Тепловой зазор в поршневых кольцах

Устройство и принцип работы

Конструкция компрессионного кольца проста: это кольцо, имеющее зазор для того, чтобы его упругость позволяла кольцу расходиться, сохранять прижим рабочей кромки к стенкам цилиндра. Материал – высокопрочный чугун, реже – высоколегированная сталь.

Условия работы верхнего компрессионного кольца жестки: это и высокая температура, и давление. В момент воспламенения смеси давление доходит до 90 бар, температура – приближается к 1500 градусов. По мере износа цилиндра он теряет равномерность диаметра, и при каждом ходе поршня вверх-вниз кольцу приходится сжиматься и разжиматься, что способствует накоплению усталостных напряжений. Для увеличения ресурса как минимум верхнее кольцо покрывается слоем хрома, который имеет высокую твердость.

Второе компрессионное кольцо работает в более легких условиях – в этом месте поршень уже холоднее, а прямая теплопередача от раскаленных газов на него уже не действует. Поэтому оно может и не хромироваться.

Маслосъемные кольца изначально выполнялись цельночугунными, они имели две рабочие кромки с канавкой между ними. Масло, которое пропускалось нижней кромкой, собиралось верхней в эту канавку, а через радиальные отверстия в ней попадало в отверстия в юбке поршня и отводилось внутрь него. Такая конструкция имела серьезный недостаток: обе кромки работали одновременно, в изношенных двигателях, где кольцо перекашивалось вместе с поршнем, происходил прорыв масла за кольцо. Поэтому изобрели составные конструкции: в них два тонких колечка прижимаются к краям канавки пружинящим расширителем, через который и стекает внутрь поршня собранное масло. За счет малой ширины отдельных колец и их работы такая конструкция сохраняет эффективность при перекосах поршня.

Для чего нужен зазор?

Что такое тепловой зазор? Каждая деталь двигателя автомобиля, которая подвергается воздействию высоких температур, обладает таким свойством как расширение. Многие это знают еще со школы. Так вот, при расширении детали изменяются ее параметры. Таким образом, изменение размеров детали может привести к ухудшению работы других элементов механизма, находящихся плотно друг к другу, или же к их повреждению.

В случае, когда из-за теплового расширения исчезает тепловое пространство, стыковые части прижимаются друг к другу, что чревато неприятными последствиями как для самых колец, так и для работы поршня.

Тепловой зазор в замке поршневых колец — очень важная конструктивная способность, обеспечивающая нормальную работу поршневых кругов. Главным условием для нормального функционирования, есть возможность его свободного вращения в канавке. Когда оно застрянет в канаве, оно не сможет обеспечить уплотнение, а так же отвод тепла.

Требования к тепловому зазору

Функциональные требования к тепловому зазору предусматривают:

• Отвод тепла от поршня в момент воспламенения смеси. В противном случае поршень выгорит под температурой камеры сгорания.
• Функция уплотнения поршневого пространства. Появляющееся давление должно равномерно прижимать кольца к стенкам цилиндра. Достижение такового прикасания требует установки правильного расстояния.
• Требования к маслосъёмным кругам, отвечающим за подачу нужного количества смазывающего материала. Соблюдение этого правила сохраняет расход масла, бензин на уровне заводских норм.

Параметры

Выставленные зазоры на кольцах

Установленный зазор должен соответствовать 0,6-0,3 мм, а боковой между стенкой не превышать 0,08-0,04 мм.

Величина исходит из того, что отработанные газы действуют на кольца с внутренней стороны канавки, прижимая их к стенке. Согласованное функционирование компрессионных, маслосъёмных колец позволяет получить полное сгорание смеси. Зависит это от укладки их в канавку поршня.

Стало быть, малая величина между концами после прогрева приведёт к задирам зеркала цилиндра.

Зазор измеряется щупом и регламентируется величиной 0,2-0,5 мм. Для двигателей модели ВАЗ на уплотнительных кольцах предусмотрена величина 0,25-0,04 мм. Маслосъёмные имеют 0,25-0,5 мм.

Первое кольцо сверху (компрессионное), как нагруженное из легированного чугуна подвергается напылению хромом. Пористое покрытие этого металла способно удерживать необходимую массу моторного масла.

Плазменное нанесение на кольца слоя молибдена способствует износостойкости, низким показателем трения с цилиндром.

Памятка

Замок на сепараторе покрашен в голубой цвет

Подбирая ремонтный размер, нужно руководствоваться обозначением продукции, включая модель двигателя, номер комплекта, размер изделия. Дополнительно проверяется маркировка, которая находится в определённом месте продукции (близко к концу). Тщательно рассматриваются расширительные пружины со шлифованной поверхностью.

Техника промера

Выше не было сказано, что такое вертикальный или осевой зазор. Суть этого параметра станет ясна в ходе выполнения действий:

1. Поднесите кольцо к боковой поверхности цилиндра;
2. Установите кольцо внешней стороной в ту прорезь, которая для него предназначена;
3. При помощи комплекта щупов определите величину зазора (см. рис.).

На схеме показано, как нужно измерять вертикальный зазор.

Именно так всегда промеряют осевой зазор колец

Теперь определим, какой зазор остаётся на поршневых кольцах между концами, если они, то есть кольца, находятся внутри цилиндра. Само кольцо погружают в моторное масло, а затем его нужно сдвигать по стенкам одного из цилиндров – того же, где оно будет «трудиться»:

Зазор промеряют, когда кольцо зажато стенками цилиндра

Для выполнения этой операции обычно используют поршень, если последний уже был демонтирован. Смысл в том, чтобы довести кольцо примерно до того уровня, на котором оно находится при работе мотора. Допустим, расточка блока производилась недавно. Тогда кольцо перемещают вниз на 3-5 мм (этого достаточно). А дальше, используя комплект щупов, операцию доводят до завершения.

Моторное масло, используемое для смазки колец, может быть любым. В двигателе успешно сгорает всё!

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.

Почему изменяется зазор между поршнем и цилиндром

Конструкторы автомобилей стремятся, чтобы детали двигателя работали в режиме жидкостного трения.

Это такой способ смазки трущихся поверхностей, когда благодаря прочности масляной плёнки или подаче масла под давлением и при требуемом расходе непосредственного соприкосновения деталей не происходит даже под значительной нагрузкой.

Не всегда и не во всех режимах подобное состояние можно удержать. Влияют на это несколько факторов:

• масляное голодание, подвода смазывающей жидкости, как это делается в подшипниках скольжения коленчатого и распределительного валов, под давлением в зону между поршнем и цилиндром не производится, а прочие способы смазки не всегда дают стабильный результат, лучше всего работают специальные масляные форсунки, но по разным причинам ставят их неохотно;
• некачественно сделанный или изношенный рисунок хонингования на поверхности цилиндра, призван он удерживать масляную плёнку и не давать ей полностью исчезнуть под усилием поршневых колец;
• нарушения температурного режима вызывают обнуление теплового зазора, исчезновение масляного слоя и появление задиров на поршнях и цилиндрах;
• применение некачественного масла с отклонением по всем значимым характеристикам.

Кажется, парадоксальным, но больше изнашивается поверхность цилиндра, хотя она обычно изготовлена из чугуна, это цельный чугунный блок или различные сухие и мокрые гильзы, залитые в алюминий блока.

Даже если гильза отсутствует, поверхность алюминиевого цилиндра подвергается специальной обработке, и на ней создаётся слой специального твёрдого износостойкого покрытия.

Связано это с более стабильным давлением на поршень, которое при наличии смазки почти не снимает с него металл при движении. А вот цилиндр подвержен грубой работе пружинных колец с высоким удельным давлением из-за малой площади контакта.

Естественно, поршень тоже изнашивается, даже если это происходит с меньшей скоростью. В результате суммарного износа обеих поверхностей трения зазор непрерывно увеличивается, причём неравномерно.

Зазор в замке

Прорезь в поршневом кольце принято называть замком. Этот зазор необходим, но он создает и очевидную проблему – в этом месте газы из цилиндра могут спокойно проникать в картер. Поэтому он должен иметь минимальную ширину при сборке, но не нулевую – из-за неравномерности теплового расширения цилиндра, кольца и поршня замок может свестись, после чего кольцо сломается.

Для каждого конкретного двигателя, исходя и из материалов, и из рабочего диапазона температур задается минимальный тепловой зазор в замке – при сборке мотора проверяем зазор в замке, чтобы он был не меньше нижнего порога номинала.

Износа кольца и цилиндра приводит к тому, что кольцо «расходится», зазор в замке растет, как растут и потери давления и масло проникает в камеру сгорания. Исходя из этого, задается максимальный размер зазора, при превышении которого кольцо заменяется новым.

Сравним величины номинального зазора для разных двигателей:

• ВАЗ-2108: 0,25-0,45 мм;
• ГАЗ-24: 0,25-0,6 мм;
• Honda CR-V (мотор K20A4): 0,2-0,35 мм.

О чем нам говорят эти цифры? Минимальный предел зазора в замке нового кольца у отечественных двигателей близок, но вот максимальный выше в моторе с меньшей степенью форсировки: потери давления при этом сохраняются терпимыми. У японского же мотора материалы подобраны лучше, охлаждение верхнего кольца эффективнее, поэтому снижается минимальный размер, и «вольностей» при сборке допускается меньше. Максимальный предел при дефектовке отличается – на моторах ВАЗ он составляет 1 мм, ГАЗ – 1,2 мм, у «Хонды» же верхнее компрессионное кольцо считается изношенным уже при зазоре 0,6 мм, с каким еще можно было бы собирать новый мотор двадцать четвертой «Волги».

Зазор в замке – это важный показатель при дефектовке мотора. Заводя кольцо на разную высоту, где цилиндр изнашивается по-разному, можно без нутромера узнать степень износа: в верху, где кольцо не соприкасается со стенками, цилиндр сохраняет номинальный диаметр, и именно в этом месте зазор в замке отображает износ кольца. Опускаясь ниже, кольцо расширяется, указывает на увеличение диаметра цилиндра ближе к середине, затем снова сужается. Грубо, но достаточно показательно рассчитываем разницу в диаметрах цилиндра на разной высоте, отталкиваемся от измеренного зазора.

Предположим, номинальный диаметр цилиндра – 78 мм, что соответствует окружности 122,522 мм. Измеренный зазор в замке при установке кольца вверху – 0,4 мм, длина самого кольца – 122,122 мм. Теперь опускаем его к центру цилиндра и измеряем зазор 0,8 мм – из окружности 122,922 мм получаем диаметр 78,25 мм. Такой метод не учитывает то, что цилиндр становится бочкообразным или яйцевидным, и в середине кольцо прилегает к стенкам не всей поверхностью. Тем не менее, изменение зазора в замке указывает нам, что проблема двигателя не в износе колец, которые просто заменить: потребуется расточка цилиндров.

Каким он должен быть?

Поршень имеет два вида колец: компрессионные (не пропускают сгоревшие газы) и маслосъемные (снимают излишки масла со стенок цилиндра). По своей конструкции они не сплошные, а имеют разрез, который позволяет ободу не заклинивать при нагреве. Также разрез способствует упругому прижатию к стенкам цилиндра. Очень важную роль в работе колец и цилиндра имеет наличие теплового пространства в замках. Допустимый его диапазон от 0.3 до 0.6 миллиметров. Не соблюдение диапазона может привести к отсутствию и большим повреждениям в цилиндре.

Гораздо лучше цениться косой срез. Так как давление на стенки происходит равномернее за счет то, что его края немного тоньше.

Полезно знать о промежутках в замках. Иногда механики пытаются сделать тепловое пространство в замках минимальным до 0.2 миллиметров. Это не редко приводит к тому, что появляются задиры колец и цилиндров. И это естественно, так как при нагревании детали пространство в замке становится меньше (или полностью отсутствует) и оно врезается в стенки цилиндра.

Самый простой замок с прямым разрезом имеет один недостаток – его концы имеют высокое давление на цилиндр, точнее на его стенки. Это приводит, прежде всего, к утечке масла и к преждевременному износу стенок.

Для того, чтобы подытожить вышесказанное, перечислим, какие же характеристики должны быть у поршневых колец и каков должен быть тепловой зазор поршневых колец:

1. Регуляция температуры. Это одна из важнейших функций, поскольку большая масса тепла, которое поглощается поршнем в период сгорания, будет отводиться. Если такого отвода тепла не будет – поршень расплавится за считанные секунды.
2. Давление. Основная функция состоит в том, чтобы уплотнять. И полная реализация этой характеристики возможна только при соответственном давлении. Когда давление появляется, оно влияет на поршневые круги, а они в свою очередь прижимается к стенкам цилиндра. Чтобы прижатие было равномерным – необходимо равномерное распределение и правильный зазор в поршневых кольцах.
3. Надежность и подача масла — маслосъемные. У них есть две маслосъемных перемычки, которые отвечают за необходимое количество подачи масла в размере 1-2 мкм. Если масло подается правильно – тогда расход его не большой, так же как и расход горючего. При этом будет максимально соблюдаться правило износа и срок службы будет увеличиваться.

В итоге, хотелось бы пожелать каждому автомобилисту и водителю, независимо от того, у него дизель или бензин, проверять самостоятельно или обращаться к специалистам в таком вопросе. Особенно, если речь идет об автомобилях с большим пробегом и больше 5 лет постоянной езды.

Технология замены колец

Силовые установки авто разных производителей имеют конструктивные особенности. Но, несмотря на это, алгоритм работ по замене для моторов одинаков.

Для выполнения замены потребуется стандартный набор ключей, емкости для слива тех. жидкостей и специальное приспособление для сжатия колец. Работы выполняются на смотровой яме.

Технология проведения работ:

1. Авто ставим на яму и обездвиживаем.
2. Сливаем технические жидкости (масло, антифриз).
3. Разбираем и снимаем привод ГРМ.
4. Отсоединяем впускной и выпускной коллекторы головки блока.
5. Выкручиваем крепежные болты головки блока и снимаем. После этого лучше сразу оценить состояние клапанов. При надобности ремонтируем головку с заменой маслосъемных колпачков.
6. Забираемся под авто и откручиваем поддон.
7. Откручиваем крышки шатунов (при этом их следует помечать, чтобы не перепутать, на какой шейке каждая из них стояла).
8. Находясь под авто выталкиваем поршни вместе с шатунами вверх (их тоже следует пометить).
9. Оцениваем состояние поршней и цилиндров.
10. Снимаем изношенные кольца, устанавливаем новые. Перед этим прочищаем канавки от нагара.
11. Садим поршни на место, используя приспособление для сжимания колец.
12. Собираем двигатель обратно.

Выше описан алгоритм работ, но у каждого авто есть особенности конструкции, которые влияют на технологию замены.

Признаки и причины износа поломки поршневых колец

На автомобилях ВАЗ в процессе эксплуатации происходит износ двигателя, так же выходят из строя ПК. Кольца могут:

• ломаться на две или несколько частей;
• изнашиваться по толщине;
• иметь общий износ.

Часто поломка деталей происходит вследствие перегрева ДВС, в этом случае в цилиндрах уменьшается компрессия, и мотор теряет мощность. Признаками неисправных ПК является:

• сизый дым из трубы глушителя, особенно часто он проявляется после долгой работы на холостых оборотах при резком нажатии на педаль газа;
• повышенный расход масла в двигателе;
• падение мощности, мотор перестает тянуть;
• закоксовывание свечей зажигания.

Если появляются признаки неисправности в поршневой группе, в первую очередь меняются поршневые кольца. Но замена ПК не всегда дает нужный эффект, часто после ремонта мотор продолжает дымить и расходовать масло. Причина здесь простая – имеется износ в самих цилиндрах. В блоке обычно гильзы изнашиваются неравномерно – они приобретают овальную форму, из-за выработки поршневые кольца не прилегают плотно к стенкам цилиндров и не обеспечивают герметичность.

Номиналы для разных ДВС Lifan

При установке новых моторных колец, не имеющих внешних дефектов, промер осевых зазоров проводить не обязательно. Как раз потому в литературе по ремонту значения этих зазоров не приводят. А вот зазор в замке кольца нужно измерять и оценивать, пользуясь рекомендациями изготовителя. Ниже перечислены предельные значения зазоров в замке.

Solano 620

Мотор седана Solano 620-й модели – это аналог двигателя Toyota 4A-FE, объём которого равен 1,6 л. Так что будем пользоваться рекомендациями этой компании (Toyota):

• Верхнее компрессионное: 0,250 – 0,450 (1,050);
• Нижнее компрессионное (AE-92, AT-180): 0,150 – 0,400 (1,000);
• Нижнее компрессионное (AE-101, AT-190): 0,350 – 0,600 (1,200);
• Маслосъёмное: 0,100 – 0,500 (1,100).

В скобках указано предельное максимальное значение. При его превышении нужно проводить капремонт – растачивать блок и так далее.

Кроссовер X60

Здесь у нас находится двигатель, как в кроссовере Toyota RAV4 (1,8). Поэтому снова воспользуемся рекомендациями фирмы Toyota:

• Верхнее компрессионное: 0,250 – 0,450 (1,050);
• Нижнее компрессионное: 0,350 – 0,600 (1,200);
• Маслосъёмное: 0,150 – 0,500 (1,050).

Надеемся, вопросов здесь не возникнет. Значения подходят для двигателя 1ZZ-FE (1,8 л).

Нормы соответствия

В исходном состоянии цилиндр полностью соответствует своему названию, это геометрическая фигура с постоянным диаметром по всей высоте и окружностью в любом сечении, перпендикулярном к оси. Однако, поршень имеет куда более сложную форму, к тому же он располагает термофиксирующими вставками, в результате чего неравномерно расширяется при работе.

Для оценки состояния зазора выбирается разница диаметров поршня в зоне юбки и цилиндра в средней его части.

Формально принято считать, что тепловой зазор должен составлять примерно от 3 до 5 сотых долей миллиметра по диаметру у новых деталей, а его максимальная величина в результате износа не должна превышать 15 сотых, то есть 0,15 мм.

Разумеется, это некие средние значения, двигателей великое множество и отличаются они как разными подходами к конструированию, так и геометрическими размерами деталей, зависящими от рабочего объёма.

Установка поршневых колец на поршень

1. Подготовка поршневых колец к установке.

• Перед установкой поршневых колец с них необходимо удалить консистентное средство посредством промывки их в бензине, керосине или уайт-спирите, протереть ветошью и дать просохнуть.

Определите по маркировке, нанесенной на поверхности кольца, его нормальный или ремонтный размер.— нормальный размер — маркировка отсутствует.— ремонтный размер 0,4 мм — маркировка «40»— ремонтный размер 0,8 мм — маркировка «80»

Категорически не допускается попадание агрессивных сред, а также воды на поверхность кольца.

2. Установка поршневых колец на поршень.

• Поршневые кольца устанавливаются на поршень 4 в последовательности:— маслосъемного 3 в сборе с пружинным расширителем;— нижнее 2 компрессионное;— верхнее 1 компрессионное.
• Перед установкой маслосъемного кольца проверьте, чтобы стык пружинного расширителя располагался со стороны, противоположной замку кольца
• Компрессионное нижнее поршневое кольцо устанавливается так, чтобы имеющаяся на нем маркировка «СТК» была обращена к днищу поршня.
• Для установки поршневых колец на поршень применяйте специальную монтажную втулку с заходным корпусом или специальные щипцы
• Перед установкой поршневых колец на поршень необходимо смазать поршень и поршневые кольца тонким слоем моторного масла

Установка поршней в сборе в цилиндр двигателя

• Сориентируйте поршневые кольца так, чтобы замок верхнего компрессионного кольца располагался под углом 30-45 градусов к оси поршневого кольца, замок нижнего кольца — под углом 30-45 градусов к оси поршневого кольца, диаметрально противоположно замку верхнего поршневого кольца, а замок маслосъемного кольца под углом 30-45 градусов к оси поршневого кольца, между замками компрессионных колец.

Схема расположения поршневых колец на поршне

1- Верхнее компрессионное кольцо2- Нижнее компрессионное кольцо3- Маслосъемное кольцо с пружинным расширителем4- Поршень

Установите поршень в сборе с поршневыми кольцами и шатуном в цилиндр с использованием специальной втулки или специальных клещей.

При установке необходимо соблюдать осторожность, чтобы не вызвать образование сколов.Чтобы исключить преждевременный износ поршневых колец, обкатка и эксплуатация двигателя должны соответствовать правилам по эксплуатации автомобиля

Подведем итоги

От правильно подобранного теплового зазора поршневых колец зависит как ресурс самих колец, так и исправность работы всей ЦПГ. Естественный радиальный износ колец приводит к увеличению тепловых зазоров, после чего герметизация камеры сгорания ухудшается.

Необходимо отметить, что для двигателя намного более опасен уменьшенный зазор. Если минимальный зазор в замках (тепловое пространство) сократить до показателя 0.2 миллиметра, после нагрева и выхода мотора на рабочие температуры зазор в замке может полностью отсутствовать. В результате кольцо сильно давит на стенки цилиндра, значительно возрастает износ колец, нарушается теплообмен, а также повышается риск образования задиров.

Как правильно подбирать поршневые кольца. Правильный подбор колец по размерам и материалам изготовления, как выбрать оригинальные кольца. Полезные советы.

Когда необходимо производить замену поршневых колец. Как устанавливать кольца на поршень при замене своими руками. Ресурс, колец, притирка и обкатка.

Почему залегают поршневые кольца. Основные признаки для самостоятельного оределения неисправности, диагностика. Раскоксовка поршневых колец своими руками.

Назначение, конструктивные особенности и принцип работы поршневых колец двигателя внутрннего сгорания. Типы колец, величина зазора, основные неисправности.

Назначение поршня в конструкции ДВС. Особенности и устройство поршня, маслосъемные и компрессионные кольца.

Назначение цилиндро-поршневой группы двигателя внутреннего сгорания. Особенности конструкции, поршень, кольца, гильза цилиндра. Износ и ремонт ЦПГ.

Видео «Проверка зазора в замке поршневого кольца»

Посмотрев запись, вы узнаете, по какому принципу подбираются поршневые кольца.

Процедура установки

Фирменные изделия проверенных производителей имеют удобную маркировку, благодаря которой понятно, как правильно установить поршневые кольца. На одной из сторон написано «TOP», что на английском означает «верх». Эта сторона должна быть направлена к камере сгорания или верхней части поршня.

Обозначение на сторонах колец

Если никакой надписи не обнаружилось, то должна быть проточка по всему диаметру. Такой ступенькой надо обращать кольцо вниз.

Обычно используют два метода установки. Один из них более безопасный, а второй чаще применяют или большие профессионалы или абсолютные новички. Оба подойдут для самостоятельного применения во время ремонта.

Установка с помощью металлических пластин

В первом случае понадобится нарезать несколько плоских кусочков жестянки, толщиной примерно от 0,3 до 0,5 мм. Три или четыре таких листа располагают по диаметру поршня. На них надеваются кольца. И опускаются до уровня прорези. Потом оправка для поршневых колец из пластин вынимается, и колечко садится в нужный паз. Способ прекрасно подходит для любого мастера.

Монтаж поршневого кольца

Второй вариант требует определенного опыта и умения. Он заключается в том, что нужно пальцами развести зазор, увеличивая внутренний диаметр кольца до той степени, чтобы пропустить через него поршень и установить в нужный паз. Минусы заключаются в том, что часто неопытные слесари ломают много колец, применив большее усилие, чем нужно.

Читайте также: Как проверить исправность катализатора

Результат нарушения зазора

При увеличении зазора, а обычно оно связано ещё и с ухудшением работоспособности колец, всё больше масла начинает проникать в камеру сгорания и расходоваться на угар.

Теоретически при этом должна снижаться компрессия, но чаще она наоборот, повышается, из-за обилия масла на компрессионных кольцах, герметизирующего их зазоры. Но это ненадолго, кольца коксуются, залегают, и компрессия пропадает окончательно.

Поршни при увеличенных зазорах нормально работать уже не смогут и начинают стучать. Стук поршневой хорошо слышно на перекладке, то есть в верхнем положении, когда изменяет направление своего движения нижняя головка шатуна, а поршень проходит мёртвую точку.

Юбка отходит от одной стенки цилиндра и выбирая зазор с силой ударяет по противоположной. С таким звоном ездить нельзя, поршень может разрушиться, что приведёт к катастрофе всего мотора.

Выводы

Правильно подобранные и грамотно уложенные по месту кольца гарантируют длительный срок эксплуатации.

Корректировочные работы (разведение термозазоров) после установки поршневых колец

Как только кольца установлены, прорези нужно установить не меньше чем на 120 градусов друг от друга, чтобы газы не попадали в картер. Первое кольцо удерживает до 75%!сжатия, второе только 20%! Если зазоры разведены правильно, то если даже газ прорвется через первое кольцо, второе его гарантированно удержит.

Зачем на поршне три кольца?

Два верхних кольца, устанавливаемых в канавки поршней, нужны для поддержания компрессии. На рисунке эти элементы обозначены цифрами «1» и «2». А нижнее кольцо, обозначенное как «3», является маслосъёмным:

Меньше, чем 3 кольца на поршне, в 4-тактных ДВС не используется

При работе двигателя происходит разогрев деталей, от нагрева металл расширяется, а величина всех зазоров уменьшается. Если зазор между концами кольца будет меньше, чем рекомендовано изготовителем, то после прогрева такое кольцо царапает стенки цилиндра. Замеры нужно производить без разогрева детали, причём само кольцо обязательно помещают в цилиндр:

Промер зазора нельзя выполнить, не имея доступа к блоку цилиндров

Чтобы узнать величину зазора, используют специальные щупы (планки). Обычно рекомендуемые величины находятся в следующих пределах: 0,2-0,5 мм. И всё же, обязательно сверьтесь с документацией!

Все знают, какой зазор является рекомендуемым для двигателей ВАЗ: на поршневых кольцах, создающих компрессию, он должен быть равен 0,25-0,4 мм (не меньше 0,25 мм). Для маслосъёмных колец подходят другие значения – 0,25-0,5 мм. Как видите, нижний предел здесь является одинаковым, но это верно не для всех ДВС.

Работа дизельного и бензинового ДВС

Чтобы лучше понимать значение зазора поршневых колец в работе двигателя рассмотрим, как работают две наиболее распространённые системы. В действительности, разница между ними не так велика, по крайней мере, в конструкционном плане.

Главное отличие заключается в процессе воспламенения. В дизельных двигателях он происходит благодаря повышению давления. В результате растёт температура, после чего форсунка впрыскивает топливо внутрь, и воспламенение происходит само собой.

Бензиновый двигатель устроен немного по-другому. Вместо форсунки, в верхней части поршней устанавливаются свечи, которые и подают искры. Естественно, при такой конструкции нормальный зазор поршневых колец очень важен.

Это интересно: Как разобрать вилку велосипеда с амортизатором

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.

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;

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

Этапы

1. В первую очередь нужно демонтировать своими руками головку блока цилиндров.
2. Затем необходимо снять поддон картера мотора.
3. Прокрутив коленчатый вал, устанавливаем его так, чтобы максимально выдвинулись гайки крепления шатунов.
4. Открутив крепежные гайки, демонтируем крышки шатунов.
5. С помощью молотка, легко постукивая, извлекаем поршень с шатуном из цилиндра.
6. Разжав зазор пальцами, нужно извлечь по очереди все три изделия из канавки и демонтировать с поршня. Вместе с маслосъемным снимается его расширитель.

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

1. При установке все детали следует тщательно смазать маслом.
2. 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.
3. Нижнее компрессионное кольцо имеет проточку и зуб. При установке они должны быть снизу детали. На верхней плоскости обычно есть надпись «ваз» либо «тор».
4. Аналогично устанавливается верхнее компрессионное кольцо – надписью вверх.
5. 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.

Признаки и причины износа (поломки) поршневых колец

На автомобилях ВАЗ в процессе эксплуатации происходит износ двигателя, так же выходят из строя ПК. Кольца могут:

• ломаться на две или несколько частей;
• изнашиваться по толщине;
• иметь общий износ.

Часто поломка деталей происходит вследствие перегрева ДВС, в этом случае в цилиндрах уменьшается компрессия, и мотор теряет мощность. Признаками неисправных ПК является:

• сизый дым из трубы глушителя, особенно часто он проявляется после долгой работы на холостых оборотах при резком нажатии на педаль газа;
• повышенный расход масла в двигателе;
• падение мощности, мотор перестает тянуть;
• закоксовывание свечей зажигания.

Если появляются признаки неисправности в поршневой группе, в первую очередь меняются поршневые кольца. Но замена ПК не всегда дает нужный эффект, часто после ремонта мотор продолжает дымить и расходовать масло. Причина здесь простая – имеется износ в самих цилиндрах. В блоке обычно гильзы изнашиваются неравномерно – они приобретают овальную форму, из-за выработки поршневые кольца не прилегают плотно к стенкам цилиндров и не обеспечивают герметичность.

Проведение замера компрессии в цилиндрах

Рассмотрим пример работы на классических моделях ВАЗ. Замерять компрессию необходимо на теплом двигателе. Показания холодного мотора могут исказить картину. Для замеров потребуется специальный манометр, оснащенный резьбовым наконечником. Его можно купить в любом автомагазине.

Внешний вид компрессометра

Начинается проверка с выкручивания всех свечей из своих гнезд. Затем отключается центральный кабель с катушки зажигания. Устанавливаем нейтральную передачу и поворачиваем дроссельную заслонку максимально на открытие. После этого компрессометр ввинчиваем в одно из свечных отверстий. В это время помощник должен проворачивать ручку стартера. Два-три качка будет вполне достаточно.

Показания считаются нормальными, если на приборе устанавливались данные 12-13 кс/см2.

Уровень от 10 до 12 также допускается. Но если цифры оказались ниже 10 кг/см2, то это свидетельствует о низкой компрессии. Если же компрессия все-таки достигает удовлетворительного уровня, но немного с запозданием, то в этом случае ответственность может быть на клапанах.

Для уточнения можно в спорную камеру залить около 20 мл масла и снова прокрутить стартер, сделав замер. При установлении нормальной компрессии в 12 кг/см2, причина кроется в кольцах. Решить ее сможет правильная установка поршневых колец. Если же давление осталось низким, то причиной понижения служат клапаны.

Установка с помощью оправки

Причины повышенного расхода масла

Не так часто, но бывает, что после замены поршневых колец расход масла увеличивается. Но чудес не бывает, надо искать причину и вот их примерный список:

1. Часто разбиваются верхние поршневые канавки.
2. Перепутали маслосъемные колпачки: вместо под клапан на 7 мм, поставили колпачки 8 мм.
3. Визуально износ цилиндров не виден, но на самом деле есть много мелких вертикальных царапин, незаметных невооружённым взглядом.
4. Обычная ошибка – не удалён нагар из канавок поршневых колец, новые туда не поместились и задрали стенки цилиндров.
5. У направляющих клапанов при замене втулок повредили гнёзда. Теперь масло течёт мимо колпачков.
6. Изменилась геометрия шатунов, они стали кривыми.
7. Довольно редко и не у всех двигателей – очень глянцевая поверхность цилиндров, не прирабатываются кольца.
8. Поставили с другого двигателя, толщина, которых меньше – довольно распространённая причина.
9. Залили некондиционное масло, закоксовавшее все отверстия, но, может, отверстия и не чистили.

Как видите, причин много и все не придуманы, а взяты из существующей практики.

Принимая во внимание все советы и рекомендации сможете провести замену поршневых колец самостоятельно правильно.