Диагноз — преклонный возраст

Наглядный урок тем «экспертам», которые не знают никаких неисправностей двигателей, кроме плохого топлива, гидроудара и «превышения» оборотов, и готовы с криками «Эврика!» списать любые неисправности на плохое топливо, увидев в нем лишь одну «неправильную» молекулу. В результате нашей экспертизы истец, утверждавший, что двигатель вышел из строя из-за некачественного топлива, и предъявививший ответчику рекордный иск в 14 млн рублей за неисправность двигателя машины стоимостью 250 тыс. рублей, проиграл дело. Мы доказали, что, несмотря на присутствие в бензине небольшого (1,5%) количества керосина, двигатель вышел из строя по причине естественной «смерти» от банальной старости.

Заключение специалиста № 39/11 от 16.11.09 по материалам гражданского дела № 2-74/09 по иску М. ва А.А. к ООО «Северная энергетическая компания» и ранее выполненным экспертизам экспертов Ч. ва В.И. и С. ко В.В. от 06.08.2008, ООО «Экспертный центр» № 12/23 от 26.06.2009г. и ООО «Экспертиза» № 360 от 28.09.2009г.

11 ноября 2009 г. в соответствии с заявкой ООО «Северная энергетическая компания» от 10 ноября 2009 года — произвести экспертизу по материалам гражданского дела № 2-74/09 по иску М. ва А.А. к ООО «Северная энергетическая компания» о взыскании убытков и компенсации морального вреда, в том числе, по имеющимся в материалах дела ранее выполненным экспертизам экспертов Ч. ва В.И. и С. ко В.В. от 06.08.2008, ООО «Экспертный центр» №12/23 от 26.06.09 и ООО «Экспертиза» № 360 от 28.09.2009г., проведено исследование (з/н № 355т от 11.11.09) причин выхода из строя двигателя VQ20 № 580269 автомобиля NISSAN—MAXIMA, VIN JN 1CAUB33U0035861YYY, 2001 года выпуска, г/н А 8YY АУ 67.

Основание для проведения экспертизы:

Заявка ООО «Северная энергетическая компания» от 10 ноября 2009 года — произвести экспертизу по материалам гражданского дела № 2-74/09 по иску М. ва А.А. к ООО «Северная энергетическая компания» о взыскании убытков и компенсации морального вреда, а также по результатам ранее выполненных экспертиз Ч. ва В.И. и С. ко В.В. от 06.08.2008, ООО «Экспертный центр» №12/23 от 26.06.09 и ООО «Экспертиза» № 360 от 28.09.2009г.

Исследование причин выхода двигателя из строя и составление настоящего заключения проводил:

Хрулев Александр Эдуардович — специалист, начальник Бюро моторной экспертизы ООО «СМЦ «АБ-Инжиниринг», эксперт-автотехник 1-й категории, имеющий право на проведение автотехнических экспертных исследований (сертификат эксперта- автотехника № 001.00064.К1 от 02.07.2009 г.), образование высшее, кандидат технических наук, Генеральный директор ООО «СМЦ «АБ-Инжиниринг», стаж работы по специальности (ремонт, конструкция и эксплуатация двигателей внутреннего сгорания) — 24 года, из них экспертом-автотехником — 6 лет.

Объект исследования

Материалы по гражданскому делу № 2-74/09 по иску М. ва А.А. к ООО «Северная энергетическая компания» о взыскании убытков и компенсации морального вреда, ранее выполненные и имеющиеся в материалах дела заключения экспертов Ч. ва В.И. и С. ко В.В. от 06.08.2008, заключения экспертов ООО «Экспертный центр» № 12/23 от 26.06.2009г. и ООО «Экспертиза» № 360 от 28.09.2009г. по двигателю VQ20 № 580269А автомобиля NISSAN-MAXIMA, VESTJN1CAUB33U0035861YYY, 2001 года выпуска, г/н А 8YY АУ 67.

Вопросы, поставленные перед экспертом:

1. Какая причина из причин, указанных в заключении Ч. ва В.И. и С. ко В.В. по диагностике и дефектовке двигателя автомобиля от 06.08.2008г., в заключении эксперта ООО «Экспертный центр» № 12/23 от 26.06.2009г. и в заключении эксперта ООО «Экспертиза» № 360 от 28.09.2009г., является наиболее вероятной причиной таких неисправностей как прогар выпускного клапана третьего цилиндра двигателя, износ шатунных и коренных вкладышей, износ коленчатого вала, которые были выявлены в двигателе автомобиля Nissan Maxima VQ20 2001 года выпуска?
2. Наличие, а также отсутствие каких признаков указывают на наибольшую вероятность причины возникновения неисправностей, указанной при ответе на первый вопрос?
3. С каким октановым числом должен быть бензин, подлежащий использованию в автомобиле Nissan Maxima VQ20 2001 года выпуска?
4. Является ли одной из вероятных причин прогара выпускного клапана третьего цилиндра двигателя автомобиля Nissan Maxima VQ20 2001 года выпуска использование автомобильного бензина с октановым числом 92 вместо рекомендованного заводом-изготовителем бензина с октановым числом 95?
5. Могло ли использование автомобильного бензина с характеристиками, указанными в протоколе испытаний № 1776 от 07.12.2007г., в количестве 70 литров привести к прогару выпускного клапана, к износу коренных и шатунных вкладышей, к износу коленчатого вала в ходе эксплуатации автомобиля Nissan Maxima VQ20 2001 года выпуска?
6. Влияют ли отклоняющиеся от требований ГОСТа показатели характеристик автомобильного бензина, указанные в протоколе испытаний № 1776 от 07.12.2007г., на качество топливно-воздушной смеси, образующейся в двигателе автомобиля Nissan Maxima VQ20 2001 года выпуска с инжекторным типом двигателя?
7. Приводит ли использование в ходе эксплуатации автомобиля Nissan Maxima VQ20 2001 года выпуска автомобильного бензина с характеристиками, указанными в протоколе испытаний № 1776 от 07.12.2007г., к попаданию топлива в цилиндр двигателя в жидком виде?
8. Может ли произойти залегание маслосъемных колец поршня в результате использования автомобильного бензина с характеристиками, указанными в протоколе испытаний № 1776 от 07.12.2007г?

Задачи, поставленные перед экспертом:

Провести необходимые исследования и ответить на поставленные вопросы.

Исходная информация

Согласно материалам дела, истец — владелец автомобиля NISSAN MAXIMA 04 декабря 2006 г. залил на АЗС ООО «Северная энергетическая компания» 59 л бензина марки А-92, а также заправлял указанный автомобиль на этой АЗС еще 2 раза в период с 22.11.2006 по 04.12.2006 г. Далее на протяжении всего дня 04 декабря 2006 г. двигатель троил, работал неравномерно с посторонними стуками, на панели приборов загоралась лампа сигнализации неисправности двигателя. Запуск был затруднен, приходилось долго крутить стартер и по нескольку раз. При выполнении диагностики двигателя на автосервисе ООО «РОСНИ» было установлено, что двигатель и система выпуска (нейтрализаторы выхлопных газов и кислородные датчики) неисправны, а предположительная причина неисправности указана как некачественное топливо.

После проведения экспертиз были выявлены прогар выпускного клапана 3-го цилиндра, износ деталей кривошипно-шатунного механизма (коленчатый вал и вкладыши) и другие дефекты, а в топлива было установлено отклонение по содержанию тяжелых углеводородов. На основании этого большинство специалистов, исследовавших двигатель, пришло к выводу о том, что причиной неисправности двигателя является использование топлива несоответствующего качества.

Использованная литература

1. Хрулев А.Э. Ремонт двигателей зарубежных автомобилей. — Изд-во «За Рулем», М.: 1998,-480с.
2. Nissan Maxima Factory Service Manual (FSM) — Nissan Maxima A33. — NISSAN MOTOR CO., LTD.TOKYO, JAPAN, 2000.
3. Двигатели внутреннего сгорания. Теория поршневых и комбинированных двигателей. Под ред. А.С.Орлина, М.Г.Круглова. — М.: Машиностроение, 1983. — 372с.
4. Косточкин В.В. Надежность авиационных двигателей и силовых установок. — М.: Машиностроение, 1976,-248с.
5. Шишков И.Н., Белов В.Б. Авиационные горюче-смазочные материалы и специальные жидкости. — М.: Транспорт, 1979,- 247 с.
6. Итинская Н.И., Кузнецов Н. А. Топлива, масла и технические жидкости. Справочник. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Агропромиздат, 1989. — 304 с.
7. Хрулев А. «Моторный ремонт: быть или не быть?» — «Автомобиль и сервис», №11/2009.
8. Хрулев А. «Если измерить компрессию» — «Автомобиль и сервис», №11/1998.
9. Хрулев А. «Почему неисправен клапан» — «Автомобиль и сервис», №2/2000.
10. Хрулев А. «Надо ли промывать двигатель» — «Автомобиль и сервис», №9/2000.
11. Хрулев А. «Если двигатель стучит» ч. 2 — «Автомобиль и сервис», №9/2000.
12. Хрулев А. «Если двигатель дымит», «Автомобиль и сервис», №5/1998.
13. Хрулев А. «Почему прогорел поршень», «Автомобиль и сервис», №10/2000.
14. Расходипотеримасла. MSI Motor Service International GmbH, Neckarsulm, Еермания, 2004,- 28c.
15. Piston Damage — Causes and Remedies. — MAHLE GmbH, Stuttgart, 1999,- 66c.
16. Повреждения поршней. Как выявить и устранить их. — MSIMotorService International GmbH, Neckarsulm, 2004.-103 c.
17. Хрулев А.Э. «Об экспертизе, причинно-следственных связях и экспертах», ч. 1 и 2, «Автомобиль и сервис», №№ 6 и 7/2008.

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ

1. Истинный пробег автомобиля.

С другой стороны, изношенный двигатель весьма чувствителен к неблагоприятным воздействиям, и даже небольшое отклонение в режимах его эксплуатации нередко приводит к возникновению серьезных неисправностей и поломок.

В этой связи при исследовании причин неисправностей двигателя предварительно необходимо точно знать, каково общее состояние двигателя — является ли он сравнительно новым, и тогда появление неисправностей возможно только при значительном воздействии на двигатель, или, напротив, он уже практически выработал свой ресурс, и любой даже незначительный фактор может иметь самые негативные последствия.

Очевидно, одним из главных факторов, характеризующих общее состояние двигателя, является пробег автомобиля. Это простой вопрос, на который обычно можно легко ответить, включив зажигание и посмотрев на панель приборов автомобиля. Однако согласно материалам дела и проведенным экспертизам, пробег автомобиля по каким-то причинам не был определен точно, более того, имеются существенные разночтения в данных, приведенных разными экспертами и специалистами. Так, согласно экспертизе Ч. ва В.И. и С. ко В.В. от 06.08.2008 пробег автомобиля составляет 63997 км, по данным заключения эксперта ООО «Экспертиза» № 360 от 28.09.2009г. пробег равен 63990 км, а по данным имеющегося в материалах дела акта № 5 от 05.12.07 ООО «РОСНИ» — 63667 км.

Если принять на веру эти цифры, получится следующее — эксперты и специалисты исследуют практически новый двигатель, который по пробегу даже не выработал гарантийный срок, обычно устанавливаемый производителем автомобиля (100.000 км).

Однако, согласно фотографиям, приведенным в заключении эксперта ООО «Экспертный центр» № 12/23 от 26.06.2009г., детали исследуемого двигателя имеют вид, характерный для двигателя с пробегом не менее 200 тыс. км, т.е. для старого изношенного двигателя — особенно характерны сильно корродированные наружные поверхности (в 1-ю очередь, алюминиевых деталей), а также чрезмерно большое количество нагара на внутренних поверхностях деталей. Двигатель с реальным пробегом 63 000 км, даже в случае длительного уличного хранения, никогда не приобретает подобного внешнего вида (рис. 1, 2, 3).

Рис. 1. Глубокая коррозия алюминиевых деталей, в том числе, блока цилиндров, и сильное масляное загрязнение (рис. 88 из заключения эксперта ООО «Экспертный Центр» № 12/23 от 26.06.2009г.). Такое состояние при пробеге 63000 км невозможно, реальный пробег автомобиля – не менее 200.000 км. Рис. 2. Коррозия и сильное загрязнение наружной поверхности передней крышки двигателя, соответствующее старому двигателю с большим пробегом (рис. 14 из заключения эксперта ООО «Экспертный Центр» № 12/23 от 26.06.2009г.). Рис. 3. Внутренняя поверхность передней крышки свидетельствует не только о значительном нагарообразовании, но также о нескольких видах отложений нагара разного цвета – типичная картина при очень больших пробегах (рис. 15 из заключения эксперта ООО «Экспертный Центр» № 12/23 от 26.06.2009г.). На двигателе с пробегом 60000 км такое невозможно.

Такое расхождение цифр пробега и реального состояния деталей требует отдельного исследования с целью определения действительного пробега автомобиля, тем более что, согласно практическому опыту, при пробеге 60-70 тыс. км среднестатистический двигатель не может иметь подобного состояния деталей. Кроме того, согласно материалам дела, автомобиль 2001 года выпуска был приобретен владельцем и поставлен на учет 22.01.2006 г., следовательно, при пробеге в 30.000-60.000 км на момент приобретения это должен был быть почти новый автомобиль. Однако выполненные в дальнейшем согласно имеющимся в материалах дела копиям заказ-нарядов Технического центра Ниссан «Спутник» ремонтные работы указывают, что это был уже старый автомобиль, имеющий достаточно серьезные проблемы и с двигателем, и ходовой частью, характерные для старого автомобиля с большим пробегом.

Для определения действительного пробега и действительного состояния автомобиля следует подробно рассмотреть имеющиеся в материалах дела данные о прохождении автомобилем ТО и ремонта в Техническом центре Ниссан «Спутник», где при каждом обращении истца фиксировался пробег автомобиля. Эти данные для удобства анализа сведены в таблицу, причем пробег автомобиля, зафиксированный работниками техцентра, может быть разделен на форматы 100.000 и 10.000, записанные в разные колонки таблицы.

Таблица работ, выполненных на автомобиле NISSAN-MAXIMA, VWJN1CAUB33U0035861YYY- по датам и пробегу в 2006 году.

недостоверные

промывка инжектора и дроссельной заслонки

Анализ полученных данных позволяет сделать следующие выводы:

1. Истинный пробег автомобиля на 25.12.06 составлял 170.000 км. За 2006 год автомобиль имел среднемесячный пробег 3.500 км, что является нормальным пробегом при нормальной эксплуатации автомобиля.
2. Данные о пробеге в 60.000 км недостоверны, поскольку пробег в данном формате не возрастает или даже уменьшается по датам проведения работ. По мнению эксперта, вероятно, что это неправильно снятые показания одометра или даже счетчика суточного пробега, а также, возможно, результат коррекции («скручивания») показаний одометра. Так, пробег 67.342 — 30.425 = 36.917 км за 2,5 месяца (с 22.01.06 по 09.04.06) дает 14.700 км в месяц, а среднемесячный пробег за 2 месяца с 29.08.06 до 24.10.06 еще больше — 15.000 км, что дважды является нереальной и ошибочной величиной пробега. Одновременно с этим периодически автомобиль имел отрицательный пробег по датам, что делает величины пробега в формате 60.000, указанные в заключениях экспертиз Ч. ва В.И. и С. ко В.В. от 06.08.2008, эксперта ООО «Экспертиза» № 360 от 28.09.2009г. и в акте № 5 от 05.12.07 ООО «РОСНИ», полностью недостоверными.
3. Пробег в 63667-63997 км в декабре 2007 года (через год после фиксации техцентром Ниссан «Спутник» пробега 65.364 км), является или трижды ошибочным, поскольку предполагает отрицательный пробег за год, или фактом того, что автомобиль не мог проехать какое-либо расстояние, а это значит, что он не мог расходовать никакого топлива за весь 2007 год. Если принять, что пробег в 63000-65000 км, указанный во всех ранее выполненных экспертизах, верен, это означает, что в баке автомобиля на момент возникновения неисправности находился бензин, заправленный год назад. Тогда наличие в бензине тяжелых углеводородов и его несоответствие ГОСТу является следствием длительного хранения топлива [5, 61, а не заправки на АЗС в декабре 2007 г.
4. Масло в двигателе менялось в среднем через 8000 км пробега (132877, . 148000), что является нормой.
5. У двигателя 23.02.06 были отмечены проблемы с течью масла, свидетельствующие о большом пробеге, возможном повышенном давлении в картере, а также о большом расходе масла.
6. У двигателя уже были серьезные проблемы с системой управления, о чем свидетельствует замена датчиков кислорода 09.04.06, а затем повторная замена датчика кислорода 29.04.06.
7. Пробег 170.000 км является значительной величиной, характеризующей двигатель как старый, при таком пробеге возможно появление многочисленных неисправностей [1]. Именно такие неисправности, а именно, неисправности в системе управления и механической части, уже имели место и явились причиной обращения владельца автомобиля в техцентр задолго до выявления исследуемой неисправности.
8. При сохранении темпа эксплуатации в 3000-3500 км в месяц к концу 2007 года двигатель должен иметь пробег в 200.000-210.000 км. Данные о пробеге в 63.000 км в конце 2007 г и одновременно в начале 2006 года либо делают цифры пробега, указанные в материалах дела, полностью недостоверными, либо указывают на отсутствие эксплуатации автомобиля и какой-либо заправки его бензином в течение года.

К сожалению, эксперты и специалисты, проводившие исследования, не приняли во внимание этот простой и очевидный факт и рассматривали двигатель, как практически новый. В то же время общее состояние двигателя, соответствующее пробегу 200.000- 210.000 км, требует отдельного рассмотрения и учета особенностей такого состояния при исследовании причин неисправностей.

Истинное состояние двигателя перед обнаружением неисправности.

Такая большая разница в мощности двигателей, а также сравнение модели Nissan Maxima по основным параметрам с аналогичными моделями других производителей (Toyota Camry, Honda Legend и т.д.) позволяет сделать вывод о том, что двигатель VQ20 является самым слабым среди всех двигателей, применяемых на автомобилях данного класса не только фирмой Nissan, но и другими производителями.

С другой стороны, низкая мощность двигателя тяжелого автомобиля бизнес- класса вызывает необходимость использования повышенных нагрузок в эксплуатации — по сравнению с более мощными двигателями большего рабочего объема. Как известно, автомобильные двигатели, применяемые на легковых автомобилях, имеют ресурс до капитального ремонта (или замены), составляющий в среднем не более 250-300 тыс. км. [1, 7]. Данная величина соответствует эксплуатации в нормальных условиях среднестатистического автомобиля при выполнении владельцем рекомендации завода- изготовителя по обслуживанию и ремонту. Однако двигатель модели VQ20 не является среднестатистическим, поскольку его рабочий объем и мощность значительно, на 25-30% ниже, чем средние значения этих параметров для автомобилей данного класса.

В соответствии с этим средняя величина нагрузок на двигатель VQ20 в эксплуатации на тяжелой машине бизнес-класса выше — в частности, для разгона и поддержания заданной скорости требуется большая относительная мощность (отнесенная к максимальной для данного двигателя), что требует и более высоких оборотов коленчатого вала. Это вызывает более интенсивный износ деталей более слабого двигателя и, как следствие, меньший ресурс двигателя модели VQ20 по сравнению со среднестатистическими данными по другим двигателям.

В соответствии с указанными факторами, ресурс двигателя типа VQ20 на автомобиле Nissan Maxima должен быть в среднем ниже среднестатистического и лежать в пределах не более 200-220 тыс. км. Это значит, что к моменту возникновения неисправности остаточный ресурс у двигателя практически полностью отсутствовал.

Согласно теории надежности машин и механизмов [1, 4], состояние двигателя в рассматриваемый период эксплуатации (пробег близок к предельному) соответствует состоянию, характеризуемому термином «период старения и износа». Фактически двигатель уже практически полностью выработал ресурс в обычных условиях эксплуатации, а далее за счет износов и старения деталей на работу двигателя начинают сказываться повышенные зазоры, повышенные ударные нагрузки на детали, отложения нагара и прочие факторы, связанные со старением и приводящие к возникновению все новых и новых неисправностей, вероятность появления которых непрерывно возрастает.

Именно приближением к периоду износа и старения объясняется повышенный расход масла исследуемого двигателя, что было причиной обращения истца в техцентр Ниссан «Спутник» еще 23.02.06, а также неисправность системы управления, потребовавшая даже неоднократной замены кислородных датчиков. Есть все основания полагать, что выход из строя кислородных датчиков был связан с повышенным расходом масла, нагарообразованием, нестабильностью работы свечей зажигания, пропусками воспламенения и догоранием топлива в катализаторах — типичная картина для полностью выработавшего ресурс двигателя.

Рис. 5. Замасливание элемента воздушного фильтра – типичный пример поступления масла через систему вентиляции во впускную систему вследствие износа цилиндропоршневой группы и повышенного давления в картере (рис. 137 из заключения эксперта ООО «Экспертный Центр» № 12/23 от 26.06.2009г.). Рис. 6. Типичный для чрезмерно большого расхода масла нагар на свечах зажигания, вызывающий пропуски воспламенения и неравномерную работу двигателя с последующим попаданием несгоревшего топлива в катализаторы и выход их из строя (рис. 28 из заключения эксперта ООО «Экспертный Центр» № 12/23 от 26.06.2009г.). Рис. 7. Типичное для старых двигателей с очень большим пробегом нагарообразование под крышкой клапанного механизма (рис. 23 из заключения эксперта ООО «Экспертный Центр» № 12/23 от 26.06.2009г.). Рис. 8. Сильное нагарообразование на боковой поверхности поршня – типичная картина для старых изношенных двигателей (рис. 60 из заключения эксперта ООО «Экспертный Центр» № 12/23 от 26.06.2009г.). Рис. 9. Износ шатунных вкладышей – типичная картина для старых изношенных двигателей с большим расходом масла (рис. 75 из заключения эксперта ООО «Экспертный Центр» № 12/23 от 26.06.2009г.). Рис. 10. Чрезмерный зазор и износ канавки верхнего поршневого кольца – типичная картина для двигателя с очень большим пробегом (рис. 62 из заключения эксперта ООО «Экспертный Центр» № 12/23 от 26.06.2009г.).

Состояние двигателя при пробегах, близких к полной выработке ресурса, характеризуется следующим образом [1]:

1. Большое количество отложений на внутренних деталях (рис. 7).
2. Большой расход масла, в том числе, в результате износа и/или коксования деталей поршневой группы (заказ-наряд техцентра Ниссан «Спутник» №299 от 23.02.06).
3. Замасливание и сильное загрязнение на наружных поверхностях, вызванное негерметичностью соединений и/или повышенным давлением картерных газов в результате пропуска газов в картер через поршневые кольца (рис. 1, 2).
4. Коррозия наружных поверхностей двигателя, в 1-ю очередь, коррозия алюминиевых деталей (рис. 1, 2).
5. Большое количество масла, поступающего во впускную систему через систему вентиляции (рис. 5).
6. Большое количество нагара на поршнях, камерах сгорания, клапанах и свечах (рис. 6 и 8).
7. Износ цилиндропоршневой группы, в частности, поршневых колец и канавок поршней (рис. 10).
8. Износ клапанов и седел в головках блока цилиндров, вызывающий негерметичность клапанов (по результатам измерения компрессии акт № 5 от 05.12.07 ООО «РОСНИ» и данные экспертизы Ч. ва В.И. и С. ко В.В. от 06.08.2008).
9. Неравномерная компрессия по цилиндрам (акт № 5 от 05.12.07 ООО «РОСНИ» и данные экспертизы Ч. ва В.И. и С. ко В.В. от 06.08.2008).
10. Износ кривошипно-шатунного механизма — вкладышей и шеек коленвала, особенно характерных для большого расхода масла, когда легко пропустить момент падения уровня масла ниже допустимого (рис. 9).
11. Различные дефекты в системе управления двигателем, нагарообразование в узле дроссельной заслонки (заказ-наряд техцентра Ниссан «Спутник» №454 от 09.04.06).
12. Дефекты нейтрализаторов и кислородных датчиков, вызванные поступлением масла и его догоранием, а также неравномерной работой изношенного двигателя, в том числе, пропусками воспламенения (заказ-наряды техцентра Ниссан «Спутник» №299 от 23.02.06 и №454 от 09.04.06).

Анализ данных по компрессии двигателя.

Обращает на себя внимание большая разница в величинах компрессии, полученная ООО «РОСНИ» и Ч. вым В.И. и С. ко В.В. для цилиндров 4, 5 и 6. При этом есть все основания предполагать, что измерения в ООО «РОСНИ» выполнялись на горячем двигателе — практически сразу после проявления неисправности, в то время как Ч. вым В.И. и С. ко В.В. было специально оговорено, что измерения проводились на холодном двигателе.

При проведении измерения компрессии на холодном и горячем двигателе, действительно, возможна большая разница результатов и, как показывает практика, эта разница тем больше, чем больше изношен двигатель [1, 8, 9].

Так, при измерениях на холодном двигателе масло легко снимается со стенок цилиндров поршневыми кольцами, однако вследствие большой вязкости и медленного вращения коленчатого вала стартером масло не разбрызгивается на стенки цилиндра и не течет в цилиндр через изношенные направляющие втулки клапанов и маслосъемные колпачки. Кроме того, изношенные поршневые кольца имеют неоптимальную для данного температурного режима форму, в частности, большие просветы между кольцом и стенкой цилиндра около замка. В результате компрессия на холодном двигателе будет значительно снижена.

Напротив, на горячем двигателе поршневые кольца в нагретом состоянии принимают форму, более близкую к форме цилиндра. Кроме того, нагретое масло низкой вязкости, легко разбрызгиваемое коленвалом на цилиндр даже при низких оборотах, а также легко проникающее через изношенные маслосъемные колпачки, уплотняет сопряжение колец с цилиндром, что вызывает значительный рост компрессии на горячем двигателе.

Таким образом, низкая компрессия на холодном двигателе и ее значительное повышение на горячем свидетельствует о сильно изношенном состоянии цилиндров и поршневых колец двигателя [8]. Напротив, отсутствие указанной большой разницы в компрессии на холодном и горячем двигателе говорит об удовлетворительном состоянии цилиндропоршневой группы и отсутствии значительных и/или критических износов. Это означает, что, по меньшей мере, в цилиндре № 5 исследуемого двигателя цилиндропоршневая группа уже характеризуется критическим износом, характерным для полностью изношенного двигателя.

В этой связи следует отметить, что указанный износ обычно связан не столько с состоянием цилиндров и юбок поршней, сколько с состоянием поршневых колец и канавок поршней. Вместе с тем, ни в одной из экспертиз не проводилось никаких измерений величины замков поршневых колец в цилиндрах, зазоров колец в канавках поршней, а также износов торцевых поверхностей колец и канавок, хотя эти данные являются ключевыми для определения состояния двигателя [1]. Этот факт свидетельствует о низком качестве проведенных экспертиз, а также о непонимании экспертами сути многих процессов, происходящих в двигателе.

В то же время, можно легко заметить (рис. 10), что верхние поршневые кольца имеют чрезмерно большой зазор в канавках поршней, а канавки не только изношены, но и разбиты с образованием характерного заусенца на краях. Это типичный случай сильного износа поршневой группы при очень больших пробегах [1], когда износ из естественного переходит к катастрофическому износу — за счет интенсивного разбивания канавки при больших зазорах. Более того, на фото виден значительный износ среднего поршневого кольца — оно имеет полный контакт с цилиндром по всей наружной поверхности, в то время как при небольших пробегах средние кольца должны иметь контакт только по нижнеи части наружной поверхности — вследствие конического профиля наружной поверхности [1].

Обратная картина, когда на холодном двигателе компрессия существенно выше, чем на горячем, как правило, связана с чрезмерным износом клапанного механизма. Так, у исследуемого двигателя в конструкции привода клапанов применены цилиндрические толкатели (стаканы) с регулировочными шайбами [2]. В этой конструкции толкатели и шайбы, выполненные из высокопрочной и твердой стали, практически не подвержены износу, в то время как рабочие фаски клапанов и седел могут изнашиваться при больших пробегах. При износе рабочих фасок происходит «проваливание» клапана в седло, сопровождаемое уменьшением рабочего зазора в приводе клапанов [9]. В результате на горячем двигателе зазор в приводе за счет разницы температурного удлинения стального клапана и алюминиевой головки блока становится чрезмерно малым и недостаточным для нормального уплотнения седла, что вызывает падение компрессии. Однако на холодном двигателе температурного удлинения головки блока нет, и уплотнение седла клапаном будет заметно лучше за счет большего зазора в приводе клапана.

Таким образом, низкая компрессия на горячем двигателе и ее значительное повышение на холодном двигателе свидетельствует о критическом износе клапанного механизма, причем износ носит характер, соответствующий чрезвычайно длительной эксплуатации, возможно, в неблагоприятных условиях и без необходимого техобслуживания. Это означает, что клапанный механизм (клапаны и седла) цилиндров №№ 4 и 6 имел критический износ, характерный для полностью изношенного двигателя.

Указанные особенности состояния исследуемого двигателя согласно данным измерения компрессии, подтверждают отмеченный выше факт, что двигатель при таких серьезных неисправностях отдельных цилиндров не имел какого-либо остаточного ресурса и требовал ремонта.

Сравнение данных, полученных в ранее выполненных экспертизах, с действительной картиной неисправности.

Основные данные, приведенные в заключениях экспертов Ч. ва В.И. и С. ко

В.В. от 06.08.2008, ООО «Экспертный центр» № 12/23 от 26.06.2009г. и ООО

«Экспертиза» № 360 от 28.09.2009г.:

недостоверные данные, противоречащие имеющимся фотографиям, данные, соответствующие фотографиям, экспертизам, и принятые к рассмотрению.

1. цил. —10,2
2. цил.-5,1

* — недостоверные данные вследствие отсутствия элементарных измерений

В таблице отмечены зелено-голубым цветом данные, соответствующие фотографиям и/или очевидные и подтвержденные в экспертизах. Напротив, желтым цветом отмечены явно недостоверные данные, в том числе:

• закоксованные нагаром маслосъемные кольца. Согласно рис. 8 и 11, закоксованы не все маслосъемные кольца, как это указано в заключении эксперта ООО «Экспертный центр» № 12/23 от 26.06.2009г. — некоторые не имеют явно выраженного нагара на расширителе и, скорее всего, имеют подвижность. С другой стороны, явно закоксовано не только одно маслосъемное кольцо 3-го поршня, как указано в заключении эксперта ООО «Экспертиза» № 360 от 28.09.2009г., но и несколько других также.
• результаты измерения поршней в заключении эксперта ООО «Экспертиза» № 360 от 28.09.2009г. полностью недостоверны.поскольку использован несоответствующий измерительный прибор — штангенциркуль, вместо необходимого для таких измерений микрометра [1]. В результате получены размеры нескольких поршней, превышающие диаметр цилиндра, что невозможно в принципе.
• износ стержней клапанов, согласно заключению эксперта ООО «Экспертиза» № 360 от 28.09.2009г., отсутствует. Это не соответствует результатам измерений, приведенным в заключении эксперта ООО «Экспертный центр» № 12/23 от 26.06.2009г. — размеры стержней выпускных клапанов уже находятся ниже допуска, заданного производителем [2], что вполне вероятно и для впускных клапанов, судя по виду их стержней. Это показывает, что двигатель в целом изношен и требует ремонта.
• во всех проведенных ранее экспертизах дефект клапана назван «прогаром». Однако на самом деле дефект клапана не имеет плавного контура, возникающего при эрозии и плавлении клапана при прогаре, а напротив, имеет вид механического излома или скола [9].
• маслосъемные колпачки могут быть проверены «на ощупь», а также на предмет удержания вертикально установленного клапана [1]. В соответствии с этим утверждение из заключения эксперта ООО «Экспертиза» № 360 от 28.09.2009г. о невозможности проверки колпачков в связи с их разрушением при снятии ошибочно.
• крышка поддона без металлической стружки, как это указано в заключении экспертов Ч. ва В.И. и С. ко В.В. от 06.08.2008, означает, что в двигателе происходил износ шатунных вкладышей в течение очень долгого времени, и периодически, при замене масла, стружка удалялась из двигателя вместе с заменяемым маслом. Действительно, на рис. 12 видно, что в поддоне присутствуют отложения нагара, но следов стружки нет. Это подтверждает известный из практики факт, что имеющийся износ вкладышей (до бронзового слоя) мог произойти не перед возникновением неисправности, а начался задолго до ее обнаружения и не имел никакого отношения к ней. В противном случае на дне поддона в крышке неминуемо была бы обнаружена мелкая металлическая стружка характерного серого цвета — продукты износа вкладышей. Этот факт имеет ключевое значение для установления причины неисправности.
• износ шатунных вкладышей имеется, но вид вкладышей не соответствует, как указано в заключении эксперта ООО «Экспертиза» № 360 от 28.09.2009г., «стучащему» двигателю, поскольку состояние «стучащего» двигателя подразумевает полное разрушение антифрикционного слоя до стальной основы, причем сразу у 2-х половин вкладышей, в то время как изношен только очень тонкий (0,03 мм) баббитовый слой верхней части вкладышей [1], и только на верхней половине (рис. 9 и 13). Т.е. у шатунных вкладышей не утрачен антифрикционный слой — частично утрачена только

его самая верхняя часть. Таким образом, в результате к номинальному рабочему зазору в 0,035-0,06 мм прибавится лишь 0,03-0,04 мм износа, а получившийся рабочий зазор в 0,065-0,10 мм не только не даст явно выраженного стука [1], но и позволит двигателю сохранить работоспособность.

Рис. 11. По меньшей мере, еще на одном из поршней маслосъемное кольцо закоксовано и потеряло подвижность (рис. 64 из заключения эксперта ООО «Экспертный Центр» № 12/23 от 26.06.2009г.). Рис. 12. В поддоне картера сильные отложения нагара, но следов стружки нет. Это свидетельствует о том, что износ вкладышей начался задолго до разборки двигателя (рис. 10 из заключения эксперта ООО «Экспертный Центр» № 12/23 от 26.06.2009г.). Рис. 13. Изношены до бронзового слоя только верхние вкладыши 2-х шатунов, что свидетельствует об отсутствии стука коленчатого вала (рис. 65 из заключения эксперта ООО «Экспертный Центр» № 12/23 от 26.06.2009г.).

Однако наиболее интересно сравнение основных положений и выводов выполненных ранее экспертиз. Для этого основные положения и выводы сведены в таблицы с соответствующими комментариями, где желтым цветом отмечены явно недостоверные рассуждения авторов.

Основные положения и выводы заключения экспертов Ч. ва В.И. и С. ко В.В.

Основные положения и выводы заключения эксперта ООО «Экспертный центр» №

12/23 от 26.06.2009г.

Основные положения и выводы заключения эксперта ООО «Экспертиза» № 360 от

Согласно приведенным данным, выводы заключения экспертизы Ч. ва В.И. и С. ко В.В. от 06.08.2008 ничем не обоснованы и фактически недостоверны.

Основные положения и выводы заключения эксперта ООО «Экспертный центр» № 12/23 от 26.06.2009г. требуют более детального рассмотрения. С одной стороны, эксперт проводит детальный анализ процессов и делает правильные выводы, а с другой — пренебрегает очевидными фактами, что не позволяет ему ответить на многие вопросы экспертизы.

Так, эксперт говорит о стуке коленчатого вала и считает, что вкладыши подшипников сильно изношены. При этом он неправильно описывает конструкцию вкладышей (эксперт считает вкладыши сталеалюминиевыми двухслойными, в то время как на исследуемом двигателе применены трехслойные сталебронзовые вкладыши с покрытием очень тонким слоем антифрикционного сплава олова со свинцом — баббита[1]) и не проводит никаких измерений рабочего зазора в подшипнике. В результате его вывод о причине стука двигателя вследствие большого зазора в подшипниках неверен. поскольку износ баббитового слоя вкладышей до бронзы не превышает 0,03-0,05 мм и, как правило, не дает явных стуков двигателя [1].

В своем исследовании эксперт пренебрегает очевидным фактом того, что двигатель практически выработал свой ресурс. В результате он делает неверный вывод о том, что причиной неплотности клапанов является нагар, попавший между клапанами и седлами, в то время как основной причиной неплотности является износ седел и фасок клапанов. В данном случае нагар является следствием общего износа двигателя и не является определяющим фактором.

Эксперт делает вывод о том, что расход масла и повышенное содержание смол оказывают одинаковое действие на катализатор и могут вывести его из строя. Однако в топливе не найдены смолы и, кроме того, впускные клапаны и распылители форсунок не имеют характерного для осмоленного топлива коричневого нагара. Это означает, что смолы в исследуемом двигателе, всегда присутствующие в любом топливе, не могли оказать на катализатор никакого влияния.

Основное негативное влияние на работу катализатора оказывало догорание масла вследствие его большого расхода, а также вследствие неработоспособности свечей зажигания от масляного нагара. В результате этого катализатор был вначале поврежден топливом и маслом, а в конце быстро выведен из строя при перегреве вследствие догорания значительного количества топлива, попадающего из цилиндра с дефектным клапаном в выпускную систему [1]. Именно такой процесс происходил в исследуемом двигателе.

Эксперт также сделал вывод, что результаты измерения компрессии не дают результатов для данного двигателя. Это неверно, поскольку большая разница в величине компрессии по цилиндрам, а также по температуре испытаний дает все необходимые данные для того, чтобы оценить общее состояние двигателя как состояние тотального износа (см. выше — о результатах измерения компрессии).

В целом выводы заключения эксперта ООО «Экспертный центр» № 12/23 от 26.06.2009г. неполные и недостоверные, поскольку в своем «фундаментальном» исследовании эксперт не учел и не исследовал массу важных факторов. В результате эксперт не смог убедительно ответить практически ни на один поставленный вопрос.

Напротив, положения и выводы заключения эксперта ООО «Экспертиза» № 360 от 28.09.2009г. являются примером бойкого и уверенного ответа эксперта, который либо вообще не понимает сути процессов, происходящих в двигателе, либо, напротив, умело использует отдельные положения теории ДВС (двигателей внутреннего сгорания) для описания нереальных процессов с целью обоснования своих фантастических гипотез.

Практически все положения заключения эксперта ООО «Экспертиза» № 360 от 28.09.2009г. не выдерживают никакой критики ни с точки зрения теории ДВС [3], ни с точки зрения практики их диагностики и ремонта [1, 7, 8, 9,10, 11, 12,13, 14,15, 16],

хотя эксперт в своих так называемых «исследованиях» опирается на весьма известные научные труды. Подробное изложение ошибок данной «экспертизы» выходит за рамки настоящего исследования, однако краткие комментарии в вышеприведенной таблице дают представление о чрезвычайно высоком «качестве» подобного труда.

В результате выводы заключения эксперта ООО «Экспертиза» № 360 от 28.09.2009г„ построенные на нереальных процессах и фантастических гипотезах, полностью недостоверны и не имеют никакого отношения ни к рассматриваемому двигателю, ни к другим двигателям данного типа (ДВС — двигатели внутреннего сгорания).

1. Анализ результатов испытания топлива.

Согласно протокола испытаний Испытательной лаборатории ООО «Продукт- Маркетинг» №1776 от 7 декабря 2007 г. пределы перегонки 10, 50 и 90% соответствуют требованиям ГОСТ. Объем испарившегося бензина в % при температуре 180°С составляет 89% (по ГОСТ — 85%), что означает, что исследуемый бензин имеет даже несколько лучшие свойства испарения, чем это требует ГОСТ.

Единственный параметр, имеющий отклонения — конец кипения 306°С вместо 215°С. Это означает, что в бензине присутствуют более тяжелые углеводороды, однако их количество очень мало.

Этот факт наглядно иллюстрируется так называемыми кривыми фракционной разгонки бензина [5], которые показывают, какая объемная доля бензина испаряется при его нагревании. Такая кривая построена и представлена на рис. 14, причем на нее нанесены допустимые (минимальные и максимальные) пределы испаряемости по ГОСТ, а также результаты по характеристикам испаряемости исследованного топлива (кривая красного цвета).

Рис. 14. Кривые фракционной разгонки топлива – видно, что исследуемое топливо отклоняется от допустимых характеристик испарения только после испарения основной части — 96% всего объема топлива.

Согласно данным экспертизы топлива (протокол испытаний Испытательной лаборатории ООО «Продукт-Маркетинг» №1776 от 7 декабря 2007 г.) и кривой, построенной на основании этих данных (рис.), не менее 92% исследуемого бензина испаряется согласно требований ГОСТ 7177-99, а неиспаряемый остаток («Остаток в колбе») составляет 1,2%, таким образом, только приблизительно 2-2,8% составляют фракции, имеющие температуру испарения, превышающую допустимую.

Далее, необходимо отметить непрерывный характер кривой разгонки топлива — это означает, что при повышении температуры процесс испарения носит плавный и непрерывный характер, при котором температура 210-215°С соответствует испарению 92% исследуемого топлива, и далее, по мере плавного роста температуры до 306°С, происходит испарение оставшихся фракций топлива. При этом выпуклый и непрерывный характер кривой разгонки топлива дает испарение оставшихся 2% топлива в диапазоне незначительно повышенных температур 215-240°С, и лишь совсем малая часть — менее 0,8 % топлива, испаряется в диапазоне повышенных температур 240-3 06°С.

С другой стороны, согласно параметру «Остаток в колбе» неиспаряемых веществ в исследуемом бензине почти в 2 раза меньше, чем максимально допускается по ГОСТ 7177-99 (1,2% вместо 2,0%). То есть, фактически в исследуемом бензине вместо части неиспаряемого остатка по ГОСТ 7177-99 содержится незначительное количество (0,8%) более тяжелого топлива, что и вызвало повышение параметра «Конец кипения» практически без изменения основных характеристик топлива по испаряемости.

Фактически это означает, что лишь самая незначительная часть топлива — менее 0,8%, может представлять собой более тяжелые фракции, испаряемые при повышенной температуре, причем в исследуемом топливе эти фракции содержатся вместо неиспаряемых веществ согласно ГОСТ 7177-99.

Данный факт иллюстрирует таблица:

Таким образом, основная разница между исследуемым топливом и бензином АИ-92 заключена лишь в 2% топлива, имеющих незначительно повышенную температуру испарения. В таком случае вывод заключения эксперта ООО «Экспертиза» № 360 от 28.09.2009г. о каком-то значительном влиянии данного топлива на испарение и горение, а также о некоем «неуправляемом» характере горения не соответствует действительности. Все параметры испарения почти полностью соответствуют нормальному топливу — бензину. Более того, известно, что тяжелые фракции в бензине имеют 2 главных признака, негативно влияющих на работу двигателя — осаждение смол топлива на тарелках впускных клапанов с последующим заклиниванием клапанов и осаждение смол на форсунках топливоподачи. Однако фото из заключения эксперта ООО «Экспертный центр» № 12/23 от 26.06.2009г. показывают, что не было ни осаждения смол на тарелках клапанов (они сравнительно чистые), ни заклинивания клапанов (клапаны не доставали до поршней), ни осаждения смол на форсунках (форсунки чистые).

Для сравнения следует оценить влияние расхода масла на работу двигателя. Так, закоксовывание и выключение из работы только одного из маслосъемных колец приводит к расходу масла не менее 1-1,5 л на 1000 км [1, 12]. У исследуемого двигателя забитых нагаром и заклиненных маслосъемных колец было несколько, в соответствии с чем расход масла должен был составлять не менее 1,5-2 л масла на 1000 км пробега. С другой стороны, расход топлива данного автомобиля составляет около 10 л на 100 км [2], что дает 100 л бензина на 1000 км.

Поскольку выше было найдено, что только 2% топлива имеют характеристики испарения, отличающиеся от стандартных — это 2 л топлива с более низкими характеристиками испарения на 1000 км пробега. Следовательно, в исследуемом двигателе количество поступающего в цилиндры масла и нестандартного топлива имело приблизительно одинаковое количество.

Однако есть существенная разница между маслом и нестандартным топливом.

Согласно [5], дизельное топливо имеет фракционный состав, при котором 50% топлива перегоняется при 240-290°С, а 96% — при 330-360°С. Моторное масло имеет еще большую температуру разгонки — более 350-400°С. Следовательно, в исследуемом топливе содержится около 2% фракций, имеющих температуру испарения, лежащую между бензинами и дизельными топливами, а менее 0,8% — соответствующих легким фракциям дизельного топлива. Такой фракционный состав приблизительно соответствует керосинам [5], которые, в отличие от масла, являются топливом с аналогичной бензинам теплотворной способностью 10300 ккал/кг (энергией, выделяемой при сгорании 1 кг топлива).

Как известно [5], керосин является широко распространенным видом топливом,

применяемым в авиации в качестве топлива для газотурбинных двигателей. Кроме того, он может являться одним из компонентов зимнего дизельного топлива, поскольку имеет низкую температуру застывания.

Согласно [5], керосин, в отличие от моторного масла, является топливом, которое не дает никакого повышенного нагарообразования при сгорании в газотурбинных и дизельных двигателях вблизи отношения количества воздуха и топлива, близкого к 15, что соответствует аналогичному отношению для бензинов. Поскольку система управления в исследуемом двигателе поддерживает состав топливовоздушной смеси вблизи значений коэффициента избытка воздуха равного 1,0 (что соответствует отношению количества воздуха и топлива, близкого к 15), при сгорании незначительного количества керосина в бензиновом двигателе нагарообразование будет аналогично нагарообразованию при сгорании чистого бензина.

Единственная разница здесь заключена в октановом числе топлива, содержащего керосин — оно будет меньше, чем у исходного бензина.

Расчет октанового числа смеси бензина и керосина приближенно можно выполнить по формуле:

где ОЧ_б — октановое число исходного бензина, А_к — относительная доля керосина в смеси.

Если октановое число бензина принять, к примеру, за 92, а относительная доля керосина с октановым числом 0 равна 0,02 (2%), то легко рассчитать, что октановое число смеси составит приблизительно 90,1. То есть, примесь керосина в количестве 2% в исследуемом топливе снижает октановое число бензина приблизительно на 2 единицы. Этот результат в целом соответствует протоколу испытаний Испытательной лаборатории ООО «Продукт-Маркетинг» №1776 от 7 декабря 2007 г., где исследуемое топливо имеет пониженное до 90 октановое число, что вполне соответствует наличию незначительных (около 2%) примесей типа керосина.

Таким образом, можно считать установленным тот факт, что исследуемое топливо на самом деле является смесью 2 видов топлива — стандартного бензина с октановым числом 92 по исследовательскому методу и небольшой примеси керосина в количестве приблизительно 2%.

Это значит, что примеси в топливе не являются ни смолой (которая и не была обнаружена при испытаниях топлива), ни каким либо иным типом тяжелых углеводородов неизвестного происхождения, вызывающих дополнительное нагарообразование в двигателе.

Таким образом, негативное влияние незначительного количества керосина никак не могло проявиться на деталях двигателя в виде нагара — нагар связан исключительно с большим расходом масла. Другими словами, применение данного топлива в двигателе не дает тех характерных признаков, которые наблюдались бы в случае применения топлива с повышенным содержанием тяжелых углеводородов [5, 6]. Это означает, что наличие примесей керосина в топливе в таких малых количествах не может являться причиной неисправности, связанной с образование нагара. При этом характеристики испаряемости исследуемого топлива на 98% соответствуют стандартному бензину, что делает все красивые «теории» из заключения эксперта ООО «Экспертиза» № 360 от 28.09.2009г., построенные на гипотезах о нарушении испарения и поступлении неиспарившихся капель топлива в масло, недостоверными и ошибочными.

С другой стороны, именно наличие большого расхода масла вызывает нарушения процесса сгорания, включая снижение детонационных характеристик топлива, замедление горения топливовоздушной смеси, сильное нагарообразование и многие другие [1]. При этом расход масла, хотя является следствием износа двигателя, но сам по себе также есть причина многих неисправностей — закоксовывания и залегания поршневых колец, прогара клапанов и поршней, детонации, калильного зажигания, износа цилиндропоршневой группы, разрушения катализатора и т.д. В этом смысле большой расход масла даже более опасен для двигателя, чем незначительные примеси легкого топлива — керосина.

Единственным фактором, связанным с нестандартными характеристиками топлива, который мог повлиять на работу двигателя, является пониженное октановое число топлива. Этот вопрос также требует отдельного рассмотрения.

Влияние октанового числа топлива на работу и неисправности двигателя.

Данные, приведенные в письме компании Nissan, требуют пояснений.

При возникновении детонации на более низкооктановом топливе датчик детонации регистрирует детонационные стуки и подает сигнал на уменьшение угла опережения зажигания блоку управления двигателем [1]. Блок управления, выполняя эту команду, сдвигает угол опережения в позднюю сторону. При этом двигатель начинает работать на более позднем зажигании, причем сдвиг угла происходит до тех пор, пока датчик не перестанет регистрировать детонационные стуки.

Система управления двигателем автомобиля Nissan-Maxima является типичной адаптивной системой с обратной связью — она позволяет корректировать параметр (угол опережения зажигания) при изменении условий эксплуатации (обороты, нагрузка, температура и т.д.) путем регистрации детонации датчиком, при этом система управления работает в следящем режиме — при наличии детонации угол опережения зажигания уменьшается, при отсутствии — возрастает.

В Инструкции по эксплуатации [2] указано, что «время от времени Вы можете заметить легкие детонационные удары воспламенения в течение короткого времени, при ускорении или подъеме на холмы. Это не причина для беспокойства, потому что Вы получаете самую большую топливную экономичность, когда есть легкие детонационные удары воспламенения в течение короткого времени при большой нагрузке двигателя». Это означает, что адаптивная система управления двигателем с датчиком детонации не может управлять двигателем, если детонации нет вообще — детонация в исследуемом двигателе появляется на некоторых режимах независимо от типа применяемого бензина, хотя и имеет скоротечный характер.

Таким образом, само наличие детонации при работе двигателя является не признаком дефекта или некачественного бензина, а обязательным условием правильной работы системы управления двигателем. В соответствии с этим, детонация не приводит, как это указывается в заключении эксперта ООО «Экспертиза» № 360 от 28.09.2009г., к «преждевременному» воспламенению, «неуправляемому» горению и прочим «волшебным» процессам, а напротив, детонация является необходимым условием правильной настройки системы управления двигателем исследуемого автомобиля на наиболее экономичные режимы работы.

Вместе с тем, поскольку при появлении детонации система управления осуществляет коррекцию угла опережения зажигания в позднюю сторону, работа двигателя на более низкооктановом топливе и позднем зажигании характеризуется некоторым возрастанием температуры выхлопных газов на такте выпуска, когда выпускные клапаны открыты [1, 3]. Это, в свою очередь, прямо приводит к увеличению теплового потока от горячих газов к выпускным клапанам и их дополнительному нагреву.

Таким образом, главным фактором воздействия низкооктанового бензина на клапаны является не детонация как таковая, которая возникает на всех видах топлива, и появлению и длительному воздействию которой препятствует система управления, а рост температуры выхлопных газоввследствие работы двигателя на более позднем зажигании.

Некоторое повышение температуры тарелки клапана — обычно на 10-30°С (при максимальной температуре тарелки 900-1000°С), в результате воздействия газов с более высокой температурой не является опасным для клапанов в случае плотного сопряжения тарелки клапана с седлом в закрытом состоянии. Как указано в [9], если тарелка клапана хорошо сопряжена с седлом, и соединение герметично, то после фазы выпуска и нагрева тарелка клапана охлаждается при посадке в седло путем теплопередачи от нагретой тарелки в более холодное седло.

В случае, если клапан и седло изношены, что характерно для исследуемого двигателя, плотность посадки тарелки в седле будет неминуемо нарушена, о чем свидетельствуют данные об измерениях компрессии, а также проверка на герметичность клапанов, приведенная в заключении эксперта ООО «Экспертиза» № 360 от 28.09.2009г. В этом случае условия охлаждения тарелки также будут нарушены, причем тем больше, чем хуже герметичность сопряжения клапана с седлом. В результате на режимах больших оборотов и нагрузок тарелка клапана может быть нагрета тем сильнее, чем хуже герметичность клапана независимо от того, чем вызвано повышение температуры газов — более поздним зажиганием или просто увеличением нагрузки и частоты вращения.

Таким образом, изношенный двигатель становится весьма чувствительным к октановому числу топлива — даже незначительное уменьшение октанового числа при увеличении оборотов и нагрузки может привести к перегреву тарелки клапана и ее прогару, причем опасность прогара сохраняется и на высокооктановом топливе.

С другой стороны, разрешение производителя на эксплуатацию на бензине с октановым числом 92 означает, что система управления имеет возможность полноценного регулирования угла опережения зажигания во всем диапазоне режимов эксплуатации. Фактически это означает, что детонация на бензине с разрешенным производителем автомобиля октановым числом 92 будет возникать обязательно, но по прежнему имеет кратковременный характер — в течение нескольких секунд, пока система управления будет осуществлять коррекцию угла опережения зажигания. Поскольку эксплуатация на бензине с октановым числом менее рекомендуемого, равного 95, влечет за собой более сильный нагрев выпускных клапанов, производитель отмечает для таких условий эксплуатации опасность перегрева и прогара клапанов.

Фактически это означает, что водитель автомобиля, заливая бензин данного типа, должен был прочитать инструкцию по эксплуатации и заведомо знать не только последствия применения бензина с пониженным до 92 октановым числом, но и свои действия, если возникла детонация. В частности, для изношенного двигателя такая эксплуатация становится особенно опасной по причине плохого охлаждения изношенных клапанов.

Инструкция по эксплуатации [2] также предупреждает, что детонация не должна иметь постоянный (непрерывный) характер. Такая детонация является сильной детонацией, что, собственно говоря, и может привести к выходу двигателя из строя — за счет длительного ударного воздействия на детали двигателя, в 1-ю очередь, на поршни. При этом производитель отмечает (рис. 15), что «Если Вы обнаруживаете постоянные тяжелые детонационные стуки, используя бензин установленного октанового числа, или если Вы слышите постоянные детонационные стуки, держа постоянную скорость на ровных дорогах, сделайте так, чтобы ваш дилер исправил это «. При этом «Отказ исправлять состояние есть неправильная эксплуатация транспортного средства, за которую NISSANне ответственен «.

Рис. 15. Страница Инструкции по эксплуатации автомобиля Nissan-Maxima 2001 года выпуска с двигателями VQ20 и VQ30 [2] с указанием разрешенного топлива и его октанового числа – 96 и 91 по исследовательскому методу.

Это означает, что водитель, согласно инструкции, обязан обеспечить правильную эксплуатацию транспортного средства, т.е. фактически исключить появление постоянной детонации теми или иными способами. Другими словами, если возникает постоянная детонация при движении по ровной дороге, а водитель продолжает эксплуатировать автомобиль в таком режиме, он нарушает требования Инструкции по эксплуатации автомобиля.

В Инструкции для эксплуатации [2] для стран Американского континента указан бензин с октановым числом 96 и 91 по исследовательскому методу — вместо применяемого в России бензина с октановым числом 95 и 92 (рис. 15). Учитывая это, есть все основания утверждать, что производитель разрешает эксплуатацию и на более низкооктановых бензинах, имеющих октановое число менее 92. Однако в рассматриваемом случае необходимо рассмотреть разницу между бензином с октановым числом 91, который разрешен производителем к эксплуатации, и бензином с октановым числом 90, примененным в двигателе согласно протокола испытаний Испытательной лаборатории ООО «Продукт-Маркетинг» №1776 от 7 декабря 2007 г.

При использовании бензина с октановым числом 90 разница в 1 единицу октанового числа слишком мала, чтобы вызвать какие-то принципиальные и качественные изменения в процессе испарения и сгорания, тем более — фантастические процессы «неуправляемого» горения или мифическую способность продуктов сгорания повышать давление и температуру в разы, как это утверждается в заключении эксперта ООО «Экспертиза» № 360 от 28.09.2009г.

Любая система управления любого двигателя имеет определенный запас регулирования по всем параметрам, включая угол опережения зажигания — чтобы в реальных условиях эксплуатации всегда была гарантированная возможность осуществлять управление и не допускать детонацию. Поэтому фактическая разница в эксплуатации на бензине с октановым числом 91 и 90 будет только в незначительной разнице в длительности реакции системы управления в случае возникновения детонации — на бензине с октановым числом 90 время коррекции и время воздействия детонации на двигатель в случае ее появления будет несколько больше.

Этот факт подтверждается Инструкцией по эксплуатации автомобиля [2] — как это указано на стр.10-4 Инструкции (рис. 16), в некоторых случаях производитель даже допускает эксплуатацию на бензине с еще меньшим октановым числом, эквивалентным 89.

Рис. 16. Страница из Инструкции по эксплуатации автомобиля Nissan-Maxima [2], где указано о допустимости применения низкооктанового бензина с октановым числом AKI 85, что приблизительно соответствует 89 по исследовательскому методу.

Тот факт, что при использовании бензина с октановым числом 90 в двигателе не возникало сильной и постоянно действующей детонации (и тем более — никаких преждевременных воспламенений и прочих «мифических» процессов), доказывает тот факт, что ни один из поршней не имеет никаких механических повреждений днища или перемычек между поршневыми кольцами. Прочие дефекты, такие как прогары клапанов, повреждения свечей зажигания и др., являются второстепенными и могут возникать от многих причин, часто никак не связанных с детонацией. Кроме того, в практике ремонта неизвестны [1, 11] и также не отмечены ни одним производителем запасных частей для двигателей [15, 16] разного рода «мифические» случаи критического силового воздействия и разрушения вкладышей шатунных подшипников от детонации.

Напротив, как это хорошо известно из практики [1, 13, 15, 16], детонация главным образом и непосредственно в 1-ю очередь повреждает именно поршни, при этом возникает эрозия на краях днища поршня, и происходит поломка перемычек между поршневыми кольцами. Поскольку никаких признаков подобного повреждения поршней в исследуемом двигателе не обнаружено, факт отсутствия сильной и постоянной детонации при работе двигателя на бензине с октановым числом 90 следует считать полностью доказанным.

Таким образом, можно утверждать, что для работоспособности исправного двигателя нет принципиальной разницы, какое октановое число имеет топливо, даже если октановое число изменяется в широких пределах.

Особенности работы поршневой группы и клапанного механизма изношенного двигателя с повышенным нагарообразованием.

Повышенный расход масла является не только главной, но и практически единственной причиной повышенного нагарообразования в двигателях [1, 14]. Любые предположения и гипотезы о сильном нагарообразовании, связанном с какими-то неправильными свойствами топлива, имеют лишь теоретическое значение и, как показывает практика [17], применяются исключительно в изысканиях недобросовестных и/или неграмотных экспертов.

Исследуемый двигатель имеет значительные отложения нагара на всех внутренних деталях, что является главным признаком большого расхода масла и близкого к предельному пробега. Нагар на деталях обычно образуется в течение длительного времени — тысячи и десятки тысяч км, а рыхлое состояние нагара на поршнях и камерах сгорания (рис. 8 и 17) однозначно свидетельствует о том, что это продукты горения и термического разложения масла.

Рис. 17. Большое количество нагара на стенках камер сгорания – признак большого расхода масла (рис. 92 из заключения эксперта ООО «Экспертный Центр» № 12/23 от 26.06.2009г.).

Нагар от сгорания топлива образуется главным образом при отклонении состава смеси в сторону избыточной подачи топлива (богатая смесь), что в подавляющем большинстве случаев связано не со свойствами топлива, а с неисправностями системы управления и топливоподачи. Этот вид нагара имеет вид тонкого налета мягкой сажи и явно не соответствует рассматриваемому случаю [1, 10, 15].

Сильное нагарообразование на стенках камер сгорания и днищах поршней приводит со временем (при большом слое нагара) к отслаиванию и откалыванию частиц нагара от стенок и попаданию в зазоры между движущимися деталями, что может вызвать повреждение деталей. Так, попадание частиц между клапанами и седлами приводит к потере герметичности сопряжения клапана с седлом, а нагар, попавший между поршнем и цилиндром, может вызвать зависание поршневых колец в канавках поршней и задиры на цилиндре.

Сильное влияние на нагарообразование оказывают режимы работы двигателя. Так, при повышенных режимах (обороты и нагрузка) нагар со стенок камеры сгорания может выгорать под действием повышенной температуры газов, в то время как нагар на боковой поверхности поршня будет образовываться быстрее за счет роста температуры поршня и коксования масла.

В результате на верхней части боковой поверхности поршня нагарообразование может быть значительным и при высоком расходе масла распространиться до канавки маслосъемного кольца (рис. 8). В конечном счете, это вызовет с течением времени закоксовывание маслосъемного кольца, что и наблюдается в исследуемом двигателе.

Данный дефект приводит к еще большему возрастанию расхода масла и дальнейшему увеличению количества нагара на всех деталях, и в 1-ю очередь, в камере сгорания и на днищах поршней [12].

Сгорание масла, поступающего в цилиндры, как через поршневые кольца, так и через изношенные направляющие втулки и клапаны, а также через систему вентиляции, вызывает отложения масляного нагара в выпускных каналах, что также особенно характерно для исследуемого двигателя (рис. 18). Отложения нагара в каналах и на клапанах (рис. 19) являются также причиной падения мощности вследствие уменьшения проходных сечений каналов и ухудшения процессов газообмена в цилиндрах.

Рис. 18. Масляный нагар в выпускных каналах – видны следы масла вокруг седел и направляющих втулок. Типичный случай работы изношенного двигателя с большим расходом масла (рис. 104 из заключения эксперта ООО «Экспертный Центр» № 12/23 от 26.06.2009г.). Рис. 19. Масляный нагар на выпускных клапанах. Типичный случай работы двигателя с большим расходом масла (рис. 115 из заключения эксперта ООО «Экспертный Центр» № 12/23 от 26.06.2009г.).

Следует также отметить, что при нормальной работе двигателя выпускные клапаны имеют светлый цвет и практически лишены нагара, поскольку клапаны имеют высокую температуру — до 900-1000°С, при которой происходит практически полное выгорание нагара [1]. У исследуемого двигателя, напротив, на всех выпускных клапанах большой слой масляного нагара. Это свидетельствует о том, что количество поступающего масла было столь велико, что не позволяло свечам зажигания нормально воспламенять топливовоздушную смесь, имели место серьезные пропуски воспламенения, и клапаны не нагревались должным образом.

Подобное состояние невозможно при малых пробегах и наиболее характерно для полностью изношенного двигателя.

Скол клапана и особенности работы двигателя со сколом клапана.

Так, более детальный анализ фото позволяет сделать вывод, что место дефекта не содержит явных следов плавления или эрозии материала клапана и представляет собой типичный механический излом (скол), возникающий при развитии в материале клапана дефектов типа усталостных трещин. Кроме того, ни на этом, ни на других выпускных клапанах нет признаков сильного нагрева (светлый цвет тарелок при отсутствии нагара), поскольку на тарелках имеется достаточно толстый слой масляного нагара, который также присутствует и в выпускных каналах.

Рис. 20. Характер повреждения выпускного клапана (рис. 112 из заключения эксперта ООО «Экспертный Центр» № 12/23 от 26.06.2009г.).

Такая картина возможна в случае, если на краю тарелки образовалась трещина, которая затем, под действием температуры, а также циклов нагрева-охлаждения клапана, развивалась в течение некоторого времени (1000-2000 и более км пробега) и привела к разрушению. Такой вид разрушения возможен не столько от перегрева клапана, сколько при сильном ударном механическом воздействии [9] — вследствие больших зазоров, неплотного контакта тарелки с седлом, а также при повышенных оборотах в условиях нагарообразования от горения большого количества масла (рис. 21).

Учитывая указанные признаки и большой пробег автомобиля, эксперту представляется реальной причина дефекта клапана, связанная не столько с перегревом, сколько с большими износами деталей и зазорами между ними. В этом случае в момент закрытия клапана тарелка будет испытывать ударные нагрузки при посадке клапана в седло, что при воздействии температуры могло привести к растрескиванию тарелки и далее к наблюдаемому дефекту в виде так называемого «прогара», а на самом деле — скола.

Прогар (скол) клапана приводит к падению компрессии в цилиндре до нуля и выключению цилиндра. Однако топливо в данный цилиндр продолжает поступать через работающую форсунку. Поскольку стенки цилиндра нагреты от соседних цилиндров и системы охлаждения, испарение топлива продолжается, однако при отсутствии давления не происходит воспламенения. Помимо этого, щель на тарелке выпускного клапана образует отверстие для свободного прохода топливовоздушной смеси в выхлопную систему уже на такте сжатия — при движении поршня к верхней мертвой точке (ВМТ).

В результате уже в конце сжатия практически вся только что поступившая в цилиндр топливовоздушная смесь вытесняется в выхлопную систему. Поступая далее в нейтрализатор, смесь окисляется в нем и сгорает, вызывая быстрый и чрезвычайно интенсивный нагрев сот катализатора [1]. Катализатор, рассчитанный на дожигание незначительной части несгоревшего топлива и умеренную температуру газов, не предназначен для сгорания такого большого количества смеси, и высокая температура горения смеси неминуемо приводит к расплавлению катализатора и выходу его из строя в течение считанных километров пробега автомобиля. Одновременно с этим происходит перегрев и выход из строя датчика кислорода, расположенного рядом и также не рассчитанного на подобные температурные условия. Именно такая картина и характерна для исследуемого двигателя.

Описанный процесс поступления и сгорания свежей топливовоздушной смеси в катализатор является единственной причиной выхода из строя катализатора при прогаре (сколе) клапана. Прочие теории, включая гипотезы о повреждении катализатора бензином со специальными свойствами, при наличии прогоревшего клапана являются домыслами недобросовестных и/или неграмотных экспертов и не подтверждаются практикой эксплуатации и ремонта большого числа двигателей.

Поскольку испарение топлива продолжается за счет перемешивания топливовоздушной смеси и ее нагрева от горячих стенок цилиндра, никаких явных капель на стенках цилиндра не образуется. Кроме того, пребывание смеси в цилиндре имеет весьма скоротечный характер, поскольку почти сразу после поступления в цилиндр смесь вытесняется в выхлопную систему через отверстие в дефектном клапане.

Таким образом, при работе двигателя с дефектом клапана (прогар, скол) не происходит практически никакого поступления бензина в масло и его разжижения топливом, либо это поступление крайне незначительно. Разжижение масла топливом возможно только при запуске холодного двигателя, когда топливо подается в больших количествах и плохо испаряется из-за отсутствия нагрева от холодных стенок цилиндра. Однако в дальнейшем, после прогрева двигателя, бензин из масла достаточно быстро, в течение 10-15 минут, испаряется за счет нагрева масла.

Если бы при работе горячего двигателя происходило попадание топлива в масло, этот процесс неизбежно сопровождался бы смыванием масла со стенок цилиндра. В таких условиях нарушалась бы смазка поршней в цилиндрах, и на них и цилиндрах неминуемо образовывались бы характерные задиры [1, 11, 14, 15, 16].

У исследуемого двигателя, как и у многих других двигателей с дефектами клапанов типа прогара или скола, никаких задиров на поршнях не образуется и не обнаруживается [1, 9]. С другой стороны, замеченный экспертами Ч. вым В.И. и С. ко В.В. запах бензина, исходящий от масла, связан исключительно с неоднократными измерениями компрессии с длительной прокруткой холодного двигателя стартером без запуска и прогрева [8].

Помимо этого, требует специального пояснения невозможность повреждения вкладышей и коленчатого вала при вязкости масла 11,7 сСт вместо 14,7 сСт при 100°С, имеющееся в заключении эксперта ООО «Экспертиза» № 360 от 28.09.2009г. Согласно данным вязкости различных масел (рис. 21), вязкость 11,7 сСт даже выше вязкости стандартного масла типа 5W30 и 10W30. Масла с таким индексом вязкости являются разрешенными производителем к применению на данном двигателе [2]. Кроме того, бензин является нефтепродуктом, полностью растворяющимся в масле, поэтому никаких нежелательных эффектов с точки зрения смазывания деталей его содержание в масле не дает.

Рис. 21. Кривые вязкости масла по температуре – при 1000С вязкость масла SAE 30 составляет приблизительно 10 сСт, что ниже вязкости масла исследуемого двигателя.

Обращают на себя внимание и данные заключения экспертизы Ч. ва В.И. и С. ко В.В. от 06.08.2008, где указано, что уровень масла в двигателе был нормальным. Это противоречит теории «разжижения» масла, поскольку в случае попадания топлива в масло в значительных количествах, приводящих к разжижению, уровень масла должен быть выше нормального.

Таким образом, утверждение из заключения эксперта ООО «Экспертиза» № 360 от 28.09.2009г. о том, что масляное голодание в подшипниках коленчатого вала произошло вследствие падения кинематической вязкости масла из-за разжижения его топливом, несостоятельно и противоречит имеющимся фактам.

Как указано в материалах дела, при обнаружении неисправности работа двигателя характеризовалась повышенной шумностью и стуками. Для двигателя со сколом клапана стук возникает вследствие 3 главных причин:

1. Шум при истечении смеси через отверстие в клапане на такте сжатия, который иногда сопровождается воспламенением части смеси.
2. Стук дефектного клапана при посадке в седло — вследствие износа седла и перекоса клапана при посадке в седло.
3. Неравномерность вращения коленчатого вала и снижение его частоты вращения, что вызывает шумность и стуки во всех соединениях, имеющих свободный ход и повышенные зазоры — от опор двигателя до приводных ремней, цепей и даже узлов коробки передач (шлицевые соединения и проч.).

Вследствие указанных причин какие-либо теории об износе вкладышей вследствие попадания топлива в масло и разжижении масла при работе двигателя не подтверждаются ремонтной практикой и являются недостоверными предположениями неграмотных и/или недобросовестных экспертов.

ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ, ПОСТАВЛЕННЫЕ ПЕРЕД ЭКСПЕРТОМ

На основании полученных данных о действительном состоянии двигателя и реальных характере и причинах его неисправностей и дефектов, можно дать ответы на вопросы, поставленные перед экспертом.

При ответе на 1-й вопрос:

Какая причина из причин, указанных в заключении Ч..ва В.И. и С. ко В.В. по диагностике и дефектовке двигателя автомобиля от 06.08.2008г., в заключении эксперта № 12/23 от 26.06.2009г. ООО «Экспертный центр» и в заключения ООО «Экспертиза» № 360 от 28.09.2009г, является наиболее вероятной причиной таких неисправностей как прогар выпускного клапана третьего цилиндра двигателя, износ шатунных и коренных вкладышей, износ коленчатого вала, которые были выявлены в двигателе автомобиля Nissan Maxima VQ20 2001 года выпуска?

следует в 1-ю очередь отметить, что согласно приведенным выше в разделах данным, скол клапана и взносы кривошипно-шатунного механизма являются совершенно разными и никак не связанными друг с другом дефектами. При этом оба дефекта являются следствием практически полного общего износа двигателя и отсутствия у него остаточного ресурса.

Так, скол клапана произошел вследствие больших ударных нагрузок в длительно работавшем и изношенном механизме привода, по причине негерметичности сопряжения тарелки клапана с седлом, а также, вероятно, при эксплуатации на больших оборотах, что явилось причиной образования трещины в тарелке клапана в условиях нарушения ее охлаждения [9]. При этом главной причиной дефекта является общее изношенное состояние клапанного механизма и цилиндропоршневой группы, сопровождаемое ударными нагрузками и поступлением в зону контакта седла с клапаном частиц нагара, образуемых в камере сгорания при горении большого количества моторного масла и препятствующих хорошему контакту деталей. Не исключено, что дефект клапана начал развиваться даже не на последнем этапе эксплуатации, а раньше — на выпускных клапанах уже отложилось значительное количество нагара, что свидетельствует об их сравнительно низкой температуре в конце эксплуатации.

Напротив, износ шатунных и коренных вкладышей вместе с коленчатым валом начался задолго до скола клапана и продолжался значительное время. Это следует из рис. 12, а также приведенных выше данных первичного осмотра поддона и крышки поддона картера двигателя, приводимых в заключении экспертизы Ч. ва В.И. и С. ко В.В. от 06.08.2008г. Как отмечено выше, периодически при замене масла стружка удалялась из двигателя вместе с заменяемым маслом, в результате чего поддон картера оказался чистый. В противном случае на дне поддона в крышке неминуемо была бы обнаружена мелкая металлическая стружка характерного серого цвета — продукты износа вкладышей, смытые маслом от изношенных подшипников и осевшие в поддоне [10].

Износ шатунных и коренных вкладышей явился следствием типичного для сильно изношенного двигателя режима масляного голодания [1, 11], когда при большом расходе масла водитель не всегда успевает вовремя обнаружить падение уровня масла ниже допустимого и не всегда может вовремя его долить, особенно, при отсутствии на автомобиле Nissan—Maxima сигнализации недостаточного уровня масла [2]. Именно в таких случаях наиболее часто на практике возникает режим масляного голодания, приводящий к начальному повреждению вкладышей, а затем, по мере дальнейшей эксплуатации, их постепенному, но все более ускоренному износу [1].

Таким образом, все неисправности двигателя связаны с его общим износом и полной выработкой ресурса. При этом использование топлива с пониженным от рекомендованного (95) октановым числом не могло повлиять ни на появление скола одного из выпускных клапанов (учитывая изношенное состояние клапанов и седел и значительное количество нагара на внутренних деталях двигателя скол, вероятно, начал развиваться не на последнем этапе эксплуатации), ни на износ вкладышей и коленчатого вала, которые начались задолго до обнаружения неисправности.

Для ответа на 2-й вопрос:

Наличие, а также отсутствие каких признаков указывают на наибольшую вероятность причины возникновения неисправностей, указанной при ответе на первый вопрос?

необходимо повторить приведенные выше все основные признаки того, что исследуемый двигатель имеет состояние, соответствующее изношенному двигателю с практически полной выработкой ресурса:

1. Большое количество отложений на внутренних деталях (рис. 7).
2. Большой расход масла, в том числе, в результате износа и/или коксования деталей поршневой группы (заказ-наряд техцентра Ниссан «Спутник» №299 от 23.02.06).
3. Замасливание и сильное загрязнение на наружных поверхностях, вызванное негерметичностью соединений и/или повышенным давлением картерных газов в результате пропуска газов в картер через поршневые кольца (рис. 1, 2).
4. Коррозия наружных поверхностей двигателя, в 1-ю очередь, коррозия алюминиевых деталей (рис. 1, 2).
5. Большое количество масла, поступающего во впускную систему через систему вентиляции (рис. 5).
6. Большое количество нагара на поршнях, камерах сгорания, клапанах и свечах (рис. 6 и 8).
7. Износ цилиндропоршневой группы, в частности, поршневых колец и канавок поршней (рис. 10).
8. Износ клапанов и седел в головках блока цилиндров, вызывающий негерметичность клапанов (по результатам измерения компрессии акт № 5 от 05.12.07 ООО «РОСНИ» и данные экспертизы Ч. ва В.И. и С. ко В.В. от 06.08.2008).
9. Неравномерная компрессия по цилиндрам (акт № 5 от 05.12.07 ООО «РОСНИ» и данные экспертизы Ч. ва В.И. и С. ко В.В. от 06.08.2008).
10. Износ кривошипно-шатунного механизма — вкладышей и шеек коленвала, особенно характерных для большого расхода масла, когда легко пропустить момент падения уровня масла ниже допустимого (рис. 9).
11. Различные дефекты в системе управления двигателем, нагарообразование в узле дроссельной заслонки (заказ-наряд техцентра Ниссан «Спутник» №454 от 09.04.06).
12. Дефекты нейтрализаторов и кислородных датчиков, вызванные поступлением масла и его догоранием, а также неравномерной работой изношенного двигателя, в том числе, пропусками воспламенения (заказ-наряды техцентра Ниссан «Спутник» №299 от 23.02.06 и №454 от 09.04.06).

1. Незначительная доля более тяжелых фракций в топливе (2% керосина).
2. Более тяжелые фракции являются топливом с той же теплотворной способностью (керосин).
3. Незначительное отклонение октанового числа от допускаемого производителем (на 1 единицу — 90 вместо 91, причем производитель для некоторых стран допускает еще меньшее октановое число — 89).
4. Практически идентичные характеристики испарения с топливом по ГОСТ (разница в 2%).
5. Отсутствие в топливе смол и тяжелых углеводородов.
6. Отсутствие на деталях (клапаны рис. 19 и форсунки рис. 22) характерного для смол коричневого нагара.
7. Отсутствие на поршнях каких-либо повреждений, которые являются главным признаком применения несоответствующего топлива и/или работы двигателя с нарушением процессов сгорания.

1. Вышедшие из строя катализаторы и датчики кислорода. При эксплуатации двигателя с прогоревшим клапаном происходит расплавление сот катализатора и резкое уменьшение проходных сечений, а также разрушение керамического материала сот, что вызывает попадание частиц материала в цилиндры с повреждением поверхностей цилиндров и поршней (риски в верхней части). В рассматриваемом случае таких повреждений цилиндропоршневой группы не обнаружено, значит, скол клапана и неисправность катализаторов

1. В поддоне не найдена металлическая стружка. Это свидетельствует о том, что неисправность кривошипно-шатунного механизма возникла не только что, а задолго до скола клапана, и стружка удалялась из поддона при замене масла.
2. На поверхности шеек коленвала нет признаков переноса материала вкладышей, и они, вероятно, в целом имеют полированный вид. Это

1. Состояние вкладышей и вала не соответствует «застучавшему» двигателю. При подобных дефектах вкладышей происходит разрушение всего антифрикционного слоя (0,3-0,5 мм) пары вкладышей до стальной основы, в то время как у исследуемого двигателя только верхние половины вкладышей имеют заметный износ, и только тонкого верхнего слоя баббита до бронзы (не более 0,03-0,05 мм), что полностью соответствует постепенному износу в течение длительного времени [1, 11].

1. Большое количество нагара на поверхностях камер сгорания — это значит, что высокой температуры в камере не было, в противном случае нагар бы выгорал. Это также означает отсутствие явно выраженной детонации, поскольку детонация предполагает воспламенение смеси в цилиндре от и вблизи сильно нагретых стенок камеры сгорания [1, 3].
2. Большое количество нагара на днище поршней — указывает, что не было никакого преждевременного самовоспламенения (калильного зажигания). Напротив, при калильном зажигании происходил бы очень сильный нагрев поршня — выше 350°С, и нагар должен был быстро выгореть [1].
3. Количество нагара на тарелках выпускных клапанов очень значительно и даже превышает нагар на впускных клапанах — главный признак того, что клапаны не имели в целом высокой температуры. В соответствие с этим все теории о прогаре клапана в связи с различными нарушениями процессов сгорания, содержащиеся в заключениях ранее выполненных экспертиз, представляют собой фантазию экспертов, не знакомых с реальной практикой.
4. Большое количество нагара в выпускных каналах — аналогично свидетельствует о невысокой температуре газов, а также о том, что температура

1. Дефект клапана имеет вид механического скола, а не прогара, что говорит о растрескивании клапана и развитии трещины, а не о его перегреве.
2. Отсутствие каких-либо повреждений на прочих клапанах, но при этом негерметичность их сопряжения с седлами и низкая компрессия в отдельных цилиндрах — типичные признаки неприлегания клапанов к седлам, характерные для полностью изношенного двигателя [9].
3. Большой пробег исследуемого двигателя, когда многие детали изношены, а условия их работы нарушены.

Ответ на 3-й вопрос:

С каким октановым числом должен быть бензин, подлежащий использованию в автомобиле Nissan Maxima VQ20 2001 года выпуска?

дает Инструкция по эксплуатации двигателя [2] и имеющееся в материалах дела письмо компании Nissan. В соответствии с этими документами, основным топливом для применения в двигателе данной модели является бензин с октановым числом по исследовательскому методу, равным 95-96. Однако производитель автомобиля — компания Nissan, допускает использование топлива с пониженным до 91-92 октановым числом. Кроме того, для некоторых стран производитель допускает применение еще более низкооктанового топлива — с октановым числом приблизительно 89 по исследовательскому методу [2].

Рис. 22. На распылителях форсунок отсутствуют отложения нагара, что свидетельствует об отсутствии в топливе смол и тяжелых углеводородов. Рис. 23. Основные дефекты клапанов из [9] показывают, что исследуемый двигатель имеет не прогар, а скол на тарелке клапана.

Однако в случае применения топлива с пониженным октановым числом производитель предупреждает о возможных проблемах, связанных со снижением мощности, повышением расхода топлива и повреждением двигателя. При этом производитель связывает возможные причины повреждения двигателя исключительно с длительной детонацией, в то время как кратковременная детонация при увеличении нагрузки или при движении на подъем допускается.

Согласно письму компании Nissan, имеющемуся в материалах дела, повреждение двигателя может быть выражено в дефектах поршней, выпускных клапанов и свечей зажигания. Более подробно механизм повреждения и причины изложены выше.

1. В автомобиле Nissan-Maxima 2001 г.в. с двигателем VQ20 возможно использование бензина с октановым числом, лежащим в широких пределах — от 89 до 96.

Производитель считает опасной для двигателя только постоянную (длительно действующую) детонацию. Кратковременная детонация не только допускается производителем, но и является нормальным явлением при работе двигателя.
1. Прочие теоретические гипотезы типа «самовоспламенения» и «преждевременного воспламенения» производитель не упоминает, вероятно, по причине их невозможности и/или пренебрежимо малой вероятности.

Является ли одной из вероятных причин прогара выпускного клапана третьего цилиндра двигателя автомобиля Nissan Maxima VQ20 2001 года выпуска использование автомобильного бензина с октановым числом 92 вместо рекомендованного заводом-изготовителем бензина с октановым числом 95?

Согласно проведенным выше исследованиям, при использовании бензина с октановым числом менее 95-96 двигатель будет работать на более позднем зажигании, что вызовет некоторое повышение температуры выхлопных газов [2, 3]. Для двигателя, находящегося в нормальном состоянии, при нормальной работе системы управления и при выполнении рекомендаций Инструкции по эксплуатации снижение октанового числа бензина приблизительно до 89 не представляет никакой опасности [2].

Однако для исследуемого двигателя, имеющего практически полный износ и полную выработку ресурса, сопровождаемые большим расходом масла и значительными отложениями нагара, при определенных режимах эксплуатации (большие нагрузки и обороты) дефекты клапанов в виде скола или прогара возможны вследствие ударных нагрузок и нарушения условий охлаждения клапанов, обусловленного изношенным состоянием сопряжения клапанов с седлами и поступлением частиц нагара в зону сопряжения.

В таких условиях, особенно при наличии ударных нагрузок за счет повышенных зазоров в деталях клапанного механизма, а также высоких оборотов, возможно возникновение трещин на тарелке клапана с последующим их развитием и появлением характерного скола.

1. Использование автомобильного бензина с октановым числом 92 (и менее, в том числе 89) вместо рекомендованного заводом-изготовителем бензина с октановым числом 96 не может быть причиной скола клапана у двигателя Nissan Maxima VQ20 2001г.в.
2. Истинной причиной скола является не пониженное октановое число бензина, а общий износ двигателя, когда появление и развитие трещины тарелки клапана в условиях нарушения охлаждения обусловлены изношенным состоянием клапанного механизма и сопряжения клапана с седлом, эксплуатацией на высоких оборотах, а также попаданием в сопряжение нагара в результате горения большого количества моторного масла.

Могло ли использование автомобильного бензина с характеристиками, указанными в протоколе испытаний № 1776 от 07.12.2007г., в количестве 70 литров привести к прогару выпускного клапана, к износу коренных и шатунных вкладышей, к износу коленчатого вала в ходе эксплуатации автомобиля Nissan Maxima VQ20 2001 года выпуска?

Согласно проведенным выше исследованиям, скол клапана и износ вкладышей и коленчатого вала являются разными дефектами, не связанными ни между собой, ни с характеристиками применяемого топлива.

Скол клапана произошел вследствие эксплуатации полностью изношенного двигателя на режимах высоких нагрузок и оборотов, при этом позднее зажигание, соответствующее пониженному октановому числу топлива, могло ускорить появление дефекта. Однако с момента появления трещины до образования скола требуется значительное время, что свидетельствует о том, что трещина в клапане, наиболее вероятно, возникла еще до использования бензина с пониженным октановым числом. Поэтому истинной причиной скола клапана является эксплуатация полностью изношенного двигателя с изношенным клапанным механизмом, когда ударные нагрузки на клапан сопровождались нарушением условий охлаждения клапана, имевшего изношенное сопряжение с седлом, и куда дополнительно поступало значительное количество частиц нагара, образующихся в результате горения большого количества моторного масла.

Износ вкладышей и коленчатого вала начался задолго до скола клапана и никак с ним не связан.

Износ шатунных и коренных вкладышей явился следствием типичного для сильно изношенного двигателя режима масляного голодания [1, 10, 11], когда при большом расходе масла водитель не всегда успевает вовремя обнаружить падение уровня масла ниже допустимого и не всегда может вовремя его долить. Это особенно характерно для двигателей, не оборудованных датчиком недостаточного уровня масла, в том числе, двигателя VQ20 [2]. Режим масляного голодания, возникший когда-то, привел к начальному повреждению вкладышей, а затем, по мере дальнейшей эксплуатации, их постепенному, но все более ускоренному износу.

Таким образом, использование автомобильного бензина с характеристиками, указанными в протоколе испытаний Испытательной лаборатории ООО «Продукт- Маркетинг» № 1776 от 07.12.2007г., в количестве 70 литров не является причиной скола выпускного клапана, износа коренных и шатунных вкладышей и коленчатого вала в ходе эксплуатации автомобиля Nissan Maxima VQ20 2001 года выпуска.

Ответ на 6-й вопрос:

Влияют ли отклоняющиеся от требований ГОСТа показатели характеристик автомобильного бензина, указанные в протоколе испытаний № 1776 от 07.12.2007г., на качество топливно-воздушной смеси, образующейся в двигателе автомобиля Nissan Maxima VQ20 2001 года выпуска с инжекторным типом двигателя?

Как указано выше, разница между стандартным бензином по ГОСТ и бензином, указанным в протоколе испытаний Испытательной лаборатории ООО «Продукт- Маркетинг» № 1776 от 07.12.2007г., выражена в наличии в исследуемом бензине малого (2% от общего объема) количества керосина.

В соответствии с программой управления, система управления подает топливо в двигатель в зависимости от режима работы, определяемого нагрузкой (положением дроссельной заслонки) и оборотами коленчатого вала, а также количеством поступающего в двигатель воздуха. Количество подаваемого топлива определяется длительностью импульса тока, подаваемого на обмотку форсунки. Учитывая, что керосин является топливом и имеет точно такую же теплотворную способность, как и бензин, а также близкую плотность и другие параметры, керосин при незначительном количестве в 2% никакого влияния на состав (качество) топливовоздушной смеси он оказать не может.

Таким образом, состав (качество) топливовоздушной смеси, описываемый коэффициентом избытка воздуха, при наличии керосина ничем не будет отличаться от состава (качества) стандартной бензино-воздушной смеси. Это означает, что сгорание бензина в смеси с 2% керосина практически ничем не отличается от сгорания стандартного бензина, с той лишь разницей, что смесь будет иметь октановое число, на 2 единицы меньше, чем у стандартного бензина по ГОСТ.

Для ответа на 7-й вопрос:

Приводит ли использование в ходе эксплуатации автомобиля Nissan Maxima VQ20 2001 года выпуска автомобильного бензина с характеристиками, указанными в протоколе испытаний № 1776 от 07.12.2007г., к попаданию топлива в цилиндр двигателя в жидком виде ?

необходимо рассмотреть особенности смесеобразования при подаче смеси, состоящей из бензина и 2% керосина в цилиндр.

Бензин и керосин, как и любое другое топливо, представляют собой весьма сложную смесь углеводородов, обладающих различными свойствами, в том числе различной испаряемостью, плотностью, вязкостью и т.д.

Так, бензин состоит из парафинов (30-40%), нафтенов (40-50%), ароматических (15- 25%) и непредельных углеводородов (1-3%). Керосин имеет аналогичный состав, с той лишь разницей, что доли компонентов несколько отличаются от бензина — парафины 50- 65%, нафтены 20-35%, ароматические 10-15% и непредельные 1-7%. Фактическая разница между составом бензина и керосина — в относительной доле парафинов и нафтенов. Очевидно, что при смешении бензина с незначительной долей керосина будет получена почти идентичная смесь углеводородов.

Процесс образования топливовоздушной смеси происходит в двигателе как совокупность 2-х процессов, идущих параллельно — распиливания и испарения [1, 3].

Так, при распыливании в связи с незначительным количеством керосина в топливе, все основные параметры, определяющие дробление струи топлива, вытекающей из форсунки, а именно, плотность, вязкость и поверхностное натяжение, остаются практически равными соответствующим параметрам чистого бензина. В результате размер капель перед впускным клапаном будет совершенно идентичен.

Далее, при открытии клапана часть топлива, попавшая на поверхность клапана, распыливается за счет срыва с острой кромки тарелки [1] — этот процесс также ничем не отличается от того, который происходит при отсутствии керосина в бензине.

Таким образом, при поступлении в цилиндр размеры капель топлива, содержащего 2% керосина, ничем не будет отличаться от размеров капель чистого бензина. Этот простейший и очевидный вывод показывает полную несостоятельность выводов в заключении эксперта ООО «Экспертиза» № 360 от 28.09.2009г. о каких-то каплях крупнее 40 мкм и прочих теоретических изысканиях, являющихся типичным примером неграмотности и/или некомпетентности эксперта [17].

Процесс испарения топлива с содержанием всего 2% керосина аналогичного состава практически никак не меняется по сравнению с чистым бензином. Даже если предположить, что 2% топлива вообще не испаряются в цилиндре (что соответсвует запуску холодного двигателя), это не значит, что это количество осядет на стенки и будет смыто в масло. Поскольку размер капель топлива очень мелкий, то при испарении бензиновой «части» капли будет происходить уменьшение размера капель, при этом к моменту воспламенения смеси размер капель «неиспарившегося» керосина должен стать в десятки раз меньше размера исходных капель, поступивших в цилиндр. Такой малый размер капель позволяет им свободно увлекаться потоками и циркулировать в топливовоздушной смеси, не оседая на стенки цилиндра.

Следовательно, даже в случае полного отсутствия испарения керосина на стенках цилиндра осядет весьма незначительная часть чрезвычайно мелких капель, в результате чего речь может идти, как минимум, о десятикратно меньших количествах «неиспарившегося» керосина, осевших на стенках — порядка 0,1% от общего количества поступившего топлива. Но керосин испаряется, хотя и хуже чем бензин, причем, попадая на нагретую до 300-3 5 0°С поверхность огневого пояса поршня и далее на верхнее поршневое кольцо, та пренебрежимо малая часть керосина, которая не успела испариться к этому времени, окажется полностью испаренной — согласно данным протокола испытаний Испытательной лаборатории ООО «Продукт-Маркетинг» № 1776 от

07.12.2007г. о температуре конца испарения топлива.

В результате попадание топлива, содержащего 2% керосина, в масло при работе двигателя практически исключено, в противном случае должно происходить и попадание в масло стандартного бензина в тех же количествах.

Для ответа на 8-й вопрос

Может ли произойти залегание маслосъемных колец поршня в результате использования автомобильного бензина с характеристиками, указанными в протоколе испытаний № 1776 от 07.12.2007г?

необходимо рассмотреть главную причину залегания поршневых колец — это

нагарообразование от поступления моторного масла в цилиндр через поршневые кольца, направляющие втулки клапанов и впускную систему в результате общего износа двигателя [1, 12, 14].

В отличие от топлива масло не распиливается и не испаряется, поэтому при попадании в цилиндр оно будет оседать на стенках. Часть масла, осевшего на днище поршня и камере сгорания, сгорит с образованием нагара, остальная часть осядет на цилиндре и попадет в зазор между поршнем и цилиндром.

Поскольку поршень при работе двигателя достаточно сильно нагревается, масло, попавшее на его наружную поверхность и в канавки для поршневых колец, будет коксоваться с образованием нагара. Нагар, очевидно, будет уменьшать зазоры между канавкой и кольцом, что может привести к потере подвижности кольца.

Именно высокий расход масла явился причиной коксования канавок и потери подвижности маслосъемных колец исследуемого двигателя, что подтверждается многолетней практикой ремонта большого числа двигателей [1, 13, 15, 16].

При попадании на стенку цилиндра и на боковую поверхность поршня незначительной части неиспарившегося керосина, как отмечено выше, будет происходить его испарение, поскольку температура поршня над верхним поршневым кольцом приблизительно соответствует температуре конца испарения этой фракции топлива (300°С).

Кроме того, керосин является растворителем для масляного нагара, поэтому в случае его попадания на поршневое кольцо, ранее подвергшееся залеганию из-за масляного нагара, высока вероятность освобождения кольца и восстановления его работоспособности. Именно этим свойством керосина объясняется его применение в составе жидкостей для «раскоксовки» поршневых колец.

Таким образом, совершенно очевидно, что залегание маслосъемных колец поршня в результате использования автомобильного бензина с характеристиками, указанными в протоколе испытаний Испытательной лаборатории ООО «Продукт- Маркетинг» № 1776 от 07.12.2007г., невозможно.

Источник https://expertauto.pro/engine/diagnoz-preklonnyj-vozrast

Источник

Источник

Источник