Как определяется износ канавок поршневых колец

11

Дефектовка поршня

Дефектовка — определение причин поломки мотора по состоянию его деталей. Глубоко заблуждаются те, кто считает, что перебирать старые железки просто бессмысленно, выкинем их и поставим новые. Такой подход моториста к работе нередко приводит к тому, что отремонтированный мотор снова ломается, не проехав и пары сотен километров. А всё потому, что при ремонте моторист устранил только последствия, не выявив Причины "болезни".

В поршневом двигателе внутреннего сгорания, как видно из названия, поршни стоят самыми первыми в цепочке деталей и узлов, которые превращают энергию сгорания в механическую работу. Их роль в исправной работе двигателя чрезвычайно важна, поэтому именно с поршней мы и начнем дефектовку двигателя.

На него действуют механические нагрузки от давления газов и сил инерции, высокие тепловые нагрузки в периоды непосредственного соприкосновения его с горячими газами при сгорании топлива и расширении продуктов сгорания. Дополнительно поршень нагревается от трения о стенки цилиндра.

Поршни двигателей внутреннего сгорания должны иметь достаточную прочность, жесткость при незначительной массе (для уменьшения сил инерции), обладать высокой теплопроводностью и износостойкостью. В современных двигателях наибольшее распространение получили поршни из алюминиевых сплавов. Такие материалы по большинству своих параметров удовлетворяют требованиям, предъявляемым к поршням. Но одним из недостатков алюминиевых сплавов является их низкая тепловая стойкость (повышение температуры до 300 °C приводит к снижению механической прочности алюминия на 50-55 %)

Внимательно осмотрите поршни для определения их износа.

Дефект 1. Повреждения верхней части поршня

Слишком высокая температура сгорания.
Отсутствие охлаждения поршня через масляные каналы в нём.
Действия:

Проверьте систему питания и при необходимости отрегулируйте. Прочистите масляные каналы. При наличии сильных повреждений замените поршни на новые.

Дефект 2. Местные задиры на поршне

Недостаток смазки в паре "поршень-цилиндр".
Повышенная температура поверхности цилиндра.
Деформация цилиндра.
Действия:

Замените повреждённые детали на новые. Проверьте смазку и правильность работы системы смазки (масляный насос, фильтр и т.п.).

Дефект 3. Радиальные трещины в камере сгорания

Воздействие чрезмерно высокой температуры на днище поршня — результат перегрузки двигателя.
Действия:

Замените повреждённые детали на новые.

Дефект 4. Эрозия и выжженные места на днище поршня (для дизеля)

Неправильное опережение впрыска.
Повреждение, подтекание форсунок, неправильно установленные форсунки.
Действия:

Проверьте и отрегулируйте систему впрыска топлива. Проверьте цилиндр на наличие повреждений. Замените повреждённый поршень.

Дефект 5. Эрозия "юбки" поршня в области отверстия под палец

Неправильная установка стопорных колец или старые стопорные кольца, в результате чего они выпали, и поршневой палец торцевой стороной контактировал с цилиндром.
Поломка стопорных колец — как результат несоосности поршневого пальца и коленчатого вала, погнутого шатуна, из-за конусности шеек коленчатого вала или большого осевого смещения коленвала.
Действия:

Устраните повреждения цилиндра двигателя. Проверьте соосность поршневого пальца и коленчатого вала, устраните осевой зазор на коленвале. При замене поршней убедитесь, что стопорные кольца установлены правильно.

Дефект 6. Задиры поршня с серьёзными повреждениями в нижней части "юбки"

Недостаток смазки.
Недостаточный зазор между поршнем или цилиндром.
Деформация гильзы.
Общий перегрев двигателя.
Недостаточная циркуляция охлаждающей жидкости (местный перегрев).
Действия:

Проверьте цилиндры и систему охлаждения. Замените повреждённые детали, устраните неисправности.

Дефект 7. Разрушение перемычек между канавками колец

Использование топлива с низким октановым числом.
Высокое давление сгорания — результат неправильной регулировки впрыска или использования при запуске двигателя аэрозолей, увеличивающих степень сжатия.
Действия:

Замените поршень и кольца. Проверьте регулировки.

Дефект 8. Износ канавок под поршневые кольца

Дефекты могут быть и не столь ярковыраженными, поэтому в обязательном порядке прочистите канавки под поршневые кольца и оцените их износ. Сделать это можно следующим способом. Возьмите новый комплект поршневых колец либо калибр подходящей толщины. Кольцо вставляем в соответствующую канавку и с помощью щупа проверяем зазор между поршнем и кольцом.

Допустимый зазор — не более 0,15 мм. Если зазор больше — поршень отбраковывают, даже если по прочим пунктам проверки он вас устроил. Больший зазор говорит о полной выработке ресурса и необходимости полноценного ремонта двигателя. Если по всем вышеизложенным параметрам поршень пригоден к дальнейшей эксплуатации, необходимо провести диагностику блока. Практика показывает, что очень часто при вполне исправных поршнях блок может иметь сильный износ, и наоборот — "смерть" поршня не означает "смерть" блока.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Износ канавок для установки поршневых колец измеряют специально изготовленными проходным и непроходным калибрами или штангенциркулем с ценой деления 0 05 мм. Наиболее изнашиваются первые ( по ходу поршня) канавки вследствие недостаточного смазывания в конце хода и значительных сил, воспринимаемых и передаваемых первыми кольцами. Допускается протачивание канавок по фактическим размерам каждого кольца. Поршни бракуют при превышении номинальных размеров канавок на 20 %, а также при наличии трещин и сколов, ослаблении литейных заглушек, выпадении стопорных шпилек.  [1]

Износ канавок чугунных шкивов больших размеров , а также шкивов, изготовленных из стали, устраняют наплавкой с последующей механической обработкой. Профиль канавок шкивов должен соответствовать чертежу, а шероховатость рабочих поверхностей должна быть не ниже 6-го класса.  [3]

Причиной износа канавок является большое удельное давление поршневых колец на стенки канавки и температурные влияния. Как известно, давление газов на первое кольцо значительно больше, чем на нижние кольца, а температура значительно выше, поэтому и износ верхней канавки больше. В результате износа поршневые канавки приобретают форму трапеции. Износ поршневых канавок влечет за собой пропуск рабочих и отработанных газов, потерю компрессии и разжижение смазки. Юбка поршня изнашивается в меньшей мере, чем канавки.  [4]

Определение износа канатных канавок у блоков, барабанов проводят шаблоном и щупом. При износе более 2 мм их профиль восстанавливают проточкой, но не более чем на 20 % номинальной толщины обода. Уменьшение наружного диаметра обода допускается при диаметре до 200 мм на 3 мм, а при большем — на 5 мм.  [5]

После очистки проверяют износ канавок , торцовый зазор в стыках и упругость кольца. Маслосъемные кольца, у которых цилиндрит ческая поверхность вследствие износа окажется больше половины высоты кольца, заменяют новыми.  [6]

Поршни заменяют при износе канавок для поршневых колец, отверстий для поршневого пальца, наружной поверхности юбки поршня. При трещинах, задирах, изломе перегородок между канавками для поршневых колец и тому подобных дефектах поршни заменяют независимо от величины износа.  [7]

На строительных кранах браковочным признаком износа канавок кольцевых элементов является значение осевого люфта, превышающее 4 — 5 мм.  [8]

При осмотре вала следует обратить внимание на износ канавки под уплотнительное кольцо, на внутренний диаметр втулки вала, на поверхность, по которой центрируется шестерня большого масляного насоса.  [9]

Основными дефектами поршня являются нагар на днище и канавках, износ канавок под кольца, отверстий в бобышках, трещины и царапины на стенках. Для очистки канавок поршня от нагара применяют приспособление в виде стальной ленты с рукоятками, на внутренней поверхности которого закреплены резцы. Вставляя резцы в канавку и поворачивая приспособление вокруг поршня, удаляют нагар.  [11]

Основными дефектами поршня являются: нагар на днище и канавках, износ канавок под кольца, отверстий в бобышках, трещины и царапины на стенках.  [13]

Из опыта эксплуатации форсированных дизелей быстроходного класса известно, что причиной износа верхних канавок поршней обычно является чрезмерный перегрев поршня в области расположения верхних колец. Это приводит к ухудшению смазки трущихся поверхностей, а также к снижению механических свойств материала поршня. Одним из способов устранения износа канавок в поршнях, изготовленных из алюминиевых сплавов, является применение вставок из нирезиста либо аустенитного чугуна.  [14]

На кафедре Автомобили МАМИ по приведенному выше методу был произведен расчет износа канавок кулаков карданного шарнира постоянных угловых скоростей автомобиля ЗИЛ-157 .  [15]

Износ поршневых колец как определить

В каком случае может потребоваться замена поршневых колец и как определить, что двигатель требует именно такого вида ремонта? Обойдется ли ремонт двигателя только заменой колец, или же при вскрытии обнаружатся более серьёзные проблемы, требующие более серьёзных финансовых вложений? Как показывает опыт, довольно часто при желании поменять лишь поршневые кольца, после вскрытия головки выявляются другие «болезни» двигателя, которыми он «страдал» втайне от вас.

Как выявить износ поршневых колец?

Снижение мощности двигателя чаще всего является основной причиной, по которой владелец авто решается поменять кольца, ведь мощность, выдаваемая двигателем, очень сильно зависит от состояния колец и в целом состояния поршневой группы, которая должна обеспечивать должный уровень компрессии, необходимой для оптимальной работы двигателя. Так что при снижении тяги двигателя, водители чаще всего первым делом под подозрение ставят поршневые кольца.

Увеличивается расход масла – этот симптом зачастую идёт бонусом к первому, так как изношенные маслосъёмные кольца не успевают убирать масло со стенок цилиндров, в результате оно попадает в камеры сгорания, где то, что успело сгореть – сгорит, а что нет – то улетит в катализатор или, проще говоря, «в трубу». Учтите, что если появился перерасход масла, то вовсе не обязательно виноваты во всем поршневые кольца; причин, по которым мотор стал «маслоедом», довольно много.

Но и здесь не все так просто. В некоторых случаях, при увеличении расхода масла по вине поршневых колец, потери компрессии может и не быть, так как масло на стенках цилиндров может стать дополнительным уплотнителем; в таких случаях лучше ехать на диагностику выхлопа, там вам определят процент сгораемого масла, и можно будет узнать, в чем причина.

Вслед за расходом масла увеличивается и расход топлива, так как при подсевших кольцах падает уровень компрессии, и, следовательно, водитель будет сильнее давить на газ, дабы попытаться заставить двигатель работать нормально. Результатом таких попыток станут либо залитые бензином свечи из-за переобогащённой топливно-воздушной смеси, либо солярка в картере, которая, не успевая догорать в цилиндре из-за нехватки кислорода и благодаря своей текучести, без труда через изношенные поршневые кольца попадет в поддон. При обоих этих раскладах, двигатель, вероятно, будет троить.

Причины износа поршневых колец

Заусенец образуется, если условия для поршневых колец после капитального ремонта двигателя неоптимальные. Причины связаны, прежде всего, с уже максимально снятым с рабочей поверхности цилиндра нежелательным слоем, так называемая металлическая прослойка, второй комплект недостаточных или неподходящих колец намного больше финишной обработки цилиндра.

Если при чистовом хонинговании используются алмазные бруски или затупившиеся хонинговальные бруски, то на стенке цилиндра появляются заусенец и подъемы, повернутые в направлении обработки. Эти повернутые металлические вершины, так называемое образование металлической прослойки, вызывают повышенное трение в фазе обкатки и предотвращают попадание масла в тонкие зерна графита.

Если эти заусенцы не удаляются заключительной операцией обработки, так называемым плато-хонингованием, то в фазе обкатки возникает преждевременный износ на кромках поршневых колец. При этом кольца непроизвольно снимают металлическую прослойку и очищают зерна графита. Это приводит к износу кромок поршневых колец и к образованию вышеупомянутого заусенца.

Возникший таким образом заусенец на кромке поршневого кольца по опыту лишь с большим трудом, если вообще, снимается в процессе работы. Устранить этот эффект можно практически только путем замены поврежденных поршневых колец. После смены колец расход масла снижается до нормального уровня.

Поскольку первый комплект колец в результате износа уже максимально снял с рабочей поверхности цилиндра нежелательный слой, так называемую металлическую прослойку, второй комплект колец имеет намного более благоприятные или даже нормальные условия работы. После смены колец расход масла снижается до нормального уровня, в большинстве случаев это приписывают более низкому качеству материала поршневых колец, установленных сначала, что, конечно, неправильно.

Замена поршневых колец

Разобравшись с симптоматикой и определившись в необходимости замены колец, вам нужно будет сделать следующее:

1. Купить новые поршневые кольца – исследуйте внешний вид упаковки и самих колец. Хорошие поршневые кольца выглядят довольно привлекательно и монументально, грамотно окрашены безо всяких ляпов, соблюдена маркировка с указанием вверх или вниз, сама упаковка похожа на работу грамотного дизайнера – такой товар будет наверняка качественным. А если вы по дешёвке возьмёте непонятно что в бумажной обёртке, то, увы.

2. Вскрыть головку блока цилиндров – снять сможет и новичок, главное потом обратно правильно поставить.

3. Оценить состояние цилиндров и головки – нуждаются ли они в каком-либо виде реставрации (трещины на головке, расточка цилиндров, притирка клапанов).

4. Вскрыть поддон картера, предварительно слив моторное масло.

5. Снять масляный насос, если мешает, заодно проверить его.

6. Открутить крышки шатунов и выталкивать их вверх, предварительно счистив нагар с верхушки цилиндра, также не путайте местами крышки шатунов – каждую крышку к своему шатуну.

7. Теперь сама замена поршневых колец – для того чтобы снять или поставить поршневые кольца, в специализированных магазинах продаются особые щипцы. За неимением таковых можно обойтись маленькой плоской отвёрткой и собственной аккуратностью. Старые сточенные кольца можно и сломать, хотя при желании можно сделать все быстро и аккуратно.

Все же хотя бы одно компрессионное кольцо сломать можно, так как на старых поршнях, в канавках под кольца образуется нагар, который не даст вам затолкать поршень с новыми кольцами в гильзу, если вы его не счистите. Половинка старого компрессионного кольца – идеальное орудие для очистки канавок от нагара.

Установка поршневых колец – дело тонкое. Обычно маслосъёмные и средние компрессионные кольца довольно хрупкие, так что будьте внимательны при установке; верхнее же компрессионное очень прочное, и сломать его при установке – это надо еще постараться. Если вы купили качественные поршневые кольца, то в упаковке должна быть инструкция по их установке: должен быть описан порядок их расположения и указана сторона, которой кольцо должно стоять вверх или вниз.

Подписывайтесь на наши ленты в Facebook, Вконтакте и Instagram: все самые интересные автомобильные события в одном месте.

Была ли эта статья полезна?

Почему двигатель жрет масло?

Рассмотрим причины почему двигатель жрет масло, и способы определения причины почему двигатель жрет масло.

Двигатель жрет масло из за сальников клапанов

Признаки износа сальников клапанов, для начала осмотрите двигатель, нет ли подтеков масла через прокладки и коренные сальники, если двигатель сухой, определяем виноваты сальники клапанов или может другая причина расхода масла двигателем.

Основные признаки износа сальников клапанов, при запуске двигателя из глушителя выходит сизый дым а через некоторое время дым пропадает, это говорит о том что виноваты сальники клапанов, они еще не полностью износились но уже по не многу пропускают масло. Если сизый дым идет все время из выпускной трубы это говорит о большом износе сальников клапанов. Также открутите свечи и посмотрите на нагар, и сразу увидите какой цилиндр жрет больше масла, свеча будет с черным нагаром.

Нормальный нагар свечи светло коричневого цвета.

Цвет свечи с белым налетом говорят о том что двигатель работает на обедненной смеси топлива, это может привести к прогарам клапанов и также к перерасходу топлива при динамичной езде, но если ездить спокойно это может дать экономию топлива, хотя многие думают что на бедной смеси топлива двигатель меньше расходует бензина да но только при спокойной езде, а вот при динамичной езде это может привести к перерасходу топлива, так как вам приходится сильней давить педаль газа и это (причина в карбюраторе или инжекторе).

Если предпочитаете спокойный стиль езды то белый цвет сечей это для Вас хорошо.

Но если любите погонять, то это для Вас плохо, так как двигатель не даст всей мощности, плюс возрастает вероятность прогара клапанов.

Черный, но сухой нагар говорит что двигатель работает на богатой смеси топлива и из за этого может быть перерасход топлива и тупая динамика автомобиля (причина в карбюраторе или инжекторе).

Черный и маслянистый нагар на свече говорит что в цилиндр попадает масло (причина в сальниках клапанов или большой износ поршневой группы).

Но не все так просто, многие путают причину неисправности сальников клапанов с износом поршневой группы двигателя.

Если с сапуна выбивает масло но нет дыма, причины две, либо поломались перегородки поршней между поршневых колец, либо забился нагаром сам сапун и не отфильтровывает воздух от масла, и поэтому выплевывает масло вместе с воздухом. Совет такой сначала разберите систему сапуна и почистите его, если не поможет то ремонтируйте поршневую группу.

Фото. Крышка клапанов 406 двигателя. Чтобы почистить сапун надо открутить болты (один из них отмечен стрелкой) снять перегородку и вычистить весь нагар.

Определяем износ поршневой группы двигателя

Самый простой и точный способ определения износа поршневой группы двигателя, отсоедините патрубок сапуна от воздушного фильтра и заведите двигатель, если во время работы двигателя из патрубка сапуна идет сизый густой дым или выбивает масло, это говорит о большом износе поршневой группы вплоть до поломки поршневых колец, и замена сальников клапанов этому двигателю не поможет.

Но как бы я не описывал дым с сапуна, лучше один раз увидеть чем сто раз услышать, у всех есть знакомые у которых есть машины, если у знакомого двигатель работает хорошо попросите его снять на своем двигателе патрубок сапуна и посмотрите какой дымок идет (это двигатель с большим пробегом) а на свежем двигателе дыма с сапуна нет выбивает только воздух.

Фото. Пример сапуна с хорошей поршневой группой (хотя двигатель с большим пробегом) двигатель работает на холостых оборотах. Но обратите внимание трубка что отходит от фильтра и к которой подсоединяется сапун отломана, если у вас случилась такая беда меняйте корпус фильтра или заварите трубку к фильтру, так ездить нельзя через это отверстие напрямую в поршневую группу будет лететь пыль и грязь и это приведет к быстрому износу поршневой группы. Но на время эту дыру просто можно заткнуть чем либо а сапун просто пусть висит.

Фото. Этот же двигатель на оборотах 5000 как видите дыма почти нет его еле видно, это хорошая поршневая группа.

Двигатель с хорошей поршневой группой с сапуна будет выбивать просто воздух. Поэтому если двигатель жрет масло но с сапуна нет это 99 процентов виноваты сальники клапанов, меняйте их. Если двигатель жрет масло и из сапуна идет сильный дым это виновата поршневая группа и сальники клапанов не причем, но при этом также может быть и в добавок к плохой поршневой группе и плохие сальники клапанов, но совет такой лучше начать ремонтировать поршневую группу и сразу поменять сальники клапанов.

Редко бывает и так, с сапуна нет дыма, но с глушителя валит черно-сизый дым, все признаки износа сальников клапанов, но после замены сальников клапанов ничего не изменилось. Значит, виновата поршневая группа. Черный дым говорит о очень богатой рабочей смеси (глушитель будет с жирным черным нагаром), значит надо настраивать карбюратор, а сизый дым говорит, что в цилиндры попадает масло.

В данном случае из-за износа поршневой группы, определилось это только после замены сальников клапанов. Совет, если двигатель жрет масло, с сапуна нет дыма всегда сначала замените сальники клапанов (это проще и дешевле), но если не помогло то уже точно знаете что надо ремонтировать поршневую группу двигателя.

Если с сапуна идет небольшой черный дымок и двигатель жрет масло, но стоит дать газ как дым в сапуне пропадает, а с глушителя валит дым, это виновата поршневая группа, сальники клапанов здесь не причем. Обычно это бывает из-за того что на сильно изношенные цилиндры поставили новые поршни с кольцами, получается так, поленились или пожалели деньги на расточку цилиндров под ремонтные поршни, и получили результат нулевой. Скупой платит дважды.

Совет по ремонту поршневой группы

Многие просто меняют поршневые кольца и не учитывают износ цилиндра, это приводит к тому что деньги на ветер а двигатель работает еще хуже. Почему хуже? Цилиндр вырабатывается элепсом (грубо говоря в виде окружности яйца) и ставя новые кольца они не прилегают плотно к стенке цилиндра и получается небольшая щель между цилиндром и кольцами, это приводит к плохой компрессии и большому расходу масла. Ниже рисунок изношенного цилиндра и нового поршневого кольца с зазором.

Рис 1. Изношенный цилиндр с новым поршневым кольцом

Поэтому если решили ремонтировать поршневую группу обратите внимание на цилиндры, самый простой способ определения выработки цилиндра, проведите пальцем внутри цилиндра снизу вверх в том месте где поршневые кольца доходят до своей верхней мертвой точки и если почувствуете хоть маленькую ступеньку, обязательно растачивайте цилиндры под ремонтные поршни.

Фото 2. Поршень с поломанными перегородками

А еще проще можно определить так, надо ли растачивать цилиндры под ремонтные поршни, если двигатель жрал масло, из сапуна валил сизый дым, при разборке поршневой группы все поршневые кольца и поршни целые, даже не задумывайтесь сразу блок двигателя везите в мастерскую по расточке цилиндров и растачивайте под ремонтные поршни. Ремонтные поршни покупайте перед тем как повезете блок цилиндров на расточку, расточник растачивает блок цилиндров под поршни.

Фото 3. Поршень с зажатым поршневым кольцом из-за перегрева

Пусть вы немного переплатите за запчасти и расточку, чем просто поставите новые поршневые кольца и новые поршни на сильно изношенные цилиндры результат будет не какой, скупой платит дважды.

Фото 4. Поршень с просверленным отверстием 1 и снятыми фасками 2

Дам еще совет, если сами ремонтируйте машину или даже если и не сами, а в мастерской, попросите моториста чтобы он просверлил в поршне 2 отверстия (по одному отверстию с двух сторон поршня) как показано на фото 4 стрелка № 1 и снял фаску напильником или на точиле стрелка № 2.

Объясняю для чего это надо, на фото 4 видите что юбка поршня сильно задрана происходит из-за того что поршень при расширении краями юбки снимает масло с цилиндра и трется на сухую. Но если просверлить отверстие и снять фаску с края юбки, то поршень масло с цилиндра не снимает юбкой, а пропускает под юбку плюс дополнительно через отверстие в поршне проходит масло под юбку.

Двигателя с такими поршнями более резвы, и даже при перегреве не сильно страдают. Если думаете что из-за отверстий в поршне двигатель будет жрать масло сразу вас успокою не будет, масло держат поршневые кольца, а работать двигатель точно будет лучше и резвей.

Отверстие в поршне сверлите примерно по центру, ничего страшного нет если слегка просверлите выше или ниже или правее или левее. Сверло может быть от 4мм и до 6мм. Если бы этот поршень что на фото 4 изначально был просверлен и снята фаска с юбки, то задира не было, а была бы гладкая поверхность юбки поршня.

Может ли двигатель есть масло если не те свечи?

Свечи на жор мала не влияют, свечи не причем.

Раковина в блоке цилиндров

Раковина блока цилиндров, обычно появляется из-за поршневого пальца. Поршневой палец может начать болтаться в шатунах ВАЗ если прослаблено отверстие куда забивается поршневой палец, и в момент работы двигателя, палец выходит за пределы поршня и грызет цилиндр. В других двигателях где на поршнях поршневой палец фиксируется стопорными кольцами, может вылететь стопорное кольцо и также палец также выходит за пределы поршня и грызет цилиндр.

Устранение раковины в блоке цилиндров

Если блок цилиндров чугунный литой, то при не большой раковине можно просто расточить под ремонтные поршни. Если раковина очень глубокая, то тогда надо гильзовать этот цилиндр, для этого на каждый двигатель продаются специальные гильзы. Растачивают и гильзуют блоки в специальных мастерских, на расточных станках.

Должен ли поршень слегка болтаться в цилиндре?

В рабочем обкатанном двигателе, всегда поршень будет немного болтаться в цилиндре, это нормально. Так как двигатель обкатанный, поршень при нагревании расширяется и принимает нужный размер в цилиндре.

А если новый блок цилиндров, или после расточки, поршень не должен болтаться в цилиндре, и только после обкатки он начнет немного болтаться.

Случай из практики

Притащили на ремонт ВАЗ 2106, какой-то мастер поменял поршневые кольца, но не смог завести. Взялся я за этот металлолом, отрегулировал клапана, настроил зажигание, стал заводить, движок даже не подавал признаков жизни, и стартер крутил будто без свечей, компрессии даже не чувствовалось в двигателе. Выкрутил свечи, влил в цилиндры по полному шприцу масла, завел двигатель.

Думаю, сейчас поработает и начнет дальше заводиться. Стал сбрасывать подсос, но менее 2000 оборотов двигатель глох, и завести его можно было только после порции масла в цилиндры, плюс с сапуна валил дым как с дымовой шашки. Промучился с этим движком почти целый день, а он так и не заводился без порции масла в цилиндры. Позвонил хозяину, говорю, забирай свой металлолом, завел его.

Приехал хозяин, говорю заводи, он попытался его завести, но не заводится, говорю, сейчас заведем, выкручиваю свечи вливаю масла в цилиндры, движок завелся, но работал только не меньше 2000оборотах, а ниже глох, плюс куча дыма с сапуна. Говорю вот так и езди, вози с собой масло и шприц, и как заглохнешь, подливай масло в цилиндры. Коротко, поматюкался он на мастера что согласился ему починить мотор за копейки, и оставил шестерку для ремонта, конечно пришлось растачивать блок под ремонтные поршни, растачивать коленвал, и менять кучу деталей.

Сделал эту шестерку, владелец остался доволен, хотя ему пришлось платить дважды, первому мастеру и мне. Суть в чем, железку не обманешь, если цилиндры сильно изношены, то ставя новые поршни и поршневые кольца проблему не решить, а наоборот проблема только увеличивается.

Износ поршней и поршневых колец

Обмер поршней. Поршни дизеля обмеряют микрометром больших размеров, который называют микрометрической скобой.

Обмер крупных поршней главных дизелей сопряжен с некоторыми трудностями, и для того, чтобы свести погрешности до минимума, обмер следует производить вдвоем. Замеры должны быть сделаны через каждые 100—200 мм по высоте тронка. Для больших поршней (высотой до 2 м) нет необходимости в таком количестве замеров и на практике чаще производят обмеры в трех поясах: в верхней части (непосредственно под головкой), в средней и нижней. Головки поршней не обмеряют. Если поршень не имеет съемной головки, верхний замер делают на 15—20 мм ниже кромки нижней канавки для поршневого кольца. Чаще всего большие поршни обмеряют в то время, когда они находятся в вертикальном положении. Перед тем как начать обмер, поршень очищают от нагара, обмывают керосином или дизельным топливом и насухо вытирают. Затем при помощи большой линейки и мела размечают точки обмера. Рис. 62. Схема обмеров поршня дизеля Поршни, так же как и втулки, в горизонтальной плоскости обмеряют в двух положениях (рис. 62): в направлении оси коленчатого вала (по оси) и в направлении плоскости движения шатуна (по ходу). При обмере большого поршня один из обмеряющих держит конец микрометра с неподвижной губкой так, чтобы он был постоянно прижат к намеченной точке. Так как измерительные поверхности микрометра представляют собой плоскости, второй, его конец нельзя двигать в любом направлении, как конец штихмаса, а можно только слегка покачивать в направлении, перпендикулярном оси поршня и параллельно измерительным плоскостям. Подвижную губку микрометра один из работающих ставит на заведомо больший размер, чем измеряемый, и, убедившись в том, что его помощник держит конец микрометра с неподвижной губкой в намеченной точке, слегка покачивает свой конец в горизонтальной плоскости и поворачивает микрометрический винт в сторону уменьшения размера до тех пор, пока измерительная плоскость не коснется поверхности тронка. При этом подвижная измерительная плоскость должна проходить по поверхности тронка без всякого усилия, только касаться ее. Всякое усилие искажает результат измерения в сторону уменьшения, так как большие скобы обладают значительной упругостью и пружинят на несколько сотых миллиметра. Результаты измерений сводят в таблицу (табл. 8). В таблице ставят номер поршня, дату измерения, порт, в котором производилось измерение, температуру в МО при обмере, фамилии и должности производивших обмеры. При анализе результатов обмера следует принимать во внимание температуры, при которых производились данный и предыдущий обмеры, и вносить в результаты измерения температурную поправку. Правилами установлены нормы на предельный износ тронков поршней. Лимитируются эллиптичность и конусность тронка, т. е. разность диаметров по его высоте. Так, для поршня крейцкопфного дизеля с диаметром поршня 700—750 мм допускаются предельная эллиптичность и конусность тронка по 1,6 мм. Автор не знает ни одного случая, чтобы поршень такого диаметра износился до предельной величины. Обычно следы механической обработки на тронке сохраняются несколько лет и при правильно отцентрованном механизме движения крейцкопфного дизеля износа тронка вообще не должно быть. Значительно раньше тронки выходят из строя вследствие трещин, задиров и деформаций. Отметим то обстоятельство, что сам по себе износ тронка даже сверх предела практического значения не имеет. Прочности его никакой износ не угрожает и, за исключением тронка поршня дизелей Зульцер SD72, не имеющих штока, тронк не воспринимает на себя нагрузок вдоль своей оси. Но дело в том, что одним из очень важных контролируемых параметров является круговой зазор между тронком и втулкой, который устанавливает завод-строитель, и допуски на его увеличение весьма невелики. Этот параметр и заставляет контролировать износ тронка поршня. Рис 63 Нормальная (а) н изношенная (б) канавки поршня Что касается головки поршня, то на ней изнашиваются только горизонтальные стенки канавок для поршневых колец, которые со временем или принимают форму, показанную на рис. 63, или нижняя плоскость их вырабатывается ступенькой. По некоторым сведениям, средняя высота канавки поршня увеличивается на 0,01 мм за 1000 ч работы. Верхние канавки обычно изнашиваются больше нижних. И в данном случае предел устанавливается не на абсолютное увеличение высоты канавки, а на величину зазора между горизонтальными плоскостями кольца и канавки. Как известно, кольцо во время работы находится под воздействием опрокидывающего момента, направленного против часовой стрелки и стремящегося как бы вывернуть кольцо из канавки. Чем больше будет зазор между плоскостями кольца и канавки, тем больше величина поворота кольца в сторону опрокидывания. Обычно завод-строитель указывает в инструкции по обслуживанию установочные зазоры между кольцом и канавкой и предельно допустимые их величины. Установочные и предельно допустимые зазоры не одинаковы для всех колец, для двух верхних колец они больше. Рис. 64. Шаблон для замера выработки поршневых канавок Контролировать форму канавок и величины их износа можно при помощи шаблона (рис. 64). Такие шаблоны фирмы представляют не всегда, но его можно легко изготовить по канавке запасного поршня. Величины износов удобно замерять в зазоре между шаблоном и стенкой канавки. Восстановить геометрические размеры поршневых канавок можно только путем проточки. Но проточка канавок увеличивает высоту канавок, поэтому к ней прибегают только в тех случаях, если после проточки и установки в канавку нового кольца зазор между кольцом и канавкой не достигает предельного размера. В тех случаях, когда проточка невозможна, канавки у стальных головок поршней наплавляют и протачивают снова на номинальный размер. Чугунные поршни, не имеющие съемной головки, никаким наплавкам не подвергают, а просто заменяют. К наплавке канавок стальных головок прибегают крайне редко, так как это изменяет структуру в самом напряженном месте головки, и только общий отжиг головки, который не всегда возможен, может восстановить нужную структуру Во избежание восстановления изношенных канавок поршней некоторые фирмы, строящие мощные малооборотные дизели, применяют специальные противоизносные сдвоенные кольца из легированных сортов чугуна с высокой механической прочностью при повышенных температурах. В частности, такие поршневые кольца применяют в крейцкопфных дизелях фирма «Бурмецтер и Вайн» и ее лицензиаты. Рис. 65. Противоизносные кольца дизеля Бурмейстер и Вайн На рис. 65 показаны конструкции таких колец 1. В одном варианте верхнюю часть кольца расчеканивают и закатывают в поршневой канавке (рис. 65, а, б). Во втором варианте нижнюю часть противоизносных колец 1 слегка приваривают к головке поршня 2 (рис. 65, в). При нормальной центровке поршней и регулярных профилактических осмотрах такие кольца работают свыше 20 ООО ч. В случае необходимости кольца можно сменить, восстановив этим номинальные размеры канавки.

Поршневые кольца. Не будет преувеличением сказать, что больше всего беспокойства судовым механикам приносят поршневые кольца. Осматривают и обмеряют кольца во время профилактических переборок цилиндров, и, если поршень и втулка чаще всего не требуют никакого ремонта, то комплект колец после переборки редко возвращается в цилиндр в полном составе. Иногда из-за состояния колец приходится вскрывать цилиндр и вынимать поршень раньше профилактического осмотра.

После того, как кольца сняты с поршня и очищены от нагара и масла, осматривают их рабочую поверхность. Очень важно установить, всей ли рабочей поверхностью прилегает кольцо к стенкам втулки. Поверхность, не прилегающая к втулке, имеет темный цвет, и кольца с таким дефектом ни в коем случае нельзя оставлять на месте первого и второго. Какую опасность представляют такие кольца, сказано выше. Если износ такого кольца по всем параметрам не достигает предельно допустимого, его можно поставить вниз, на место последнего или предпоследнего. Заводы-строители, в частности, «Зульцер», определяют пригодность кольца по трем параметрам: зазору в замке, зазору между кольцом и канавкой и толщине кольца. Правила толщину кольца не лимитируют. Первым из параметров определяют зазор в замке кольца. Для этого кольцо вставляют в цилиндр и продвигают до того места, где цилиндр имеет наибольший диаметр. В этом месте выравнивают кольцо так, чтобы оно лежало в плоскости, перпендикулярной оси цилиндра, и замеряют зазор. Рис. 66. Потеря массы поршневыми кольцами дизеля Зульцер 9RD90 при смазке маслом «Кастрол» RM/DZ Зазоры в замках колец сравнивают с зазорами предыдущих замеров, и, если величины зазоров превосходят допускаемые, кольца подлежат безусловной замене. Обычно верхние кольца, работающие в наиболее тяжелых условиях, изнашиваются быстрее. Об этом можно судить по рис. 66, где показана потеря массы кольцами в зависимости от их расположения. На рисунке римские цифры указывают номер колец; / и 2 — кривые износа колец цилиндров № 1 и 9. Вернемся к замерам зазоров в замке кольца. Выше было сказано о том, что зазор замеряют в кольце, когда оно вставлено в наиболее изношенную часть втулки. Рис. 67. Замер теплового зазора в поршневом кольце Но заводы-строители снабжают свои дизели кольцом-калибром (рис. 67), внутренний диаметр которого равен номинальному диаметру втулки, и многие судовые механики определяют зазор в замке кольца 2, устанавливая его в этот калибр /. Такой прием нельзя считать правильным, если дтулка давно потеряла номинальные размеры. При замере зазора в кольце получают заведомо меньший зазор против того, что будет получен при замере зазора во втулке. Кольцо работает во втулке при ее действительном диаметре, следовательно, и зазор замка нужно замерять во втулке, так как это будет действительным зазором, с которым работает кольцо. Такое разноречивое представление о методике замера зазора в замке кольца существует потому, что в инструкциях заводов-строителей об этом или ничего не говорится, или рекомендуется кольцо-калибр, а в Правилах судовых дизелей рекомендуется замерять зазор в замке при установке кольца в наименее изношенной части втулки. Также нет единого мнения и о предельно допустимых зазорах в замках колец. Согласно Правилам, для втулок диаметром 700—750 мм предельно допустимый зазор не должен превышать 8 мм, а монтажный зазор должен быть не менее 4.5 мм. Эти нормы, надо сказать, очень жесткие, ближе всего совпадают с нормами, устанавливаемыми фирмой МАН. Так, для дизеля K9Z70/120A5 с диаметром 700 мм монтажный зазор в замках колец установлен в 4, а предельно допустимый 10 мм. Но совершенно не увязываются с Правилами допуски, применяемые фирмой «Зульцер». Для примера возьмем дизель SD72. Фирма устанавливает монтажный зазор 6, а предельно допустимый —31 мм для колец с простым замком (косым или прямым), и 24 мм — для колец с герметическим замком. Поэтому следует прежде всего руководствоваться нормами, устанавливаемыми заводами-строителями, и только если такие нормы отсутствуют — Правилами. Следующий контролируемый параметр — зазор между горизонтальными плоскостями кольца и канавки. Согласно Правилам для втулки диаметром 700—750 мм предельно допустимым установлен зазор 0,3 мм. Если допуски, применяемые фирмой МАН, довольно близки к допускам Правил, но с несколько более широким диапазоном, то фирма «Зульцер» допускает предельный зазор между кольцом и канавкой для трех верхних колец — до 0,8 мм и для остальных — до 0,7 мм, т. е. более чем в два раза. Минимальные зазоры для трех верхних колец с простым замком установлены 0,28 мм, а с герметическим — в 0,13 мм. По Инструкции фирмы «Зульцер» на место трех нижних колец следует ставить кольца с герметическим замком Таким образом, предписываемый для нижних колец зазор связан и с конструкцией, и с положением колец И в этом случае следует руководствоваться нормами, установленными фирмой. Автору, долго работавшему с дизелями Зульцер 9SD72, не встретилось случая, чтобы допускаемый фирмой зазор между кольцом и канавкой достиг хотя бы 0,6 мм. У этих дизелей, отработавших с постройки более 20 000 ч, указанные зазоры для верхних колец были 0,42—0,48 мм, а для двух нижних колец 0,1— 0,18 мм. Размер колец по высоте не лимитируется ни Правилами, ни инструкциями фирм. Однако не составляет большого труда при обмере колец замерить их по высоте. Это позволяет установить, что же изнашивается при увеличении зазора между кольцом и канавкой: кольцо или стенки канавки. Длительное наблюдение за дизелями 9SD72 позволило установить, что изнашиваются в основном кольца, так как при номинальной высоте кольца 17 мм после 20 000 ч работы дизелей у верхних колец высота уменьшилась до 16,8—16,85 мм. Износ нижних колец за это время не превышал 0,05 мм. И, наконец, последний из контролируемых параметров — толщина кольца. Как сказано выше, Правилами этот параметр не лимитируется. Его устанавливают только фирмы-строители дизелей. Толщина колец дизеля SD72 — 22 мм. Фирма «Зульцер» допускает износ колец по толщине до 18 мм для колец с простым замком и до 19,3 мм для колец с герметическим замком. При износе втулки, близком к предельному, уменьшение толщины простого кольца допускается до 20,5 мм. В отличие от зазора между кольцом и канавкой, предельных величин которого кольца дизеля SD72 почти никогда не достигают, по толщине они изнашиваются до предела довольно часто. Это происходит почти всегда одновременно с предельным увеличением зазора в замке кольца. Одним из важных параметров является фаска на кромках поршневых колец. При работе поршневых колец и втулки наблюдаются два вида износа: пластический и хрупкий. Наиболее опасный износ — пластический, характеризуется тем, что на нижней кромке кольца появляются заусенцы, а на поверхности втулки и даже поршня — задиры, искажающие кристаллическую структуру поверхности. При появлении задиров износ начинает резко прогрессировать. Пластический износ наблюдается у мягких втулок и колец. Особенно склонны к образованию заусенцев кольца, в структуре которых содержится феррит и крупные пластинки графита. Испытания показали, что своевременное закругление кромок поршневых колец уменьшает износ втулки на 46%, а верхних колец—на 34%. Таким образом, наблюдения за фасками колец и восстановление их геометрической формы при осмотрах совершенно необходимы. Формы и размеры фасок на кольцах, как правило, указаны в инструкциях по эксплуатации, представляемых фирмами. Для более тщательного анализа характера износа колец необходимо сохранить порядок их установки (как они стояли на поршне). Для этого надо иметь металлические бирки с порядковыми номерами, снабженные кольцами, и надевать их на поршневые кольца при снятии с поршня. Постоянной маркировки делать нельзя, так как кольца иногда приходится менять местами в целях увеличения срока их службы. Более изношенные верхние кольца ставят на место нижних, а нижние — на место верхних. Надо сказать, что это мероприятие мало эффективно, так как за короткий срок и те и другие кольца ослабнут и вероятность прорыва газов между кольцами и втулкой значительно возрастет. Новые кольца проверяют следующим образом. Обмеряют их по высоте. Высота колец должна быть ±0,05% номинальной, указанной в чертеже и в инструкции. Вставляют кольца во втулку, в наименее изношенную ее часть, и замеряют зазор в замке, который должен быть не меньше указанного в инструкции. Некоторые фирмы, в частности, «Зульцер», снабжают свои дизели кольцом-калибром, внутренний диаметр которого расточен с таким расчетом, что если в него вставить новое кольцо в холодном состоянии, имеющее минимальный зазор в замке, то зазор станет равным нулю. Если новое кольцо имеет зазор меньше минимального, вставить его в кольцо-калибр не удастся. Затем решают, в какую канавку будут устанавливать новое кольцо. На этот счет также нет единого мнения и Правилами место постановки нового кольца не оговаривается. Чаще новое кольцо ставят на место нижнего, а остальные передвигают соответственно кверху. Если комплект колец состоит из двух разновидностей, например три с простым замком и три с герметичным, то новое кольцо с простым замком ставят на место третьего, а новое кольцо с герметичным замком — на место шестого. Когда вопрос о канавке, в которой будет установлено новое кольцо, решен, его обкатывают снаружи по канавке, наблюдая за тем, чтобы оно проходило по канавке свободно. Если на судне есть шабровочная плита соответствующих размеров, то проверяют на ней щупом, не покороблено ли кольцо. Нормальное кольцо должно лежать на плите всей плоскостью, и, если между плоскостью и плитой окажется просвет более 0,08 мм для больших колец или 0,05 мм для колец диаметром до 200 мм, кольцо следует шабрить до уменьшения зазора в пределах допустимого Правила предусматривают проверку возможного зазора между втулкой и кольцом. Для этого вставляют новое кольцо во втулку и подсвечивают его снизу. Если по свету зазор обнаруживается, замеряют его щупом: щуп толщиной 0,03 мм может проходить не более чем на 1/3 длины окружности кольца при условии плотного прилегания кольца на остальных 2/3 окружности. Целесообразность такой проверки сомнительна, так как во время работы кольца оно плотно прижимается к стенкам втулки давлением газов в заколечном пространстве, и сила упругости кольца относительно этого давления очень невелика. Однако проделать указанную операцию нетрудно, только браковать кольцо по этому параметру не следует. Рис 68 Приспособление для проверки упругости поршневых колец Что касается предписаний проверять перед постановкой упругость поршневых колец, то проверять ее в судовых условиях нечем. СРЗ располагают для этой цели специальными приспособлениями, одно из которых показано на рис. 68 (1 — замок; 2 — кольцо). В судовых условиях единственным способом такой проверки является следующий. Замеряют зазор в замке, находящемся в свободном состоянии, сжимают кольцо так, чтобы концы его сошлись, отпускают его и снова замеряют зазор. Если зазор значительно уменьшился, кольцо к работе не пригодно. При посадке колец большого диаметра на головку поршня не следует применять случайных средств в виде стальных полосок, шпагата и т. д. Такие средства грозят травмами, а также могут способствовать пластической деформации кольца. Для постановки колец существуют различные приспособления, одно из которых показано на рис 69, а. Рис. 69 Разжимные приспособления для поршневых колец Приспособление состоит из винта 2 с правой и левой резьбами, маховичка 5 и двух кулачков 3, каждый из которых шарнирно укреплен на гайке 4. Для установки и снятия поршневое кольцо закрепляют в кулачках болтами L При вращении маховичка 5 кулачки раздвигаются и разжимают кольцо до требуемого диаметра. Масса приспособления 1,5 кг. Однако значительно удобнее приспособление (рис. 69,6), которым снабжает свои дизели фирма «Зульцер». Здесь кулачки не крепятся к кольцу, а упираются в торцы замка. Одна губка приспособления неподвижна, а другая двигается по винту с обычной резьбой, который вращают при помощи рукоятки. Масса приспособления менее 1 кг. Оно применяется для колец диаметром 700 мм и более. Основным преимуществом этого приспособления является то, что не нужно прижимать чугунное кольцо стальными болтами. Вместе с компрессионными кольцами осматривают и обмеряют также и маслосъемные кольца: зазор в замках и высоту рабочей поверхности. Если высота рабочей поверхности кольца увеличилась более чем в два раза против установленной, кольцо запиливают вручную или обрабатывают наждачным кругом до восстановления первоначальной высоты. Рис 70 Сечение маслосъемного кольца дизеля Зульцер SD72 На рис. 70 показано сечение маслосъемного кольца, его рабочая поверхность 1 и поверхность 2, подлежащая спиливанию Для дизеля SD72 фирма устанавливает нормальную высоту рабочей части маслосъемного кольца 2 мм и предельно допустимую высоту 4 мм. Рис 71. Приспособление для ввода поршня с кольцами в цилиндр При заводке поршня с кольцами в цидиндр пользуются различными приспособлениями, одно из которых представляет собой неразрезное кольцо, расточенное на конце (рис 71). Если для главных дизелей нельзя изготовить при помощи судового оборудования поршневые кольца, то для вспомогательных дизелей эта задача не представляет особой трудности, только нужно иметь соответствующую заготовку и сделать несложное приспособление. Не все способы изготовления поршневых колец можно применить в судовой обстановке. На СРЗ существуют следующие способы. из заготовок цилиндрической формы —одной проточкой с последующей термофиксацией; из заготовок цилиндрической формы — двумя проточками с последующей термофиксацией; то же, без термофиксации; из индивидуальных заготовок эллиптической формы. Из перечисленных способов в судовой обстановке может быть применено только изготовление из заготовок цилиндрической формы без термофиксации, так как при этом не требуется оборудования для термообработки. Последовательность изготовления колец таким способом следующая. 1. Установленную на станок заготовку обрабатывают по наружному и внутреннему диаметрам D1 и d1 которые определяют из соотношений: при вырезке замка размером А = 0,1D диаметры D1=D+О,5A; d1 = 1,01D—2t; при вырезке замка размером A>0,1D диаметры D1=D + 0,5A; d1=d+0.15A. Здесь D и d — соответственно наружный диаметр кольца, равный диаметру цилиндра, и внутренний диаметр кольца d=D-2t (причем t — радиальная толщина кольца). 2. Из обработанной заготовки нарезают кольца с припуском 0,1 мм по высоте на шабровку. 3. Вырезают замок в кольце размером

3,7t. После этого кольца поодиночке или все вместе обрабатывают в чистовой размер. При второй проточке применяют различные приспособления: хомуты, цилиндры, планшайбы и т. д. Для судовой обстановки наиболее удобным и простым будет приспособление Я. Я. Вевериса (Рижский СРЗ). Рис 72 Приспособление для изготовления поршневых колец в судовой обстановке Приспособление (рис. 72) состоит из диска с хвостовиком, конус которого входит в шпиндель станка, нескольких специальных скоб для крепления колец на диске и хомуте. На судне даже не обязательно иметь специальный диск, так как изготовление поршневых колец в судовой обстановке— сравнительно редкое явление. Можно использовать для этой цели план-шайбу токарного станка, даже если придется высверлить в ней несколько лишних отверстий. 4. Прижимают кольцо к планшайбе скобами таким образом, чтобы они находились с внешней стороны кольца (рис. 72, а). При установке кольцо сжимают хомутом так, чтобы его разрез был несколько меньше необходимого зазора в замке. Между кольцом и планшайбой ставят прокладки для прохода резца. 5. Растачивают внутренний диаметр кольца до номинального размера. 6. Не снимая крепления, обжимают заготовку хомутом снаружи и ставят крепежные планки изнутри кольца (рис. 72,6). 7. Снимают хомут и обрабатывают наружный диаметр кольца до номинального размера (рис. 72, в). 8. Снимают фаску, переворачивают кольцо, применяя хомут, крепят кольцо и снимают фаску с другой стороны. 9. Проверяют кольцо по цилиндру или по кольцу, имеющему внутренний диаметр, равный диаметру цилиндра, и подгоняют окончательно зазор в замке. 10. Пришабривают кольца по плите, одновременно подгоняя их в чистовой размер по высоте.

Применяемые допуски в зависимости от размеров кольца даны в Правилах.

Поршневые кольца | Причины быстрого износа основных деталей двигателя | Диагностика двигателя | Читать онлайн, без регистрации

Поршневые кольца (рис. 18) определяют пробег двигателя между капитальными ремонтами. Больше всего износ наблюдается у маслосъемных колец, несмотря на то что они мало подвержены воздействиям температуры и имеют достаточную смазку. Износ маслосъемных колец происходит из-за малой площади соприкосновения с цилиндром, а пружинно-радиальные расширители дополнительно усиливают давление маслосъемных колец на цилиндр по сравнению с компрессионными.

Поэтому по причине повышенного расхода масла двигатель попадает в ремонт чаще, чем при плохих тяговых характеристиках. Внешне износ маслосъемных колец проявляется как увеличенный зазор в их замках (рис. 19).

Рисунок 18. Поршневые кольца

Если изначально в среднем зазор составляет от 0,2 мм до 0,45 мм, то ко времени капитального ремонта он уже достигает 3—3,5 мм и даже больше. Из-за неравномерного давления колец на стенки цилиндров происходит истирание металла по его радиальной толщине и ее противоположной части.

Проверка поршневых колец при ремонте двигателя после пробега автомобилем 20 000—30 000 км

Для термостабильной работы и эффективной мощностной отдачи камера сгорания должна быть изолирована от картера и, в некоторых циклах, от воздухозаборника, словно вакуум. Добавим сюда еще то, что поршень нуждается в охлаждении. Ну и, разумеется, как в любой другой паре трения, между пакетом колец и цилиндром необходима смазка.
Совокупно с поставленными требованиями справляются два вида поршневых колец: компрессионные и маслосъемные. На каждое из них возлагаются свои задачи, отчего конструкции в корне отличны друг от друга. Но есть одна особенность, объединяющая двигатели внутреннего сгорания всех семейств – схема и количество используемых колечек.

Схема «стандарт» — это три уплотнителя: компрессионное кольцо №1, комбинированное компрессинно-скребковое кольцо №2 и маслосъемное колечко. Отсчет идет от днища поршня (самой верхней его точки).

1. Компрессионное кольцо №1. Препятствует прорыву отработанных газов в картер двигателя и отводит до 55% тепла от поршня в стенки цилиндра.

1. Компрессионно-скребковое кольцо №2. Оказывает помощь первому компрессионному кольцу, отводя около 30% тепла и блокируя доступ горячим газам в картер, и маслосъемному колечку, соскребая часть слоя масла со стенок цилиндров.
2. Маслосъёмные кольцо. Выполняет исключительно роль удаления лишнего масла со стенок цилиндра. Конфигурация, как правило, двухрядная, а разновидностей конструкций не счесть.

Дефектовка и замена поршневых колец

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

В крейцкопфных двигателях обломки поршневых колец обнаруживаются в подпоршневом пространстве.

Причинами поломки поршневых колец могут быть следующие факторы:

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

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

Проверка износа поршневых колец

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

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

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

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

• Вторая операция — это проверка коробления колец.

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

• Третья операция — это проверка упругих свойств кольца.

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

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

Порядок замены колец на поршне

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

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

Похожие статьи

• Судовой Вспомогательный Двигатель 6ЧН25/34
• Судовой Вспомогательный Двигатель SKL NVD24 (r 17,5/24)
• Судовые Четырехтактые ДВС Д50, 6NVD 48, 12PC-2V SEMT Pielstik
• Судовой двигатель: ЗД100(10Д20, 7/2×25,4)
• Судовые Двигатели : С 758S и 909S
• Судовые Двигатели фирмы MAH: K7Z70/120С и K7Z78/140
• Судовые Двигатели : 6RD76 и 9RD90
• Судовые Двигатели БМЗ: 9ДКРН 50/110 и 7ДКРН 74/160
• Принцип действия двигателей: судовой двигатель
• Основные подвижные детали судового двигателя

3.75 Rating 3.75 (2 Votes)

Компрессионные кольца: конструкции и проблемы

Шагая вглубь эволюции колечек можно насчитать не один десяток различных конфигураций, имеющих свои положительные и отрицательные стороны. Впрочем, в отличие от маслосъемных собратьев, оптимальная геометрия, решающая максимум поставленных задач, найдена и успешно освоена в серийном производстве:

• Цилиндрическая форма. Простой контур эффективно противостоит перегреву поршня и прорыву отработанных газов в картер, но неважно справляется с отложениями при склонности двигателя к масложору и образованию сажи. Кольцо подобной формы устанавливается в основном на бензиновые моторы и может иметь фаски и канавки с внутренней стороны, решающие проблему их скручивания.

• Коническое сечение. Форма заочно получила статус универсальной ввиду того, что выполняет две функции: регулировка толщины масляной пленки + барьер для отработанных газов. Изначально, на новом необкатанном двигателе нижняя кромка острая и оказывает сильное давление на цилиндр. По окончанию обкатки кромка закругляется, обеспечивая идеальное уплотнение и минимальное трение. Кроме того, за счет смещенной верхней части при движении поршня вверх кольцо немного отходит от стенок цилиндра, скользя по маслу (масляный клин). При движении же вниз заостренная кромка глубже проникает в масляную пленку, удаляя остатки после прохода масляного кольца. Контур отлично зарекомендовал себя при проектировании компрессионных колечек второго ряда для любых двигателей.

• Трапециевидная форма. Проблема с нагарообразованием и скоплением отложений в канавках под цилиндрические кольца особенно обострена у дизельных моторов с их склонностью к образованию сажи в ходе горения топлива. Трапециевидная форма канавки и колечка, установленного в нее с зазором, способствует измельчению нагара при движении поршня вверх-вниз. При этом все преимущества цилиндрического контура сохраняются. Кольца-трапеции встречаются практически на всех современных дизельных двигателях.

При эксплуатации компрессионных колец со временем возникает одна проблема глобального характера – износ. В первую очередь на это указывает пониженная компрессия, которая восстанавливается до заводских значений при введении в цилиндр 2-4 кубиков масла. Еще один признак износа поршневых колец – специфический сизый дым из выхлопной трубы.
Всяческая раскоксовочная химия здесь, как правило, бессильна. Единственный верный путь – капитальный ремонт.

Маслосъемные колечки: конструктивные особенности и причины отказа

Отличительной особенностью МСК является двухпоясковая конструкция, оставляющая после себя минимальную толщину масляного слоя в области компрессионных колец, читай предохраняет их от закоксовывания. Из необъятного ассортимента маслосъемных уплотнений ныне используются два:

• Коробчатое колечко с пружинным расширителем. Пружина эспандерного типа придает изначально жесткому коробчатому кольцу немного гибкости, отчего оно более плотно прилегает к цилиндру. Однако в момент «перекладки» гребни способны травить масло и этот факт нельзя расценивать как отрицательный. Просочившаяся в область компрессионных уплотнений смазка особенно полезна в высоконагруженных бензиновых двигателях с непосредственным впрыском и турбодизелях, где эти МСК активно используются. Также необходимо понимать, что даже при грамотно спроектированной поршневой группе, легкий масложор продлит срок службы компрессионных колец и цилиндров.

• Наборное колечко (два диска + распорная пружина-расширитель). Некогда востребованный минимальный расход масла на угар достигался как раз за счет использования наборных колец, состоящих из двух дисков толщиной 0,5…0,63 мм и пружины. За счет отсутствия жесткой связи между поясками они идеально прилегают к цилиндру, не пропуская масло в любом положении поршня. Чтобы избежать масляного голодания в зоне работы компрессионных колечек, форма второго компрессионного кольца здесь позволяет пропускать часть смазки. Такие кольца «ходят» дольше, но конструктивно склонны к закоксовыванию.

Продолжая короткий экскурс в основы строения маслосъемных колец, уместно поговорить о методах отвода масла, собранного между двумя поясками:

• Отвод на внутреннюю поверхность поршня. Отверстия в поршневой канавке и в корпусе колечка (в случае коробчатого типа) открывают доступ маслу, скопившемуся между маслосъемными дисками, вглубь поршня.

• Отвод на наружную поверхность поршня. Наличие поверхностных пазов снаружи поршня позволяет организовать слив по наружи.
• Комбинированный вариант. Одновременное использование первого и второго методов.

Заботиться об отводе масла, скопившегося между дисками, необходимо в обязательном порядке. Отсутствие дренажа в этой области приведет к эффекту, подобному масляному клину, как в случае с вторым коническим компрессионным кольцом: колечки не снимают лишнее масло, а скользят по толстому слою смазки. Что же касается выбора схемы дренажа, то тут большую роль играют результаты реальных испытаний силовой установки.

Уместно отметить, что неоригинальные поршни порой не имеют отверстий для отвода масла. Если такие детали не доработать в домашних условиях, то появление масложора на откапиталенном двигателе неизбежно.

Основной бич маслосъемных колец – это склонность к закоксовыванию, читай залеганию, что ведет к масложору. Причинами этого принято считать:

• Регулярный перегрев поршня, как результат интенсивной езды.
• Склонность масла к нагарообразованию, как подтверждение поддельного происхождения или окончания срока службы.
• Сочетания различных качеств, проявляющихся при езде на короткие расстояния и простаивании в пробках.

Необходимо отметить, что всякого рода раскоксовки, заливаемые в цилиндры, здесь практически бессильны… по разным причинам. Во-первых, кокс забивает поршневую канавку до стекловидного состояния. Во-вторых, маслосъемное кольцо – третье сверху, до которого едкая химия добирается не в том количестве, которое требуется для эффективного растворения. Казалось бы, здесь уместно поговорить о промывке двигателя димексидом, но неизведанные последствия дают мощный отпор этой идее. Итого, лучше достать поршни и промыть их в том же димексиде.

Что же до симптомов, то сопоставлять залегание МСК с потерей компрессии не стоит. Компрессионные кольца вполне могут сохранять натяг, в то время, как маслосъемные прекратят напрочь выполнять свои функции.

Как определить маслосъемные колпачки

• – приспособление для сжатия пружин клапанов;
• – пинцет или намагниченная отвертка;
• – приспособление для снятия маслосъемных колпачков.

Инструкция Чтобы проверить состояние маслосъемных колпачков, запустите двигатель, дайте ему немного поработать на холостых оборотах, потом резко нажмите на педаль акселератора и посмотрите, какой дым пойдет из выхлопной трубы. Если он синий или сизый, маслосъемные колпачки не справляются со своей функцией и нуждаются в замене. Второй вариант проверки: на прогретом двигателе поднимите обороты до четырех тысяч, потом резко сбросьте газ. Если пойдет сизый дым, маслосъемные колпачки надо менять. Учтите, что в том случае, когда синий дым идет на всех режимах работы, становится гуще при повышении оборотов, а компрессия в цилиндрах падает, виноваты изношенные поршневые кольца.

Замену маслосъемных колпачков начните с отсоединения минусового провода от аккумуляторной батареи. Затем снимите крышку головки блока цилиндров и поставьте поршень первого цилиндра в положение ВМТ (верхней мертвой точки) такта сжатия. В этом же положении окажется и поршень четвертого цилиндра. Это нужно для того, чтобы исключить возможность уронить клапаны в цилиндры.

Равномерно ослабьте болты крепления оси коромысел привода клапанов, затем извлеките их. Обратите внимание на то, что они имеют разную форму головок. При обратной сборке болты необходимо будет установить на свои места, поэтому запомните их расположение.

Снимите ось привода клапанов вместе с коромыслами. Установите приспособление для сжатия пружин клапанов, для этого вверните болт крепления оси коромысел в одно из отверстий головки блока цилиндров. Зацепите за этот болт устройство для сжатия пружин. Сожмите пружину клапана. При помощи пинцета или намагниченной отвертки вытащите из ее тарелки два сухаря. Снимите устройство для сжатия пружины, потом ее тарелку и саму пружину. Используя специальное приспособление для снятия маслосъемных колпачков, снимите колпачок. Его можно вытащить и пассатижами, при этом важно не поворачивать из стороны в сторону, а тянуть строго вверх. Установите новый колпачок, смазав его внутреннюю поверхность моторным маслом. С помощью оправки аккуратно запрессуйте колпачок. Проведите обратную сборку всех снятых ранее элементов.

После этого таким же способом замените колпачки второго клапана и двух клапанов четвертого цилиндра.

Далее установите поршни второго и третьего цилиндров в ВМТ и по описанному выше алгоритму проведите замену маслосъемных колпачков.

Как подбирать поршневые кольца?

Замена поршневых колечек – это одна из операций капитального ремонта. Купить лицензионную оригинальную деталь безусловно важно, но это не единственный вопрос, на котором стоит фокусироваться. Основа капремонта – грамотная дефектовка с использованием поверенного измерительного инструмента высокой точности.

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

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

Подробности о ремонтных размерах обычно указываются в книге по эксплуатации. Для покупки поршневых колец важно знать точную марку двигателя и размеры поршня/цилиндра. Фирма выбирается на свой вкус, но лучше оригинала обычно не отыскать. При этом важно овладеть навыками отличия подделки от оригинала. В их числе – осмотр кромок колечек (все должны быть одинаковыми), замка (цвета побежалости и грубой обработки не допускаются) и пр.

Дефектовка поршней

Дефектовка

— определение причин поломки мотора по состоянию его деталей. Глубоко заблуждаются те, кто считает, что перебирать старые железки просто бессмысленно, выкинем их и поставим новые. Такой подход моториста к работе нередко приводит к тому, что отремонтированный мотор снова ломается, не проехав и пары сотен километров. А всё потому, что при ремонте моторист устранил только последствия, не выявив Причины «болезни».

В поршневом двигателе внутреннего сгорания, как видно из названия, поршни стоят самыми первыми в цепочке деталей и узлов, которые превращают энергию сгорания в механическую работу. Их роль в исправной работе двигателя чрезвычайно важна, поэтому именно с поршней мы и начнем дефектовку двигателя.

Внимательно осмотрите поршни для определения их износа.

Дефект 1. Повреждения верхней части поршня

Причины:
• Слишком высокая температура сгорания.
• Отсутствие охлаждения поршня через масляные каналы в нём.

Действия:
• Проверьте систему питания и при необходимости отрегулируйте. Прочистите масляные каналы. При наличии сильных повреждений замените поршни на новые.

Дефект 2. Местные задиры на поршне

Причины:
• Недостаток смазки в паре «поршень-цилиндр».
• Повышенная температура поверхности цилиндра.
• Деформация цилиндра.

Действия:

• Замените повреждённые детали на новые. Проверьте смазку и правильность работы системы смазки (масляный насос, фильтр и т.п.).

Дефект 3. Радиальные трещины в камере сгорания

Причины:
• Воздействие чрезмерно высокой температуры на днище поршня — результат перегрузки двигателя.

Действия:

• Замените повреждённые детали на новые.

Дефект 4. Эрозия и выжженные места на днище поршня (для дизеля)

Причины:
• Неправильное опережение впрыска.
• Повреждение, подтекание форсунок, неправильно установленные форсунки.

Действия:

• Проверьте и отрегулируйте систему впрыска топлива. Проверьте цилиндр на наличие повреждений. Замените повреждённый поршень.

Дефект 5. Эрозия «юбки» поршня в области отверстия подпалец

Причины:
• Неправильная установка стопорных колец или старые стопорные кольца, в результате чего они выпали, и поршневой палец торцевой стороной контактировал с цилиндром.
• Поломка стопорных колец — как результат несоосности поршневого пальца и коленчатого вала, погнутого шатуна, из-за конусности шеек коленчатого вала или большого осевого смещения коленвала.

Действия:

• Устраните повреждения цилиндра двигателя. Проверьте соосность поршневого пальца и коленчатого вала, устраните осевой зазор на коленвале. При замене поршней убедитесь, что стопорные кольца установлены правильно.

Дефект 6. Задиры поршня с серьёзными повреждениями в нижней части «юбки»

Причины:
• Недостаток смазки.
• Недостаточный зазор между поршнем или цилиндром.
• Деформация гильзы.
• Общий перегрев двигателя.
• Недостаточная циркуляция охлаждающей жидкости (местный перегрев).

Действия:

• Проверьте цилиндры и систему охлаждения. Замените повреждённые детали, устраните неисправности.

Дефект 7. Разрушение перемычек между канавками колец

Причины:
• Использование топлива с низким октановым числом.
• Высокое давление сгорания — результат неправильной регулировки впрыска или использования при запуске двигателя аэрозолей, увеличивающих степень сжатия.

Действия:

• Замените поршень и кольца. Проверьте регулировки.

Дефект 8. Износ канавок под поршневые кольца

Дефекты могут быть и не столь ярковыраженными, поэтому в обязательном порядке прочистите канавки под поршневые кольца и оцените их износ. Сделать это можно следующим способом. Возьмите новый комплект поршневых колец либо калибр подходящей толщины. Кольцо вставляем в соответствующую канавку и с помощью щупа проверяем зазор между поршнем и кольцом.

Допустимый зазор — не более 0,15 мм. Если зазор больше — поршень отбраковывают, даже если по прочим пунктам проверки он вас устроил. Больший зазор говорит о полной выработке ресурса и необходимости полноценного ремонта двигателя. Если по всем вышеизложенным параметрам поршень пригоден к дальнейшей эксплуатации, необходимо провести диагностику блока. Практика показывает, что очень часто при вполне исправных поршнях блок может иметь сильный износ, и наоборот — «смерть» поршня не означает «смерть» блока.

опубликовано в журнале «Правильный Автосервис»

Как устанавливать поршневые уплотнения?

Монтаж поршневых колец не рекомендуется осуществлять вручную, без каких-либо приспособлений. Колечки – детали ажурные, могут и погнуться, а деформированное кольцо, как известно, ставить нельзя. В общем-то по этой причине не рекомендуется проверять кольца на упругость при изгибе, особенно при отсутствии соответствующих навыков.

Если уж и решились опробовать колечки на изгиб, то помните следующее:

• Первое компрессионное кольцо должно возвращаться в исходное состояние даже после сильного изгиба в 4-5 см.
• Второе компрессионное колечко не такое упругое, как первое. Изгиб допускается до 1,5-2 см, далее оно гнется безвозвратно.

Правильная установка поршневых колец ведется с использованием щипцов. Первым ставится маслосъемный набор:

• Коробчатая конструкция: сперва ставится пружина, затем кольцо с тем прицелом, что замок колечка должен быть на противоположной стороне от замка пружины.
• Наборная конструкция: ставится в последовательности пружина-диск-диск. После установки и перед монтажом поршня в цилиндр проверяется совпадение цветных меток на пружинном расширителе и относительное расположение деталей в маслосъемном пакете: замки должны быть под 120 градусов друг к другу.

Что же до компрессионных колечек, то их установка ведется по принципу: второй ряд-первый ряд с ориентацией по метке «ВВЕРХ», «TOP» или цветным указателям. Верх кольца должен быть ориентирован в сторону камеры сгорания, противоположную от картера. Перед монтажом поршня в цилиндр необходимо сориентировать замки компрессионного первого и второго и маслосъемного колец под 120 градусов с тем условием, что не один из замков не должен быть напротив пальца поршня.