Что важно понять сразу:

• Эндоскоп отвечает на вопрос «есть или нет». На вопрос «насколько глубоко» отвечает нутромер: износ меряют диаметром, а не по фотографии.
• Схема замера и деление шкалы решают не меньше самого прибора: четыре положения через 90° четырёхгранную форму не видят в принципе, а головка с делением 0,01 мм её не различает.
• Русское слово «задир» покрывает три механизма разной тяжести. Смешивать их — значит либо зря разобрать нормальный мотор, либо доездить лёгкое повреждение до тяжёлого.
• Полностью сведённая износом сетка хона — основание для ремонта сама по себе, даже если ярких полос в цилиндре не видно. Но ступень ремонта она не задаёт: это решают промеры.
• Блестящие пятна на фоне сохранившейся сетки — это не задир, а отпечаток деформации цилиндра, и причина у неё другая.
• Повреждение развивается само: продукты износа уходят в масло и работают в моторе абразивом.
• Расход масла считают в процентах от расхода топлива, а не в литрах на 1000 км — тогда число сравнимо между машинами.

Задиры в цилиндрах: что это, чем грозит и можно ли ездить

Разбираем по шкале тяжести: как выглядит каждая стадия на зеркале цилиндра, что в этот момент произошло с масляной плёнкой, какие промеры отделяют финишную обработку от расточки, а расточку — от гильзовки. Отдельно — как смотреть эндоскопом и чего он не покажет.

В русском языке «задир» стал общим словом для всего, что видно на зеркале. В заключении по дефектовке эти три состояния разделяют, потому что у них разный механизм и разный итог для мотора.

Чаще всего это одна авария на разных стадиях. Теряется масляная плёнка, поверхности греются от собственного трения и от прорывающихся мимо колец газов, и повреждение расходится от жарового пояса поршня по всей юбке.

Но не всегда: одиночные борозды бывают чисто абразивными и сами по себе в задир не перерастают. Твёрдой частице плёнка не помеха — частица её протыкает и пашет металл при полностью исправной смазке. Различают эти два случая по картине: абразивные следы идут по всей высоте хода поршня и по всей окружности, адгезионные локальны и сидят на упорной стороне.

Поэтому вопрос «насколько всё плохо» решается не длиной полосы, которую видно в эндоскоп, а тем, на какой стадии остановился процесс и сколько металла ушло со стенки. Мерка тут одна для всех трёх состояний — износ по диаметру, и порог у него 100 мкм (0,1 мм) на бензиновом моторе и 150 мкм (0,15 мм) на дизельном.

Английские слова разные авторы употребляют по-разному, а переводят их как придётся — отсюда половина споров в комментариях под роликами про моторы. В заключении пишут по-русски, английский термин ставят в скобках и только тогда, когда цитируют чужой отчёт.

Таблица идёт по нарастающей — от нормального износа до состояния, при котором цилиндр этой операцией не спасают. Все строки читаются вместе с промерами: картинка задаёт направление, число даёт ответ.

Обратите внимание на четвёртую строку — она чаще всего вводит в заблуждение. Блестящие неравномерные следы работы на фоне сохранившейся сетки указывают на деформацию цилиндра, а не на нехватку смазки, — но только когда они стоят напротив болтов головки. Такие тени проступают уже после нескольких заездов, и лечить их расточкой без устранения причины бессмысленно: следующая затяжка снова стянет блок точно так же.

Исключение, которое надо знать: оголённые блестящие места в самом верху цилиндра, напротив жарового пояса поршня, к болтам отношения не имеют. Там работает твёрдый нагар — отложения на жаровом поясе ведут себя как абразив, сводят сетку и рвут масляную плёнку. Различить эти два случая просто по месту: у болтов полосы идут по всей верхней трети хода поршня, нагарные держатся узкой лентой у самой плоскости блока.

И самый практичный различитель полосы и задира — не по месту, а по рельефу: на эндоскопе он читается лучше всего. Полоса от нагара рельефа не имеет, она нарисована на поверхности — сквозь неё видно риску хона. У задира рельеф есть: это перенос металла с поршня на цилиндр, борозда с бортиком по краям, и риска хона в ней прервана. Подведите свет сбоку — плоское пятно тени не даёт, борозда даёт.

Оговорка важная: так вы отличаете борозду от рисунка, но не измеряете её. На сколько мкм борозда ушла в металл и хватит ли ремонтного размера, чтобы её вывести, картинка не скажет. Это решает промер, и порог у него один: 0,1 мм по диаметру, то есть 100 мкм, на бензиновом моторе и 0,15 мм на дизельном.

Эндоскоп — быстрый и честный инструмент, пока от него не требуют того, чего он не умеет. Смотреть надо в определённом порядке и с ясной головой о границах метода.

Куда смотреть

• Верх хода поршня. Там разворачивается верхнее кольцо, скорость поршня падает до нуля, масляный клин исчезает, а температура и давление максимальны. Зеркало срабатывается здесь быстрее всего.
• Стороны нагрузки. Поршень при перекладке опирается то на одну, то на другую сторону цилиндра — повреждения выходят именно на них, а не по всей окружности равномерно.
• Вся окружность цилиндра, а не одна картинка. Провернуть камеру и просмотреть стенку кругом: локальная зона легко проходит мимо объектива.
• Все цилиндры, а не только подозрительный. Разница между цилиндрами — сама по себе диагностический признак.

Как смотреть, чтобы не потерять камеру в моторе

Порядок здесь не про удобство, а про сохранность зонда и мотора.

• Поршень опускают в нижнюю точку. Пока поршень наверху, в кадре его днище, а рабочая зона цилиндра закрыта. Значит, коленвал придётся провернуть — за болт шкива, ключом, руками.
• Перед каждым проворотом камеру вынимают из цилиндра. Оставленный внутри зонд поршень перекусывает, и обломок остаётся в моторе — достать его можно только разбором.
• Свечи выкручивают все. Иначе вал проворачивается тяжело, рывками, и поршень идёт непредсказуемо.
• Стартером с камерой внутри не крутят. Ни с зондом в соседнем цилиндре, ни «на секунду подбить». Вал крутят только вручную.

Что эндоскоп показывает

Есть сетка хона или её нет; примерно её угол; блестящие заполированные пятна; явные задиры и борозды; ступеньку износа, если она крупная; нагар на днище поршня. Этого хватает, чтобы принять решение «разбирать или не разбирать».

Что эндоскоп не показывает

Глубину повреждения в числах картинка не даёт. По тени от бокового света видно только, что борозда глубже плоского пятна; на сколько мкм она ушла в металл, снимок не скажет. Дальше по списку: диаметр цилиндра, овальность и конусность, состояние микрорельефа — высоту вершин, глубину впадин (рабочие впадины сетки — 8–10 мкм, глазом их не различить), ширину площадок плато. Структуру поверхности вообще можно оценивать глазами только с 200-кратного увеличения; ниже этого вы смотрите на блеск, а не на поверхность.

Отсюда типичная ошибка: тёмные полосы нагара принимают за задир и бракуют нормальный мотор, а настоящий перенос металла в соседнем цилиндре не замечают.

Порядок чтения зеркала — три вопроса подряд, менять их местами не стоит:

1. Сетка есть или её нет? Полное сведение рисок хонингования износом — надёжный признак изношенного зеркала. Слово «износом» тут ключевое, потому что причин у сведённой сетки две, и разводит их пробег. Сведена износом при большой наработке — зеркало изношено как поверхность: запаса масла у мёртвой точки не осталось, и пара обречена работать в граничном режиме. Сведена при малом пробеге — причина в грязи и полусухом трении, и разбираться надо с ними, а не с «усталостью» мотора. А вот про диаметр сведённая сетка не говорит ничего: впадины на свежем плато-хонингованном зеркале имеют глубину 8–10 мкм, а предел износа 0,1 мм — это 100 мкм, то есть в десять–двенадцать раз больше. Поэтому ступень ремонта, остаток стенки и выбор между расточкой и гильзовкой решают промеры, и нужны они в обеих ветках. Третья оговорка: есть зеркала, где сетки нет с завода — Alusil, Lokasil, плазменные покрытия. На них этот признак не работает вообще.
2. Если сетка есть — она везде одинаковая? Локальные блестящие участки на фоне сохранившейся сетки и есть главная находка. Дальше надо понять, где они расположены и что им соответствует в конструкции мотора.
3. Что говорят цифры? Износ в зоне разворота верхнего кольца — нутромером с индикаторной головкой 0,001 мм, по схеме из восьми положений через 45°. Расход масла — в процентах от расхода топлива. Прорыв газов — по давлению в картере и по тому, потеют ли сальники.

Расположение повреждения — самая дешёвая улика во всей истории: она уже лежит на снятых деталях, и читается без единого прибора. Но улика указывает на причину, а не на ступень ремонта: её по-прежнему задают 0,1 мм износа по диаметру на бензиновом моторе и 0,15 мм на дизельном, снятые нутромером с головкой 0,001 мм. Одно слово надо ввести заранее. Упорные стороны — это две стороны цилиндра, на которые поршень наваливается при перекладке; они лежат поперёк оси поршневого пальца, и именно на них выходит почти всё, что происходит с парой.

То же самое читается по нагару на юбках поршней

Приём мастерских, который занимает минуту и не стоит ничего: разложить снятые поршни и посмотреть на юбки со стороны пальца. Смотреть надо именно оттуда — шатун гнётся только в эту плоскость, и асимметрия вылезает там.

Пособие и практика тут стыкуются: пособие описывает следствие на кольцах — при перекосе поршня кольцо описывает эллипс, — а мастер читает ровно то же самое по нагару на юбке, не снимая колец вообще. Оговорка по-честному: в нашем пособии по хонингованию разбор задира по упорным сторонам и чтение нагара на юбке не разбираются. Приём взят из практики мастерских и из каталога повреждений производителя поршней. В цеху он существует и работает, просто применяют его нечасто — нужны снятые поршни и привычка смотреть на них с правильной стороны.

Промер решает судьбу блока, поэтому у него самого есть условия годности. Их три: прибор, схема и база отсчёта. Ошибка в любом из трёх даёт красивый протокол, за которым ничего нет.

Прибор: индикаторная головка 0,001 мм

Рабочий минимум для промера цилиндра — нутромер с индикаторной головкой ценой деления 0,001 мм, то есть 1 мкм. Обычный цеховой нутромер с индикатором часового типа имеет деление 0,01 мм — это 10 мкм. Четырёхгранная деформация от затяжки болтов головки лежит в районе 5–6 мкм.

Здесь нужна методическая оговорка, без которой числа сравнивать нельзя. 5,3 и 6 мкм из исследований — это половинные амплитуды гармоники, а некруглость, которую показывает нутромер, — полный размах по диаметру. Пособие предупреждает об этом прямо: напрямую эти числа не сравниваются.

Вывод от оговорки не рушится, но формулировать его надо точно. В пересчёте на шкалу прибора тот же четырёхгранник даёт от 10 до 24 микрометров: головка 0,01 мм стрелку шевельнёт. А вот зону решения шириной около трёх микрометров она спрячет внутри одного деления. Увидеть, что форма «какая-то не такая», ей можно; назвать число для протокола — нет. Правило простое: деление шкалы должно быть заметно мельче величины, по которой принимается решение, — примерно впятеро.

Второе требование к прибору — эталонное установочное кольцо, по которому нутромер обнуляют перед работой. Без него замеры дают только разницу между точками, но не абсолютный диаметр, а именно абсолютный диаметр сравнивают с допуском. Инструмент, кольцо и блок при этом должны быть одной температуры — 20 °C, потому что на ней аттестован весь измерительный парк.

Схема: восемь положений через 45°, четыре уровня

Схема промера — минимум восемь положений по окружности через 45° (лучше двенадцать через 30°) на четырёх уровнях по высоте, и верхний уровень берут вплотную к плоскости блока. Привычные четыре точки «по циферблату» — 12, 3, 6 и 9 часов, то есть через 90°, — четырёхлепестковую форму не видят в принципе, и почему так, разобрано отдельно: нутромер для цилиндров.

• Верхний уровень — вплотную к плоскости блока. Деформация от затяжки живёт в верхних сантиметрах цилиндра и к низу затухает; привычный отступ 20–30 мм от плоскости уводит замер мимо максимума.
• Коренные крышки при замере стоят и затянуты рабочим моментом. Технологическую плиту ставят по ситуации; если её ставили, карту снимают дважды — до затяжки и после, и разница как раз и есть деформация от болтов.

База отсчёта: от чего считать 0,1 и 0,15 мм

Предел износа не бывает «сам по себе». 0,1 мм на бензиновом моторе и 0,15 мм на дизельном — это разница диаметров одного и того же цилиндра. Из изношенного пояса в зоне разворота верхнего кольца вычитают неизношенный нижний пояс, куда кольца не доходят. Считают по диаметру, а не по радиусу.

И условие, без которого эти числа применять нельзя: 0,1 и 0,15 мм — общие пределы на случай, когда данных изготовителя нет. У конкретного мотора предельный износ свой, и заводское число всегда старше общего.

Отсюда же расхождение, из-за которого спорят в цехе. Ступенька и износ — не одно число. Ступеньку, которую видно эндоскопом и цепляет ноготь, образует уступ стенки, и он радиальный: при равномерном по окружности износе по диаметру 0,1 мм ступенька выступает на 0,05 мм — множитель два. Оговорка тут обязательна, потому что равномерным износ бывает редко: он почти всегда односторонний, и тогда вся сотка снята с одной стороны, а ступенька на этой же стороне выступает на все 0,1 мм. В спорном случае мерят обе стороны и берут худшую.

Два уточнения, которые мы обязаны пометить как свои: и соотношение «ступенька — половина износа», и база отсчёта «от неизношенного нижнего пояса того же цилиндра». Это рабочие правила нашего участка, в пособии по хонингованию их нет. Сами пределы 0,1 и 0,15 мм — из пособия.

Дорог к задиру две, и путать их нельзя. Первая: масляная плёнка разрушена — её сожгла температура, смыло топливом, не выдержало негодное масло, разорвало аномальное сгорание. Вторая: зазора не осталось — перегретый поршень расширился сильнее стенки, или монтажный зазор задали малым, или цилиндр деформирован. Во втором случае масло на стенке есть, но разойтись деталям некуда, и пара всё равно сваливается в металлический контакт. Пособие называет предзадирную стадию прямо: начальные следы натира от нехватки масла или уменьшения зазоров. Список причин ниже читается с этой развилкой в голове.

Две строки заслуживают отдельного внимания. Первая — про хонингование: «недостаточная шероховатость» стоит в перечне причин рядом с «завалом вершин», то есть к задиру приводит и слишком гладкое зеркало, и слишком неровное.

Вторая — про холостой ход. Обкатка «пусть постоит потарахтит» вредна ровно тем, что подача масла на стенку в этом режиме минимальна, а продукты приработочного износа не смываются и остаются работать абразивом на месте. Достаётся при этом не только зеркалу: по руководству по хонингованию, на котором стоит наша цеховая норма, турбокомпрессору хватает 20 минут холостого хода, чтобы получить вред. Обкатка двигателя на холостом ходу невозможна в принципе.

Ответ зависит от стадии, но механизм ухудшения одинаков во всех случаях, и он стоит того, чтобы разобрать его целиком.

Задир — это потеря уплотнения на участке стенки. В этом месте кольца перестают снимать масло, и оно уходит в камеру сгорания. Одновременно мимо колец в картер прорываются газы сгорания, и вредят они двумя разными способами.

Первый: угарный газ, оксиды азота, водяной пар и несгоревшее топливо химически атакуют масло — именно поэтому отработка темнеет. Второй: прорыв поднимает давление в картере. Избыточное давление выдавливает масло через все уплотнения двигателя, в первую очередь через радиальные сальники. Уходит оно и через направляющие клапанов во впускные и выпускные каналы, откуда тоже сгорает.

Отсюда практический признак, который экономит время и деньги: если у мотора одновременно потеют несколько сальников и растёт расход масла — искать надо не сальники. Сальники в этой истории ни в чём не виноваты, они лишь показывают давление в картере.

Почему повреждение не стоит на месте

Металл, снятый с зеркала и с колец, попадает в масло и работает в моторе абразивом, изнашивая всё остальное. В верхней части хода нарастает ступенька износа: при равномерном по окружности износе 0,1 мм по диаметру она выступает на 0,05 мм, при одностороннем — на все 0,1 мм.

И тут важно не перепутать, кому она опасна. Старые кольца выработали эту ступеньку вместе с зеркалом и живут с ней в одной форме: канавки поршня разбиты, кромки колец скруглены, удара нет. Бьётся о ступеньку кольцо новое — у нового поршня нет износа канавок, а у новых колец острые кромки.

Поэтому «доезжу до весны» проигрывает по другой причине. За зиму лёгкая стадия успевает перейти в тяжёлую: поверхностный дефект, который выводился обработкой, уходит за пределы ремонтного размера. А ступенька вырастает настолько, что ставить в такое зеркало новую поршневую становится бессмысленно.

Какой-то расход масла нормален и неустраним, а сравнивать его между машинами имеет смысл только в процентах от расхода топлива. Нормы и разбор причин разобраны в отдельной статье про то, почему двигатель ест масло.

Так можно ли ездить

Честный ответ по стадиям такой. С одиночными бороздами при геометрии в допуске мотор ездит и дальше — это состояние ремонтируют плановой обработкой, когда двигатель всё равно разобран. Со сформировавшимся задиром ездят до ремонта, а не вместо него: каждая тысяча километров переводит дефект в более дорогую строку шкалы. С наволакиванием ездить нельзя — прецизионный стык разрушается быстро, и следующая остановка может оказаться заклиниванием. Расход масла и падение компрессии тут не мерило тяжести, а лишь косвенный сигнал: решение принимают по промерам.

Три операции идут по нарастанию, и выбирают между ними по глубине дефекта и по остатку стенки, а не по тому, как страшно выглядит фотография.

А если зеркало не чугунное

Расточки в ремонтный размер у такого зеркала нет. У Nikasil и плазменного напыления рабочий слой тонкий — снимать нечего, цилиндр идёт на повторное покрытие. У Alusil и Lokasil покрытия нет вообще, и причина другая: по кольцам работают вскрытые кристаллы кремния в самом сплаве, поэтому сетки хона там почти не видно, а продольные полосы — норма. Пределы 0,1 и 0,15 мм на них не распространяются. Подробно — ремонтные размеры поршней.

Почему после расточки обязательно хонингование

Расточка возвращает размер, а работать в паре с кольцом будет микрорельеф глубиной 8–10 мкм. Именно впадины сетки держат масло в нужном месте и в нужном количестве — это та самая прокладка между кольцом и зеркалом, без которой снова начнётся сухое трение.

Гладкое зеркало без впадин не удерживает масло. Гоночные команды экспериментировали с зеркально гладкими цилиндрами ради снижения трения: прорыв газов вырос, разрежение в картере упало, а попытка вылечить это более вязким маслом съела весь выигрыш. Правильный ответ — нормальный плато-финиш: гладко сверху, но с глубокими впадинами под масло.

Последний шаг обработки — мойка зеркала, и он не формальность

После хонингования во впадинах сетки глубиной 8–10 мкм сидит абразив — крошка брусков и снятый металл. Растворитель его оттуда не вымывает: он растворяет масло, а твёрдые частицы остаются лежать в тех же впадинах и уходят в собранный мотор. Зеркала промывают горячей мыльной водой со щёткой, а чистоту проверяют белой ветошью — пока она пачкается, мойку повторяют. Дальше поверхность защищают от коррозии до сборки.

Этот пункт стоит предпоследним в цеховом чек-листе и связан напрямую с расходом масла. Оставшийся абразив работает в новом моторе ровно так же, как продукты износа в старом: снимает металл и сводит свежую сетку.

Что не работает

• Присадки, от которых «зарастают задиры». Металл, вырванный со стенки, на место не возвращается, и 0,1 мм износа по диаметру из бачка с маслом обратно не набрать. Геометрию цилиндра химией не меняют.
• Половинчатый ремонт — одни кольца в задранный цилиндр или новый поршень в зеркало со ступенькой. Оба варианта заканчиваются одинаково: расход масла возвращается на прежний уровень или растёт. Механизм обоих разобран в статье про то, почему двигатель ест масло.

Обкатка после ремонта — часть работы, а не формальность

Обкатка отремонтированного двигателя — это езда на дороге под нагрузкой. Обороты должны постоянно меняться и не превышать двух третей от максимальных. Уровень масла проверяют каждые 50–100 км, а первую замену масла и фильтра делают досрочно — через 1000 км.

Главный её принцип обратен интуиции: нагрузка полезна, а холостой ход вреден. Прижим кольцу к зеркалу даёт давление сгорания, и без него кольца не прирабатываются. Поэтому длительных стоянок на холостом ходу быть не должно: подача масла на стенку в этом режиме минимальна, а продукты приработочного износа не смываются и остаются работать абразивом на месте. Нарушенная обкатка — прямой путь обратно к задиру на свежеобработанном зеркале.

Больше всего вопросов про задиры в цилиндрах приходит по корейским моторам — Kia Sportage, Optima, Sorento, Ceed, Hyundai ix35, Tucson, Sonata, Santa Fe, Elantra. В мастерских называют семейства Theta и родственные им бензиновые двигатели, а владельцы приходят с одинаковой историей: сначала подрос расход масла, потом заглянули эндоскопом и увидели полосы.

Здесь важно сказать прямо: единого объяснения, почему на одних моторах это встречается чаще, а на других реже, никто не даёт. Версии называют разные — от подачи масла на стенку цилиндра до режимов эксплуатации, — и превращать любую из них в диагноз для вашей конкретной машины было бы враньём. Что известно точно, так это то, что механизм повреждения от марки не зависит: масляная плёнка рвётся одинаково на корейском, немецком и японском моторе, и читается это по одним и тем же признакам.

Что из этого следует для владельца популярной модели:

• Смотреть эндоскопом заранее. На плановом обслуживании, пока расход масла ещё не вырос, — а не тогда, когда мотор уже начал троить.
• Стадия решает больше, чем марка. Поймали на стадии борозд — обработка поверхности или ближайший ремонтный размер. Поймали на стадии наволакивания — разговор о гильзовке и новой поршневой группе.
• Задир не делает мотор одноразовым — в том числе на алюминиевом блоке. У большинства современных алюминиевых блоков стоят влитые чугунные гильзы, и растачиваются они как обычный чугун, так что слово «алюминиевый» в описании мотора само по себе ничего не решает. Граница проходит не по материалу блока, а по типу зеркала — это разные вещи, и путают их постоянно; про зеркала, которые в ремонтный размер не растачивают, сказано выше. Блок, где гильз с завода не предусмотрено, гильзуют: подбирают гильзу от другого мотора либо изготавливают на станке с числовым управлением.
• Упирается всё в две вещи: в глубину повреждения и в наличие поршней под нужный размер. Не в шильдик на капоте. Границу задают те же два числа, что и на любом другом моторе: 0,1 мм износа по диаметру на бензиновом и 0,15 мм на дизельном.

Выбор решается не разницей в цене, а тем, что вы знаете о состоянии железа. Свой мотор можно разобрать и промерить — после этого понятно, что именно с ним не так и сколько он проходит. Про контрактный агрегат этого не знает никто, включая продавца: пробег на нём не подтверждается ничем, и снят он был по какой-то причине, которую вам не назовут.

Поэтому сравнивать надо не «ремонт против покупки», а известный ресурс против неизвестного. За свой блок после расточки или гильзовки отвечает цех: размеры замерены, поршневая новая, зазоры выставлены под конкретный цилиндр. За контрактный не отвечает никто — его продают как есть, и первая же дефектовка после установки может показать ровно то, из-за чего его сняли с донора.

Когда контрактный мотор действительно разумнее. Блок разрушен физически: трещина ушла в рубашку охлаждения, оборванный шатун пробил стенку, посадочные места коленвала повело. Или мотор редкий, ремонтных поршней под него не выпускают, а гильзу не из чего подобрать. Или машину надо вернуть в строй за считанные дни, и ждать цех некогда. Во всех этих случаях речь идёт не о выгоде, а о том, что ремонтировать нечего.

Когда ремонт выигрывает без вариантов. Повреждение локальное — задир в одном-двух цилиндрах, блок цел, промеры укладываются в ремонтный ряд. Тогда вы получаете мотор с понятной историей: те же навесные агрегаты, та же проводка, никаких сюрпризов с разъёмами и креплениями, и цилиндры, доведённые до размера под новые поршни.

Здравый порядок такой: сначала дефектовка и промеры, и только потом разговор о деньгах. Пока блок не промерен, обе цифры — и стоимость ремонта, и «выгода» от замены — взяты с потолка.

Сколько это стоит. Цену по своему мотору можно посчитать самому: отмечаете нужные операции и сразу видите сумму — калькулятор работ по блоку цилиндров. Пока операция не выбрана по промерам, любая цена остаётся приблизительной, поэтому начинают с дефектовки.