Для чего в замках колец должен быть зазор

Тепловой зазор поршневых колец

Что бы ни изобретали инженеры-двигателисты, классический поршневой двигатель не сдаёт свои позиции. Его принцип действия не меняется с момента изобретения: сжатая топливовоздушная смесь воспламеняется и толкает поршень вниз, это же порождает и две главные проблемы, стоящие перед инженером – удержание давления и сохранение работоспособности при высоких температурах.

В идеальном случае можно было бы использовать цилиндрический поршень, с микронными зазорами стоящий в цилиндре. На практике такой мотор был бы неработоспособен сразу по множеству причин:

Видео: Теория ДВС: Поршневые кольца (часть 2)

Устройство и принцип работы

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

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

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

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

Зазор в замке

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

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

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

Сравним величины номинального зазора для разных двигателей:

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

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

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

Источник

Зазор в замке поршневых колец

Принцип действия ДВС достаточно прост – сгорание топлива в нужное время в нужном цилиндре обеспечивает высвобождение энергии и ее преобразование в механическую. Но вот для его реализации требуются материалы с заданными свойствами, сложное оборудование, позволяющее получать детали требуемой формы и с заданными размерами и допусками, учет изменений характеристик узлов при различных режимах работы мотора. Одним из факторов, обеспечивающих функционирование ДВС, является необходимость выдерживать тепловой зазор поршневых колец.

Зачем нужен зазор в замке поршневых колец?

Первоначально давайте определимся, о чем идет речь. Внешний вид поршневого кольца показан на фото ниже:

Конструктивно у ДВС внутри цилиндра перемещается поршень. Именно он воспринимает избыточное давление, возникающее при сгорании топлива, и передает его на коленвал. В этом обманчиво простом описании заложены, как минимум, несколько особенностей:

Вот все эти задачи и решают поршневые кольца. Условия, в которых им приходится работать, очень сложные – значительный нагрев и механические нагрузки. Для компенсации воздействия температуры и предусматривается зазор поршневых колец.

Как работают и зачем нужны тепловые зазоры поршневых колец

Существует два типа колец – уплотнительные (компрессионные) и маслосъемные, оба показаны на приведенном рисунке

Само название говорит об их назначении:

На старых, малооборотистых двигателях их стояло по пять-шесть штук (в зависимости от марки мотора), но на современных ДВС обычно используется три кольца – одно маслосъемное и два компрессионных.

Несмотря на различие в конструкции и назначении, у них есть одно общее – замок. Фактически так называется имеющийся промежуток между концами незамкнутой окружности. Говоря о замке, стоит помнить, что одно из его назначений – компенсировать тепловые расширения, возникающие в кольцах во время их работы.

Большинство материалов при нагревании удлиняется. При монолитной конструкции кольца, установленного в цилиндр двигателя, будут возникать напряжения, вызывающие его деформацию. Избежать этого позволяет свободное пространство между концами на кольцах.

Каким может быть допустимый зазор? При установке на поршень его величина в замке должна составлять от 0,6 до 0,3 мм.

Кроме того, надо знать, что требуется выдерживать допустимый боковой зазор между кольцом и стенкой. Необходимо обеспечить его значение в диапазоне от 0,08 до 0,04 мм.

Зачем это нужно? Для понимания того, как работает уплотнительное кольцо, приведен рисунок ниже.

Под воздействием давления отработанные газы, проходя в канавке между поршнем и кольцом, воздействуют с его внутренней стороны и увеличивают усилие прижима к цилиндру. Именно для подобной цели нужен зазор, в том числе тепловой, разделяющий боковые поверхности этих элементов.

Таким образом, обеспечив в замке допустимый зазор при установке колец (между их концами, а также боковой поверхностью и поршнем), будут созданы условия для нормальной работы мотора в значительном интервале температур. Кроме того, этому способствует и правильная взаимная их установка, показанная на рисунке ниже. Главное – обеспечивается разнесенное положение замков между собой.

Маслосъемные кольца ставятся ниже компрессионных. Их назначение – удалять со стенки цилиндра излишки масла. Его недостаток приведет к повышенному износу деталей, а избыток – к попаданию в камеру сгорания и образованию там нагара. Как работает такое кольцо, показано ниже.

Излишки масла снимаются со стенок цилиндра и отводятся в картер двигателя.
Таким образом, поршневые кольца создают оптимальные условия для сгорания топлива в ДВС, что во многом обеспечивается их конструкцией. Кроме того, во время установки в замке создается допустимый зазор, что сохраняет их работоспособность при значительном изменении условий работы ДВС.

Конструкция современного бензинового или дизельного мотора такова, что только совместная согласованная работа отдельных узлов и механизмов позволяет получить ожидаемые характеристики. И если рассматривать сгорание топлива, то обеспечение для этого оптимальных условий зависит от поршневых колец, а также от того, насколько выдержаны тепловые зазоры в замке при установке на поршень.
» alt=»»>

Источник

Тепловой зазор поршневых колец: зачем нужен и каким должен быть?

Большинство автомобилистов слышали о таком понятии, как зазор поршневых колец. Но немногие из них могут похвастаться наличием определенных знаний в этой области. Еще меньшее количество из них разбираются в том, каким должен быть тепловой зазор в замке поршневых колец. В первую очередь стоит отметить, что к поршневым деталям двигателя выдвигаются определенные требования. В основном они базируются на требованиях к их качеству. Поскольку на поршневые детали оказывается огромное влияние инертных сил и прочих факторов вроде температуры и воздействия газов, то и качество поршневых деталей должно быть безупречным. В этом материале рассмотрим, для чего нужен тепловой зазор и каким он должен быть.

Тепловой зазор: зачем он нужен?

Практически все водители, разбирающиеся хоть мало-мальски в узлах автомобиля, понимают, что все детали авто во время эксплуатации подвергаются воздействию высоких температур. Соответственно при увеличении температурного режима все детали склонны расширяться. Однако мало кто знает, что при расширении детали также изменяют и свои параметры. А это в свою очередь приводит к тому, что значительно ухудшается работа других элементов механизма. Нередко это может приводить и к еще более плохому развитию — повреждению механизмов. Тепловой зазор в замке поршневых колец считается одной из наиболее важных конструктивных особенностей, благодаря которой и обеспечивается нормальная работа всех поршневых кругов. Поэтому чтобы система правильно функционировала, обязательно должно выполнятся условие свободного вращения в канавке. В противном случае может произойти заклинивание, за счет чего невозможным станет уплотнение и отвод тепла.

Каким должен быть тепловой зазор?

В конструкции поршня предусмотрена два вида колец. Первые из них компрессионные, которые препятствуют пропуску сгоревших газов. Вторые маслосъемные, которые осуществляют съем излишков масла со стенок цилиндра двигателя. И те и другие по своим конструкционным особенностям не сплошные. В них есть разрез, благодаря которому при нагреве не происходит заклинивание обода. Также именно разрез и способствует хорошему прижатию к стенкам цилиндра. Наличие теплового зазора в замке в этом вопросе играет немаловажную роль. Допустимым зазором считается значение в 0,3-0,6 мм. При несоответствии параметра данному значению может запросто привести к серьезным повреждениям в цилиндре.

Подробнее о тепловом зазоре будет рассказано в этом видеоматериале:

Источник

Какой допустимый тепловой зазор в замке поршневых колец?

Отметим, что к поршневым деталям создаются очень большие требования по качеству. Это происходит потому что на них воздействуют инертные силы, силы действия газов и высокие температуры. Конструкция полного комплекта, его габариты и требуемые размеры, соответствие с выбранным материалом, точная реализация производственных технологий – все это необходимо для долговременной службы. Но здесь мы не учли зазор в поршневых кольцах. Рассмотрим, что же он собой представляет.

Для чего нужен зазор?

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

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

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

Каким он должен быть?

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

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

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

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

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

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

Видео «Проверка зазора в замке поршневого кольца»

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

Источник

Тепловой зазор поршневых колец: зачем нужен и каким должен быть?

Когда производится ремонт двигателя, владельцы авто часто спрашивают, какой зазор должен быть на поршневых кольцах. Этот вопрос распадается на два отдельных. Как для компрессионных, так и для маслосъёмных поршневых колец нормируются два параметра – вертикальный (осевой) зазор и величина зазора в замке. Оба параметра должны находиться в определённых пределах, но заметим сразу, что слишком большой осевой зазор, равно как чрезмерный зазор в замке – это ерунда по сравнению с тем, что будет, если установить кольцо с очень малым концевым зазором. В последнем случае, конечно, речь шла о зазоре в замке – по-другому его называют «концевым», и об этой величине мы должны рассказать подробней.

Зачем на поршне три кольца?

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

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

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

Промер зазора нельзя выполнить, не имея доступа к блоку цилиндров

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

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

Проверка зазоров между канавками поршня и поршневыми кольцами

Проверка зазора между поршневыми кольцами и канавками

1 – поршневое кольцо; 2 – поршень;3 – набор щупов

Расположение поршневых колец в канавках поршня двигателя мод. 2106

1 – поршень; 2 – верхнее компрессионное, кольцо; 3 – нижнее компрессионное кольцо;4 – маслосъемное кольцо

Приспособление для снятия и установки поршневых колец

1 – рукоятка; 2 – выступы;3 – упоры;4 – захваты

Зазор по высоте между канавками и кольцами проверять, как показано на рис. Проверка зазора между поршневыми кольцами и канавками, вставляя кольцо в соответствующую канавку. Зазор в замке поршневых колец проверять набором щупов, вставляя кольца в калибр, име ющий диаметр отверстия, равный номинальному диаметру кольца с допуском ± 0,003 мм. При отсутствии калибра допускается проверять зазор. вставив поршневое кольцо в тот цилиндр, где оно будет работать, и продвинув его поршнем на глубину 20–30 мм от нижнего края цилиндра. Зазор должен быть в пределах 0,25–0,4 мм для всех колец. Если зазор недостаточный, следует запилить стыковые поверхности, а если повышенный – заменить кольца. Высоты и торцевые установочные зазоры поршневых колец

Поршневое кольцо Высота, мм Торцевой установочный зазор, мм

Верхнее компрессионное 1,478 – 1,490 0,045 – 0,077

Нижнее компрессионное 1,978 – 1,990 0,025 – 0,057

Маслосъемное 3,937 – 3,937 0,020 – 0,052

Комплекты поршневых колец

Наименование комплекта Комплект Условный диаметр кольца в сжатом состоянии, мм

Номинальный, стандартный 21011 – 1000100 79

Увеличенный: на 0,4 мм 21011 – 1000100-21 79,4

Увеличенный: на 0,7 мм 21011 – 1000100-22 79,7

Увеличенный: на 1,0 мм 21011 – 1000100-23 80

В запасные части кольца поставляются комплектом на один двигатель. Кольца номинального размера применяют при замене изношенных колец для цилиндров номинального размера. Чтобы сократить срок приработки колец в уже работавших цилиндрах, в верхние канавки поршней устанавливают компрессионные кольца, не покрытые хромом. Кольца с увеличенным диаметром устанавливают в цилиндры, расточенные до ремонтного размера, или их используют для замены изношенных колец в таких цилиндрах. Кольца устанавливают в канавки поршней таким образом, чтобы выточка на наружной поверхности второго (скребкового) кольца была обращена вниз, а фаски на наружной поверхности маслосъемного кольца были обращены вверх (рис. Расположение поршневых колец в канавках поршня двигателя мод. 2106). При несоблюдении этого условия масло может проникать через кольца в цилиндр, что приведет к нагарообразованию на стенках камеры сгорания, дымному выпуску из глушителя и увеличенному расходу масла. Надевать кольца на поршень, а также снимать их нужно только в специальном приспособлении или специальными щипцами (рис. Приспособление для снятия и установки поршневых колец), обеспечивающими одинаковое напряжение изгиба по окружности кольца. После замены поршневых колец в течение 1000 км пробега скорость автомобиля не должна превышать 60 км/час.

Техника промера

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

На схеме показано, как нужно измерять вертикальный зазор.

Именно так всегда промеряют осевой зазор колец

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

Зазор промеряют, когда кольцо зажато стенками цилиндра

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

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

Как промерить зазоры на кольцах и какими они должны быть

Когда производится ремонт двигателя, владельцы авто часто спрашивают, какой зазор должен быть на поршневых кольцах. Этот вопрос распадается на два отдельных. Как для компрессионных, так и для маслосъёмных поршневых колец нормируются два параметра – вертикальный (осевой) зазор и величина зазора в замке. Оба параметра должны находиться в определённых пределах, но заметим сразу, что слишком большой осевой зазор, равно как чрезмерный зазор в замке – это ерунда по сравнению с тем, что будет, если установить кольцо с очень малым концевым зазором. В последнем случае, конечно, речь шла о зазоре в замке – по-другому его называют «концевым», и об этой величине мы должны рассказать подробней.

Номиналы для разных ДВС Lifan

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

Solano 620

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

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

Кроссовер X60

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

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

Функции поршневых колец

Поршневые кольца предназначены выполнять функции:

Проверка зазора в замках внутри цилиндров

Замок поршневого кольца — стык между двумя концами, которые способны сжиматься до сотых частей миллиметра. Концы имеют прямой или косой срез, при прямоугольном сечении профиля.

Укладывая кольца в канавки, стыки размещаются под углом 120° (если 3), а при двух кольцах — под 180°, что ограничивает просачивание газов, масла в картер, под поршень.

Маслосъёмные кольца предназначены снимать со стенок цилиндра излишки моторной смазки. Рассчитаны оставлять на зеркале тонкий слой плёнки, настолько малый, что измеряется микронами. Конструкция предусматривает радиальные, сквозные щели, через которые снимаемое со стенок масло сливается в картер.

Выпускаются из литого чугуна с прорезями или расширителями. Представляют два кольца (верхний, нижний), пару радиальных или осевых расширителей.

О тепловом зазоре

Общим элементом колец считаются замки, поскольку целевая задача компенсировать тепловое расширение во время работы. Замки претерпевают давление газов, температурные нагрузки, другое инертное воздействие. Это напряжение берёт на себя мизерное расстояние между концами колец.

Для чего же нужен тепловой фактор?

Представим отсутствие зазора между пролётами мостов, железнодорожных рельсов или компенсаторов на магистральных трубопроводах. Солнечный нагрев, расширение, например металла рельсов, не имеющих зазора при укладке, приводит к неизбежному их изгибу со всеми вытекающими последствиями.

В случае с поршневыми кольцами, отсутствие стыкового зазора приводит к поломке и поршня.

Итак, свободное вращение колец исключает стыковые соприкосновения внутри канавки поршня. Конструкция предусматривает разрезы, упреждающие заклинивание от перегрева. Эта особенность способствует плотному касанию к зеркалу цилиндра.

Допускаемый интервал стыка не превышает 0,3-0,6 мм. При малом зазоре стыка, например 0,2 мм, нагретые детали способны оставлять задиры на цилиндре.

Кстати, предпочтение отдаётся деталям с косыми срезами концов. Прямые концы обладают большим давлением на стенки, что преждевременно выводит из строя гильзу, способствуя утечке масла.

↑ Порядок замены поршней на ВАЗ 2106

Извлекаем поршень с шатуном из блока цилиндров.

В нижних головках и крышках шатунов установлены сталеалюминиевые вкладыши.

От проворачивания их удерживают замки, входящие в прорези постелей.

Зажимаем шатун в тиски и, разжимая, снимаем верхнее и нижнее компрессионные кольца. При их последующей установке метка «ВЕРХ» или «ТОР» должна быть направлена к днищу поршня.

Надписи на кольце может и не быть, но нижнее компрессионное кольцо всегда устанавливается фаской вниз.

Снимаем маслосъемное кольцо с расширителем.

Установив поршень на деревянную оправку с отверстием или удерживая на весу, выбиваем палец.

Собираем шатунно-поршневую группу в обратной последовательности.

Подбираем новый поршень. Класс поршня обозначается буквой, а категория пальца – цифрой (см. таблицу сопрягаемых деталей).

Зазор между поршнем и цилиндром у новых деталей составляет 0,05–0,07 мм. При износе максимально допустимый зазор – 0,15 мм.

Правильно подобранный, смазанный моторным маслом палец должен входить в отверстия поршня под усилием большого пальца руки и не выпадать из поршня в вертикальном положении.

↑ Установка поршневых колец

Установив кольцо в цилиндр, набором щупов проверяем зазор в его замке. Он должен быть 0,25–0,40 мм для всех колец. Если зазор повышенный, необходимо заменить кольца.

Зазор между кольцом и канавкой поршня проверяем также набором щупов. Для верхнего компрессионного кольца он должен быть 0,045–0,077, нижнего – 0,025–0,057, маслосъемного – 0,020–0,052 мм. Предельно допустимый зазор при износе – 0,15 мм.

Устанавливаем в поршневые канавки кольца, затем ориентируем их следующим образом:

↑ Установка пальца

Разогреваем верхнюю головку шатуна до 240°С, зажав его в тисках.

Палец можно предварительно охладить в морозильной камере.

Надеваем на шатун поршень и при помощи оправки быстро запрессовываем палец.

↑ Маркировка на поршне, шатуне и крышке

Цифры на шатуне и его крышке, указывающие номер цилиндра, должны находиться с одной стороны и совпадать.

Метка «П» на поршне должна быть направлена к передней части блока цилиндров.

Требования к тепловому зазору

Функциональные требования к тепловому зазору предусматривают:

Параметры

Выставленные зазоры на кольцах

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

Это интересно: Убрать вмятину без покраски

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

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

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

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

Памятка

Замок на сепараторе покрашен в голубой цвет

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

Какой зазор должен быть на поршневых кольцах

Двигатель внутреннего сгорания фактически является тепловой машиной. В процессе работы такого двигателя целый ряд нагруженных деталей в конструкции ЦПГ и ГРМ подвергается температурному расширению в результате значительного нагрева. По этой причине для нормальной работы ДВС в отдельных конструкциях предусмотрена самостоятельная регулировка теплового зазора клапанов (при отсутствии гидрокомпенсаторов).

Читайте в этой статье

Общие сведения и понятия

Поршень состоит из трех колец, каждое из которых выполняет свою определенную функцию. Два верхних служат для поддержания компрессии в двигателе. Если они залегают или достигают критической отметки по износу, то падают динамические характеристики ДВС, увеличивается расход масла и возникают другие проблемы. Нижнее кольцо называется «маслосъёмным». Из названия вполне понятно его назначение в процессе работы силового агрегата.

При работе двигателя внутреннего сгорания металлические детали расширяются. По этой простой причине тепловой зазор поршневых колец уменьшается. Если он изначально был подобран неверно, то есть меньше допустимого, то при достижении рабочей температуры мотора поршень будет царапать стенки цилиндра.

Какой зазор должен быть на поршневых кольцах

На поршень устанавливается два типа поршневых колец:

Также компрессионные кольца делятся на верхнее компрессионное и нижнее компрессионное кольцо. Задачей данных колец является герметизация камеры сгорания и предотвращение прорыва значительной части отработавших газов в картер двигателя. Маслосъемные кольца осуществляют снятие излишков моторного масла со стенок цилиндра, благодаря чему масло не попадает в камеру сгорания в избыточном количестве.

Такой ремонт обычно предполагает расточку блока цилиндров, установку ремонтных поршней и колец. Указанный тепловой зазор является допуском, который учитывает расширение детали с нагревом, то есть когда происходит изменение определенных параметров. Допустимый зазор между поршнем и цилиндром является таким зазором, при котором наблюдается нормальная работоспособность всех элементов. Детали весьма плотно подогнаны друг к другу, но при этом не происходит их повреждения и заклинивания.

Другими словами, допустимый зазор поршневых колец позволяет после теплового расширения добиться такого теплового пространства (зазор между поршнем и цилиндром), при котором плотно прижатые к стенкам цилиндров поршневые кольца создают надежное уплотнение. При этом расширившиеся под воздействием высокой температуры кольца должны сохранять подвижность в канавках на поршне и создавать надежное уплотнение, при этом не препятствуя нормальному перемещению поршня. Параллельно с этим поршневые кольца должны эффективно отводить избытки тепла от нагретых поршней.

Поршневое кольцо не является цельным, так как имеет разрез (замок). Благодаря указанному разрезу удается избежать заклинивания при нагреве и достичь упругости кольца для плотного прижатия к стенкам цилиндра. После установки кольца на поршень и помещения поршня в цилиндр образуется зазор в замке поршневых колец. Такой зазор составляет 0.3- 0.6 миллиметра.

Замок поршневого кольца может быть выполнен в виде прямого или косого среза. Замок с прямым разрезом менее предпочтителен, так как в области краев среза создается сильное давление на стенки цилиндра. Данная особенность конструкции замка вызывает ускоренный износ зеркала цилиндров, после чего происходит утечка газов и повышается расход масла на угар. Увеличение зазора поршневого кольца от допустимых параметров ухудшает уплотнение. Уменьшение зазора колец может привести к их разрушению, заклиниванию или образованию задиров на стенках цилиндров.

Поршневые кольца двигателя

В двигателе внутреннего сгорания (ДВС) поршневые кольца (ПК) служат для уплотнения между стенками цилиндра (гильз) и поршнем, за счет них создается компрессия в цилиндрах. Если при сборке в мотор забыть поставить ПК, двигатель не заведется, так как не будет обеспечено необходимое сжатие рабочей топливовоздушной смеси.

Рекомендуем: График овердрайв. Овердрайв на акпп — что это и как пользоваться

В легковых автомобилях на каждом поршне стандартно устанавливаются по три кольца – два компрессионных и одно маслосъемное, причем, маслосъемные ПК могут быть наборными, то есть, состоять из нескольких элементов. Компрессионные поршневые кольца (КПК) служат для создания компрессии в цилиндрах, всегда изготавливаются из высокопрочного чугуна с различными присадками. Наибольшей прочностью обладает верхнее КПК, так как оно работает в самом тяжелом температурном режиме и испытывает максимальные нагрузки.

Маслосъемные поршневые кольца двигателя (МПК) нужны для отвода масла от стенок цилиндров, если кольца не будут выполнять свою функцию, двигатель будет расходовать масло. МПК могут быть как чугунными, так и стальными, причем, чугунные ПК почти всегда изготавливаются цельными, а вот стальные маслосъемные кольца бывает только наборными (составными). Стальное МПК на один цилиндр состоит из:

Как влияет тепловой зазор поршневых колец на расход масла

В последнее время среди производителей наблюдается тенденция к увеличению тепловых зазоров компрессионных поршневых колец. Зазоры на таких кольцах находятся в диапазоне от 1 до 2 мм. Обычно такой увеличенный зазор актуален для второго компрессионного кольца.

Дело в том, что прижим поршневых колец (как первого верхнего, так и второго компрессионного) практически полностью зависит не от степени упругости самого кольца, а от давления, которое возникает во время сгорания заряда топливно-воздушной смеси в рабочей камере. Отработавшие газы попадают в канавки на поршне, после чего оказываются на обратной стороне колец. В результате происходит увеличение прижимного усилия колец к стенке цилиндра. Наиболее сильно газы воздействуют на первое (верхнее) компрессионное кольцо, а также влияют на прижим второго компрессионного поршневого кольца.

С учетом вышесказанного необходимо отметить, что в режиме работы двигателя на холостом ходу и малых нагрузках давление газов заметно слабее по сравнению с режимом средних и максимальных нагрузок. По этой причине компрессионные поршневые кольца не так сильно прижаты к стенке цилиндра на таких режимах работы ДВС.

Для уменьшения расхода масла производители выполняют увеличение тепловых зазоров поршневых колец. Через увеличенные зазоры газы даже под относительно небольшим давлением намного активнее проникают в кольцевую канавку, после чего попадают на обратную сторону кольца.

Прижим колец улучшается, герметизация камеры сгорания остается на приемлемом уровне, при этом расход масла удается снизить. Единственным недостатком увеличенного зазора колец можно считать большее количество газов, которые попадают в картер через увеличенные зазоры.

Как производится замена поршневых колец?

Поршневые кольца – это круглые металлические детали незамкнутой формы. Они устанавливаются в канавках внешних поверхностей поршня. Как показывает практика, срок службы данных деталей составляет 100-120 тысяч километров (примерно столько служат поршневые кольца ВАЗа). Однако есть и такие элементы, которые выдерживают и 300-тысячную эксплуатацию. Диапазон, в котором производится замена поршневых колец, действительно разный, поэтому чтобы вовремя определить неисправность, нужно обратить внимание на следующие факторы:

Если вы заметили хотя бы один из этих признаков, следует задуматься над заменой поршневых колец. С покупкой новой детали справиться очень легко, а вот с ее установкой совсем наоборот. Чтобы вы не запутались в очередности этапов, ниже мы подробно расскажем, как производится замена поршневых колец. Сначала сливаем антифриз и отсоединяем тросик газа с ресивера и дроссельного узла. Далее демонтируем защиту ремня ГРМ. Затем немного ослабляем хомуты крепления и снимаем шлангу дроссельного узла. Теперь найдите элемент, при помощи которого осуществляется подвод картерных газов. Это должен быть небольшой шланг, находящийся на крышке клапанов. Его мы как раз убираем и отсоединяем провод массы. Расположен он на головке блока цилиндров. Далее разбираем топливную магистраль. Для этого берем рожковый ключ на 17 миллиметров и отвинчиваем все крепежные болты. Последние лучше всего пометить, дабы потом не возникало проблем с установкой.

Затем сдвигаем термостат, предварительно открутив его гайки с креплений. При необходимости снимите с него шланги. Далее отсоединяем регулятор холостого хода и датчик дроссельной заслонки. Теперь снимаем натяжной ролик и убираем ремень ГРМ. Далее следует открутить крепления шкива распредвала.

После этого вынимаем открученный элемент наружу. При демонтаже следите за тем, чтобы не потерялась шпонка. Теперь нужно отыскать на днище крепежные элементы, соединяющие трубы с коллектором. Их тоже следует снять. Далее отключаем датчики положения коленчатого вала и уровня масла. Теперь нужно открутить болты, крепящие головку блока цилиндров. После этого снимаем ГБЦ и вынимаем пробку на поддоне. Затем сливаем масло и отсоединяем защиту маховика. Поддон тоже снимается. Далее вынимаем крышку шатуна. Но на этом замена поршневых колец еще не заканчивается. После вышеперечисленных этапов извлекаем шатунно-поршневую группу и очищаем ее от нагара.

Теперь осталась лишь установка поршневых колец. Сначала смотрим маркировку поршней и сверяем ее с данными купленной детали. После этого вставляем кольца на место и подгоняем их. Монтируем детали на те же самые места, где были установлены старые. Далее ставим крышки на шатуны и затягиваем их. Теперь осталось собрать все в обратном порядке.

Все, на данном этапе замена поршневых колец успешно завершена. Можно снова заводить двигатель.

Подведем итоги

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

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

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

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

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

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

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

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

Тепловые зазоры поршневой. – Подборка отличного видео с YouTube

Огромное Вам спасибо за просмотры моих видео, расскажите друзьям оставляйте коментарии подписывайтесь на канал. вролик в котором я постараюсь объяснить как определить износ гильзы нужно ли растачивать блок, что такое элипсность и конусность

1 нед назад В этом видео я изготовил себе супер станок из обычной трубы и велосипедных втулок. Помощник для покупок на Али: https://tinyurl.com/y7tq2mnu Помощник для покупок (Android): https://tinyurl.com/ya8qcuwl Коронки покупал тут – https://ali.ski/VF3HY Другая комп. коронок – https://ali.ski/YlUZR Большая комп. коронок с большим диаметром – https://ali. ski/iIX0k Моя группа в VK – https://vk.com/club_madmangroup Мой лайв канал – https://www.youtube.com/channel/UCNJQ_gUTQq7OS2_uN0kbFMQ Вы спросите, а как мне пришла идея по изготовлению этого отрезного станка? Все просто, увидел 2 видео в зарубежном youtube и решил повторить себе аналогичный механизм. Только я его реализовал по своему, а именно добавил один лишний шарнирный с механизм для поперечной жесткости, автоматизировал подъемно опускной механизм и в качестве шарниров использовал велосипедные втулки. Что касается втулок, они мне достались по закупочной цене по 1.5 доллара за втулку у моего знакомого. Решил использовать именно их, так как несомненным плюсом в этих узлах есть возможность регулировки люфтов. Чтобы не было лишних разговоров о жесткости станка, скажу так – она есть, но ее мало для того, чтобы делать точные пазы для сборки мебельных изделий. Понятно что ошибиться на 1 мм на нем элементарно, но а что касается именно привнесение в изготавливаемую деталь какой-то изюминки в виде фрезерованных полос, либо же работа с обгонной фрезой по прямым плоскостям, то это будет очень даже кстати, да и фрезеровать углубления пазовой фрезой можно также очень быстро и удобно, особенно на больших площадях, когда не хватает ширины площадки у самого фрезера. В общей сложности станок обошелся по цене где-то в 35 долларов, если не брать в счет изготовление общего стола, который совмещает 3 станка в одной плоскости. Я этот стол уже давно планировал, так как работать по отдельности на разных станках неудобно, да и дергать их с места на места лениво, а тут все подругой и я это уже прочувствовал, когда подравнивал торцы ламината при его укладке. Кстати, не упомянул о верхней части стола, которая выполнена из ламината. Укладка велась таким же способом, как и на своей рабочей зоне, столешница которой была выполнена по такому же принципу. Ламинат приклеен к основной поверхности и с обратной стороны еще притянул саморезами. Для скептиков могу ответить, что за 9 месяцев у меня ламинат остался в прежнем состоянии, ничего не вздулось на рабочей зоне, так что такая поверхность очень даже классно вписывается в общий вид мастерской и отлично справляется с механическими нагрузками. Track list by Epidemic sound: 1.Yellowbase – Derail 2.Martin Hall – My Last Song (Tigerblood Jewel Remix) (Instrumental Version) 3.Wildson – I Am Better Off (Instrumental Version) 4.Sebastian Forslund – All Around (Young Community Remix) 5.Andreas Jamsheree – Ghetto Turf 4 6.Ray – Made To Be Free (SLCT Remix) (Instrumental Version) 5 год назад Группа “Теория ДВС” ВКонтакте: https://vkontakte.ru/club17394809 2 год назад Наш спонсор Супротек: https://goo.gl/7NVQiZ https://goo.gl/sT2zbO Заведомо провальная конструкция поршневой – двигатель Jaguar Diesel 3.6L с Range Rover Sport: https://www.youtube. com/watch?v=ksl7ajuURdA Контакты: Кирилл Плисов: https://vk.com/id454466 Евгений Травников (+реклама и сотрудничество) – Инстаграм: evgeniy_travnikov Мой второй “лайф” канал https://www. youtube.com/user/TravnikovBlog 2 год назад

Тепловой зазор в замке поршневых колец

Двигатель — это главная деталь в любом автомобиле. Благодаря ему машина движется вперёд и работает электроника. Поэтому так важно, чтобы каждый элемент мотора был в идеальном состоянии. В противном случае существует риск того, что машина остановится посреди дороги и откажется заводиться.

Главные элементы двигателя это цилиндры. В них двигаются поршни, и от того, насколько хорошо взаимодействуют эти детали зависит работа всей системы. Именно поэтому так важно, чтобы зазор поршневых колец чётко укладывался в норматив.

По сути, внутри цилиндров происходит микровзрыв, который заставляет поршни двигаться в нужном направлении. В результате проворачивается коленчатый вал и вырабатывается механическая энергия.

Поэтому на зазор поршневых колец также влияет и высокая температура, которая является результатом реакции, которая происходит внутри цилиндров. По крайней мере, именно так процесс протекает в ДВС.

Работа дизельного и бензинового ДВС

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

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

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

Это интересно: Схема кнопки стеклоподъемника ВАЗ 2114 2115

Что собой представляет зазор поршневых колец

Каждая деталь ДВС подвергается воздействию высокой температуры. В результате чего происходит расширение. Из-за протекания этого процесса изначальные параметры детали меняются. В наибольшей степени это влияет на элементы, которые вплотную прилегают друг к другу.

Исчезновение теплового пространства негативно влияет на зазор поршневых колец. Это в свою очередь плохо сказывается на работе поршня, а значит, и всего двигателя. Чтобы вся система работала без перебоев за этим параметром нужно следить.

Тепловой зазор поршневых колец представляет собой важный конструкционный элемент, обеспечивающий нормальную работу поршневых кругов. Чтобы он нормально функционировал в канавке должно быть достаточно места для свободного вращения. Если же деталь застрянет, то о нормальном отводе тепла придётся забыть.

Несколько важных нюансов

От того, насколько правильно будет подобран тепловой зазор поршневых колец дизельного двигателя или бензинового, зависит ресурс работы цилиндро-поршневой группы и, собственно, колец. Появление задиров вследствие трения колец о цилиндр приводит к потере не только компрессии, но и геометрии. Приятного в этом мало, так как для восстановления рабочего состояния понадобится шлифовка, а в самых запущенных случаях — расточка блока цилиндров.

Если происходит радиальный износ колец, то существенно ухудшается герметизация в камере сгорания. Это приводит к ухудшению динамики двигателя и повышенному расходу моторного масла.

Каким должен быть зазор

Кольца в поршне могут быть компрессионными и маслосъемными. Главная задача первых это удержание сгоревших газов внутри цилиндра. В свою очередь, маслосъемные изделия должны снимать лишнее масло со стенок.

Поршневые кольца несплошные. Они имеют небольшой разрез, который и называется зазором. Благодаря ему обод не заклинивает, когда происходит нагрев. Мало того, данный конструкционный элемент способствует тому, что поршень максимально плотно прижимается к стенкам цилиндра.

Если описанный диапазон не соблюдается, то велик риск повреждения цилиндра и выхода из строя всего двигателя. Оптимальным для нормальной работы считается косой срез. Благодаря ему давление, оказываемое на стенки, является более равномерным. Подобного эффекта удаётся достичь за счёт более тонких краёв.

В большинстве случаев механики-аматоры стараются минимизировать зазор поршневых колец. Поэтому всеми силами подводят расстояние до показателя в 0,2 мм. Результатом чрезмерного рвения являются задиры на кольцах и цилиндрах. Подобные деформации появляются из-за того, что при нагреве пространство в замке уменьшается. Из-за этого происходит врезание в стенку цилиндра.

Роль поршневых колец в эксплуатации двигателя

Есть ряд условий, соблюдение которых гарантирует долгую эксплуатацию поршневых колец. Во многом они зависят от характеристик зазора. Чтобы двигатель прослужил долгое время, необходим правильный зазор, который помогает в контроле таких параметров, как:

При правильном выставлении данных параметров срок эксплуатации каждой детали двигателя возрастает в несколько раз. Большую роль в их регулировке играют поршневые кольца и их зазоры.

Обзор популярных моделей поршневых колец ВАЗ 2109 – 2115

Рекомендуем: Устранение проблемы с лампами ближнего света на Ладе Калина

Верхнее компрессионное кольцо у этих производителей стальное хромированное, но у оно омеднённое, на верхних фотографиях это прекрасно видно. Второе компрессионное кольцо черного цвета чугунное, но кольцо от имеет более тёмный цвет.

Я рекомендую использовать именно металлические наборные маслосъемные кольца, потому что в отличие от коробчатого типа колец они прекрасно притираются в цилиндре, устойчивы к перегреву (не теряют свои пружинные свойства) и главное их достоинство, они работают как два не зависимых друг от друга кольца. Кольца коробчатого типа, очень боятся перегрева. Они при перегреве теряют свои пружинные свойства и плохо справляются со своей работой. И ещё один серьезный минус, они требуют очень осторожной обкатки. При малейшем отклонении от обкаточных режимов рабочие кромки кольца в некоторых местах могут откалываться и будут пропускать масло.

Конечно же, есть и другие производители поршневых колец, но они как обычно идут сплошные подделки и выбрать качественные порой не реально

Как замерить зазор поршневых колец

На первом этапе вам нужно просто визуально осмотреть деталь. На ней не должно быть трещин или каких-либо других дефектов. Если вы заметили даже мелкое механическое повреждение элемент нужно заменить на новый.

Также не помешают некоторые профилактические процедуры. Головку поршня нужно очистить от нагара, при этом особое внимание необходимо уделить канавкам, которые находятся под кольцами. Только после этих процедур можно приступать к осмотру зазора.

Так как колец в устройстве всего три. Для каждого существуют свои параметры:

При замерах будьте крайне внимательны. Для каждого кольца существует свой оптимальный размер зазора. Для большей точности воспользуйтесь микрометром. Это прибор, который позволяет с предельной точностью замерить все нужные вам параметры. Для этого существуют специальные щупы, позволяющие легко и быстро снять показания с канавок.

Источник