С-Петербург, улица Тосина 3
+7 (812) 917-84-85
+7 (921) 316-27-00
Главная » Разное » Замена поршневой группы

Замена поршневой группы


Замена поршневой группы. Когда она нужна?

Поршневая группа одна из самых важных и основных составных частей двигателя.  От качественного изготовления поршня зависит надежная работа мотора. Именно благодаря поршню мы ощущаем бесшумную работа и мощь двигателя.

В последнее время компании производящие поршни отдаляются от практики продажи их по отдельности. Все чаще и чаще начинают выпускать и сбывать полностью всю поршневую группу. Эти группы уже с завода идут укомплектованные поршневыми пальцами и кольцами.

Раньше все было иначе. Подбор необходимых запчастей для ремонта двигателя мог затягиваться на несколько месяцев. Сначала необходимо было подобрать и найти подходящие поршни. Потом отбегать не один десяток “лавочек” чтобы раздобыть подходящие по размеру кольца и пальцы. При этом по этим самым “лавочкам” необходимо было бегать с ранее купленными поршнями, чтобы не прогадать и подобрать недостающие запчасти на месте. Причем вес поршней сам по себе довольно тяжелый.

Так что процесс капитального ремонта мог затянуться на несколько месяцев. Сейчас все выглядит по-другому. И даже не смотря на то, что поиск подходящей поршневой группы стал проще, больше это нужно владельцам отечественных автомобилей.

Владельцы иностранных автомобилей делают капитальный ремонт двигателя очень редко. Замена всей поршневой группы им обходится довольно дорого. Поэтому чаще всего, что они меняют это клапана, прокладки и поршневые кольца. Если ремонт требует больших денежных затрат, то его проще не делать, а купить новый контрактный двигатель. Но многое зависит и от самого автомобиля, скажем, при ремонте Форд Мустанг купить новый контрактный двигатель будет тоже очень накладно.

Причем после его установки большинство водителей сразу пытаются продать свое транспортное средство, боясь, что оно и дальше будет “сыпаться”.

Поэтому чаще всего новые поршни, кольца и пальцы покупают все же водители отечественных автомобилей. Причем покупая всю поршневую группу в сборе именно в заводском исполнении, вы получаете гораздо более высокое качество соответствия всех ее составляющих, чем, если бы собирали ее как конструктор самостоятельно. Но в некоторых случаях все же другого выбора нет, как заниматься подбором необходимых запчастей.

Говоря о более высоком качестве при заводской сборке, стоит понимать то, что в цехах используется более точный инструментарий способный подобрать готовый комплект с меньшим количеством зазоров не доступном при самостоятельной сборке.

Кроме того, купить отдельно поршни сейчас довольно трудно, да и стоит это делать только тогда, когда вся поршневая группа еще не сильно изношена. Если поршни уже стали другого размера и двигателю требуется расточка, то лучше купить готовый комплект.

Замена поршневой группы

Снимите головку блока цилиндров, маховик, масляный поддон, масляный насос и маслозаборный патрубок.Удалите уступ в верхней части цилиндра, образовавшийся в результате износа.Если шатуны и крышки шатунов не помечены, промаркируйте их.

1 – верхнее компрессионное кольцо;

2 – нижнее компрессионное кольцо;

3 – маслосъемное кольцо;

4 – поршень;5 – поршневой палец;

6 – шатун;7 – болт крепления крышки шатуна;

8 – верхний шатунный вкладыш;

9 – нижний шатунный вкладыш;

10 – крышка шатуна;

11 – гайка крепления крышки шатуна

рис. 1. Поршень и шатун.

Установите поршни (рис.1) первого и четвертого цилиндров в нижнюю мертвую точку.

Отверните крепежные гайки, снимите крышку первого шатуна и вкладыш подшипника, пометьте вкладыши.

Наденьте отрезки резиновой трубки на шатунные болты, чтобы не повредить шейку коленчатого вала и стенки цилиндра при снятии поршней в сборе с шатунами.

Снимите вкладыши подшипников и извлеките шатун сверху из блока через отверстие цилиндра.

Снимите аналогичным образом остальные шатуны и поршни.

Разборка и сборка поршней с шатунами

Рис. 2. Приспособление для разборки и сборки поршней с шатунами

Разборку и сборку поршней с шатунами рекомендуется проводить с помощью приспособления 09234-33001 для двигателей рабочим объемом 1,1/1,3 л и приспособления 09234-3302 для двигателей рабочим объемом 1,5/1,6 л. Приспособление для разборки и сборки поршней с шатунами показано на рис. 2.

Проверка технического состояния

Поршни и поршневые пальцы

Проверьте поршни на наличие задиров, царапин и других дефектов. Замените дефектные поршни.

Проверьте все поршневые кольца на наличие сколов, повреждений и сильного износа. Замените дефектные кольца. При замене поршня заменяйте и поршневой палец.

Убедитесь в отсутствии чрезмерного зазора между поршневым пальцем и бобышками поршня. Замените дефектный поршень в сборе с пальцем. Поршневой палец должен плавно входить в бобышки поршня при нажатии рукой (при комнатной температуре).

Поршневые кольца

Проверьте зазор между поршневыми кольцами и соответствующими канавками поршня. Если зазор превышает предельно допустимое в эксплуатации значение, установите в канавку новое кольцо и снова проверьте зазор между кольцом и канавкой. Если зазор снова превышает предельно допустимое значение, замените поршень и кольца. Если зазор не превышает предельно допустимое значение, замените только поршневые кольца.

Номинальный зазор между кольцом и канавкой, мм:

верхнее компрессионное кольцо:

двигатель 1,3 л.....0,04–0,085

двигатель 1,1 л.....0,03–0,07

нижнее компрессионное кольцо:

двигатель 1,3 л.....0,04–0,085

двигатель 1,1 л.....0,02–0,06

Предельно допустимый зазор для верхнего и нижнего компрессионных колец составляет 0,1 мм.

Для проверки зазора в замке кольца вставьте кольцо в цилиндр. Установите кольцо под прямым углом к оси цилиндра, слегка нажав на него поршнем. Проверьте зазор в замке кольца (табл. 1) щупом. Если зазор превышает предельно допустимое значение, кольцо подлежит замене.

Таблица 1

Зазор в замке кольца

Наименование кольца

Зазор, мм

номинальный

предельно допустимый

Верхнее компрессионное кольцо:

двигатель 1,3 л

двигатель 1,1 л

0,20-0,35

0,15-0,30

1,0

1,0

Нижнее компрессионное кольцо:

двигатель 1,3 л

двигатель 1,1 л

0,37-0,52

0,30-0,50

1,0

1,0

Маслосъемное кольцо

0,20-0,70

1,0

При замене колец без расточки цилиндров зазор в замке кольца нужно проверять, установив кольцо в нижней, менее изношенной части цилиндра. Кольца необходимо заменять кольцами той же размерной группы.

Размерные группы поршневых колец по зазору в замке и их маркировка:

Номинальный Без маркировки

0,25 мм............25

0,50 мм............50

0,75 мм............75

1,0 мм.............100

ПРИМЕЧАНИЕ. Маркировка нанесена на верхней поверхности поршневого кольца.

Шатуны

Установку крышек шатунов производите в соответствии с номерами цилиндров, нанесенными на крышки при разборке.

При установке нового шатуна следите за тем, чтобы установочные выемки шатунных вкладышей располагались с одной стороны.

Всегда заменяйте шатуны с повреждением одной из поверхностей, подвергающихся осевой нагрузке. Заменяйте шатуны при наличии слоистого износа, а также при сильной шероховатости рабочей поверхности отверстия в верхней головке шатуна.

Установка поршневых колец

Первым устанавливается маслосъемное кольцо. Сначала установите в канавку расширитель, затем установите нижнее и верхнее маслосъемные кольца.

После установки всех элементов маслосъемного кольца проверьте, чтобы верхнее и нижнее кольца вращались свободно, без заеданий.

Установите нижнее компрессионное кольцо меткой вверх.

Затем установите верхнее компрессионное кольцо.

Вращением компрессионных колец разведите их замки как можно дальше один от другого, следя за тем, чтобы они не оказались в одной плоскости с замками дисков маслосъемного кольца и поршневым пальцем.

Сожмите поршневые кольца с помощью приспособления и вставьте поршень в цилиндр.

При установке крышек шатунов следите за соответствием номеров, нанесенных на шатуны и их крышки при разборке. Убедитесь, что метки на поршнях и шатунах при установке (идентификационные метки) обращены в сторону передней части двигателя.

При установке новых шатунов следите за тем, чтобы установочные выемки вкладышей располагались с одной стороны.

Полезные сведения и советы

Износ цилиндропоршневой группы

Двигатель автомобиля иногда сравнивают с сердцем человека. Действительно, он работает постоянно, пока машина движется. Правда, такое сравнение не вполне корректно. Ведь сердце, как и всякий живой организм, непрерывно самовосстанавливается: в нем постоянно идут процессы отмирания старых клеток и замещения их новыми, молодыми. Чего никак не скажешь о неживом механизме – автомобильном двигателе. Он, несмотря на все наши старания, изнашивается практически необратимо. Однако интенсивность такого износа, ресурс двигателя до капитального ремонта, как и долговечность всего автомобиля в целом, во многом зависят от того, насколько качественно он сделан и грамотно эксплуатируется.

Особенно подвержены износу главные детали двигателя – поршни с поршневыми кольцами, шатуны и цилиндры. Работа поршней двигателя наиболее впечатляет. Ведь, двигаясь возвратно-поступательно между верхней и нижней мертвыми точками, они покрывают огромное расстояние. Так, при

частоте вращения коленчатого вала 5000 мин-1и ходе поршня, скажем, 75 мм суммарный путь, преодолеваемый поршнем в минуту, составляет 375 м. За час работы двигателя это расстояние будет составлять 2 км 250 м, а за месяц эксплуатации по 8 ч в день, исключая выходные (что, конечно, маловероятно для среднестатистического автомобиля), поршень преодолеет расстояние 460 км. При интенсивной эксплуатации автомобиля за 5 лет (а именно такую продолжительность эксплуатации автомобиля до капитального ремонта двигателя подтверждает статистика) поршень покроет расстояние 24 000 км!

Итак, износ поршня и сопрягаемых с ним деталей (цилиндра двигателя) неизбежен. Однако значения износа поршневой группы (поршни-поршневые кольца) до капитального ремонта для двигателей различных фирм весьма сильно отличаются друг от друга. Так, предельный износ поршней и поршневых колец двигателей Mercedes-Benz, Volkswagen, BMW, большинства американских и японских фирм наступает после пробега около 300 000 км.

В то же время двигатели других, скажем, менее совершенных моделей, нуждаются в замене поршней и поршневых колец уже после 50 000 км пробега (почти в 10 раз меньше).

В чем тут причина? И как зависит долговечность этих деталей от условий эксплуатации? Для ответа на эти вопросы рассмотрим две типичные конструкции поршневых групп бензинового двигателя и дизеля. Напомним прежде всего, что давление газов внутри цилиндров этих двигателей в начале рабочего хода отличается примерно в два раза. В бензиновом двигателе – карбюраторном или с непосредственным впрыском топлива оно составляет 40–55 кг/см2, в дизеле –

70–80 кг/см2. Поэтому и поршни бензинового и дизельного двигателей отличаются один от другого, хотя главные конструктивные решения у них одинаковы.

Типичный поршень бензинового двигателя отлит из алюминиевого сплава и покрыт снаружи слоем олова для улучшения приработки к зеркалу цилиндра. Диаметр его верхней части – головки – на 0,1 мм меньше, чем внутренний диаметр цилиндра. Это сделано для предотвращения заклинивания головки поршня в цилиндре при разогреве до рабочей температуры. В кольцевых канавках поршня размещены два компрессионных кольца и одно маслосъемное. Нижняя часть поршня – юбка – в поперечном сечении овальная, а по высоте конической формы: в верхней части диаметр меньше, чем в нижней. Кроме того, внутри бобышек поршня с отверстиями под поршневой палец имеются две стальные терморегулирующие вставки. Все это сделано для предотвращения увеличения трения между юбкой и зеркалом цилиндра при нагревании поршня. При меньшем, чем у алюминия, коэффициенте теплового расширения эти вставки стягивают юбку в направлении, перпендикулярном оси поршневого пальца.

Отверстие под поршневой палец в современных двигателях обычно смещают от оси симметрии поршня в правую сторону двигателя. Для правильной сборки поршня с шатуном и установки их в цилиндр двигателя около отверстия бобышки имеется метка, которая должна быть обращена в сторону передней части двигателя. Такое смещение делают для уменьшения боковой составляющей силы давления газов, прижимающей поршень к одной из сторон цилиндра во время рабочего хода.

Шатун также должен быть правильно ориентирован в двигателе. На его передней стороне выполнены отверстия для подачи струи масла на нагруженную сторону зеркала цилиндра (в некоторых двигателях эти отверстия отсутствуют). Вкладыши и крышка нижней головки шатуна также снабжены соответствующими метками для правильной сборки. От точности изготовления поршня и верного подбора его к отверстию цилиндра существенно зависит его дальнейшая работоспособность и долговечность. Ведущие моторостроительные фирмы применяют сегодня систему, в соответствии с которой поршни по наружному диаметру разбиты обычно на пять или шесть классов с шагом 0,01 мм. Кроме того, они разделены на три или четыре категории с шагом 0,004 мм в соответствии с диаметром отверстия под поршневой палец. Цилиндры двигателя также имеют подобное деление на пять классов. Такая система позволяет более точно подобрать поршень к любому, даже изношенному цилиндру, а поршневой палец нужной категории – к отверстию в бобышках и шатуну. Для капитального ремонта двигателей, заключающегося обычно в расточке (увеличении диаметров) цилиндров, производители запасных частей выпускают так называемые ремонтные поршни увеличенных размеров.

Поршень современного дизеля рассчитан на восприятие более высоких давлений, поэтому толщина его днища и бобышек больше. Кроме того, конструкция поршня дизеля несколько отличается от рассмотренной выше. Главное отличие – это размещение камеры сгорания непосредственно в головке поршня. Поскольку сгорание топливовоздушной смеси происходит при нахождении поршня вблизи верхней мертвой точки, горячие газы сильней нагревают головку поршня, а стенки верхней части цилиндра нагреваются несколько меньше, чем в бензиновых двигателях. Для надежного уплотнения поршня в цилиндре на его наружной поверхности сделаны пять канавок для установки поршневых колец. В трех верхних канавках установлены компрессионные кольца. В нижних канавках размещены два маслосъемных кольца. Многие фирмы изготовляют компрессионные кольца прямоугольного сечения, практически ничем не отличающиеся от колец бензиновых двигателей. Однако более прогрессивной, хотя и более дорогостоящей, является конструкция с конусной верхней рабочей поверхностью кольца. Угол наклона образующей конуса у таких колец делают обычно равным 10°. Применение конусных колец обеспечивает некоторое увеличение их долговечности, поскольку во время рабочего хода составляющая силы давления газов на конусную поверхность кольца дополнительно прижимает его к зеркалу цилиндра. Особенностью обслуживания и ремонта поршней с конусными компрессионными кольцами является необходимость точного контроля зазоров. Зазоры между канавкой и маслосъемными кольцами контролируют так же, как в бензиновых двигателях.

Силы трения между поверхностями юбки поршня и зеркала цилиндра у дизелей выше, чем в бензиновых двигателях. Для увеличения долговечности на поверхность юбки поршней наносят слой специального коллоидно-графитового покрытия. Оно намного улучшает прирабатываемость поршня к цилиндру и увеличивает срок его работы до капитального ремонта. Подобную же обработку трущихся поверхностей поршней применяют сегодня и на бензиновых двигателях.

Кроме износа поверхностей юбки, изнашиваются также канавки компрессионных колец поршней. Кроме того, изнашивается и канавка маслосьемного кольца, хотя такой износ обычно значительно меньше. При износе канавок кольца поршня начинают все более интенсивно перемещаться вниз и вверх по высоте канавки и все более ощутимым становится так называемое насосное действие колец. Это действие проявляется во все более увеличивающемся расходе двигателем моторного масла. Попадая в камеру сгорания, масло сгорает там, образуя сизый дым, который выходит из выхлопной трубы автомобиля. При значительном износе канавок замена колец на новые мало улучшает ситуацию. Наступает объективная необходимость в замене всей поршневой группы, при этом весьма желательна расточка цилиндров до ремонтного размера. Все описанные виды износа – это естественный и, к сожалению, неотвратимый процесс.

Тем не менее этот естественный износ можно растянуть во времени, продливая таким образом срок службы двигателя. Америку тут открывать не нужно. Просто следует точно выполнять требования производителя по эксплуатации автомобиля, пользоваться качественным моторным маслом и масляными фильтрами, правильно регулировать топливную аппаратуру. Хорошие результаты дает применение качественных модификаторов масла и топлива, препаратов, изменяющих микроструктуру поверхностных слоев поверхностей трения двигателей.

Наряду с этим износ двигателя, как и всего автомобиля в целом, во многом зависит от водителя, от его квалификации и технической грамотности. Ведь не зря же автомобили одной и той же марки у одних водителей служат долго и безотказно, у других – ремонтируются чуть ли не каждую неделю. Опытный водитель почти никогда не допускает работы двигателя с перегрузкой, а тем более с детонацией. Он постоянно слушает, как работает двигатель его машины, и немедленно реагирует на всякую перегрузку, обычно сопровождаемую гулким звуком низкого тона на пониженной частоте вращения коленчатого вала. Режим разгона автомобиля также сопровождается повышенным износом двигателя. Здесь напрашивается аналогия с лошадью и наездником: заботливый хозяин не будет без особой нужды хлестать своего четвероногого друга, заставляя его бежать с места в карьер, особенно когда лошадь еще не разогрелась. Конечно, в критических ситуациях водитель может себе позволить лихо, предельно резко разогнать автомобиль. Но, если такой крутой стиль езды входит в привычку, ремонт двигателя будет обеспечен вдвое раньше, чем предусмотрено техническими условиями.

Зачастую наблюдается и другой, не предусмотренный никакими инструкциями вид износа. Это аварийная поломка элементов шатунно?поршневой группы и прежде всего колец и перемычек кольцевых канавок поршня. В бензиновых двигателях это связано прежде всего с детонацией. Напомним, что детонация – это взрывоподобное сгорание топливовоздушной смеси в цилиндре, сопровождаемое скачкообразным повышением давления в камере сгорания. Это равносильно резкому удару кувалдой по неподвижному поршню и кольцам. Детали, естественно, не рассчитаны на такую нагрузку и могут поломаться, повредив затем своими осколками зеркало цилиндра. Причин детонации несколько. Однако главная из них – эта работа двигателя на бензине с более низким, чем это предусмотрено техническими условиями, октановым числом, а также перегрев и работа на переобогащенной горючей смеси. Опытный водитель обязан слышать детонационные стуки при работе двигателя и немедленно уменьшать подачу топлива при разгоне, а затем устранять причины детонации. Звук детонации – это металлические щелчки высокого тона, совпадающие по частоте с частотой вращения коленчатого вала. Они могут быть едва слышны на фоне других звуков работающего двигателя, особенно при слегка раннем зажигании, и пропадают при совсем незначительном уменьшении подачи топлива (газа). Такая еле заметная детонация свидетельствует о правильно отрегулированном угле опережения зажигания, но бывает и так, что детонационные стуки появляются сразу же при нажатии на педаль акселератора, что, конечно же, недопустимо. Продолжать движение в таком режиме равносильно разбиванию молотком внутренностей двигателя.

Дизельные двигатели не столь чувствительны к изменению состава топлива, хотя и в них случаются неприятности, ведущие к повышенному износу деталей кривошипно-шатунного механизма. Это прежде всего перегрев двигателя и связанное с ним уменьшение вязкости масла, особенно если качество масла невысокое. Повышенный износ может быть также следствием неправильной регулировки топливного насоса высокого давления и ухудшения распыления топлива в камерах сгорания из-за нарушения работы форсунок. И, конечно же, многое зависит от самого водителя.

Итак, из всего сказанного можно сделать такие выводы. Долговечность двигателя вашего автомобиля, как и всего транспортного средства в целом, зависит от двух факторов: качества изготовления, за которое отвечает фирма-производитель, и уровня технической эксплуатации, за который в конечном счете отвечает водитель. Об этом нужно помнить как при покупке автомобиля, так и при подготовке и обучении водителей.

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.

Замена поршня, цилиндра, поршневого пальца.

Эта статья о замене поршня, поршневого пальца и ремонте цилиндра будет полезна и автомобилистам.

В статье замена поршневых колец, которую можно найти вот тут, я написал о замене и подгонке ремонтных поршневых колец. Но наступает такой момент, когда замена колец уже не помогает, и приходится задумываться о замене поршня, поршневого пальца и о восстановлении правильной геометрии цилиндра. В этой статье мы и поговорим о деталях цилиндропоршневой группы (ЦПГ) и рассмотрим некоторые технические нюансы, связанные с этими важными деталями.

Срок службы нормального поршня, соответствует примерно времени износа на нём двух комплектов поршневых колец. Причём продление срока службы изношенного поршня, путём установки новых колец (третьего комплекта и дальше), возможно лишь на короткое время, в течении которого поршневые кольца изнашиваются очень быстро.

У поршня изнашивается его юбка, отверстия под поршневой палец, а так же боковые стенки канавок для поршневых колец. Для восстановления первоначальной прямоугольной формы изношенных канавок колец, их восстанавливают протачиванием на токарном станке, и затем устанавливают в канавки поршня более высокие (ремонтные) поршневые кольца.

Для устранения овальности отверстий поршневого пальца, отверстия в бобышках поршня обрабатывают развёрткой, под размер ремонтного пальца большего диаметра. При этой операции нужно будет увеличить и диаметр втулки верхней головки шатуна, и как это правильно сделать я написал вот здесь.

При износе юбки поршня, поршень как правило бракуют и заменяют новым. Но качественный поршень для некоторых мотоциклов (в том числе и советских) сейчас найти не так то просто, и прилавки загружены алюминиевым металлоломом, в составе которого кремния нет вовсе. Поэтому есть смысл восстановить родной поршень, с помощью наращивания его размера специальным составом, который кроме восстановления изношенной юбки, вдобавок значительно уменьшит трение поршня о стенки цилиндра. Подробнее об этом советую почитать вот в этой статье.

Пределом износа поршня, можно считать образование между нижней частью его юбки и стенкой цилиндра зазора около 0,5% от диаметра цилиндра. Например при диаметрах цилиндра 50, 70, 80 мм, предельный зазор будет в 0,25; 0,35; 0,4 мм соответственно. Величину зазора (при наличии щупа) измеряют внизу поршня, отступив на 5 — 10 мм от нижнего края передней или задней стороны юбки, при расположении поршня в нижней, менее изношенной части цилиндра, а затем в средней наиболее изношенной части.

Однако для полноты картины, цилиндр следует измерять с помощью индикаторного нутромера, в четырёх поясах (см. рисунок слева), и в двух диаметрально противоположных направлениях, так как цилиндр изнашивается неравномерно. Как пользоваться нутромером ремонтники новички могут почитать вот здесь.

Кстати, у некоторых двигателей, кроме естественного износа цилиндра в виде бочки и овала, бывает ещё неравномерный износ, например из-за смывания смазки потоком рабочей смеси, направленным на боковую стенку, или от постоянного стекания смазки на одну сторону цилиндра, при горизонтальном расположении цилиндров (как на наших оппозитах Урал, Днепр, К-750 и др.).

У кого нет индикаторного нутромера, то разность геометрии цилиндра, можно определять с помощью поршневого кольца, которое сначала вставляют внизу или вверху цилиндра, а затем в середине. Зазор в замке кольца измеряют щупом, и разность между б′ольшим и меньшим значениями зазора, делят на число ∏ (число пи, равное 3,14) и получают величину износа.

При подборе нового поршня, проверяют чтобы его диаметр в верхней части (участок рядом с кольцами) был меньше диаметра в нижней части. Так как правильный качественный поршень, расширяется от донышка к юбке конусом. К примеру, при диаметре цилиндра 52, конусность поршня составляет 0,17 мм, при диаметре 72 может составлять 0,25 — 0,4 мм, и при диаметре поршня 78 мм, конусность может быть уже от 0,55 до 0,6 мм.

Однако это примерные данные, которые могут немного отличаться на некоторых моторах. Всё зависит от теплового режима двигателя, например мотор с водяным охлаждением, имеет меньшую конусность на поршнях, так как его головка, а соответственно и донышко поршня, будет нагреваться меньше (значит и расширяться от нагрева), чем головка и поршень того же К-750, чугунные цилиндры и поршни которого нагреваются значительно больше .

Конусность поршню необходима, так как он нагревается неравномерно (донышко болше всего, середина меньше, и юбка в самом низу ещё меньше. И при нагреве поршня с конусом, он становится правильной цилиндрической формы.

Диаметр поршня пишется на донышке, и он как правило соответствует диаметру поршня в районе поршневых колец.

Но подбор нового поршня к цилиндру, лучше производить по диаметру внизу юбки поршня (который чуть больше). В таком случае обкатка будет безопаснее и быстрее, особенно для двигателей воздушников, которые греются чуть больше водянок, а так же если вы не знаете из какого сплава сделан ваш поршень, и какое у него тепловое расширение (но об этом чуть ниже).

И зазор меду диаметром внизу юбки поршня и диаметром цилиндра, может составлять от 0,05 (для самых маленьких кубатур) до 0,1 мм для больших объёмов цилиндров. Но всё же точное значение рабочего зазора лучше всего узнать в мануале своего двигателя.

Сейчас на прилавках появилось очень много поршней разных «фирм» (как правило дешёвых азиатских), алюминиевый сплав которых уже не тот что был раньше, а о важности кремния в составе поршней некоторые фирмы даже не знают. И тепловое расширение этих сплавов не то, что было раньше.

Это часто приводит эксплуатацию мотоцикла или машины после ремонта к печальным последствиям, когда уже при обкатке, поршни заклинивают в цилиндрах, не смотря на то, что вроде бы зазоры подобраны правильно.

Конечно такие поршни лучше не покупать, а поискать качественные советские детали у народа в глубинке. Или подобрать поршень от какой то машины иномарки. Ну или восстановить старый поршень с помощью состава, о котором можно почитать, если перейти по ссылке выше. Но кто не хочет этим заморачиваться, особенно когда сезон уже наступил, и всё же купит поршень неизвестного сплава, то полезно сделать следующее.

Поршень и цилиндр нагревают до 150 градусов (это примерно когда капля воды от металла не отскакивает с шипением, а остается на поверхности и быстро испаряется). После этого, с помощью рукавиц вставляют поршень в цилиндр, и при нормальном зазоре, поршень должен не падать, или клинить в цилиндре, а плавно опускаться в цилиндр под собственным весом.

А можно просто замерить микрометром диаметр холодного поршня, и записать размер, а затем нагреть его и опять замерить. Естественно при нагреве поршня, его диаметр станет больше, а вот на сколько больше — это и есть величина его теплового расширения.

И исходя их этой величины, и руководствуются при подборе теплового зазора между поршнем и цилиндром — этот зазор должен быть примерно на 1 сотку больше теплового расширения поршня, но никак не меньше, иначе поршень при нагреве заклинит.

Увеличение зазора против нормы на 0,01 — 0,03 мм допустимо, а когда мотор уже изрядно «пробежал», и подбирается поршень, то можно и уменьшить этот зазор.. Необходимо только учесть, что при меньшем зазоре следует проявлять особую осторожность при обкатке двигателя после ремонта, чтобы не допустить заклинивания нового поршня в цилиндре.

У самых маленьких мотоциклов воздушного охлаждения, с рабочим объёмом в 125 кубиков, поршень устанавливают в цилиндр двигателя с зазором 0,065 — 0,085 мм — это с чугунным цилиндром, который больше греется.

А у алюминиевого цилиндра, который лучше охлаждается зазор может быть чуть меньше — 0,05 мм (у иномарок может быть другой зазор — ищем в заводском мануале конкретного мотора). Этот зазор, как я уже говорил, можно измерить щупом у нижнего края юбки (в самой широкой части поршня).

На поршне (его донышке) может быть выбит диаметр в миллиметрах, а может быть выбит номер одной из размерных групп, в виде цифры 0; 1; или 2. Разность диаметра поршня каждой соседней цифры (размерной группы), составляет 0,01 мм.

На бобышках некоторых поршней (как правило качественных советских), имеются цветные метки (белая, чёрная или красная). Эти метки служат для подбора поршневых пальцев нужного диаметра (на пальцах тоже цветные метки). Естественно, цвет пальца и бобышки поршня должен совпасть.

Если же меток нет, то придётся замерить наружный диаметр пальца, и внутренний диаметр отверстий в бобышках, и сверить эти диаметры с рекомендуемыми диаметрами завода изготовителя именно вашего двигателя.

Если отверстие мало, его развёртывают развёрткой нужного диаметра, ну а если отверстие наоборот больше необходимого, то придётся поискать более толстый палец, или наложить на него слой хрома, если такие пальцы не продаются (например для антикварных мотоциклов).

Для наших 750 кубовых оппозитов (К-750, М-72), поршень подбирают к цилиндру с зазором 0,08 — 0,1 мм (для Урала и Днепра чуть меньше).По диаметру юбки поршни делятся на три размерные группы. Первая группа — 77,94 мм, вторая — 77,93 мм, и третья — 77,92 мм.

Но существуют и ремонтные поршни трёх ремонтных групп (сейчас некоторые заводы делают для многих мотоциклов более трёх ремонтных групп). Первая ремонтная группа 78,2, вторая 78,5 и третья 79,0.

Новые цилиндры тоже делятся на три группы, в зависимости от диаметра. Первая — 78,03, вторая — 78,02, и третья 78,01 мм. Но сейчас купить новые цилиндры на эти мотоциклы нереально, поэтому эти размеры следует использовать при расточке цилиндров.

Сейчас выше перечисленные размеры (зазоры) можно найти практически для любого двигателя, а двигателей очень много, поэтому мне нет смысла перечислять их здесь. Вышеперечисленные размеры я опубликовал для примера, чтобы была видна разница зазоров самого маленького мотоцикла, и самого большого (естественно на иномарках есть моторы объёмом посолиднее).

Цилиндр растачивают и хонингуют (о правильной хонинговке и ремонте, когда мотор становится лучше нового заводского, советую почитать вот тут), когда его диаметр от износа увеличивается на 0,15 — 0,2о мм. Однако эти примерные величины тоже могут отличаться, в зависимости от объёма двигателя (диаметра цилиндров). Расточка и хонинговка могут потребоваться и раньше, если на зеркале образовались задиры, например от попадания вылетевшего стопорного кольца, или заклинивания поршня.

При износе цилиндра или от задиров и рисок, естественно падает компрессия и мощность двигателя. При этом восстановить нормальную компрессию путём установки в изношенный цилиндр нового поршня и новых колец не получится. Так как новый поршень и кольца не смогут нормально приработаться к бочкообразному или овальному цилиндру. И зазоры между поршнем и зеркалом (а так же в замках колец) в наиболее изношенной части цилиндра, будут отличаться от зазоров в наименее изношенной части.

Вдобавок, при поступательном движении поршня по бочкообразному и овальному цилиндру, поршневые кольца будут непрерывно сжиматься и разжиматься, и велика вероятности их поломки, к тому же и боковые стенки поршневых канавок будут интенсивно изнашиваться.

Изношенный цилиндр подлежит ремонту, с расточкой и последующим хонингованием. Об этом я уже подробно написал в этой статье, по ремонту цилиндра. Но кое что всё же хочу добавить. В незаводских условиях, многие ремонтники растачивают цилиндр в патроне токарного станка. При такой расточке, следует во первых учесть точную перпендикулярность оси обрабатываемого цилиндра его фланцу.

А во вторых многие токари, для упрощения работы при расточке, закрепляют цилиндр за нижнюю часть (фланец) в четырёхкулачковый патрон. Этого делать очень нежелательно, даже если фланец цилиндра достаточно толстый (массивный). Так как для прочного закрепления цилиндра токарем, кулачки зажимают цилиндр и деформируют его стенки. При этом резец снимает металл на выступающих частях зеркала (в тех местах где кулачки) больше металла, чем в других.

В результате, после проточки и снятия цилиндра, за счёт упругости металла, стенки цилиндра возвращаются назад, и в этих местах получаются незаметные глазу впадины, и такой цилиндр приобретает неправильную геометрическую форму.

Чтобы исключить такие неприятности (при расточке токарным станком, а не специальным), изготавливают выверенную планшайбу (строго перпендикулярную оси цилиндра) и крепят цилиндр болтами за отверстия фланца.

Одновременно с износом поршня, изнашивается и поршневой палец, и появляются повышенные зазоры, между пальцем и втулкой верхней головки шатуна, или бобышками поршня (возникает стук при работе двигателя). Поэтому чаще всего, поршень, палец и бронзовую втулку заменяют одновременно.

Но бывает, что в следствии неправильной эксплуатации или неточной подгонки деталей при сборке (или втулка некачественная), необходимость замены пальца, бронзовой втулки (или роликового подшипника) или поршня наступает в разные сроки, и тогда следует определить очерёдность замены какой то детали. Это делают по прослушиванию мотора при работе, так как появляется стук изношенной детали, и подробно об определении состояния двигателя по механическим шумам, можно почитать вот эту статью.

И если есть подозрение на стук, исходящий именно от сочленения пальца и верхней головки шатуна, то следует разобрать двигатель, и тогда убедиться в этом будет несложно. Износ деталей определяется на ощупь. Осевое перемещение поршня с пальцем во втулке шатуна явление нормальное.

Но самое незначительное перемещение поршня в радиальном направлении, относительно верхней головки шатуна, недопустимо и именно оно вызывает при работе двигателя интенсивный стук, и может даже быть причиной поломки поршня (трещин на бобышках).

Радиальное перемещение поршня и интенсивный стук от этого, происходит из-за износа отверстия бронзовой втулки, пальца, увеличения отверстий в бобышках, а так же от ослабления посадки бронзовой втулки в верхней головке шатуна. Причем при появлении даже незначительного стука, он может быстро превратиться в сильный стук, из-за быстрого увеличения диаметра бронзовой втулки от наклёпа (от ударов).

Просто заменить изношенный палец новым в большинстве случаев не помогает, так как отверстие в бронзовой втулке и в бобышках поршня становится овальным. Поэтому следует развернуть развёрткой (лучше раздвижной) отверстие во втулке или в бобышках, чтобы вернуть им круглую форму вместо овальной. При подборе диаметра развёртки, следует учитывать диаметр ремонтного пальца ближайшего ремонтного размера.

При выпрессовке или запрессовке поршневого пальца, нельзя использовать ударную технику, так как можно погнуть шатун, а лучше использовать специальное приспособление, которое можно сделать за несколько часов (см фото 5 и рисунок чуть ниже).

Кстати, на некоторых поршнях, посадка пальца в бобышках производится с натягом ( примерно 0,008 мм), а на некоторых поршнях применяют свободную посадку ( с необходимым зазором). Поэтому прежде чем разворачивать отверстия в бобышках поршня, изучите мануал вашего двигателя и уточните соответствующие зазоры (между пальцем и бронзовой втулкой и между пальцем и бобышками поршня, а точнее их отверстиями).

Зазор между пальцем и отверстием бронзовой втулки составляет примерно 0,001 — 0,009 мм, но опять же он может отличаться в зависимости от объёма двигателя и от его рабочей температуры. Поэтому всегда нужно сверяться с точными заводскими данными нового двигателя какой то модели.

Ну а при ремонте современных двигателей, в которых вместо бронзовой втулки стоит роликовый подшипник, мастера обычно покупают комплект, в котором новый поршневой палец упакован вместе с подшипником. Здесь только следует поменять изношенную втулку верхней головки шатуна, но на современных моторах сейчас уже втулки не используют.

В современных шатунах применяют твёрдое напыление верхней головки шатуна, которое позволяет верхней головке шатуна иметь большой ресурс (подробнее об этом здесь), и при ремонте заменяют только подшипник, с роликами (иногда используют ролики большего, ремонтного диаметра, если отверстие верхней головки чуть износилось, но это бывает после очень большого пробега).

При запрессовке поршневого пальца в бобышки поршня (если используется именно такая посадка) потребуются специальные приспособления, например как на фото слева, или описанное вот в этой статье.

Выпрессовка сильно изношенной втулки, с помощью приспособлений.а — выпрессовка при помощи тисков, б — выпрессовка при помощи болта.

1 — шатун, 2 — бронзовая втулка, 3 — оправка, 4 — вспомогательная втулка, 5 — губки тисков, 6 — болт, 7 — шайба.

Если нужно заменить бронзовую втулку в верхней головке шатуна (при её сильном износе), то для её выпрессовки можно воспользоваться простыми приспособлениями, показанными на рисунке слева.

После всех ремонтных расточных операций и приобретения новых деталей, производят сборку двигателя, и чтобы не испортить новые кольца, а так же облегчить сборку поршневой (ввод поршней в цилиндры) следует пользоваться специальными приспособлениями, показанными и описанными вот тут.

Вот вроде бы и все особенности по замене поршня, поршневого пальца и ремонте цилиндра, которые я хотел донести до ремонтников новичков, и надеюсь эта статья поможет им восстановить свой изношенный двигатель не хуже нового заводского; удачи всем.

Смотрите также

 

"Питер - АТ"
ИНН 780703320484
ОГРНИП 313784720500453

Новости