Ремонтные кольца поршневые

Подбор поршневых колец: размеры и материалы изготовления

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

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

Коротко о поршнях: как подобрать поршень к цилиндру

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

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

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

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

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

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

Данная информация о классификации ремонтных поршней наносится в виде маркировки на днище поршня. Цифровое обозначение указывает на категорию отверстия под палец, а буквенное обозначение указывает на принадлежность поршня к тому или иному классу (класс ремонтного поршня). Также в процессе подбора номинальных размеров или ремонтного размера поршневой дополнительно необходимо обращать внимание на массу поршня. Поршни могут иметь как стандартную массу, так и увеличенный или сниженный на несколько грамм вес. Параллельно с подбором новых поршней необходимо подбирать ремонтные поршневые кольца, которые также имеют ремонтные размеры.

Как подобрать поршневые кольца

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

Подбор колец по размерам

Подбирать кольца необходимо с учетом следующих базовых параметров:

• высота поршневого кольца;
• диаметр поршневого кольца;

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

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

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

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

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

Какие поршневые кольца лучше

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

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

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

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

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

Как выбрать поршневые кольца: защита от подделки

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

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

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

На указанном пакете должны присутствовать следующие обозначения:

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

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

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

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

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

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

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

Советы и рекомендации

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

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

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

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

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

Как самому заменить поршневые кольца

Необходимость замены поршневых колец может возникнуть как в результате отдельной неисправности или сильного износа самих колец, так и входить в общий комплекс работ по ремонту или тюнингу двигателя. Замена поршневых колец без расточки блока цилиндров или подбор поршневых колец по размеру уже после проведения данной операции предполагает ряд точных измерений при помощи микрометра и нутромера. Также правильная установка поршневых колец на поршень требует соблюдения определенных условий и рекомендаций.

Для оптимального подбора необходимо отдельно учитывать не только размеры поршневых колец по таблице и взаимозаменяемость деталей, но и материал изготовления. Дополнительно потребуется уделить особое внимание вопросу теплового зазора и ряду других особенностей.

Рекомендуем также прочитать статью о том, как подобрать поршневые кольца по размеру. Из этой статьи вы узнаете о тонкостях и нюансах самостоятельного подбора поршневых колец для бензинового или дизельного двигателя.

Добавим, что во время подбора следует отдельно учитывать тот факт, что в цилиндрах, которые имеют на зеркале покрытие хромом, запрещается использование хромированных поршневых колец.

Назначение и устройство поршневых колец

Для лучшего понимания нюансов касательно диагностики неисправности и замены поршневых колец необходимо сначала рассмотреть их устройство и назначение. Поршневые кольца обеспечивают необходимую герметичность камеры сгорания (надпоршневого пространства) в процессе совершения поршнем возвратно-поступательных движений. Кольца бывают:

• компрессионными — верхнее (первое) и второе (среднее, промежуточное) кольцо;
• маслосъёмное кольцо (нижнее);

Компрессионные кольца не позволяют газам из камеры сгорания попадать в картер ДВС. Маслосъёмные кольца осуществляют удаление масла со стенок цилиндра и предотвращают проникновение смазки в камеру сгорания. Кольца имеют немного овальную форму и не являются цельными, так как имеют разрез. Такой разрез называется замком поршневого кольца. Также поршневые кольца обеспечивают до 50% отвода тепла и эффективно охлаждают поршень. Через кольца избыточный нагрев передается на стенки цилиндров. По этой причине к материалам изготовления колец выдвигаются особые требования, так как они подвержены не только механическим, но и температурным нагрузкам.

Поршневые кольца являются стальными или чугунными деталями, которые имеют определенную упругость и способны пружинить. Указанные кольца устанавливаются на головку поршня, то есть на верхнюю часть. На головке выполнены специальные канавки для установки поршневых колец. Поршневые кольца дополнительно покрываются легирующим материалом, который обеспечивает деталям повышенную прочность и добавляет стойкости к износу. Торцевая часть колец имеет специальную форму «бочки», а также покрыта особым антифрикционным легирующим составом.

На торцевую часть колец, которая контактирует со стенками цилиндра, в качестве покрытия наносится олово или медь. Нанесение данного материала обусловлено задачей качественной притирки (приработки) поршневых колец после сборки нового двигателя или проведения капитального ремонта ДВС. Добавим, что поршневые кольца специально не изготавливаются из высокопрочной легированной стали, так как такие кольца не смогут нормально притереться в цилиндре двигателя. По этой причине инженеры и производители всегда выдерживают определенный баланс для достижения необходимой прочности колец, при этом сохранив способность приработки. Решением стало указанное выше нанесение сплавов на поверхность детали.

Признаки износа поршневых колец

Чтобы понять, надо ли менять поршневые кольца, необходимо  изучить симптомы, которые прямо или косвенно укажут на необходимость такой замены. Сразу отметим, что не стоит рассчитывать на ту сумму, которую изначально озвучил механик или автосервис в ответ на вопрос заказчика, сколько стоит замена поршневых колец.

Дело в том, что поменять только поршневые кольца и полностью решить проблему зачастую не удается, так как после вскрытия мотора обычно выявляются дополнительные скрытые дефекты. По этой причине необходимо заранее быть готовым к более серьезным расходам на ремонт двигателя.

Надвигающаяся замена поршневых колец определяется по следующим признакам:

От общего состояния колец и всей ЦПГ зависит показатель компрессии, по которому можно определить состояние мотора. Обычно при описанных выше симптомах компрессия в цилиндрах снижается, растет давление картерных газов.

Потеря мощности, повышение расхода топлива и затрудненный запуск чаще всего являются главными причинами, которые заставляют владельца менять поршневые кольца или делать комплексный ремонт ДВС. Силовой агрегат с неисправными кольцами плохо заводится, особенно после простоя в холодное время года. При езде под нагрузкой такой двигатель не «тянет».

Неисправности поршневых колец могут быть вызваны естественным износом, а также перегревом двигателя. Во втором случае даже на новом моторе кольца теряют свои свойства и перестают выполнять прямое назначение. Наиболее подвержены перегреву маслосъёмные кольца коробчатого типа.

Значительный расход моторного масла часто возникает по причине того, что изношенное маслосъемное кольцо не убирает в должном количестве масло со стенок цилиндров и активно пропускает смазку через неплотности в камеру сгорания. Результатом становится закоксовка и дымление двигателя. Также остатки несгоревшего в двигателе масла активно загрязняют систему выпуска, выводя из строя фильтры и катализаторы. Проблема еще больше усугубляется.

Для точной диагностики состояния ЦПГ замеры компрессии необходимо подкреплять анализом цвета и содержания выхлопных газов. Дело в том, что ухудшение качества уплотнения поршневыми кольцами может компенсироваться моторным маслом. В этом случае показатель компрессии бывает приближен к допустимому, при этом расход масла все равно будет увеличен.

Помните, эксплуатация двигателя с изношенными кольцами заставляет в значительной мере прогрессировать износ зеркала цилиндра.  По этой причине менять поршневые кольца необходимо как можно раньше после точного определения неисправности. Данная рекомендация поможет избежать увеличения стоимости последующего ремонта двигателя.

Повышенный расход топлива в случае проблем с поршневыми кольцами возникает в результате того, что  компрессия снижена и мощность упала. Параллельно с этим водитель продолжает ездить в привычном темпе, сильнее нажимая на педаль газа для компенсации потерь.  В результате в цилиндры попадает обогащенная топливно-воздушная смесь, которая не полностью сгорает. Свечи зажигания в подобных условиях часто заливает топливом.

Еще одним неприятным моментом является попадание бензина или солярки через изношенные поршневые кольца в картер двигателя и последующее перемешивание горючего с моторным маслом. Масло в системе смазки разжижается, теряет свои защитные и другие полезные свойства, а износ нагруженных деталей ЦПГ и КШМ при этом сильно возрастает.

Добавим, что сегодня достаточно широко распространена практика использования присадки для очистки поршневых колец в масло или в топливо. Также владельцы иногда заливают в цилиндры так называемую раскоксовку двигателя. Это делается для того, чтобы почистить нагар в камере сгорания и попытаться вернуть подвижность залегающим поршневым кольцам для увеличения компрессии.

Необходимо отметить, что при появлении явных признаков неисправности (сильное дымление, большой расход масла, низкая компрессия и т.д.) присадка вместо замены поршневых колец является или временной мерой, или вовсе не помогает исправить ситуацию.

Как правильно установить поршневые кольца

Чтобы ответить на вопрос, как заменить поршневые кольца не снимая двигатель, необходимо на начальном этапе произвести дефектовку ЦПГ. Для этого потребуется осуществить снятие головки блока цилиндров, после чего производится оценка общего состояния поршней и стенок цилиндров.

Это делается для выявления возможных дефектов (задиров на стенках, износа, разрушения или оплавления поршня и т.д.). Добавим, что существуют двигатели, на которых невозможно оценить состояние ЦПГ без снятия поддона. Зачастую высока вероятность того, что одной замены колец на новые может оказаться недостаточно, так как при выявлении серьезной выработки необходимо растачивать блок цилиндров .

Отметим, что установка новых компрессионных колец без снятия двигателя в изношенные цилиндры крайне не рекомендуется. Дело в том, что в процессе эксплуатации на зеркале цилиндра образуется так называемая ступень. После установки новых деталей высока вероятность поломки поршневых колец об указанную ступеньку, что потребует повторной разборки и более дорогостоящего ремонта двигателя.

Более того, кольца изнашивают как зеркало цилиндра, так и внутреннюю поверхность канавки поршня. По указанным причинам новые поршневые кольца, которые ставятся без замены поршней и ремонта цилиндров, или совсем не притираются, или притирка происходит очень медленно и неэффективно.

С учетом вышесказанного оптимальным вариантом будет расточка блока цилиндров, выполнение хонингования цилиндров, после чего производится установка новых ремонтных поршней и поршневых колец. Без снятия двигателя такой ремонт произвести не представляется возможным. При этом положительные результаты ремонта со снятием мотора намного более прогнозируемы.

В любом случае, меняются кольца на снятом двигателе или замена поршневых колец производится без снятия агрегата, общий порядок действий следующий:

• осуществите снятие ГБЦ;
• выполните дефектовку ГБЦ, БЦ и ЦПГ;
• проведите соответствующие измерения для определения необходимого размера поршневых колец;
• приобретите поршневые кольца, подходящие по размерам и эксплуатационным характеристикам;
• слейте моторное масло и реализуйте вскрытие поддона картера;
• при необходимости снимите масляный насос;
• далее потребуется удалить нагар в верхней части цилиндра;
• затем выполните откручивание головок (крышек) шатунов и выталкивайте их наверх (отмечайте каждую головку, так как при последующей сборке головка шатуна должна соответствовать тому шатуну, откуда она была снята).

Чтобы разобраться с тем, как правильно поставить кольца на поршень, следуйте дальнейшим рекомендациям. Сами поршневые кольца меняются относительно просто. Для снятия старых колец необходимо развести края кольца в области замка до того момента, пока кольцо не выйдет из канавки на поршне. Данную процедуру можно совершать как посредством специальных щипцов, так и при помощи небольшой плоской отвертки.

После необходимо удалить из канавок на поршне нагар. Если этот нагар не снять, тогда после установки новых поршневых колец поршень будет сложно установить обратно в цилиндр. Для удаления нагара из поршневых канавок можно воспользоваться старым компрессионным кольцом, которое для удобства ломается на две части.

Завершив процедуру по очистке канавок поршня необходимо изучить инструкцию по установке колец, которая прилагается к новому комплекту.  В такой инструкции содержится порядок установки поршневых колец на поршень, то есть последовательность их правильной установки и порядок расположения. Также указывается верхняя или нижняя сторона, согласно чему поршневое кольцо должно быть установлено с верхним или нижним расположением специальной метки.

При установке колец на поршень требуется соблюдать аккуратность, так как среднее компрессионное и нижнее маслосъемное кольцо отличаются повышенной хрупкостью. Что касается верхнего кольца, данный элемент прочнее остальных, но также требует правильного подхода при установке.

Установка колец на поршень

Далее будут рассмотрены выдержки из инструкции по установке поршневых колец производителя Mahle, а также добавлены отдельные советы и рекомендации.

1. После очистки канавок от нагара необходимо убедиться, что на их боковых поверхностях и радиусах нет повреждений.
2. Для монтажа колец используйте специальное цанговое приспособление.
3. Установку колец необходимо начинать с нижнего поршневого кольца. Избегайте лишних усилий, чтобы исключить возможную деформацию колец.
4. Перед установкой найдите на кольце маркировку в виде надписи TOP (от англ. «верх»). Кольца с такой маркировкой нужно ставить в сторону днища поршня маркированной стороной.
5. Если производится монтаж колец, которые имеют эспандерную пружину, тогда место стыка в виде концов пружины с проволочной вставкой размещается с учетом рекомендуемого смещения на 180° градусов относительно стыка поршневого кольца. В случае наличия у эспандерной пружины рубашки из тефлона, данный элемент должен находиться в области размещения стыка кольца. Кольца, которые состоят из нескольких ламелей, после монтажа пружины необходимо располагать с учетом того, чтобы стыки указанных ламелей были направлены на отверстие поршневого пальца. Во время размещения верхней ламели концы пружины необходимо фиксировать.
6. Если поршень имеет специальные фиксаторы в своих канавках, которые предотвращают проворачивание колец, тогда стыки поршневых колец должны находиться на штифтах для фиксации.
7. После завершения установки необходима проверка зазора боковых поверхностей. Если показатель укладывается в рамки до 0.100 мм, тогда такой зазор допускается. Выявление увеличения зазора от максимально допустимого указывает на необходимость приобретения и установки новых поршней.
8. Во время установки необходимо учесть степень износа зеркала цилиндра. Такой износ считается допустимым при значении 0.100 мм (с учетом диаметра цилиндра). Если зазор оказывается больше, тогда блок цилиндров требует перегильзовки или расточки под ремонтные поршни.

Как уже было сказано выше, повышенное внимание при установке следует уделять как взаимному расположению и ориентации, так и типу поршневых колец. Маслосъёмные кольца отличаются от компрессионных уникальным п-образным профилем, а также имеют в своей конструкции расширительную пружину.

Второе компрессионное кольцо оснащается скребком-кромкой, так как частично участвует в процессе съема масла параллельно работе маслосъёмного кольца. Наличие кромки на поршневом кольце обычно указывает на то, что такое кольцо устанавливается с учетом нижнего расположения кромки. Во время установки колец на поршень необходимо тщательно дозировать усилие. В противном случае можно с легкостью сломать поршневое кольцо.

Также добавим, что после установки колец на поршень и помещения его в цилиндр кольца осуществляют плотное прилегание к стенкам цилиндра. В замках образуется так называемый тепловой зазор. После при помощи щупа необходимо промерить этот зазор, который не должен превышать показатели 0.25-0.45 мм. Если указанный зазор окажется меньше, тогда кольцо не сможет нормально разместиться в канавке поршня. Для решения проблемы можно воспользоваться надфилем и аккуратно удалить лишние доли миллиметров.

Что касается правильного расположения, для предотвращения прорыва газов через замки колец необходимо знать, как ставить поршневые кольца. При правильной установке кольца надеваются на поршень с учетом смещения по окружности. В качестве примера можно рассмотреть установку 3-х поршневых колец.  При такой установке замки необходимо ставить так, чтобы каждый из замков располагался через 120 ° относительного другого.

Обкатка двигателя после замены поршневых колец

Независимо от того, производилась только замена поршневых колец или двигатель прошел капитальный ремонт, мотору потребуется обкатка. Это вызвано необходимостью приработки новых деталей. Обкатывать двигатель после замены поршневых колец следует аналогично обкатке мотора нового бензинового или дизельного автомобиля.

Двигатель после замены колец нельзя эксплуатировать в тяжелых нагруженных режимах (высокие обороты при езде, простой на холостых оборотах, движение с малой скоростью на повышенных передачах и т.д.) минимум 3-5 тыс. км. Также не следует начинать поездку без предварительного прогрева ДВС.

Далее рассмотрим мнения опытных автомехаников и ответим на общий вопрос, сколько нужно обкатывать двигатель после замены поршневых колец. Среди специалистов достаточно распространено утверждение, что для полной притирки колец потребуется около 10-15 тыс. км. Отсюда следует вывод — после минимальной обкатки автомобиля после капремонта двигателя или замены колец (до 5 тыс. км.) крайне не желательно раскручивать силовой агрегат выше среднего диапазона оборотов еще около 5 или даже 10 тыс. км. пробега.

Подведем итоги

В исправном атмосферном бензиновом или дизельном двигателе, который эксплуатируется в нормальных условиях, средний ресурс поршневых колец может составлять от 150 до 350 тыс. км. Высокофорсированные «атмосферники» и моторы с турбонаддувом (особенно бензиновые) могут нуждаться в замене колец уже при пробеге около 100 тыс. км. Усредненные показатели приводятся по причине того, что на срок службы поршневых колец сильно влияют следующие факторы:

• режимы работы ДВС;
• качество моторного масла;
• работоспособность систем смазки, охлаждения и т.д.

Например, поршневые кольца могут немедленно выйти из строя в случае перегрева двигателя. Износ колец сильно увеличивается при эксплуатации мотора на несоответствующем рекомендуемому, грязном или попросту низкосортном масле. Проблемы с запуском холодного двигателя или неустойчивая работа агрегата на холостом ходу могут заставить водителя «подгазовывать» на холодном двигателе, в результате чего поршневые кольца очень сильно и быстро изнашиваются.

Напоследок добавим, что если была произведена замена поршневых колец и не запускается двигатель без видимых причин, тогда возможно разрушение колец в случае непрофессиональной установки новых деталей в цилиндры без ремонта. В этом случае распространенной проблемой является то, что после замены поршневых колец нет компрессии, которая необходима для сжатия смеси и нормального холодного запуска. Такая неисправность может быть результатом неправильно подобранных ремонтных размеров деталей или других ошибок во время проведения ремонта.

В том случае, если после замены поршневых колец машина дымит, тогда следует оценить интенсивность дымления и цвет выхлопных газов. В самом начале процесса приработки поршневых колец появление сине-серого дыма допускается, далее интенсивность дымления и цвет должны постепенно нормализоваться. Если после первых 1-3 тыс. км. этого не происходит, тогда потребуется провести повторную диагностику силового агрегата.

Виды поршневых колец, из чего изготовлены, подбор и маркировка

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

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

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

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

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

Какие материалы применяются для изготовления поршневых колец

При изготовлении колец применяются различные материалы, такие, как чугун, нержавеющая сталь, хром и молибден. Чугун сочетает в себе невысокую стоимость и достаточно высокие эксплуатационные характеристики, чем вызвано его широкое распространение.

В состав нержавеющей стали входит большое количество хрома для увеличения жаростойкости и сопротивляемости износу. Благодаря этому кольца из «нержавейки», как и хромированные, лучше сопротивляются высоким температурам, нежели чугунные. Поскольку первое компрессионное кольцо работает в условиях недостатка смазки, необходимо учитывать и этот фактор при выборе материала для него. Как нельзя лучше для покрытия подходит все тот же хром. Хромированные изделия намного лучше сопротивляются истиранию.

Молибден применяется в качестве покрытия рабочей части колец с целью увеличения их ресурса. Помимо этого, молибденовые поршневые кольца быстрее прирабатываются к стенкам цилиндров, что особенно важно в случае их замены при проведении капитального ремонта двигателя.

Анатомия поршневых колец

Не следует думать, что для всех колец из комплекта применяется один и тот же металл. На применяемый материал основное влияние оказывает расположение поршневых колец на поршне. Поскольку все поршневые кольца работают в разных условиях, то и требования, предъявляемые к сплавам, из которых они изготовлены, различны.

Первое компрессионное кольцо

В наиболее тяжелых условиях находятся первые компрессионные кольца, поэтому к ним предъявляются наиболее высокие требования по жаростойкости и сопротивляемости износу. Чаще всего их изготавливают из чугуна с противоизносной вставкой из молибдена.

На первый взгляд все компрессионные кольца выглядят одинаково, однако их конфигурация может существенно различаться. Например, верхнее может быть немного перекручено. В результате с поверхностью цилиндра контактирует только его кромка, а не вся поверхность. Благодаря этому, уменьшаются потери на трение, и сокращается время приработки.

Другой тип – компрессионные кольца с L-образным участком. Их отличительная особенность – способность менять степень уплотнения в зависимости от давления, оказываемого рабочими газами на тыльную часть большого L-образного выступа. Под давлением они расширяются, улучшая компрессию (во время такта сжатия), когда давление уменьшается, диаметр наоборот, уменьшается, при этом уменьшается трение и износ деталей. Какие из колец лучше, каждый решает сам, поскольку у всех имеются свои преимущества.

Второе компрессионное кольцо

Условия его работы менее напряженные, поэтому требования, предъявляемые к материалу, из которого оно изготовлено, менее жесткие. Второе компрессионное кольцо выполняет двойную задачу:

1. обеспечивает дополнительное уплотнение, задерживая газы, прорвавшиеся через первое;
2. работает наподобие скребка, препятствуя попаданию моторного масла в камеру сгорания.

Нередко вторые компрессионные кольца имеют форму усеченного конуса, т.е. диаметр верхней части меньше, чем диаметр нижней. Благодаря такой конструкции, при движении поршня вниз со стенок цилиндра удаляется масло.

Оба компрессионных кольца имеют только одно правильное положение для установки, переворачивать их ни в коем случае нельзя, иначе они будут неправильно работать. Для предотвращения ошибок при монтаже на их верхней стороне ставится маркировка, например, «Т» или «TOP».

Маслосъемные кольца

Они устанавливаются под компрессионными. В отличие от последних, их поверхность не сплошная, она имеет окошки, предназначенные для отвода моторного масла. В современных двигателях маслосъемные кольца устанавливаются по одному на каждый поршень, раньше они устанавливались по несколько, особенно в двигателях, предназначенных для стационарного использования.

Подбор запчастей

При выполнении капремонта двигателя необходимо правильно подобрать поршневые кольца, поскольку неправильный подбор приведет либо к отсутствию необходимой компрессии, либо к заклиниванию поршней в цилиндрах с последующим разрушением колец и образованием многочисленных задиров на поршнях и стенках цилиндров. Рассмотрим на примере двигателя ВАЗ-2111, как правильно подобрать нужные детали.

Существует таблица ремонтных размеров поршней и колец, с помощью которой подобрать подходящий диаметр деталей достаточно легко. Базовый диаметр цилиндров мотора ВАЗ-2111 составляет 82 мм, ремонтные поршни имеют увеличенный диаметр: на 0,4 мм для первого ремонта и на 0,8 мм – для второго. Кольца под ремонтные размеры также имеют увеличенный диаметр, и на них проставляется соответствующая маркировка.

В общих чертах процесс капремонта двигателя ВАЗ-2111 выглядит так: цилиндры растачиваются под первый ремонтный размер, при этом оставляется небольшой припуск на хонингование. Затем старые поршни заменяются на новые увеличенного диаметра, и на них монтируются поршневые кольца первого ремонтного размера.

Таблица ремонтных размеров существует для всех двигателей, и подобрать нужный диаметр не составит труда для любого мотора, будь то двигатель ВАЗ или Субару.

Модель двигателя (ВАЗ) Размер колец (мм)

	нормальный	1-й ремонтный	2-й ремонтный
2101, 2103, 2108, 21081, 1111	76	76,4	76,8
21011, 2105, 2106, 2121	79	79,4	79,8
21082, 21213, 2110, 11113	82	82,4	82,8

Какие кольца лучше

Вопрос, какие поршневые кольца лучше приобрести для замены, не дает покоя многим автовладельцам. При имеющемся многообразии выбор сделать нелегко. Ответить можно так: если цель замены– восстановление нормальной работоспособности мотора, вполне достаточно штатных, если же владелец хочет улучшить характеристики двигателя, лучше обратить внимание на более «навороченные» изделия, например, хромированные или молибденовые.

Поршневые кольца: принцип работы, ремонт и устройство — DRIVE2

При изучении принципов работы двигателя внутреннего сгорания отмечалось, что скользящее соединение между поршнем и цилиндром герметично, то есть газы, находящиеся под давлением в надпоршневом пространстве, не проникают между поршнем и стенками цилиндра в картер двигателя. Обеспечить приемлемую герметичность основное предназначение поршневых колец.

При этом необходимо отметить, что незначительная часть газов из камеры сгорания всё равно проникают во внутренне пространство картера даже нового, вполне исправного, двигателя. Уплотнение при помощи поршневых колец в технике называется уплотнением лабиринтного типа, в уплотнениях подобного типа всегда происходит некоторая утечка газов. Но эта утечка на исправном двигателе обычно лежит в диапазоне 0,5 – 1,0%.

Находящиеся в картере двигателя газы называются картерными газами. По мере износа цилиндропоршневой группы двигателя количество картерных газов увеличивается.Кроме уплотнения поршневые кольца выполняют ещё две задачи. Регулируют количество масла на стенках цилиндра, необходимого для смазывания, как самих колец, так и поршня, и отводят тепло от поршня к стенкам цилиндра.

Предназначение поршневых колец:

Обеспечение герметичности между поршнем и стенками цилиндра.Регулирование количества масла, необходимого для смазывания соединения поршня и цилиндра, и предотвращения попадания масла в камеру сгорания двигателя.

Отвод тепла от поршня к стенкам цилиндра.

Эти три задачи поршневые кольца выполняю в очень тяжёлых условиях под воздействием высоких тепловых и механических нагрузок. Тепловое напряжение поршневых колец возникает под воздействием горячих рабочих газов и под воздействие трения колец о стенки цилиндра, происходящего в условиях масляного голодания в верхней части поршня.Успешное решение этих задач решается как за счёт конструкции колец, так и правильного подбора материала изготовления колец.

Тип колец

Поршневые кольца делятся на два типа:

•Компрессионные

•Маслосъёмные

Поршневые кольца — схема

1. Первое (верхнее) компрессионное кольцо1.1. Молибденовая противоизносная вставка2. Второе компрессионное кольцо3. Маслосъёмное кольцо:3.1. Верхняя маслосъёмная пластина3.2. Тангенциальный расширитель

3.3. Нижняя маслосъёмная пластина

Поршень с поршневыми кольцами

Фотография разреза поршня современного бензинового двигателя с установленным на него типичным комплектом поршневых колец в соответствии со схемой, данной на верхнем рисунке.Компрессионные кольца обеспечивают необходимую герметичность, а маслосъёмные кольца регулируют количество масла на стенках цилиндра. Именно регулируют, а не полностью удаляют, поскольку полное или слишком большое удаление масла приведёт к масляному голоданию соединения поршня со стенками цилиндра в верхней части поршня и последующему заклиниванию поршня в цилиндре.

Ранее двигатели были тихоходными, и количество поршневых колец на одном поршне доходило до 5 – 7. Но почти все современные бензиновые двигатели и быстроходные автомобильные дизельные двигатели имеют на одном поршне всего три поршневых кольца – два компрессионных кольца и одно маслосъёмное.Хотя поршни двигателей форсированных спортивных автомобилей, постоянно работающие на высоких оборотах, могут иметь всего два кольца. А поршни дизельных автомобильных двигателей, для облегчения запуска, могут иметь четыре кольца, три из которых компрессионные.

Кольцо, установленное в канавку поршня, находящегося в цилиндре двигателя, должно принять абсолютно круглую форму (это выполняется, если сама гильза цилиндра не имеет деформаций) и быть прижатым к поверхности цилиндра по всей наружной окружности поршневого кольца. Для обеспечения этого, упругое поршневое кольцо изготавливается не в виде правильной окружности, а в виде дуги переменного радиуса, большего, чем диаметр цилиндра и имеющее в свободном состоянии достаточно больший зазор (1) между концами кольца. При установке в цилиндр кольцо сжимается и зазор (2) в замке кольца становится 0,15 ÷ 0,5 мм. Точное и максимально допустимое значение этого зазора указывается в технической документации двигателя. Обеспечение регламентированной величины зазора очень важно, увеличенный зазор способствует прорыву газов в картер двигателя и снижению мощности. Но ещё опасней уменьшенный зазор в замке поршневого кольца. Во время работы, в результате нагрева кольцо расширяется и при уменьшенном зазоре может произойти заклинивание поршневого кольца в цилиндре, что приведёт к образованию задиров на зеркале цилиндра, поломке межкольцевых перегородок поршня или поломке самого кольца. Поэтому допустимо небольшое увеличение зазора, но недопустимо уменьшение зазора в замке поршневого кольца.

Ведущие производители поршневых колец производят кольца с постепенно уменьшающимся через 0,1 мм зазором, таких подбираемых размеров может быть до 15.

Отсутствие концевого зазора при одновременном уменьшении высоты кольца

Некоторые производители поршневых колец выпускают «беззазорные» поршневые кольца. Разумеется, невозможно изменить природное свойство металлов к расширению при повышении температуры, кольцо, установленное в цилиндр двигателя без зазора, обязательно заклинит. Но многое можно решить за счёт удачной конструкции. В этом случае поршневое кольцо состоит из двух плоских колец, установленных друг на друга и повёрнутых относительно друг друга на 180º. При этом верхнее кольцо имеет форму буквы «L», а нижнее кольцо вставлено в выемку верхнего кольца, за счёт чего высота такого кольца получается не более высоты стандартного кольца.

Когда-то замки поршневых колец старых тихоходных двигателей, для уменьшения прорыва газов через замок кольца имели сложную форму, но в современных высокооборотных двигателях прорыв газов через замок кольца незначителен. Поэтому современные кольца имеют только прямоугольную форму замка.

Правильная установка поршневых колец

Переменный радиус дуги поршневого кольца берётся не произвольно, а рассчитывается для обеспечения необходимой эпюры силы прижатия кольца к стенкам цилиндра. Во время работы поршневое кольцо изнашивается неравномерно. В результате экспериментов определено, что наиболее интенсивно кольцо изнашивается в районе замка. Поэтому первоначальное увеличение силы прижатия кольца в зоне замка увеличивает срок службы кольца.Но точно рассчитанная эпюра усилий кольца может измениться в результате непрофессиональной установки кольца на поршень. Современные, очень тонкие компрессионные поршневые кольца не допускается устанавливать на поршень руками. Для этого необходимо использовать специальное приспособление, обеспечивающее равномерное разжатие кольца по всей окружности и ограничение максимального разжатия.

Установка кольца руками, с увеличенным и неравномерным расжатием, значительно сокращает срок службы кольца.

Прижатие компрессионных колец к стенкам гильзы цилиндра

На этом рисунке видно, что газы из камеры сгорания через зазор между жаровым поясом поршня и стенкой цилиндра и через зазор между стенкой перегородки и поршневым кольцом попадают во внутреннюю полость поршневого кольца. При этом давление во внутренней полости верхнего компрессионного кольца практически равно давлению в камере сгорания.За счёт давления газов на внутреннюю поверхность кольца происходит дополнительное прижатие поршневого кольца к стенкам цилиндра. Некоторая часть газов также попадает во внутреннюю полость второго компрессионного кольца. Поскольку первое компрессионное кольцо дросселирует давление газов, давление во внутренней полости второго компрессионного кольца мотет быть равно 30 – 60%, от давления во внутренней полости первого компрессионного кольца.С учётом того, что все процессы в двигателе происходят достаточно быстро, давление из внутренних полостей поршневых колец не падает до следующего такта рабочего хода, это явление называется аккумулированием давления. Аккумулирование давления обеспечивает приемлемую работу поршневых колец, частично потерявших свою упругость в результате старения или перегрева. Потерявшие упругость поршневые кольца будут удовлетворительно работать на режиме высоких нагрузок двигателя, но при работе двигателя в режиме низких нагрузок поршневые кольца не обеспечат необходимое уплотнение. Поэтому, исправными можно считать поршневые кольца серийного легкового автомобиля, обеспечивающие прижатие к стенкам цилиндра за счёт собственной упругости.Некоторые производители поршневых колец заявляют, что до 90% усилия прижатия поршневых колец возникает за счёт давления рабочих газов двигателя. Возможно, кольца с подобными технически характеристиками подойдут только для специальных спортивных двигателей, постоянно работающих в диапазоне высоких оборотов и высоких нагрузок, Но вряд ли такое кольцо будет успешно работать в двигателе серийного автомобиля. Специально подготовленные поршневые кольца, как и многие другие детали двигателя, могут улучшить работу двигателя на строго определённых режимах оборотов и нагрузки. Но при этом значительно ухудшить работу двигателя на остальных режимах.

Очень важным эксплуатационным размером является боковой зазор между кольцом и канавкой поршня, поскольку именно от него зависит давление в поршневой канавке. В среднем этот зазор равен 0,04 ÷ 0,08 мм. От величины этого зазора также зависят ударные нагрузки на перегородки поршневых колец и, соответственно, шумность работы двигателя, возрастающие при увеличении зазора или вероятность заклинивания (потери подвижности) поршневых колец при уменьшении зазора.

Многие автомеханики считают, что поршни не подлежат дальнейшей эксплуатации по причине износа направляющей части (юбки) поршня, но обычно износ направляющей части поршня незначителен. Разумеется, если поршень не работал в режиме масляного голодания, и на поверхности поршня и стенок цилиндров не образовались задиры.На самом деле поршень часто выбраковывается по причине недопустимого износа канавки верхнего компрессионного кольца.

При производстве и высота поршневых колец, и высота канавки поршня имеют некоторый разброс, поэтому, для обеспечения необходимого зазора, иногда бывает возможность подбора поршневого кольца необходимой высоты.

Форма второго компрессионного кольца отличается от формы первого компрессионного кольца. Иногда из-за своеобразной формы наружной поверхности второе компрессионное кольцо называется скребковымЭто кольцо работает не только как компрессионное, но и участвует в регулировании количества масла на стенках цилиндров, то есть частично выполняет задачу маслосъёмного кольца. Нижняя часть рабочей поверхности второго кольца изготавливается в виде скребка, который при перемещении поршня вниз снимает со стенок цилиндра лишнее масло. Нижнее компрессионное кольцо работает в значительно более лёгких условиях. И температура в зоне кольца и давление газов на кольцо (соответственно сила прижатия кольца к стенке цилиндра) значительно ниже по сравнению с подобными показателями, оказывающими воздействие на верхнее кольцо.

Оба компрессионные кольца допускается устанавливать только в одном положении. На верхней поверхности компрессионного поршневого кольца ставится метка «Т», «ТОР» или другие. Кольцо всегда устанавливается этой меткой вверх. Неправильно установленное поршневое кольцо, неправильно работает.

Маслосъёмные кольца устанавливаются ниже компрессионных поршневых колец. На поршни двигателей современных легковых автомобилей устанавливается всего по одному маслосъёмному кольцу. Хотя старые двигатели, особенно предназначенные для стационарного применения, использовали по несколько маслосъёмных колец.

Маслосъёмные кольца предназначены для регулирования количества масла, находящегося на стенках цилиндра. Тут не очень подходит русская поговорка: «Кашу маслом не испортишь». Масла на стеках цилиндра должно быть не как можно больше, а ровно сколько необходимо. Недостаточное количество масла приведёт к масляному голоданию и, вследствие этого, к повышенному износу поршневых колец, поршня и поверхности цилиндра. В некоторых тяжёлых условиях работы двигателя при наличии масляного голодания могут произойти задиры в соединение поршня с цилиндром, и даже полное заклинивание поршня в цилиндре.Так же нежелательно излишнее количество масла на стенках цилиндра. Лишнее масло, через компрессионные кольца попадает в камеру сгорания двигателя. Что приводит к повышенному расходу масла, образованию нагара на стенках камеры сгорания, клапанах и свече зажигания. Нагар от сгоревшего масла в камере сгорания и на клапанах значительно ухудшает некоторые технические характеристики двигателя. Во время работы двигателя система смазки разбрызгивает в нижней внутренней полости цилиндра большое количество смазки, необходимого для смазывания поршневого пальца и охлаждения поршня

При перемещении поршня вниз, маслосъёмное кольцо своими кромками собирает излишнее масло со стенок цилиндра и через дренажные отверстия в канавке поршня направляет его во внутреннюю полость поршня. Далее масло стекает в масляный поддон, возвращаясь в систему смазки двигателя.

Проверка поршневых колец при ремонте двигателя после пробега автомобилем 60 000 — 80 000 км

Хотя срок службы поршневых колец составляет 60000 — 80 000 км пробега автомобиля, рекомендуется во всех случаях разборки двигателя при пробеге более 20 000 км заменять поршневые кольца. Это, с одной стороны, исключит необходимость повторной разборки двигателя после сравнительно небольшого пробега автомобиля, а с другой стороны, будет являться профилактикой для повышения общего срока службы двигателя.

Если зеркала цилиндров имеют незначительные износы и не требуют ремонта, то вместо прежних поршневых колец могут быть использованы ремонтные кольца нормального размера или увеличенные по диаметру на 0,25 мм. Выбор тех или иных колец определяется величиной зазора в замке, измеряемого у кольца, установленного в тот цилиндр, в котором оно будет работать. Поршневые кольца нормального размера допустимо использовать, если зазор в их замке не превышает 0,75 мм. В противном случае нужно воспользоваться кольцами, увеличенными на 0,25 мм, обеспечив зазоры в их замках не менее 0,4 мм. Для этого допускается припиловка стыков замка.

В случаях, когда зеркала цилиндров требуют ремонта, прежние поршневые кольца заменяют ремонтными кольцами, имеющими увеличенные внешние диаметры.

Таблица. Комплекты поршневых колец для ремонта (количество на один двигатель)

Номер комплекта	Ремонтный размер кольца	Номинальный наружный диаметр кольца, мм	Диаметр калибра для наружных операций, D1 + (0,6 — 0,8) мм
407-1000101 -Р	Нормальное	75,875	75,875
407-1000101-РЗ	Увеличенное на 0,25 мм	76,125	76,125
407-1000101-Р6	Увеличенное на 0,5 мм	76,375	76,375
407-1000101-Р8	Увеличенное на 1,0 мм	76,875	76,875
407-1000101-Р9	Увеличенное на 1,5 мм	77,375	77,375

В таблице даны номера комплектов ремонтных поршневых колец (для запасных частей) как нормального, так и ремонтных размеров. При этом кольца нормального размера и увеличенные на 0,25 мм предназначены для работы в цилиндрах, зеркала которых не требуют ремонта. Соответственно кольца, увеличенные на 0,5; 1,0; 1,5 мм, предназначены для цилиндров, отремонтированных расшлифовкой или расточкой. Эти кольца устанавливают на увеличенные поршни одинаковых с кольцами ремонтных размеров.

Таблица. Ремонтные размеры цилиндров

Ремонтные размеры цилиндров, мм	Номера и размеры поршней	Технология ремонта цилиндpoв
75,875-75,925	408-1004015 нормального размера	Не ремонтируется или только хонингование
76,375—76,425	408-1004016-Р6 увеличенные на 0,5 мм	Расточка, шлифование и последующее хонингование
76,875-76,1925	408-1004015-Р8-А увеличенные на 1,0 мм	То же
77,375-77,425	408-1004015-P9-А увеличенные на 1,5 мм	» »

Таблица. Основные параметры поршневых колец нормального и ремонтных размеров

Параметры	Компрессионные кольца	Маслосъемные кольца
верхнее и среднее	нижнее
Высота, мм	2,173—2,185	2,165—2,185	3,97—3,99
Радиальная толщина, мм	3,2-3,4	3,2-3,4	3,2—3,34
Зазор в замке кольца, установленного в калибр, имеющий внутренний диаметр D, мм	0,41-0,76	0,41—0,76	0,41—0,76
Разность диаметров в направлениях А А и В В при обжатии кольца лентой до получения зазора в замке 0,41—0,76 мм	0,2—0,6	0,2—0,6	0,2-0,6
Упpугость кольца, сжатого лентой до получения зазора в замке 0,41—0,76 мм, кг	1,3-1,8	1,3—1,8	1,4-2,0

Геометрические параметры поршневых колец даны в таблицах выше. Во всех случаях замены поршневых колец необходимо:

1. В две верхние канавки на днище поршня устанавливать компрессионные кольца, имеющие на внутренней цилиндрической поверхности проточку, обращенную в сторону днища поршня.
2. В третью канавку на днище поршня устанавливать компрессионное кольцо с проточкой (на наружной цилиндрической поверхности), обращенной в сторону юбки поршня.
3. Маслосъемное кольцо устанавливать в четвертую канавку на днище поршня.
4. После замены колец необходимо соблюдать правила обкатки двигателя.

(оцени первым)

Замена поршневых колец не снимая двигатель, видео, своими руками

То, что автомобилю требуется именно замена поршневых колец, а не какие-то другие ремонтные работы, расскажет сам двигатель. Признаки подобной неисправности проявляются довольно ярко, поэтому не заметить их будет сложно. Но прежде чем говорить о симптомах, нужно понять, что представляют собой кольца, и какую роль они играют в работе двигателя.

Что такое поршневые кольца, их назначение

Поршневые кольца представляют собой упругие незамкнутые элементы, которые устанавливаются в специальные канавки на корпусе поршня. Изготавливают их из стали или чугуна повышенной прочности, а сверху покрывают легирующим материалом. Легирующее покрытие еще больше увеличивает прочность, а также снижает скорость износа.

Обычно в поршень вставляются 3 кольца: 2 компрессионных (занимают 2 верхних канавки) и 1 маслосъемное (нижняя канавка). Задача компрессионных колец – не допустить прорыва раскаленных газов вдоль поршня в картер двигателя. Маслосъемное – снимает лишнее масло с зеркала цилиндра, не давая ему попасть в камеру сгорания. Кроме того, кольца снижают температуру поршня, передавая практически половину тепла его поверхности на стенки цилиндра.

Когда поршневые кольца перестают справляться с возложенными на них задачами, ввиду своего износа, двигатель автомобиля сигнализирует об этом проявлением соответствующих симптомов.

О том, что износ дошел до критической стадии, свидетельствует синий или черный дым из выхлопной трубы. Это указывает на то, что излишки масла попали в камеру сгорания мимо маслосъемного кольца и сгорели там вместе с топливом. Черный дым, выходящий из трубки вентиляции картера, говорит о том, что компрессионные кольца из-за износа допускают прорыв газов из камеры сгорания в его полость.

Критический износ сопровождается снижением компрессии (способность удерживать давление) в цилиндрах двигателя. Это означает, что часть газов, образовавшихся при сгорании топливной смеси, которая должна была толкать поршень, прорвалась в картер, не совершив полезную работу. Именно это приведет к падению давления в цилиндре, следовательно, двигатель потеряет часть мощности. Наблюдается повышенные расход масла.

Проверяется компрессия специальным прибором – компрессометром. Когда номинальные значения давления неизвестны (нет инструкции по эксплуатации), сначала оно измеряется в сухом цилиндре, затем через свечное отверстие заливается немного моторного масла, и замер делается заново. Если компрессия повысится, значит, требуется замена колец. Подобные признаки могут наблюдаться и в случае их «залегания».

«Залегание» происходит, когда образовавшийся в канавках поршня нагар мешает пружинить поршневым кольцам, результатом чего становится снижение плотности их прилегания к поверхности цилиндра.

Такую проблему, если случай не сильно запущен, можно исправить при помощи специальных присадок к топливу. Двигатель, имеющий карбюраторную систему, можно попробовать очистить спреем для удаления нагара, который впрыскиваются непосредственно в карбюратор. Если удаление нагара с камеры сгорания эффекта не дало, то выход только один – замена поршневых колец и чистка канавок.

Как заменить поршневые кольца самостоятельно

Конечно, замена колец – процедура довольно трудоемкая. Она требует аккуратности и определенных умений, но по большому счету сложного в ней ничего нет (если не снимать двигатель). Для этого нужно:

• снять головку блока цилиндров, соблюдая все рекомендации производителя автомобиля;
• слить масло, снять защиту маховика и поддон картера двигателя;
• снять маслозаборник;
• провернув коленвал, установить нужный поршень в нижнюю мертвую точку;
• открутить крышку шатуна и снять ее;
• вытащить поршень вместе с шатуном из цилиндра, толкая его вверх деревянной рейкой;
• очистить поршень от нагара. По его маркировке установить класс поршня, приобрести соответствующий ему новый комплект поршневых колец;
• каждое новое кольцо перед установкой сначала вставляется в цилиндр для проверки зазора в замке. Зазор должен соответствовать величине, указанной в руководстве по эксплуатации автомобиля. Если он меньше необходимого, то торцы замка аккуратно подпиливаются надфилем;
• поршни тщательно очищаются от нагара. Отверстия, предназначенные для слива масла, также прочищаются подходящей деревянной палочкой. Очищенные канавки смазываются чистым моторным маслом;
• одеваются кольца начиная с маслосъемного. На одной из сторон кольца стоит маркировка «ТОР» (вверх), которая указывает, как оно должно быть установлено в поршень. Замки должны устанавливаться через 120 градусов относительно друг друга. Это исключит сквозное проникновение через них газов. Нельзя одевать кольца «витком», такая установка может сопровождаться появлением микротрещин, которые приведут к их поломке;
• произвести сборку в обратной последовательности, параллельно очищая все чистой ветошью и смазывая свежим моторным маслом. Поршни должны устанавливаться именно в те цилиндры, откуда они были сняты. Также и крышки шатунов с шатунными вкладышами должны надеваться на те же шатуны, с которых их сняли.

Если износ шатунных вкладышей позволяет использовать их повторно, то замену делать не стоит, так как для этого понадобится расточить шейки коленвала. Самостоятельно такую работу без опыта качественно выполнить не получится.

Для замены колец понадобятся:

• наборы рожковых и накидных ключей, а также вороток с удлинителем и головками номиналом от 10 – 19;
• динамометрический ключ;
• спец. обжим (оправка).

Кроме того, понадобится герметик устойчивый к воздействию масла. Он пригодится во время установки прокладок поддона картера и клапанной крышки.

И вроде бы ничего сложного в перечисленных выше действиях нет, если замену производить не снимая двигатель с автомобиля. Однако есть нюансы, без учета которых двигатель с новыми кольцами долго не проработает. Когда цилиндр достигает предельной стадии износа, на поверхности его зеркала образуется «ступенька». Ударившись об нее, новое кольцо либо сразу сломается, либо получит трещину, которая в итоге все равно приведет к его поломке. Кроме того, канавки старого поршня также имеют износ, поэтому притирка новых колец к цилиндру будет затруднена или вовсе невозможна. Это значит, что дефектовку поршневой группы и цилиндров лучше доверить профессионалам.

Расточкой и хонингованием цилиндров также должны заниматься квалифицированные специалисты. К тому же эту работу выполнить без снятия двигателя невозможно. Поэтому перед тем как браться за дело, стоит хорошо подумать, реально оценить свои силы и возможности. Чтобы результатом ремонта не стала замена поршневой группы в целом, или того хуже – не пришлось бы сдавать двигатель в капитальный ремонт.

Ремонт поршневых пальцев и поршневых колец

У поршневых пальцев изнашивается наружная поверхность, сопрягаемая со втулкой шатуна и бобышкой поршня. Предельно допустимый зазор между пальцем и втулкой, в зависимости от типа машин, составляет от 0,1 до 0,15 мм, а зазор после ремонта должен составлять 0,02-0,025 мм. При ремонте изношенные пальцы часто заменяют новыми, поскольку трудоемкость их изготовления невелика, и пригоняют по восстановленным отверстиям в поршне и втулке шатуна. Иногда пальцы хромируют по наружному диаметру, с тем чтобы они соответствовали увеличенному ремонтному размеру. Если поршень заменен» новым, нужно исходить из того, что его отверстие под поршневой палец имеет номинальный размер.

Из всех деталей шатунно-поршневой группы наибольшему износу подвергаются поршневые кольца и особенно верхнее компрессионное кольцо. Об износе колец судят по зазорам между кольцом и канавкой и в стыке. Поршневые кольца, если зазор между кольцом и канавкой больше 0,3-0,4 мм, а в стыке больше 3-4 мм, обычно заменяют.

Кольцо, потерявшее упругость, также заменяют. Для определения упругости поршневого кольца пользуются специальным прибором и таблицами, указывающими соотношение между силой сжатия и зазором, который должен получиться при этом сжатии.

В ремонтной практике поршневые кольца обычно изготовляют так: обтачивают чугунный пустотелый цилиндр, затем его разрезают на кольца с припуском для последующей обработки колец по наружному и внутреннему диаметрам, а также по высоте. Из каждого кольца вырезают небольшой участок (рис. 2, а), образуя сквозную щель, позволяющую кольцу сжиматься и создавать стык.

В стыке устраивается так называемый замок, препятствующий просачиванию газов. Его делают либо с косым вырезом под углом 45°, либо с прямым вырезом е накладку. Второй способ более надежный, но следует иметь в виду, что у колец малого диаметра нельзя делать замок в накладку, так как его тонкие части тогда легко обламываются. Кольца диаметром 300 мм и более сжимают почти до соприкосновения поверхностей выреза (торцов) и спаивают, затем их окончательно протачивают по наружному и внутреннему диаметрам. После этого кольца распаивают.

Поршневые кольца растачивают и обтачивают на размер на специальных оправках, после того как у колец сделан вырез, устроен замок и окончательно обработаны торцы. На одной оправке (рис. 2, б) кольцо растачивают в размер, на другой оправке (рис. 2, в) его окончательно обрабатывают снаружи.

Зазор между кольцом и канавкой по высоте в отремонтированных сочленениях колеблется от 0,06 до 0,12 мм и зависит от типа машины. Проверяют зазоры щупом.

Поршневые кольца больших размеров пригоняют к канавкам шабрением с последующей притиркой торцов по плите. Если имеется возможность, то лучше шлифовать кольца на плоскошлифовальном станке. Небольшие кольца пригоняют шлифованием.

Поместив кольцо в восстановленном цилиндре, определяют зазор в замке щупом (рис. 2, г). Заключительные операции - пригонка замка и его зачистка - личным напильником либо оселком.

Рис. 2. Поршневые кольца:

а - формы замков колец, б - схема закрепления заготовки кольца для ее обработки по внутреннему диаметру, в - закрепление кольца для его обработки по наружному диаметру, г - измерение зазора в замке щупом

При установке колец на поршень необходимо добиться равномерного расположения замков по периметру цилиндра, что еще надежнее предотвращает прорыв находящихся в цилиндре газов или пара.

Ремонт шатунов

В двигателях, компрессорах и паровых машинах применяются разные виды шатунов, однако условия, в которых они все работают, и предъявляемые к ним требования в основном одинаковы.

Рис. 3. Шатун:

а - комплект деталей шатуна, б - проверка параллельности осей верхней и нижней головок шатуна; 1 - стержень шатуна, 2 - болты, 3 - плоскости разъема большой головки, 4 - гайки, 5 - шплинты, 6, 9 - половинки большой головки, 7 - вкладыши, 8 - прокладки, 10 - втулка, 11 - малая головка шатуна, 12 - призма, 13 - опорная площадка, 14 - контрольная плита, 15 - щуп, 16, 17 - оправки

Шатун (рис. 3, а) состоит из ряда деталей, которые в работе изнашиваются. Стержень 1 изгибается или скручивается, повреждаются поверхности разъема 3 большой головки 9 шатуна и крышки. Могут изнашиваться вкладыши 7 или втулки 10, поверхности посадочного отверстия в малой головке 11, внутренняя поверхность большой головки под вкладыши 7.

Если стержень шатуна изогнут или скручен несильно, его выправляют на прессе.

Для проверки шатунов на изгиб и скручивание применяют специальное приспособление (рис. 3,6), основными частями которого являются контрольная плита 14 с оправками 16 и 17 и призма 12. В верхнюю головку устанавливают оправку 17 и надевают шатун нижней головкой на оправку 16. На цилиндрические выступы оправки 17 устанавливают призму 12, имеющую три опорные площадки 13. Если стержень шатуна не изогнут и не скручен, оси отверстий головок должны быть параллельны, при этом все три опорные площадки 13 будут соприкасаться с плитой. Возможный зазор между какой-либо из опорных площадок и плитой 14 контролируется щупом 15. Допустимая величина зазоров в каждом конкретном случае указывается в инструкционной карте.

Не разрешается править шатуны в сборе.

Шатуны с небольшим износом поверхностей отверстий большой головки и крышки ремонтируют так: опиливают или фрезеруют, или пришабривают по плите поверхности 3 разъема с учетом того, в результате последующего растачивания внутренних цилиндрических поверхностей диаметр этих отверстий несколько увеличиться поверхности разъема со значительными повреждениями можно восстановить наплавкой с последующим фрезерованием. При износе баббита вкладышей 7 производят перезаливку, и затем вкладыши растачивают. Изношенное отверстие головки 11 растачивают до следующего ремонтного размера и изготовляют новую втулку 10.

Page 2

Поршневая группа деталей входит в состав механизмов преобразования вращательного движения в поступательное.

Рис. 3. Поршневая группа деталей

К основным деталям поршневой группы относится цилиндр, состоящий из так называемой рубашки 1 и внутренней втулки или гильзы 2, и поршень 3 с поршневыми кольцами 4. Поршень соединён с шатуном 5 посредством поршневого пальца 8, второй конец шатуна имеет вкладыш 7, который соединяет шатун с коленчатым валом 6.

Техника безопасности

При выполнении слесарных работ следует строго соблюдать правила техники безопасности: пользоваться только исправным инструментом; при сверлении хрупких металлов и заточке инструмента пользоваться защитными очками; мелкие детали сверлить только в тисках; поддерживать в исправном состоянии оборудование.

Для выполнения этих общих правил:

1. Запрещается работать зубилами и крейцмейселями с косыми и обитыми затылками и с выкрошенной режущей кромкой;

2. При работе с зубилом и крейцмейселем для защиты глаз от осколков применять защитные очки;

3. Запрещается работать неисправными отвертками, напильниками, острогубцами, плоскогубцами, гаечными ключами и другим слесарным инструментом;

4. Слесарные тиски должны быть в полной исправности, надежно укреплены на верстаке; зажимаемое изделие прочно захватывать и иметь на губках насечку;

5. При распиливании металла ножовкой для предупреждения соскальзывания ее предварительно пропиливать трехгранным напильником углубление для полотна ножовки;

6. Периодически зачищать заусенцы на молотках и других ударных инструментах;

7. Пыль и стружку с рабочего места сметать щеткой; запрещается сдувать стружку сжатым воздухом или убирать ее голыми руками.

8. При заточке инструмента необходимо проследить, чтобы подручник заточного станка был правильно установлен, т. е. зазор между краем подручника и рабочей поверхностью круга был меньше половины толщины затачиваемого изделия и не более 3-х мм.

9. Рабочее место слесаря должно быть достаточно освещено.

10. Во избежание самовозгорания промасленных тряпок и ветоши необходимо убирать их в специальные металлические ящики.

Охрана труда

При выполнении слесарно-монтажных, ремонтных и сборочных работ необходимо строго соблюдать охрану труда не только в мастерских и в цехах, но и на территории предприятия. Перед тем как приступить к работе, слесарь проходит инструктаж на рабочем месте. Инструктаж проводит мастер, который постоянно обязан контролировать выполнение требований техники безопасности. Обнаружив нарушения, мастер обязан немедленно остановить работу, устранить их и провести дополнительный инструктаж. При переводе на новое оборудование или новую технологию инструктаж также является обязательным.

После инструктажа проводится проверка того, на сколько хорошо он усвоен рабочим. Результаты проверки фиксируют в специальном документе, в котором рабочий расписывается в ознакомлении с правилами техники безопасности, а подпись инструктируемого удостоверяет мастер или начальник цеха, после чего разрешает приступить к работе. Ниже приведены общие правила безопасного выполнения работ.

Работать разрешается только на исправном оборудовании. Запрещается на ходу чистить, смазывать, ремонтировать станок. Не разрешается производить какие-либо измерения на работающем оборудовании.

В целях электробезопасности категорически запрещается касаться руками тех частей оборудования, которые находятся под напряжением, а также электрических установок. Запрещено поднимать упавшие оборванные провода и становиться на них ногами, прикасаться к висящим концам разорванного провода, так как последний может быть под напряжением.

При выполнении электросварочных работа также в иных случаях, когда имеют дело с электрической дугой, необходимо пользоваться защитными очками. В противном случае возможно заболевание глаз и даже потеря зрения.

Необходимо избегать прикосновения к горячему металлу. Надо помнить, что металл может быть горячим, хотя, охладившись до 400-500 градусов Цельсия, он по внешнему виду не отличается от холодного металла. Прикосновение к горячему металлу может привести к ожогам.

Тяжёлые и громоздкие грузы перемещают в цехе с помощью различных грузоподъемных механизмов и кранов, которые не реже чем 1 раз в год подвергают техническому освидетельствованию и испытаниям по правилам Госгортехнадзора. Груз крепят только исправными и проверенными на прочность тросами с захватами. При выполнении грузоподъемных работ запрещается находиться под поднятым грузом.

Безопасность эксплуатации машин и механизмов достигается так же применением разнообразных защитных устройств, например, ограждений. Ограждение может быть полным или частичным. Полное ограждение устанавливают, когда действие машины автоматическое. Для частичного ограждения опасной зоной используют неподвижные и подвижные ограждения (сплошные, решётчатые, сетчатые).

Неподвижное ограждение постоянно закрывает доступ в опасную зону и защищает работающего. Зубчатые передачи ограждаются сплошными кожухами. такие ограждения устанавливают, как правило, в том случае, если передаточные механизмы расположены на высоте до 2 метров над уровнем пола.

Подвижное ограждение закрывает рабочую зону при наступлении опасного момента и открывает ее, когда станок отключается. За этим ограждением необходим систематический контроль.

Весьма эффективно применение блокировки. Блокировочное ограждение представляет собой барьер (или дверцу),устроенный так, что машина может работать только тогда, когда барьер закрывает доступ в рабочую зону(или при закрытых дверцах).Если это условие нарушено, выключается питание машины.

Предупредительные надписи и плакаты, запрещающие те или иные действия, предупреждающие об опасности, обязательные в опасных зонах. Такие надписи устанавливают, например, на дверях трансформаторных будок.

Опасные последствия для человека может иметь воздействие на организм электрического тока. Ток силой до 1,5 мА можно считать безопасным. Работая в сухих помещениях(при влажности до 75%),пользуются током напряжением 36 В.Это напряжение используют для освещения переносными лампами, для привода ручного электроинструмента (в последнем случае иногда применяют то напряжение до 220 В)и др.Кроме сухих помещений, различают сырые(влажность от 75 до 100%)и особо сырые (влажность 100%).Опасность поражения электрическим током резко возрастает в сырых и особо сырых помещениях. Поэтому в них безопасным считается напряжение 12 В.

Для переохлаждения от поражения электрическим током напряжением 220 и 380 В в случае прикосновения к нетоковедущим частям, случайно оказавшимся под напряжением, используют защитное заземление, отключение и др.

Защитное заземление устраивают в сетях напряжением до 1000 В. Металлические части оборудованием соединяют стольным или медным проводом, с проводником, находящимся в земле.

Защитное отключение - это автоматическое устройство, выключающее ток при появлении на корпусе защищаемого оборудования напряжения 20-40 В.Для защиты широко используют также индивидуальные средства: резиновые перчатки, специальную одежду, изолирующие подставки, покрытие и др.

Правила охраны труда предусматривают также ограничение шума в цехе. Допустимый уровень шума цехе при воздействии его в течение 8 часов составляет 85 дБ. Уровни шума снижают глушителями и специальными кожухами. Стены покрывают щитами из стекловолокна или другого материала, обладающего высокой звукопоглощающей способностью. Такая звукоизоляция снижает общий уровень шума в цехе.

Page 3

Перейти к загрузке файла

1. Гельберг Б.Т. Ремонт промышленного оборудования: Учебник для средних профессионально-технических училищ 1977. 2. Григорьев С.П. Практика слесарно-сборочных работ: Учеб. пособие для повышения квалификации рабочих. - М.: Машиностроение, 1985. 3. Спиридонов Н.И. Общий курс слесарного дела: Учебно-методическое пособие 2011. 4. Челноков А.А. Охрана труда: Учебник для учреждений, среднего специального образования.

 

---

Смотрите также

• 
  Ключ зажигания не поворачивается ваз 2106
• 
  Советский автопром фото
• 
  Автомобили отечественного производства
• 
  Установка сигнализации на автомобиль
• 
  Новый налог на автомобили 2019
• 
  Базовые тарифы осаго в разных компаниях 2019
• 
  Чем активная антенна отличается от пассивной
• 
  Проверить кбм осаго по базе рса
• 
  Устройство системы силеспид авто фиат
• 
  Сделать дубликат номера
• 
  Замена колодок и дисков