Справочник по анализу повреждений поршня

Как заменить поршень самостоятельно?

Для того, чтобы проверить состояние цилиндро-поршневой группы и диагностировать возможные неисправности самостоятельно, потребуются определенные навыки и знания.

Осмотр и замену поршней можно производить без снятия двигателя с автомобиля.

• Разборку ГБЦ начните со слива имеющегося внутри масла
• После демонтажа головки и поддона тщательно проанализируйте состояние прокладки ГБЦ, если оно вызывает опасения – удалите прокладку и снимите прилипшие к блоку остатки

• Замеряйте диаметр цилиндра при помощи нутромера; убедитесь в наличии расточек: прокручивая коленчатый вал, следите за присутствием глубоких рисочек, расположенных в вертикальном положении
• Демонтируйте весь поддон: отверните крепежи на подушках ДВС, приподнимите его, раскрутите болты на поддоне и вытащите поддон
• Слейте оставшееся масло и осмотрите дно на предмет наличия металлических обломков (колец, успокоителей цепи и пр.)
• Если на дне поддона вы не обнаружили ничего металлического, тщательно осмотрите масляной пленку – если на свету она не начинает искриться, значит, вкладыши изношены и их нужно заменить
• Аккуратно достаньте поршень в сборе с шатуном и кольцами, проверьте его состояние: если на юбке имеются глубокие задиры, наблюдается прогорание днища и поверхности в зоне верхнего компрессионного кольца, износ верхней канавки под поршневое кольцо больше допустимого – проводится замена поршня
• Чтобы отделить поршень от шатуна, выньте из отверстий в бобышках стопорные кольца, с помощью пресса достаньте поршневой палец и отделите поршень от шатуна; в случае необходимости тем же прессом снимите бронзовую втулку

• Перед сборкой комплекта «поршень-палец-шатун» убедитесь, что маркировка, нанесенная краской на один из бобышек поршня, торцы пальца и верхнюю головку шатуна, выполнена одной краской – это означает, что они имеют одинаковые диаметры отверстий
• Соедините поршень с шатуном, предварительно проверив их на параллельность осей (делается это с помощью контрольного приспособления с индикаторными головками)
• Запрессуйте палец в отверстия бобышек поршня и верхней головки шатуна (при это не используйте ударную технику во избежание повреждения шатуна); вставьте в канавки бобышек стопорные кольца
• Вставьте поршни с шатунами в гильзы цилиндров

Как правильно поменять и установить поршневые кольца? Детальный обзор

При ремонте двигателя вопрос как правильно поменять и установить поршневые кольца, является очень важным. Прежде чем рассматривать саму процедуру, стоит ознакомиться с признаками, которые указывают на необходимость такого ремонта. Иногда самой замены колец бывает недостаточно для возвращения двигателя к нормальной работе. Поэтому очень важную роль здесь играет диагностика, и правильные выводы по ее результатам.

Перед тем как правильно поменять и установить поршневые кольца, следует пронаблюдать за общими показателями работы двигателя. Первичными признаками износа колец являются следующие симптомы:

• Двигатель потерял мощность. При нажатии на педаль акселератора, и попытках разогнать автомобиль, двигатель отказывается реагировать, троит и не тянет;
• Увеличился расход моторного масла. При износе маслосъемных колец, масло попадает в камеру сгорания и выбрасывается в выхлопную систему;
• Чрезмерное потребление топлива. Симптом является прямым наследником снижения компрессии. Двигатель теряет эффективность, и как результат, увеличивается расход горючего.

При наличии одной из этих проблем (или всех одновременно), следует обратить внимание на состояние поршневой системы

Для замены колец, в любом случае, понадобится разборка двигателя. Тут есть 2 варианта: либо производить разборку на месте, либо демонтировать его из автомобиля. В любом случае начинать следует со снятия крышки газораспределительного механизма, и демонтажа головки блока цилиндров. Уже на этом этапе станет ясно, проводить замену колец на установленном двигателе, или же снимать его полностью.

Если гильзы находятся в нормальном состоянии, и на них отсутствует значительная выработка, то можно ограничиться заменой колец.

После демонтажа поршней с шатунами можно приступать к удалению старых колец. Для этого можно использовать специальное приспособление, или же просто аккуратно выломать их, избегая при этом повреждений поршня. Обломки колец можно использовать для очистки посадочных каналов от нагара и отложений. Если этого не сделать, то новые кольца могут просто не поместиться.

К покупке новых колец стоит отнестись с особым вниманием. Нормальные качественные комплекты колец должны быть от рекомендованной фирмы, тщательно упакованы, и иметь в наличии краткое руководство по маркировке и установке

Если приобретенные кольца просто завернутые в кусок бумаги, то о качестве таких запчастей говорить не приходится.

Далее можно приступать к установке новых колец

При установке очень важно соблюдать последовательность. Первым всегда одевается маслосъемное кольцо, затем компрессионные

Также желательно соблюдать положение кольца в отношении «верх-низ». При наличии в канавках поршней специальных фиксаторов, следует придерживаться равномерного распределения замков по всей окружности.

Например, в поршне с тремя компрессионными кольцами, замки должны располагаться на 120 друг от друга. Все соответствующие последовательности и порядок можно посмотреть на маркировках колец, и на инструкции от завода-изготовителя.

Для более качественной и правильной установки следует пользоваться специальным приспособлением. Их можно найти в автомобильных магазинах. Желающие сэкономить проводят монтаж колец вручную, пользуясь подручными материалами и инструментами. При этом экономия получается сомнительная, так как очень часто при такой установке кольца ломаются, что ведет за собой необходимость покупки нового комплекта.

Также часто без использования приспособления может быть нарушена правильная геометрия колец. Это означает, что при чрезмерном усилии устанавливаемое кольцо становится овальным. При этом оно полностью теряет свои свойства плотного прилегания к гильзе цилиндра. Результаты такого ремонта могут оказаться пустой тратой времени.

Когда все кольца на своих местах, можно приступать к обратной сборке поршневой системы и остальных деталей двигателя. Очень ответственным моментом в вопросе о том, как правильно поменять и установить поршневые кольца при сборке, является процедура усадки поршней в гильзы цилиндров.

С помощью специального приспособления кольца вжимаются в канавки, и поршень погружается на свое место. При этом нужно быть очень аккуратным, и не повредить кромку гильзы.

Также следует обратить внимание на правильное положение поршня и шатуна относительно коленчатого вала. Вся последующая сборка силового агрегата и навесного оборудования производится в порядке, обратном разборке

Особенности износа деталей поршневой группы

В поршне износу прежде всего подвергаются поршневые кольца, юбка, отверстия под палец.

Износ колец

В результате трения о внутреннюю поверхность цилиндра кольца изнашиваются по наружному диаметру, вследствие трения о торцы канавок поршней – по высоте.

Наиболее быстро изнашиваются первое поршневое кольцо и первая канавка поршня, так как это сочленение работает в самых тяжелых температурных, абразивных и нагрузочных условиях, часто при недостаточной смазке. Кольца обычно изнашиваются быстрее канавок, теряя свою упругость и разрушаясь вследствие релаксации внутренних напряжений.

В канавках поршня больше всего изнашивается нижний торец, так как эта поверхность постоянно контактирует с кольцами (исключая такт всасывания) и подвергается усиленному давлению с их стороны.

Новое поршневое кольцо, установленное в изношенном цилиндре, деформируется значительно быстрее старого. Это объясняется тем, что оно прилегает к торцу канавки и поверхности цилиндра не всей поверхностью (из-за несоответствия форм), в результате чего удельное давление кольца резко увеличивается и распределяется неравномерно. Чтобы этого избежать, изношенные канавки восстанавливают на токарном станке, используют более высокие (ремонтные) кольца.

Износ бобышек

Оба конца поршневого пальца работают внутри так называемых бобышек, а его средняя часть – в верхней головке шатуна. Для проверки износа этих элементов измеряют их диаметр, чтобы определить величину фактического зазора между ними и пальцем, вычисляют диаметр последнего в местах сопряжения с отверстиями.

Если результат одного из измерений выходит за допустимые пределы, поршень и палец нужно менять.

Из-за неравномерного износа отверстия в бобышках поршня со временем приобретают овальную форму. Если размер отверстий не превышает установленную норму, их форму исправляют разверткой – под размер ремонтного пальца большего диаметра. При этом диаметр втулки верхней головки шатуна тоже увеличивают.

Износ юбки

При износе юбки на ней появляются многочисленные задиры, увеличивается зазор между ее нижней частью и стенками цилиндра – это приводит к увеличению шума работающего двигателя и к росту угара масла.

Пределом износа считается образование зазора, составляющего около 0,5 % диаметра цилиндра. Например, при диаметрах цилиндра 50, 70, 80 мм предельный зазор составит соответственно 0,25; 0,35; 0,4 мм.

Величину зазора измеряют в разных частях цилиндра – вначале в менее изношенной нижней, затем в более изношенной средней. Делают это с помощью щупа, отступив на 5-10 мм от нижнего края передней или задней стороны юбки поршня. Для полноты картины измерения проводят также с помощью индикаторного нутромера.

При допустимой величине зазора поршень подлежит замене, если наблюдаются:

• Царапины, трещины и другие повреждения на днище и жаровом поясе; вызваны они, как правило, нарушением процесса сгорания топливно-воздушной смеси
• Неравномерный износ и деформация канавок для поршневых колец, в результате чего кольца сильно вибрируют, вызывают повышенный расход масла и прорыв картерных газов
• Забитые дренажные отверстия в нижней канавке под кольцо, вызывающие угорание масла

Экстренная замена гильзы цилиндров Камаз

Во время эксплуатации бывают случаи, когда возникает трещина гильзы.

При образовании трещины появляются пузырьки в расширительном бачке

Определяем, в каком цилиндре образовалась трещина гильзы следующим образом:

Сливаем часть охлаждающей жидкости.

Снимаем коллектора впуска воздуха.

Заливаем охлаждающую жидкость по уровню отверстий в головках.

Заводим дизель и смотрим, из какого отверстия в головках начнут выходить пузыри.

Где появятся пузыри, там и микротрещина.

Оперативно снять гильзу можно следующим образом:

Демонтируем головку цилиндра.

С помощью топора и ножовки изготавливаем чурку меньшего диаметра.

Она должна свободно входить в гильзу цилиндра.

По высоте должна быть примерно 100 мм. Раскалываем ее пополам.

Из подходящей доски изготавливаем клин.

Проворачиваем коленчатый вал, чтобы поршень ушел вниз.

Вставляем наше приспособление в гильзу.

Забиваем клин. (Операции показаны на снятом двигателе)

Проворачивая коленчатый вал, поршень, упираясь в наше приспособление, выталкивает гильзу.

Устанавливаем новую гильзу и собираем в обратной последовательности.

Можно поменять гильзу на установленном двигателе, не снимая поддон. Для этого на новой гильзе нужно на токарном станке сделать заход, чтобы не поломать кольца.

Технологический процесс сборки двигателей после капитального ремонта

Сборка двигателей на авторемонтных заводах производится аналогично сборке двигателей на Камском объединении по производству большегрузных автомобилей.

Детали на сборку поступают следующим образом: базовые детали (блоки цилиндров, головки блоков цилиндров, коленчатые валы, распределительные валы) — с постов их восстановления и испытания; остальные детали — с комплектовочного отделения. Поступающие на сборку детали должны быть очищены от грязи, лаковых отложений, нагара и накипи, обезжирены, промыты и высушены. Масляные каналы и отверстия в деталях после очистки промываются под давлением и продуваются сжатым воздухом. Они должны соответствовать чертежам и требованиям ТУ завода-изготовителя.

Не допускаются к сборке крепежные детали (болты, шпильки, гайки) с изношенными или помятыми гранями. Повреждения резьбы более 2 ниток исправляются резьбонарезным инструментом.

Сборка двигателей производится на конвейере поточным методом в следующей последовательности: после установки блока цилиндров на стенд конвейера на его станки устанавливаются заглушки и уплотнения; в постели коренных подшипников укладывается коленчатый вал; подшипники закрываются крышками; во втулки распределительного вала вставляется распределительный вал; в гнезда помещаются гильзы цилиндров, а в гильзы — поршни в сборе с кольцами, пальцами и шатунами; нижние головки шатунов надеваются на шатунные шейки коленчатого вала и закрываются крышками; монтируются штанги и направляющие с толкателями; на верхнюю часть блока помещаются головки, а его нижняя часть после установки масляного насоса закрывается поддоном. Детали в сопряжениях двигателя собираются в соответствии со сборочными чертежами. Допуски и посадки деталей в сопряжениях должны соответствовать данным, приведенным в табл. 31. После всех сопряжений на двигатель устанавливается навесное оборудование.

Установка блока цилиндров на стенд конвейера производится с помощью мостового крана. На стенде на блок цилиндров вставляются заглушки, пробки, нижние уплотнительные кольца гильз цилиндров и верхние уплотнительные кольца гильз цилиндров без скручивания и излишнего растягивания.

31. Допуски и посадки (зазоры и натяги) в сопряжениях деталей двигателей КамАЗ-740, мм

Номер и наименование сопряженной детали	Размер	Зазор (натяг) в сопряжении
по рабочему чертежу	допустимый без ремонта	по рабочему чертежу	после капитального ремонта
740.1002011. Блок цилиндров — диаметр отверстия под бурт гильзы цилиндров	145	—	—0,74…—0,39	—0,74…—0,39
740.1002021. Гильза цилиндров — наружный диаметр	146	—	—	—
740.1002011. Блок цилиндров — диаметр верхнего посадочного отверстия под гильзу	137,5	137	—	—
740.1002021. Гильза цилиндров — диаметр верхнего посадочного пояска	137,5	—	—0,01…—0,05	—0,05…—0,07
740.1002011. Блок цилиндров — диаметр нижнего посадочного отверстия под гильзу	134	134	—	—
740.1002021. Гильза цилиндров — диаметр нижнего посадочного пояска	134	—	—0,01…—0,05	—0,03…—0,07
740.1002011. Блок цилиндров — диаметр гнезда под вкладыши коренных подшипников	100	100,03	—	—
740.1005170. Вкладыши коренных подшипников — толщина вкладыша	2,5	—	+0,156…+0,096	+0,165…+0,096
740.1005020. Вал коленчатый:
диаметр коренных шеек	96-0,015	94,98	+0,096…+0,156	+0,096…+0,156
диаметр шатунных шеек	80-0,013	—	+0,07…+0,117	+0,07…+0,117
740.1002011. Блок цилиндров — ширина гнезда под крышку подшипника коленчатого вала	170	170,03	—	—
740.1005140. Крышка подшипника коленчатого вала — ширина крышки	170	—	+0,001…+0,024	+0,001…+0,024

Как провести диагностику

Регулярный осмотр двигателя, своевременное обнаружение неисправностей, нарушения работы и состояния механизмов замедляет процесс износа деталей, отодвигая ремонт на долгий срок.

Диагностику проводят самостоятельно или обращаются в сервисные центры по обслуживанию техники.

Самостоятельная проверка

Для начала определяются со степенью износа мотора. Для этого выполняют следующие действия.

Выясняют расход моторного масла. Расход более одного литра на 100 км является признаком изношенности поршней и цилиндров.
Проверяют состояние охлаждающей жидкости, тосола, антифриза. Заводят не прогретое авто, быстро снимают крышку с резервуара с охлаждающей жидкостью

Всплывающие на поверхности пузырьки являются причиной разгерметизации прокладок ГБЦ.
Проверяют свечи зажигания, особое внимание уделяя той части, где расположены электроды и изолятор. Нагар бежевого или светло-серого цвета является нормой, возникает при использовании некачественного бензина и масла. Поводом для беспокойства служит черный маслянистый нагар — в негодность пришли маслосъемные колпачки клапанов или поршневые кольца.
Обращают внимание на дым из выхлопной трубы

Если пахнет горелым, становится сизого цвета, значит износились поршневые кольца. Чтобы убедиться, проводят эксперимент: заводят машину, и при резком нажатии на педаль газа прикладывают чистый лист бумаги или кусок ткани к выхлопной трубе. Появление на ней масляных следов или копоти подтвердит предположение.
Измеряют давление масла с помощью специального прибора самостоятельно или воспользовавшись услугами автосервиса.

Поводом для беспокойства служит черный маслянистый нагар — в негодность пришли маслосъемные колпачки клапанов или поршневые кольца.
Обращают внимание на дым из выхлопной трубы. Если пахнет горелым, становится сизого цвета, значит износились поршневые кольца

Чтобы убедиться, проводят эксперимент: заводят машину, и при резком нажатии на педаль газа прикладывают чистый лист бумаги или кусок ткани к выхлопной трубе. Появление на ней масляных следов или копоти подтвердит предположение.
Измеряют давление масла с помощью специального прибора самостоятельно или воспользовавшись услугами автосервиса.

Также признаками неправильной работы двигателя являются посторонние звуки во время движения, увеличившееся время разгона авто.

Диагностика с помощью приборов

В данном методе понадобятся измерительные приборы: компрессор и манометр для измерения давления.

Масляный манометр даст оценку состояния масляного насоса и всех соединений, куда подается масло во время работы двигателя, и коленчатого вала. Замер давления проводится путем введения наконечника прибора с резьбой напрямую в масляный шланг. Процедура проводится при нагретом моторе, при проверке меняются обороты от максимальных до холостых. Низкое давление при холостых оборотах со значительным пробегом дает повод для ремонта двигателя

При небольшом пробеге обращают внимание на редукционный клапан на наличие посторонних частиц. Если на высоких оборотах верхний показатель давления выше положенного, это говорит о замыкании редукционного клапана. Чтобы проверить компрессию, мотор прогревают до рабочей температуры, перекрывают подачу топлива, выкручивают свечи и обесточивают катушку зажигания

Для получения точных результатов измерения компрессии убеждаются в степени натянутости ремня и цепи, точности регулировки клапанов, правильном расположении воздушной заслонки. Прибор отобразит давление между цилиндром и поршнем, а также между клапаном и седлом

Чтобы проверить компрессию, мотор прогревают до рабочей температуры, перекрывают подачу топлива, выкручивают свечи и обесточивают катушку зажигания. Для получения точных результатов измерения компрессии убеждаются в степени натянутости ремня и цепи, точности регулировки клапанов, правильном расположении воздушной заслонки. Прибор отобразит давление между цилиндром и поршнем, а также между клапаном и седлом.

Признаки износа поршневых колец

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

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

Надвигающаяся замена поршневых колец определяется по следующим признакам:

• двигатель теряет мощность;
• машина очень плохо ;
• в отдельных случаях мотор с трудом запускается «на горячую»;
• наблюдается повышенный расход моторного масла;
• двигатель дымит синим или серым дымом;
• увеличивается расход топлива;

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Подбор поршней

Поршни подбирают в соответствии с ремонтными размерами цилиндров. Цифру увеличения диаметра поршня выбивают на его днище. Каждый поршень подбирают индивидуально по цилиндру для получения нужного зазора. Величину зазора определяют путем протягивания ленты-щупа между поршнем и цилиндром при помощи динамометра со стороны, противоположной разрезу юбки. Усилие на динамометре при движений щупа через зазор должно лежать в обусловленных пределах.

При отсутствии ленты-щупа поршень подбирают с таким расчетом, чтобы он проходил свободно по всей длине цилиндра под легким нажимом руки, но не перемещался от собственного веса при вертикальном положении цилиндра. Кроме зазора, при подборе поршней учитывают также и их вес. Разность в весе алюминиевых поршней одного комплекта должна быть не более 5 г.

Проверка работоспособности и обкатка мотора

После того как двигатель собран, необходимо убедиться в его работоспособности. Его необходимо завести и дать поработать некоторое время на холостых оборотах. Если он работает устойчиво, можно считать, работа завершена успешно. Следует помнить, что новым деталям нужна обкатка, и чем аккуратнее она будет выполнена, тем дольше прослужит отремонтированный силовой агрегат.

Обкатка длится 2–3 тысячи километров. Чтобы замена не прошла впустую, во время обкатки необходимо соблюдать следующие правила:

1. мотор нельзя сильно нагружать;
2. по возможности следует избегать полной загрузки автомобиля (в идеале водитель должен ездить в одиночку);
3. не желательно преодолевать затяжные подъемы;
4. категорически нельзя, особенно в течение первой тысячи километров поднимать обороты коленвала выше трех тысяч;
5. перед поездкой двигатель нужно прогревать.

Мне нравится4Не нравится