Какой тепловой зазор у поршневых колец является нормой?

Задиры из-за недостаточного зазора на юбке поршня

На поверхности юбки поршня имеется несколько одинаковых задиров

Задиры возникли на нагруженной и на ненагруженной стороне, т.е., к задирам на одной стороне поршня имеются соответствующие задиры на противоположной стороне. Поверхность задиров переходит от точек давления с зеркальным блеском в относительно гладкие места трения с темным цветом. Зона колец не имеет повреждений.

Зазор между юбкой поршня и рабочей поверхностью цилиндра был или слишком узким или суживался в недопустимой мере перекосами, которые возможно возникли только при эксплуатации двигателя.

В отличие от задиров в результате работы без смазки задиры из-за недостаточного зазора возникают всегда по истечении короткого времени эксплуатации после капитального ремонта двигателя.

Возможные причины повреждения

• недостаточный диаметр цилиндра.

• слишком сильная или неравномерная затяжка головки цилиндра (перетяжка цилиндра).

• неровные торцевые поверхности на цилиндре или на головке цилиндров.

• нечистая или неравномерная резьба в резьбовых отверстиях или на винтах головки цилиндров.

• заедание или неравномерная смазка на опорных поясках головок винтов

• использование неправильных или неподходящих прокладок головки блока цилиндров.

• перекос цилиндров в результате неравномерного нагрева из-за накипи, загрязнение или другие неисправности в системе охлаждения.

Конструкционные материалы деталей ЦПГ

Сегодня цилиндры и поршни двигателя чаще всего производят из алюминия или стали с различными присадками. Иногда для внешней части блока цилиндров используют алюминий, имеющий небольшой вес, а для гильзы, контактирующей с движущимся поршнем, – более прочную сталь.

В отличие от чугуна, который применялся ранее для изготовления деталей ЦПГ, внедрение алюминия – намного более легкого, но износостойкого материала – стало толчком к появлению мощных и высокооборотистых двигателей.

Поршневые кольца, наиболее подверженные износу и деформациям, производят из специального высокопрочного чугуна с легирующими добавками (молибденом, хромом, вольфрамом, никелем).

Значительные механические и тепловые циклические нагрузки отрицательно сказываются на работоспособности элементов цилиндро-поршневой группы. В то же время от их состояния напрямую зависит стабильная компрессия двигателя, обеспечивающая его уверенный холодный и горячий запуск, мощность, экологичность и другие эксплуатационные показатели.

Именно поэтому для изготовления поршней и других деталей ЦПГ применяются материалы, обладающие высокой механической прочностью, хорошей теплопроводностью, незначительным коэффициентом линейного расширения, отличными антифрикционными и антикоррозионными свойствами.

В целях снижения потерь на трение производители поршней покрывают их боковую поверхность специальными антифрикционными составами на основе твердых смазочных частиц: графита или дисульфида молибдена. Однако со временем заводское покрытие разрушается, поршни снова испытывают высокие нагрузки, под влиянием которых изнашиваются и выходят из строя.

Состав на основе сразу двух твердых смазок – высокоочищенного дисульфида молибдена и поляризованного графита – применяется для первоначальной обработки юбок поршней или восстановления старого заводского покрытия.

MODENGY Для деталей ДВС имеет практичную аэрозольную упаковку с оптимально настроенными параметрами распыления, поэтому наносится на юбки поршней легко, быстро и равномерно.

На поверхности покрытие создает долговечную сухую защитную пленку, которая снижает износ деталей и препятствует появлению задиров.

MODENGY Для деталей ДВС полимеризуется при комнатной температуре, не требуя дополнительного оборудования.

Для подготовки поверхностей перед нанесением покрытия их необходимо обработать Специальным очистителем-активатором MODENGY. Только в таком случае производитель гарантирует прочное сцепление состава с основой и долгий срок службы готового покрытия. Оба средства входят в Набор для нанесения антифрикционного покрытия на детали ДВС.

Замена поршневых колец

На автомобилях ВАЗ, впрочем, как и на всех других моделях легковых автомашин, одни лишь поршневые кольца целесообразно менять только в том случае, если:

• в цилиндрах нет выработки;
• не имеет следов повреждения их внутренняя поверхность.

При значительном износе гильз требуется их расточка, а если до этого уже был последний размер, требуется перегильзовка блока цилиндров. Заменить ПК можно на любом вазовском моторе, не снимая ДВС, для этого потребуется снятие ГБЦ и масляного картера. ПК меняют в том случае, если зазор в стыках у них не превышает 1 мм.

Рекомендуем: Nissan Quasqai: замена ламп ближнего света

Для примера рассмотрим замену поршневых колец на автомобиле ВАЗ-2114 с 8-клапанным ДВС, такую работу необходимо проводить на яме или автоподъемнике:

• выключаем зажигание, ставим КПП на нейтральную передачу, скидываем с АКБ минусовую клемму;
• сливаем тосол, снимаем корпус воздушного фильтра вместе с патрубком (гофрой инжектора);
• снимаем клапанную крышку, распредшестерню, ослабляем ремень ГРМ и отводим его в сторону;
• отсоединяем от ГБЦ вв провода, патрубки системы охлаждения, откручиваем болты головки;
• раскручиваем гайки приемной трубы глушителя;
• полностью освобождаем ГБЦ от всех креплений, которые мешают ее снять, производим съем головки блока;
• если под двигателем есть защита, демонтируем ее;
• подставляем емкость под поддон двигателя, отворачиваем пробку на картере, сливаем масло;
• снимаем нижний лючок корпуса КПП (три болтика);
• головкой с воротком на 10 или торцевым ключом откручиваем все болты масляного поддона;
• демонтируем поддон, снимаем маслоприемник;
• отворачиваем гайки шатунов, снимаем нижние шатунные крышки, аккуратно выбиваем поршни с шатунами наверх. Поршни следует выбивать через выколотку из мягкого металла или через деревянный брус. Сначала нужно аккуратно выбить шатунный болт, не повредив на нем резьбу, затем выколотку наставить на торец шатуна – ни в коем случае нельзя бить по вкладышам или посадочному месту под ними;
• шатуны рекомендуется вынимать по одному, и сразу же на них наживлять крышки, между собой крышки путать нельзя, они назад ставятся строго по своим местам, и обязательно замок к замку;
• снимаем с поршней ПК, обломком старого кольца чистим поршневые канавки до чистого металла. Обязательно проверяем чистоту канавки по кругу, кокса в ней оставаться не должно;
• устанавливаем в канавки новые кольца, начинаем с нижнего МПК, затем ставим среднее компрессионное ПК, и в последнюю очередь верхнее. Для установки можно воспользоваться специальным приспособлением, но все же кольца удобнее ставить руками. Если МПК чугунные, их нельзя гнуть по своей оси, можно только аккуратно раздвигать. Компрессионные кольца выгибать тоже нужно аккуратно, по минимуму;
• устанавливаем на место поршень с помощью специальной оправки, забиваем деревянной ручкой молотка либо латунной или бронзовой выколоткой;
• ставим по одному поршню-шатуну, и тут же крепим на каждый шатунную крышку. Затяжку гаек шатунов следует выполнять динамометрическим ключом, усилие – от 4,5 до 5,5 кг;
• затем ставим все на место – маслоприемник, поддон двигателя, головку блока. Заливаем в радиатор тосол, масло в картер, для проверки запускаем мотор. После замены ПК ДВС может поначалу дымить и расходовать масло – движок необходимо обкатать приблизительно 2 тыс. км. Бывает так, что при кажущемся нормальном состоянии гильз ДВС продолжает дымить даже после замены колец после обкатки. В таком случае придется растачивать цилиндры и устанавливать ремонтную поршневую группу.

Подгонка и монтаж новых поршневых колец

После длительной работы в цилиндре двигателя образуется овальный износ и ступенька в верхней части цилиндра, куда доходит верхнее кольцо. Изнашиваются как кольца, так и поршни, постепенно увеличивается прорыв газов и растёт расход масла. Наступает время промежуточного или капитального ремонта.

При капитальном ремонте изношенный цилиндр, как правило, подвергают растачиванию и/или хонингованию, устанавливаются новые ремонтные поршни несколько большего диаметра (на автомобильных двигателях следующий ремонтный размер, как правило, на 0,5 мм больше) и кольца ремонтного размера. В случае допустимого ещё состояния цилиндров замене подлежат кольца, иногда и поршни. Согласно современным инструкциям, установка колец следующего ремонта с подточкой не разрешена, однако в целях снижения затрат на ремонт применяется.

Замечание: при установке колец следующего ремонта нужно производить тщательную проверку прилегания по зеркалу.

Обычно при этом приходится после подточки и выставления минимального зазора в стыкенезначительно подрабатывать поршневое кольцов районе замкапонаружному диаметру (!), лучше наждачным бруском. Если это не проконтролировать, то некоторое время будет повышенный расход масла, и риск перегрева на обкатке увеличится.

Поршень должен иметь зазор в цилиндре согласно инструкции. Обычно смазанный моторным маслом поршень должен под своим весом легко опускаться в цилиндре (при комнатной температуре). Если поршень будет иметь более плотную посадку, то тепловое расширение вследствие нагревания приведёт к задиру и снижению ресурса мотора. С другой стороны, если зазор между поршнем и стенками цилиндра слишком велик, при работе будет прослушиваться стук поршня, и из-за повышенных зазоров в замках колец ресурс до ремонта уменьшится. Сами поршневые кольца, благодаря наличию зазора, могут в небольших пределах изменять свой диаметр, что позволяет избежать заклинивания. Этого небольшого изменения диаметра достаточно, чтобы компенсировать температурное расширение и сжатие. Если кольца без поршня вставить в новый или отремонтированный цилиндр, то зазор должен составить около 0,2—0,4 мм (более конкретные данные — см. инструкцию по эксплуатации)

. Если зазор меньше — кольца подтачивают надфилем, если больше — устанавливают из большего ремонтного набора.

Над канавками кольца проводят, подкладывая под них тонкие металлические пластинки (несколько штук по длине окружности), либо используют съёмник колец. При установке поршня с кольцами в цилиндр, последние сжимают с помощью оправки или самодельного жестяного хомута.

Обзор популярных моделей поршневых колец ВАЗ 2109 – 2115

Фирм, которые изготовляют поршневые кольца много, а так же много и подделок и все их просмотреть просто не хватает времени. Поэтому давайте рассмотрим тех производителей поршневых колец, которые отличаются от других нормальным качеством и ценой. Первое что хочу порекомендовать, это поршневые кольца фирмы «SM».

Поршневые кольца фирмы «SM

А так же

Поршневые кольца от фирмы «Mahle».

Эти фирмы выпускают поршневые кольца для Вазовских автомобилей разного диаметра и прекрасно нам подходят. Производят их, скорее всего, в Китае, потому как оригинальные будут стоить на много дороже. Но это не означает что всё так плохо, качество у них отличное. Я рекомендую всё же кольца фирмы «SM», потому что цена у них на много меньше, чем у «Mahle», а качество одинаковое так зачем платить больше и переплачивать за бренд.

Верхнее компрессионное кольцо у этих производителей стальное хромированное, но у фирмы «SM» оно омеднённое, на верхних фотографиях это прекрасно видно. Второе компрессионное кольцо черного цвета чугунное, но кольцо от фирмы «Mahle» имеет более тёмный цвет. На фото

Нижние маслосъемные кольца металлические наборные.графии слева «SM», а справа «Mahle».

Я рекомендую использовать именно металлические наборные маслосъемные кольца, потому что в отличие от коробчатого типа колец они прекрасно притираются в цилиндре, устойчивы к перегреву (не теряют свои пружинные свойства) и главное их достоинство, они работают как два не зависимых друг от друга кольца. Кольца коробчатого типа, очень боятся перегрева. Они при перегреве теряют свои пружинные свойства и плохо справляются со своей работой

И ещё один серьезный минус, они требуют очень осторожной обкатки. При малейшем отклонении от обкаточных режимов рабочие кромки кольца в некоторых местах могут откалываться и будут пропускать масло

Конечно же, есть и другие производители поршневых колец, но они как обычно идут сплошные подделки и выбрать качественные порой не реально

Поршневые кольца

Поршневые кольца — кольца незамкнутого типа, которые устанавливаются с минимальным зазором в специальных канавках, выполненных на внешней поверхности поршня. Поршневые кольца являются уплотнительным элементом ЦПГ, посредством которого удается добиться необходимой герметизации камеры сгорания в устройстве поршневых двигателей.

Поршневые кольца бывают двух типов:

• компрессионные поршневые кольца;
• маслосъемные поршневые кольца;

Современные бензиновые и дизельные двигатели обычно имеют 3 кольца:

• первое (верхнее) компрессионное кольцо;
• второе (нижнее) компрессионное кольцо;
• маслосъемное кольцо;

Высокофорсированные бензиновые агрегаты могут иметь только 1 компрессионное кольцо, в то время как на поршне дизельного мотора могут быть установлены 3 компрессионных кольца.

1. Применение компрессионного поршневого кольца позволяет реализовать скользящее герметичное соединение и создать эффективное уплотнение лабиринтного типа между поршнем и стенками цилиндра. Благодаря использованию компрессионных поршневых колец удается избежать прорыва отработавших газов из камеры сгорания в избыточном количестве. Допустимым количеством прорывающихся газов на ДВС с исправной ЦПГ считается показатель до 1%.
2. Поршневые кольца дополнительно отвечают за регулирование количества моторного масла, которое остается на стенках цилиндров для смазывания самих колец и поршней, и препятствуют попаданию смазки в камеру сгорания. Указанную функцию выполняет маслосъемное, а также частично второе компрессионное кольцо.
3. Еще одной функцией поршневых колец является охлаждение поршней, которое обеспечивается благодаря отводу тепла от поршня путем передачи избытков нагрева на стенки цилиндров.

Кольца в цилиндрах двигателя работают в крайне тяжелых условиях, так как постоянно испытывают серьезные механические и тепловые нагрузки. По этой причине к материалу изготовления, конструкции поршневых колец и способу их крепления на поршне выдвигаются особые требования. Поршневые кольца изготавливаются из чугуна или упругой легированной стали. Для улучшенной износостойкости на поверхность компрессионного кольца в процессе производства наносят дополнительное покрытие. Материалом такого покрытия выступает хром или молибден.

Поршневые кольца имеют специальный замок. Замок поршневого кольца фактически представляет собой разрез. Благодаря такому замку упругое кольцо способно разжиматься и сжиматься подобно пружине.

Другими словами, поршневое кольцо представляет собой не окружность, а имеет дугообразную форму с зазором между концами в области разреза. После того, как поршневое кольцо устанавливается в цилиндр, происходит его сжатие. Зазор в области замка уменьшается до показателя 0.1- 0.5 мм, который определен конструкцией двигателя. При этом величина разреза не позволяет поршневому кольцу срываться с посадочного места на поршне.

Величина зазора поршневых колец для каждой модели двигателя является строго определенным параметром. Увеличение зазора поршневых колец приводит к разгерметизации и прорыву газов из камеры сгорания. Результатом становится потеря мощности двигателя. Уменьшение зазора поршневого кольца может привести к заклиниванию кольца в цилиндре двигателя после теплового расширения.

Заклинивание поршневых колец вызывает поломку самих колец, образование задиров на зеркале цилиндров и другие повреждения. Также некоторые производители предлагают специальные поршневые кольца без зазоров.

Маслосъемные кольца устанавливаются под компрессионными, отличаются более сложной конструкцией. Маслосъемное кольцо имеет форму короба с двумя гранями, а также внутренние щели. Грани выполняют функцию скребка, посредством которого лишнее масло удаляется со стенок цилиндра. Через щели маслосъемного кольца смазка отводится к поршневым дренажным отверстиям.

Среди наиболее распространенных неисправностей отмечается износ, разрушение и потеря подвижности поршневых колец. К ускоренному износу и разрушению часто приводит детонация и перегрев двигателя, потеря подвижности возникает в результате закоксовки поршневых колец. Подобная неисправность также называется залеганием поршневых колец, при этом первыми обычно залегают маслосъемные кольца.

Общие рекомендации по замене

Когда выхлопная труба начинает «плеваться» сизым дымом, то ремонт мотора неизбежен. Фактически всегда, признаками износа деталей поршневой группы также является повышенный расход, как масла, так и бензина. В таком случае снижается и компрессия мотора отчего незащищен даже дизель. Из этого следует то, что правильно выбрать новые поршневые элементы — первоочередное дело любого владельца автомобильного транспорта и в лучшем случае ремонт обойдется только ими. Для этого нужно также установить всего-то парочку новых прокладок и поддон для блока. Прочие испорченные детали уже будут выявлены во время разборки мотора.

Покупая поршень, следует внимательно осмотреть его комплектацию, так как кольцо может не входить в комплект. Такое практикуют много производителей. Все из-за того, что есть не один мотор, который имеет уйму модификаций, поэтому при покупке товаров поршневой группы, необходимо заранее сопоставить их ширину и высоту с соответственными характеристиками канавок поршней.

Зазор, находящийся между канавкой и торцами намного легче определить, если поместить кольцо в эту же канавку и применить набор щупов. Он должен быть не больше одной десятой миллиметра и не менее 0,05 мм. В ином случае это будет означать, что-либо кольцо, либо канавка, не подходят по размерам. Зазор их замков также следует обязательно проверить. Чтобы это сделать, такие детали поршневой группы следует по очереди припасовать к цилиндру в верхней его части, а потом, при помощи щупов, замерять сам зазор, который не должен превышать 0,6 мм, но и не должен быть меньше 0,4 мм.

Если вы решили, что установка поршневых колец это именно то, что вам нужно для полноценного ремонта двигателя, то следующим шагом является их покупка. Обычно, качественный товар упаковывают соответственно и со вкусом

При выборе следует обращать внимание на внешний вид товара, на качество его окраски. Также обязательно должна быть маркировка

Чтобы правильно начать ремонт, нужно вскрыть гбц. После этого нужно тщательно проанализировать состояние деталей и решить, нужно ли делать расточку самих цилиндров или притирку клапанов. Как подготовить поршневые кольца, как установить их без особых трудностей и прочее – все это будет описано ниже.

Подготовка

Само приспособление для установки поршневых колец продается в соответственных магазинах, и оно представляет собой щипцы. Если же нет возможности их приобрести, то подойдет небольшая плоская отвертка, но при ее использовании следует быть максимально внимательным и аккуратным. Старые детали поршневой группы можно либо сломать, либо снять.

Тем не менее поршневые кольца установка которых предельно проста, требуют максимально возможного соответствия канавок своим размерам. Поэтому хотя бы одну старую компрессионную деталь можно сломать, так как под ней во время работы образуется нагар, из-за которого установка новой будет очень затруднительна. Часть такой старой сломанной детали отлично подойдет для того, чтобы навести порядок на его прошлом рабочем месте.

Установка на поршень

Вот именно тот момент, когда приспособление для установки поршневых колец является незаменимым, так как ремонтные работы такого типа являются крайне ответственным делом и допущение ошибок просто неприемлемо. Элементы поршневой группы сами по себе хрупкие, поэтому нужно быть аккуратным и внимательным. Самым хрупким считается среднее. Когда идет его установка, есть большой риск поломки.

Верхние поршневые кольца установка которых начинается первой, имеют маркировку «TOP» и этой стороной маркировки оно и должно быть направлено в сторону днища поршня.

Что же касается такой детали скребкового типа, то ее устанавливают скребком вниз. Установка деталей с фасками должна проводится так, чтобы эти самые фаски «смотрели» вверх. Если же вы имеете дело с наборными маслосъемными элементами, имеющими специальный двухфункциональный расширитель пружинного типа, то сперва должна проводится установка верхних и средних. После того как данная ремонтная схема будет завершена, необходимо проверить легкость их вращения в самих канавках.

Установка поршней в цилиндр

Во время серьезных ремонтных работ устарелый цилиндр растачивают или подвергают хонингованию. Также применяют новенькие поршни ремонтного размера и кольцевые элементы того же типа, но с большим диаметром, с последующим их сжатием. Их следует смазывать маслом перед установкой, чтобы они легко «садились» на свое место. Посадка также не должна быть чересчур плотной, так как тепловое расширения из-за нагревания станет причиной заклинивания самого поршня.

Установка натяжителя цепи ГРМ

Если у вас двигатель 157QMJ серии — делаем следующее: отворачиваем на корпусе натяжителя заглушку; вставляем в нее тонкую плоскую отвертку и начинаем закручивать болтик пока шток натяжителя не зайдет внутрь корпуса.

Не отпуская отвертки с одновременным придерживанием корпуса натяжителя, свободными пальцами — вставляем натяжитель в цилиндр, прикручиваем его болтами и только потом отпускаем отвертку и заворачиваем на место заглушку.

Если у вас двигатель 139QMB серии, то делаем так: выкручиваем из корпуса натяжителя заглушку и вынимаем пружину; задвигаем внутрь корпуса шток; устанавливаем в цилиндр натяжитель; вставляем в корпус пружину и заворачиваем заглушку.

После установки поршневой не забываем произвести регулировку тепловых зазоров клапанов и обкатать двигатель.

Замена поршневых колец

Чтобы снять поршневые кольца, нужно развести их края в области замка до тех пор, пока деталь не покинет канавку. Делается это при помощи специальных щипцов или небольшой плоской отвертки.

После снятия колец канавки очищаются от нагара при помощи специального инструмента или старого компрессионного кольца, сломанного на две части.

Перед установкой новых колец следует обратиться к инструкции, которая прилагается к комплекту. В ней описывается последовательность работы и правильное расположение деталей.

После очистки канавок необходимо проверить их на предмет повреждения радиусов и боковых поверхностей.

Установку новых колец начинают с нижнего. Процедура выполняется при помощи специального цангового устройства.

По окончании работы проверяют зазоры боковых поверхностей. Если они превышают 0,1 мм, поршни подлежат замене.

Обкатка двигателя с новыми кольцами производится в течение 3-5 тыс. км. Она включает в себя стандартные действия: прогрев двигателя, запрет длительного простоя на холостом ходу, движение на высоких оборотах, с малой скоростью при повышенных передачах и т.д. По прошествии обкатки двигатель не следует подвергать нагрузкам еще 5-10 тыс. км.

Как меняется зазор между поршнем и цилиндром в процессе эксплуатации?

Уменьшение зазора происходит из-за естественного износа рабочих частей поршня и цилиндра. Такое изменение формы металла связано с его свойством поддаваться влиянию перепадов температур.

Помимо этого, уменьшение зазора может произойти и при неправильной сборке двигателя. Например, нарушена установка шатунов или появился перекос цилиндров. Не в стороне остается и перегрев двигателя, так как большие температуры имеют свойство расширять материалы. Особенно это касается алюминия, который, в отличие от чугуна, имеет высокий коэффициент расширения.

Как и любой другой дефект, нарушение зазора между поршнем и цилиндром оказывает негативное влияние на работу двигателя. Соприкосновение поршня и цилиндра под неправильным углом приводит к возникновению сухого трения, которое осуществляется без смазочного материала и повышает температуру деталей. Последствием такого трения почти во всех случаях становится появление различных царапин на рабочих поверхностях цилиндров.

После этого, любой двигатель обязательно подвергнут ремонту. Для проведения диагностики необходимо полностью снять головку блока цилиндров и как только поршневая группа будет на виду, то можно приступать к соответствующим замерам. В процессе замеров вам понадобятся микрометр, который покажет зазор поршней и нутромер для определения диаметра цилиндра.

Посторонние звуки при работе на холостую

Стук на холостом ходу является не таким опасным, поэтому не стоит сразу паниковать. Однако рекомендуется оперативно провести диагностику, чтобы устранить проблему. При наборе оборотов шум может пропадать или оставаться еле слышным. Здесь стоит проверить:

• шкив помпы и генератора;
• защиту двигателя и кожух ГРМ;
• шестерни распредвала на люфт (если они предусмотрены конструкцией);
• шкив коленвала.

Бывают случаи (особенно, в автомобилях с автоматической коробкой передач), когда появляется трещина в маховике. Устранить ее не удастся. Здесь придется выполнять замену всего маховика.