Эта история случилась несколько лет назад. Начиналось все совершенно обыденно – транспортная компания купила у официального дилера седельный тягач МАЗ, с мотором ЯМЗ-658. Машину запустили в работу – полуприцепы со стройматериалами таскать. И вот однажды, во время очередного рейса, из-под кабины раздался грохот и мотор встал. Водитель благополучно остановил машину и вызвал из парка аварийную бригаду. Приехал тягач и утащил пострадавший МАЗ в гараж.

Гарантия не закочилась

Владелец, разумеется, первым делом обратился к дилеру – гарантия-то еще не закончилась, ведь пробег МАЗа на тот момент был всего 30 тыс. км. Ремонтники первым делом попробовали провернуть коленвал стартером – увы, не вращается. Тогда они слили масло и сняли поддон, а в поддоне… крошево: обломки поршня и поршневых колец, куски гильзы цилиндра.

А взглянув на мотор снизу – увидели, что на первой шатунной шейке коленвала один шатун завернут «штопором», а от гильзы 5-го цилиндра (то есть 1-го в правом ряду блока цилиндров) мало что осталось. Что характерно – соседние поршень, шатун и гильза практически не пострадали. Ответ «официалов» был однозначным: «В цилиндр что-то попало. Вины завода-изготовителя нет. Негарантийный случай.»

Экспертиза поломки

Однако владелец МАЗа не согласился с таким выводом и исполнился решимости выяснить что же случилось на самом деле? Поэтому дальнейшая разборка мотора выполнялась уже в присутствии экспертов. Первым делом сняли головки 5-го (пострадавшего) и 6-го (соседнего) цилиндров. [фото 2] От гильзы 5-го цилиндра и половины целой не осталось. [фото 3]. Интересно, что шатун, скрученный «штопором», удалось снять с шейки коленвала без особых трудностей. [фото 4]. А как дела обстояли в соседнем, 6-м, цилиндре? Превосходно! Ни малейших следов износа на гильзе, следы распыла топлива из форсунки на днище поршня – словно картинка из учебника! Ни малейших следов каких-то неисправностей. Так что же стало причиной катастрофы в 5-м цилиндре?

Для ответа на этот вопрос пришлось сначала рассортировать обломки, собранные в поддоне: обломки поршня – в одну сторону, гильзы – в другую. Затем изучили картину распыла топлива на сохранившихся фрагментах днища поршня 5-го цилиндра [фото 5] и ничего особенного не обнаружили: ни обгорания, ни оплавления. Трещины и царапины – не в счет: они образовались, когда поршень начал разваливаться. Значит, топливная форсунка в этом цилиндре работала нормально. Кстати, каких-то следов на поршне и на головке, от «прилетевшего» в цилиндр постороннего предмета, как ни искали – не нашли.

Анализ метала поршня в лабаратории

Один из фрагментов сломанного поршня отправили в лабораторию – для химанализа металла и определения твердости. Ответ из лаборатории не заставил себя ждать. Состав алюминиевого сплава, пошедшего на отливку поршня, соответствовал ГОСТу и сохранившейся на поршне маркировке. Твердость поверхности тоже укладывалась в технические требования.

А что же с гнутым шатуном? Поршневой палец застрял в верхней головке шатуна, причем торцы пальца оказались расклепаны. [фото 6] Шатунные вкладыши, что работали в этом шатуне, почти не пострадали. На соответствующей шатунной шейке коленвала – только мелкие царапины. Значит масло к подшипникам коленвала подавалось нормально.

Что же получается: перегрева не было, масло подавалось нормально, топливная форсунка не «лила», материал поршня – по ГОСТу, посторонний предмет в цилиндр не прилетал… Отчего же, все-таки, разрушился поршень?

Для ответа на этот вопрос пришлось очень внимательно и придирчиво осмотреть все сохранившиеся обломки поршня. Поверхности изломов на фрагментах поршня «рассказали» о том, что образование трещин произошло «при динамическом воздействии», то есть – во время работы двигателя. Причем куски поршня, какое-то время ударялись друг о друга, из-за чего разломы оказались смятыми.

Загадка поломки поршня разгадана

Затем обнаружили и «ключ» к этой загадке: изрядный кусок жаростойкой вставки под верхнее поршневое кольцо, без малейших следов «прилипания» к поршню. Нашелся и фрагмент днища поршня, в котором канавка под верхнее кольцо была без вставки, причем верхний край канавки смят, а нижний – отколот. [фото 7]

И только после этого стало понятно, что же произошло с поршнем и кто виноват в случившемся. Начнем с того, что при изготовлении поршня нирезистовая вставка под верхнее кольцо помещается в форму, куда потом заливают алюминиевый сплав. Но перед этим положено вставку соответствующим образом обработать, чтобы обеспечить хорошую адгезию («прилипаемость») вставки к поршню. Как написано в учебнике: «Заливка вставки производится с использованием альфин-процесса, суть которого заключается в алитировании наружных поверхностей вставки, установки ее в кокиль и заливке основным металлом. В результате образуется диффузионная металлургическая связь между вставкой и телом поршня (адгезия)». Стоит пояснить, что алитирование – это алюминирование, то есть покрытие стальных или чугунных деталей алюминием. Так вот, в этом случае отломившийся фрагмент жаростойкой вставки не имел на своей поверхности никаких следов «прилипания» к поршню. Почему? То ли поверхность вставки плохо обезжирили, то ли не хватило нужных ингредиентов? Мы об этом, конечно, не узнаем. В общем, факт заводского брака налицо.

Так что, часть вставки не «прилипла», как положено. При работе двигателя, когда поршень разогревался, этот участок вставки начинал понемногу шевелиться в поршне: вверх, вниз – и так раз, другой, третий… Поскольку нирезист гораздо прочнее нагретого алюминиевого сплава, то материал поршня, прилегавший к вставке, потихоньку «обминался», а вставка все больше и больше «расшатывалась». Так продолжалось до тех пор, пока вставка не лопнула, а от поршня, прямо под вставкой, не откололся кусок. Мало того, при этом в поршне образовалась трещина, и не одна. Дальше эти трещины стали «расползаться», пока поршень окончательно не развалился на множество частей, которые и «осыпались» в поддон. Но ведь мы помним, что мотор при этом работал. Поэтому шатун, вместе с поршневым пальцем, продолжал двигаться вверх-вниз, откалывая куски от гильзы и расклепывая торцы поршневого пальца. И так продолжалось до тех пор, пока шатун не уперся в блок, и его завернуло винтом!

Виноват ОТК?

Только не надо думать, что подобное бывает часто. Вообще-то – редчайший случай, чтобы дефектный поршень незамеченным проскочил ОТК на заводе-изготовителе, затем его установили в двигатель, а мотор отправили в Минск. И еще – не стоит думать, что подобное бывает только на наших заводах. В нашей практике встречалось, что подобные поршни «вынимали» и из зарубежных двигателей, в частности – немецких.

На этом мы завершаем наш рассказ. Но в нашем архиве еще много интересных случаев «из жизни моторов» и о них будет рассказано в свой черед.