Каталог
  

Размеры поршневых колец таблица


Размеры и маркировки шатунно-поршневой группы

Основные размеры шатунно-поршневой группы даны на рис. 1, 2, 3.

Поршень — алюминиевый литой.

По наружному диаметру поршни разбиты на пять классов (А, В, С, D, Е) через 0,01 мм. Наружная поверхность поршня имеет сложную форму.

Поэтому измерять диаметр поршня необходимо только в плоскости, перпендикулярной поршневому пальцу, на расстоянии 55 мм от днища поршня.

По диаметру отверстия под поршневой палец поршни подразделяются на три класса (1, 2, 3) через 0,004 мм.

Поршневые кольца изготовлены из чугуна. Верхнее компрессионное кольцо — с хромированной бочкообразной наружной поверхностью.

Нижнее компрессионное кольцо скребкового типа. Маслосъемное кольцо — с хромированными рабочими кромками и с разжимной витой пружиной.

На кольцах ремонтных размеров ставится цифровая маркировка «40» или «80», что соответствует увеличению наружного диаметра на 0,4 или 0,8 мм.

Классы диаметров поршня и отверстия под поршневой палец клеймятся на днище поршня (рис. 4).

По массе поршни сортируются на три группы: нормальную, увеличенную и уменьшенную на 5 г.

Этим группам соответствует маркировка на днище поршня: «Г», «+» и «—». На двигателе все поршни должны быть одной группы по массе.

Поршни ремонтных размеров изготавливаются с увеличенным на 0,4 и 0,8 мм наружным диаметром.

Увеличению на 0,4 мм соответствует маркировка в виде треугольника, а увеличению на 0,8 мм — в виде квадрата.

Стрелка на днище поршня показывает, как правильно ориентировать поршень при его установке в цилиндр. Она должна быть направлена в сторону привода распределительного вала.

Поршневой палец — стальной полый, плавающего типа, свободно вращается в бобышках поршня и втулке шатуна.

В отверстии поршня палец фиксируется двумя стопорными кольцами.

По наружному диаметру пальцы подразделяются на три класса через 0,004 мм.

Класс маркируется краской на торце пальца: синяя метка — первый, зеленая — второй, а красная — третий класс.

Шатун — стальной, кованый. Шатун обрабатывается вместе с крышкой и поэтому они в отдельности невзаимозаменяемы.

Чтобы при сборке не перепутать крышки и шатуны, на них клеймится номер 2 (рис. 5) цилиндра, в который они устанавливаются. В верхнюю головку шатуна запрессована сталебронзовая втулка.

По диаметру отверстия этой втулки шатуны подразделяются на три класса через 0,004 мм.

Номер класса 1 клеймится на крышке шатуна. По массе верхней и нижней головок шатуны подразделяются на классы, маркируемые либо буквой, либо краской на крышке шатуна.

На двигатель должны устанавливаться шатуны одного класса по массе.

Подгонять массу шатунов можно удалением металла с бобышек на верхней головке и на крышке до минимальных размеров 33 и 32 мм (рис. 6).

После удаления металла с крышки шатуна на ней необходимо клеймить классы шатуна по отверстию под поршневой палец и по массе.

Классы шатунов по массе верхней и нижней головок

Масса головок шатуна, г

Класс

Цвет

маркировки

верхней

нижней

184+2

489+3

495+3 501+3

Ф

Л

Б

Красный

Зеленый

188+2

489+3

495+3 501+3

Х

М

В

192+2

489+3

495+3 501+3

Ц

Н

Г

Голубой

autoruk.ru

Таблица размеров ремонтных поршней

ГлавнаяВаз 2110Таблица размеров ремонтных поршней

 
Вам потребуются: переносная лампа, набор плоских щупов, линейка, штангенциркуль, нутромер, микрометр, шабер.
После разборки тщательно вымойте детали керосином, продуйте и просушите их сжатым воздухом (особенно масляные каналы деталей).
1. Осмотрите блок, особенно внимательно опоры коленчатого вала. Трещины в любых местах блока не допускаются.
Если есть подозрение на наличие трещин в блоке (попадание охлаждающей жидкости в картер или масла в охлаждающую жидкость), проверьте герметичность блока на специальном стенде. Проверку проводите в ремонтных мастерских, располагающих соответствующим оборудованием.
2. Осмотрите цилиндры с обеих сторон. Царапины, задиры и трещины не допускаются.
При осмотре цилиндров рекомендуем освещать зеркала цилиндров переносной лампой — так дефекты видны значительно лучше.
Рисунок 5.8. Схема измерения цилиндров: А – пояс наибольшего износа; Б – зона измерения после растачивания и хонингования; В – пояс наименьшего износа
3. Определите нутромером фактические диаметры цилиндров. Диаметр цилиндра измеряйте в трех поясах (Рисунок 5.8). В каждом поясе диаметр измеряют в двух взаимно перпендикулярных направлениях (продольном и поперечном). В зоне над поясом А (на расстоянии 5 мм от плоскости разъема с головкой блока) цилиндры практически не изнашиваются. По разнице размеров в этой зоне и в остальных поясах можно судить об износе цилиндров. Номинальные размеры цилиндров приведены в табл. 5.9. Овальность и конусность не должны превышать 0,065 мм. Если максимальное значение износа больше 0,15 мм или овальность превышает указанное значение, расточите цилиндры до ближайшего ремонтного размера поршней, оставив припуск 0,03 мм на диаметр под хонингование. Затем отхонингуйте цилиндры, выдерживая такой диаметр, чтобы при установке выбранного ремонтного поршня расчетный зазор между ним и цилиндром был 0,03 мм. Дефектовку, расточку и хонингование блока проводите в мастерских, располагающих специальным оборудованием.
Таблица 5.9 Номинальные и ремонтные размеры цилиндров
4. Проверьте отклонение от плоскостности поверхности разъема блока с головкой блока цилиндров. Приложите штангенциркуль (или линейку) к плоскости:
– в поперечном и продольном направлениях;
– по диагоналям плоскости. В каждом положении плоским щупом определите зазор между штангенциркулем и плоскостью. Это и будет отклонение от плоскостности. Если отклонение превышает 0,1 мм, замените блок.
5. Очистите от нагара днище поршня шабером (можно изготовить из старого напильника).
6. Очистите от нагара канавки под поршневые кольца старым кольцом, вставив его в канавку наружной стороной и перекатывая по канавке.
7. Осмотрите поршни, шатуны, крышки: на них не должно быть трещин.
8. Осмотрите вкладыши: если на рабочей поверхности обнаружите риски, задиры и отслоения антифрикционного слоя, замените вкладыши новыми. Все шатунные вкладыши одинаковы и взаимозаменяемы.
9. Измерьте диаметр поршней в плоскости, перпендикулярной оси поршневого пальца, на расстоянии 19 мм от кромки юбки. Диаметры поршней номинального размера приведены в табл. 5.10, диаметры ремонтных поршней увеличены на 0,29 и 0,50 мм. По результатам измерений определите зазор между поршнем и цилиндром, при необходимости подберите новые поршни к цилиндрам. Расчетный зазор между поршнем и цилиндром (для новых деталей) составляет 0,03 мм. Его определяют промером цилиндров и поршней и обеспечивают установкой поршней номинального или ремонтных размеров. Максимально допустимый зазор (при износе деталей) – 0,15 мм. Если у двигателя, бывшего в эксплуатации, зазор превышает 0,15 мм, необходимо подобрать поршни номинального размера к цилиндрам или установить поршни ремонтного размера с расточкой и хонингованием цилиндров: зазор должен быть максимально приближен к расчетному.
Таблица 5.10 Номинальные и ремонтные размеры поршней
10. Проверьте плоским щупом зазор по высоте между канавками в поршне и кольцами, вставляя кольцо в соответствующую канавку. Номинальный (расчетный) зазор для обоих компрессионных колец составляет 0,020 мм. Если кольцо велико по высоте и зазор мал, доведите высоту кольца до нужного значения, шлифуя его на наждачной бумаге, уложенной на стеклянную пластину.
11. Проверьте плоским щупом зазор в замке колец, установив кольцо в цилиндр на глубину около 50 мм.
Для того чтобы установить кольцо без перекоса, продвиньте кольцо вглубь цилиндра поршнем.
Зазор должен составлять 0,30–0,50 мм для обоих компрессионных колец и 0,40–1,40 мм для маслосъёмного кольца. Если зазор недостаточный, спилите стыковые поверхности кольца. Если зазор превышает допустимый, замените кольцо.
12. Все поршни номинального и ремонтного размеров изготовлены с высокой степенью точности и не требуют предварительной сортировки и подбора по массе. При необходимости можно установить в отдельные цилиндры бывшие в употреблении поршни, если они в хорошем состоянии. Балансировка двигателя в этом случае не нарушится.
13. Очистите поверхности поршневых пальцев от лаковых отложений, предварительно размягчив их в растворителе. Осмотрите пальцы. Если на них обнаружены трещины, чрезмерный износ в месте контакта с бобышками поршня и следы от проворачивания в верхней головке шатуна, замените пальцы. Проверьте сопряжение поршневого пальца и поршня, вставляя предварительно смазанный моторным маслом палец в отверстие бобышки поршня. При температуре окружающей среды 20 °С палец должен входить в отверстие при нажатии большого пальца руки и не выпадать из бобышки в вертикальном положении поршня с поршневым пальцем. Выпадающий из бобышки палец следует заменить другим. Если палец снова выпадает, замените поршень с пальцем (табл. 5.11).
Таблица 5.11 Классы поршневых пальцев и шатунов
14. Измерьте нутромером внутренний диаметр Dв посадочного места шатуна в сборе с крышкой.
Перед измерением затяните шатунные болты номинальным моментом.
15. Измерьте микрометром толщину Т шатунных вкладышей.
При отсутствии специальной насадки на микрометре для измерения вогнутой поверхности вкладыша можно воспользоваться небольшим шариком. После измерения вкладыша необходимо будет вычесть из полученного размера диаметр шарика.
16. Измерьте микрометром диаметр Dн шатунных шеек.
17. Рассчитайте зазор z между шатунными вкладышами и шейками коленчатого вала по формуле z = Dв-2T-Dн. Номинальный расчетный зазор составляет 0,011–0,058 мм. Если фактический расчетный зазор меньше предельного, можно снова использовать вкладыши, которые были установлены. Если зазор больше предельного, замените вкладыши на этих шейках новыми (номинальной толщины).
Если шейки коленчатого вала изношены и перешлифованы до ремонтного размера, уменьшенного на 0,25 мм, замените вкладыши ремонтными (увеличенной толщины).
Шейки шлифуют помимо наличия общего износа, если на них есть забоины и риски или овальность составляет более 0,004 мм, а конусность — более 0,005 мм.
18. Осмотрите верхние и нижние вкладыши коренных подшипников. Вкладыши центрального (третьего) коренного подшипника отличаются от остальных большей шириной. Кроме того, на их боковых торцах выполнены широкие буртики, играющие роль опорных полуколец упорного подшипника коленчатого вала. Если на рабочей поверхности вкладышей появились риски, задиры, отслоения антифрикционного слоя, замените вкладыши новыми.
Запрещается проводить какие-либо подгоночные операции на вкладышах.
19. Осмотрите коленчатый вал. Трещины не допускаются. На поверхностях, сопрягаемых с рабочими кромками сальников, не должно быть царапин, забоин, рисок. При обнаружении их замените вал.
20. Измерьте микрометром наружный диаметр Dн коренных шеек. Фактический зазор между вкладышами коренных подшипников и коренными шейками коленчатого вала определяют по методике, изложенной для шатунных вкладышей. Номинальный расчетный зазор составляет 0,005 мм. Если фактический расчетный зазор меньше предельного, можно снова использовать вкладыши, которые были установлены. Если зазор больше предельного, замените на этих шейках вкладыши новыми (номинальной толщины).
Если шейки коленчатого вала изношены и перешлифованы до ремонтного размера с уменьшением диаметра на 0,25 мм, замените вкладыши ремонтными (увеличенной толщины).
Шейки шлифуют помимо наличия износа, если на них есть забоины и риски или овальность составляет более 0,004 мм, а конусность — более 0,005 мм, уменьшая диаметр на 0,25 мм (табл. 5.12).
Таблица 5.12 Номинальные и ремонтные размеры коленчатого вала
21. Осмотрите постель коленчатого вала. Трещины, царапины, забои и риски не допускаются. Установите на место крышки коренных подшипников и измерьте нутромером внутренний диаметр (см. табл. 5.12).
22. Проверьте параллельность упорных буртиков средней коренной шейки: если они непараллельны, коленчатый вал погнут и должен быть заменен.
ДвигательНеисправности двигателяПроверка компрессии в цилиндрахСнятие защиты картера двигателяЗамена опор подвески силового агрегатаУстановка поршня в положение ВМТ такта сжатияМаховик двигателяЗамена прокладки крышки головки блокаЗамена прокладки головки блока цилиндровЗамена маслосъёмных колпачковСальник распредвалаЗамена сальника коленвалаУплотненте масляного картераПрокладка впускной трубыПрокаладка выпускного коллектораСнятие распредвалаГидрокомпенсаторы зазоровРемонт ГБЦПритирка клапановСнятие двигателяРемонт двигателяДетали двигателяСборка двигателяСистема смазкиМасляный насосРемонт масляного насосаСистема охлажденияВентиляторы радиатораЗамена радиатораЗамена водяного насосаТермостатРасширительный бачокСистема питанияКак проверить давление топлива в системеСнижение давления в топливной системеЗамена воздушного фильтраМодуль топливного насосаРегулятор давления топливаТопливный бакТопливная рампаФорсункиТрос дроссельной заслонкиДроссельный узелРегулятор холостого ходаПедаль акселератораСистема улавливания паров топливаКлапан продувки адсорбераАдсорберВыхлопная системаПодушки подвески выхлопной системыЗамена глушителяЗамена дополнительного глушителяНейтрализатор отработавших газовПриёмная трубаТермоэкраны

a15-chery.ru

Дефектовка шатунно-поршневой группы - Рекомендации по эксплуатации - Каталог статей

После разборки тщательно очистите, промойте и просушите все детали.Вам потребуются: переносная лампа, набор плоских щупов, линейка, штангенциркуль, нутромер, микрометр, шабер.1. Очистите головку поршня от нагара. Если на поршне есть задиры, следы прогара, глубокие царапины, трещины, замените поршень. Прочистите канавки под поршневые кольца. Это удобно делать обломком старого кольца.2. Прочистите отверстия для стока масла подходящим куском проволоки.3. Проверьте зазоры между кольцами и канавками на поршне, предварительно очистив кольца от нагара.4. Номинальный зазор, мм:0,04—0,08 - верхнее компрессионное кольцо 1;0,03—0,07 - нижнее компрессионное кольцо 2.Предельно допустимый зазор для обоих колец 0,1 мм.Если хотя бы один из зазоров превышает предельно допустимое значение, замените поршень с кольцами.5. Измерьте зазоры в замках колец, вставив кольцо в цилиндр, в котором оно работало (или будет работать, если кольцо новое), продвиньте поршнем как оправкой кольцо в цилиндр, чтобы оно установилось в цилиндре ровно, без перекосов...6. ...и измерьте щупом зазор в замке кольца. Номинальный зазор для первого компрессионного кольца должен быть 0,23-0,38 мм, для второго компрессионного кольца -0,33-0,49 мм, предельно допустимый зазор (в результате износа) для всех колец, в том числе и для маслосъемного, составляет 1,0 мм. Если зазор превышает предельно допустимое значение, замените кольцо.7. Если зазор для первого компрессионного кольца меньше 0,23 мм, а для второго меньше 0,33 мм, аккуратно сточите надфилем торцы кольца.8. Измерьте диаметры цилиндра в двух перпендикулярных плоскостях (рис. 5.11) (В -вдоль, А - поперек блока цилиндров) и в четырех поясах (1,2,3 и 4). Для этого необходим специальный прибор - нутромер. Номинальный размер цилиндра приведен в табл. 5.1. Овальность и конусность не должны превышать 0,05 мм. Если максимальное значение износа больше 0,15 мм или овальность превышает указанное значение, снимите двигатель с автомобиля, полностью разберите и расточите цилиндры до ближайшего ремонтного размера поршней, оставив припуск 0,03 мм на диаметр под хонингование. Затем отхонингуйте цилиндры, выдерживая такой диаметр, чтобы при установке поршня расчетный зазор между ним и цилиндром был 0,02—0,04 мм. Дефектовку, расточку и хонингование блока проводите в мастерских, располагающих специальным оборудованием.Рис. 5.11. Схема измерения цилиндра9. Проверьте отклонение от плоскостности поверхности разъема блока с головкой блока цилиндров. Приложите штангенциркуль (или линейку) к плоскости:- в середине блока;- в продольном и поперечном направлениях;- по диагоналям плоскости.В каждом положении плоским щупом определите зазор между линейкой и плоскостью. Это и есть отклонение от плоскостности. Если отклонение больше 0,05 мм, замените блок.10. Проверьте зазоры между поршнями и цилиндрами. Зазор определяется как разность между измеренными диаметрами поршня и цилиндра. Номинальный зазор равен 0,02-0,04 мм, предельно допустимый -0,10 мм. Если зазор не превышает 0,10 мм, можно подобрать поршни из последующих классов, чтобы зазор был как можно ближе к номинальному. Если зазор превышает 0,10 мм, расточите цилиндры и установите поршни соответствующего ремонтного размера. Измерьте диаметр поршня на расстоянии 10 мм от нижнего края юбки в плоскости, перпендикулярной поршневому пальцу.11. При замене деталей шатунно-поршневой группы необходимо подобрать поршни к цилиндрам по классу, а также поршневые пальцы к поршням по классу. Для подбора поршней к цилиндрам вычислите зазор между ними. Для удобства подбора поршней к цилиндрам их делят в зависимости от диаметров на три класса (через 0,01 мм): А, В, С (см. табл. 5.1).

Таблица 5.1 Номинальные размеры цилиндров и поршней
Класс Диаметр, мм
цилиндра поршня
А 82,00-82,01 81,97-81,98
В 82,01-82,02 81,98-81,99
С 82,02-82,03 81,99-82,00

В запасные части поставляют поршни номинального размера трех классов (А, В, С) и двух ремонтных размеров (1-й ремонтный размер - увеличенный на 0,25 мм, 2-й -на 0,50 мм).Для поршней ремонтных размеров в запчасти поставляют кольца ремонтных размеров, увеличенных на 0,25 и 0,50 мм.12. Обозначения класса цилиндров выбиты на нижней поверхности блока (привалочная поверхность под масляный картер) в ее задней части.13. Обозначение класса поршня по диаметру выбито на днище поршня.

ПримечаниеНа днище поршня выбито только обозначение класса А или С. Поршни класса В не маркируют.

14. Поршневые пальцы с трещинами замените. Палец установлен в бобышки поршня с зазором 0,01-0,02 мм, он должен легко входить в поршень от усилия большого пальца руки. Вставьте палец в поршень. Если при покачивании пальца ощущается люфт, замените поршень. При замене поршня подберите к нему палец. Номинальный диаметр пальца 20,001-20,002 мм.15. Замените погнутые шатуны. Замените шатун, если в отверстии верхней головки есть задиры и глубокие кольцевые царапины, свидетельствующие о проворачивании в нем поршневого пальца во время работы двигателя. Замените шатун, если при разборке двигателя обнаружено, что шатунные вкладыши провернулись в шатуне.

ПредупреждениеШатуны обрабатывают совместно с крышками, поэтому их нельзя разукомплектовывать.

16. Поршневой палец установлен в верхнюю головку шатуна с натягом 0,016-0,032 мм. Поэтому он не должен входить в отверстие головки от усилия пальца руки. Если он входит в отверстие от усилия пальца и, более того, при его покачивании ощущается люфт, замените шатун. При замене шатуна подберите к нему палец.17. Осмотрите вкладыши. Если на их рабочей поверхности обнаружены риски, задиры и отслоения антифрикционного слоя, замените вкладыши новыми. Все шатунные вкладыши одинаковы и взаимозаменяемы.18. Измерьте нутромером внутренний диаметр Db посадочного места шатуна в сборе с крышкой.

ПримечаниеПеред измерением затяните гайки шатунных болтов номинальным моментом.

19. Измерьте толщину (Т) шатунных вкладышей штангенциркулем.20. Измерьте микрометром диаметр (Dh) шатунных шеек. Номинальный диаметр шеек 45,0 мм.21. Рассчитайте зазор z между шатунными вкладышами и шейками коленчатого вала по формуле z = Db - 2Т - Dh. Номинальный расчетный зазор составляет не более 0,01 мм.Если фактический расчетный зазор меньше предельного, можно снова использовать вкладыши, которые были установлены.Если зазор больше предельного, замените вкладыши на этих шейках новыми номинальной толщины.Если шейки коленчатого вала изношены и перешлифованы до ремонтного размера, уменьшенного на 0,25 мм, замените вкладыши ремонтными (увеличенной толщины).Шейки шлифуют помимо наличия общего износа, если на них есть забоины и риски или овальность составляет более 0,004 мм, а конусность - более 0,005 мм. Существуют три ремонтных размера с уменьшением диаметра шеек, мм:- первый - на 0,25;- второй - на 0,5;- третий - на 0,75.

ПредупреждениеПри перешлифовке шатунных шеек коленчатого вала на ремонтный размер необходимо ставить соответствующее клеймо на первую щеку коленчатого вала, например «Ш 0,25».

avto-tucson.in.ua

Поршень - RacePortal.ru

 Детали шатунно-поршневой группы

 

1-Первое компрессионное кольцо

2-Второе компрессионное кольцо

3-Маслосъёмное кольцо

 3.1-Верхнее плоское кольцо

 3.2-Расширитель

 3.3-Нижнее плоское кольцо

4-Поршень

5-Поршневой палец

6-Стопорное кольцо поршневого пальца (2 шт)

7-Шатун

8-Болт крышки шатуна

9-Вкладыши подшипника шатуна

10-Крышка шатуна

11-Гайка крышки шатуна

 Поршень

  Во время работы двигателя на поршень оказываются значительные механические нагрузки, постоянно изменяющиеся как по направлению, так и по величине. Даже во время спокойного, равномерного движения автомобиля по обычной загородной дороге коленчатый вал двигателя вращается со скоростью приблизительно 3000 об/мин, следовательно, в течение одной минуты поршень должен разогнаться до высокой скорости, остановиться и опять разогнаться в противоположном направлении 6000 раз в минуту, или 100 раз в секунду. Если принять, что средний ход поршня современного короткоходного двигателя равен 80 мм, за одну минуту поршень пройдёт 480 метров, то есть средняя скорость движения поршня в цилиндре равна 28,8 км/час. Ещё выше эти нагрузки у высокофорсированных двигателей спортивных автомобилей. Если принять, что скорость вращения двигателя спортивного автомобиля 6000 об/мин (на самом деле может быть значительно выше), в этом случае поршень изменит направление своего движения 200 раз в секунду, линейное расстояние, которое поршень пройдёт за час, будет равно 57,8 км, при этом максимальная скорость движения поршня будет равна 120 км/час. То есть в течение одной секунды, поршню необходимо 200 раз на расстоянии всего 40 мм разогнаться до 120 км/час и на таком же расстоянии снизить скорость с 120 км/час до 0. Двигатели многих спортивных автомобилей имеют максимальную скорость вращения коленчатого вала до 12000 об/мин, а двигатели болидов Формулы 1 раскручиваются до 19000 об/мин.

 Можно представить какие большие инерционные нагрузки действуют на поршень, даже если просто предположить что коленчатый вал двигателя вращается от постороннего источника энергии. Но на поршень также оказывается воздействие усилия сжимаемых газов на такте сжатия и особенно полезное воздействие расширяющихся газов на такте рабочего хода. Максимальное давление в камере сгорания высокофорсированного двигателя достигает 80 – 100 атмосфер, давление в камере сгорания обычного автомобиля 55 – 60 атмосфер. И если принять, что диаметр поршня среднего автомобиля равен 92 мм, в момент максимального давления поршень испытывает усилие от 5,3 до 6,6 тонн. Так что можно сказать, что поршень автомобиля, как и другие детали кривошипно-шатунного механизма, испытывает огромные механические нагрузки. Но беда не приходит одна, кроме значительных механических нагрузок, поршень также подвергается воздействию очень высоких температур.

  Откуда появляется тепло, оказывающее воздействие на поршень? Первый, но не основной, источник этот трение. Во время работы двигателя поршень перемещается с большой скоростью, при этом он постоянно трётся о стенки цилиндров. Геометрия кривошипного механизма такова, что часть силы, прикладываемой к поршню, расходуется на прижатие поршня к стенкам цилиндра. И не смотря на качественную обработку поверхностей, как цилиндра, так и поршня, даже при наличии смазки, возникает достаточно большая сила трения. Как известно из школьного курса физики, при этом выделяется большое количество тепла. Но в основном тепло, воздействующее на поршень, появляется при сгорании топливовоздушной смеси в цилиндре двигателя. Температура сгоревших в цилиндре газов может достигать 2000º - 2500ºС. Под воздействием таких высоких температур разрушаются все конструкционные материалы, из которых изготавливаются детали современных двигателей внутреннего сгорания. Поэтому необходимо отводить тепло от наиболее нагруженных в тепловом режиме деталей двигателя и, разумеется, от поршней. Общее количество тепла, выделенное во время работы двигателя, зависит от количества сгоревшего в цилиндрах двигателя топлива за единицу времени. А этот показатель, в свою очередь зависит от объёма цилиндров и от скорости вращения двигателя. Двигатель превращает в полезную механическую работу только небольшую часть энергии сгоревшего топлива. Некоторая часть тепла выводится из двигателя с горячими отработавшими газами остальноё тепло необходимо рассеять в окружающем пространств.

 Опять вспоминая школьный курс физики можно сказать, что если два тела имеют разную температуру, но тепло от более нагретого тела перемещается к менее нагретому телу, пока температура обоих тел не сравняется. В автомобиле самым холодным телом, способным абсорбировать большое количество тепла, является окружающий воздух, следовательно, необходимо найти способ отвода тепла от нагретых деталей двигателя к окружающему воздуху. Поскольку весь земной шар всё равно не согреешь, можно считать, что окружающая среда способна абсорбировать любое количество тепла. Самая горячая часть поршня это его днище, поскольку оно непосредственно соприкасается с горячими рабочими газами. Далее тепло распространяется от днища поршня в направлении юбки.

  Тепло от поршня отводится тремя способами: Основная часть тепла передаётся поршневыми кольцами и юбкой поршня стенкам цилиндра и далее отводится системой охлаждения двигателя. Часть тепла отводится внутренней полостью поршня и через поршневой палец и шатун, а также маслом, циркулирующим в системе смазки двигателя. Часть тепла отводится от поршня холодной топливовоздушной смесью поступающей в цилиндры двигателя.

1. Отвод тепла чрез поршневые кольца и юбку поршня. Ясно, что подвести охлаждающую жидкость, циркулирующую в системе охлаждения к поршню невозможно, поскольку поршень во время работы двигателя перемещается с большой скоростью. Но система охлаждения двигателя интенсивно охлаждает стенки цилиндров двигателя. Поэтому необходимо сконструировать поршень и поршневые кольца так, чтобы он излишнее тепло чрез поршневые кольца и юбку передавал стенкам цилиндра двигателя. Далее исправная система охлаждения двигателя выведет тепло их двигателя и передаст его окружающему автомобиль воздуху. Если это не сделать, то температура поршня превысит максимально допустимую, после чего начнётся разрушение поршня под воздействием механических нагрузок и даже его оплавление под воздействием высокой температуры. Без необходимого отвода тепла поршень, сделанный из алюминиевого сплава расплавится всего через несколько минут работы двигателя.

Отвод тепла от поршня

 Поступление тепла к поршню от рабочих газов, находящихся в цилиндре двигателя

  • Охлаждение поршня поступающей топливовоздушной смесью
  • Отвод тепла поршневыми кольцами (50% - 70%)
  • Отвод тепла юбкой поршня (20% - 30%)
  • Отвод тепла через внутреннюю полость поршня (5% - 10%)
  • Отвод тепла через поршневой палец и шатун
  • Охлаждающая жидкость рубашки охлаждения

 Из общего количества тепла, отводимого от поршня, приблизительно 50% - 60% отводится поршневыми кольцами, это накладывает очень высокие требования к конструкции и точности изготовления поршневых колец. Некоторая часть тепла отводится во внутренне пространство поршня и рассеивается во внутреннем пространстве картера или через поршневой палец передаётся на шатун и тоже рассеивается во внутреннем пространстве картера двигателя.

  1. Отвод тепла от поршня через поршневые кольца
  2. Отвод тепла поршневыми кольцами
  3. Камера сгорания
  4. Стенка цилиндра
  5. Рубашка охлаждения
  6. Поршень
  7. Первое компрессионное кольцо
  8. Второе компрессионное кольцо
  9. Маслосъёмное кольцо

 Поскольку самой горячей частью поршня является его днище, являющейся одной из стенок камеры сгорания, тепло перемещается от верхней части поршня к нижней. При этом из всего количества тепла, отводимого от поршня, приблизительно 45% отводится первым компрессионным кольцом, по причине того, что это кольцо всего ближе расположено к самой горячей части поршня, 20% отводится вторым компрессионным кольцом и только 5% отводится маслосъёмным кольцом. Тепло, переданное поршневыми кольцами и юбкой поршня стенкам цилиндра, отводится системой охлаждения двигателя. Поэтому исправность системы охлаждения оказывает больное воздействие на тепловой режим поршня. Увеличение температуры охлаждающей жидкости системы охлаждения на 5º - 6ºС, увеличивает температуру поршня на 10ºС. При неисправности системы охлаждения первое что разрушается в двигателе это поршень. У поршня или прогорает днище или поршень заклинивается в цилиндре.

2. Отвод тепла при помощи масла системы смазки двигателя Поскольку многие внутренние детали картера двигателя смазываются распылением масла, масляный туман постоянно присутствует в картере двигателя. Соприкасаясь с горячими частями поршня или стенок цилиндра, масло забирает от них тепло и, осаждаясь в масляный поддон, переносит туда тепло. Обычно в таких системах при помощи масла от поршня отводилось не более 5% - 10% тепла. Но в последнее время в высоконагруженных двигателях, особенно в дизельных, масло системы смазки стало широко использоваться для охлаждения деталей, имеющих наибольшую тепловую нагрузку. Масло для охлаждения поршня может подаваться к поршню двумя способами. Первый способ – через специальный масляный канал, просверленный в стержне шатуна. В этом случае в шатуне имеется специальное отверстие, через которое масло разбрызгивается на внутреннюю стенку днища поршня. Второй способ – в нижней части картера устанавливаются масляные форсунки, которые под давлением распыляют масло во внутренней полости поршня, или впрыскивают его в специальный кольцевой охлаждающий канал, расположенный в головке поршня. Для отбора от поршня большего количества тепла масляный канал имеет волнообразную форму.

 В этом случае при помощи масла может от поршня отводиться от 30 до 50% тепла. В результате при разбрызгивании масла на внутреннюю стенку днища поршня удаётся снизит температуру днища поршня на 15 – 20ºС, а при организованной циркуляции масла в поршне, температуру днища поршня можно снизить на 25 – 35ºС. Масло, охлаждающие поршни и другие детали сильно нагревается. При нагреве масло разжижается и теряет свои смазывающие свойства. По этой причине возникает угроза заклинивания коренных и шатунных подшипников коленчатого вала.

 В таком случае система смазки двигателя имеет специальный охладитель масла, теплообменник которого передаёт тепло от масла жидкости, циркулирующей в системе охлаждения двигателя. Далее это тепло при помощи радиатора системы охлаждения рассеивается в окружающем автомобиль воздухе.

Охлаждение поршня маслом

 Масляная форсунка, установленная в нижней части гильзы цилиндра, разбрызгивает мало из системы смазки двигателя на внутреннюю сторону днища поршня. Масло отбирает тепло от днища поршня и стекает в масляный поддон двигателя, где происходит его охлаждение.

 Поршень с масляным каналом

 На этих рисунках показан поршень современного дизельного двигателя 2.0 TDI мощностью 103 кВт концерна VOLKSWAGEN. Масляная форсунка впрыскивает масло в охлаждающий канал поршня. По охлаждающему каналу масло проходит через головку поршня, охлаждая его, выходит из охлаждающего канала поршня с другой стороны и стекает в масляный поддон двигателя.

3. Охлаждение поршня холодной топливовоздушной смесью. Вообще поршень любого двигателя частично охлаждается топливовоздушной смесью. Причем чем богаче смесь, там больше она может забрать энергии от поршня. Но по причинам топливной экономичности и экологии современные двигатели часто работают на обеднённой смеси. Современные электронные системы управления двигателя для избежания детонационного сгорания на некоторых режимах работы двигателя немного переобогащают смесь, за счёт чего несколько снижается температура поршня.

 Конструкция поршня

  1. Днище поршня
  2. Головка поршня
  3. Юбка поршня
  4. Выемка для противовесов коленчатого вала
  5. Отверстие поршневого пальца
  6. Канавка стопорного кольца
  7. Бобышка поршня
  8. Отверстие для отвода масла из канавки маслосъёмного кольца
  9. Отверстие для отвода масла ниже маслосъёмного кольца
  10. Канавка маслосъёмного кольца
  11. Третья перегородка поршневых колец
  12. Канавка второго компрессионного кольца
  13. Вторая перегородка поршневых колец
  14. Канавка первого компрессионного кольца
  15. Верхняя перегородка (жаровой пояс)
  16. Метки направления установки поршня
  17. Метки группы диаметра поршня

Вид поршня современного форсированного двигателя

  1. Поршеньфорсированного двигателя
  2. Днище поршня
  3. Выемки клапанов
  4. Вытеснитель
  5. Верхняя перегородка (жаровой пояс)
  6. Канавка верхнего компрессионного кольца
  7. Вторая перегородка
  8. Третья перегородка
  9. Канавка маслосъёмного кольца
  10. Отверстие для отвода масла из канавки компрессионного кольца
  11. Юбка поршня с антифрикционным покрытием
  12. Бобышка отверстия поршневого пальца
  13. Отверстие поршневого пальца
  14. Проточка под стопорное кольцо поршневого пальца
  15. Канавка аккумулирования газов

 На первый взгляд в конструкции поршня нет ничего сложного, поршень очень похож просто на перевёрнутый стакан. Но, учитывая, что к поршню предъявляются очень высокие и часто противоречивые требования, поршень является одной из наиболее трудных в конструировании и изготовлении деталей двигателя. В зависимости от конструкции двигателя, формы его камеры сгорания, расположения клапанов днище, и другие части поршня, могут иметь различную форму.

 Некоторые примеры различных типов поршней

Поршень с вытеснителем и выемками клапанов

 Поршень двигателя с непосредственным впрыском топлива автомобиля VOLKSWAGEN с системой управления двигателя FSI FSI

Направление потока смеси

 Очень своеобразную форму имеют поршни двигателей автомобиля VOLKSWAGEN с расположением цилиндров VR и W. У этих двигателей днище поршня в одной плоскости не перпендикулярно оси поршня. Но все остальные детали поршня ось поршневого пальца и канавки поршневых колец строго перпендикулярны оси поршня.

 Порщень RV-образного двигателя

 Ранее отмечалось, во время работы двигателя поршень совершает возвратно поступательные движения с большой средней скоростью и с очень высокими знакопеременными ускорениями, следовательно, для уменьшения сил инерции конструктор должен стремиться сделать поршень, как и все остальные детали, совершающие возвратно-поступательное движение, как можно легче. Способов это сделать всего два, это применение материалов и низким удельным весом, и уменьшения общего количества материала, то есть удаление излишнего материала. Но удаление излишнего материала снижает прочность конструкции, чем деталь массивней, тем легче обеспечить её жесткость и теплоёмкость. Крайне не желательно деформация формы поршня под воздействием механических и температурных нагрузок. Во время работы двигателя поршень контактирует с другими деталями, стенками цилиндра, поршневыми кольцами и поршневым пальцем. Для обеспечения эффективной работы двигателя необходимо обеспечит точные зазоры между всеми этими деталями. Но все эти детали изготавливаются из различных материалов и, соответственно, имеют различные коэффициенты температурного расширения.

 Поршень конструируется так, что после прогрева двигателя до нормальной рабочей температуры все зазоры между движущимися деталями были минимальными и соответствовали расчётным. Вообще наружная форма и размеры поршня должны соответствовать форме цилиндра. При изготовлении стремятся придать отверстию цилиндра строгие геометрические формы. Но, например, неправильная затяжка болтов крепления головки блока цилиндров, может сильно исказить первоначальную форму отверстия цилиндра. Поэтому, при ремонте двигателя всегда строго соблюдайте рекомендованные моменты затяжки всех резьбовых соединений.

 Наружная форма поршня конструируется так, чтобы после прогрева двигателя поршень приобрёл форму строго цилиндра, поэтому при изготовлении поршня в его форму умышленно вносятся некоторые искажения, которые устраняются по мере прогрева двигателя. На холодном двигателе зазор между поршнем и стенками цилиндра увеличен. При прогреве двигателя до нормальной рабочей температуры тепловые зазоры между стенками цилиндра и поршнем уменьшаются и начинают соответствовать норме. Вот почему так важно поддерживать необходимую рабочую температуру двигателя.

 Поршень состоит из трёх основных частей:

  1. Днище поршня
  2. Головка поршня
  3. Юбка поршня

 Днище поршня предназначено для восприятия усилия давления газов. Головка поршня обеспечивает герметизацию подвижного соединения поршня и стенок цилиндров за счёт установленных на головку поршня поршневых колец. Для установки поршневых колец в головке поршня делаются специальные канавки. В верхние канавки современных поршней вставляются компрессионные кольца, а нижняя канавка предназначена для установки маслосъёмного кольца. В канавке маслосъёмного кольца делаются сквозные отверстия, через которые излишнее масло отводится во внутреннюю полость поршня.

 Часть поршня, расположенная ниже нижнего кольца называется юбкой поршня. Юбка поршня, иногда её называют тронковая или направляющая часть поршня, предназначена для удержания поршня в правильном направлении и восприятия боковых нагрузок. То есть юбка является направляющим элементом поршня.

 Очень важным параметром поршня является высота головки поршня относительно оси поршневого пальца (4). Иногда различные модификации двигателя имеют различную степень сжатия. В производстве легче всего изменить степень сжатия изменением высоты головки поршня.

 При конструировании двигателя, для уменьшения сил инерции, конструкторы стремятся сделать поршень как можно легче. Но сделать все стенки поршня одинаковой толщины не удастся. Днище поршня, для восприятия больших нагрузок, всегда делается толще, чем стенки юбки. Но и юбка в различных местах имеет различную толщину. В местах бобышек под поршневой палец юбка имеет значительное утолщение, а, учитывая то, что различные части поршня имеют различную температуру, можно предположить, что при нагреве в разных местах поршень расширяется не одинаково. Поскольку во время рабаты двигателя головка поршня имеет более высокую температуру, следовательно, расширяется больше юбки поршня, головка поршня имеет несколько меньший диаметр по сравнению с юбкой поршня.

Поршень - диаметр головки

 Под воздействием тепловых деформаций поршня, сложенных с боковыми усилиями, действующими на поршень в перпендикулярно оси поршневого пальца, цилиндрический поршень может приобрети овальную форму. Для устранения этого явления поршень изначально делается овальным, но в противоположном направлении, по мере прогрева двигателя поршень, под воздействием боковых сил, приобретает круглую форму. Малая ось овала совпадает с направлением оси поршневого вала, а большая ось овала совпадает с направлением действующих на поршень боковых сил.

 Но кроме овальности наружная поверхность поршня имеет некоторую конусность. Поршни современного двигателя, кроме овальности, по высоте имеют бочкообразную форму. Поэтому, поршень, кажущийся на первый взгляд простым цилиндром, имеет довольно сложную форму.

 Сложная форма поршня

 На этом рисунке даны отклонения диаметра поршня от номинального размера. Зелёная линия показывает отклонения от номинального диаметра на различной высоте поршня со стороны торцов поршневого пальца, а розовая линия показывает отклонение номинального размера со стороны упорных поверхностей поршня. Ширина жёлтой зоны показывает овальность поршня на различной высоте.

 Подбор точной наружной формы поршня очень трудная инженерная задача. В самом начале развития двигателестроения форма поршня подбиралась только опытным способом. Установив опытный поршнь в двигатель, двигатель нагружали различными нагрузками. После проведения необходимых испытаний поршень снимался и в местах, подвергшихся наибольшему износу, удалялась некоторая часть металла, и после этого проводился следующий цикл испытаний. Ели в результате излишне снятого металла поршень разрушался, толщину стенок или форму поршня изменяли и заново производили полный цикл испытаний. В результате продолжительных испытаний добивались наилучшей формы поршня для данного двигателя. По мере накопления опыта точная форма поршня стала определяться расчётным способом. Но даже сейчас, когда специальная компьютерная программа, может прочитать оптимальную форму поршня быстро, с высокой степью точности и с учётом всех, воздействующих на поршень температурных и механических факторов, проводится обязательное испытание поршней под различной нагрузкой. Другим способом терморегулирования поршня, то есть направленное изменение формы поршня под воздействием температуры является вплавление в алюминиевое тело стальных термостабилизирующих пластин. Термостбилизирующие пластины, при полном прогреве поршня, позволяют снизить радиальное расширение поршня приблизительно в два раза по сравнению с поршнем, полностью изготовленным из алюминиевого сплава.

 Термостабилизирующие пластины

 Термостбилизирующие пластины или кольца являются очень эффективным средством управления расширения поршня в необходимом направлении. Правда эти элементы имеют большое ограничение они могут быть вставлены только в литые поршни, но нет возможности установки этих элементов в современные кованные поршни. Как преднамеренные изменения формы поршня, так и вставка в поршень термостабилизирующих стальных пластин предназначены для обеспечения стабильного минимального теплового зазора между поршнем (юбкой поршня) и стеками цилиндра. Обычно тепловой зазор между юбкой поршня и стенками цилиндра автомобильного двигателя лежит в диапазоне 0,0254 – 0,0508 мм.

 Боковые силы, приложенные к поршню

 Во время работы двигателя шатун постоянно, кроме положения поршня в ВМТ и НМТ находится под некоторым углом к оси цилиндра, причем этот угол постоянно изменяется. Поэтому сила, приложенная к поршневому пальцу, раскладывается на две. Одна сила действует в направлении шатуна, а вторая сила действует в направлении перпендикулярном оси цилиндра. Эта сила прижимает поршень к стенке цилиндра. При движении поршня вверх на такте сжатия сжимаемый воздух оказывает сопротивление перемещению поршня. Часть это силы прижимает поршень к правой стенке цилиндра, если смотреть со стороны передней части двигателя. Во время рабочего хода расширяющиеся газы с большой силой давят на поршень. Часть этой силы расходуется на прижатие поршня к левой стенке цилиндра. Не стоит думать, что эти силы незначительны. Боковая сила, прижимающая поршень к стенке цилиндра приблизительно равна 10% - 12% процентов, от силы, действующей в направлении оси цилиндра. Ранее упоминалось, что во время работы двигателя на днище поршня среднего легкового автомобиля действует сила в несколько тонн, следовательно, сила, прижимающая поршень к боковой стенке может быть равна нескольким сотням килограмм. Поскольку сила, действующая на поршень во время рабочего хода в направлении оси цилиндра значительно выше, силы, действующей на поршень во время такта сжатия, поверхность, к которой прижимается поршень, во время такта рабочего хода, называется основной упорной поверхностью.

 Из всего сказанного вытекает, что при прохождении поршнем ВМТ между тактами сжатия и рабочего хода происходит перемещение поршня от вспомогательной упорной поверхности к основной. Поскольку на поршень действуют большие силы, а все процессы в двигателе происходят очень быстро, перемещение поршня происходи в форме удара. Для уменьшения силы удара при перекладке поршня ось поршневого пальца (вернее ось отверстия в бобышках поршня под поршневой палец) смещена в сторону основной упорной поверхности.

 Перекладывание поршня

 При движении поршня вверх на такте сжатия, давление сжимаемого воздуха оказываемого на днище поршня преобразуется в силу, направленную перпендикулярно днищу поршня. Поскольку шатун находится под некоторым углом к оси поршня, возникает нормальная сила, прижимающая поршень к вспомогательной упорной поверхности (2). Сила, возникающая в результате воздействия давления, равна произведению давления, умноженного на площадь, на которую действует давление. Поскольку ось поршневого пальца смещена в сторону основной упорной поверхности (1), площадь правой половины поршня стала несколько больше площади левой половины. В результате чего сила, действующая на правую половину поршня, будет больше силы, действующей на левую половину поршня. Поэтому, когда поршень остановится в ВМТ, в результате разности этих сил, нижняя часть поршня переместится к основной упорной поверхности. А как только давление в камере сгорания начнёт увеличиваться, произойдёт полная перекладка поршня к основной упорной поверхности. Это позволяет произвести перекладку поршня без ударных нагрузок. При движении поршня в низ, при изменении угла шатуна к оси цилиндра и возрастания давления в цилиндре поршень оказывает давление на основную упорную поверхность (1).

 Обычно смещение оси поршневого пальцы относительно оси поршня в автомобильных двигателях лежит в диапазоне 1,0 – 2,5 мм. Учитывая имеющиеся смещения оси поршневого пальца, поршень допускается устанавливать только в одном направлении. Неправильна установка поршня приведёт к появлению ударных звуков во время работы двигателя. Обычно на днище поршня имеется метка, указывающая правильное направление установки поршня. Перед ремонтом двигателя тщательно изучите руководство по ремонту.

 Нормальный тепловой зазор между цилиндром и юбкой поршня лежит в диапазоне 0,0254 – 0,0508 мм. Но для каждого двигателя имеется точное значение этого параметра, которое можно найти в технических нормативах. Уменьшенный зазор приведёт к задирам поршня или поршневых колец и даже заклиниванию поршня в цилиндре.

 Измерение диаметра поршня

 При увеличенном зазоре повышается шумность работы двигателя и износ поршня и поршневых колец.

Измерение диаметра юбки поршня при помощи микрометра.

Измерение диаметра поршня Диаметр юбки поршня необходимо проверять в направлении перпендикулярном оси пальца строго на установленной высоте относительно нижнего края юбки. Замерьте диаметр юбки поршня на установленной высоте и запишите результаты измерений.

 Измерение диаметра цилиндра нутромером

При помощи нутромера замерьте диаметр цилиндра и запишите результаты измерений. Для определения зазора необходимо из второго полученного результата вычесть результат первого измерения. Измерение зазора при помощи плоского щупа Некоторые производители двигателей предлагают проводить измерение зазора между поршнем и цилиндром при помощи плоского щупа.

Измерение зазора между поршнем и стенками цилиндра

 На этих двух рисунках показаны различные способы измерения зазора при помощи плоского щупа.

Измерение зазора при помощи щупа 

Материалы, из которых изготовлен поршень

 Поскольку к поршням, как к изделию, предъявляются очень высокие требования, такие же высокие требования предъявляются к материалам, из которых изготавливаются поршни. Можно кратко перечислить требования к этим материалам:

  • Для снижения инерционных нагрузок материал должен иметь как можно меньший удельный вес, но при этом быть достаточно прочным.
  • Иметь низкий коэффициент температурного расширения.
  • Не изменять своих физических свойств (прочности) под воздействием высоких температур.
  • Иметь высокую теплопроводность и теплоёмкость.
  • Иметь низкий коэффициент трения в паре с материалом, из которого изготовлены стенки цилиндров.
  • Иметь высокую сопротивляемость износу.
  • Не изменять своих физических свойств под воздействие нагрузок, вызывающих усталостное разрушение материала.
  • Быть не дорогим, общедоступным и легко поддаваться механической и другим видам

 Алюминий значительно легче чугуна, но поскольку он мягче чугуна, приходится увеличивать толщину стенок поршня, по этой причине вес поршневой группы алюминиевого поршня легче подобной группы с чугунным поршнем всего на 30 – 40%. Алюминий обладает высоким температурным коэффициентом расширения, для устранения влияния которого приходится вплавлять в тело поршня стальные термостабилизирующие пластины и увеличивать зазоры между поршнем и другими элементами в холодном состоянии. Алюминий обладает низким коэффициентом трения в паре алюминий – чугун. Что удовлетворяет, по этому показателю, применение алюминиевых поршней в большинстве двигателей имеющих чугунный блок цилиндров или чугунные гильзы, вплавленные или вставленные в алюминиевый блок цилиндров. Но существуют современные прогрессивные двигатели (в основном немецкие – Фольксваген, Ауди и Мерседес) с алюминиевым блоком цилиндров, не имеющих вплавленных чугунных гильз. У этих двигателей поверхность алюминиевых отверстий цилиндров обрабатываются несколькими различными способами. В результате поверхность стенок цилиндров становится очень твёрдой и приобретает возможность сопротивления износу, даже выше чем у чугунных гильз. Но в паре алюминий – алюминий коэффициент трения очень высокий. В этом случае для уменьшения сил трения проводится железнение опорных поверхностей юбки поршня. В процессе железнения на опорную поверхность юбки поршня гальваническим способом наносится тонкий слой стали.

 Блок цилиндров без гильз

 Поршень с железнением юбки

 На этих рисунках показано плазменное напыление на рабочую поверхность цилиндров полностью алюминиевого блока цилиндров без применения вставных или вплавленных гильз цилиндров и соответствующий этой поверхности поршень с железнением опорной поверхности юбки поршня. Отсутствие чугунных гильз значительно уменьшает вес блока цилиндров.

 Поршень с антифрикционным покрытием

 Кроме антифрикционного покрытия на этом рисунке отчётливо видна стальная вставка, в которой проточена канавка для установки верхнего компрессионного кольца. Установка подобной вставки значительно увеличивает срок службы поршня.

Алюминиевые сплавы

 Кремнеалюминиевые сплавы, из которых изготавливаются поршни большинства современных автомобильных двигателей, делятся на две группы – эвтектические (содержания кремния 11 – 13%) и заэвтектические (содержания кремния 25 – 26%). Для улучшения термической стойкости и механических свойств в эти сплавы добавляются никель, медь и другие металлы. В эвтектических сплавах свободный кремний отсутствует, поскольку он полностью растворён в алюминии, в заэвтектических сплавах кремний может присутствовать в виде кристаллов, часто видимых на срезе или расколе материала. Поршни массовых автомобилей изготавливаются методом литья в кокиль из эвтектических сплавов, поскольку эти сплавы обладают хорошими литейными свойствами. Поршни дизельных двигателей тяжёлых грузовых автомобилей и других нагруженных двигателей изготавливаются из заэвтектических сплавов. Эти сплавы обладают большей прочностью, но имеют большую стоимость в производстве, поскольку изделия из этих сплавов трудней обрабатываются.

Литые и кованые

 На высоконагруженных форсированных автомобильных двигателях применяются поршни, изготовленные не методом литья, а методом ковки (горячей штамповки). Ковка значительно улучшает структуру материала, поэтому кованые поршни обладают большей прочностью и большей устойчивостью к износу. Но вкованные поршни невозможно установить терморегулирующие стальные пластины.

Структура металла кованного поршня

 Литые поршни не применяются, если обороты двигателя в рабочем режиме превышают 5000 об/мин. Кроме того, кованые поршни имеют лучшую теплопроводность, поэтому температура кованых поршней ниже температуры поршней, изготовленных методом литья.

 Сравнение температуры литого и кованного поршня

Ремонтные размеры и селективная подборка

 Как ранее отмечалось, диаметр поршня должен строго соответствовать диаметру цилиндра с обеспечением необходимого зазора между ними. Но в реальном производстве изготовленные детали всегда несколько отличаются друг от друга. Поэтому во многих отраслях машиностроения, и автомобилестроение в том числе, принята селективная подборка. После изготовления измеряются и по результатам измерений детали делятся на несколько классов или групп, с определённым диапазоном измеряемого размера. То есть каждому классу отверстия цилиндра (обычно класс цилиндра выбит в определённом месте на блоке цилиндров), подбирается поршень такого же класса. Например, на ВАЗе поршни подразделяются на пять классов (A, B, C, D и E), но в запасные части для ремонта двигателей поставляются поршни только трёх классов (А, С и Е). Считается, что этого вполне достаточно для выполнения качественного ремонта.

Группы поршня по диаметру

 Таблица и рисунок даны только для примера, поскольку для разных моделей двигателей выпускаются поршни разных номинальных размеров. На рисунке и в таблице упоминаются поршни разного номинального диаметра. Кроме этого выпускаются поршни ремонтного размера, с увеличенным на 0,4 и 0,8 мм диаметром. Не путайте ремонтные размеры, с классами по селективной подборке. Классы селективной подборки отличаются друг от друга на сотые, а, иногда, на тысячные доли миллиметра. А номинальные ремонтные размеры отличаются на несколько десятых долей миллиметра.

 Во время капитального ремонта двигателя с расточкой блока цилиндров под ремонтный размер отверстий цилиндров специалисты ремонтного предприятия точно подгоняют диаметр цилиндра под имеющиеся поршни при хонинговке. Если по причине износа или наличия задиров требуется отремонтировать отверстие одного цилиндра, придётся растачивать все цилиндры. Не допускается применения на одном двигатели поршни разных ремонтных размеров. Диаметр поршня измеряется при помощи микрометра, в направлении, перпендикулярном оси поршневого пальца, на строго установленном расстоянии от низа юбки поршня, указанном в руководстве по ремонту. Все измерения, как диаметра поршня, так и диаметра отверстия цилиндра необходимо проводить при нормальной комнатной температуре – 20º С. Различные производители имеют различные группы или классы поршней по диаметру. Поэтому перед ремонтом двигателя ознакомьтесь с Руководством по ремонту. Кроме селективного подбора поршней по диаметру, поршни также делятся на несколько групп по диаметру отверстия под поршневой палец. Обычно группа поршня определяется цветовой меткой на внутренней поверхности бобышки поршня. Палец поршня имеет соответствующую по цвету метку на торцевой поверхности пальцы.

 Группа поршня по диаметру поршневого пальца

 Каждой группе соответствует установленный диапазон отверстия под поршневой палец, обычно различие между группами не превышает нескольких тысячных миллиметра.

Группа поршня по весу

 Некоторые производители, также делят поршни на несколько групп по весу. Иногда при ремонте двигателя вес поршней уравнивается за счёт снятия металла в установленном месте юбки поршня. Чем меньше различие в весе поршней, тем меньше вибрации двигателя. При замене поршней подбирайте поршни одной весовой группы или, если это указано в Руководстве по ремонту, при помощи удаления металла уравняйте вес поршней.

Данные о размерах поршня и направлении его установки обычно выбиты на днище поршня.

Метки на днище поршня

Маркировка поршня:

  1. Стрелка для ориентирования поршня в цилиндре
  2. Ремонтный размер
  3. Класс поршня по диаметру
  4. Группа отверстия поршневого пальца

И так, поршни одного двигателя делятся по следующим признакам: Класс поршня по диаметру (селективная подборка) Группа отверстия под поршневой палец (селективная подборка) Ремонтный размер Группа по весу поршня

raceportal.ru

Поршневая группа Ваз 21099

Схема поршневой группы Ваз 21099: 1 — гайка шатунного болта, 2 — шатунные вкладыши, 3 — шатун, 4 — поршневой палец, 5 — канавка верхнего компрессионного кольца, 6 — канавка нижнего компрессионного кольца, 7 — канавка маслосъемного кольца, 8 — поршень, 9 — шатунный болт, 10 — крышка шатуна

Для удобства подбора поршней по цилиндрам цилиндры и поршни в зависимости от диаметра делятся на пять размерных групп: A, B, C, D, E.

В качестве запасных частей поставляются поршни номинального размера трех классов: A, C, E и двух ремонтных размеров. Первый ремонтный размер увеличен на 0,4 мм, второй – на 0,8 мм.

По массе поршни делятся на три группы: нормальную, увеличенную на 5 г и уменьшенную на 5 г. На двигателе должны устанавливаться поршни одной группы.

Для поршней ремонтных размеров поставляются в качестве запасных частей кольца ремонтных размеров, увеличенные на 0,4 мм и на 0,8 мм. На кольцах первого ремонтного размера выбита цифра “40”, а второго – “80”.

Таблица номинальных размеров цилиндров и поршней Ваз 21099

Размерная группа

Модель двигателя Ваз-2108

Модель двигателя Ваз-21083

Диаметр цилиндра, мм

Диаметр поршня, мм

Диаметр цилиндра, мм

Диаметр поршня, мм

A

76,00-76,01

75,965-75,975

82,00-82,01

81,965-81,975

B

76,01-76,02

75,975-75,985

82,01-82,02

81,975-81,985

C

76,02-76,03

75,985-75,995

82,02-82,03

81,985-81,995

D

76,03-76,04

75,995-76,005

82,03-82,04

81,995-82,005

E

76,04-76,05

76,005-76,015

82,04-82,05

82,005-82,015

Для подбора поршней к цилиндрам вычислите зазор между ними. Зазор определяется как разность между замеренными диаметрами поршня и цилиндра. Номинальный зазор равен 0,025-0,045 мм, предельно допустимый – 0,15 мм. Если зазор не превышает 0,15 мм, можно подобрать поршни из последующих классов, чтобы зазор был как можно ближе к номинальному. Если зазор превышает 0,15 мм, расточите цилиндры под следующий ремонтный размер и установите поршни соответствующего ремонтного размера.

Разборка и сборка поршневой группы Ваз 21099

Рекомендуем снимать поршневые кольца Ваз 21099 специальным съемником. Если его нет, аккуратно раздвиньте замок кольца и снимите кольцо с поршня. Аналогичным образом снимите остальные кольца

С помощью специальной оправки выпрессуйте палец из шатуна

Осмотрите поршни. Если на них есть задиры, следы прогара, глубокие царапины – замените поршни

Для определения зазора измерьте диаметр цилиндра и диаметр поршня, который измеряют микрометром в плоскости, перпендикулярной оси поршневого пальца, на расстоянии 51,5 мм от днища поршня

Измерьте щупом зазор между кольцами и канавками на поршне в нескольких местах по периметру. Если зазор превышают предельно допустимый, замените поршни с кольцами

ставьте поршневое кольцо в специальную оправку и измерьте зазор в замке. Вместо оправки можно вставить кольцо в цилиндр и продвинуть его поршнем, чтобы кольцо встало без перекосов. Если зазор превышает предельно допустимый, замените кольцо (см. примечание 2). Если зазор меньше 0,25 мм, осторожно спилите надфилем концы кольца

Зазор между кольцами и канавками поршня Ваз 21099, мм

Номинальный:
верхнее компрессионное кольцо

0,04-0,075

нижнее компрессионное кольцо

0,03-0,065

маслосъемное кольцо

0,02-0,055

Предельно допустимый зазор для всех колец

0,15.

Зазор в замках поршневых колец Ваз 21099, мм:

Номинальный

0,25-0,45

Предельно допустимый

1,0

Поршневые пальцы разбиты по диаметру на три класса (1-й, 2-й, 3-й) через 0,004 мм. Класс пальца маркируется на его торце краской.

Классы поршневых пальцев и поршней Ваз 21099

Класс

Диаметр пальца, мм

Диаметр отверстия в поршне, мм

Маркировка

пальца

поршня

1

21,970-21,974

21,982-21,986

Синий

1

2

21,974-21,978

21,986-21,990

Зеленый

2

3

21,978-21,982

21,990-21,994

Красный

3

Поршень на шатун устанавливается так, чтобы стрелка на днище поршня была направлена в противоположную сторону от номера детали, отлитого на шатуне. Если на нижней головке шатуна есть отверстие для выхода масла, стрелка на поршне должна быть направлена в сторону этого отверстия. Проверьте посадку поршневого пальца в поршне. Для этого смажьте поршневой палец моторным маслом и вставьте его в поршень. Палец должен входить в поршень свободно от нажатия большим пальцем руки. Переверните поршень так, чтобы палец встал вертикально, при этом он не должен выпадать из поршня под действием собственного веса. Если палец выпадает из поршня, возьмите палец следующего класса. Если из поршня выпадает палец третьего класса, замените поршень и палец

Осмотрите шатунные вкладыши. Если на них имеются трещины, задиры, выкрашивание – замените вкладыши

Осмотрите шатуны с крышками. Замените погнутые шатуны

Наденьте поршневой палец 2 на валик 1 приспособления для установки поршневого пальца с надетым на него дистанционным кольцом 5. Затем оденьте направляющую втулку 3 и закрепите ее винтом 4, не затягивая винт. Размеры дистанционного кольца: наружный диаметр 22 мм, внутренний – 15 мм, толщина – 4 мм

Нагрейте верхнюю головку шатуна до 240 °С в печи в течение 15 минут. Зажмите шатун в тисках, установите на него поршень (см. примечание), чтобы отверстия под палец совпали, и вставьте до упора приспособление с пальцем в отверстия поршня и шатуна. Для правильной установки пальца поршень должен прижиматься бобышкой к верхней головке шатуна в направлении запрессовки

После охлаждения шатуна смажьте поршневой палец через отверстие в бабышках поршня.

Шатуны обрабатываются совместно с крышками, поэтому их нельзя разукоплектовывать.

Если при сборке шатунно-поршневой группы устанавливаются новые детали, подберите поршни к цилиндрам по классу, группе и по массе. Поршневые пальцы и поршни также нужно подобрать по классу

Сборку поршня с шатуном Ваз 21099 нужно производить как можно быстрее, так как шатун быстро охлаждается. После охлаждения шатуна изменить положение пальца будет невозможно.

Обозначение ремонтного размера:1-й ремонтный – треугольник,2-й ремонтный – квадрат.

Обозначение группы по массе:нормальная – “Г”,увеличенная на 5 грамм – “ ”,уменьшенная на 5 грамм – “-”.

Смажьте моторным маслом поршневые кольца и канавки на поршне. Наденьте съемником или вручную поршневые кольца соответственно соориентировав их. Проверьте легкость перемещения колец в канавках

Если на кольце нанесена надпись “Верх”, “Top” или “Ваз”, установите кольцо надписью вверх, к днищу поршня. На нижнем копрессионном кольце имеется проточка. Кольцо должно устанавливаться проточкой вниз. Перед установкой маслосъемного кольца поверните пружинный расширитель так, чтобы его замок находился с противоположной стороны от замка кольца. Поверните поршневые кольца так, чтобы их замкирасполагались под углом 120° друг к другу

Вставьте вкладыш в нижнюю головку шатуна, при этом фиксирующий выступ на вкладыше должен войти в паз головки шатуна

Вставьте вкладыш в крышку шатуна так, чтобы фиксирующий выступ на вкладыше вошел в паз крышки шатуна.

remocars.ru

Часть 7. Установка поршневых колец.

Часть 7. Установка поршневых колец.

   Здравствуйте Уважаемые друзья! Продолжая, капитальный ремонт двигателя, мы с Вами в этой статье разберемся с поршневыми кольцами. Да, мы посветим поршневым кольцам целую статью, потому что поршневые кольцо это один из важнейших деталей двигателя. Давайте разберемся чем чревато изнашивание поршневых колец.

Упругость поршневых компрессионных колец, сжатых стальной лентой до зазора в стыке 0,4 мм, должна быть 17,5 — 25,0 Н. С увеличением изнашивания нару­шается правильная геометрическая форма гильз цилиндров, увеличива­ются зазоры в стыках колец, зазоры между кольцами и кольцевыми канав­ками в поршне; упругость колец силь­но падает. Все это приводит к наруше­нию их герметизирующих свойств. С увеличением изнашивания возрастает и количество газов, проникающих в картер двигателя, начинается повышенный расход масла.

А вот основной причиной, определяющей необходимость замены поршней, является износ канавок под поршневые кольца. Увеличенный зазор между канавкой и кольцом способствует интенсивному перекачиванию масла в надпоршневое пространство. При больших изнашиваниях поршневых канавок замена одних только колец не даст положительных результатов, поэтому, если зазоры между торцом кольца и канавкой в поршне больше 0,15 мм, заменяют поршни и кольца новыми. Поршни заменяют с подбором по гильзам (если, конечно, Вы не меняете всю поршневую группу), в которых они будут работать. Подбирают поршни по усилию протягивания ленты-щупа толщиной 0,05 мм, шириной 10 мм и длиной 250 мм между поршнем и гильзой. 

 Подбор поршней по гильзам.

Ленту-щуп закладывают между гильзой и поршнем со стороны, противоположной прорези на юбке поршня по всей его длине. Усилие при протягивании ленты-щупа должно быть 35— 45 Н для новых гильз и поршней и 20 — 30 Н для гильз и поршней, бывших в употреблении. Подбирают поршни обязательно без поршневых пальцев при нормальной комнатной температуре (+20 °С). Если по каким-либо причинам подбор приходится делать при температуре, отличной от комнатной, то усилие протягивания ленты должно быть ближе к верхнему пределу при температуре выше 20 °С и ближе к нижнему пределу при температуре ниже 20 °С. После подбора поршни маркируют в соответствии с номерами цилиндров, к которым они подобраны. 

Если Вы ставите уже всю поршневую группу, новую, то конечно же будет легче. Но все же я Вам рекомендую ставьте поршень со своей гильзой как были упакованы. Поршневые кольца тоже нужно будет подобрать и проверить. Поочередно устанавливаем кольца в цилиндр на глубину 20–30 мм и щупом измеряем зазоры. Компрессионные кольца должны иметь зазор в замке 0,3–0,6 мм, маслосъемные — 0,3–1,0 мм. 

Проверка зазора в стыках поршневых колец.

 

Если Вы ставите, поршневую группу, бывшие в употреблении, то нужно обязательно померить нутромером не изношены ли гильзы, согласно таблице. Нужно будет проверить еще зазоры между торцами и стенками поршне­вых канавок при помощи новых поршневых колец. Зазор проверяем в нескольких точках по окружности поршня. Величина бокового зазора для компрессионных колец должна быть 0,050–0,082 мм, для сборного маслосъемного кольца 0,135–0,335 мм.

Проверяем зазоры колец в поршневых канавках.

 

Теперь же нужно будет все кольца надеть на свои места в поршневых канавках. Обычно на упаковке, поршневых колец, производитель показывает в какой последовательности надевать поршневые кольца. Если же окажется, что инструкции нет, то нужно будет проделать следующее:

  • Надеваем кольца на поршень, начиная с маслосъемного кольца;
  • Раскрыв замок расширителя маслосъемного кольца, устанавливаем его в нижнюю канавку кольца, после чего сводим концы расширителя;

  • Надеваем на расширитель маслосъемное кольцо, надписью к днищу поршня, угол между замками расширителя и кольца — 45 градусов;

  • Устанавливаем нижнее компрессионное кольцо, надписью и фаской с внутренней стороны кольца, так же к днищу поршня;

 

  • И наконец, устанавливаем верхнее компрессионное кольцо.

Нужно знать что для авторемонтного производства выпускают поршни номинального и трех ремонтных размеров. Для обеспечения подбора по гильзам поршни рассортированы на пять размерных групп, которые обозначены буквами русского алфавита. Обозначение размерной группы выбито на днище поршня. Размерные группы поршней номинального и ремонтного размеров, а также их обозначения приведены в таблице 1.

Таблица 1. Размерные группы поршней номинального и

ремонтного размеров и их обозначения

Наименование

Увеличение

диаметра

гильзы, мм

Обозначение

группы

Диаметр

гильз, мм

Номинальный

-

А

92,0-0,012

Б

92,0+0,012

В

92,0+0,024

Г

92,0+0,036

Д

92,0+0,048

1-й ремонтный

0,5

92,5-0,012

92,5+0,012

92,5+0,024

92,5+0,036

92,5+0,048

2-й ремонт

1,0

93,0-0.012

93,0+0.012

93,0+0.024

93,0+0.036

93,0+0,048

3-й ремонт

1,5

9З,5-0,012

9З,5+0,012

9З,5+0,024

9З,5+0,036

9З,5+0,048

Нужно сказать в этой статье еще несколько слов про поршневые пальцы. По диаметру отверстия под поршневой палец поршни рассортированы на четыре размерные группы. Группы маркируют маслостойкой краской на наружной поверхности бобышек поршней. Размерные группы отверстия под поршневой палец и их маркировка приведены в таблице 2. 

Таблица 2. Маркировка размерных групп

отверстия под поршневой палец

Группа

цвет

маркировки

диаметр

отверстия, мм

I

Белый

25,0-0.0025

II

Зеленый

25,0-0,0050

III

Желтый

25,0-0,0050

IV

Красный

25,0-0,0075

Юбка поршня выполнена овальной и имеет конусность. Большая ось овала расположена в плоскости, перпендикулярной оси поршневого пальца, а конусность юбки в этой же плоскости должна составлять 0,013—0,038 мм. Наибольший диаметр конуса должен быть в нижней части юбки.

При капитальном ремонте двигателей применяют поршневые пальцы только номинального размера, которые рассортированы на четыре размерные группы. Размерные группы поршневых пальцев номинального размера и их маркировка приведены в таблице 3. 

Таблица 3. Маркировка размерных групп

поршневых пальцев номинального размера

Группа

цвет

маркировки

диаметр

поршневого

пальца, мм

I

Белый

25,0-0.0025

II

Зеленый

25,0-0,0050

III

Желтый

25,0-0,0050

IV

Красный

25,0-0,0075 ∕-0,0100

 Ну что же думаю на этом закончим эту статью, продолжим в следующей части. Если возникнут проблемы или вопросы пишите мне, можно оставить комментарий я обязательно отвечу. Спасибо за внимание!

Часть 1. Вступление.

Часть 2. Снятие двигателя.

Часть 3. Разборка двигателя.

Часть 4. Подготовка запчастей и деталей.

Часть 5. Выпрессовка и запрессовка гильз.

Часть 6. Чистка поршней и коленвала.

Часть 7. Установка поршневых колец.

Часть 8. Установка коленвала.

Часть 9. Установка поршней.

Часть 10. Завершение ремонта двигателя.

gaz3307.ru

Подбор поршневых колец по размеру

Капитальный ремонт или тюнинг двигателя обычно предполагает необходимость полной разборки ДВС для замены элементов ЦПГ и КШМ. В ходе выполнения работ в ряде случаев необходимо растачивать блок цилиндров, затем производится хонингование цилиндров. Далее требуется точный подбор поршней по размерам гильз, параллельно меняются поршневые кольца, поршневые пальцы и шатуны, производится замена или ремонт коленчатого вала и т.д.

Замена поршневых колец и самих поршней на бензиновом или дизельном моторе предполагает максимальное уплотнение щелевых зазоров. В данной статье мы поговорим о том, как правильно сделать подбор поршней, а затем подобрать к ним подходяще по размеру поршневые кольца.

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:

Микрометром измеряется диаметр поршня, при помощи нутромера производятся измерения диаметра цилиндра. Измерять диаметр цилиндра необходимо в четырёх поясах, а также промерять две перпендикулярные плоскости. Четко установленный зазор между поршнем и цилиндром позволяет без затруднений осуществить подбор необходимого размера поршня поле расточки цилиндров, а также обеспечивает легкость установки поршня при сборке.

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.

Как подобрать поршневые кольца

Подбор поршневых колец означает, что размеры поршневых колец в обязательном порядке должны соответствовать как размерам поршней, так и размерам цилиндров. Добавим, что производить подбор поршневых колец по размеру немного легче сравнительно с подбором самих поршней. Так происходит благодаря тому, что ремонтные поршневые компрессионные и маслосъемные кольца для различных моделей двигателей в большей или меньшей степени сегодня являются взаимозаменяемыми. Это означает, что можно приобрести как оригинальные поршневые кольца, так и подобрать детали стороннего производителя.

Подбор колец по размерам

Подбирать кольца необходимо с учетом следующих базовых параметров:

  • высота поршневого кольца;
  • диаметр поршневого кольца;

Любой качественный аналог, который имеет необходимые размеры, зачастую становится без всяких проблем. Для полной уверенности необходимо также учитывать радиальную ширину поршневых колец, а точнее соответствие данной ширины канавкам поршня. Другими словами, глубина канавок в отдельных случаях может оказаться недостаточной.

Что касается компрессионных колец, такие кольца конструктивно схожи, зачастую имеют одинаковую или практически одинаковую радиальную ширину, так что проблем после установки правильно подобранных по размеру колец из этой группы обычно не возникает. Подбор маслосъемных колец, напротив, требует повышенного внимания как к самой конструкции кольца (коробчатые, наборные маслосъемные кольца), так и дополнительного уточнения их радиальной ширины по специальным каталогам изготовителя колец.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что делать, если поршневые кольца залегли. Из этой статьи вы узнаете о причинах залегания колец, самостоятельной диагностике проблемы и способах ремонта данной неисправности своими руками.

Хотелось бы добавить, что подбирать поршневые кольца для дизельных двигателей сложнее. Компрессионные кольца для дизелей имеют молибденовое покрытие, а также отличаются трапецеидальным профилем, который дополнительно может иметь разные углы. Маслосъемные кольца в дизелях обычно коробчатые, но и данный факт необходимо проверять по каталогам, так как встречаются случаи установки на дизельный двигатель наборных колец.

Обратите внимание, что ставить на дизель поршневые кольца от бензинового двигателя крайне не рекомендуется. Одновременно с этим в отдельных случаях допускается вариант установки поршневых колец с дизеля на бензиновый мотор.

Какие поршневые кольца лучше

Помимо выбора из доступных номинальных и ремонтных размеров колец потребуется также отдельно подобрать материал изготовления.  Вполне справедливо утверждение, что поршневые кольца для маломощного низкооборотистого двигателя, который был разработан 10-15 лет назад (даже при учете их полного соответствия по размерам), смогут нормально и долговременно функционировать в высокофорсированном силовом агрегате с турбонаддувом.

Дело в том, что материалы, нанесенное покрытие и допуски по геометрии колец вполне могут отличаться. На указанные факторы в процессе подбора следует обращать пристальное внимание, особенно в случае отсутствия точных данных в каталогах изготовителя.  Также следует добавить, что кольца для новых двигателей обычно хорошо работают в старых ДВС, но не наоборот.

Верхнее кольцо является наиболее сильно нагруженным в процессе работы ДВС. По этой причине такие кольца изготавливаются из легированного чугуна, который также получает плазменное напыление хрома или молибдена. Хром имеет пористую структуру, что позволяет эффективно удерживать нужное количество моторного масла. Покрытие хромом или молибденом позволяет повысить уровень износостойкости колец, а также обеспечивает низкий коэффициент трения во время контакта со стенками цилиндра.

Достаточно качественными принято считать чугунные поршневые кольца. Такие детали выполнены из высокопрочного чугуна, который обладает улучшенными свойствами и активно противостоит износу. Маслосъемные кольца бывают хромированными, а также без покрытия хромом. Также в продаже представлены стальные кольца, дополнительно оборудованные пружинным элементом.

Хромированные кольца обычно устанавливаются на моторы с высокой степенью сжатия, что предполагает более серьезные нагрузки на ДВС и ЦПГ. Гражданские автомобили иностранного производства зачастую имеют поршневые маслосъемные кольца из нержавеющей стали. Такие кольца отличаются большим сроком службы, низким весом и приемлемой стоимостью.

Как выбрать поршневые кольца: защита от подделки

В процессе подбора деталей необходимо в обязательном порядке придерживаться ряда правил и советов, которые помогут избежать приобретения поддельных запчастей. Начнем с того, что запчасти-заменители производства известных брендов не должны иметь слишком низкую стоимость по сравнению с оригинальными деталями.

Для изготовления качественной продукции производитель должен использовать качественные материалы и задействовать современные технологии производства. Перед поиском неоригинальных заменителей рекомендуется предварительно ознакомиться со стоимостью аналогичных оригинальных запчастей.

Поршневые кольца должны быть упакованы в фирменную упаковку. Сама коробка должна быть аккуратно склеена. Надписи на коробке должны иметь четкий и одинаковый шрифт, штампы, голограммы (при известном факте использования такой защиты на оригинальной упаковке). Фасуют детали в небольшие пакеты из полиэтилена, укладывая по три кольца.

На указанном пакете должны присутствовать следующие обозначения:

  • номер комплекта;
  • модель двигателя;
  • размер поршневых колец;

Косвенным признаком также является общее количество пакетов с кольцами. Это количество должно соответствовать количеству цилиндров конкретного двигателя, для ремонта которого предназначен данный ремкомплект.

Дополнительно исследуйте маркировку колец. Поршневые кольца в автоматическом режиме маркируются специальной меткой на производстве, на которой указан размер колец и завод-изготовитель детали. Указанная маркировка располагается на кольце в четко определенном месте. Поддельные детали могут не иметь маркировки или быть маркированными в месте, отличном от места нанесения таких меток на оригинальной продукции.

Еще перед покупкой рекомендуется подробно осмотреть расширительные пружины. Указанные пружины должны быть с переменным шагом витков, а также обладать отшлифованной поверхностью в области торцов и наружного диаметра. Отсутствие таких признаков может указывать как на низкое качество изготовления деталей, что сильно отразится на сроке службы, так и на подделку.

Не лишним будет провести проверку профиля и высоты выступов. Если выступы минимальны или полностью отсутствуют, тогда кольца могут являться не новыми, а бывшими в употреблении. Для надежности воспользуйтесь микрометром, чтобы определить номинальный и ремонтный размер колец.

Во время подбора компрессионных колец тактильно прощупайте фаску, которая находится на одной или обеих сторонах по наружному диаметру кольца. На изделиях низкого качества указанные фаски отсутствуют. На качественных кольцах также просматриваются торцы, которые по оттенку светлее и имеют слегка закругленную форму.

Хромированные поршневые кольца и кольца без такого покрытия по цвету идентичны, но вариант с нанесенным хромом отличается от аналога без хрома особыми выступами. На кольцах без покрытия такие выступы несимметричны. Наличие хрома также придает компрессионным кольцам характерный матовый оттенок, в то время как поршневые кольца без хрома имеют стальной отблеск.

Советы и рекомендации

Вполне очевидно, что наиболее удобным при подборе вариантом будет использование оригинальных поршневых колец. Под оригинальными следует понимать поршневые кольца, которые позиционируются в качестве оригинальных запасных частей самим заводом-изготовителем двигателя. При этом доступные в продаже оригинальные детали не всегда позволяют реализовать поставленные задачи во время тюнинга или ремонта двигателя. В таких случаях требуется осуществить грамотный подбор из группы высококачественных аналогов.

  • При подборе неоригинальных поршневых колец желательно выбирать такие кольца, которые изначально предназначены для двигателя с похожими характеристиками. Под такими характеристиками следует понимать объем, мощность, степень форсировки двигателя, максимальные обороты коленвала, степень сжатия и т.д.

Оптимальным вариантом будет подбор колец с таким материалом изготовления и покрытием, которые аналогичны оригинальным кольцам для данного типа двигателя. В противном случае ресурс колец может быть сильно снижен, а также можно получить неудовлетворительный результат работы колец после ремонта двигателя. В качестве примера выделяется установка поршневых колец без покрытия хромом в цилиндры, которые изготовлены из алюминия. Кольца при такой инсталляции попросту не работают.

  • Необходимо отметить, что установка так называемых «мягких» колец, которые имеют меньший ресурс, позволяет минимизировать износ стенок цилиндров, тем самым увеличивая ресурс БЦ. Параллельно с этим производить замену поршневых колец в этом случае потребуется в среднем каждые 35-45 тыс. пройденных километров, что ставит под сомнение целесообразность подобного решения.  Поршневые кольца хорошего качества имеют ресурс около 170-220 тыс. км. При их замене на таких пробегах двигателю все равно зачастую требуется ремонт коленвала, восстановление ЦПГ и т.д.

Напоследок добавим, что правильно подобранные и профессионально установленные неоригинальные поршневые кольца могут в отдельных случаях проработать дольше по сравнению с оригинальными деталями. Также стоит учитывать, что качественные аналоги обычно стоят на 10-25% дешевле.

Похожие статьи

krutimotor.ru

Размеры и маркировки шатунов, поршней и колец ВАЗ-2109-2115

Основные размеры шатунно-поршневой группы даны на рис. 1, 2, 3.

Поршень — алюминиевый литой. По наружному диаметру поршни разбиты на пять классов (А, В, С, D, Е) через 0,01 мм. Наружная поверхность поршня имеет сложную форму. Поэтому измерять диаметр поршня необходимо только в плоскости, перпендикулярной поршневому пальцу, на расстоянии 55 мм от днища поршня.

По диаметру отверстия под поршневой палец поршни подразделяются на три класса (1, 2, 3) через 0,004 мм.

Классы диаметров поршня и отверстия под поршневой палец клеймятся на днище поршня (рис. 4).

По массе поршни сортируются на три группы: нормальную, увеличенную и уменьшенную на 5 г. Этим группам соответствует маркировка на днище поршня: «Г», «+» и «—». На двигателе все поршни должны быть одной группы по массе. Поршни ремонтных размеров изготавливаются с увеличенным на 0,4 и 0,8 мм наружным диаметром. Увеличению на 0,4 мм соответствует маркировка в виде треугольника, а увеличению на 0,8 мм — в виде квадрата. Стрелка на днище поршня показывает, как правильно ориентировать поршень при его установке в цилиндр. Она должна быть направлена в сторону привода распределительного вала. Поршневой палец — стальной полый, плавающего типа, свободно вращается в бобышках поршня и втулке шатуна. В отверстии поршня палец фиксируется двумя стопорными кольцами. По наружному диаметру пальцы подразделяются на три класса через 0,004 мм. Класс маркируется краской на торце пальца: синяя метка — первый, зеленая — второй, а красная — третий класс. Поршневые кольца изготовлены из чугуна. Верхнее компрессионное кольцо — с хромированной бочкообразной наружной поверхностью. Нижнее компрессионное кольцо скребкового типа. Маслосъемное кольцо — с хромированными рабочими кромками и с разжимной витой пружиной. На кольцах ремонтных размеров ставится цифровая маркировка «40» или «80», что соответствует увеличению наружного диаметра на 0,4 или 0,8 мм.

Шатун — стальной, кованый. Шатун обрабатывается вместе с крышкой и поэтому они в отдельности невзаимозаменяемы. Чтобы при сборке не перепутать крышки и шатуны, на них клеймится номер 2 (рис. 5) цилиндра, в который они устанавливаются. В верхнюю головку шатуна запрессована сталебронзовая втулка. По диаметру отверстия этой втулки шатуны подразделяются на три класса через 0,004 мм. Номер класса 1 клеймится на крышке шатуна. По массе верхней и нижней головок шатуны подразделяются на классы, маркируемые либо буквой, либо краской на крышке шатуна. На двигатель должны устанавливаться шатуны одного класса по массе.

Подгонять массу шатунов можно удалением металла с бобышек на верхней головке и на крышке до минимальных размеров 33 и 32 мм (рис. 6). После удаления металла с крышки шатуна на ней необходимо клеймить классы шатуна по отверстию под поршневой палец и по массе.

Классы шатунов по массе верхней и нижней головок

Масса головок шатуна, г

Класс

Цвет

маркировки

верхней

нижней

184+2

489+3

495+3 501+3

Ф

Л

Б

Красный

Зеленый

188+2

489+3

495+3 501+3

Х

М

В

192+2

489+3

495+3 501+3

Ц

Н

Г

Голубой

autoruk.ru

www.allanda-auto.ru

Размеры поршней

ГлавнаяВаз 2110Размеры поршней

При расточке блока и установке поршней в блок цилиндров, требуется следовать рекомендациям производителя поршней по обработке цилиндров, монтажу и установке деталей цилиндропоршневой группы. Основная информация нанесена на верней части поршня. Если какая либо информация не указана производителем поршней, ни на упаковке, ни на самом поршне, то необходимо следовать рекомендациям производителя автомобиля. Расшифровка символов и значений приведена ниже.

Информация на верхней части.

  • Размер поршня. Некоторые производителей поршней наносят на днище поршня размер самого поршня в сотых долях миллиметра, этот контрольный параметр позволяет проверить качество изготовления поршней и точность размеров, пред непосредственной установкой. Например: 83.93. Это означает, что в измеряемых точках размер поршня не превышает указанного размера (с учетом поля допуска). Измерение следует производить при температуре поршня (+20 градусов), с помощью микрометра или аналогичного измерительного инструмента, с точностью измерения до одной сотой доли миллиметра (0,01мм).
  • Монтажный зазор. Для того, что бы обеспечить уплотнение рабочей полости цилиндра и минимальную работу трения поршня, а так же предотвратить горячий поршень от заклинивания, между поршнем и стенкой цилиндра предусматривается монтажный (температурный) зазор ( Sp ). При повышенном зазоре между поршнем и стенкой цилиндра работа двигателя заметно ухудшается - имеет место прорыв газов в картер двигателя, ухудшается из-за этого качество масла, закоксовываются кольца и снижается мощность двигателя. Величина этого зазора задается производителем поршней для начальной температуры деталей цилиндропоршневой группы (обычно +20 градусов), и зависит в основном от разности температур, массы поршня и свойств материалов соприкасающихся деталей. Пример: Sp=0.04. Это означает, что зазор между поршнем  (по максимальному размеру юбки поршня) и цилиндром должен быть 0,04 мм (с учетом поля допуска).
  • Товарный знак. Каждый серьезный производитель поршней маркирует свою продукцию своим фирменным товарным знаком. Во первых, это часть борьбы с подделок своей продукции, а во вторых демонтировав при ремонте старый поршень сразу становится возможным идентифицировать его, с помощью номера отливки на днище поршня.
  • Направление установки. Поршни современных двигателей имеют строго определенное положение в двигателе, в частности, это связано с тем ось поршневого пальца имеет некоторое смещение, относительно центрально оси симметрии поршня. Это сделано для уменьшения шума при работе двигателя, а точнее ударных нагрузок на стенки цилиндра при перекладке поршня в крайнем положении. Как правило, производители используют два способа изображения направления установки– (для двигателей размещаемых спереди и сзади автомобиля). На днище наносится либо стрелка, указывающее направление передней части автомобиля (направление движения), либо схематично изображается коленчатый вал с маховиком.
Направление установки поршней для двигателя, установленного впередней части автомобиля   Направление установки поршней для двигателя, установленного взадней части автомобиля

Номер отливки на внутренней части поршня.

Пример расположения номера отливки для поршней,фирмы Kolbenschmidt   Пример расположения номера отливки для поршней,фирмы MAHLE

Опытные мотористы часто сталкиваются в своей работе с трудностью, когда в ремонт поступает очень старый автомобиль, и нет какой либо возможности точно идентифицировать тип его двигателя. Часто просто бывает не корректная информация в документах, на автомобиль, например ошибка (опечатка) в VIN коде или в графе «ТИП ДВИГАТЕЛЯ». Но ремонтировать нужно, и необходимо правильно подобрать ремонтные поршни.Тогда на помощь приходит информация о номере отливки на внутренней части поршня. Следует извлечь поршень из блока цилиндров, очистить от нагара внутреннюю полость и прочесть отлитые цифры и буквы. Подобный способ подходит не для всех поршней, но основные поставщики конвейеров европейских автомобилей MAHLE, Kolbenschmidt, AE, Nural позволяют расшифровать эти данные. Что же такое «номер отливки»? Поршни, имеющие одинаковые основные параметры изготавливаются на одном и том же технологическом оборудовании (в частности в одной литьевой форме), затем подвергаются последующей механической обработке в зависимости от требуемого ремонтного размера и модификации. То есть для поршней имеющие STD и ремонтные размеры номера отливок совпадают. Как правило, одному номеру отливки соответствуют несколько поршней на один двигатель, это стандартный поршень и его последующие ремонты. Но есть исключения (когда номер отливки совпадет с несколькими модификациями поршня) тогда необходимо замерить контролируемые геометрические параметры.Как расшифровать? Мы рекомендуем проверять ваши номера отливок через бумажные каталоги соответствующих производителей. Помимо этого вы можете расшифровать эти данные и с помощью on-line каталогов наших поставщиков. 

Следует определить изготовителя старого поршня по торговой маркировке, а затем, используя его каталог (бумажный или электронный) ввести найденный номер. Значение номера отливки необходимо вводить непосредственно в поле поиска по артикулу детали ( Artikel # ) или поиска по замене номера (Reference No:). Не забывайте проверять полученные результаты по основным геометрическим размером со старыми деталями.

www.motorzona.ru

Дизельный двигатель 1,9 л SOHC DCI типа F9QСнятие и установка силового агрегата Снятие и установка ремнейСнятие и разборка ГБЦПроверка деталей ГБЦПроверка клапановПроверка пружин клапановРегулировка зазоров клапановРазборка нижней части двигателяПроверка деталей нижней части двигателяПроверка состояния коленвалаРазмеры поршнейПроверка шатунаСборка двигателя

Дизельный двигатель 2,0 л DOHC DCI типа M9RСнятие и установка силового агрегата Разборка двигателя для капитального ремонтаРазборка головки блока цилиндровПроверка ГБЦСборка ГБЦ Ремонт нижней части двигателяСборка двигателя M9R

Дизельный двигатель 2,5 л DOHC типа G9UСнятие ГБЦРазборка, проверка и сборка ГБЦРазборка нижней части двигателяСборка двигателя

Система впрыскаСистема впрыска дизельного двигателя F9Q типа EDC15C13Система впрыска дизельного двигателя M9R типа BOSCH EDC16C36Система впрыска дизельного двигателя G9U типа EDC15С13Система охлаждения двигателяСистема выпуска ОГ

 

Классификация поршней по высоте верхней части поршня

Класс поршня

Высота поршня (HI), мм

R или J

47,004

S или К

47,046

Т или L

47,088

U или М

47,130

X или N

47,172

Перед проверкой необходимо убедиться в том, что поршневой палец свободно вращается в поршне.

Измерьте с помощью микрометра длину (L1) поршневого пальца, внутренний диаметр (d) поршневого пальца и наружный диаметр (D1) поршневого пальца.

Размеры поршневых пальцев

Длина L1, мм

Диаметр d, мм

Диаметр D1, мм

60 (-0,3; 0)

14(-0,2; + 0,1)

28 (-0,005)

С помощью микрометра измерьте диаметр поршня (D2) на расстоянии (XI) = 39 мм от нижнего края юбки.

Диаметр поршня должен составлять 79,866 (0; +0,0075) мм.

С помощью набора щупов (4) измерьте зазор между кольцами (5) и выточками на поршне (6) (необходимо измерять в трех точках, находящихся под углом 120° друг к другу).

А. Неправильное положение щупа В Правильное положение щупа

Толщина верхнего компрессионного кольца (Х2), мм

Толщина нижнего компрессионного кольца (ХЗ), мм

Толщина маслосъемного кольца (Х4), мм

2,5 (-0,03;-0,1)

2 (-0,22;-0,1)

3(-0,03;-0,1)

Установите проверяемое поршневое кольцо в цилиндр, затем продвиньте поршневое кольцо до середины цилиндра с помощью поршня.

Измерьте зазор кольца в замке с помощью набора щупов.

Зазор верхнего компрессионного кольца, мм

Зазор нижнего компрессионного кольца, мм

Зазор маслосъемного кольца, мм

0,20-0,45

0,70-0,90

0,25-0,50

0,15-0,30

0,70-0,90

0,25-0,50

Направление установки шатунов относительно поршня определяется по обработанной ровной поверхности (7) внутри крышки нижней головки шатуна, которая должна располагаться напротив стрелки V, выгравированной на поршне и обозначающей сторону маховика.

Обработанная ровная поверхность (7) внутри крышки нижней головки шатуна, таким образом, должна соответствовать стороне привода ГРМ.

trafic-renault.narod.ru

Дефектация деталей двигателя ВАЗ-21126

6. Если зазор меньше 0,25 мм, аккуратно сточите надфилем торцы кольца.

 7. Измерьте диаметры цилиндра в двух перпендикулярных плоскостях (рис. 7) (В — вдоль, А — поперек блока цилиндров) и в четырех поясах (1, 2, 3 и 4). Для этого необходим специальный прибор — нутромер. Номинальный размер цилиндра (см. таблицу), овальность и конусность не должны превышать 0,05 мм. Если максимальное значение износа больше 0,15 мм или овальность превышает указанное значение, расточите цилиндры до ближайшего ремонтного размера поршней, оставив припуск 0,03 мм на диаметр под хонингование. Затем отхонингуйте цилиндры, выдерживая такой диаметр, чтобы при установке поршня расчетный зазор между ним и цилиндром был 0,025–0,045 мм.

Дефектовку, расточку и хонингование блока проводите в мастерских, имеющих специальное оборудование.

Номинальные размеры цилиндров и поршней

Класс

Диаметр, мм

Цилиндра

поршня

A

82.00-82,01

81,965-81,975

B

82,01-82,02

81,985-81,995

C

82,02-82,03

82,005-82,015

D

82,03-82,04

E

82,04-82,05

8. Проверьте отклонение от плоскостности поверхности разъема блока с головкой цилиндров. Приложите штангенциркуль (или линейку) к плоскости:

– в середине блока;

– в продольном и поперечном направлениях;

– по диагоналям плоскости. В каждом положении плоским щупом определите зазор между линейкой и плоскостью. Это и есть отклонение от плоскости. Если отклонение превышает 0,1 мм, замените блок.

9. Проверьте зазоры между поршнями и цилиндрами. Зазор определяется как разность между замеренными диаметрами поршня и цилиндра. Номинальный зазор равен 0,025–0,045 мм, предельно допустимый – 0,15 мм. Если зазор не превышает 0,15 мм, можно подобрать поршни из последующих классов, чтобы зазор был как можно ближе к номинальному. Если зазор превышает 0,15 мм, расточите цилиндры и установите поршни соответствующего ремонтного размера. Измерьте диаметр поршня на расстоянии 10 мм от нижнего края юбки в плоскости, перпендикулярной поршневому пальцу.

10. При замене деталей шатунно-поршневой группы необходимо подобрать поршни к цилиндрам по классу и одной группы по массе, а также поршневые пальцы к поршням по классу и шатуны по массе. Для подбора поршней к цилиндрам вычислите зазор между ними. Для удобства подбора поршней к цилиндрам их делят в зависимости от диаметров на пять классов через 0,01 мм: A, B, C, D, E (таблица). В запасные части поставляют поршни номинального размера трех классов: A, C, E и двух ремонтных размеров (1-й ремонтный размер — увеличенный на 0,4 мм, 2-й — на 0,8 мм).

По массе поршни разбиты на три группы: нормальную, увеличенную на 5 г и уменьшенную на 5 г. На двигатель должны быть установлены поршни одной группы. Для поршней ремонтных размеров в запчасти поставляют кольца ремонтных размеров, увеличенных на 0,4 и 0,8 мм. На кольцах 1-го ремонтного размера выбито число «40», 2-го – «80».

11. Обозначения класса цилиндров выбиты на нижней плоскости блока (привалочная поверхность под масляный картер) напротив каждого цилиндра.

12. На днище поршня выбиты следующие данные:

1 – класс поршня по диаметру;

2 – стрелка, показывающая направление установки поршня;

3 –модель двигателя.

13. Пальцы с трещинами замените. Палец должен легко входить в поршень от усилия большого пальца руки. Вставьте палец в поршень. Если при покачивании пальца ощущается люфт, замените поршень. При замене поршня подберите к нему палец по классу.

14. Замените сломанные кольца и расширитель маслосъемного кольца.

autoruk.ru

Ремонт ВАЗ 1111 (Ока) : Дефектовка деталей двигателя

106. Очистите головку поршня от нагара.

107. Прочистите канавки под поршневые кольца. Это удобно делать обломком старого кольца.

108. Прочистите отверстия для стока масла подходящей по толщине проволокой.

109. Если на поршне есть задиры, следы прогара, глубокие царапины, трещины, замените поршень.

110. Проверьте зазор между кольцами и канавками на поршне. Для этого с помощью набора щупов измерьте ширину канавок в нескольких местах по окружности, а затем...

111. ...замерьте микрометром толщину колец в нескольких местах по окружности. Вычислите средние значения зазоров (разница между толщиной кольца и шириной канавки). Если хотя бы один из зазоров превышает предельно допустимый, замените поршень с кольцами.

Пояснение к операциям 110 и 111

Номинальный зазор, мм:для верхнего компрессионного кольца 0,04-0,075;нижнего компрессионного кольца 0,03-0,065;маслосъемного кольца 0,02-0,055.

Предельно допустимый зазор для всех колец - 0,15 мм.

112. Измерьте зазоры в замках колец. Это можно сделать, вставив кольцо в специальную оправку. При отсутствии оправки вставьте кольцо в цилиндр (в котором оно работало), продвиньте поршнем, как оправкой, кольцо в цилиндр, чтобы оно установилось в нем без перекосов, выньте поршень из цилиндра и...

113. ...щупом измерьте зазор в замке кольца. Номинальный зазор должен быть 0,25- 0,45 мм, предельно допустимый (вследствие износа) - 1,0 мм. Если зазор превышает предельно допустимый, замените кольцо.

114. Если зазор меньше 0,25 мм, аккуратно сточите надфилем торцы кольца.

115. Осмотрите цилиндры. Если на зеркале цилиндров есть царапины, задиры, раковины и т.п., расточите цилиндры под ремонтный размер или замените блок цилиндров. При таких дефектах глубиной более 0,8 мм блок ремонту не подлежит и его надо заменить.

116. Очистите нагар в верхней части цилиндров. Если там образовался поясок вследствие износа цилиндров, снимите его шабером. Притупите заостренные кромки на плоскости блока цилиндров шабером...

117. ...а затем мелкой шлифовальной шкуркой. Измерьте нутромером диаметр цилиндра в двух перпендикулярных плоскостях (вдоль и поперек оси блока цилиндров) и четырех поясах.

118. Измерьте диаметр поршня на расстоянии 51,5 мм от его днища в плоскости, перпендикулярной поршневому пальцу. Вычислите зазоры между поршнями и цилиндрами.

119. Осмотрите шатунные вкладыши. Если на них имеются трещины, задиры, выкрашивание, замените вкладыши. На вкладышах запрещается проводить любые подгоночные работы.

120. Если на поверхностях коленчатого вала, по которым работают сальники, имеются глубокие риски, царапины, забоины, коленчатый вал необходимо заменить.

121. Если на коренных и шатунных шейках есть незначительные задиры, риски, царапины, нужно прошлифовать их до ближайшего ремонтного размера (в специализированной мастерской). После этого...

122. ...отполируйте шейки и притупите острые кромки фасок масляных каналов абразивным конусом. Затем промойте коленчатый вал и продуйте сжатым воздухом масляные каналы.  Овальность и конусность всех шеек после шлифования не должна превышать 0,005 мм. После шлифования шеек установите вкладыши ремонтных размеров.

123. Промерьте коренные и шатунные шейки коленчатого вала. Если износ или овальность шеек превышает 0,03 мм, нужно прошлифовать их до ближайшего ремонтного размера.

124. Если на рабочих поверхностях упорных полуколец имеются задиры, риски и отслоения, замените полукольца. На полукольцах запрещается проводить любые подгоночные работы.

Подбор вкладышей коленчатого вала

Номинальный диаметр шеек коленчатого вала, мм:

коренных   50,799-50,819шатунных   47,830-47,850

Шейки коленчатого вала можно прошлифовать до одного из четырех ремонтных размеров с уменьшением номинального диаметра шеек, мм:

первого   на 0,25   третьего   на 0,75второго   на 0,5   четвертого   на 1,00

Номинальная толщина вкладышей, мм:

коренных   1,824-1,831шатунных   1,723-1,730

Вкладыши поставляются в запасные части также четырех ремонтных размеров, увеличенной толщины, мм:

первого   на 0,25   третьего   на 0,75второго   на 0,5   четвертого   на 1,00

Зазоры между вкладышами и шейками коленчатого вала, мм:

для коренных подшипников: номинальный - 0,026-0,073, предельно допустимый - 0,11;для шатунных подшипников: номинальный - 0,02-0,07, предельно допустимый - 0,1.

Биение коленчатого вала должно составлять, мм:

по средней коренной шейке и посадочной поверхности под ведущую шестерню масляного насоса - не более 0,03;по посадочной поверхности под маховик - не более 0,04;по посадочной поверхности под шкивы и сальники и под шестерню привода уравновешивающих валов - не более 0,05.

Размеры полуколец, поставляемых в запчасти: номинальный - 2,31-2,36 мм и ремонтный (увеличенный на 0,127 мм) - 2,437-2,487 мм.

Осевой зазор коленчатого вала: номинальный - 0,06-0,26 мм, предельно допустимый - 0,35 мм.

125. Измерьте осевой зазор коленчатого вала. Для этого установите коленчатый вал и упорные полукольца в блок цилиндров и затяните болты крепления крышек коренных подшипников. Установите маховик. Закрепите индикатор так, чтобы его ножка опиралась на рабочую поверхность маховика (контакта с ведомым диском сцепления). Сдвиньте коленчатый вал до упора вниз (от индикатора) и установите стрелку индикатор на ноль. Сдвиньте вал в обратную сторону. Индикатор покажет значение зазора. Если зазор превышает предельно допустимый, замените упорные полукольца.

126. Осмотрите коренные вкладыши. Если на них имеются трещины, задиры, выкрашивание, замените вкладыши. На вкладышах запрещается проводить любые подгоночные работы.

127. Тщательно прочистите и промойте масляные каналы коленчатого вала. При этом...

128. ...не рекомендуется самостоятельно выпрессовывать заглушки (для этого обратитесь в специализированную мастерскую).

129. Тщательно очистите поверхности блока цилиндров от остатков старых уплотнительных прокладок. Внимательно осмотрите блок. Если обнаружите трещины, блок замените в сборе с крышками коренных подшипников.

130. Проверьте герметичность рубашки охлаждения блока цилиндров. Для этого заглушите отверстие под водяной насос (установите насос с прокладкой) и залейте Тосол А-40 в рубашку охлаждения. Если в каком-нибудь месте заметите течь, значит блок негерметичен и его надо заменить.

Пояснение

Неплоскостность поверхности с прилегания ведомого диска сцепления не должна превышать 0,05 мм.

Непараллельность поверхности с прилегания ведомого диска сцепления и поверхности b для крепления сцепления относительно поверхности а, прилегающей к фланцу коленчатого вала, не должна превышать 0,1 мм.

Биение маховика на поверхностях b и c не должно превышать 0,1 мм.

Для удаления глубоких рисок и задиров поверхность с маховика можно проточить, при этом слой снимаемого металла не должен превышать 1 мм. Одновременно с поверхностью с необходимо проточить поверхность b, выдерживая размер между ними 0,5+0,1 мм. При проточке выдержите параллельность поверхностей a, b и c.

Зубчатый венец на маховике не должен проворачиваться при приложении к нему крутящего момента 600 Н·м (60 кгс/м) и сдвигаться в осевом направлении при проложении к нему усилия 4000 Н (400 кгс).

131. Проверьте зазоры между вкладышами коренных подшипников и шейками коленчатого вала. Для этого измерьте диаметр шеек, а затем диаметр коренных подшипников, установив крышки с вкладышами на блок и затянув их соответствующими моментами. Вычислите зазор. Если он превышает предельно допустимый, коленчатый вал необходимо прошлифовать под следующий ремонтный размер. Эту работу рекомендуется выполнять в специализированной мастерской.

132. Проверьте состояние заднего сальника коленчатого вала. Сальник, имеющий повреждения (трещины), износ рабочей кромки, потерявший эластичность, замените. 133. Держатель заднего сальника коленчатого вала не должен иметь трещин, сильных деформаций привалочной поверхности к блоку цилиндров. 134. Проверьте состояние зубьев венца маховика и в случае их повреждения замените маховик.

135. Замените или отремонтируйте маховик, если на поверхностях прилегания ведомого диска сцепления или...

136. ...фланца коленчатого вала имеются риски и задиры.

137. Если на поверхности прилегания ведомого диска сцепления видны цвета побежалости (маховик был перегрет), то, возможно, посадка зубчатого венца на маховике недостаточно плотная. Это можно проверить в специализированной мастерской. Маховик с ослабленной посадкой зубчатого венца необходимо заменить.

automend.ru

Поршни двигателя МТ10-32 Днепр-11

**************** ****************

 Поршни двигателя МТ10-32 Днепр-11.

********************************

Юбка поршня имеет также коническую форму.Разница большего и меньшего диаметра юбки составляет 0,015 мм. Диаметр верхней части юбки меньше чем диаметр нижней части на 0,03 - 0,05 мм. Овальность и конусность юбки нужны для того, чтобы при малом зазоре между ней и цилиндром поршень, расширяясь от нагревания, не заедал в цилиндре. Для обоих цилиндров поршни одинаковые, а значит полностью взаимозаменяемые. Чтобы уменьшить шум поршня во время его работы, ось отверстия под поршневой палец в двигателе МТ 10-32 смещена относительно оси симметрии на 1,5 мм. Чтобы правильно установить такой поршень в цилиндре, на дне его днища выбита стрелка. Во время установки стрелка должна быть обращена на поршнях обоих цилиндров вперед в сторону центрифуги. При правильной установке, если смотреть на двигатель сзади, палец в поршне правого цилиндра должен быть смещен вниз, а в поршне левого цилиндра - вверх. Чтобы облегчить подбор, поршни и цилиндры отсортированы через 0,010 мм. Их размеры выбиты на внутренней стороне дна поршня. В зависимости от диаметра поршня, цилиндры разбиты на ремонтные группы (табл.1).

Ремонтные размеры цилиндров и поршней. Таблица 1.
Марка двигателя Размер цилиндра и поршней Диаметр цилиндра Обозначение поршня по каталогу Диаметр поршня, мм
МТ 10-32
1-й ремонтный(увеличенный на 0,2 мм) 78,20 - 78,24 KM3-8.15501237-PI 78,18 - 78,14
2-й ремонтный(увеличенный на 0,5 мм) 78,50 - 78,54 КМЗ-8.15501237-Р2 78,48 - 78,44

Кроме того, поршни разбиваются на группы по массе, которая совпадает с цветным индексом отвер- стия под поршневой палец. Разница в массе поршней двигателя не должна превышать 0,004 кг. Взвешиваются поршень в сборе с кольцами и пальцем. У подобранных поршней цветовая маркировка отверстий под поршневой палец должна соответствовать маркировке отверстия верхней головки шатуна. Отверстия пальцев разбиты на группы через 0,0025 мм и маркированы краской на боковине(табл.2). Маркировка размерных групп пальцев, поршней и шатунов. Таблица 2.
Цвет маркировки Диаметрпальца, мм Диаметр отверстия в бобышках поршня, мм Диаметр отверстия в верхней головке шатуна, мм
Белый 21,0000 - 20,9975 20,9930 - 20,9905 21,0070 - 21,0045
Черный 21,9975 - 20,9950 20,9905 - 20,9880 21,0045 - 21,0020
Красный 20,9950 - 20,9925 20,9980 - 20,9855 21,0020 - 20,9995
Зеленый 20,9925 - 20,9900 20,9855 - 20,9830 20,9995 - 20,9970
Маркировочная краска на поршнях наносится на нижнюю поверхность одной из бобышек, на шатунах - у верхней головки. Допустимый износ отверстия под поршневой палец не должен превышать 0,02 мм. В этих отверстиях находятся канавки для пружинных стопорных колец, которые способствуют осевому смещению поршневого пальца.

baiker22-moto.narod.ru

Типы поршней

Не буду растягивать вступление, кратко расскажу, о чем будет этот большой пост. И так речь идет о типах поршней, четырех тактные бензиновые, дизельные и двух тактные, Основная задача всех рассмотренных типов поршней, это контролировать тепловое расширение и противостоять определенной нагрузке, ниже разберемся как это решается.

Поршни для четырехтактных бензиновых двигателей

В современных бензиновых двигателях используют поршни с симметричной или асимметричной юбкой с различной толщиной днища и юбки поршня.

Поршни управляемого расширения

Поршни с кольцевой вставкой, которая управляет тепловым расширением. Вставки выполнены из серого чугуна. Главная цель этого кольца уменьшить тепловое расширение алюминиевого сплава поршня, так как чугун имеет относительно небольшое расширение и малую теплопроводность, вставка тем самым сдерживает металл сохраняя форму. Производство таких поршней более затратное, соответственно и выше цена готового продукта. Основной недостаток, это невозможность изготовления кованного поршня, так необходимого для турбированых двигателей, большая масса поршня. Такой тип поршней больше уходит в далекое прошлое.

Авто термические поршни

Авто термические поршни, имеют разделение(пропил) между кольцевым поясом и юбкой в канавке маслосъемного кольца, юбка держится в районе бобышек. Это позволяет снизить теплопередачу от кольцевого пояса поршня к его юбке, тем самым достигается более стабильная форма юбки. Стальная вставка в районе бобышек, контролирует тепловое расширение и увеличивает прочность. Такие поршни не способны выдерживать огромные нагрузки из-за «пропила», в работе отличаются низким шумом и относятся к более современным типам.

Поршни Autothermatik

Действуют по такому же принципу, как и авто термические поршни, но не имеют пропила в маслосъемной канавке. Так же имеют стальные пластины в районе бобышек. Более прочные из-за целостности кольцевого пояса и юбки, лучше выдерживают боковые нагрузки по сравнению с первым вариантом. Применяются как в бензиновых, так и частично в дизельных двигателях.

Поршни Duotherm

Чем- то похожи на авто термические, но вместо пропила в юбке имеют стальную вставку по всему диаметру. Таким образом ограничивая температурный переход от кольцевого пояса к юбке и контролирую форму по всей окружности.

Поршни с перегородками

Этот тип поршней имеет большой холодильник и узкую часто овальную форму юбки. Поршень спроектирован так что при тепловом расширении он меняет свою форму из овальной в правильную круглую.

В дополнение к такому типу поршней еще есть вариант со скошенной юбкой к вершине поршня. имеет более широкую часть юбки снизу сужаясь к кольцевому поясу.

У поршней для двигателей с очень высокой выходной мощностью (больше, чем 100 кВт/л) может быть выполнен охлаждающий канал.

Поршни EVOTEC®

Самый большой потенциал для того, чтобы уменьшить поршневую массу в четырехтактных бензиновых двигателях несут в себе поршни EVOTEC®, в котором прежде всего стоит отметить трапециевидные поддержки бобышек, что позволяет расположить палец особенно глубоко, близко к днищу, сократив всю длину и массу поршня. В посте Масса поршня мы уже говорили о достоинстве такого расположения пальца. Такое расположение стенок юбки позволяет очень хорошо усилить верхнюю часть бобышек имея небольшую толщину перегородок и облегчить нижнюю выполнив поршень асимметричной формы. Юбка достаточно узкая и на краях имеет прочные перегородки, переходящие к бобышкам, это тоже является большим плюсом. Такая компоновка поршня очень хорошо препятствует боковым нагрузкам, мала вероятность деформации юбки, при этом толщина юбки намного меньше чем в обычном поршне, что тоже сокращает общий вес. На всем фоне отмеченных выше достоинств поршень значительно похудел, это позволяет сделать бобышки тоньше, так как инерционная нагрузка на нижние стенки бобышек стала меньше.

Кованные алюминиевые поршни

В двигателях с очень большими удельными нагрузками - такими как турбонадув или впрыск закиси азота используют кованные поршни. Преимуществом несомненно является прочность кованного алюминиевого сплава. Выдерживают более высокую температуру и лучше противостоят детонации. Из недостатков отмечается более высокая цена, невозможность применения некоторых технологий, например, некоторые из тех что описаны выше из-за технологического процесса изготовления.

Кованный поршень для Формулы 1

В следующем посте поговорим о поршнях для двухтактных и дизельных двигателей, где нагрузки и температуры еще больше. Поршни дизельных двигателей

enginepower.pro

www.allanda-auto.ru

Поршневые кольца двигателя

2503 Просмотров

Поршневые кольца – это самые значимые детали в авто. Их состояние влияет полностью на то, как будет работать машина. Речь идет о разгонной динамике, расходе масла и горючего, пусковых свойствах мотора, токсичных выхлопных газах и остальных видах показателей, которыми обладает ДВС.

Для чего нужны кольца на поршнях

Рассмотрим подробно три свойства, которыми обладают поршневые кольца.

  • Во-первых, благодаря этому устройству камера сгорания уплотнена, другими словами в картер из цилиндра или, наоборот, из картера в цилиндр газы не проходят.
  • Во-вторых, они отводят тепловую горячую струю от нагретого поршня к прохладной стенке цилиндра, охлаждаемой воздухом, проходящим мимо. Если теплообмен нарушен, то поршневые кольца перегреваются. В результате чего возникают задиры, прогары, заклинивания, то есть износ тех конструкций, которые есть в двигателе.
  • В-третьих, они могут управлять теми деталями, которые необходимо смазывать. Главная задача в постоянном промокании колец, поршней и цилиндров, иначе, если у тех деталей будет нехватка смазки, то возможен быстрый их износ.

Работа над этими задачами касается тех трех деталей, известных как поршневые кольца, которые располагаются вверху, посредине и внизу на поршне. При создании устройства следили, чтобы поршневые кольца выполняли свою функцию во всех режимах машинного двигателя. Важно отметить, что признаки этих условий агрессивные. Ведь речь идет о трении, большом тепловом потоке и давлении, серьезных химических соединениях.

Как уже было отмечено, принцип работы мотора таков, что утечка газов должна быть минимальной. Другими словами, они практически не циркулируют между стенками цилиндра и картером, иначе возможен быстрый износ поршня. Обеспечение пользы – вот цель, которую имеют кольца двигателя.

Но газы все-таки проникают через уплотнения, так как они внутри созданы как лабиринты. Поэтому примерно половина процента или один процент выходит наружу. Это вполне допустимое значение. Но если утечка будет больше, то это может привести к быстрому износу устройства.

Существуют картерные газы, их можно найти в картере. Чем больше износ, тем срок службы поршневых колец выше, а, значит, больше газа скапливается в моторе. Благодаря поршневым кольцам возможна не только допустимая упругость, но и можно отрегулировать допустимое по описанию количество масла в цилиндре, отводя теплую среду к его стенкам.

Для успешной работы данной детали важна таблица материалов, по которой их изготавливают. Также нужно максимально выдержать тепловой зазор. Только так можно защитить мотор и сами поршни от быстрого износа. Это касается особенно дизельных двигателей, описание которых намного сложнее, чем бензиновых.

Возможные виды

Есть два основных вида. Это:

  • компрессионные детали,
  • маслосъемные.

Первый тип позволяет иметь нужные размеры, создающие упругость и герметичность, в то время как второй тип способствует регулировке количеству масла, которое стекает по стенкам цилиндров. Они его не удаляют, а именно регулируют, чтобы не было голодания по маслу.

Ранее при тихоходных моторах количество поршневых колец равнялось даже семи. В то время как сегодня бензиновый двигатель любой модели и дизельный быстроходный содержит всего три основных детали, две из которых называются верхней и нижней, и одна маслосъемной. Что же касается описания спорт-машин, то они имеют только по два, в то время как дизельные авто, чтобы уменьшить износ мотора, содержат по четыре подобных детали.

Верхняя часть

Для упругости его устанавливают в специальную канавку. Она расположена в самом цилиндре мотора. Важно, чтобы она была по описанию абсолютно круглой, такое возможно, если сам цилиндр отлит без деформаций. Для достижения упругости в таком состоянии требуется создание детали по признаку, напоминающему переменный радиус. Он должен быть больше диаметра цилиндра.

Зазор поршневых колец при этом должен быть по описанию достаточно большим, чтобы не было трения с цилиндром. О нем можно прочитать в инструкции к мотору. Если зазор будет больше допустимого, тогда газы будут прорываться в картер, так понизится мощность. Если же он будет меньше указанного обозначения, то это еще опасней, так как при нагревании кольцо расширяется и цилиндр может застрять в поршне, что вызовет задир, а, значит, и поломку всего устройства.

Поэтому для дизельных движков, чтобы они быстро не подвергались износу, важно, чтобы зазор лучше был чуть больше.

Нижняя часть

Она является обычно конусной. Ее форма позволяет называть ее скребковой. Благодаря ей достигается лучшая упругость поршня. В ее задачу входят обязанности и маслосъемной. Она скребет по стенке цилиндра, собирая лишнее масло, что очень важно в дизельном движке. Только таким образом можно избежать преждевременного износа.

Условия работы у нижней детали по сравнению с верхней проще и легче. Да и температура не такая высокая, что дает отсрочку преждевременному износу. Так кольцо работает в более благоприятных условиях, что способствует его долговечной службе.

Важно еще отметить, что как верхнее, так и нижнее кольцо устанавливается верхушкой вверх, то есть надписью «ТОР». Иначе вся система не будет работать, что приведет к порче всего двигателя.

Маслосъемные

Подобная деталь находится в самом низу поршня. Обычно в современных авто используется по одной маслосъемной кромке, хотя в ранних движках их было несколько. Благодаря им можно регулировать уровень масла, которое стекает по стенкам цилиндра. Его не должно быть очень много, да и меньше положенного тоже не должно быть. Так как во втором случае детали будут голодать, что приведет к их трению и порче.

Если же масла будет больше, то излишки будут сгорать в ДВС, тогда его будет расходоваться больше, нагар будет скапливаться в клапанах, это, во-вторых, а также в свече зажигания, это, в-третьих. Излишки масла вызывают нарушения в работе двигателя. Мотор будет разбрызгивать его, что не только образует один большой нагар, но и существенно повысит температуру внутри движка.

Когда поршень опускается вниз, кольцо собирает своей структурой все лишнее масло, потом отправляет его в полость поршня, откуда оно стекает в поддон, где собираются все излишки масла, которые потом отправляются обратно к цилиндру.

Как мы увидели, в современных двигателях существует на поршнях обычно по три кольца, которые несут уплотнительные характеристики, одно из них, маслосъемное. Это позволяет избавляться от излишков масла, которое может образоваться на стенках цилиндров.

portalmashin.ru


Смотрите также