Szczególnie narażone na zużycie są główne części silnika – tłoki wraz z pierścieniami tłokowymi, korbowody oraz cylindry. Największe wrażenie robią tłoki silnika. W końcu poruszając się tam iz powrotem między górnymi i dolnymi martwymi punktami, pokonują ogromną odległość. Tak więc, przy prędkości wału korbowego 5000 min-1 i skoku tłoka, powiedzmy, 75 mm, całkowita droga przebyta przez tłok na minutę wynosi 375 m. W ciągu godziny pracy silnika to dystans wyniesie 2 km 250 m, a przez miesiąc pracy 8 godzin dziennie z wyłączeniem weekendów (co oczywiście jest mało prawdopodobne w przypadku przeciętnego samochodu), tłok pokona dystans 460 km. Przy intensywnym użytkowaniu auta przez 5 lat (mianowicie taki czas eksploatacji samochodu przed remontem silnika potwierdzają statystyki) tłok pokona dystans 24 000 km!
A więc zużycie tłoka i jego współpracujących części (cylinder silnika) nieunikniony. Jednak wartości zużycia grupy tłoków (pierścienie tłokowo-tłokowe) przed remontem silników różnych firm bardzo się od siebie różnią. A więc ograniczenie zużycia tłoków i pierścieni tłokowych silników Mercedes-Benz, Volkswagen, BMW, większość firm amerykańskich i japońskich przychodzi po przebiegu około 300 000 km.
Jednocześnie silniki innych, powiedzmy, mniej zaawansowanych modeli wymagają wymiany tłoków i pierścieni tłokowych po przejechaniu 50 000 km (prawie 10 razy mniej).
Uwaga! Jaki jest powód? A jak trwałość tych części zależy od warunków eksploatacji? Aby odpowiedzieć na te pytania, rozważ dwie typowe konstrukcje grup tłoków silnika benzynowego i silnika wysokoprężnego. Przede wszystkim przypomnijmy, że ciśnienie gazów wewnątrz cylindrów tych silników na początku suwu roboczego różni się około dwukrotnie. W silniku benzynowym - gaźnikowym lub z bezpośrednim wtryskiem paliwa jest to 40-55 kg/cm2, w silniku Diesla - 70-80 kg/cm2. Dlatego tłoki silników benzynowych i wysokoprężnych różnią się od siebie, chociaż ich główne rozwiązania konstrukcyjne są takie same.
Typowy tłok silnika benzynowego jest odlewany ze stopu aluminium i pokryty na zewnątrz warstwą cyny, aby poprawić docieranie do otworu cylindra. Średnica jego górnej części - głowicy - jest o 0,1 mm mniejsza od wewnętrznej średnicy cylindra. Ma to na celu zapobieżenie zakleszczeniu głowicy tłoka w cylindrze po podgrzaniu do temperatury roboczej. W pierścieniowych rowkach tłoka znajdują się dwa pierścienie uszczelniające i jeden zgarniacz oleju. Dolna część tłoka - osłona - ma owalny przekrój poprzeczny i stożkową wysokość: średnica w górnej części jest mniejsza niż w dolnej. Dodatkowo wewnątrz piast tłoka z otworami na sworzeń tłokowy znajdują się dwie stalowe wkładki termostatyczne. Wszystko to ma na celu zapobieganie wzrostowi tarcia między osłoną a lustrem cylindra, gdy tłok jest podgrzewany. Dzięki współczynnikowi rozszerzalności cieplnej niższemu niż aluminium, wkładki te dociskają płaszcz w kierunku prostopadłym do osi sworznia tłokowego.
Otwór na sworzeń tłokowy w nowoczesnych silnikach jest zwykle przesunięty z osi symetrii tłoka na prawą stronę silnika. W celu prawidłowego montażu tłoka z korbowodem i ich zamontowania w cylindrze silnika, w pobliżu otworu piasty znajduje się oznaczenie, które należy obrócić w kierunku przodu silnika. Takie przemieszczenie ma na celu zmniejszenie składowej bocznej siły ciśnienia gazu dociskającej tłok do jednej ze ścian cylindra podczas suwu pracy.
Korbowód musi być również odpowiednio ustawiony w silniku. Na jego przedniej stronie wykonane są otwory do doprowadzania strumienia oleju do obciążonej strony lusterka cylindra (Niektóre silniki nie mają tych otworów). Łożyska i pokrywa korbowodu są również oznaczone odpowiednimi znakami dla prawidłowego montażu. Od dokładności wykonania tłoka i jego prawidłowego doboru do otworu cylindra, jego dalsza praca i trwałość w znacznym stopniu zależą. Wiodący producenci silników stosują dziś system, według którego tłoki dzieli się zwykle na pięć lub sześć klas pod względem średnicy zewnętrznej w krokach co 0,01 mm. Ponadto są one podzielone na trzy lub cztery kategorie w odstępach co 0,004 mm w zależności od średnicy otworu sworznia tłokowego. Podobny podział na pięć klas mają również cylindry silnika. Taki system pozwala dokładniej dopasować tłok do dowolnego, nawet zużytego cylindra, a sworzeń tłokowy pożądanej kategorii - do otworu w piastach i korbowodzie. Do remontów silników, zwykle polegających na wytaczaniu (wzrost średnicy) cylindrów, producenci części zamiennych produkują tak zwane nadwymiarowe tłoki naprawcze.
Tłok nowoczesnego silnika wysokoprężnego jest zaprojektowany do odbioru wyższych ciśnień, więc grubość jego dna i występów jest większa. Ponadto konstrukcja tłoka diesla różni się nieco od omówionej powyżej. Główną różnicą jest umieszczenie komory spalania bezpośrednio w głowicy tłoka. Ponieważ spalanie mieszanki paliwowo-powietrznej następuje, gdy tłok znajduje się w pobliżu górnego martwego punktu, gorące gazy silniej nagrzewają głowicę tłoka, a ścianki górnej części cylindra nagrzewają się nieco mniej niż w silnikach benzynowych. Aby zapewnić niezawodne uszczelnienie tłoka w cylindrze, na jego zewnętrznej powierzchni wykonano pięć rowków do montażu pierścieni tłokowych. Pierścienie zaciskowe są zainstalowane w trzech górnych rowkach. W dolnych rowkach znajdują się dwa pierścienie zgarniające olej. Wiele firm produkuje prostokątne pierścienie uszczelniające, które praktycznie nie różnią się od pierścieni silników benzynowych. Jednak bardziej progresywna, choć droższa, jest konstrukcja ze stożkową górną powierzchnią roboczą pierścienia. Kąt nachylenia tworzącej stożka dla takich pierścieni jest zwykle równy 10°. Zastosowanie pierścieni stożkowych zapewnia pewne zwiększenie ich trwałości, ponieważ podczas suwu roboczego składowa siły ciśnienia gazu na stożkowej powierzchni pierścienia dodatkowo dociska go do powierzchni cylindra. Cechą obsługi i naprawy tłoków ze stożkowymi pierścieniami uszczelniającymi jest konieczność dokładnej kontroli luzów. Szczeliny między rowkiem a pierścieniami zgarniającymi olej są kontrolowane w taki sam sposób, jak w silnikach benzynowych.
Siły tarcia pomiędzy powierzchniami płaszcza tłoka a otworem cylindra są większe w silnikach wysokoprężnych niż w silnikach benzynowych. W celu zwiększenia trwałości na powierzchnię płaszcza tłoka nakładana jest warstwa specjalnej powłoki z grafitu koloidalnego. Znacznie poprawia dotarcie tłoka do cylindra i zwiększa jego żywotność przed remontem. Podobną obróbkę powierzchni trących tłoków stosuje się obecnie w silnikach benzynowych.
Oprócz zużycia powierzchni osłon, zużywają się również rowki pierścieni uszczelniających tłoka. Ponadto rowek pierścienia olejowego zużywa się, chociaż zużycie to jest zwykle znacznie mniejsze. W miarę zużywania się rowków pierścienie tłokowe zaczynają poruszać się coraz szybciej w górę i w dół na wysokości rowka, a tak zwane działanie pompujące pierścieni staje się coraz bardziej zauważalne. Działanie to przejawia się w coraz większym zużyciu oleju silnikowego przez silnik. W komorze spalania olej spala się, tworząc niebieskawy dym wydobywający się z rury wydechowej samochodu. Przy znacznym zużyciu rowków wymiana pierścieni na nowe niewiele poprawia sytuację. Pojawia się obiektywna potrzeba wymiany całej grupy tłoków, przy czym wysoce pożądane jest rozwiercenie cylindrów do rozmiaru naprawy. Wszystkie opisane rodzaje zużycia są procesem naturalnym i niestety nieuniknionym.
Jednak to naturalne zużycie może się wydłużyć w czasie, wydłużając w ten sposób żywotność silnika. Ameryki nie trzeba tu odkrywać. Wystarczy ściśle przestrzegać wymagań producenta dotyczących eksploatacji samochodu, stosować wysokiej jakości olej silnikowy i filtry oleju oraz odpowiednio wyregulować wyposażenie paliwowe. Dobre efekty uzyskuje się stosując wysokiej jakości modyfikatory olejów i paliw, preparaty zmieniające mikrostrukturę warstw wierzchnich powierzchni ciernych silników.
Wraz z tym zużycie silnika, a także całego samochodu jako całości, w dużej mierze zależy od kierowcy, jego kwalifikacji i znajomości zagadnień technicznych. W końcu nie na próżno samochody tej samej marki służą niektórym kierowcom przez długi czas i bezbłędnie, dla innych są naprawiane prawie co tydzień. Doświadczony kierowca prawie nigdy nie dopuszcza do pracy silnika z przeciążeniem, a tym bardziej z detonacją. Nieustannie wsłuchuje się w pracę silnika swojego samochodu i natychmiast reaguje na każde przeciążenie, któremu zwykle towarzyszy niski, dudniący dźwięk przy zmniejszonych obrotach wału korbowego. Przyspieszenie pojazdu również
towarzyszy zwiększone zużycie silnika. Tu nasuwa się analogia z koniem i jeźdźcem: troskliwy właściciel nie będzie niepotrzebnie biczował swojego czworonożnego przyjaciela, zmuszając go do ucieczki z pałki, zwłaszcza gdy koń się jeszcze nie rozgrzał. Oczywiście w krytycznych sytuacjach kierowca może pozwolić sobie na słynne, niezwykle ostre rozpędzenie auta. Ale jeśli tak stroma jazda stanie się nawykiem, naprawa silnika zostanie wykonana dwa razy szybciej niż określają warunki techniczne.
Często istnieje inny rodzaj zużycia, którego nie przewidują żadne instrukcje. Jest to awaryjna awaria elementów zespołu korbowodu i tłoka, a przede wszystkim pierścieni i mostków rowków pierścieniowych tłoka. W silnikach benzynowych jest to spowodowane przede wszystkim detonacją. Przypomnijmy, że detonacja to wybuchowe spalanie mieszanki paliwowo-powietrznej w cylindrze, któremu towarzyszy gwałtowny wzrost ciśnienia w komorze spalania. Jest to równoznaczne z ostrym uderzeniem młota w nieruchomy tłok i pierścienie. Części oczywiście nie są przystosowane do takiego obciążenia i mogą pęknąć, a następnie uszkodzić lusterko cylindra swoimi fragmentami. Istnieje kilka przyczyn detonacji. Jednak głównym jest praca silnika na benzynie o liczbie oktanowej niższej niż określona w warunkach technicznych, a także przegrzewanie i praca na ponownie wzbogaconej mieszance palnej. Doświadczony kierowca musi usłyszeć stuki detonacyjne podczas pracy silnika i natychmiast zmniejszyć dopływ paliwa podczas przyspieszania, a następnie wyeliminować przyczyny detonacji. Odgłos stukania to wysokie metaliczne kliknięcie, które odpowiada częstotliwości obrotów wału korbowego. Mogą być ledwo słyszalne na tle innych dźwięków pracującego silnika, zwłaszcza przy nieco wcześniejszym zapłonie i znikają wraz z bardzo niewielkim spadkiem dopływu paliwa (gaz). Taka ledwie zauważalna detonacja świadczy o prawidłowo wyregulowanym rozstawie zapłonu, ale zdarza się również, że stuki detonacyjne pojawiają się natychmiast po naciśnięciu pedału przyspieszenia, co oczywiście jest niedopuszczalne. Kontynuowanie jazdy w tym trybie jest równoznaczne z rozbijaniem wnętrza silnika młotkiem.
Silniki Diesla nie są tak wrażliwe na zmiany składu paliwa, chociaż występują w nich awarie, prowadzące do zwiększonego zużycia części mechanizmu korbowego. Jest to przede wszystkim przegrzanie silnika i związany z tym spadek lepkości oleju, zwłaszcza jeśli olej jest niskiej jakości. Zwiększone zużycie może być również skutkiem niewłaściwej regulacji pompy wysokiego ciśnienia paliwa oraz słabego rozpylenia paliwa w komorach spalania z powodu wadliwego działania wtryskiwaczy. I oczywiście wiele zależy od samego kierowcy.
Tak więc z tego wszystkiego, co zostało powiedziane, możemy wyciągnąć następujące wnioski. Żywotność silnika Twojego samochodu, jak i całego pojazdu, zależy od dwóch czynników: jakości wykonania, za którą odpowiada producent, oraz poziomu konserwacji, za który ostatecznie odpowiada kierowca. Trzeba o tym pamiętać zarówno przy zakupie samochodu, jak i przy przygotowywaniu i szkoleniu kierowców.