Как выглядит поршень: Поршень двигателя внутреннего сгорания

Поршень двигателя внутреннего сгорания

Поршень — один из основных составных элементов КШМ. Главной задачей детали становится принятие давления активно расширяющихся и сильно разогретых газов, которые образуются в  рабочей камере при сгорании топливно-воздушной смеси. Полученная энергия от воздействия указанных газов на поршень далее передается на шатун. Поршень имеет три части, которые отвечают за реализацию различных функций. К таковым частям относят днище поршня, уплотняющую часть и направляющую часть поршня.

Поршень испытывает значительные тепловые и механические нагрузки в процессе работы двигателя. Основным материалом для изготовления поршня сегодня  выступают алюминиевые сплавы, ранее активно использовался чугун. Поршень совершает возвратно-поступательные движения в гильзе цилиндра, которая размещена в блоке цилиндров ДВС.

Поршень является цельной деталью цилиндрической формы, которую принято делить на головку поршня и юбку поршня.

Головка поршня бывает плоской, выпуклой, может иметь вогнутую форму и т.п. В различных ДВС  форма головки поршня зависит от того, как расположены свечи зажигания, инжекторные форсунки, впускные и выпускные клапаны и т.д. Для бензиновых двигателей камера сгорания выполняется отдельно, но для дизельного мотора данная камера изготовлена прямо в головке поршня.

В зоне головки поршня выполнены специальные канавки. Указанные канавки нарезаются для того, чтобы разместить в них поршневые кольца. Данные кольца выступают уплотняющими элементами. Современные двигатели внутреннего сгорания имеют два типа  поршневых колец:

• маслосъемные кольца;
• компрессионные кольца;

Задачей компрессионного кольца становится не допустить того, чтобы газы прорывались в картер мотора. Маслосъемное кольцо служит для того, чтобы удалить излишки моторного масла со стенок цилиндра двигателя. Качественное уплотнение предельно важно для нормальной работы ДВС.

Поршень, шатун и гильза цилиндра образуют цилиндро-поршневую группу (ЦПГ). Одним из основных показателей исправности цилиндропоршневой группы выступает необходимая для того или иного мотора компрессия. Дополнительно состояние ЦПГ оценивают по отсутствию или наличию повышенной дымности выхлопа, а также заметного угара моторного масла в процессе эксплуатации. Исправный ДВС не должен иметь расход масла выше паспортного.  

Юбка поршня представляет собой направляющую часть указанной детали, в которой  выполнена пара бобышек. Бобышки служат для установки поршневого пальца. Поршневой палец выступает соединяющим элементом поршня с шатуном.

Читайте также

Как выглядит поршень. Литые и кованые. Материалы, из которых изготовлен поршень

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.

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

Поршень является движущейся частью камеры сгорания. Он отвечает за преобразование энергии, выделяемой в процессе сгорания, в механическую работу. Поршень также выполняет ряд других важных задач. Он герметизирует камеру сгорания, направляет шатун и рассеивает тепло, выделяемое в камере сгорания. Он также поддерживает газообмен и подготовку смеси со специальной конструкцией поверхности поршня на стороне камеры сгорания, которая известна как головка поршня. В нем также имеются уплотнительные элементы.

По своей основной структуре поршень представляет собой полый цилиндр, который запечатан с одной стороны. Он состоит из следующих областей: Поршневая корона с кольцевым ремнем, втулкой поршня и валом. Поршень подвергается воздействию различных сил. Когда двигатель работает, он постоянно перемещается вверх и вниз в цилиндре. В каждой точке реверса она резко тормозится, а затем снова ускоряется. Это создает массовые инерционные силы, действующие на поршень. Вместе с силами, создаваемыми давлением газа, они образуют силу поршня.

Определение зазора при помощи измерения диаметра поршня и отверстия цилиндра

Измерение диаметра юбки поршня при помощи микрометра.

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.

Сила поршня передается на шатун и коленчатый вал. Однако шатун только точно вертикален в верхней и нижней точках реверса. Наклон шатуна толкает поршень в сторону, то есть против стенки цилиндра. Степень этой силы несколько раз изменяется в течение рабочего цикла. Он определяется силой поршня и углом кромки поршня относительно оси шатуна. Боковая сила может быть получена из параллелограмма сил.

Что происходит с зазором между поршнем и цилиндром

Каждый поршень оснащен поршневыми кольцами. Поршневые кольца должны изолировать камеру сгорания и рабочее пространство от картера и вывести масло из стенок цилиндра, тем самым регулируя расход масла. Они также должны рассеивать тепло, поглощенное поршнем во время сгорания, до охлаждаемого цилиндра цилиндра.

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.

Двигатель сконструирован из разных частей. Эти части: нижний конец, верхний конец, передний конец, масляный поддон, крышка клапана и передняя крышка. Нижний конец: нижний конец включает в себя блок цилиндров со всеми его внутренними деталями. Поршни, штанги, коленчатый вал и подшипник будут в блоке. Термин короткий блок часто используется для обозначения того же самого, что и нижний.

Длинный блок: это термин технического специалиста, который относится к короткому блоку с установленными головами. Части, такие как крышки клапанов, передняя крышка, маховик, крепления и т.д. Не входят в длинный блок. Голый блок: блок цилиндров со всеми удаленными деталями. В блоке не было бы поршней, стержней, коленчатого вала и других частей.

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

В старых учебниках указывается, что при таком способе измерения зазора, щуп мерной пластиной установленной толщины и ширины должен перемещаться под воздействия строго регламентированного усилия, измеряемого пружинным динамометром.

Конструкция нижнего конца. Блок-колодка блока цилиндров: плоская обработанная поверхность для головки блока цилиндров. Отверстия болтов просверливают и постукивают в палубе для жарких болтов. Охлаждающие и масляные каналы позволяют пропускать жидкости через блок, головную прокладку и головки цилиндров.

Цилиндры: большие отверстия, обработанные в блоке цилиндров для поршней. Встроенный цилиндр является частью блока. Гильзы цилиндров: отдельная часть, вдавленная в блок. Существует два основных типа гильз цилиндров: сухие рукава и мокрые рукава. Болты цилиндров: в блоке имеется несколько отверстий, отверстия для подъемников, кулачковые отверстия, основной канал.

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:

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

К сожалению, материалов, в полной мере соответствующих этим противоречивым требованиям в природе просто не существует.

Основные колпачки: они затупляются до нижней части блока цилиндров и образуют половину основного отверстия. Большие болты главной крышки ввинчиваются в отверстия в блоке для крепления колпачков к блоку. Основные подшипники: защелкиваются в блок цилиндров и главные колпачки, чтобы обеспечить рабочую поверхность для главных колец коленчатого вала.

Коленчатый вал: он преобразует поршневые поршни в вращающееся движение. Коленчатый вал находится в главном отверстии блока. Коленчатый вал имеет проходы масляного коленчатого вала, противовесы, фланец коленчатого вала с опорным подшипником в центре для поддержки входного вала ручной коробки передач и масляные уплотнения коленчатого вала.

Поршни массовых автомобильных двигателей внутреннего сгорания изготавливались только из двух материалов – чугуна и алюминия, вернее силуминовых сплавов, состоящих из алюминия и кремния.

Чугун имеет много положительных качеств, от твёрдый, выдерживает высокие температуры, по сравнению с силуминовыми сплавами. Имеет высокую сопротивляемость износу и низкий коэффициент трения в паре чугун – чугун, из которого сделаны блоки цилиндров или вставные гильзы блока цилиндров. Коэффициент температурного расширения чугунного поршня значительно ниже подобного показателя алюминиевого поршня.

Главные журналы кривошипов: прецизионные обрабатываемые и полированные поверхности, которые движутся по основным подшипникам. Журналы кривошипных стержней: также термины коленчатых валов также обрабатываются и полируются, но они предназначены для шатунных подшипников.

Маховик: большой стальной диск, установленный на заднем фланце коленчатого вала. Маховик имеет большую кольцевую шестерню, которая позволяет запускать двигатель. Шатун: крепит поршень к коленчатому валу. Шатун шатуна: болты на нижней части корпуса шатуна. Его можно снять для разборки двигателя.

Но он также имеет и недостатки. Чугун имеет низкую теплопроводность, поэтому температура днища чугунного поршня выше температуры днища аналогичного алюминиевого поршня. Можно подумать это не страшно, поскольку чугун легко способен выдержать более высокие температуры. Но это только на первый взгляд, повышения удельной литровой мощности и эффективности работы двигателя конструкторы стараются поднять степень сжатия. А более горячий чугунный поршень не позволяет это сделать, поскольку в двигателях с внешним смесеобразованием (бензиновые двигатели) появляется детонационное зажигание. Но основным недостатком чугуна является его высокая плотность. Для повышения максимальной мощности и эффективности двигателя конструкторы стараются увеличить скорость вращения двигателя, но вес тяжелых чугунных поршней не позволяет это сделать. Поэтому все современные автомобильные двигатели, как бензиновые, так и дизельные, имеют алюминиевые поршни.

Шатунные подшипники: освободите колесо штока коленчатого вала. Поршневой штифт: позволяет поршню качаться на шатуне. Штифт входит в отверстие в поршне и малый конец шатуна. Он должен удерживать поршневые кольца и поршневой штифт во время работы в цилиндре. Поршневые кольца: автомобильные поршни обычно используют три кольца — два компрессионных кольца и одно масляное кольцо.

Балансировочные валы: используются в некоторых двигателях для снижения вибрации. Эти противовесные валы обычно устанавливаются на левой и правой стороне блока цилиндров и приводятся в движение ремнем или цепью. Прокладка головки уплотняет поверхность блока и головки, чтобы предотвратить утечку масла, охлаждающей жидкости и давления.

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.

Головка цилиндра состоит из камер сгорания, входных отверстий, выхлопных отверстий, проходов масла, водяных рубашек, впускной палубы, выхлопной палубы и дюбельных отверстий. Два основных типа направляющих клапанов являются интегральными и вдавленными.

Седла клапанов могут быть частью головки или разделенного вдавленного компонента. Он в основном состоит из пружины клапана, фиксатора и двух держателей. Они необходимы, когда распределительный вал расположен в блоке цилиндров. В любом двигателе качалки устанавливаются сверху головки цилиндров различными способами; качающийся вал, рокерный штырь или рокер-пьедестал. Существует два типа коромысел; регулируемые коромысла и нерегулируемые коромысла. Регулируемые коромысла обеспечивают средство для изменения зазора в клапанах.

Блок цилиндров без гильз

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.

Нерегулируемые рулевые рычаги не позволяют менять зазор клапана. Они используются только с некоторыми гидравлическими подъемниками. Соленоиды могут быть включены или выключены для деактивации или активации некоторых клапанов двигателя. Это делается для оптимизации мощности и эффективности двигателя на всех рабочих скоростях.

Механизм привода распределительного вала также называется механизмом синхронизации, должен поворачивать распределительный вал и держать его во времени с коленчатым валом двигателя и поршнями. Иногда он также должен приводить в действие другие блоки. Существует три основных типа привода распределительных валов: редуктор, цепной привод и ременный привод.

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.

Зубчатый привод: зубчатые передачи представляют собой две винтовые передачи на передней части двигателя, которые управляют распредвалом двигателя. Цепь синхронизации и две звездочки: цепь синхронизации передает мощность от коленчатых звездочек к кулачковым звездочкам. Ключ коленчатого вала используется для блокировки звездочки коленчатого вала на валу. Для закрепления звездочки кулачкового вала на кулачке используется ключ или дюбель распределительного вала и гарантирует, что звездочка не вращается на распределительном валу и не выходит из строя.

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.

Натяжитель цепи может использоваться для того, чтобы занять избыток провисания при износе цепи и звездочек. Для предотвращения цепного шлепа может понадобиться направляющая цепи. Вспомогательная цепь и звездочки могут использоваться для привода масляного насоса, балансировочных валов и других узлов двигателя. Маслобойщик помогает распылять масло по цепи ГРМ, чтобы предотвратить износ. Передняя крышка двигателя, также называемая цепью привода газораспределительного механизма или кожухом зубчатого колеса, представляет собой металлический корпус, который крепится на передней части двигателя.

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.

Он включает цепь привода или зубчатые колеса, чтобы масло не распылялось. Крышка удерживает сальник коленчатого вала. Ремень с синхронизацией: Зубья, образующиеся во внутренней части ремня. Они сцепляются с зубами снаружи кривошипа и кулачковых звездочек. Ленточная звездочка обычно имеет квадратные зубы. Натяжитель ремня привода таймера — это колесо, которое удерживает ремень газораспределительного механизма на своих звездочках. Датчики зубчатых ремней обнаруживают чрезмерное натяжение натяжителя и износ ремня и натяжение ремня.

Вспомогательная ленточная звездочка, также называемая промежуточной звездочкой, может использоваться для управления масляным насосом, водяным насосом, распределителем и т.д. ремень привода газораспределения просто распространяется вокруг этой дополнительной звездочки. Крышка приводного ремня газораспределительного механизма представляет собой просто лист металлического или пластикового кожуха вокруг приводного ремня кулачка.

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.

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.

Вал весов имеет весы бобины, которые вращаются в противоположном направлении вращения коленчатого вала. Это отменяет крутильные колебания, создаваемые коленчатым валом, обеспечивая плавность хода двигателя. Болты выпускного коллектора к головке цилиндров, над выхлопными отверстиями. Он просто удерживает масляный аэрозоль клапанной системы от утечки, если двигатель. Крышка герметизирована прокладкой или герметиком.

Прокладки двигателя предотвращают давление, масло, охлаждающую жидкость и утечку воздуха между компонентами двигателя. Они есть; прокладка головки блока цилиндров, прокладка крышки клапана, прокладка масляного поддона, прокладка передней крышки, прокладки корпуса термостата, прокладки впускного и выпускного коллектора и т.д.

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.

Группа 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.

Масляный поддон, обычно выполнен из тонкого листа металла или алюминия, болты на нижней части блока цилиндров. Он содержит дополнительный запас масла для системы смазки. Масляный поддон оснащен резьбовой пробкой для замены масла. Отстойник — самая низкая область в масляной кастрюле, где собирается масло.

Одно — и многоцилиндровые двигатели. Мощность двигателя изменяется как квадрат отверстия, но масса изменяется как куб отверстия. Интервал срабатывания и крутящий момент. По мере увеличения количества цилиндров крутящий момент является более плавным, и требуется меньшее количество маховика, способствуя ускорению. Большие цилиндры имеют длинные тепловые пути, например, от центра поршня. Многоцилиндровые агрегаты необходимы для большой мощности, чтобы избежать проблем с смазкой и детонацией из-за перегрева.

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 – 20? С.

Различные производители имеют различные группы или классы поршней по диаметру. Поэтому перед ремонтом двигателя ознакомьтесь с Руководством по ремонту.

И так, поршни одного двигателя делятся по следующим признакам:

1. Класс поршня по диаметру (селективная подборка)
2. Группа отверстия под поршневой палец (селективная подборка)
3. Ремонтный размер
4. Группа по весу поршня

Смена поршня, цилиндра, поршневого пальца. Срок службы поршня соответствует, примерно, времени износа на нем двух комплектов поршневых колец. У поршня изнашиваются боковые стенки канавок для колец, отверстие под палец и юбка. Первоначальную прямоугольную форму изношенных канавок восстанавливают протачиванием на токарном станке и ставят в них более высокие поршневые кольца. Для устранения овальности, образующейся при износе, отверстие в бобышках обрабатывают разверткой под размер пальца увеличенного диаметра. Поршень с сильно износившейся юбкой, как правило, бракуют и заменяют новым. Пределом изношенности поршня можно считать образование между нижней частью юбки и зеркалом зазора около 0,5% от диаметра цилиндра. Величину зазора измеряют у передней или задней стороны юбки при расположении поршня в нижней, менее изношенной части цилиндра. Диаметр нового поршня, по данным Мотоциклетного справочника (А. М. Иерусалимский , А. А. Иванов , Б. В. Бекман , Мотоциклетный справочник, Машгиз, 1947.), должен быть меньше диаметра цилиндра в верхней части поршня (участок колец) на 0,006 и внизу юбки — на 0,003 диаметра цилиндра. Норма зазора, рекомендованная для нижней части юбки, является устаревшей и поршень, обработанной для цилиндра диаметром 78 мм , согласно указанной норме, имел бы зазор у юбки 78 X 0,003 = — 0,234 мм . Современные поршни работают с зазором в верхней части примерно 0,3 — 0,5 мм (что соответствует нормам справочника), а в нижней части юбки — 0,05 — 0,08 мм , что и следует принимать при подборе нового поршня по цилиндру.
При использовании поршней из сплавов, тепловое расширение которых неизвестно, величину необходимого зазора между поршнем и цилиндром уточняют опытным путем: поршень и цилиндр нагревают примерно до 150°; в этих условиях поршень должен опускаться в цилиндр под влиянием своего веса.
В качестве примера правильного подбора поршня к цилиндру приводим данные по двигателю мотоцикла М1А. Поршень устанавливают в цилиндре с зазором 0,085 — 0,065 мм . Кроме поршней номинальных размеров, завод выпускает поршни для первого ремонта с обозначением на днище ПР и для второго ремонта с обозначением ВР. Кроме этих обозначений, на днище поршня ставят один из номеров размерных групп: 0; 1 или 2. Такие же номера выбиты на верхнем торце цилиндра. Поршень и цилиндр подбирают с одинаковым номером размерной группы.
Поршни смежных размерных групп отличаются один от другого диаметром юбки на 0,01 мм . Поршни первого и второго ремонта предназначены для цилиндров, расшлифованных соответственно до 52,25 и 52,5 мм
. На бобышке поршня имеются цветные метки — белая, черная или красная — для подбора поршневых пальцев, также имеющих на торце цветные метки. При комплектовке поршень и палец подбирают с одинаковыми цветными метками.
При износе юбки поршень во время работы двигателя ударяет о стенки цилиндра, вызывая резкий стук, являющийся для водителя предупреждением о возможной поломке юбки; увеличивается расход масла и ослабевает компрессия, главным образом, вследствие ухудшения прилегания колец к зеркалу. В двухтактных двигателях, в которых поршень служит основным распределительным органом, при износе юбки поршня, помимо появления стуков и ослабления компрессии в цилиндре, неплотно закрываются окна и уменьшается компрессия в картере, вследствие чего резко ухудшается заряд — наполнение и пуск и уменьшается мощность двигателя.
Продление срока службы изношенного поршня путем установки новых колец возможно лишь на короткое время, так как в этом случае кольца изнашиваются очень скоро.
Цилиндр заменяют новым или растачивают и шлифуют (под увеличенный размер поршня) при увеличении диаметра его верхней части от износа на 0,15 — 0,20 мм , а также при образовании на зеркале задиров от поршневого пальца и рисок от пригоревших поршневых колец и заклинивания поршня. Вследствие износа зеркало цилиндра становится конусным (вверху шире, внизу уже) и овальным, вытянутым по оси, перпендикулярной поршневому пальцу.
У некоторых двигателей износ цилиндра в верхней части бывает большим в направлении поршневого пальца по следующим причинам, не связанным с перекосом поршня: вследствие смывания смазки потоком рабочей смеси, направленным на боковую стенку; неравномерного стекания смазки, в особенности при горизонтальном расположении цилиндра; деформации цилиндра от нагрева.
Конусность зеркала цилиндра удобно приближенно определять с помощью поршневого кольца, которое для этого помещают внизу, а затем вверху цилиндра. Зазор в замке измеряют щупом. Разность между большим и меньшим значениями зазора, разделенная на 3,14 (число π), есть величина износа. Точное определение износа производят индикатором (фиг. 89).

От износа зеркала цилиндра, задиров и рисок на нем ухудшается компрессия. При выборе способа восстановления компрессии необходимо учитывать следующее: путем установки в изношенный цилиндр нового поршня и колец нельзя восстановить нормальную компрессию, так как поршень и кольца не могут хорошо приработаться к овальному зеркалу; зазоры между поршнем и зеркалом и в замках колец, подогнанных по нижней части цилиндра, в верхней, более изношенной части зеркала сильно увеличиваются; кольца при движении по конусному цилиндру непрерывно сжимаются и разжимаются, изнашивают боковые стенки канавок и могут сломаться.

Из повреждений зеркала, возникающих не от износа, наиболее влияют на уменьшение компрессии и увеличение расхода масла глубокие риски, образующиеся вдоль всего зеркала, снизу до верха цилиндра. Неглубокие задиры зеркала цилиндра пальцем в четырехтактных двигателях не причиняют особенно большого вреда, так как сечение одного-двух задиров по сравнению с суммарной площадью многих рисок невелико и повреждение не достигает верхней части зеркала, в пределах которой развиваются наиболее высокие давления при сжатии и рабочем ходе. В двухтактных двигателях любое повреждение зеркала, в том числе и задир пальцем, резко ухудшает пуск и работу двигателя.
Наволакивание алюминия на участки зеркала при частичных закаливаниях поршня в цилиндре или при работе с недостатком смазки устраняют шабером или, более успешно, концентрированным раствором каустика (едкий натр, едкое кали). Щелочь быстро растворяет алюминий и затем ее удаляют теплой водой.
Цилиндр с изношенным или поврежденным зеркалом в заводских условиях ремонтируют расточкой резцами, шлифованием вращающимся абразивом и доводкой хонингованием. В незаводских условиях цилиндр растачивают на токарном станке и затем доводят хонинговальной головкой или разжимным притиром с наждачной пастой.
При расточке цилиндра на токарном станке необходимо достигнуть минимальной конусности и овальности, точной перпендикулярности оси цилиндра фланцу, возможно более чистой поверхности. Необходимо также в нижней части цилиндра снять коническую фаску для облегчения введения в него поршневых колец.
Токари для упрощения работы при расточке закрепляют нижнюю часть или фланец цилиндра в четырехкулачковый патрон. Этого делать нельзя даже в том случае, когда фланец цилиндра очень массивный. Кулачки (при необходимом для прочного закрепления завертывании) деформируют цилиндр, резец снимает на выпученных частях зеркала увеличенную стружку. В результате, несмотря на очень осмотрительное закрепление, вынутый из патрона цилиндр приобретает в районе фланца форму овала, вытянутого в направлении более интенсивного сжатия кулачками.
В условиях слабо оснащенной мастерской для того, чтобы фланец был перпендикулярен оси цилиндра, последний устанавливают на выверенной планшайбе и крепят болтами за фланец или нижнюю часть цилиндра, вставляют в оправку, закрепленную в патроне. В тех случаях, когда цилиндр уже расточен, но нет уверенности в соблюдении перпендикулярности оси цилиндра фланцу, вытачивают оправку, надевают на нее цилиндр и резцом проверяют фланец, при необходимости снимая с него минимальную стружку.
После расточки зеркало доводят хонинговальной головкой, которая может быть изготовлена упрощенным способом из деревянной болванки (фиг. 90) или разжимным притиром с абразивной пастой.

Для начальной обработки применяют абразивные бруски с зернистостью 150 — 170, окончательную доводку производят брусками с зернистостью 250 — 400.
Хонинговальную головку необходимо вращать и одновременно перемещать возвратно — поступательно, обильно подливая на абразивные бруски керосин. Примерное число оборотов в минуту хонинговальной головки — 220, количество возвратно-поступательных ходов — от 60 до 100. После доводки желательно промыть зеркало теплой мыльной водой.
Приводить головку во вращение можно от сверлильного станка или тихоходной электрической дрелью, питая ее током пониженного напряжения через трансформатор или, в крайнем случае, вручную.
Хонинговальная головка, изготовленная упрощенным способом, улучшает поверхность зеркала, но с ее помощью нельзя устранить ни конусности, ни овальности цилиндра.
Для обильной подачи на абразивные бруски керосина, без которого на зеркале будут появляться риски, мотоциклисту можно рекомендовать следующий способ хонингования цилиндра (фиг. 91).

В сосуд подходящего размера, например, ведро, вливают 8 — 10 л керосина. Цилиндр закрепляют в отверстии доски болтами и опускают в сосуд с керосином, доска при этом ложится на края сосуда. Таким образом, хонинговальная головка вращается в керосине. После окончания работы керосин можно отфильтровать и использовать вторично.
При нормальном образовании износов ослабление посадки поршневого пальца в бобышках поршня и появление зазоров между пальцем и его бронзовой втулкой в головке шатуна происходят одновременно с износом поршня. Поэтому поршень, палец и бронзовую втулку следует заменять одновременно. Но так как нередко, вследствие неправильной эксплуатации или неточной подгонки деталей при сборке, необходимость замены поршня, пальца и бронзовой втулки наступает в разные сроки, то необходимо определить первоочередность замены той или другой детали.
Нарушение правильной работы сочленения поршня с шатуном в первую очередь определяют по появлению постороннего стука при работе двигателя. Износы в сочленении поршня с пальцем и верхней головкой шатуна в целом проверяют на ощупь. Осевое перемещение поршня с пальцем во втулке шатуна — явление нормальное. Боковое покачивание поршня с пальцем во втулке допустимо, так как указывает на незначительный износ трущихся поверхностей сочленения. Самое незначительное перемещение поршня относительно головки шатуна в радиальном направлении недопустимо, так как вызывает при работе двигателя интенсивный стук и может явиться причиной поломки поршня. Радиальное перемещение поршня происходит от следующих причин: износа пальца, увеличения отверстия в бобышках, от трения и наклепа, износа бронзовой втулки, ослабления посадки бронзовой втулки в головке шатуна.
Изношенный палец заменяют новым того же размера и нередко он устанавливается достаточно плотно в старой втулке. При износе отверстий бобышку поршня и бронзовую втулку в шатуне обрабатывают разверткой под увеличенный размер пальца. Подгоняя палец по месту, его плотнее устанавливают в бобышках и свободнее во втулке. От нагревания при работе поршень расширяется и посадка пальца в бобышках ослабевает. Поэтому пользуются раздвижной разверткой (см. фиг. 10) или подбирают развертку под соответствующую посадку пальца в бобышках, а бронзовую втулку обрабатывают той же разверткой, но с наложенной на несколько ее граней полоской бумаги (см. фиг. 11).

В качестве примера подбора пальца к поршню приведены данные по комплектованию двигателя мотоцикла М1А. Поршневой палец имеет диаметр 12 мм . Изготовляются также пальцы увеличенного размера — диаметром 12,1 мм . На торцах пальцев имеются цветные метки — белая, черная или красная, обозначающие размерные группы. Белой меткой обозначен палец большего диаметра, пальцы с черной и красной метками меньше соответственно на 0,0025 и 0,005 мм . При комплектовке цветные метки пальца и бобышки поршня подбирают одинаковые, что обеспечивает натяг примерно 0,01 мм . Установка пальца с натягом даже в нагретый поршень при недостатке опыта может привести к деформации поршня. От сжатия по направлению пальца поршень сплющивается, поэтому для предупреждения повреждения поршня допустимо подбирать палец с красной меткой, для бобышек — с черной и белой метками.
Чтобы снять поршень с шатуна, вынимают запорные пружинные кольца из бобышек и, подогрев поршень, выталкивают поршневой палец. Запорные кольца бывают двух видов: проволочные и штампованные из листовой стали. Первые извлекают с помощью небольших плоскогубцев, вторые — круглогубцами с опиленными тонкими концами губок. Плоскогубцами запорное кольцо захватывают за оба проволочных крючка; тонкие концы круглогубцев вводят в отверстия на концах кольца из листовой стали. При сближении концов запорное кольцо выходит без затруднений из канавки в бобышке поршня. Чтобы не потерять запорное кольцо, рекомендуется продеть губки сквозь продырявленный кусок материи и прикрыть им отверстие бобышки во время извлечения кольца.
Палец, туго сидящий в поршне, выпрессовывают при помощи хомута с винтом (фиг. 92) или выколачивают молотком с помощью деревянного или алюминиевого стержня. При выколачивании пальца поршень надежно подпирают массивным деревянным бруском для того, чтобы не изогнуть шатун, который в боковом направлении может погнуться даже от слабых ударов молотка.

Снятый поршень внимательно осматривают, выясняя, не работал ли он с перекосом на согнутом шатуне, и устраняют перед установкой нового поршня это повреждение. При работе с перекосом верхние пояски между кольцами над отверстием для пальца и расположенная по диагонали нижняя часть юбки под бобышкой имеют следы усиленного износа, а диаметрально расположенные участки поясков и часть юбки в этом случае покрыты нагаром (фиг. 93). Незначительный изгиб шатуна устраняют небольшим нажимом на его головку. Отсутствие изгиба проверяют способами, изложенными ниже.

Втулку верхней головки шатуна выпрессовывают и запрессовывают в тисках или болтом с гайкой с помощью отрезков труб (фиг. 94).

Для установки пальца поршень предварительно нагревают до 100° в кипящей воде, или непосредственно на электрической плитке, или на металлическом листе другим источником тепла. Нагревание поршня в масле менее удобно, так как при сборке приходится устанавливать поршень, покрытый горячим маслом.
Отверстия в бобышках поршня и во втулке шатуна совмещают продетой в них точеной оправкой 6 с уступом (фиг. 92). Диаметр оправки делают несколько меньшим диаметра пальца, а конец ее за уступом входит внутрь пальца.
В нагретый поршень палец входит совершенно свободно, но лишь до момента повышения температуры самого пальца. Поэтому палец, слегка смазанный автолом, вталкивают в поршень возможно быстрее до упора в предварительно вставленное запорное кольцо. Под руками размещают молоток, массивный деревянный брусок и стержни — выколотки, с помощью которых можно будет, если понадобится, быстро «дослать» палец в ту или иную сторону.
В четырехтактных двигателях поршни, имеющие на юбке разрезы (прямые, косые, Т-образные или иной формы), устанавливают (если нет специальных указаний завода — изготовителя) разрезом к передней, менее нагруженной стенке цилиндра. В противном случае поршень в процессе эксплуатации двигателя разрушится.
На головках поршней двухтактных двигателей имеются стрелки и надписи, указывающие, как устанавливать поршень в цилиндре. Например, в двигателе мотоцикла М1А поршень должен быть обращен вперед к выпускному окну стороной, обозначенной направлением стрелки. При несоблюдении этих указаний замки поршневых колец совпадут с окнами на зеркале, и кольца при движении поршня сломаются.
При отсутствии на головке поршня установочных данных руководствуются следующими указаниями: у двигателей с гребешком на головке поршня длинная сторона гребешка должна быть обращена к выпускному окну, а короткая — к продувочному; поршень с выпуклой головкой (без гребешка) вставляют юбкой до нижнего кольца в цилиндр сверху так, чтобы поршневой палец расположился по диаметру, соответствующему направлению отверстия в головке шатуна. Против стопоров поршня, на торце по окружности цилиндра, ставят метки карандашом или мелом, после этого поршень вынимают, повертывают на 180° и разметку повторяют. Для установки поршня требуется выбрать одно из двух его положений, при котором мысленно проведенные от меток вдоль зеркала цилиндра линии не будут пересекать окон на зеркале, а пройдут по направлениям, не занятым окнами. Полезно также проверить при этом сопряжение выемок и окон на поршне с окнами на зеркале при различных положениях поршня в цилиндре.
После сборки поршня с шатуном, прежде чем надевать кольца, проводят пробную установку цилиндра, для того чтобы проверить, нет ли перекоса поршня в цилиндре. Предварительную проверку производят путем осмотра или с помощью щупа, просовываемого между поршнем и зеркалом около бобышек. Зазоры у обеих бобышек должны быть равные. Обнаруженный перекос, обычно являющийся следствием изгиба шатуна, вызывает не только неправильную работу поршня и колец, но также уменьшает надежность закрепления поршневого пальца. В этом случае на палец вдоль его оси будет действовать сила, воспринимаемая запорным кольцом, которое по истечении некоторого времени работы двигателя выйдет из углубления бобышки, и тогда палец задерет зеркало цилиндра.
Более точный способ обнаруживания и устранения перекоса поршня в цилиндре с помощью щупов и приспособления, являющийся обязательным при высококачественной сборке двигателя, изложен при описании сборки и разборки картера.

Кованые поршни. Преимущества и недостатки кованых поршней.

Кованые поршни и их преимущества.

«В форсированном двигателе применены кованые поршни…». Знатокам тюнинга эта фраза знакома, упоминание о кованных поршнях часто встречается в описании конструкций спортивных двигателей.

Поршни двигателя – одна из самых сложных и нагруженных деталей. Современная тенденция в спортивном тюнинге – рост максимальных оборотов двигателя. Следовательно приходиться бороться за массу поршня, ведь чем легче поршень, тем меньше он под действием боковых составляющих сил инерции прижимается к поверхности цилиндра. А значит, меньше будут механические потери, выше мощность, как правило, больше ресурс и выше максимально допустимые обороты двигателя.

В борьбе за снижение массы поршень приобрел оригинальную форму, но напрочь утратил простоту. Во-первых, как известно, металл при нагреве расширяется, причем поршень расширяется неравномерно, больше в направлении, параллельном оси поршневого пальца, и меньше – в плоскости качания шатуна.

Происходит это из-за того, что металла в области бобышек-приливов под поршневой палец больше, и поэтому если, предположим, поршень был бы цилиндрическим в холодном состоянии, то при нагреве до рабочей температуры он станет овальным. Во-вторых, юбка поршня при работе двигателя тоже нагревается неравномерно, и тоже превратиться в изогнутую, как говорят специалисты, «корсетную». Точно также ведет себя и конусная юбка поршня двигателя.

Все это приводит к сокращению пятна контакта поршня с поверхностью цилиндра, повышенному износу, а в худшем случае – задиру, прихватыванию поршней и заклиниванию двигателя. А ведь помимо нагрева, поршень подвергается и давлению газов, и воздействиям сил инерции, и под их влиянием тоже деформируется.

Понятно, что поршень должен быть как можно легче, прочнее и как можно меньше изменять свою форму при нагреве и других воздействиях.

Вот типичный портрет современного поршня для двигателя автомобиля или мотоцикла. Он (поршень) отливается из аллюминиевого сплава с добавлением кремния и в холодном состоянии имеет овальную форму, чтобы при нагреве поршня, в силу упомянутых выше причин, приблизиться к цилиндрической. А для того, чтобы оптимизировать по форме пятно контакта юбки поршня с цилиндром, профиль юбки поршня делают бочкоообразным, причем с запасом, чтобы поршень сохранил форму бочонка и в горячем состоянии.

Кроме того, с целью свести к минимуму температурную деформацию поршня, в тело поршня заливают стальные, термокомпенсирующие вставки, которые призваны удерживать область бобышек от чрезмерного расширения. Главный недостаток литых поршней – процесс литья не свободен от большого процента технологического брака, внутри металла будущего поршня остаются пустоты, возникают трещины. Да и твердость сплава после литья и закалки относительно не высока: 80 единиц по шкале Бринеля.

Поэтому, чтобы соблюсти необходимую прочность литого поршня, его массу приходится увеличивать. К примеру обычный заводской поршень для 16V двигателя ВАЗ, получаемый литьем в кокиль, весит 370 грамм. Как альтернатива заводским, литым поршням появились кованые поршни. В принципе их правильнее называть штампованными, т.к. поршни получают не многократной обработкой давлением, а однократной. Заготовка поршня помещается в матрицу, прижимается пуансоном и полуфабрикат поршня готов. Естественно, окончательную форму поршня он приобретет только после механической обработки.

Штамповка поршня под давлением позволяет упрочнить металл и одновременно сделать поршень гораздо более легким, прочным, надежным и долговечным.

При этом возникает проблема невозможности (вернее большой сложности) запрессовки в поршень термокомпенсирующих вставок и вследствии этого необходимость в более тщательном подборе профиля поршня.

В качестве сырья для изготовления кованных поршней используют высококремнистый алюминий (содержание кремния 10-18%), подвергнутый предварительной деформации, в виде прутка, прошедшего многократную протяжку через фильеры. В процессе такой протяжки сечение прутка уменьшается вчетверо и при этом ликвидируются поры в металле будущего поршня и изменяется его структура. Пруток режется, и болванками закладывается в гидравлический пресс.

Усилие в 250 тонн и температура 500 градусов, поддерживаемая системой индукционного нагрева, делает чудеса: металл будущего поршня, словно пластилин, за несколько секунд растекается между матрицей и пуансоном, принимая форму заготовки поршня. Поскольку процесс изготовления поршня протекает при неизменной температуре, называется он изотермической штамповкой. Постоянный нагрев играет здесь большую роль, ведь если температура в зоне матрицы упадет, то возможна недоштамповка поршня, те неравномерное распределение металла.

Если температура повысится, то алюминий будущего поршня попросту начнет плавиться. В результате изотермической штамповки из предварительно деформированного металла и последующего цикла закалки и обязательного старения, получается заготовка под будущий кованый поршень с высокими механическими характеристиками – твердость 130 единиц и отсутствие технологического брака типа каверн, раковин и трещин. Комплект облеченных поршней версии «Тюнинг» весит на 50 грамм легче, по сравнению со стандартными, заводскими ВАЗовскими поршнями.

для сравнения – стандартный, литой поршень ВАЗ от 16V двигателя ( справа ) и спортивный, Т-образный, кованый поршень производства СТИ. Комплект таких поршней весит на 550 грамм легче, чем комплект стандартных, литых поршней ВАЗ

комплект кованых поршней версии «Тюнинг» для 8V двигателя ВАЗ, кольца поршня 1,5/2,0/3,947мм, поршневой палец 22мм

комплект кованых поршней версии «Тюнинг» для 16V двигателя ВАЗ, кольца поршня 1,5/2,0/3,947мм, поршневой палец 22мм

Т-образный кованый поршень 16клапанного двигателя ВАЗ с вытеснителем (для увеличения степени сжатия) под кольца 1,2/1,5/2,0мм, палец диаметром 19мм. Длина пальца 50,2мм. Компрессионная высота поршня 24,3мм. Подобные кованые поршни применяются в «КарТюнинг» при строительстве спортивных двигателей

ВАЗ-овские поршневые кольца с высотой 1,5/2,0/3,947мм для стандартных поршней уступили место более узким фирменным изделиям «Коlbenschmidt», «Маhle» (Германия). Так при диаметре поршня 82,0мм, 82,4мм, 82,5мм, 83,0мм сейчас чаще всего применяют кольца 1,2/1,5/2,0мм. А при диаметре поршня 84мм: 1,2/1,5/2,0мм или 1,5/1,5/2,0мм

Узкие кольца поршня обеспечивают снижение трения, особенно при высоких частотах вращения. Для спортивных моторов национальных гоночных классов, производятся Т-образные поршни под 2а кольца, палец 18мм и высотой 40мм, что с точки зрения снижения массы поршня очень неплохо. Из тех же соображений отверстие в пальце поршня делается не цилиндрическим, а коническим, расширяющимся к его торцам.

«Революционным» в национальных гоночных классах стал переход на кованые поршни с 2мя кольцами, без среднего кольца. При этом за счет одновременного изменения профиля поршня заметного возрастания расхода масла не произошло.

кованые поршни «Спорт» под два кольца

Новые материалы, использумые при производстве кованого поршня (заэвтектические сплавы с содержанием кремния более 14%), и современные технологии позволили уменьшить тепловой зазор между поршнем и блоком цилиндров. Если в прошлом этот зазор доходил до 0,15мм, то сейчас он снижен до 0,05…0,06мм без опасности заклинивания поршня в блоке цилиндров.

основные причины неисправностей и их способы их устранения

Цилиндро-поршневая группа (ЦПГ) является важнейшим рабочим элементом двигателя внутреннего сгорания. Под воздействием высоких температур и повышенных нагрузок на поверхностях деталей ЦПГ возникают задиры и другие следы износа. В данной статье рассмотрены причины неисправностей поршней и способы их ремонта.

Причины выхода поршней из строя

Большинство современных двигателей внутреннего сгорания сконструированы таким образом, что ремонт поршней не представляется возможным. Поэтому при их поломке существует два варианта действий: приобретение нового блока цилиндров с кривошипно-шатунным механизмом (КШМ) или полная замена силового агрегата.

Чтобы двигатель работал как можно дольше, следует своевременно проводить его диагностику и замену расходников. Кроме того, важно знать и учитывать все факторы, которые способствуют сокращению срока службы поршней.

Поршни работают под воздействием высоких температур, и именно это чаще всего становится основной причиной их поломки. При перегреве происходит уменьшение зазора между поршнем и стенками цилиндра, что усиливает трение. Сами поршни нагреваются и увеличиваются в размерах. В результате на юбках и взаимодействующих с ними поверхностях появляются задиры.

Характер и положение задиров позволяет определить причины их возникновения. Например, если они появились по всей поверхности юбки поршня, то это свидетельствует об общем перегреве двигателя.

Причинами перегрева двигателя могут быть:

• Нарушение циркуляции охлаждающей жидкости или моторного масла

• Нерабочий термостат

• Засорение радиатора

• Уменьшение уровня антифриза из-за утечки

• Повреждение помпы

• Неисправность вентилятора охлаждения и т.д.

При недостаточной смазке поршневой палец становится синим, а в зоне бобышек возникают зазоры. В зависимости от конструкции двигателя пальцы могут быть плавающими (независимыми) или неподвижно установленными в верхней части шатуна. При заклинивании первого типа пальцев во втулке шатуна происходит перегрев бобышек, из-за чего на юбке образуются задиры в области их расположения.

При перегреве головки поршня задиры образуются между нижней частью поршня и верхней канавкой компрессионного кольца. В бензиновых двигателях это происходит из-за детонации или калильного зажигания, когда происходит преждевременное воспламенение топливной смеси.

Причинами появления задиров, помимо перегрева двигателя, могут быть:

• Неисправность датчика детонации

• Использование низкооктанового топлива

• Нарушение регулировки топливных форсунок в дизельных двигателях

• Несоответствие калильного числа свечей зажигания параметрам двигателя

• Неправильно выставленный угол опережения зажигания

• Слишком обогащенная/обедненная топливная смесь

Из-за перегрева на отдельных участках нижней части поршней могут образовываться трещины, а также может оплавиться металл, из которого изготовлены детали.

При несвоевременном обнаружении детонации или калильного зажигания внутри цилиндров двигателя стоит готовиться к ремонту цилиндро-поршневой группы. Из-за подобных проблем разрушаются поршневые кольца и их посадочные места, оплавляются кромки днища, возникают прочие повреждения, которые полностью выводя из строя поршни.

В дизельных двигателях повреждения поршневых колец и их посадочных мест свидетельствует о жестком сгорании топливной смеси. То же самое может происходить из-за применения некачественного топлива, большого количества различных присадок, некорректной работы форсунок или перебоев в работе системы зажигания.

Повышенный износ поршней может возникать из-за смывания защитной масляной пленки с их стенок. Часто это происходит по причине некорректной работы зажигания, загрязнения сажевого фильтра, постоянных запусков холодного двигателя и нарушения процесса воспламенения топливной смести внутри цилиндров.

Если отсутствует механический износ цилиндро-поршневой группы, определить, нуждаются ли рабочие элементы в замене можно по состоянию поршневых колец и их посадочных мест. На практике наиболее частой причиной срочного ремонта ЦПГ является обрыв ремня или цепи ГРМ.

Существуют и другие причины, которые свидетельствуют о срочной необходимости ремонта поршневой части двигателя.

При повреждении поршневых кольцах на этих элементах, поршнях и стенках цилиндров начинается образовываться нагар. Компрессия снижается либо полностью пропадает, внутрь картера начинают попадать отработанные газы, увеличивается расход масла, повышается вероятность его коксования.

Значительное снижение подвижности колец влечет за собой проблемы с запуском двигателя, появление дыма в выхлопных газах.

Ремонт поршней

Обобщая вышеописанное, можно выделить следующие дефекты, которые могут возникать на поршнях в процессе эксплуатации:

• Износ отверстий в бобышках

• Износ канавок для поршневых колец

• Износ по диаметру

• Трещины и задиры на стенках

• Нагар на днище и в канавках под кольцами

С днища нагар счищается при помощи тупого металлического скребка или щетки. Предварительно загрязненный участок обрабатывается керосином.

Для удаления нагара из канавок используется специальное приспособление.

Наличие в поршне трещин определяется на слух. Для этого деталь берут за головку, а по юбке наносят легкие удары металлическим предметом. Глухой и дребезжащий звук – признак присутствия трещин.

Поршни с трещинами, глубокими царапинами и большим износом по диаметру ремонту не подлежат. Изношенные канавки можно проточить на токарном станке при помощи кольца с наружным диаметром, который равен внутреннему центрирующему пояску поршня. Это позволит установить кольца с увеличенным размером по высоте. Канавки протачивают с учетом ремонтных размеров поршневых колец.

Износ отверстий в бобышках устраняют при помощи их развертывания под увеличенный диаметр. Делается это при помощи раздвижной отвертки с направляющим хвостовиком. Нельзя использовать короткие развертки, так как они легко нарушают перпендикулярность оси пальца с осью поршня. Именно поэтому после операции развертывания необходимо произвести проверку перпендикулярности на специальном устройстве.

Делается это следующим образом. Поршень надевают на палец устройства и придвигают вплотную к стойке. Штифт индикатора, который закреплен на стойке, должен соприкасаться с поршнем. Стрелка индикатора покажет определенное отклонение. Зафиксировав ее показания, поршень снимают и надевают на палец другой стороной. Разница в измерениях не должна превышать 0,05 мм. Если она больше, поршень забраковывается.

Восстановление антифрикционного покрытия на юбках поршней

Юбки поршней современных двигателей производители покрывают специальными антифрикционными покрытиями. Они снижают коэффициент трения, способствуют дополнительному охлаждению поверхностей и уменьшают износ деталей. Однако со временем заводское покрытие разрушается и нуждается в восстановлении.

Для создания нового защитного слоя на поршнях или восстановления нарушенного используется антифрикционное твердосмазочное покрытие MODENGY Для деталей ДВС. Рассмотрим, как происходит процедура нанесения этого материала.

Первым делом поверхность юбки поршня тщательно очищается от прочно сцепленных загрязнений: нагара, оксидных пленок, остатков старого покрытия доступным механическим или химическим способом. Затем те участки детали, на которые попадание покрытия нежелательно, закрываются.

Далее поршни обрабатываются Специальным очистителем-активатором MODENGY. Он полностью испаряется за 10-15 минут, после чего наносится само покрытие.

Предварительно аэрозольный баллон встряхивается не менее 3 минут после появления стука шариков.

Первый слой материала наносится на поверхность с расстояния 20-30 сантиметров. Процедуру следует производить быстрыми повторяющимися движениями. Спустя 10 минут, когда покрытие приобретет матовый оттенок, можно нанести второй слой при необходимости. Общая толщина покрытия должна составлять 10-20 мкм.

В случае неаккуратного нанесения и образования подтеков неотвержденный состав можно удалить с поверхностей при помощи очистителя-активатора MODENGY.

После нанесения покрытия поршни нельзя перемещать. Их следует оставить на 12 часов при комнатной температуре или высушить в печи при +170 °C в течение 20 минут до полной полимеризации защитного слоя.

После завершения работ необходимо прочистить сопло распылительной головки баллона. Для этого баллон переворачивают вверх дном и нажимают на клапан распылительной головки, направляя струю от себя. В таком положении его удерживаютдо тех пор, пока из сопла не начинает выходить чистый газ.

Как подбирать новые поршни?

Подбор поршней необходимо осуществлять в соответствии с ремонтным размером цилиндров. Цифра, на которую увеличивается диаметр детали, выбивается на ее днище. Каждый поршень подбирается индивидуально для получения зазора нужного размера. Его величина определяется путем протягивания специальной ленты-щупа между цилиндром и поршнем. Делается это при помощи динамометра с противоположной от разреза юбки стороны. Усилие на приборе при движении щупа сквозь зазор не должно превышать установленных пределов.

Более простой способ – это подбор поршня с расчетом на то, чтобы деталь свободно проходила по всей глубине цилиндра при легком нажиме руки, но не перемещалась под тяжестью собственного веса при вертикальном расположении цилиндра.

Помимо зазора, при подборе поршней нужно учитывать их вес. Максимальная разница в весе поршней одного комплекта не должна превышать 5 грамм.

Изношенные и потерявшие упругость поршневые кольца заменяют новыми. Их размер должен соответствовать ремонтному размеру цилиндра и поршня.

Чтобы подобрать кольцо по цилиндру, деталь помещают в него и выравнивают поршнем. Затем при помощи щупа замеряют зазор в стыке. Если он отсутствует или недостаточен, стык отпиливают (например, напильником) до нормальной величины. Если зазор превышает нормальный, то кольцо непригодно для данного цилиндра.

Чтобы подобрать кольцо по поршню, его «прокатывают» по канавке детали, а затем замеряют зазор в канавке поршневого кольца щупом. Если кольцо заедает или зазор маленький, его торцевая часть подлежит шлифовке. Делается это вручную при помощи наждачной бумаги, укрепленной на ровной деревянной плите.

Упругость новых колец проверяется на специальном приборе. Величина нагрузки при этом должна равняться значению зазора в стыке кольца, установленного в цилиндр.

Как отремонтировать палец поршня?

В первую очередь, следует помнить: если диаметральный износ пальца составляет более 0,5 мм, то такая деталь подлежит замене. Если износ меньше, палец можно восстановить хромированием или раздачей. Если палец имеет увеличенный ремонтный размер, его перешлифовывают до нужных габаритов на токарном или круглошлифовальном станке.

Расход масла | Центр технического обслуживания «Турбо Юнион»

Введение.

Тема расхода масла в двигателях 1.8/2.0 TSi 2009–2011 года настолько часто обсуждается, что давно и прочно занимает лидирующие позиции в поисковиках Интернета. О решении этого вопроса доступными способами, с заменой деталей ДВС, не написали, наверное, только очень ленивые товарищи в форумах VW. )) Но тем не менее практически во всех материалах присутствует только поверхностное объяснение, базирующееся на официальной версии: неверный расчет конструкции и размеров маслосъемного кольца поршня. Для замены детали (поршня) этих материалов, в принципе, вполне достаточно, но речь сейчас пойдет не о замене, а о попытке уменьшить расход масла без замены. На что нужно обратить внимание? На трудности процесса, а также критерии отбора для эффективного проведения операции очистки маслосъемных колец.

Конструкция поршня как основа проблемы

Обычно большинство статей начинается с иллюстраций такого рода.

При разных эксплуатируемых маслах вид поршневых колец может быть разный, но результат один — огромный расход масла, доходящий до 1 л на 300–500 км. Интересно, что в большинстве фото демонстрируется состояние маслосъемных колец по внешнему диаметру. Создается впечатление, что именно в этом параметре и кроется сущность проблемы, достаточно очистить кольцо, и проблема будет решена… В ответ на это хочу представить фото поршня с расходом около литра на 500 км.

Хорошо видно, что калиброванные отверстия в маслосъемном кольце чистые, но тем не менее расход есть. Почему так получается? Потому, что проблема заключается не только во внешних отверстиях, но и во внутренних каналах. В частности, необходимо учитывать конструкцию сепаратора.

…они способствуют таким отложениям на ВНУТРЕННЕЙ части маслосъемного кольца.

Отложения весьма жесткие, и даже при механической очистке нужно приложить усилия, чтобы достичь обычного состояния.

Напоминаю, основа проблемы заключалась именно в том, что конструкция самого поршня, исходя из общей концепции этого ДВС (как заявлено в официальном SSP), подразумевала значительное снижение трения между поршнем и стенкой цилиндров, вместе с облегчением шатунно-поршневой группы. Именно это и способствовало уменьшению толщины маслосъемного кольца и появлению калиброванных отверстий, изменению самой конструкции поршня. Надо сказать, что производитель «до последнего» не хотел отходить от этой концепции, и, даже увеличивая толщину маслосъемного кольца, оставил калиброванные отверстия.

(…указан поршень для мотора 1,8 л, но в моторе объемом 2,0 л была аналогичная ситуация c конструкцией маслосъемного кольца…)

…и только в последней ревизии…

…полностью вернулся к старой, проверенной конструкции маслосъемного кольца.

В данном случае показан поршень KS. Для оригинального поршня вообще отказались от отверстий в корпусе целого кольца и сделали «наборный» пакет колец.

Желающие увидеть, как выглядят маслосъемные кольца на оригинальном поршне, могут посмотреть здесь, ссылка уже была , но менять за свой счет дополнительно к поршню еще и шатун готовы далеко не все владельцы, поэтому его мы обсуждать не будем. ))

В дополнение к вопросу хотел бы напомнить, что по сравнению с конструкциями поршней старых моторов, где не было применено максимальное облегчение поршня и присутствовала стандартная, а не урезанная «юбка» поршня, у новой конструкции предусмотрено всего 4 дренажных канала слива масла с поверхности стенок цилиндров.

Обратите внимание на неравномерность окраски днища поршня: видна «намытость» поршня с одной стороны. Так обычно выглядит поршень при выходе из строя регулирующего клапана форсунки охлаждения (давление открытия ниже заданного, клапан практически не закрывается). Разумеется, такие форсунки надо менять во избежание просадки общего давления масла в системе в дальнейшем.

Когда идеально очистить маслосъемные кольца все равно недостаточно?

Рано или поздно перед владельцем, уставшим регулярно и помногу заливать моторное масло в свой автомобиль, предварительно испробовав продукты разных производителей, встает просто исторический вопрос: «Что делать дальше?» Разумеется, учитывая вышесказанное, проще всего заменить поршневую группу, взяв новую доработанную версию, но далеко не у всех, как выясняется, для этого есть средства в полном объеме. О сложностях очистки проходных сечений специальными средствами раскоксовки я уже писал выше. В этом процессе имеют огромное значение температурный режим, предварительная подготовка, общее время, затраченное на операцию. Бывает, что самая тщательная и щепетильная очистка маслосъемных колец, сепараторов, дренажных каналов в поршне не приносит ожидаемого результата, если быть точнее — расход масла впоследствии не снижается. Какие это случаи? Например, предельный износ рабочих кромок маслосъемного кольца. Маслосъемное кольцо в таком состоянии выглядит вот так.

А вот так выглядит (для сравнения) профиль нового кольца.

Обратите внимание: рабочие кромки кольца на первом фото практически стерлись до «основы» кольца. Без рабочих «буртиков» кольцо практически теряет возможность аккумулировать масло в промежуточном пространстве и переводить его в полном объеме через отверстия в маслосъемном кольце и дренажные каналы во внутреннюю часть поршня. Изменится ли положение дел, если очистить эти каналы? Нет, к сожалению, не изменится. В данном случае поможет только замена поршней вместе с комплектом колец. Тут возникает самый главный вопрос, на который по-прежнему нет ответа: как определить состояние рабочих кромок маслосъемного кольца, не разбирая ДВС? Есть определенные признаки при проведении цикла промывок, которые могут косвенно «говорить» об этом, но во всех остальных случаях (при условии, что сами поршни будут «сухими», без масляной пленки на торце) определить состояние рабочих кромок маслосъемного кольца без снятия поршня не удастся.

В заключение — выбор вероятностей.

При выборе варианта устранения расхода масла надо помнить, что присутствует определенный, хотя и достаточно малый, процент автомобилей с критическим износом маслосъемных колец. Он зависит от сроков обслуживания, температурного режима эксплуатации, качества масла. Конечно, процедура обработки колец обходится в десятки раз дешевле полноценной замены деталей, но надо помнить, что:

• При критическом износе маслосъемных колец обработка становится неэффективна, и хороших результатов по снижению расхода масла ДВС она не принесет.
• Процедуру придется повторять через фиксированный интервал обслуживания (в среднем — около 30–40 тыс. км).

Каким образом решить вопрос расхода масла ДВС, конечно, решать Вам. Со своей стороны, я надеюсь, что помог Вам понять начальные критерии и основные сложности проведения операции по очистке маслосъемных колец.

Денис Карпов

Поршневой палец — RacePortal.ru

 По условиям кинематической схемы кривошипно-шатунного механизма, преобразующего возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение, необходимо чтобы обе головки шатуна были подсоединены шарнирно. Поршневой палец является осью качания шатуна в соединении с поршнем. Через поршневой палец передаются все силы, возникающие между поршнем и шатуном. К этим силам относятся сила инерции, возникающая при изменении направления движения поршня, сила давления сжимаемой в цилиндре двигателя воздушно топливной смеси или воздуха в дизельном двигателе при сжатии и, главное, сила давления расширяющихся газов во время рабочего такта.

 Поршневой палец относится к деталям двигателя, совершающим возвратно-поступательное движение во время работы. Конструкторы двигателей всеми способами стремятся уменьшить вес таких деталей. Но, как отмечалось ранее, через поршневой палец передаются очень большие силы. Поэтому размер (диаметр) пальца, конструкция, технология и материал изготовления пальца, с учётом себестоимости массового изготовления, это результат принятия сложного компромиссного инженерного решения.

 Во время работы двигателя на поршневой палец действуют изгибающие усилия и усилия среза. Под воздействием этих усилий поршневой палец может принять недопустимую овальность, в результате которой возможно заклинивание поршня в поршневой головке шатуна или в бобышках поршня. Овальность поршневого пальца может привести к появлению трещин в бобышках поршня и последующему разрушению поршня.

 Эпюра нагрузки на поршневой палец

 Внутреннее отверстие поршневого пальца

Внутреннее отверстие пальца массовых двигателей цилиндрической формы, поскольку такой палец имеет самую низкую себестоимость изготовления. В двигателях, в которых стоимость изготовления не играет решающего значения, по сравнению с качественными показателями, для облегчения веса пальца, внутреннее отверстие изготавливается в виде двух конусов, сужающихся к середине пальца. На эпюре нагрузки, приложенной к поршневому пальцу, видно, что, усилие, приложенное к центру поршневого пальца, значительно меньше усилия, приложенного к его концам.

Так выглядит поршневой палец массового автомобиля

По способу осевой фиксации пальцы делятся на две группы: 1 – фиксированные 2 – плавающие

1 – Поршневой палец

2 – Зазор между пальцем и бобышкой поршня

3 – Шатун

4 – Поршень

5 – Стопорное кольцо пальца

6 – Бронзовая втулка поршневой головки шатуна

7 – Зазор между пальцем и бронзовой втулкой

 На современных автомобильных двигателях наибольшее распространение нашли плавающие пальцы. Фиксированным называется поршневой палец, который не вращается в одном из соединяемых элементов за счёт установки с тугой посадкой или в верхней головке шатуна или в отверстиях бобышек поршня. Тугая посадка поршневого пальца в одном из элементов обеспечивает осевую фиксацию пальца. В старых автомобильных и стационарных двигателях палец в верхней головке шатуна вообще крепился при помощи разрезной втулки и стяжного болта, но в настоящее время в автомобильных двигателях такой способ крепления поршневого пальца не применяется.

 Чаще фиксированное соединение обеспечивается в верхней головке шатуна. При этом вращение пальца осуществляется в отверстиях бобышек поршня. Например, в двигателях автомобилей ВАЗ надёжная фиксация поршневого пальца обеспечивается за счёт установки пальца в верхней (поршневой) головке шатуна с натягом 0,01 ÷ 0,042 мм. При этом в соединении пальца с бобышками поршня, для обеспечения шарнирного соединения, устанавливается необходимый зазор. Это наиболее дешёвый способ фиксации пальца в массовом производстве. В этом случае во время ремонта двигателя при сборке шатунно-поршневой группы возникает необходимость нагрева шатуна до достаточно высокой температуры. В двигателях с фиксированным поршневым пальцем бронзовая втулка в поршневую головку шатуна не устанавливается.

 Плавающим называется палец, установленный с необходимым зазором, и в верхней головке шатуна, и в бобышках поршня. В этом случае осевая фиксация поршневого пальца осуществляется за счёт стопорных колец, устанавливаемых в специальные проточки в бобышках поршня. Во время работы плавающий палец вращается и в головке шатуна и в бобышках поршня. При таком соединении необходимо обеспечить рекомендованный зазор как между пальцем и бобышками поршня, так и между пальцем и втулкой поршневой головки шатуна. В двигателе с плавающим поршневым пальцем для уменьшения трения в поршневую головку шатуна устанавливается бронзовая втулка. Из-за различного температурного коэффициента расширения материалов, из которых изготовлены шатун, поршневой палец и поршень эти зазоры различны. При комнатной температуре во втулку верхней головки шатуна палец должен входить плотно без люфта и качания. А в бобышки поршня, в холодном состоянии, поршень должен входить с небольшим натягом. Поэтому перед снятием или установкой плавающего пальца поршень необходимо нагреть в воде до температуры 60º ÷ 85º С.

 Во время работы двигателя поршень и палец нагреваются, и из-за разности температурных коэффициентов расширения стального пальца и алюминиевого поршня зазор между этими деталями приобретает необходимое значение.

1. Фиксированный палец с фиксацией в отверстии поршня

2. Фиксированный палец с фиксацией в поршневой головке шатуна

3. Плавающий палец с фиксацией при помощи стопорных колец

 Этот рисунок дан больше для исторической информации, поскольку, в большинстве современных автомобильных двигателей применяются плавающие поршневые пальцы. А крепление фиксированного поршневого пальца осуществляется только за счёт тугой посадки в поршневой головке шатуна. Правда в двигателях некоторых американских автомобилей поршневой палец в осевом направлении фиксируется при помощи специальных алюминиевых или бронзовых заглушек, вставляемых в отверстия бобышек поршня со стороны торцов поршневого пальца.

 Подборка пальца по размерной группе

Проверка зазора в соединении поршня с поршневым пальцем

 При ремонте двигателя, если предполагается повторная установка снятых деталей поршневой группы, необходимо проверить зазор между поршнем и поршневым пальцем. Для этого, в двух направлениях, замерьте внутренний диаметр отверстия под поршневой палец. В двух направлениях, с обоих концов, замерьте наружный диаметр поршневого пальца и определите зазор в соединении. Если вычисленный зазор не соответствует установленной технической норме, замените детали, имеющие недопустимый износ.

 Измерение диаметра отверстия в бобышке поршня

 Измерение наружного диаметра поршневого пальца

 Установка фиксированного поршневого пальца

 Для установки фиксированного пальца шатун необходимо нагреть в муфельной электрической печи до температуры 240º С. (При отсутствии муфельной печи шатун часто нагревают на простой электрической плитке). Шатун быстро охлаждается, а палец необходимо в осевом направлении устанавливать очень точно, поэтому делайте это только с применением специального приспособления. Необходимо помнить, что для каждого диаметра поршня существует своё приспособление, хотя все они похожи друг на друга, некоторые размеры приспособлений отличаются, но на глаз это не видно. Установите палец на приспособление. Принимая все меры предосторожности, извлеките нагретый шатун из муфельной печи шатун и быстро закрепите его в тисках. При помощи специального приспособления вставьте палец в поршень и шатун, строго выполняя указания Руководства по ремонту. Делать всё необходимо быстро, поскольку шатун очень быстро остывает. А после того как шатун остынет, изменить положение пальца не получится.

1. Рукоятка приспособления

2. Центрирующий фланец пальца

3. Устанавливаемый палец

4. Направляющая втулка

5. Колпачковая гайка

  Для обеспечения необходимого зазора (натяга) в соединении с пальцем, поршни в зависимости от диаметра отверстия под поршневой палец и пальцы в зависимости от наружного диаметра обычно делятся на несколько размерных групп (классов). Группа поршня и пальца обычно отмечаются цветной меткой на внутренней стороне днища или на бобышке поршня. На поршневом пальце цветовая метка обычно наносится на торцевую поверхность. Если поршневой палец устанавливается в отверстие поршня с натягом. Сначала проверяется зазор в соединении поршневого пальца и шатуна. При комнатной температуре (20º С) смазанный моторным маслом палец должен входить во втулку верхней головки шатуны под усилием большого пальца.

 Проверив цветовые метки на поршне и пальце, нагреваем поршень в ванне с горячей водой, в которой поддерживается температура 60º ÷ 85º С. Смазанный моторным маслом палец должен легко входить в отверстие поршня. После остывания палец должен быть неподвижным или вращаться с усилием в бобышке поршня, но легко вращаться во втулке верхней головки шатуна. Некоторые производители рекомендуют снимать и устанавливать поршневой палец при помощи специального приспособления.

 Иногда поршневой палец устанавливается с установленным зазором и во втулку верхней головки шатуна и в отверстия бобышек поршня. В этом случае нагревать поршень нет необходимости, и палец легко вращается при комнатной температуре и в верхней головке шатуна и в бобышках поршня.

Всегда применяйте только новые стопорные кольца поршневого пальца и устанавливайте стопорные кольца в строгом соответствии с руководством по ремонту. Направление зазоров стопорных колец, чаще всего, должны быть направлены в сторону нижней части поршня.

Ремонтный комплект, состоящий из поршня, подобранного к поршню поршневого пальца и плоских стопорных колец.

Ремонтный комплект, состоящий из поршней, поршневых пальцев, поршневых колец и круглых стопорных колец.

Плоские стопорные кольца поршневого пальца

Плавающий поршневой палец с комплектом круглых стопорных колец

 В любом случае перед установкой поршневого пальца внимательно ознакомьтесь с руководством по ремонту ремонтируемого автомобиля. Смазка поршневого пальца Работающий под большой механической и термической нагрузкой поршневой палец должен получать необходимую смазку. Плавающий поршневой палец в соединении с поршневой головкой шатуна смазывается через отверстие в головке шатуна и бронзовой втулке. Масло в это отверстие поступает из внутренней полости поршня, куда оно вбрызгивается масляной форсункой или поступает через отверстия в поршне от маслосъёмных колец.

Смазка шарнирного соединения поршневого пальца с поршнем. Масло поступает по специальным масляным каналам от маслосъёмных поршневых колец.

Задиры в цилиндрах — причины и способы ремонта

При износе цилиндропоршневой группы наступают негативные изменения в работе двигателя. Он начинает терять мощность, динамику, падает компрессия в цилиндрах и давление в системе смазки. Вырастает расход топлива и угар моторного масла, что требует ремонта двигателя.

При разборке двигателя на зеркале цилиндров и теле поршней можно заметить следы задиров, о причинах их появления и возможности ремонта, мы постараемся разобраться в этой статье.

Задиры могут иметь как механическую, так и температурную природу своего появления.

Причины задиров на теле цилиндров:

• Механические повреждения;

• Температурный перегрев деталей;

• Малый уровень масла в поддоне двигателя;

• Несоблюдение технических условий при проведении расточки блока цилиндров;

• Неправильный подбор поршней при сборке двигателя.

Механические повреждения

Современные моторы «задушены» экологическими нормами, для сохранения окружающей среды от выделяемых ими вредных выбросов. Это в свою очередь, заставляет производителей двигателей изобретать различные приспособления, чтобы моторы соответствовали нормам экологии.

Один из таких приборов в автомобиле, это катализатор, служащий для догорания несгоревшего топлива в цилиндрах. Внутри прибора находится кристаллическая решетка из керамики, либо другого материала. При использовании низкооктанового или низкосортного бензина, решетка начинает разрушаться, что приводит к ее оплавлению или раскрашиванию.

В свою очередь, современные двигатели (большая их часть) оснащены клапаном EGR, в одну из задач которого входит направлять часть выхлопных газов обратно в пусковую систему. При заборе газов клапан захватывает пыль и мелкие частицы от разрушенной керамической решетки катализатора и подает это во входной тракт двигателя.

Подобный микс с топливом и мелкими частицами керамики выполняет роль абразива, вызывая интенсивный износ цилиндропоршневой группы, приводя к задирам на зеркале цилиндров и теле поршней.

Задир может быть вызван и при попадании на тело цилиндра частиц нагара, воды или любых твердых частиц.

Температурный перегрев

При проблемах с системой охлаждения, когда повышается температурный режим, могут также появиться задиры в поршневой группе. Особенно подвержены крайние цилиндры блока, где по краям узкий проход для охлаждающей жидкости, а также на моторах, где нет прохода жидкости между цилиндрами внутри блока.

Недостаточный уровень масла

Появление задиров в поршневой группе может быть вызвано и низким уровнем масла в поддоне двигателя. Это объясняется тем, что не полностью создается «облако» масляного тумана в цилиндре из-за нехватки масла, что ведет к увеличению температуры в паре трения цилинд-поршень и появлению задиров.

Низкое качество масла или несоответствие его рекомендуемой вязкости приводит к закоксовыванию поршневых колец и как следствие, образованию рисок и задиров.

Грубая расточка блока цилиндров

При несоблюдении выдерживания необходимых зазоров между зеркалом цилиндра и поршнем, после сборки и запуска двигателя могут появиться задиры. Это вызвано тем, что после прогрева двигателя юбка поршня расширяется и начинает задевать зеркало цилиндра всей своей плоскостью, из-за малой величины зазора на расширение.

Неправильный подбор поршней для сборки мотора

Подобная ситуация может возникнуть и при замене поршней, когда приобретена неправильная группа поршней и поршневых пальцев, из-за неопытности автовладельца, выполняющего самостоятельный ремонт двигателя.

При установке тугого поршневого пальца изменяется конфигурация поршня (он по сути деформируется), что отразится после сборки двигателя. После запуска и нагрева мотора, поршня нагреются и начнут задевать за стенки цилиндров увеличенным местом контакта, за счет их деформации. В подобных случаях двигатель вообще может заклинить, что приведет к повторному и более дорогостоящему его ремонту либо замене.

Неисправность может быть вызвана и недостаточным зазором в замках колец, а также при сильном износе или поломке поршневых колец.

Способы ремонта

В зависимости от того, где появились задиры, на теле поршней или зеркале цилиндров, производится либо расточка цилиндров, либо их гильзование с установкой ремонтных поршней.

Если же после обмера и осмотра цилиндров, они удовлетворяют всем требованиям заводских допусков, то производится только замена поршней, пальцев и поршневых колец.

В случаях, когда неисправность связана с перегревом, производится ревизия и ремонт системы охлаждения с заменой изношенных элементов, таких как радиатор, помпа, термостат.

При проблемах с катализатором, его заменяют или удаляют сам катализатор и устанавливают обманку, имитирующую его работу. Клапан ЕГР, при его сильном износе также заменяют или ставят специальные заглушки, для исключения его негативной работы из системы впуска.

Еще пару слов

Из вышеизложенного материала напрашивается вывод. Всегда своевременно заменяйте моторное масло, предписанное производителем и следите за его уровнем при эксплуатации. Не допускайте повышения температуры охлаждающей жидкости, что приведет в итоге к сложному и дорогостоящему ремонту силового агрегата.

Для продления работы катализатора используйте только неэтилированный бензин и не допускайте «перелива» форсунок, что также опасно для решетки катализатора.

В случае необходимости ремонта мотора, отдавайте предпочтение проверенным автосервисам, где работают опытные мотористы и есть все необходимое оборудование для ремонта.

После ремонта двигателя рекомендуется эксплуатировать его в режиме обкатки, не допуская больших нагрузок, особенно при непрогретом двигателе.

Что такое поршень и для чего он нужен

Поршень лежит в основе поршневого двигателя. Он состоит из движущейся круглой металлической части с поршневыми кольцами для обеспечения герметичного уплотнения после установки внутри цилиндра двигателя. Поршень прикреплен через поршневой / поршневой палец к шатуну, который, в свою очередь, соединен с коленчатым валом.

В четырехтактных (бензиновых и дизельных) двигателях автомобилей процесс впуска, сжатия, сгорания и выпуска происходит над поршнем в головке блока цилиндров, что заставляет поршень двигаться вверх и вниз (или внутрь и наружу в плоском двигателе. ) внутри цилиндра, что приводит к проворачиванию коленчатого вала.

Из чего сделан поршень?

Компоненты двигателя должны быть износостойкими для долговечности и легкими для повышения эффективности.

В результате поршни обычно изготавливаются из алюминиевого сплава, но поршневые кольца (обычно состоящие сверху вниз, компрессионное кольцо, грязесъемное кольцо и масляное кольцо) изготавливаются из чугуна или стали.

Масляное кольцо вытирает масло со стенок цилиндра при движении поршня, но со временем оно и другие кольца могут изнашиваться, позволяя маслу из картера попасть в камеру сгорания.

Чрезмерный расход масла и белый дым из выхлопных труб указывают на износ поршневых колец.

Двигатели внутреннего сгорания могут работать с одним цилиндром — и, следовательно, с одним поршнем (мотоциклы и бензиновые газонокосилки) или с 12 двигателями, но у большинства автомобилей их четыре или шесть.

Радиальные двигатели, обычно используемые в винтовых самолетах, имеют нечетное количество цилиндров и поршней для более плавной работы.

Поршни также используются в двигателях внешнего сгорания, также известных как паровые двигатели, где вода нагревается в котле, а образующийся пар используется для приведения в движение пары поршней (обычно) во внешних цилиндрах, которые затем приводят в движение колеса.Роторные двигатели не имеют цилиндров или поршней.

Диагностический справочник поршня

ГОРЯЧЕЕ ЧЕРНОЕ ПЯТНО

на нижней стороне этого поршня есть черное пятно. Черное пятно — это углерод отложения, образовавшегося в результате пригорания масла на поршне из-за головка поршня была слишком горячей. Основные причины этой проблемы: перегрев из-за слишком бедного впрыска карбюратора или отказа системы охлаждения.

ЯСООБОРУДОВАНИЕ

Это Головка поршня имеет пепельный цвет, что говорит о том, что двигатель разогрелся.Пепельный цвет на самом деле является материалом поршня, который начал мигать. (тают) и превратились в крошечные хлопья. Если этот двигатель работал дольше, он вероятно, у него образовалась горячая точка и дыра возле выхлопной стороны и не удалось. Основные причины этой проблемы — слишком обедненный карбюратор, слишком горячий диапазон свечи зажигания, слишком большой опережающий угол опережения зажигания, слишком большой компрессия по октановому числу топлива или общая проблема с перегревом.

Это головка поршня была повреждена из-за попадания мусора в зону сгорания патронник и был раздавлен между поршнем и головкой блока цилиндров.Этот Двигатель имел соответствующий рисунок повреждений на хлюпающей ленте. Распространенные причины этой проблемы — сломанные игольчатые подшипники из малые или большие подшипники шатуна, концы сломанного кольца или центрирующий штифт смещенного кольца. Когда возникает подобная проблема, ее Важно определить место происхождения мусора. Также картеры необходимо промыть, чтобы удалить оставшийся мусор, который может вызвать снова тот же урон. Если мусор исходил из большого конца шатун, то коленчатый вал следует заменить вместе с коренные подшипники и сальники.

КОРОНА С КОРОБОЧНОЙ КОРОНКОЙ УТОЧНЕННАЯ

 Диагностика двухтактного поршня 
 Процесс осмотра бывшего в употреблении поршня может дать механику полезную информацию о состоянии 
 двигателя. В случае отказа двигателя поршень, скорее всего, получит основную тяжесть повреждений.
 Тщательный осмотр поршня может помочь механику отследить источник механической проблемы или неисправности, связанной с настройкой 
. Эта техническая статья служит руководством для решения наиболее распространенных механических проблем 
, от которых страдают двигатели. 

 
 1-PERFECT BROWN CROWN 
 Головка этого поршня имеет идеальный углеродный узор. 
 Порты передачи этого двухтактного двигателя имеют одинаковый поток 
 и цвет углеродного рисунка шоколадный 
 коричневый. Это указывает на то, что карбюратор этого двигателя установлен правильно 
.

 2-ЧЕРНОЕ ТОЧНО ГОРЯЧЕЕ 
 На нижней стороне этого поршня есть черное пятно. Черное пятно 
 - это нагар, образовавшийся в результате пригорания поршня предварительно смешанного масла 
 из-за того, что головка поршня на 
 была слишком горячей. Основными причинами этой проблемы являются перегрев 
 из-за слишком бедной впрыска карбюратора или отказ системы охлаждения 
. 

 
 3-ЗОЛЕННЫЙ МУСОР 
 Головка поршня имеет пепельный цвет, что указывает на то, что двигатель 
 перегрелся.Пепельный цвет на самом деле представляет собой материал поршня 
, который начал вспыхивать (плавиться) и превратился в крошечные хлопья 
. Если бы этот двигатель продолжал работать, вероятно, у 
 образовалась бы горячая точка и дыра около выхлопной стороны 
, и он вышел бы из строя. Основными причинами этой проблемы 
 являются слишком обедненный впрыск карбюратора, слишком горячий диапазон свечи зажигания, слишком большой угол опережения зажигания 
, слишком большая компрессия для октанового числа топлива 
 или общая проблема перегрева. 

 МУСОР с 4 ЗАМЯТИЯМИ 

 Головка поршня повреждена из-за попадания мусора в камеру сгорания 

 и был раздавлен между поршнем и головкой цилиндра 
.У этого двигателя была соответствующая картина повреждений 
 на хлюпающей ленте. Распространенными причинами этой проблемы 
 являются сломанные игольчатые подшипники от малых или больших концевых подшипников 
 шатуна, сломанные концы колец или 
 смещенный центрирующий штифт кольца. Когда возникает такая проблема, как эта 
, важно определить место происхождения обломков 
. Также необходимо промыть картеры, чтобы 
 удалить любой оставшийся мусор, который может снова вызвать такое же повреждение 
. Если мусор исходил от шатуна 
 шатуна, то коленчатый вал 
 следует заменить вместе с коренными подшипниками и уплотнениями.

 КОРОНКА С 5 СКОРЕКАМИ 
 Эта головка поршня имеет сколы в канавке верхнего кольца из-за утечки в прокладке головки 
. Охлаждающая жидкость всасывается в камеру сгорания 
 при движении поршня вниз. 
 Когда охлаждающая жидкость попадает на головку поршня, алюминий 
 становится хрупким, и в конечном итоге он трескается. В крайних случаях 
 утечка прокладки головки может вызвать эрозию на верхней кромке 
 цилиндра и соответствующей области головки 
.Незначительные утечки прокладки или уплотнительного кольца проявляются в виде черных пятен 
 на поверхности прокладки. Двигатель, 
 страдает от того, что охлаждающая жидкость находится под давлением и вытесняется из вентиляционной трубки крышки радиатора 
, является убедительным признаком утечки прокладки головки 
. В большинстве случаев при возникновении утечки 
 поверхность цилиндра и поверхность 
 головки блока цилиндров необходимо заменить. У большинства велосипедов MX есть подголовники, крепящие голову 
 к раме. Со временем головка 
 может деформироваться возле выступа крепления стойки из-за усилий 
, передаваемых через раму от крепления верхнего амортизатора 
.Важно проверять головку 
 на коробление каждый раз, когда вы восстанавливаете верхнюю часть. 

 ЮБКА С ШЕСТИРАМИНАМИ 
 Юбки этого поршня разлетелись на части из-за слишком большого зазора между поршнем и цилиндром 
. Когда поршень 
 дребезжит в отверстии цилиндра, он создает трещины под напряжением 
 и в конечном итоге разрушается. 

 ШАТУН С 7-ШТАПНЫМ 
 Шатун этого двигателя 
 сломался пополам из-за слишком большого зазора между шатуном и упорными шайбами ​​
 шатуна.Когда подшипник шатуна 
 изнашивается, радиальное отклонение стержня 
 становится чрезмерным, и стержень испытывает крутильную вибрацию 
. Это приводит к поломке шатуна и 
 катастрофическому повреждению двигателя. Зазор 
 шатуна следует проверять каждый раз, когда вы восстанавливаете верхнюю часть. Чтобы 
 проверить боковой зазор шатуна, вставьте щуп 
 между шатуном и упорной шайбой. Проверьте 
 максимальные пределы износа в руководстве по обслуживанию вашего двигателя 
.

 8-ЧЕТЫРЕХУГЛОВЫЙ ЗАДИР 
 Этот поршень имеет вертикальные задиры в четырех точках, расположенных на одинаковом расстоянии 
 друг от друга по окружности. Заедание с четырьмя углами 
 возникает, когда поршень расширяется быстрее, чем цилиндр 
, и зазор между поршнем и цилиндром 
 уменьшается. Другой распространенной проблемой этого типа 
 является заедание в одной точке в центре выхлопной стороны 
 поршня. Однако это происходит только в цилиндрах 
 с перекрытыми выпускными отверстиями.Основными причинами этой проблемы с 
 являются слишком быстрый прогрев, слишком бедный карбюратор 
 (главный жиклер) или слишком высокая температура свечи зажигания. 

 9-ТОЧЕЧНЫЙ ЗАХВАТ 

 Этот поршень имеет множество 
 вертикальных задиров по окружности. Этот цилиндр 
 был расточен до диаметра, который был слишком мал для поршня 
. Как только двигатель запустился и поршень 
 начал тепловое расширение, поршень 
 прижался к стенкам цилиндра и заедал.Оптимальные зазоры между поршнем 
 и стенками цилиндра для различных типов цилиндров 
 сильно различаются. Например, 50-кубовый композитный цилиндр с покрытием 
 может использовать зазор между поршнем и стенкой цилиндра 
, равный 0,0015 дюйма, тогда как для снегохода 
 с цилиндром объемом 1200 куб. См и стальными рукавами 
 потребуется от 0,0055 до 0,0075 дюйма. Чтобы получить наилучшую рекомендацию 
 по оптимальному зазору между поршнем и цилиндром 
 для вашего двигателя, ознакомьтесь со спецификациями, прилагаемыми к поршню 
, или обратитесь к руководству по обслуживанию на заводе-изготовителе 
.

 ЗАДЕРЖАНИЕ НА СТОРОНЕ ВПУСКА, 10 
 Этот поршень заедает на стороне впуска. Это очень необычно для 
 и вызвано только одним - потерей смазки 
. Существует три возможных причины потери смазки 
, отсутствие предварительного смешивания масла, разделение топлива и предварительно смешанного масла 
 в топливном баке, вода, прошедшая через воздушный фильтр 
, смыла масляную пленку с юбки поршня. 

 11-КОМПОЗИТНОЕ ОТЛОЖЕНИЕ 
 Большинство двухтактных цилиндров, используемых на мотоциклах и снегоходах 
, имеют цилиндры с композитным покрытием.Композитный материал 
 состоит из крошечных частиц карбида кремния 
. Процесс гальваники позволяет частицам карбида кремния 
 прикрепляться к стенке цилиндра. Частицы 
 очень твердые и острые, они не связываются с портами 
, поэтому производитель или специалист по ремонту 
 должен тщательно очистить цилиндр. Иногда карбид кремния 
 вырывается из портов, и 
 заклинивает между цилиндром и поршнем. 
 Это вызывает крошечные вертикальные царапины на поршне.Эта проблема 
 не обязательно опасна и не вызывает катастрофического отказа поршня 
, но ее следует решить путем тщательной промывки 
 цилиндра и хонингования шариков в отверстии 
 для переопределения штриховок. Обычно 
 вам необходимо заменить поршневой комплект, потому что царапины 
 уменьшат диаметр поршня сверх спецификации износа. 

 12-ВЫГОРАНИЕ ПРОДУВНОГО ОТВЕРСТИЯ 
 Этот поршень был настолько сильно перегрет, что отверстие 
 расплавило головку и разрушило кольцевые канавки на выпускной стороне 
.Обычно температура поршня выше 
 на стороне выпуска, поэтому сначала возникают катастрофические проблемы 
. Есть несколько причин отказа, таких как 
 this, вот самые распространенные; утечка воздуха на боковом уплотнении коленчатого вала магнето 
, слишком низкое впрыскивание карбюратора, слишком большое опережение опережения зажигания 
 или неисправный блок воспламенителя, слишком горячий диапазон свечей зажигания 
, слишком высокая степень сжатия, слишком низкое октановое число 
 топлива. 

 13-BLOW-BY 
 Этот поршень не вышел из строя, но он показывает наиболее частую проблему 
 - прорыв.Кольца были изношены на 
 выше максимального зазора в торцевом кольце, что позволило давлению сгорания 
 просочиться через кольца и вниз по юбке поршня 
, вызывая отчетливый углеродный узор. Возможно, 
, что стенка цилиндра заштрихована крестообразным рисунком хонингования, отчасти виновата 
. Если стенки цилиндра покрыты лаком 
 или слишком сильно изношены, даже новые кольца не будут герметично закрываться должным образом, чтобы предотвратить проблему прорыва 
. Flex-Hones можно приобрести в компании Brush Research. 

 НЕ ИСПОЛЬЗУЙТЕ дешевую шлифовальную головку для автомобильных магазинов или обувную шлифовальную головку 

.Их можно использовать для удаления масляного остекления 
 и восстановления штриховочных следов хонингования, которые позволяют кольцам 
 изнашиваться на цилиндр и образовывать хорошее уплотнение. Если 
 вы покупаете Flex-Hone для своего цилиндра, вы должны указать диапазон диаметров. 

 11 СОВЕТОВ ПО ВОССТАНОВЛЕНИЮ ДВУХТАКТНОГО ВЕРХНЕГО КОНЦА 

 1. Перед тем, как разбирать двигатель, промойте двигатель и остальную часть автомобиля. 
 Это снизит риск попадания грязи и мусора в двигатель.После снятия цилиндра 
 заткните картер двигателя чистой тряпкой. 

 2. Цилиндр и головка используют центрирующие штифты, чтобы удерживать их прямо в положении от картеров 
 вверх. Штифты затрудняют снятие цилиндра с корпусов и головки 
 с цилиндра. Иногда стальные установочные штифты разъедают алюминиевые детали двигателя 
. Попробуйте распылить проникающее масло на монтажные шпильки, прежде чем 
 попытается снять цилиндр и головку.Никогда не используйте отвертку с плоским лезвием, зубило или молоток по металлу 
 для снятия цилиндра. Вместо этого используйте эту технику; Купите пластиковый молоток 
 с дробью, поверните его под углом 45 градусов вверх по бокам цилиндра. Чередуйте 
 слева направо, ударяя по сторонам цилиндра, чтобы равномерно отделить его от корпусов. 
 Очистите стальные центрирующие штифты стальной мочалкой и проникающим маслом. Внимательно осмотрите штифты 
. Если они деформируются по форме, они не позволят деталям двигателя скрепиться вместе 
 плотно.Это может вызвать опасную утечку воздуха или охлаждающей жидкости. Пины дешевы, примерно 
2 доллара за штуку. Замените их, если они снова заржавели или деформировались. 

 3. Никогда не используйте повторно старые прокладки. Удалите их с помощью лезвия бритвы или скребка для прокладок. Не используйте стальную вату с приводом от сверла 
 для удаления старых прокладок, потому что они могут удалить алюминий 
 с цилиндра и головки. Это вызовет утечку прокладки. 

 4. Всегда проверяйте концевой зазор нового кольца, помещая его в цилиндр между поверхностью прокладки головки 
 и выпускным отверстием.Зазор должен составлять от 0,012 до 0,024 дюйма. 

 5. Всегда устанавливайте стопорные кольца так, чтобы отверстие было направлено прямо вверх или вниз, чтобы инерция 
 плотно удерживала их в канавке зажима. Вставьте один зажим в паз перед установкой поршня 
 на шатун. Установить обойму с поршнем 
 в руке проще, чем на шток. Также меньше шансов, что вы уроните стопорное кольцо в картер двигателя. 

 6. Всегда устанавливайте кольца на поршень маркировкой вверх.Смажьте кольца маслом предварительной смеси 
, чтобы они могли скользить в канавке при попытке установить поршень в цилиндр 
. 

 7. Всегда устанавливайте поршень на шатун так, чтобы стрелка на головке поршня была направлена ​​на 
 в сторону выпускного отверстия. 

 8. Традиционный способ сборки верхнего конца - это установка узла поршня на шатун 
, сжатие колец и надевание цилиндра на поршень. Это может быть затруднительным для 
 с цилиндрами большего диаметра или если вы работаете самостоятельно.Вместо этого попробуйте этот метод 
. Установите одно стопорное кольцо в поршень, установите поршень в цилиндр с открытым отверстием для штифта 
, установите поршневой палец через одну сторону поршня, поместите цилиндр 
 на шатун и протолкните поршневой палец до упора в нижнюю часть поршня. 
 стопорное кольцо, установите второе стопорное кольцо. Чтобы установить верхнюю часть с помощью этого поместья 
, потребуется всего две руки, и меньше шансов, что вы повредите кольца, скручивая цилиндр при установке 
.

 9. На цилиндрах с пластинчатыми клапанами и большими овальными впускными отверстиями соблюдайте осторожность при установке поршневого узла 
 в цилиндр, поскольку кольца могут выдавиться из канавок кольца 
. С помощью отвертки с плоским лезвием осторожно вставьте кольца в канавки, чтобы поршень 
 в сборе прошел мимо впускного отверстия. 

 10. Для стальных прокладок головки поместите круглую сторону выступа вверх. Не используйте жидкий герметик для прокладок 
, вместо этого используйте аэрозольные клеи.Для прокладок 
 головки кольца из гибридного волокна / стали положите широкую сторону стальных колец вниз. 

 11. Когда вы впервые запускаете двигатель после ремонта, манипулируйте воздушной заслонкой, чтобы поддерживать относительно низкие обороты двигателя 
. Как только двигатель прогреется достаточно, чтобы снять его с воздушной заслонки, ведите автомобиль 
 по ровной твердой поверхности. Держите его под дроссельной заслонкой на 2/3 в течение первых 30 минут. 

 Два распространенных мифа о правильной обкатке двигателя: 
 1. Установите двигатель на высокие холостые обороты, остановив его на подставке.

 2. Добавьте в топливо дополнительную предварительную смесь масла. Когда двигатель стоит на стенде, на нем нет 

 воздух, проходящий через радиатор, может стать слишком горячим. Когда 
 вы добавляете дополнительное масло в топливо, вы эффективно обедняете карбюратор. Это может привести к перегреву двигателя и его заклиниванию.