Поршневые кольца в двигателе автомобиля

Дефектовка и замена поршневых колец

Сроки замены поршневых колец обычно совпадают со сроками проведения планово-профилактических работ с цилиндро-поршневой группой, и устанавливаются эти сроки заводской инструкцией. Часто механики вынуждены заниматься поршневыми кольцами из-за их поломок. В тронковых двигателях признаками поломки поршневых колец являются: прорыв газов в картер, темная или синяя окраска выпускных газов, увеличение расхода смазочного масла.

В крейцкопфных двигателях обломки поршневых колец обнаруживаются в подпоршневом пространстве.

Причинами поломки поршневых колец могут быть следующие факторы:

чрезмерный износ колец и цилиндровой втулки;
наработок на втулке, особенно в районе окон;
большая выработка канавок для колец;
отсутствие фасок на кольцах и недостаточная запиловка их в районе замка;
малый зазор в замке кольца;

К характерным дефектам поршневых колец относятся: износ, коробление, потеря упругих свойств кольца, обломы в замке, трещины, выкрашивание. Чтобы хорошо осмотреть кольца, их надо снять с поршня. Обычно это делается с помощью специальных приспособлений. После снятия колец надо очистить от нагара канавки и сами кольца. Не следует снимать кольца с поршней малого диаметра (200 мм и ниже), так как при снятии и постановке кольцо может потерять упругость и даже сломаться. В таких случаях реко-мендуется очистку поршня производить вместе с кольцами.

Проверка износа поршневых колец

Сняв кольцо с поршня, необходимо определить техническое состояние кольца, для чего надо выполнить ряд проверочных операций. И первая операция — это определение износа кольца.

Определение износа поршневого кольца по диаметру производится путем замера зазора в замке кольца. Чем больше износ кольца, тем больше будет зазор в замке. Для замера зазора в замке кольцо устанавливают либо в специальный калибр, либо во втулку цилиндра, где она не изношена. Зазор замеряется щупом. Предельно допустимый зазор в замке устанавливается заводской инструкцией. Кольца, в которых зазор в замке достигает предельно допустимых значений, бракуются.

Износ маслосъемных колец определяется по высоте цилин-дрического пояска. Маслосъемные кольца, у которых высота цилиндрической поверхности увеличилась вдвое, как правило, заменяются новыми.

Во время работы колец изнашиваются также их торцовые поверхности и уменьшается высота кольца. Изнашивается также не только кольцо, но и поршневая канавка. Поэтому необходимо замерять зазор между кольцом и канавкой по высоте. В случае чрезмерного увеличения зазора кольца заменяются новыми.

Вторая операция — это проверка коробления колец.

Коробление колец происходит под влиянием высоких температур в цилиндре. В результате коробления кольцо теряет свою подвижность в канавке поршня, закоксовывается и перестает нормально работать. В судовых условиях коробление кольца можно определить на плите по краске и проверкой при помощи щупа зазора между кольцом и плитой. Коробление кольца можно также определить проворачиванием его в поршневой канавке.

Третья операция — это проверка упругих свойств кольца.

Поршневые кольца теряют свою упругость под воздействием высоких температур в цилиндре. Недостаточно упругие поршневые кольца плохо прилегают к зеркалу цилиндровой втулки, а слишком упругие вызывают повышенный износ втулки. О потере упругости кольца можно предварительно судить по уменьшению зазора в замке при свободном состоянии кольца.

Можно определить упругость кольца и таким способом. Поместить кольцо во втулку цилиндра. Если при этом кольцо удерживается неподвижно собственной массой, его упругость можно считать допустимой. Если же кольцо нельзя сдвинуть рукой или для этого нужно приложить большие усилия, то кольцо бракуется.

Порядок замены колец на поршне

Если сроки замены поршневых колец, установленные заводской инструкцией, еще не вышли и поршень вы демонтировали только для замены поломанных колец, то необходимо поступать следующим образом.

Поврежденные верхние компрессионные кольца необходимо заменить приработавшимися следующими за ними кольцами, а новые кольца ставят как можно ниже. Замки колец следует разносить на возможно больший угол друг от друга. При опускании поршня в цилиндр необходимо использовать направляющую коническую втулку для свободной заводки колец в цилиндр.

3.75 Rating 3.75 (2 Votes)

Коротко о поршнях: как подобрать поршень к цилиндру

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

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

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

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

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

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

Также в процессе подбора номинальных размеров или ремонтного размера поршневой дополнительно необходимо обращать внимание на массу поршня. Поршни могут иметь как стандартную массу, так и увеличенный или сниженный на несколько грамм вес. Параллельно с подбором новых поршней необходимо подбирать ремонтные поршневые кольца, которые также имеют ремонтные размеры

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

Подгонка и монтаж новых поршневых колец [ править | править код ]

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

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

Замечание: при установке колец следующего ремонта нужно производить тщательную проверку прилегания по зеркалу. Обычно при этом приходится после подточки и выставления минимального зазора в стыке незначительно подрабатывать поршневое кольцо в районе замка по наружному диаметру(!), лучше наждачным бруском. Если это не проконтролировать, то некоторое время будет повышенный расход масла, и риск перегрева на обкатке увеличится.

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

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

Поршень и цилиндр двигателя внутреннего сгорания имеют близкие размеры, однако, с какой бы высокой точностью они не изготавливались, между ними все равно остается зазор, через который в картер могли бы свободно проходить газы, образующиеся в результате сгорания рабочей смеси, а из картера в камеру сгорания попадало бы моторное масло. Для предотвращения этих крайне нежелательных явлений применяются поршневые кольца.

Они представляют собой незамкнутые кольца, посаженные с небольшим зазором в предназначенных для этой цели поршневых канавках. По своему предназначению они делятся на две группы:

компрессионные, задача которых состоит в предотвращении прорыва газов из камеры сгорания в картер двигателя;
маслосъемные, предназначенные для удаления излишков моторного масла со стенок цилиндров.

Компрессионные поршневые кольца имеют наружный диаметр немного больше диаметра цилиндра. Чтобы деталь могла поместиться внутри, в ней делается вырез, называемый замком. Поверхность компрессионного кольца изготавливается ровной, без каких-либо выемок. Маслосъемные кольца, в отличие от них, имеют сквозные прорези, предназначенные для отвода масла.

Количество колец, устанавливаемых на один поршень, может варьироваться. На заре автомобильной эры, когда двигатели были тихоходными, чтобы как можно лучше справиться с потерями компрессии, их количество доходило до семи. В современных двигателях для каждого поршня, как правило, применяется три: два компрессионных и одно маслосъемное. У спортивных автомобилей с высокооборотистыми форсированными моторами инженеры довольно часто ограничиваются и вовсе двумя.

Пошаговая инструкция по замене

Работы по ремонту поршневой нужно выполнять на смотровой канаве, подъемнике или эстакаде.

Что понадобится?

Чтобы выполнить ремонт двигателя ВАЗ 2109 своими руками нужны следующие инструменты:

набор ключей;
набор головок;
воронок;
удлинители;
динамометрический ключ;
набор щупов;
Набор щупов для измерения зазоров
оправку для отжима изделий на поршне;
молоток;
надфиль;
новый ремкомплект.
Новый расходный материал для поршневой ВАЗ 2109

При покупке поршневых колец для ВАЗ 2109 следует учитывать материал изготовления и их ширину. Лучше приобретать оригинальные изделия, чтобы избежать подделки.

Этапы

В первую очередь нужно демонтировать своими руками головку блока цилиндров.
Затем необходимо снять поддон картера мотора.
Прокрутив коленчатый вал, устанавливаем его так, чтобы максимально выдвинулись гайки крепления шатунов.
Открутив крепежные гайки, демонтируем крышки шатунов.
С помощью молотка, легко постукивая, извлекаем поршень с шатуном из цилиндра.
Разжав зазор пальцами, нужно извлечь по очереди все три изделия из канавки и демонтировать с поршня. Вместе с маслосъемным снимается его расширитель.
Пальцами расширяем зазор
С помощью старых изделий следует очистить канавки от нагара.
Снятые изделия нужно проверить на их пригодность. Для этого их необходимо вставить в цилиндр и замерить зазор с помощью щупа. Он должен находится в пределах 0,25 — 0,45 мм. Допускается зазор до 1 мм. Если значение больше, то деталь необходимо срочно заменить. Если зазор больше, то изделие нужно подточить с помощью надфиля.
Перед установкой новых изделий на поршни ВАЗ 2109 их следует обкатать по канавкам. Если обнаружено закусывание, деталь нужно притереть, воспользовавшись мелкозернистой наждачкой.

В таблице приведены предельные значения зазоров между заменяемой деталью и стенками канавки.

При установке все детали следует тщательно смазать маслом.
Установку изделий начинают с маслосъемного. Сначала устанавливается расширитель – специальная пружинка с замком. Затем на нее одевается само изделие. Замок расширителя и зазор маслосъемного кольца должны находиться напротив друг друга.
Нижнее компрессионное кольцо имеет проточку и зуб. При установке они должны быть снизу детали. На верхней плоскости обычно есть надпись «ваз» либо «тор».
Аналогично устанавливается верхнее компрессионное кольцо – надписью вверх.
Последовательность надевания деталей следующая:

сначала разжимается замок настолько, чтобы деталь легко оделась на поршень;
затем заводится сам замок;
устанавливается оставшаяся часть.

После установки на поршень все детали нужно сориентировать. Ось установки поршневого пальца должна составлять с замком верхнего компрессионного кольца 45 градусов. Замок следующего изделия должен составлять угол 180 градусов по отношению к предыдущей. Таким образом, между замком маслосъемного и верхнего компрессионного угол будет составлять 90 градусов. Затем поршни и кольца отжимаются специальной оправкой и вставляются в цилиндры, их которых вынимались. Далее выполняем обратную сборку своими руками.

После замены поршневые кольца ВАЗ 2109 должны пройти обкатку. При этом нельзя нагружать двигатель, ездить по дорогам с затяжным подъемом, переключать скорости следует правильно.

Как подбирать поршневые кольца?

Замена поршневых колечек – это одна из операций капитального ремонта

Купить лицензионную оригинальную деталь безусловно важно, но это не единственный вопрос, на котором стоит фокусироваться. Основа капремонта – грамотная дефектовка с использованием поверенного измерительного инструмента высокой точности

Не нужно быть экспертом, чтобы понимать, что одно дело заменить кольца на малом пробеге (60-80 тыс. км) по причине закоксовки, а совсем другое – замена колечек по причине физического износа, наступающего на пробеге, близком к проведению капремонта. Так вот, в первом случае, достаточно просто заменить комплект уплотнений, а во втором – необходимо детально осматривать всю «поршневую».

Предмет осмотра – это весьма обширная тема, излагать которую – удел отдельной статьи. Поэтому, остановимся на паре поршень-цилиндр. К моменту капремонта наступает такой износ цилиндров, при котором заводские кольца не в состоянии обеспечивать надежное уплотнение. Тогда говорят о том, что цилиндры необходимо расточить, а кольца и поршни – заменить на аналоги с ремонтными размерами.

Подробности о ремонтных размерах обычно указываются в книге по эксплуатации

Для покупки поршневых колец важно знать точную марку двигателя и размеры поршня/цилиндра. Фирма выбирается на свой вкус, но лучше оригинала обычно не отыскать

При этом важно овладеть навыками отличия подделки от оригинала. В их числе – осмотр кромок колечек (все должны быть одинаковыми), замка (цвета побежалости и грубой обработки не допускаются) и пр.

Поршневые кольца двигателя

В двигателе внутреннего сгорания (ДВС) поршневые кольца (ПК) служат для уплотнения между стенками цилиндра (гильз) и поршнем, за счет них создается компрессия в цилиндрах. Если при сборке в мотор забыть поставить ПК, двигатель не заведется, так как не будет обеспечено необходимое сжатие рабочей топливовоздушной смеси.

В легковых автомобилях на каждом поршне стандартно устанавливаются по три кольца – два компрессионных и одно маслосъемное, причем, маслосъемные ПК могут быть наборными, то есть, состоять из нескольких элементов. Компрессионные поршневые кольца (КПК) служат для создания компрессии в цилиндрах, всегда изготавливаются из высокопрочного чугуна с различными присадками. Наибольшей прочностью обладает верхнее КПК, так как оно работает в самом тяжелом температурном режиме и испытывает максимальные нагрузки.

Маслосъемные поршневые кольца двигателя (МПК) нужны для отвода масла от стенок цилиндров, если кольца не будут выполнять свою функцию, двигатель будет расходовать масло. МПК могут быть как чугунными, так и стальными, причем, чугунные ПК почти всегда изготавливаются цельными, а вот стальные маслосъемные кольца бывает только наборными (составными). Стальное МПК на один цилиндр состоит из:

двух пружинных стальных колец;
осевого расширителя;
радиального расширителя.

Инструкция: замена колец

Сначала автомобиль подготавливается: обесточивается аккумулятор, сливаются антифриз и масло из поддона картера. Затем проводится замена поршневых колец, одним из традиционных способов — со снятием ДВС и без демонтажа. Вытаскивать мотор приходится для расточки гильз под следующий ремонтный размер, если на стенках цилиндров имеется выработка — царапины, задиры и другие изъяны. Это легко проверить, сняв только ГБЦ и визуально осмотрев состояние втулок.

В остальных случаях, когда никаких дефектов нет, проводится обычная замена без демонтажа:

снимается поддон картера;
демонтируется маслонасос — проверяется и в случае износа, заменяется;
откручиваются крышки шатунов — обязательно маркируются места родных крышек, так как менять их местами нельзя;
элементы вместе с поршнями двигателя выталкиваются вверх;
уплотнительные детали вытаскиваются щипцами.

На этой стадии можно окончательно проверить состояние цилиндров. Если кольца сточены неравномерно, скорее всего, цилиндры приняли овальную форму в поперечном сечении. В любом случае, они нуждаются в ремонте.

Крышки для шатунов, как и сказали выше, надо помечать. Это легко делается на листе бумаге, где рисуются цилиндры двигателя и маркируются под определённый номер. После снятия бугель и его гайки, допустим, под цифрой 3, ставятся на соответствующее место.

Дальнейшие действия, если износ колец равномерный:

удалить нагар из канавок и днища — это называется ;
установить сначала маслосъёмный элемент;
затем поставить компрессионные — сначала второе, потом первое.

Во время установки второго компрессионного и маслосъёмного элемента надо действовать крайне аккуратно! Они хрупкие, так как строгие требования по прочности к ним не предъявляются. Часто при сильном нажатии и обжимании они трескаются и ломаются. Первое компрессионное кольцо сломать практически невозможно.

Особое внимание надо уделить стыкам колец. Для компрессионных колец отечественных двигателей по паспорту он равен 0,45-0,60 мм

Промежуток между концами маслосъёмных элементов несколько выше. Кроме того, зазор поршневых колец не должен стоять в одну вертикальную линию. Желательно располагать каждый под углом 120° по отношению к предыдущему. Это делается намеренно, чтобы препятствовать прорыву газов в картер.

Далее поршни ставятся обратно в цилиндры. Понадобится хомутовая оправка или обжимка, иначе элементы помешают нормальной установке поршневых колец. Как правило, оправка бывает универсальной. Однако фанаты этого дела располагают специальным инструментом, изготовленным под конкретный размер поршневых колец. Это приспособление обжимает детали, после чего поршень легко вгоняется на своё место постукиванием по днищу. Перед этим внутренняя поверхность цилиндра (гильза) смазывается автолом.

Крайне важно суметь правильно установить шейку коленвала в верхнее положение. Это делается прокручиванием

Есть также специальное приспособление для определения ВМТ крайнего поршня.

На завершающем этапе двигатель проверяется. Он заводится, ему даётся время «порычать» на холостых оборотах. Если всё стабильно, нет перепадов и нехарактерного стука, операция по замене окончена. Однако новые детали должны приработаться, поэтому мотор надо прежде обкатать. Чем грамотнее это будет сделано, тем дольше прослужит силовая установка автомобиля.

Обкатывают машину не больше 2000-3000 километров, перед этим прогрев ДВС до рабочей температуры на ХХ. За время поездки нельзя сильно нагружать двигатель. В автомобиле кроме водителя никого не должно быть. На подъёмы, особенно затяжные, не заезжать. Идеально будет выбрать ровный отрезок асфальта. Также не рекомендуется повышать обороты выше 3000 — на первой тысяче это вообще категорически запрещено!

Профилактика залегания поршневых колец

Можно выделить несколько ключевых причин, почему в автомобильных двигателях часто происходит закоксовка:

машины долго стоят без движения, после чего их начинают эксплуатировать;
на автомобиле регулярно совершаются поездки на короткие дистанции, что не даёт мотору полноценно прогреться до своих рабочих параметров;
применяется моторное масло низкого качества;
нарушается интервал между заменами моторной жидкости.

Если вы хотите минимизировать вероятность залегания колец, придерживайтесь следующих правил.

При длительной стоянке, когда машина долго не эксплуатировалась, не стоит сразу же начинать на ней ездить. Сначала рекомендуется поменять моторное масло и фильтр. Причём сделать это нужно даже в том случае, если перед длительным бездействием заливалась свежая смазка.
Старайтесь хотя бы периодически ездить на большие дистанции. Это позволит мотору полноценно прогреться, а всем отложениям сгореть без остатка. Также хорошим решением может стать заливка специальной присадки. После этого дайте жару на машине. Конечно в рамках ПДД. Несколько десятков километров без остановки на скорости 100-120 км/ч приведут мотор в полный порядок.
Используйте исключительно те масла, которые рекомендует ваш автопроизводитель. Это касается состава, параметров вязкости, допусков и так далее. Не забывайте, что среди популярных моторных масел встречаются подделки.