В конкурсе впервые прозвучали верные ответы! @MaxKadett и @WIllyVel точно определили причины и правильно ответили на вопросы экспертной загадки.

Ответ на экспертную загадку

1.

— Что явилось причиной поломки (выхода из строя) двигателя автомобиля BMW M5 ?

Причиной поломки двигателя автомобиля BMW M5 является снижение эффективности системы смазки двигателя, называемое «масляным голоданием».

2.

— Является ли поломка (выход из строя) двигателя автомобиля следствием неправильной эксплуатации, либо следствием некачественного проведёния ремонта, либо производственным дефектом изготовления автомобиля?

В связи с недостаточностью данных и невозможностью их получения, потому что автомобиль уже был разобран и распродан, не представляется возможным установить, является ли поломка двигателя автомобиля следствием неправильной эксплуатации или производственным дефектом изготовления автомобиля.

Однако возможно однозначно утверждать, что выход из строя двигателя автомобиля BMW M5 не является следствием проведения ремонта в техцентре «BMW», в связи с отсутствием причинно-следственной связи между такими событиями, как замена масла и фильтра и длительным масляным голоданием, приведшем к поломке двигателя автомобиля BMW.

Объяснение для нормальных людей

По слухам, дошедшим до нас спустя год после суда, ситуация была следующей. Первичное повреждение BMW получил на дилерской станции за полгода до случая с техцентром BMW. Двигатель был случайно запущен без масла.

После этого владелец автомобиля продал его новому владельцу. Новый владелец поездил на автомобиле и почувствовал легкий стук, которые ему верно диагностировали, как начало конца. Чтобы "повесить" проблему с машиной на автосервис, он охладил автомобиль, на холодном густом масле, без стуков двигателя, заехал в автосервис для замены масла.

Мы сразу обратили внимание на периодичность замены масла. Масло должно меняться после 10000 км, масло достаточно дорогое, количество достаточно большое. И вдруг он заезжает на замену масла через 6000 км. Эта прыткость в замене масла вызвала подозрение, ведь замена масла стоила 15-18 тыс. рублей.

В общем водитель на холодном масле заезжает в сервис, ему там всё меняют, он аккуратно выезжает, активно "нагружает" машину в течении дня. И приезжает в автосервис обратно. И практически во дворе автосервиса BMW, на глазах у изумленной публики, у него заклинивает двигатель...

Вскрывают двигатель, на лицо следы масляного голодания. Первая экспертиза показала, что при заливе масла туда попал какой-то шарик. Но, как верно заметил @Turbocat, "Попадание предмета 1-1,5мм в эту область вряд ли возможно, ибо на исправном двигателе зазор между вкладышем и шейкой коленвала меньше 0,1мм". Далее суд, экспертиза. Установлено, что сервис ни причём.

Подробный анализ для экспертов

Дотошный эксперт может читать дальше всё.
Недотошный может читать пункты: Подробный анализ, Основные выводы, пропуская пункт Однако.

Проведенное судебными экспертами исследование выявило значительный износ антифрикционного слоя вкладыша пятого цилиндра, а также следы износа верхнего слоя на вкладышах десятого, шестого и девятого цилиндров. Характер повреждений указывает на наличие контактов шеек вала с поверхностью вкладышей, в результате работы подшипников в режиме масляного голодания, который явился следствием неисправности системы смазки.

В связи с невозможностью определить дефект системы смазки методом исследования объекта, необходимо провести анализ работы системы смазки с целью выяснения механизма её работы и возможностью моделирования различных неисправностей.

Анализ конструкции системы смазки позволил определить шесть наиболее вероятных дефектов:

1) Недостаточное количество или отсутствие масла.
2) Применение в двигателе масла, не предназначенного для данного типа двигателей.
3) Эксплуатация двигателя на недопустимых режимах.
4) Недостаточная производительность основного масляного насоса
5) Недостаточная пропускная способность маслоприёмников.
6) Недостаточная пропускная способность шлангов или радиатора.

Рассмотрим возможные дефекты системы смазки по порядку:

1) Отсутствие масла или недостаточное количество масла в двигателе приводит к работе подшипников в режиме сухого трения либо масляного голодания со следами перегрева вкладышей и шеек коленчатого вала. На основании изучения и анализа документов, приобщенным к материалам дела, экспертами не выявлено наличие следов побежалости, на вкладышах и шатунных шейках коленчатого вала, которые являются свидетельством перегрева.



Кроме того, исследуемый автомобиль оснащён системой сигнализации (см. фото) о недостаточном уровне масла в двигателе , срабатывание данной системы не было зафиксировано ни до, ни после приезда автомобиля в техцентр «BMW».

2)Согласно приложению к ремонтному заказу в автомобиле использовалось масло 10W60 EDGE SPORT, предназначенное для высокофорсированных двигателей. Данное масло соответствует типу масел, применение которых допустимо для использования в данном двигателе.

3)Визуальных последствий эксплуатации двигателя на недопустимых режимах в ходе исследования не обнаружено. Однако необходимо отметить на автомобиле BMW M5 замена сцепления проведена при пробеге 17549 км, замена передних тормозных дисков при пробеге 28611 км, что как минимум в три раза превышает среднюю периодичность замены этих деталей при условии ровного стиля вождения.

4) В ходе данного исследования интерес представляет основной масляный насос. Визуально на представленных фотографиях дефектов основного масляного насоса и его деталей не обнаружено, однако невозможность провести испытания насоса не позволяет судить о его работоспособности.

5) На фотографиях



хорошо видны сетки маслоприёмников, незначительно загрязнённые продуктами износа вкладышей, которые не могут оказать заметное влияние на пропускную способность.

6) К материалам дела не приобщены фотографии или результаты исследований, позволяющие оценить техническое состояние подводящих шлангов и масляного радиатора, хотя именно эти элементы, расположенные вне двигателя и установленные в передней части автомобиля, наиболее уязвимы при эксплуатации автомобиля, особенно масляный радиатор, расположенный в непосредственной близости от полотна дороги.

Таким образом, исследование позволило установить наиболее вероятные дефекты системы смазки: это либо недостаточная производительность масляного насоса, либо повреждения шлангов или масляного радиатора, вызвавшие уменьшение их пропускной способности. Эти дефекты объясняют недостаточную эффективность системы смазки, приведшей к масляному голоданию и износу вкладышей.

Однако

Остаётся нераскрытым вопрос о различной степени износа шатунных вкладышей, установленных на разных шейках. Чтобы ответить на данный вопрос, необходимо исследовать закономерность распределения масла по подшипникам двигателя BMW M5. Для этого надо упростить схему системы смазки и представить её в виде трубопровода с ответвлениями.

Далее можно почитать дотошное исследования системы смазки или сразу прокрутить страницу к пункту Основные выводы.

Схема системы смазки:



1—Поддон двигателя с маслом
2—Масляный насос
3—Резиновый шланг
4—Масляный радиатор
5—Резиновый шланг
6—Масляный фильтр
7—Шатунные подшипники 1,2,3,4,5.
8—Главная масляная магистраль
9—Канал подвода масла в головки цилиндров

Масло движется по трубопроводу благодаря тому, что его давление в начале трубопровода (Р насос1) больше чем давление в конце (Р остаточное 1), это создаётся работой масляного насоса.

По мере продвижения масла по трубопроводу его давление постепенно снижается, что обусловлено гидравлическим сопротивлением трубопровода. Гидравлическое сопротивление зависит от размера и формы трубопровода, шероховатости поверхности, режима течения. Каждый элемент трубопровода обладает определённым сопротивлением. Кроме того, на каждом подшипнике происходит потеря давления (∆Р) обусловленная утечкой масла из зазора между шейкой и вкладышем. Таким образом, давление на последнем подшипнике меньше чем на первом.

Исправная система смазки имеет избыточное давление, что позволяет ей поддерживать даже на самом дальнем от насоса подшипнике давление, превышающее необходимое для создания режима жидкого трения (Р жидкого трения1).

Для наглядности ниже приведён график распределения давлений по длине трубопровода:

График №1

— красная ломаная линия показывает распределение давления масла по длине трубопровода при отсутствии местного сопротивления.

— зелёная линия показывает минимальное допустимое давление, необходимое для поддержания режима жидкого трения в подшипниках для данных условий.


Условия работы подшипников напрямую зависят от условий и режимов эксплуатации двигателя.
Изменение нагрузки на двигатель приводит к изменению температуры, и как следствие, вязкости масла, что отражается на несущей способности масляного клина подшипника. Изменение оборотов коленчатого вала двигателя вызывает изменение расхода масла через подшипники, что обеспечивается изменением давления масла в масляной магистрали двигателя.

На оборотах холостого хода двигателя (600-900 об./мин.) давление масла в магистрали составляет 1-1,5 атм., по мере роста оборотов коленчатого вала двигателя растёт и давление масла в системе смазки, его максимальное значение 4-6 атм. принудительно ограничивается срабатыванием редукционного клапана. Такое давление в масляной магистрали позволяет поддерживать режим жидкого трения у всех подшипников даже на максимальных оборотах.

Неисправность системы смазки приводит к снижению её производительности, и как следствие, снижению давления масла в магистрали. Для моделирования неисправности системы смазки в упрощённую схему необходимо ввести местное сужение трубопровода, после чего построить новый график распределения давления по длине трубопровода при условии наличия местного сопротивления:

график №2

— красная ломаная линия показывает распределения давления масла по длине трубопровода при отсутствии местного сопротивления.
— голубая ломаная линия показывает распределения давления масла по длине трубопровода при наличии местного сопротивления.
— зелёная линия показывает минимальное допустимое давление, необходимое для поддержания режима жидкого трения в подшипниках для данных условий.

Как видно из графика, введение в схему местного сопротивления заметно снижает давление как в конце трубопровода (Р остаточное 2), так и в районе подшипников (голубая линия). Однако на данном режиме работы двигателя, благодаря запасу системы, давление на входе в подшипники больше минимально допустимого для поддержания режима жидкого трения в подшипниках (зелёная линия).

Изменение режима работы двигателя, связанное с повышением оборотов, приведёт к существенному преобразованию графика №2 в график №3. Увеличение оборотов коленчатого вала вызовет увеличение расхода масла через подшипники.

Для обеспечения повышения расхода при неизменном проходном сечении необходимо повысить давление масла на входе в подшипники, таким образом, на графике зелёная линия, показывающая минимальное допустимое давление, необходимое для поддержания режима жидкого трения в подшипниках, поднимется параллельно выше. Повышение оборотов двигателя приведёт к увеличению давления, создаваемого насосом, на графике это отразится значительным подъёмом ломанной линии на участке от начала графика до местного сужения. Однако, на участке после местного сужения повышение давления будет менее значительно, это объясняется квадратичной зависимостью потери давления в сужении от скорости потока в сужении.

График №3

— коричневая ломаная линия показывает распределения давления масла по длине трубопровода при наличия местного сопротивления и повышенных оборотов.

— тёмно-зелёная линия показывает минимальное допустимое давление, необходимое для поддержания режима жидкого трения в подшипниках на повышенных оборотах.

Анализируя график №3, нетрудно заметить, что наличие в системе смазки местного сопротивления и повышение оборотов двигателя приводит к образованию условий благоприятных для развития масляного голодания в последних подшипниках коленчатого вала.

Давление масла в магистрали на входе в первый и второй подшипники выше, чем минимальное допустимое давление, необходимое для поддержания режима жидкого трения в подшипниках. А давление на входе в три последних подшипника ниже этого давления. Это означает, что в последних трёх подшипниках не хватит масла для образования полноценного масляного клина, и, следовательно, подшипники будут работать в режиме масляного голодания.

Также на графике видно, что степень масляного голодания у подшипников неодинакова, наблюдается явная зависимость: чем дальше подшипник расположен от масляного насоса, тем меньше масла до него доходит и, соответственно, тем больше степень масляного голодания, следовательно, тем значительней износ вкладышей.
Данное исследование не стоит понимать буквально, что первые два подшипника двигателя не испытывают масляного голодания, а последние три испытывают. Данное исследование помогает понять закономерности возникновения и развития такого сложного явления, как масляное голодание. В зависимости от характера дефекта, масляное голодание может наступать как на всех режимах работы двигателя, так и на определенных кратковременных режимах. Также может различаться степень масляного голодания и соответственно различаться его последствия и время развития этих последствий.

Степень износа вкладышей исследуемого двигателя автомобиля BMW M5 соответствует степени удаления от передней крышки двигателя, через которую осуществляется подвод масла в главную масляную магистраль.

Наиболее изношенный шатунный вкладыш пятого цилиндра расположен на самой задней шейке коленчатого вала. Наименее изношенный шатунный вкладыш шестого цилиндра установлен на первой шейке коленчатого вала. Девятый и десятый размещены между ними.

Нумерация шатунных шеек коленчатого вала (согласно заключению специалистов)

Такое распределение вкладышей ещё раз косвенно подтверждает работу двигателя в режиме масляного голодания, а отсутствие следов перегрева деталей подшипника в виде следов побежалости говорит о незначительной степени масляного голодания или о периодически чередующемся режиме нормальной эксплуатации и масляного голодания. Скорость износа вкладышей при таких режимах будет невелика и соответственно время работы подшипника будет значительным.

Основные выводы

Таким образом, в результате исследования проведённого по материалам дела без исследования автомобиля удалось установить, что конкретным дефектом, приведшим к заклиниванию двигателя, явился критический износ шатунных вкладышей пятого цилиндра. Причиной этого критического износа стало снижение эффективности системы смазки, которое в профессиональной среде называется масляным голоданием.

Причину масляного голодания обнаружить не удалось в связи с недостаточностью данных и невозможностью их получения. Соответственно, не представляется возможным ответить на вопрос следствием чего: неправильной эксплуатации, либо производственным дефектом изготовления автомобиля является поломка двигателя. Однако возможно ответить на вопрос о связи между поломкой двигателя и проведённым ремонтом в автосервисе.

Согласно приложению к заказ наряду в перечне произведённых работ, относящихся к двигателю, указаны замена масла, масляного и воздушного фильтров. Как отмечалось выше в исследовательской части, наличие и качество масла и фильтра в двигателе автомобиля на момент выезда из автосервиса «BMW» не вызывало сомнений.

После возращения в автосервис количество масла в двигателе не уменьшилось, фильтр остался на месте, следов течи не наблюдалось, следовательно претензий к качеству выполненных работ по замене масла и фильтра зафиксировано не было. Сам процесс замены масла и фильтра технологически не мог повлиять на производительность системы смазки и привести к возникновению режима масляного голодания.

Кроме того установлено, что эксплуатация в режиме масляного голодания продолжалась длительное время, а пробег автомобиля между заменой масла и поломкой двигателя составил всего 126 километров. Отсутствие причинно- следственной связи между такими событиями, как замена масла и фильтра, и длительным масляным голоданием позволяет однозначно утверждать, что ремонт, проведённый согласно заказ наряду в автосервисе «BMW» не мог стать причиной поломки двигателя.

Также следует отметить, что в материалах судебного дела имеется заключение досудебных специалистов-экспертов.

Выводы заключения специалистов не совпадают с выводами настоящей экспертизы,
(причиной поломки двигателя называется попадание постороннего предмета размером 1-1,5 мм. в зазор между шатунной шейкой коленчатого вала и вкладышем шатуна пятого цилиндра).

В результате ознакомления с текстом заключения досудебных специалистов возник целый ряд вопросов:

-Как металлическому предмету размером 1-1,5 мм удалось пройти в зазор 0,03-0,07 мм между шейкой и вкладышем?
-Как удалось внедриться в бронзовый слой вкладыша, не оставив на нём кольцевого следа на обоих вкладышах?
-Почему предполагаемый след от предмета расположен не посредине вкладыша, а значительно смещен к краю?
-Почему не была произведена фильтрация отработанного масла с целью обнаружения постороннего предмета?
-Почему провернулся вкладыш, установленный в шатуне с натягом, при попадании постороннего предмета в зазор, а не провернулся предмет по шатунной шейке? Площадь предмета намного меньше площади наружной поверхности вкладышей, как известно сила трения зависит от площади. (Для справки: усы на вкладышах служат исключительно для правильного монтажа вкладыша в постели шатуна, а не для фиксации от проворота, только посадка с гарантированным натягом удерживает вкладыш от проворота в постели.)
-Если не было масляного голодания, то в связи с чем настолько сильно оказались изношены шатунные вкладыши пятого цилиндра?
-Почему наблюдается износ остальных шатунных вкладышей, в которые не попадал посторонний предмет, например десятого цилиндра?
-Чем обусловлен различный по интенсивности износ шатунных вкладышей двигателя?

Ответ на все эти вопросы один - ошибочно принятый след усталостного выкрашивания антифрикционного слоя вкладыша за отпечаток постороннего предмета, не позволил экспертам объективно оценить причины возникновения поломки и сделать грамотные выводы.

Кстати, версия @Turbocat ("Дырку во вкладыше кстати могло оторванным стопором того же вкладыша сделать".) совершенно справедлива. Это вероятная причина.

Итоги 2 этапа

@MaxKadett - 4 балла (первым дал правильный ответ, но слишком лаконично)
@WIllyVel - 4 балла (дал более развернутый ответ, но ...уже вторым)
@Turbocat - 1 балл (за наиболее вероятную версию дефекта на вкладыше)

По сумме двух этапов

@MaxKadett - 4 балла
@WIllyVel - 4 балла
@Turbocat - 1 балл
@Mitya777 - 1 балл

Организаторы


Конкурс организован Автокадаброй и независимой экспертизой Honest. Honest - это не только независимая экспертиза, но и спасатель автолюбителей от произвола страховых компаний.

Курсы вождения предоставлены клубом безопасного управления автомобилем Extrim Drive. Это курсы повышения водительского мастерства, которые надо проходить, имея хороший опыт управления автомобилем.

О конкурсе

Следующий этап пройдёт 27 мая в 11 часов. Если Вы бывалый автолюбитель, то можете принять в нем участие. Прочитать информацию о призах и правилах участия.

Всем успехов!

Прошедшие этапы

— 1 этап: Турбокомпрессор
— 1 этап: итоги

— 2 этап: BMW
— 2 этап: итоги

— 3 этап: ГРМ
— 3 этап: итоги

— 4 этап: OPEL
— 4 этап: итоги