправка автомобиля топливом осуществлялась как минимум 27 000/780 = 35 раз, весьма вероятно, что одна из таких заправок и была для двигателя губительной.

Эксперт ошибочно утверждает, что взаимное расположение замков дисков маслосъемных колец имеет какое-либо влияние на расход масла. В настоящее время в значительном количестве современных двигателей с аналогичными характеристиками (бензиновые двигатели AUDI, BMW, Mercedesи практически все дизельные двигатели [13]) используются маслосъемные кольца коробчатого сечения с эспандерной пружиной (рис. 25), при этом применение на конкретном двигателе того или иного типа маслосъемных колец обусловлено традицией фирмы и/или возможностями производства колец (в том числе, возможностями специализированных фирм-изготовителей колец). В коробчатых кольцах имеются 2 рабочие поверхности, аналогичные двум дискам наборного маслосъемного кольца, при этом очевидно, что стык обоих рабочих поверхностей коробчатого кольца расположен точно один над другим. Но в этой конструкции не возникает никаких проблем с расходом масла.

Смысл наборного маслосъемного кольца и его преимущества заключены не в разных местах расположения (разведения) замков, а в особенностях конструкции кольца. В отличие от коробчатого кольца, наборное кольцо за счет малой толщины дисков (0,5-0,6 мм у диска вместо 2-4 мм толщины коробчатого кольца) обладает хорошей податливостью и приспособляемостью к поверхности цилиндра даже в случае отклонения этой поверхности от точной цилиндрической формы [1]. Это значит, что при больших пробегах автомобиля, когда вследствие износа поверхность цилиндров будет иметь заметные отклонения от цилиндричности, наборное маслосъемное кольцо при прочих равных условиях обеспечит меньший расход масла. В рассматриваемом случае пробег автомобиля слишком мал, чтобы вызвать износы цилиндров, поэтому для данного двигателя не имело бы значения для расхода масла, какие маслосъемные кольца используются - наборные или коробчатые. В соответствие с этим для расхода масла (или его отсутствия) не имеет абсолютно никакого значения, каким образом ориентированы замки дисков - они расположены рядом или развернуты на какой-то угол (расстояние).

В этой связи следует отметить, что некоторые производители поршневых колец для конвейерной сборки вообще не оговаривают условие разворота замков дисков друг относительно друга. Например, немецкая фирма MAHLE- один из самых известных в мире производителей цилиндропоршневых групп, требует только разворота стыка расширителя относительно замков дисков, а также настоятельно рекомендует замки дисков располагать в зоне отверстия под палец (что соответствует и рассматриваемому случаю рис. 11), однако нигде не требует разворота дисков друг относительно друга [13].

Немецкая фирма Kolbenschmidtтакже основное внимание уделяет не взаимному развороту дисков маслосъемного кольца, а правильной установке расширителя дисков [10-12]. При этом фирма нигде, ни в одном мануале, не указывает на то, что сборка дисков маслосъемных колец с близким расположением замков является какой-то ошибкой и приводит возрастанию расхода масла, хотя фирма приводит с десяток причин повышенного расхода масла.

Кроме того, эксперт сделал грубую ошибку при описании влияния положения дисков маслосъемного кольца на расход масла, распространив свои рассуждения на все кольца, в том числе, и на компрессионные. В результате этого он фактически утверждает, что положение замков дисков маслосъемных колец может оказать какое-то влияние не только на расход масла, но и на прорыв газов в картер, повышение давления там и выброс масла во впускную систему двигателя.

На самом деле, это грубая ошибка. В силу особенностей своей конструкции наборное маслосъемное кольцо вообще неспособно удерживать давление газов, прорывающихся через расположенные выше него компрессионные кольца, вне зависимости от того, как развернуты (или не развернуты) диски. При значительных давлениях прорывающихся газов происходит деформация двухфункционального расширителя и некоторое сближение дисков, что создает большой зазор между верхней торцевой поверхностью канавки под кольцо на поршне и верхним диском (рис. 26). В результате этого газы свободно проходят в картер через этот зазор и далее через отверстия для сброса масла из канавки маслосъемного кольца в поршне.

Рис. 26. Схема работы наборного (а, б) и коробчатого (в) маслосъемных колец при
большом прорыве газов через компрессионные кольца:
а) исходное состояние наборного кольца, б) появление большого торцевого зазора в
канавке кольца при воздействии давления газов вследствие деформации расширителя, и
свободный выход газов в картер, в) дросселирование прорывающихся газов коробчатым
маслосъемным кольцом за счет сохранения малого торцевого зазора в канавке.
Рис. 26. Схема работы наборного (а, б) и коробчатого (в) маслосъемных колец при большом прорыве газов через компрессионные кольца: а) исходное состояние наборного кольца, б) появление большого торцевого зазора в канавке кольца при воздействии давления газов вследствие деформации расширителя, и свободный выход газов в картер, в) дросселирование прорывающихся газов коробчатым маслосъемным кольцом за счет сохранения малого торцевого зазора в канавке.

Именно по этой причине в дизельных двигателях, имеющих очень высокое давление в цилиндре при сгорании, практически не используют наборные маслосъемные кольца, и стараются применять коробчатые, которые могут воспринимать небольшое повышенное давление газов. При этом коробчатое кольцо под действием повышенного давления газов не деформируется и сохраняет малый зазор в канавке, чем обеспечивает небольшое дополнительное уплотнение. Как было выше сказано, коробчатое кольцо имеет общий замок для обеих рабочих поверхностей, и это совсем не ухудшает его уплотнительные свойства ни по удержанию масла, ни даже по удержанию небольшого давления газов. Таким образом, расположение замков дисков наборного маслосъемного кольца не может оказать ровным счетом никакого влияния на давление газов в картере и выброс газов с маслом в систему вентиляции - в комплекте колец с маслосъемным кольцом данного типа на это влияют только уплотнительные свойства компрессионных колец, среднего и верхнего. А эти кольца, как следует из заключения, имели правильное положение замков.

Цитируя известную монографию фирмы Kolbenschmidt[10] в части влияния масла, поступающего в цилиндр, на детонационную стойкость топлива, эксперт никак не исследовал степень этого влияния. Действительно, избыточное количество масла может уменьшить детонационную стойкость бензина, однако это количество должно быть весьма велико. Как это следует из официального письма ЗАО "Форд Мотор компании" (стр. 174, т. 1 дела), допустимый расход масла для исследуемого двигателя составляет 400 г/1000 км пробега, что при удельном весе масла 0,8 г/смЗ составляет 500 смЗ/1000 км или 0,5 л/1000 км. Максимально допустимый расход масла означает, что при данной величине расхода система управления двигателем обеспечивает работу двигателя без детонации при использовании топлива с требуемым октановым числом, в противном случае производитель не мог бы допустить эксплуатацию двигателя в таких условиях.

Из материалов дела известно (стр. 4, т.1 дела), что за 9 173 км пробега уровень масла упал ниже отметки "Минимум". Согласно инструкции по эксплуатации автомобиля Форд Фокус [15], между отметками "Максимум" и "Минимум" заключен объем масла 0,75 л. Даже если представить, что было израсходовано вдвое больше масла - 1,5 л, то за 9 173 км расход масла двигателя составил 163,5 смЗ/1000 км пробега. Это совершенно нормальный естественный расход масла двигателя, что не требует никаких дополнительных диагностических работ, ремонтов, а также объяснений и разъяснений, требуется только долить масло, т.е. выполнить требование инструкции по эксплуатации автомобиля [15].

Необходимо отметить, что при пробеге 9 173 км с момента замены (или наполнения заново в новый двигатель) масло должно иметь практически совершенно черный цвет независимо от состояния двигателя, его общего пробега, условий эксплуатации и прочих факторов. Потемнение масла связано с его окислением и естественным изменением свойств (старением) в процессе эксплуатации, что является совершенно нормальным процессом [1], который также не требует никаких дополнительных комментариев. Кроме того, ни в одной инструкции или руководстве по эксплуатации и ремонту как автомобилей Форд, так и автомобилей других марок, нет никаких указаний на оценку степени "черноты" или "прозрачности" масла в зависимости от пробега. Таким образом, цвет масла при пробеге в 9 173 км не является показателем наличия или отсутствия каких-либо дефектов двигателя.

Аналогичный расчет для периода эксплуатации исследуемого двигателя с 9 173 км до 14 487 км в течение 5 314 км при условии падения уровня ниже "Минимума" дает расход масла 282 г/1000 км пробега, что также является нормой для данного двигателя. Далее, легко посчитать, что при среднем расходе топлива 8 л/100 км расход топлива составлял примерно 80 л/1000 км. Это означает, что масло с бензином поступало в двигатель в соотношении 1:282, или масла в топливе было, к примеру, всего 350 мг на 100 см3 или 0,35%.

Очевидно, что в таких малых количествах примеси масла уже вполне сопоставимы с другими примесями, в том числе, с содержанием в бензине смол, антидетонаторов и проч. Учитывая, что масло представляет собой самые обычные углеводородные молекулы и не обладает какими-то специальными свойствами, усиливающими детонацию, это означает, что никакого влияния на детонационные свойства бензина примеси масла в подобном незначительном количестве оказать не могли. Кроме того, пренебрежимо малое влияние масла в тех его количествах, которые соответствуют обычной эксплуатации двигателя, признает и сам производитель поршневых групп - фирма Kolbenschmidt, поскольку в некоторых ее мануалах [11,12] среди всех основных причин детонации повышенный расход масла отсутствует.

К сожалению, эксперт не исследовал эти особенности расхода масла и топлива и не показал, что влияние масла на детонационную стойкость бензина в рассматриваемом двигателе отсутствует. Фактически следует признать, что недоработки, а также другие не вполне четкие формулировки, ошибочные суждения и несоответствия заключения эксперта 0...xaО.А. явились главной причиной появления заключения эксперта Ш...ва Г.Ю., в котором четко прослеживается попытка поменять местами причину поломки с ее следствием, основываясь лишь на ошибках и неточностях эксперта 0...xaО.А.

С другой стороны, поскольку замена местами причины поломки с ее следствием была сделана экспертом Ш...вым Г.Ю. на основании ошибочных положений и неточностей экспертизы О...ха О.А. и, как показал дальнейший анализ, без проведения каких-либо собственных исследований практического характера, в заключении эксперта Ш...ва Г.Ю. выявлены особенно многочисленные ошибки и явные несоответствия утверждений и выводов с имеющимися фактами.

Эксперт Ш...в Г.Ю., основываясь на поверхностном анализе фотографий, а также на том, что эксперт О...Х О.А. не выполнил исследований состояния двигателя в необходимом объеме, ошибочно утверждает, что в двигателе были применены разные свечи. Напротив, согласно имеющимся данным (рис. 20), свечи были одной модели, поскольку они имеют одинаковую маркировку. Разная форма центрального электрода, наблюдающаяся у свечей - следствие явного разрушения электрода (рис. 21), причем хорошо видно неровные края и смещение вершины образовавшегося конуса на электроде от оси электрода. Интересно, что эксперт Ш...в Г.Ю. так и говорит - вследствие детонации возможно появление трещин и выкрашивание деталей, в том числе и свечей, однако для свечей исследуемого двигателя он почему-то исключает такую возможность.

Сравнение свечей с обгоревшим электродом со свечами, имеющими специальную конструкцию центрального электрода (с платиной) показывает, что обгоревшие свечи ранее, до повреждения, могли быть только стандартного типа с обычным центральным электродом цилиндрической формы (рис. 27), поскольку других типов свечей с такой длинной резьбой (25 мм), коническим уплотнительным поясом и центральным электродом конической формы, показанной на рис. 21, не выпускается [14]. Таким образом, утверждение эксперта о якобы разных свечах, использованных в данном двигателе, не обосновано и опровергается имеющимися фактами.

Рис. 27. Типы свечей зажигания, применяемых на двигателе Форд исследуемого типа, и
обгоревшая свеча, которая ранее, до повреждения, могла быть только свечой обычного
типа:
а) свеча 1-го и 4-го цилиндра, обычный тип, б) платиновый тип свечи, применяемый в
двигателях Форд, в) обгоревшая свеча 2-го или 3-го цилиндра.
Рис. 27. Типы свечей зажигания, применяемых на двигателе Форд исследуемого типа, и обгоревшая свеча, которая ранее, до повреждения, могла быть только свечой обычного типа: а) свеча 1-го и 4-го цилиндра, обычный тип, б) платиновый тип свечи, применяемый в двигателях Форд, в) обгоревшая свеча 2-го или 3-го цилиндра.

С другой стороны, использование свечей зажигания разного типа на одном двигателе не является показателем каких-либо ошибок сборки, низкого качества свечей и прочих дефектов производства. Дело в том, что цилиндры любого двигателя всегда работают в несколько разных условиях, в частности, по охлаждению, подаче воздуха, его температуре и т.д. В результате некоторые производители, включая компанию Форд, на некоторых моделях двигателей допускают применение разных свечей для средних и крайних цилиндров. Таким образом, утверждение эксперта о том, что свечи с разной характеристикой могут привести к каким-то повреждениям двигателя или "усугубить ситуацию" с такими повреждениями, также не обосновано и опровергается имеющимися фактами.

Эксперт ошибочно утверждает, что горячие свечи могут привести к калильному зажиганию и детонации. Данное утверждение по части калильного зажигания относилось когда-то к старым двигателям и много лет назад вошло во все старые учебники по ДВС, которые эксперт цитирует в списке литературы к своему заключению. Однако современные двигатели имеют мало общего с теми двигателями, которые описывались в старых учебниках, и в то же время они имеют очень близкие параметры по удельной мощности (мощности, отнесенной к 1 л рабочего объема) и частоте вращения, что обуславливает применение на них свечей зажигания с весьма близкими характеристиками.

По части детонации утверждение эксперта по меньшей мере спорно и свидетельствует о непонимании им сущности упоминаемых процессов. При детонации происходит преждевременное объемное воспламенение части топливовоздушной смеси, наиболее удаленной от свечи зажигания, что не позволяет непосредственно связать тепловые характеристики свечи зажигания с детонацией.

Следует отметить, что в настоящее время свечи зажигания для двигателей автомобилей Форд Фокус имеют очень специфическую конструкцию - очень длинную резьбовую часть свечи (25 мм) и коническое уплотнительное седло [14]. Это не позволяет ошибочно установить в данный тип двигателя какие-то другие, более горячие, свечи от других двигателей, в том числе, старых. Свечи описанной конструкции применяются только на современных двигателях Форд и выпускаются только 3-х соседних калильных чисел [14]. Эти свечи отличаются по тепловым характеристикам весьма незначительно, а большая часть отличий сводится к применению различных конструктивных решений (форма и материал электродов и т.д.).

Указанная разница в свечах зажигания обусловлена отдельными особенностями их работы в двигателях разных модификаций, например, размерами, формой электродов для надежной работы двигателя на бедных топливовоздушных смесях, специальными материалами для повышения долговечности и прочими второстепенными характеристиками. Некоторое значение имеет и калильное число, но только для отдельных режимов эксплуатации. Например, незначительное влияние, в основном, на долговечность более горячих свечей, может быть выявлено на мощностных режимах работы двигателя - на больших оборотах и нагрузках, однако такие режимы в обычной эксплуатации крайне кратковременны и не могут повлиять на работу свечи или не используются вообще. Более холодные свечи могут вызвать ухудшение запуска в условиях низких температур, не более.

Поэтому установка в двигатель свечей с любыми из доступных в настоящее время параметров не может привести к каким-либо повреждениям двигателя. Более горячие свечи, незначительно отличающиеся по тепловым характеристикам от более холодных, не смогут вызвать каких-либо разрушений, наоборот, они в целом даже улучшают воспламенение в случае применения некачественного топлива, содержащего посторонние примеси.

Эксперт, рассматривая свечи зажигания, путает причину повреждения двигателя и ее следствие (измененная в результате обгорания форма центрального электрода свечи), утверждая, что детонация могла возникнуть вследствие использования каких-то других свечей, отличных от рекомендуемых. Напротив, на 2-х обгоревших свечах, имеющих ту же самую маркировку, что и у остальных двух, отчетливо видно плавление и разрушение центрального электрода, причем данные свечи, судя по большому количеству нагара на боковом электроде, принадлежали именно средним цилиндрам, имевшим большой расход масла на угар. Следовательно, есть все основания считать, что причиной обгорания свечей является ненормальная работа цилиндров двигателя, в то время как гипотеза о выходе из строя двигателя из-за использования обгоревших свечей (видимо, по мнению эксперта, в результате установки в двигатель таких обгоревших свечей на заводе) противоречит элементарной логике и фактам.

Эксперт путает понятия "калильное зажигание" и "детонация". В частности, калильное зажигание представляет собой преждевременное, перед искровым разрядом свечи, точечное воспламенение топливовоздушной смеси в цилиндре при ее непосредственном контакте с перегретыми поверхностями деталей, образующих камеру сгорания или находящихся в ней. Детонация, напротив, представляет собой объемное воспламенение части смеси, удаленной от свечи зажигания, в результате сильного нагрева этой части смеси как вследствие повышения давления в цилиндре, так и от нагрева от стенок камеры сгорания.

Разная физическая природа калильного зажигания и детонации приводит к совершенно различным последствиям для деталей двигателя [4]. Так, при детонации объемное воспламенение (взрыв) вызывает ударные волны и ударные нагрузки на детали, приводящие к поломкам и эрозии. В данном случае поршни были разрушены именно детонацией. Напротив, калильное зажигание не вызывает ударных нагрузок, но приводит к перегреву отдельных деталей, в 1-ю очередь, поршней, их плавлению и прогару. Как отмечено в [10], при возникновении режима калильного зажигания тепловое воздействие на поршень так велико, что в течение очень короткого времени днище поршня перегреется, потеряет прочность с образованием характерной вогнутости и далее прогорит с образованием характерного отверстия. В рассматриваемом случае не наблюдается ни деформации днища, ни прогара поршней, что косвенно свидетельствует об отсутствии при работе исследуемого двигателя режима калильного зажигания.

При появлении калильного зажигания детонация может возникнуть вследствие более раннего воспламенения, а может и не появиться вообще. Аналогично детонация также прямо не ведет к появлению калильного зажигания. Основным воздействием детонации является разрушение поршней путем силового воздействия ударными волнами. Однако при определенных условиях длительное и интенсивное воздействие ударных волн может спровоцировать локальный нагрев отдельных выступающих частей в камере сгорания, что может вызвать их локальный перегрев и появление калильного зажигания.

Как показывает практика [1-3, 6-7], однозначной причинно-следственной связи между калильным зажиганием и детонацией не существует. Это означает, что нет однозначной связи и между поломкой поршней в результате детонации и обгоранием центрального электрода свечей якобы в результате калильного зажигания. В таком случае, с учетом характера повреждения, более вероятно, что обгорание свечей не было следствием калильного зажигания, а вызывалось другими причинами.

Эксперт ошибочно указывает, что детонация приводит к прогоранию поршней. В действительности детонация приводит к поломке поршней, в частности, перемычек между канавками колец, эрозии края днища поршня и камеры сгорания, но не вызывает непосредственно никаких прогаров. Однако при дальнейшей эксплуатации двигателя с поломанными поршнями (в том числе, и при условии отсутствия детонации) условия охлаждения поршней будут нарушены, что может привести к их плавлению и прогару на режимах больших нагрузок и оборотов. Следовательно, прогар поршней фактически является следствием эксплуатации двигателя с поломанными поршнями, а не следствием детонации. Наоборот, калильное зажигание непосредственно вызывает прогар поршней, но обычно не дает никаких механических поломок [4]. Эта путаница указывает на непонимание экспертом принципиальной разницы между упоминаемыми процессами.

Эксперт ошибочно указывает, что замки дисков наборных маслосъемных колец с двухфункциональным расширителем должны быть развернуты на 120°. Некоторые производители рекомендуют замки дисков разводить на 90°, а не на 120°, поскольку в поршневом комплекте колец с маслосъемным кольцом наборного типа (2 диска с расширителем) всего 5 элементов, имеющих замки и стыки - 4 кольца и 1 расширитель. Очевидно, все замки и стыки элементов такого комплекта колец невозможно одновременно развести на 120° друг относительно друга.

Следует отметить, что ряд производителей поршневых колец и поршней вообще не оговаривает требования к развороту дисков маслосъемных колец [9-13]. Кроме того, при разведении замков дисков маслосъемного кольца необходимо учитывать положение стыка двухфункционального расширителя дисков - стык разворачивается относительно замка любого из дисков. При этом более важно, чтобы стык расширителя не оказался рядом с замком какого-то из дисков, а взаимное положение замков дисков второстепенно. Данные эксперта о разведении колец на 120° не точны и больше соответствуют комплекту колец с 3-мя кольцами и другим типом маслосъемных колец - коробчатым маслосъемным кольцам, в том числе, с эспандерной пружиной.

Эксперт ошибочно утверждает, что положение замков дисков наборных маслосъемных колец даст повышенный расход масла и может повлиять на прорыв газов из цилиндра в картер и попадание масла во впускную систему двигателя. Фактически эксперт Ш...в Г.Ю. просто повторяет грубую ошибку из заключения О...ха О.А. При этом он голословно, без каких-либо доказательств и анализа считает факт какой-то ошибки сборки двигателя установленным. На самом деле, как показано выше при анализе заключения О...ха О.А., взаимное положение дисков маслосъемного кольца не оказывает ровным счетом никакого влияния ни на расход масла, ни на прорыв газов в картер. Более того, факт изначальной ошибки в установке колец, якобы выявленный экспертом Ш...вым Г.Ю., не только не является установленным, но и опровергается данными самых известных производителей колец и поршней. Это указывает на ошибочность утверждения эксперта Ш...ва Г.Ю. по причине отсутствия ошибки сборки как таковой.

Эксперт ошибочно строит свою версию поломки двигателя на причине появления детонации в результате попадания большого количества масла в цилиндры. Согласно инструкции по эксплуатации многих иностранных двигателей с аналогичными параметрами (HONDACivic[17], HONDAAccord [18], MITSUBISHILancer [16] и других) большинство производителей считают допустимым для двигателя расход масла до 1 л на 1000 км пробега, а в начальный период эксплуатации и более. Это означает, что система управления двигателем компенсирует любое отклонение в детонационных свойствах топлива, если такое отклонение появилось бы в результате поступления в цилиндры масла. В противном случае, если бы расход масла 1 л на 1000 км вызывал недопустимое снижение детонационной стойкости топлива, ни один из производителей не разрешил бы эксплуатацию двигателя с указанным расходом масла.

С другой стороны, при расходе топлива около 8 л на 100 км пробега автомобиль расходует 80 л топлива на 1000 км. Следовательно, при установленном производителем - компанией FORD, максимально допустимом расходе масла в 0,5 л на 1000 км бензин при работе двигателя будет разбавляться маслом в соотношении 200:1 или на 0,5%.

Такое незначительное количество посторонних примесей к бензину не может сколько-нибудь заметно снизить детонационные свойства бензина, более того, величина 0,5% соответствует уровню точности регулирования подачи бензина системой управления двигателем, в то время как сами пределы регулирования во много раз больше. В результате, даже если бы масло при указанном расходе могло как-то повлиять на детонационные свойства топлива, система управления легко бы компенсировала это несоответствие изменением угла опережения зажигания и подачи топлива. Влияние масла на детонационные свойства бензина возможно только при значительно больших расходах масла, в частности, вызванных поломками поршней в результате детонации.

Таким образом, эксперт намеренно путает причину поломки и ее следствие, утверждая о поломке двигателя в результате детонации, вызванной якобы большим расходом масла. При этом имеющиеся факты говорят об обратном - в рассматриваемом случае именно детонация вызвала поломку поршней и большой расход масла, а не наоборот.

Эксперт не указывает, что на практике поршневые кольца с течением времени всегда стремятся повернуться в той или иной степени и занять положение, при котором замки выстраиваются на одной линии. Этот факт хорошо известен и связан с различными причинами, в том числе, с особенностью окончательной обработки цилиндров хонингованием, длительностью работы и режимами эксплуатации двигателя, отклонением поверхности цилиндров от цилиндричности, степенью износа поршней, колец и цилиндров, наличием дефектов и т.д. Однако при этом, как показывает практика, расположение замков колец, в частности, замков дисков маслосъемных колец, на одной линии не считается и не упоминается ни одним из производителей поршневых колец и поршней в качестве дефекта [9-13].

Эксперт ошибочно путает и/или намеренно повторяет ошибку эксперта О...ха О.А., обобщая факт близкого расположения замков дисков маслосъемных колец на все поршневые кольца и связывая с этим прорыв газов в картер, поступление масла из картера через систему вентиляции во впускной коллектор и т.д. Эти утверждения не соответствуют действительности и противоречат фактам. Замки компрессионных колец на всех поршнях развернуты на достаточный угол (рис. 12), что исключает какой-либо повышенный прорыв газов в картер, а положение замков дисков маслосъемных колец не способно оказать никакого влияния на прорыв газов в картер.

Эксперт ошибочно связывает большой расход масла с поступлением его из системы вентиляции вместе с картерными газами. Фактически здесь эксперт Ш...в Г.Ю. очередной раз повторяет ошибку эксперта О...ха О.А. В действительности повышение расхода масла при недостаточных уплотняющих свойствах компрессионных колец связано, в 1-ю очередь, с поступлением масла непосредственно через кольца в цилиндр [5]. На такте впуска в цилиндре образуется значительное разрежение, и при появлении любого дефекта цилиндров, поршней и/или колец, связанного с нарушением их уплотнительных свойств, масло будет поступать через нарушенное уплотнение из картера непосредственно в цилиндр вместе с картерными газами. При этом поступление масла через систему вентиляции будет незначительным по сравнению с прямым поступлением масла в цилиндр, что подтверждается ремонтной практикой, где повышенное давление в картере обычно связывают с большим количеством картерных газов на впуске, а вовсе не с поступлением масла с картерными газами [1, 5]. Таким образом, утверждение экспертов о том, что масло поступает в цилиндры главным образом через систему вентиляции, ошибочно и не соответствует действительности.

Эксперт не исследовал вообще простейшие факты, связанные с эксплуатацией двигателя и расходом масла. Согласно приведенным выше данным, расход масла находился в норме в течение большей части времени эксплуатации и мог значительно возрасти только непосредственно перед тем, как автомобиль был предоставлен в автосервис для ремонта. Это означает, что на самом деле никакого влияния "ошибок" сборки на работу двигателя не было и не могло быть, поскольку действительные ошибки сборки всегда проявляются в начальный период эксплуатации [1]. С другой стороны, масло не могло оказать никакого влияния на детонационную стойкость бензина, поскольку расход масла был не только в норме, но и весьма мал по величине. Таким образом, известные факты по расходу масла опровергают выводы эксперта о каком-то влиянии масла на возникновение детонации.

Приводимые экспертом таблицы свойств бензина не имеют отношения к рассматриваемому вопросу. Поскольку разрушение поршней носит типичный усталостный характер, не имеет никакого значения, какой бензин был залит в бак на момент проверки. Однако, несмотря на это, эксперт в своем заключении уделил значительное внимание составу и свойствам бензина. Между тем, исследование характеристик и состава бензина не может дать никакой информации о причинах выхода двигателя из строя, а приводимое экспертом мнение "из Интернета" не может рассматриваться в качестве аргумента или факта для серьезного исследования. Видимо, сведения, полученные экспертом из Интернета, явились причиной того, что он ошибочно указал на какое-то повышенное содержание "свинца" в бензине АИ-95, в то время как применение тетраэтилсвинца в топливе вообще запрещено.

Эксперт указал в выводах абсолютно очевидную истину, что двигатель не мог выйти из строя по причине использования топлива, содержащегося в баке на момент проверки. Действительно, детонация вызывает не мгновенное, а постепенное разрушение поршней в течение определенного пробега, причем развитие усталостных трещин в поршнях могло начаться после любой из прошлых заправок некачественным топливом. Как показывает несложный расчет, за время эксплуатации в течение 27 000 км автомобиль мог израсходовать приблизительно 2 200-2 500 л бензина, что объеме топливного бака 55 л соответствует заправкам топлива как минимум 35-40 раз, среди которых для разрушения поршней было вполне достаточно только одной. Однако только по одной последней заправке эксперт обобщает на остальные предыдущие 40 и более заправок факт использования нормального топлива как доказательство того, что автомобиль всегда эксплуатировался на качественном бензине. ЭТО СОВЕРШЕННО НЕДОПУСТИМОЕ В ИССЛЕДОВАНИЯХ ОБОБЩЕНИЕ ИЛИ ПРЕДНАМЕРЕННАЯ ОШИБКА.

Приводимая экспертом фотография и таблица технических характеристик автомобиля Форд Фокус также не имеет отношения к рассматриваемому вопросу.

Также странно на 1-й взгляд выглядит простое перечисление каких-то пунктов и страниц из заключения эксперта О...ха О.И., непонятно, что хотел сказать автор этим перечислением без каких-либо комментариев и анализа, и как это могло помочь в установлении причины поломки. Фактически заключение Ш...ва Г.Ю. целиком состоит из не имеющих отношения к рассматриваемому вопросу частей - характеристик автомобиля Форд Фокус, исследования времени жизни вселенной, а также описания свечей зажигания и бензинов из учебников. Выводы, полученные экспертом на основании подобного "исследования", фактически являются бездоказательными и необоснованными.

Таким образом, экспертом Ш...вым Г.Ю. сделана попытка выдать ничего не значащий факт - близкое расположение замков дисков маслосъемных колец, за серьезный дефект двигателя и построить на этой основе логическую цепь событий, приводящих к поломке. Однако причинно-следственной связи между близким расположением замков дисков маслосъемных колец друг относительно друга, с одной стороны, и расходом масла, прорывом газов в картер, а тем более, детонацией и поломкой поршней, с другой стороны, не существует, поэтому эксперту не удалось ее доказать. Поскольку указанная экспертом цепь событий противоречит известным фактам, логике и практическому опыту, попытка обосновать ее явилась причиной особенно большого количества несоответствий, ошибок и неточностей в рассуждениях эксперта.

Как это следует из текста заключения Ш...ва Г.Ю., свое главное внимание он сосредоточил на несоответствиях экспертизы О...ха О.А. Об этом свидетельствуют длинное и странное на 1-й взгляд перечисление экспертом Ш...вым Г.Ю. основных положений заключения эксперта О...ха О.А., а также фактическое повторение экспертом Ш...вым Г.Ю. всех ошибок и несоответствий заключения эксперта О...ха О.А. Из этого следует, что эксперт Ш...в Г.Ю. не ставил перед собой задачи детального исследования и определения истинной причины поломки. Фактически исследование процессов двигателя как таковое в его заключении отсутствует. Учитывая эти факты, есть все основания утверждать, что эксперт Ш...в Г.Ю. не владеет достаточным опытом для проведения реальных исследований дефектов и поломок двигателей, но в то же время намеренно ставил целью поменять местами причины и следствия дефектов, основываясь на несоответствиях и ошибках эксперта О...ха О.А.

В целом заключение эксперта Ш...ва Г.Ю. недостоверно по сути, выводы заключения бездоказательны, ошибочны и противоречат практике. Это дает все основания усомниться в квалификации Ш...ва Г.Ю. как эксперта в двигателях внутреннего сгорания, в связи с чем выводы экспертного заключения Ш...ва Г.Ю. не могут быть приняты во внимание при серьезном анализе причин выхода двигателя из строя.

8.2. Исследование процесса поломки двигателя.

Для ответа на вопросы, поставленные перед экспертом, необходимо исследовать реальную картину разрушения поршней двигателя под действием детонации.

Прежде всего, необходимо отметить, что на основании проведенного выше анализа СЛЕДУЕТ ПРИЗНАТЬ УСТАНОВЛЕННЫМ факт отсутствия какого-либо влияния взаимного положения замков дисков маслосъемных колец на расход масла и прорыв газов в картер. Кроме того, согласно полученным выше данным, установленным необходимо признать и факт прогара свечей зажигания 2-х средних цилиндров в процессе эксплуатации. Это означает, что в новом двигателе на заводе были установлены новые свечи, имевшие одинаковую форму электродов. Помимо указанных фактов, на основании проведенных выше исследований можно указать еще один ПОЛНОСТЬЮ УСТАНОВЛЕННЫЙ ФАКТ - для поломки поршней не требуется какой-то длительной эксплуатации, достаточно только однократной заправки некачественным топливом. Все эти факты позволяют установить истинную картину разрушения двигателя с высокой степенью достоверности.

При работе на бензине, имеющем пониженное октановое число, в цилиндрах двигателя возникает детонация. Как указывалось выше, процесс возникновения детонации связан с преждевременным воспламенением части (или частей) топливовоздушной смеси, наиболее удаленной от свечи зажигания и расположенной у края камеры сгорания вблизи ее стенок. Самовоспламенение возникает в результате быстрого и чрезмерного сжатия и нагрева этой части смеси выше температуры воспламенения в результате повышения давления в цилиндре после воспламенения смеси от искрового разряда свечи зажигания. Это существенно отличает детонацию от калильного зажигания, при котором самовоспламенение происходит до искрового разряда на свече зажигания и связано с наличием в камере сгорания отдельных поверхностей и мелких деталей с чрезмерно высокой температурой [1-3].

Самовоспламенение при детонации имеет объемный характер, т.е. часть смеси воспламеняется во всем объеме сразу, что вызывает объемный взрыв этой части смеси, образование ударных волн и распространение этих волн по камере сгорания. При этом свежая смесь, не воспламенившаяся к этому моменту времени, воспламеняется за фронтом распространения ударной волны от резкого повышения давления и температуры во фронте. В результате процесс сгорание происходит жестко с резким повышением давления в цилиндре и характерным стуком двигателя [1-3, 6-7].

На условия возникновения детонации наибольшее влияние оказывает температура стенок камеры сгорания. Так, на холодном двигателе детонация практически невозможна, поскольку в удаленных от свечи зонах вблизи стенок топливовоздушная смесь не может нагреться, а наоборот, хорошо охлаждается холодными стенками. Напротив, при перегреве двигателя создаются отличные условия для детонации, и перегретый двигатель может работать со стуками даже на высокооктановом топливе. Именно этот факт объясняет, почему детонации чаще подвержены средние цилиндры, как в рассматриваемом случае. Это связано с тем, что крайние цилиндры любых рядных 4-цилиндровых двигателей при поперечном их расположении в моторном отсеке автомобиля имеют дополнительное охлаждение головки и блока цилиндров снаружи, в то время как у средних цилиндров такое охлаждение ограничено, а сзади вообще затруднено. В результате стенки средних цилиндров и камер сгорания могут быть нагреты сильнее, и при прочих равных условиях детонация возникнет вначале именно в средних цилиндрах, а не в крайних, и будет более сильной в средних цилиндрах по интенсивности.

Именно этим обстоятельством объясняется факт разрушения перемычек на поршнях именно средних цилиндров у исследуемого двигателя. Это означает, что для объяснения повреждения поршней именно средних цилиндров не надо, как это делает в своем заключении эксперт Ш...в Г.Ю., выдумывать никаких специальных теорий о якобы ошибочной установке на заводе каких-то "неправильных" обгоревших свечей зажигания.

Ударное повышение давления в цилиндре при детонации вызывает значительные ударные нагрузки на детали, в 1-ю очередь, на поршень [2-3]. Ударная волна, распространяющаяся по камере сгорания, бьет по краю днища поршня, проходит в зазор между огневой частью днища и цилиндром и бьет по верхнему компрессионному кольцу. При этом удар по верхнему кольцу передается кольцом непосредственно на перемычку между верхним и средним компрессионными кольцами.

Основной удар по поршню происходит вблизи зоны преждевременного воспламенения смеси. Обычно такая зона образуется в самой дальней точке камеры сгорания вблизи расположения выпускных клапанов, поскольку в этом месте топливовоздушная смесь нагревается в наибольшей степени. Согласно представленным фотографиям (рис. 24), именно в этом месте и произошла поломка перемычек на поршнях.

Поскольку при прохождении ударной волны по камере сгорания образуются отраженные от стенок волны, ударное воздействие на перемычку имеет высокочастотный характер, причем картина повторяется на следующем цикле воспламенения топлива. Как показано выше, усталостное разрушение поршней возможно при воздействии более 104- 105 числа циклов ударного нагружения, в то время как эксплуатация автомобиля только на одном топливном баке, полностью заправленном низкооктановым бензином, дает примерно 106 таких циклов.

Усталостное разрушение характеризуется накоплением внутренних дефектов в металле, появлением поверхностной усталостной трещины, ее распространением в теле детали через зерна с появлением характерных "волн" на поверхности излома (так называемых линий "отдыха") и окончательным хрупким "доломом" части детали, когда оставшееся сечение уже недостаточно для восприятия рабочей нагрузки [1].

Трещина на поршне начинает развиваться обычно с внутренней поверхности канавки под верхнее кольцо в самом углу, где за счет резкого, с малым радиусом, перехода сечения от цилиндрической поверхности к плоской торцевой образуется так называемый концентратор напряжений (рис. 28). Далее, в зависимости от конструкции поршня - толщины перемычек и стенок поршня, а также величины напряжений в материале, трещина может распространяться через перемычку к ее нижнему внутреннему краю или через стенку поршня к нижнему краю средней перемычки [1]. В последнем случае поломка будет в точности иметь вид, как и у исследуемого двигателя (рис. 24).

Рис. 28. Схемы разрушения перемычки поршня при детонации.
Рис. 28. Схемы разрушения перемычки поршня при детонации.

Как только образовавшаяся трещина становится сквозной (поперек перемычки), или часть перемычки отделяется от поршня, появляется несколько взаимосвязанных процессов.

  1. Прорыв газов через трещину.
При поломке поршня возникает заметное падение давления в конце сжатия (компрессия) на небольших оборотах и нагрузках, что может негативно повлиять на пусковые характеристики двигателя и его работу на низких оборотах. В то же время, за счет малого времени утечки газов на средних и высоких оборотах, разница в работе цилиндров с поломанными поршнями по сравнению с исправными цилиндрами будет внешне незаметна, по крайней мере, при непродолжительности использования повышенных режимов.

Часть перемычки, которая при разрушении отделяется от поршня, получает некоторую свободу перемещения за счет зазоров колец в канавках и зазора этой зоны поршня в цилиндре (рис. 29). При этом компрессионные кольца в зоне поломки практически повисают в воздухе - при повышении давления в цилиндре компрессионные кольца давлением прижимаются вниз к торцам канавок (за счет чего и происходит уплотнение полости цилиндра), но в зоне поломки отделившаяся часть поршня в пределах зазоров свободно смещается вниз, нарушая это уплотнение. Дополнительно утечки газов идут мимо колец прямо через место излома на поршне, что подтверждает вид излома на отделившейся от поршня части (рис. 30).

Рис. 29. Схема колебаний отделившейся части перемычки под действием рабочих
нагрузок и "насосный эффект", вызывающий поступление масла в цилиндр:
а) прорыв газов через трещину при сгорании смеси, б) поступление масла в зазоры на
такте впуска, в) выдавливание масла в цилиндр на такте сжатия
Рис. 29. Схема колебаний отделившейся части перемычки под действием рабочих нагрузок и "насосный эффект", вызывающий поступление масла в цилиндр: а) прорыв газов через трещину при сгорании смеси, б) поступление масла в зазоры на такте впуска, в) выдавливание масла в цилиндр на такте сжатия
Рис. 30. Характерное нагарообразование на изломе, свидетельствующее о прорыве газов
через трещину в перемычке (из заключения эксперта О…ха О.А.).
Рис. 30. Характерное нагарообразование на изломе, свидетельствующее о прорыве газов через трещину в перемычке (из заключения эксперта О…ха О.А.).

Поскольку компрессионные кольца при поломке перемычек уже не могут в достаточной степени удержать давление газов в камере сгорания, возникает повышенный прорыв газов в картер. Это приводит к увеличению потока картерных газов через систему вентиляции с захватыванием капель масла и поступления его во впускную систему двигателя. Однако повышенное количество масла поступает через систему вентиляции в основном только на повышенных режимах (см. далее).

1) Повышение расхода масла.

При движении поршня вниз на такте впуска в цилиндре возникает значительное разрежение (до -0,4 кг/см2), что требует хорошего уплотнения полости цилиндра компрессионными кольцами. Однако при поломке поршня уплотнительные свойства колец будут нарушены, и через них в цилиндр под давлением будут проходить картерные газы. Поскольку в рассматриваемом двигателе были сломаны сразу 2 перемычки, при движении поршня вниз и прижатии колец к верхним поверхностям канавок было нарушено не только уплотнительное действие среднего компрессионного кольца, но и маслосъемное действие маслосъемного кольца.

Этот факт вызывает значительное увеличение поступления масла в цилиндры со сломанными поршнями, причем поступление масла в цилиндр через кольца будет значительно больше, чем поступление масла через систему вентиляции на впуск вместе с картерными газами, даже несмотря на повышенное давление в картере. Причина того, что поступление масла через систему вентиляции будет незначительным, заключается в маслоотделителе.

В системе вентиляции любого двигателя всегда устанавливается маслоотделитель - специальное устройство, необходимое для отделения масла от картерных газов, поступающих во впускную систему, и возврата масла обратно в картер. В любом двигателе система вентиляции рассчитана конструкторами так, чтобы при нормальной работе двигателя на максимальных оборотах и нагрузках выхлопные газы, неизбежно проникающие в картер через компрессионные кольца, практически полностью отделялись от масла, прежде чем выйти через систему вентиляции во впускную систему.

При поломке поршней прорыв газов в картер существенно возрастает, однако на малых и средних оборотах и нагрузках, наиболее часто используемых в эксплуатации, маслоотделитель обычно справляется с повышенным количеством картерных газов, препятствуя попаданию большого количества масла на впуск. И лишь на высоких оборотах и нагрузках будет происходить значительное поступление масла на впуск.

В исследуемом двигателе было найдено характерное замасливание в корпусе воздушного фильтра и во впускном трубопроводе (рис. 22-23), однако это еще не говорит о каком-то большом расходе масла через систему вентиляции, поскольку замасливание в той или иной степени отмечается и на полностью исправных двигателях. Более вероятно, что расход масла через систему вентиляции за счет работы маслоотделителя был в целом весьма невелик, а замасливание было следствием лишь отдельных выбросов масла, происходящих достаточно редко и только на высоких оборотах и нагрузках. Об этом свидетельствует также большая разница в слое нагара на впускных клапанах и в каналах крайних и средних цилиндров - это означает, что масло поступало, главным образом, в средние цилиндры через кольца. В противном случае, если бы поступление масла шло в основном с картерными газами через систему вентиляции, нагарообразование во всех цилиндрах было бы примерно одинаковым.

2) Нарушение теплового состояния и перегрев деталей.

При нарушении уплотнительных свойств колец происходит не только прорыв газов и рост расхода масла, но и одновременное нарушение тепловых процессов на поршне и кольцах. Отсутствие хорошего контакта колец с канавками автоматически приводит к нарушению процесса передачи тепла от нагретого поршня к кольцам и далее через стенку цилиндра в охлаждающую жидкость. Это подтверждает рис. 7, где видно, что внутренняя часть поврежденного поршня имеет более темный цвет, связанный с повышенной рабочей температурой.

Поскольку поршень сильно нагревается от горячих газов, отвод основной части тепла от него (охлаждение) осуществляется через компрессионные кольца. Потеря уплотняющих свойств компрессионных колец в результате поломки перемычек прямо ведет к дополнительному нагреву поршня. При эксплуатации двигателя на высоких оборотах и нагрузках нарушение охлаждения поршня может вызвать его перегрев, задиры на юбке и плавление днища [1, 4, 6-7, 9-12], причем для такого повреждения поршня достаточно весьма незначительного времени работы двигателя на высоких режимах. Однако, поскольку таких признаков в исследуемом двигателе не обнаружено, есть все основания полагать, что эксплуатация двигателя, по крайней мере, после поломки перемычек поршней, производилась преимущественно на низких и средних оборотах и нагрузках. Это означает, что, с одной стороны, чрезмерно большого расхода масла в двигателе могло не быть даже с поломанными перемычками (на пониженных режимах расход масла при нарушенном уплотнении компрессионных колец всегда меньше), а с другой - в двигателе не могло возникнуть калильного зажигания, поскольку оно характерно именно для режимов, близких к максимальным [1-3].

3) Дополнительные условия для появления детонации.

Как это следует из теории детонации [2-3], значительное влияние на ее возникновение оказывает температура стенок камеры сгорания. Если поршень уже получил повреждения, его температура начинает увеличиваться за счет ухудшения охлаждения, что приводит к более благоприятным условиям возникновения детонации. Кроме того, именно в этих цилиндрах поступление масла через поломанные поршни получается значительным и может действительно несколько снизить детонационную стойкость бензина при воспламенении. Помимо этого, горячие картерные газы, в большом количестве поступающие во впускную систему, вызывают значительный дополнительный нагрев топливовоздушной смеси в цилиндре при впуске и сжатии. В результате этого в цилиндрах с поломанными поршнями при определенных условиях (большие нагрузки) детонация может возникать даже при использовании высокооктанового бензина.

Этот факт позволяет объяснить, почему в исследуемом двигателе, который, очевидно, эксплуатировался некоторое время с поломанными поршнями, произошло обгорание свечей зажигания именно в средних цилиндрах.

Как известно, детонация может вызвать местный (локальный) перегрев отдельных деталей. При детонации наиболее сильному воздействию ударных волн подвергаются отдельные мелкие выступающие в камеру элементы [1-3], в том числе, края поршней, прокладки головки, выступы на стенке камеры вблизи выпускных клапанов, а также свечи зажигания, электроды которых выступают во внутреннюю полость камеры.

При работе двигателя свечи зажигания имеют определенный тепловой режим, который обеспечивает нормальную работу свечи, в частности, самоочищение свечи от нагара. Это требует довольно высокой температуры центрального электрода. Однако, как показывает практика, поступление большого количества масла в цилиндр обычно увеличивает отложение нагара на свечах. В рассматриваемом случае нагар отложился, в основном, только на боковом электроде. Это связано с более высокой температурой свечи, нежели она имела бы при нормальной эксплуатации, и оседающий нагар выгорал достаточно быстро. Более высокая температура центрального электрода свечи средних цилиндров по сравнению с крайними, таким образом, была вызвана одновременным воздействием целого ряда неблагоприятных факторов:

  1. более высокой температурой днища поршней в результате разрушения перемычек поршней,
  2. более высокой температурой стенок камеры сгорания средних цилиндров вследствие более высокой температуры поршней и особенностей охлаждения средних цилиндров (меньшая эффективность их охлаждения),
  3. значительное количество горячих картерных газов, поступающих во впускную систему вследствие поломки поршней, вызывающих повышение температуры смеси в цилиндре,
  4. детонация в средних цилиндрах вследствие более высокой температуры стенок и смеси, а также поступления большого количества масла,
  5. дополнительный нагрев электродов свечи от детонации, а также от теплообмена с газом и стенками, имеющими более высокую температуру.
При одновременном воздействии этих факторов температура центрального электрода свечи будет заметно повышена, особенно на режимах средних и больших нагрузок, что неизбежно приведет к обгоранию края центрального электрода свечей.

Таким образом, наличие в двигателе дефектов производственного характера, в том числе, каких-то неправильно установленных дисков маслосъемных колец и несоответствующих двигателю свечей зажигания, не подтверждается имеющимися фактами и результатами проведенных исследований. При отсутствии производственных дефектов причина поломки может иметь только эксплуатационный характер. В то же время проведенные исследования подтверждают, что причиной поломки поршней явилась детонация, причем для разрушения от детонации было достаточно только одной заправки автомобиля низкооктановым бензином, а таких заправок за время эксплуатации автомобиля было не менее 35-40.

Фактически это означает, что все обнаруженные дефекты и поломки имеют эксплуатационный характер, а истинной причиной выявленных дефектов и поломок является эксплуатация автомобиля на низкооктановом бензине, как минимум однократно залитом в бак при его заправке.выводы

  1. При подготовке заключения эксперт О...х О.А. допустил многочисленные недоработки, не вполне четкие формулировки, ошибочные суждения и несоответствия. Это явились главной причиной попытки эксперта Ш...ва Г.Ю., не проводя никаких исследований практического характера, поменять местами причину поломки с ее следствием, основываясь лишь на ошибках и неточностях эксперта О...xaО.А.
  2. Экспертом Ш...вым Г.Ю. сделана попытка выдать ничего не значащий факт - близкое расположение замков дисков маслосъемных колец, за серьезный дефект двигателя и построить на этой основе логическую цепь событий, приводящих к поломке. Однако причинно-следственной связи между близким расположением замков дисков маслосъемных колец друг относительно друга, с одной стороны, и расходом масла, прорывом газов в картер, а тем более, детонацией и поломкой поршней, с другой стороны, не существует, поэтому эксперту не удалось ее доказать.
  3. Описанная экспертом Ш...вым Г.Ю. цепь событий противоречит известным фактам, логике и практическому опыту, и повторяет все ошибки и несоответствия экспертизы О...xaО.А., поэтому попытка обосновать ее явилась причиной особенно большого количества несоответствий, ошибок и неточностей в рассуждениях эксперта. В связи с этим выводы экспертного заключения III.. .ва Г.Ю. не могут быть приняты во внимание при серьезном анализе причин выхода двигателя из строя.
  4. Проведенными исследованиями установлено, что для расхода масла (или его отсутствия) не имеет абсолютно никакого значения, каким образом ориентированы замки дисков наборных маслосъемных колец - они расположены рядом или развернуты на какой-то угол (расстояние). Таким образом, близкое расположение замков дисков не является дефектом.
  5. В силу особенностей своей конструкции наборное маслосъемное кольцо неспособно удерживать давление газов вне зависимости от того, как развернуты (или не развернуты) диски. Расположение замков дисков наборного маслосъемного кольца никак не связано и не может оказать ровным счетом никакого влияния ни на давление газов в картере, ни на выброс газов с маслом через систему вентиляции во впускной коллектор двигателя.
  6. Исследуемый двигатель имел нормальный естественный расход масла на протяжении длительного времени эксплуатации, и вплоть до момента поломки расход не превышал допустимого уровня. Влияние масла на детонационную стойкость бензина в том незначительном количестве, которое поступало в двигатель до поломки, отсутствовало.
  7. Исследованиями установлено, что в новом двигателе на заводе были установлены новые свечи зажигания одинакового типа, имевшие одинаковую форму электродов. Утверждения эксперта Ш...ва Г.Ю. о якобы разных свечах, использованных в данном двигателе, о том, что свечи с разной характеристикой могут привести к каким-то повреждениям двигателя, необоснованны и опровергается имеющимися фактами.
  8. Причиной поломки поршней и большого расхода масла является детонация в результате применения низкооктанового бензина, причем для поломки поршней не требуется какой-то длительной эксплуатации на таком бензине, достаточно только однократной заправки некачественным топливом
  9. Повреждение свечей зажигания в средних цилиндрах явилось следствием эксплуатации двигателя с поломанными поршнями в режиме детонации, вызванной изменением процесса сгорания в этих цилиндрах после поломки.
  10. Таким образом, наличие в двигателе дефектов производственного характера не подтверждается имеющимися фактами. Все обнаруженные дефекты и поломки имеют эксплуатационный характер, а истинной причиной выявленных дефектов и поломок является эксплуатация автомобиля на низкооктановом бензине, как минимум однократно залитом в бак при очередной заправке.

Эксперт-автотехник 1-й категории, кандидат технических наук, Ген.директорООО "СМЦ "АБ-Инжиниринг" А.Э.Хрулев

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