Поршневой палец: описание,виды,применение,установка,фото,видео

Причины износа поршневой группы

Постоянная эксплуатация машины неминуемо приводит к повреждениям ПГ. Как и любые другие элементы силового агрегата, поршни изнашиваются по причине устаревания или из-за перегрева, вызванного нарушением процесса сгорания.

Чем вызывается износ днища поршня?

Задиры на днище поршня образуются по причине засорения или деформации масляной форсунки, установки элементов с другими размерами, неисправности в системе охлаждения.

На поршнях подержанных машин часто заметны следы от ударов. Вызываются они чересчур большим выступом поршня или неправильной подгонкой торцевой стороны ГБЦ. Это же происходит из-за отложений моторного масла на головке элемента, необычно узким зазором в клапанном приводе и неправильной установкой фаз ГРС.

Повреждения также определяются по наплывам металла на элементах. Такое происходит при неисправном инжекторе — количество впрыска определяется в этом случае системой неверно. Это же укажет на недостаточное сжатие, позднее или ранее зажигание.

Если на днище поршня и в полости камеры сгорания наблюдаются трещины, это свидетельство неисправной форсунки или недостаточной компрессии. Подобное также возможно при неграмотной чиповке двигателя, когда за счёт модернизации пытаются увеличить мощность агрегата.

Причины повреждения колец

Как правило, это случается из-за эрозии материала в зоне колец, вызванного неправильной установкой, избытком горючего в камере сгорания, нарушением теплового зазора между поршнем и его цилиндром. Такое же происходит при сильном осевом истирании канавки поршней и вибраций.

Другая причина — радиальный износ, связанный с приготовлением смеси. Любое нарушение процесса сгорания топлива, а также недостаточное давление сжатия приводят к такой неисправности.

Осевой износ возможен и в результате банального загрязнения, когда частички сажи прилипают в канавке из-за недостаточного фильтрования. Это могут быть опилки, остатки после струйной очистки или любые другие продукты истирания.

Отчего повреждается юбка поршня?

Несколько причин способствуют этому — деформация шатуна, криво установленные цилиндры, чрезмерный люфт шатунного подшипника. В этих случаях на юбке образуется асимметричное, чётко различимое пятно.

Возможны также задиры под углом 45 градусов и другие следы трения, вызванные чрезмерно тесной посадкой пальца или ошибкой при установке шатуна горячего прессования. Причиной также называют малый процент сжатия, перебои в зажигании, разбавление масла бензином.

Основные признаки, указывающие на выработку ресурса:

• синий цвет выхлопа;
• активный нагар свечей зажигания;
• падение мощности ДВС;
• неустойчивая работа агрегата на нейтральных оборотах — быстро определяется по сильным вибрациям ручки КПП.

И, конечно, самый главный признак — повышенный расход моторного масла.

Задиры на поршневых пальцах

Задиры в бобышках поршневых пальцев появляются в результате того, что образуются задиры на юбке поршня.

Так как подшипники пальцев в отверстиях не снабжаются маслом: их смазывание происходит за счет разбрызгивания, задиры в области опоры поршневого пальца во всех случаях – это результат работы всухую. На их поверхности можно наблюдать огромное количество неоднородностей – вырванные и сварившиеся частички.

Первичные задиры в отверстиях поршневых пальцев при плавающей опоре образуются потому, что зазор недостаточный либо произошло заклинивание при несоосности шатунов.

Это приводит к тому, что свободное перемещение поршневого пальца будет сужено во втулке шатуна. Происходит принудительное вращение элемента в отверстии пальца.

Но из-за того, что зазор пальца с плавающей опорой в отверстии недостаточно большой, деталь перегревается, что приводит к нарушению режима смазки. Палец работает всухую, образуются задиры.

При перегреве элемента происходит максимальное расширение поршня в области отверстий поршневых пальцев, на юбке. Это приводит к образованию недостаточного зазора, работа механизма также осуществляется всухую, на поверхности появляются задиры.

Устройство поршня

Рассмотрим каждый компонент подробнее.

Днище поршня

Форма днища зависит от типа двигателя, особенностей камеры сгорания и многих других факторов. Поршень может иметь плоское, вогнутое или выпуклое днище.

Детали с плоским днищем наиболее просты в производстве, используются как в бензиновых, так и дизельных двигателях вихрекамерного и предкамерного типа.

Поршни с вогнутым днищем свойственны для дизельных двигателей. Они обеспечивает более эффективную работу камеры сгорания, однако способствуют большему образованию отложений при сгорании топлива.

Выпуклая форма днища улучшает производительность поршня, но при этом снижает эффективность процесса сгорания топливной смеси в камере.

Днище поршня принимает на себя основную термонагрузку, в связи с чем имеет самую большую, по сравнению с другими деталями, толщину: 7-9 мм в обычных бензиновых двигателях, 11 мм – в турбомоторах, 10-16 мм – в дизельных двигателях.

Существуют также автомобили, в которых установлены поршни с толщиной днища меньше стандартной – например, в некоторых моделях Honda она составляет всего 5,5-6 мм.

Уплотняющая часть

К уплотняющей части поршня относятся поршневые кольца, установленные в специальных канавках. В большинстве современных двигателей используется три кольца – одно маслосъемное и два компрессионных.

Маслосъемные кольца, как следует из названия, предназначены для удаления излишков масла со стенок цилиндра и предотвращения их попадания в камеру сгорания. Для этих целей служат сквозные отверстия, расположенные по периметру кольца.

Сквозь них масло поступает внутрь поршня, а затем отводится в поддон картера двигателя.

Компрессионные кольца предотвращают попадание отработавших газов из камеры сгорания в картер. По форме они могут быть трапециевидными, коническими или бочкообразными. Некоторые виды колец оснащены пружинным расширителем.

Наибольшие нагрузки воспринимает первое (верхнее) компрессионное кольцо, поэтому для увеличения ресурса данной детали ее канавку укрепляют при помощи стальной вставки.

Качество колец имеет огромное значение для уплотнения поршня. В этом отношении чугунные маслосъемные кольца намного надежнее составных, так как при их установке возникает меньше ошибок.

Направляющая часть

Направляющая (тронковую) часть поршня называют юбкой. С внутренней стороны она имеет бобышки, в которых находится отверстие под поршневой палец.

Нижняя кромка юбки предназначена для расточки и подгонки поршня. На ней имеется специальный буртик, с внутренней стороны которого в процессе механической обработки снимается часть металла.

В местах отверстий под поршневой палец с наружной части юбки вырезаются специальные углубления, вследствие чего стенки этих зон не взаимодействуют со стенками цилиндра, образуя так называемые “холодильники”.

Стенки юбки предназначены для восприятия бокового давления. Естественно, что трение поршня о стенки цилиндра и нагрев обеих деталей при этом увеличивается.

Чтобы обеспечить свободное перемещение поршня в цилиндре, между юбкой и стенками гильзы предусмотрен зазор. Его величина зависит от линейного расширения металла поршня и цилиндра при нормальной работе двигателя. При слишком маленьком зазоре возникает перегрев, грозящий образованием задиров на поверхностях и заклиниванием поршня в цилиндре. Большой зазор также не рекомендован, так как поршень при этом не выполняет своих уплотняющих свойств.

Многие автопроизводители еще на этапе производства поршней наносят на юбки специальные антифрикционные покрытия. Это позволяет защитить их поверхности от преждевременного износа и облегчить приработку.

Данное покрытие эффективно снижает износ и трение, предотвращает скачкообразное движение сопряженных поверхностей, появление на них задиров и заклинивание поршня в цилиндре.

Средство устойчиво к длительному воздействию моторного масла, сохраняет работоспособность двигателя в режиме масляного голодания.

Полимеризация покрытия MODENGY Для деталей ДВС возможна как при комнатной температуре (за 12 часов), так и при нагреве до +200 °С (за 20 минут).

Удобная аэрозольная упаковка с тщательно настроенными параметрами распыления упрощает процесс нанесения состава.

Перед использованием покрытия производитель рекомендует провести предварительную подготовку деталей Специальным очистителем-активатором MODENGY. Это гарантирует отличную адгезию материала и его долговременную работу.

MODENGY Для деталей ДВС и Специальный очиститель-активатор MODENGY доступны в одном наборе. Поэтапное использование этих средств не требует особых навыков и дополнительного оборудования.

Коленчатый вал

Коленчатый вал, соединенный с поршнем посредством шатуна, воспринимает действующие на поршень силы. На нем возникает вращающий момент, который затем передается на трансмиссию, а также используется для приведения в действие других механизмов и агрегатов. Под влиянием резко изменяющихся по величине и направлению сил инерции и давления газов коленчатый вал вращается неравномерно, испытывая крутильные колебания, подвергаясь скручиванию, изгибу, сжатию и растяжению, а также воспринимая тепловые нагрузки. Поэтому он должен обладать достаточной прочностью, жесткостью и износостойкостью при сравнительно небольшой массе.

Конструкции коленчатых валов отличаются сложностью. Их форма определяется числом и расположением цилиндров, порядком работы двигателя и числом коренных опор. Основными частями коленчатого вала являются коренные шейки 3, шатунные шейки 2, щеки 4, противовесы 5, передний конец (носок 1) и задний конец (хвостовик 6) с фланцем.

К шатунным шейкам коленчатого вала присоединяют нижние головки шатунов. Коренными шейками вал устанавливают в подшипниках картера двигателя. Соединяются коренные и шатунные шейки при помощи щек. Плавный переход от шеек к щекам, называемый галтелью, позволяет избежать концентрации напряжений и возможных поломок коленчатого вала. Противовесы предназначены для разгрузки коренных подшипников от центробежных сил, возникающих на кривошипах вала во время его вращения. Их, как правило, изготавливают как единое целое со щеками.

Для обеспечения нормальной работы двигателя к рабочим поверхностям коренных и шатунных шеек необходимо подавать моторное масло под давлением. Масло поступает из отверстий в картере к коренным подшипникам. Затем оно через специальные каналы в коренных шейках, щеках и шатунных шейках попадает к шатунным подшипникам. Для дополнительной центробежной очистки масла в шатунных шейках имеются грязеуловительные полости, закрытые заглушками.

Коленчатые валы изготавливают методом ковки или литья из среднеуглеродистых и легированных сталей (может применяться также чугун высококачественных марок). После механической и термической обработки коренные и шатунные шейки подвергают поверхностной закалке (для повышения износостойкости), а затем шлифуют и полируют. После обработки вал балансируют, т. е. добиваются такого распределения его массы относительно оси вращения, при котором вал находится в состоянии безразличного равновесия.

В коренных подшипниках применяют тонкостенные износостойкие вкладыши, аналогичные вкладышам шатунных подшипников. Для восприятия осевых нагрузок и предотвращения осевого смещения коленчатого вала один из его коренных подшипников (обычно передний) делают упорным.

Ремонт шатунов

Шатуны большинства автотракторных двигателей изготавливают из сталей 45, 40Х, 40Г и др. Основные дефекты шатунов: изгиб и скручивание стержня; износ отверстия нижней головки шатуна, втулки и отверстия верхней головки под втулку; износ опорных поверхностей крышки под гайки шатунных болтов и др.

Шатуны выбраковывают при наличии трещин, обломов, аварийных изгибов. Кроме того, шатуны двигателей СМД-60, СМД- 64 и их модификаций выбраковывают, если смяты треугольные шлицы на опорных поверхностях разъема нижней головки.

Изгиб и скрученность шатунов проверяют при помощи индикаторных и оптических приспособлений. В мастерских общего назначения для проверки шатунов используют приспособление КИ-724, которое является универсальным и позволяет контролировать шатуны двигателей разных марок. Перед проверкой в отверстие плиты 4 приспособления вставляют оправу 7. При этом опорная поверхность 8 оправки для нижней головки шатуна должна находиться вверху, а зажимной палец 5 — внизу. Шатун без втулки верхней головки закрепляют на оправке 7. В отверстие верхней головки шатуна предварительно вводят малую оправку приспособления. Установив призму 2 на малую оправку, перемещают шатун вместе с оправкой и призмой до тех пор, пока упор призмы не коснется поверхности плиты. В таком положении закрепляют оправку рукояткой 6. Затем снимают шатун с приспособления, а призму с индикатором устанавливают на оправку 7 и перемещают, пока упор призмы не коснется поверхности плиты и стрелка индикатора не повернется на 1,0-1,5 оборота. В этом положении стрелку верхнего индикатора устанавливают на ноль. Поворачивают призму на оправке так, чтобы измерительный стержень нижнего индикатора и второй упор соприкасались с плитой, и устанавливают на ноль стрелку другого индикатора.

Устанавливают шатун на оправке 7 так, чтобы его нижняя головка уперлась в ограничитель 3. Ставят призму на малую оправку верхней головки шатуна и подводят ее к плите. При касании упора призмы стрелка верхнего индикатора покажет величину изгиба в сотых долях миллиметра на длине 100 мм. Повернув призму другой стороной, нижним индикатором определяют величину скрученности шатуна.

Для шатунов дизелей всех марок изгиб не должен превышать 0,05 мм, а скрученность — 0,08 мм на длине 100 мм (расстояние между упором призмы и измерительным стержнем индикатора). Допустимый изгиб шатунов автомобильных двигателей 0,03 мм, допустимая скрученность 0,06 мм.

Шатуны, имеющие изгиб или скрученность, выходящие за допустимые значения, восстанавливают или выбраковывают. Допускается правка с подогревом стержня пламенем газовой горелки до температуры 450-500°С. Подогрев снимает внутренние напряжения в стержне шатуна, которые во время работы двигателя стремятся возвратить шатун в исходное (деформированное) состояние.

Износ отверстий нижней головки шатуна устраняют несколькими способами в зависимости от степени износа. Перед восстановлением проверяют опорные поверхности под головки шатунных болтов и гаек, а также плоскости разъема.

Опорные поверхности фрезеруют до выведения следов износа. Смятые или изношенные плоскости разъема фрезеруют или шлифуют до получения параллельности плоскостей с образующей отверстия. Непараллельность допускается не более 0,02 мм на всей длине плоскостей разъема.

Если слой металла, снятый шлифованием с плоскостей разъема крышки, не превышает 0,3 мм, а с плоскостей разъема шатуна 0,2 мм для дизелей и соответственно 0,4 и 0,3 мм для карбюраторных двигателей, то шатун собирают, затягивают гайки с нормальным усилием затяжки и растачивают, а затем шлифуют до номинального размера.

Если отверстия под вкладыши в шатунах изношены настолько, что с плоскостей разъема требуется снимать слой металла больший, чем указано выше, то отверстия восстанавливают наращиванием слоя металла (железнение, газопламенное напыление и др.) с последующей обработкой под номинальный размер.

Изношенное отверстие под втулку в верхней головке шатуна растачивают или развертывают до выведения следов износа и запрессовывают втулку увеличенного размера по наружному диаметру. Отверстие под втулку растачивают на станке УРБ-ВП-М или на токарном станке с помощью специального приспособления. После расточки втулку раскатывают роликовыми раскатниками на тех же станках. При растачивании оставляют припуск на раскатку 0,04-0,06 мм. Процесс раскатки уменьшает шероховатость поверхности и увеличивает прочность посадки втулки на 70—80%.

Изношенные втулки верхней головки шатуна восстанавливают обжатием с последующим наращиванием наружной поверхности меднением, осадкой в шатуне, термодиффузионным цинкованием с последующей механической обработкой.

Задиры в бобышках поршневых пальцев (поршневые пальцы с плавающей опорой)

Описание повреждения

Имеются сильные задиры поршневого пальца в отверстиях. На поршневом пальце материал поршня как бы наварился (рис. 1). В зоне втулки шатуна поршневой палец имеет синий цвет. Сама юбка поршня не имеет задиров.

Оценка повреждения

Синий цвет поршневого пальца в зоне бобышки шатуна показывает, что там имеется недостаточный зазор и что поршневого палец изза этого мог вращаться лишь с трудом или вообще не мог вращаться во втулке шатуна. Поворот поршневого пальца осуществлялся поэтому только в отверстии пальца поршня. Для этого, однако, зазор пальца с плавающей опорой в отверстии слишком мал. Повышенное трение приводит к чрезмерному нагреву в опоре, в результате чего масляная пленка потеряла эффективность и возник задир пальца.

Возможные причины повреждения

• Был выбран недостаточный зазор между втулкой шатуна и поршневым пальцем.

• Возможно зазор во втулке шатуна полностью исчез из-за несоосности шатуна и поэтому заклинило палец.

• Опора пальца не была смазана при сборке поршня.

Указание:

С тем, чтобы для первых оборотов двигателя смазка была достаточной и не возник задир сразу при пуске двигателя, необходимо при сборке поршней хорошо смазать опору пальца.

Что такое поршневой палец

Поршневой палец применяется для того, чтобы выполнять шарнирное соединение поршня и шатуна. Эта деталь сделана в виде пустотелого (для облегчения) гладкого стержня в форме цилиндра. Производят поршневые пальцы из стали высокого качества. Затем наружную поверхность термически обрабатывают, закаливают и цементируют, после этого шлифуют и полируют.

Во время использования на данную деталь оказывают воздействие повышенные циклические динамические нагрузки. В результате качательного движения, которое создается шатуном, смазывание элемента не происходит должным образом. Это приводит к тому, что палец работает в режиме полужидкостного трения, а значит, изнашивается неравномерно.

Поршневые пальцы бывают нескольких видов, все зависит от способа крепления:

• крепление в бобышках поршня (используется достаточно редко);
• крепление в верхней головке шатуна;
• плавающее крепление.

Сегодня в моторах, работающих как на бензине, так и на дизельном топливе, устанавливаются плавающие поршневые пальцы. На заведенном двигателе они свободно вращаются как в бобышках поршня, так и во втулке верхней головки шатуна.

Поэтому между трущимися деталями снижается относительная скорость скольжения. За счет этого деталь изнашивается равномерно.

Строение шатуна

Шатун ДВС состоит из:

1. верхней поршневой головки;
2. силовой стержень;
3. нижней кривошипной головки.

Верхняя головка шатуна изготавливается цельной. Это соединительный элемент с отверстием для поршневого пальца. Верхняя головка не разъемная.

Силовой стержень выполняется цельным, без соединительных частей.

Нижняя головка шатуна — это место соединения шатунной шейки коленвала ДВС. Нижняя головка разборная, соединяются шатунными болтами. Во время ремонта вместо шатунных болтов нельзя ставить обычные, так как шатунные выдерживают большую температуру и нагрузку. Испорченную резьбу на шатунных болтах не восстанавливают методом нарезки, на заводе резьбу создают методом накатки, а не нарезкой плашкой. Это означает, что при поврежденной резьбе шатунных болтов, их следует заменить, а не ремонтировать.

В нижнюю головку в посадочное место устанавливают тонкостенные вкладыши (подшипники скольжения). Подшипники для нижней головки шатуна не отличаются по конструкции от коренных вкладышей коленвала.

В некоторых шатунах имеются специальные отверстия для прохождения моторного масла к подшипнику скольжения.

Для подачи масла к верхней головке, в некоторых видах предусмотрено смазывающее отверстие. Силовой стержень дизельных двигателей более толще, массивнее

1 — шатунный болт; 2 — крышка; 3, 4 — нижний и верхний шатунные вкладыши; 5, 8 — нижняя и верхняя головки шатуна; 6 — корончатая гайка; 7 — стержень шатуна; 9 — втулка (гильза); 10, 11 — штифты; a — канал; б, в, г — стержень, конусный поясок и головка шатунного болта; д, е — дугообразные канавки; ж, и, о — радиальные отверстия; з, м — холодильники; к, л — кольцевые канавки; н — короткая канавка; п — выемка под штифт; р — лыска.

По конструкции строение шатунов классифицируют на:

• двутавровые;
• круглые;
• ромбические.

Двутавровые используются в автомобильных двигателях внутреннего сгорания.

Круглые шатуны применяются в двигателях для судов.

Ромбические шатуны назначаются для двигателей к высокоскоростным гоночным автомобилям.

Кривошипные головки классифицируются на:

• простые;
• прицепные;
• вильчатые.

Шатуны с простыми кривошипными головками устанавливают в простые ДВС.

Шатуны с прицепными кривошипными головками используются в звездообразных и V-образных двигателях.

Шатуны с вильчатыми кривошипными головками применяются в V-образных и W-образных моторах.

Замена поршневых пальцев

Производят пальцы из стали марки 45ХА. По завершении отливки элемент закаливают на глубину 1-1,5 мм

Важно, чтобы поверхность была достаточно твердой, этот показатель должен соответствовать требованиям. Если двигатель мощный, используют сверхпрочную легированную сталь.

Чтобы установить фиксированный палец, шатун нагревают в муфельной электрической печи до температуры 240 градусов Цельсия. Если такой печи нет, шатун можно нагреть на электроплитке.

Затем шатун охлаждают, палец в осевом направлении устанавливают с максимальной точностью. Для выполнения этой работы потребуется специнструмент.

В зависимости от диаметра поршня необходимо использовать соответствующий инструмент, но все приспособления для разных размеров детали выглядят одинаково, различают их только по маркировке.

Для начала устанавливаем палец на инструмент

Действуйте осторожно, чтобы достать нагретый шатун из муфельной печи. После этого его нужно зафиксировать в тисках.

Используя спецприспособление, вставляем палец в поршень и шатун, придерживаясь последовательности, указанной в руководстве по ремонту.

Работать нужно быстро, чтобы шатун не остыл. Дело в том, что после его остывания вы не сможете изменить положение пальца.

Правила установки плавающего поршневого пальца

Чтобы обеспечить требуемый зазор детали, учитывают тип элементов. Поршни в зависимости от диаметра отверстия под поршневой палец, а также пальцы по размеру наружного диаметра подразделяются на классы.

Группа поршня и пальца отмечена цветной меткой изнутри днища либо на бобышке поршня. На пальце такая метка стандартно располагается на торце детали.

Когда палец установлен в отверстие поршня с натягом, необходимо проверить зазор в соединении поршневого пальца и шатуна. Температура окружающей среды должна быть около 20 градусов Цельсия, при этом смазанный моторным маслом палец легко входит во втулку верхней головки шатуна, если на него слегка надавить.

Удостоверяемся, что цветовые метки на деталях распложены правильно, приступаем к нагреву поршня в ванне, наполненной горячей водой, температура должна быть около 65-80 градусов.

При таких условиях палец, на который нанесено моторное масло, будет легко входить в отверстие поршня. Как только он остынет, палец будет неподвижным, чтобы вращать его, нужно приложить усилие в бобышке поршня. Однако во втулке верхней головки шатуна он будет легко вращаться.

Ряд компаний-изготовителей советуют снимать и устанавливать палец, используя специнструмент.

В некоторых случаях установку пальца производят с зазором во втулку верхней головки шатуна и в отверстия бобышек поршня. В такой ситуации не нужно нагревать поршень, палец будет легко вращаться при температуре около 20 градусов и в верхней головке шатуна, и в бобышках поршня.

Необходимо использовать новые стопорные кольца поршневого пальца, а также проводить установку стопорных колец в последовательности, прописанной в руководстве по ремонту.

Важно, чтобы направление зазоров стопорных колец было в сторону нижней части поршня.

Коротко о поршнях: как подобрать поршень к цилиндру

Начнем с того, что зазор между поршнем и цилиндром определяется четко прописанными нормами. Для деталей в новом двигателе такой зазор составляет от 0.05 до 0.07 мм. Для моторов, которые находятся в эксплуатации, зазор между поршнем и цилиндром не должен быть больше отметки в 0.15 мм.

Восстановление ЦПГ двигателя потребует расточки блока цилиндров в ремонтный размер, после чего производится подбор поршня из группы так называемых ремонтных поршней. Главным требованием к процессу расточки цилиндров является итоговый результат, максимально приближенный к четко указанному ремонтному размеру.

Также необходимо учитывать, что размер после расточки блока дополнительно уменьшится в среднем на 0.03 мм после процесса нанесения хона (хонингование поверхности цилиндра). По этой причине при хонинговке цилиндров нужно придерживаться такого диаметра, чтобы после установки поршня зазор был максимально приближен к 0.045 мм, что является показателем зазора применительно к новым деталям.

Чтобы точно подобрать новый поршень по размерам необходимо сначала провести дефектовку цилиндров и поршней. Для замера диаметров поршня и цилиндра потребуются измерительные приборы:

Далее подбор осуществляется на основании специальной таблицы, в которой указаны номинальные размеры цилиндров и поршней. Диаметр ремонтных поршней получил специальное деление по классам в зависимости от наружного диаметра детали. Всего таких классов 5, каждый класс обозначен литерами от A до E в алфавитном порядке (А, B, C, D, E) через 0.01 мм размера. Также деление по классам предусматривает изменение диаметра отверстия под поршневой палец через каждые 0.004 мм.

Данная информация о классификации ремонтных поршней наносится в виде маркировки на днище поршня. Цифровое обозначение указывает на категорию отверстия под палец, а буквенное обозначение указывает на принадлежность поршня к тому или иному классу (класс ремонтного поршня)

Также в процессе подбора номинальных размеров или ремонтного размера поршневой дополнительно необходимо обращать внимание на массу поршня. Поршни могут иметь как стандартную массу, так и увеличенный или сниженный на несколько грамм вес

Параллельно с подбором новых поршней необходимо подбирать ремонтные поршневые кольца, которые также имеют ремонтные размеры.

Стук – поршневой палец

Стуки поршневых пальцев резко металлические, исчезающие при выключении зажигания. Наличие стука указывает на повышенный зазор в сопряжениях палец – втулка верхней головки шатуна или палец – бобышки поршня.

Стук поршневых пальцев – двойной, металлический и резкий.

Стук поршневого пальца – ритмичный, высокого тона с резким металлическим оттенком и слышен он в зоне 2 расположения цилиндров на всех режимах работы двигателя. Усиливается он с повышением нагрузки. Этот стук может полностью исчезнуть при отключении свечи неисправного цилиндра. Если стук поршневых пальцев прослушивается в нескольких цилиндрах, то для конкретного их определения необходимо отсоединить высоковольтный провод от свечи. Обычно стук может возникнуть по двум причинам: из-за слишком раннего зажигания или большого увеличения зазора между втулками и поршневыми пальцами.

Стук поршневых пальцев слышен как слабые четкие металлические удары. Он хорошо прослушивается при изменении оборотов двигателя. Стук может появиться в результате износа поршневых пальцев и отверстий в бобышках поршней или при износе пальцев и отверстий втулок головок шатунов.

Стук поршневых пальцев – металлический резкий. Иногда его путают со стуками, вызываемыми детонацией в цилиндрах двигателя, однако природа у них разная. Стук поршневых пальцев в отличие от детонации лучше прослушивается на холостом ходу. В результате интенсивного износа пальца или головки шатуна увеличиваются зазоры, что и порождает стук.

Обычно стук поршневых пальцев двойной металлический и резкий; вызывается чрезмерным зазором и лучше слышен на холостом ходу двигателя.

Для предотвращения стука поршневых пальцев , воспринимающих во время работы большие динамические нагрузки, их подбирают к поршням и шатунам с минимальными необходимыми для обеспечения нормальной смазки зазорами. Поэтому диаметр отверстий под поршневой палец в поршне делают несколько меньшим, чем диаметр самого пальца. Поэтому при нормальной комнатной температуре палец сидит в поршне не с зазором, а с небольшим натягом, который при нагревании поршня ( в рабочем состоянии) исчезает и вместо него появляется зазор.

К стукам, при появлении которых требуется немедленная остановка двигателя для ремонта, относится стук подтип пиков коленчатого вала и стук поршневых пальцев . При этом не следует принимать детонационные стуки ( звонкий удар высокого тона) за стук пальцев.

Признаком износа поршневого пальца могут быть резкие отчетливые стуки высокого тона при работе двигателя, значительно отличающиеся от стуков поршня. Стук поршневого пальца вызывается износом бронзовой втулки верхней головки шатуна, увеличением диаметра отверстия в бобышках поршня и износом пальца.

При детонации слышен звонкий стук в цилиндрах, особенно сильный при работе двигателя с полной нагрузкой. Детонацию обычно ошибочно определяют как стук поршневых пальцев .

Во время горячей обкатки без нагрузки проверяют давление масла в магистрали, измеряют и при необходимости регулируют минимально устойчивую и максимальную частоту вращения коленчатого вала на холостом ходу. При помощи стетоскопа ослушивают двигатель в зонах возможных стуков поршневых пальцев , поршней, шатунных и коренных подшипников.

Для предотвращения появления остаточных деформаций в поршне и повреждения посадочных поверхностей под палец в нем демонтаж и монтаж поршневого пальца должен производиться после предварительного нагревания всего комплекта ( при демонтаже) или только поршня ( при монтаже) в горячей воде до 70 С. Рас-комплектовывать поршни с подобранными к ним на заводе поршневыми пальцами нельзя, так как при этом нарушается их посадка, обеспечивающая нормальную работу сочленения: при более плотной посадке, чем предусмотрено заводской сборкой, возможны стуки поршней на непрогретом двигателе, а при менее плотной – стуки поршневых пальцев на прогретом двигателе.

Назначение и устройство поршневых колец

Для лучшего понимания нюансов касательно диагностики неисправности и замены поршневых колец необходимо сначала рассмотреть их устройство и назначение. Поршневые кольца обеспечивают необходимую герметичность камеры сгорания (надпоршневого пространства) в процессе совершения поршнем возвратно-поступательных движений. Кольца бывают:

• компрессионными — верхнее (первое) и второе (среднее, промежуточное) кольцо;
• маслосъёмное кольцо (нижнее);

Компрессионные кольца не позволяют газам из камеры сгорания попадать в картер ДВС. Маслосъёмные кольца осуществляют удаление масла со стенок цилиндра и предотвращают проникновение смазки в камеру сгорания. Кольца имеют немного овальную форму и не являются цельными, так как имеют разрез. Такой разрез называется замком поршневого кольца. Также поршневые кольца обеспечивают до 50% отвода тепла и эффективно охлаждают поршень. Через кольца избыточный нагрев передается на стенки цилиндров. По этой причине к материалам изготовления колец выдвигаются особые требования, так как они подвержены не только механическим, но и температурным нагрузкам.

Поршневые кольца являются стальными или чугунными деталями, которые имеют определенную упругость и способны пружинить. Указанные кольца устанавливаются на головку поршня, то есть на верхнюю часть. На головке выполнены специальные канавки для установки поршневых колец. Поршневые кольца дополнительно покрываются легирующим материалом, который обеспечивает деталям повышенную прочность и добавляет стойкости к износу. Торцевая часть колец имеет специальную форму «бочки», а также покрыта особым антифрикционным легирующим составом.

На торцевую часть колец, которая контактирует со стенками цилиндра, в качестве покрытия наносится олово или медь. Нанесение данного материала обусловлено задачей качественной притирки (приработки) поршневых колец после сборки нового двигателя или проведения капитального ремонта ДВС. Добавим, что поршневые кольца специально не изготавливаются из высокопрочной легированной стали, так как такие кольца не смогут нормально притереться в цилиндре двигателя. По этой причине инженеры и производители всегда выдерживают определенный баланс для достижения необходимой прочности колец, при этом сохранив способность приработки. Решением стало указанное выше нанесение сплавов на поверхность детали.

Информация на поверхности поршня

Обсуждения вопроса о том, что означает маркировка на поршнях стоит начать с того, какую вообще информацию производитель наносит на изделие.

1. Размер поршня. В некоторых случаях в маркировке на днище поршня можно найти цифры, означающие его размер, выраженный в сотых долях миллиметра. Пример — 83.93. Эта информация означает, что диаметр не превышает указанного значения с учетом допуска (группы допуска обсудим чуть ниже, у разных марок машин они отличаются). Замер производится при температуре +20°С.
2. Монтажный зазор. Другое его название — температурный (поскольку может изменяться вместе с изменением температурного режима в двигателе). Имеет обозначение — Sp. Приводится в дробных числах, означающих миллиметры. Например, обозначение маркировки на поршне SP0.03 говорит о том, что зазор в данном случае должен быть 0,03 мм с учетом поля допуска.
3. Товарный знак. Или эмблема. Производители таким образом не только идентифицируют себя, но и дают информацию мастерам о том, чьей документацией (товарными каталогами) необходимо пользоваться при подборе нового поршня.
4. Направление установки. Эта информация дает ответ на вопрос — на что указывает стрелка на поршне? Она «говорит» о том, каким образом должен быть смонтирован поршень, в частности, стрелка нарисована по направлению движения автомобиля вперед. На машинах, у которых двигатель расположен сзади вместо стрелки зачастую изображают символический коленчатый вал с маховиком.
5. Номер отливки. Это цифры и буквы, схематически указывающие на геометрические размеры поршня. Обычно такие обозначения можно встретить на европейских машинах, для которых элементы поршневой группы изготавливают такие компании как MAHLE, Kolbenschm >

Кроме этих обозначений также существуют и другие, и они могут отличаться у разных производителей.