Поршневые кольца
Поршневые кольца формируют уплотнение между стенкой цилиндра и поршнем. Должны обеспечивать хорошее уплотнение по всей плоскости цилиндра в широком диапазоне температур. В четырех тактных двигателях чаще применяется три кольца, из них два компрессионных и нижнее маслосъемное.
Компрессионные кольца обеспечивают надежное уплотнение между цилиндром и поршнем для герметизации камеры сгорания. Отвод тепла от поршня к стенкам цилиндра. Маслосъемные кольца удаляют излишки масла со стенок цилиндра предотвращая его попадания в камеру сгорания. Однако удаляют не полностью, а регулируют, оставляя необходимое количество масла для компрессионных колец.
Первое компрессионное кольцо
Предназначено исключительно для предотвращения прорыва расширяющихся газов в камере сгорания. Во время цикла «рабочий ход» нарастающее давление в камере сгорания прижимает первое компрессионное кольцо ко дну канавки поршня и сильнее прижимает к стенкам цилиндра, тем самым обеспечивая достаточную изоляцию камеры сгорания. Давление в канавке кольца сохраняется на последующих тактах не успевая снизиться. Зазор между кольцом и канавкой составляет 0. 04-0. 08 мм
Защищает второе кольцо от высокой температуры сгорания и уменьшает нагрузку. Имеет наибольший теплоотвод от поршня к цилиндру, примерно 50-60% отводимого тепла от поршня к цилиндру приходится на компрессионные кольца. Некоторая часть газов прорывается, второе кольцо приступает к выполнению своих функций, об этом чуть позже.
Первое компрессионное кольцо изготавливается из высокосортного чугуна или стали, способного выдерживать высокие температуры и нагрузку при этом имея не большой коэффициент теплового расширения. Во время работы двигателя температура кольца достигает 180-210°C, в верхней мертвой точке где практически нет смазки из-за трения, достигается еще большая температура. На внешней рабочей поверхности кольца часто присутствует специальное покрытие для снижения трения. Это может быть плазменная наплавка молибдена, металлокерамики, керамики. Чаще встречается хромовое покрытие, имеющее серый матовый цвет (наносится гальваническим метолом) и своеобразную пористую структуру, позволяющую задерживать масло для большего снижения трения. Остальные поверхности имеют черный цвет в результате фосфатирования. Покрытие обеспечивает антифрикционные и антикоррозийные свойства.
Компрессионные кольца производятся не совсем круглыми, а имеют сложную форму дуги в свободном состоянии и достаточно большой концевой зазор. Когда кольцо займет свое место в поршне и будет вставлено в цилиндр, оно будет обеспечивать равномерную прижимную силу в любой точке окружности.
Второе компрессионное кольцо
Работает в более благоприятных условиях и выполняет функцию дополнительного уплотнения так же из-за специальной формы помогает маслосъемному снять излишки масла, оставляя только масленую пленку на поверхности цилиндра. Средняя температура кольца 150 — 170 °C в режиме работы. Зазор между кольцом и канавкой поршня немного ниже чем у первого 0. 03-0. 06 мм. Выполненно из чугуна и очень хрупкое. Разнообразие форм колец обуславливает выполнение определенных функций. Таких как распределение нагрузки в канавке, уменьшение трения юбки поршня методом аквопланирования по маслу, удаление излишек масла.
Фаска на внутренней стороне кольца определяет в какую сторону будет изгибаться кольцо. Если фаска снизу, то кольцо после нагрева будет выворачиваться наружной поверхностью вниз, как показано на картинке. И соответственно если фаска сверху, то и выворачиваться рабочая поверхность кольца будет вверх.
Маслосъемное кольцо
Под компрессионными кольцами располагается маслосъемное кольцо, выполняющее функцию удаления излишек масла со стенок цилиндра.
Большое количество масла, проникающее через компрессионные кольца в камеру сгорания, плохо сказывается на работе двигателя. В процессе работы сгорающее масло откладывается на стенках клапанов, камере сгорания, свечах, дне поршня. Большой нагар сильно разогревается, повышается вероятность детонации. Выпускные клапана подвергаются увеличенной температурной нагрузке.
Тонкий слой масленой пленки, оставляемый маслосъемными кольцами, снижает силу трения компрессионных колец, увеличивая их долговечность. В отличии от компрессионных маслосъемные не прижимаются рабочим давлением газа к плоскости канавки в поршне и стенкам цилиндра, поэтому имеют специальные осевые и радиальные расширители.
По конструкции можно выделить два типа колец: коробчатые и наборные те и другие могут иметь различные расширители.
При движении поршня вниз маслосъемные кольца соскребают со стенок цилиндра излишки масла направляя их по дренажным отверстиям в поршне обратно в картер. Масляный клин перед кольцом помогает эффективно смазывать скользящую юбку поршня. Стенки цилиндра имеют шероховатость, так называемый хон, который позволяет задерживать тончайший слой масла, для компрессионных колец.
Большее распространение получили наборные кольца, состоящие из двух тонких стальных пластин, (часто имеющих различные покрытия для снижения терния) и тангенциального расширителя, выполняющего одновременно осевое и радиальное расширение. Используются в современных двигателях.
Особенности установки маслосъемных колец
Хочу обратить ваше внимание на установку именно маслосъемных колец. С компрессионными не должно возникнуть проблем если соблюдать простые правила, устанавливать надписями вверх (надписи, точка) и пользоваться специальным инструментом.
При установки маслосъемных могут возникнуть трудности при отсутствии надписей, или правильность установки замка расширителя. Разберемся в этом подробнее. Если надписи отсутствуют, то не имеет значения какой стороной вы поставите кольцо и какое из них будет сверху, а какое снизу (наборные).
Часто ошибки возникают при установке поршня в цилиндр, даже если используется специальных хомут для стяжки колец на поршне. Особенность состоит в следующем. При сборке маслосъемного кольца стоит обратить внимание на замок расширителя и правильность его стыковки. Для наглядности смотрим изображение ниже.
Во время сжатия колец на поршне замок расширителя маслосъемного кольца может соскочить с правильного положения и лечь в нахлест собираясь по спирали, таким образом пластины проваливаются через расширитель и это приведет к задиру стенок цилиндра, и канавок поршня. Чтобы этого избежать стягивающий хомут следует располагать таким образок как показано на изображении.
Соблюдая простые правила, вы правильно установите кольца в цилиндре.
Как правильно установить поршневые кольца?
Диагностика и ремонт5 октября 2019
Каждый водитель внимательно следит за своим автомобилем. Нередко бывает, что двигатель быстро расходует масло, а машина словно тяжело едет. Причиной может стать снижение давления в камере сгорания. Решить эту группу проблем может установка новых поршневых колец.
Предназначение поршневых колец
Эти детали служат уплотнителем между поршнем и цилиндром. Они ответственны за выполнение 2 функций:
- Не дают излишкам моторной смазки спускаться в отсек внутреннего сгорания, оставляя небольшой слой смазки на стенках детали. Это делает маслосъемное кольцо.
- Делают герметичной камеру сгорания и отводят горячие газы от поршня. Это задача для компрессионных колец.
Первое компрессионное кольцо выплавляют из надежного и прочного материала, который выдерживает большие градусы температуры, но не сильно расширяться при нагреве. Специальное покрытие на детали снижает процент трения и защищает от коррозии. Форма кольца дугообразная с концевым зазором. Это необходимо, чтобы после установки запчасть плотно прижимала поршень.
Второе компрессионное также плотно прилегает к поршню и помогает снимать излишнюю смазку. Оно не контактирует с большими температурами, поэтому изготавливают его из менее прочных материалов. Различное строение изделий объясняется разным действием.
Маслосъемное кольцо расположено ниже всех. Оно убирает излишки масла и оставляет тонкую пленку смазки, что уменьшает силу трения компрессионных и продлевает срок их службы. Смена поршневых деталей поможет вернуть мотору первоначальные качества.
Как выбирать поршневые кольца?
К выбору запчастей нужно подойти со всей серьезностью. Не стоит покупать недорогие детали, потому как прослужат они мало, и придется их снова менять. Внимательно рассмотрите комплект на предмет отсутствия сколов или повреждений. Лучше предпочесть поршневые круги с надписью, обозначающей вверх изделия. Например, запчасти GMP соответствуют всем техническим характеристикам качества.
Инструменты и приспособления для работы
Для самостоятельной замены деталей понадобятся:
- Расширитель поршневых колец, для того, чтобы развести запчасти и не повредить их.
- Ключ со встроенным динамометром и набор насадок под него.
- Обжимное устройство.
- Молоток для простукивания деталей.
- Тиски, чтобы закрепить поршень.
- Моторное масло для свежей обработки.
- Ветошь, чтобы убрать старую смазку с деталей.
Возможно понадобятся еще некоторые приспособления. Но это уже дело личных предпочтений. Так как вышеуказанный инвентарь хорошо справляется с поставленной задачей.
Инструкция по правильной установке поршневых колец на поршень
Ремонт автомобиля при желании и наличии свободного времени возможно выполнять самостоятельно. Владелец транспортного средства должен соблюдать схемы, порядок и последовательность инструкции.
Подготовка
Перед предстоящим монтажом колец проводят подготовительные мероприятия:
- снимают клеммы аккумулятора, чтобы двигатель был обесточен;
- сливают масло и антифриз;
- убирают крышку цилиндра и смотрят, в каком виде находятся гильзы;
- изучают руководство по эксплуатации, которое идет вместе с новыми запчастями.
Установка на поршень
Подготовка выполнена, можно приступить к монтажу колец на поршень, для этого его закрепляют в зажиме. Деталь будет прочно зафиксирована, и не понадобится сторонняя помощь. Далее убирают остатки нагара старой смазывающей жидкости с поршня. В противном случае кольца не ровно встанут. Необходимо соблюдать очередность установки комплекта. Маслосъемное идет первым:
- устанавливают пружину;
- сверху крепят само кольцо.
Затем второе и первое компрессионные. При установке главное не перестараться и не растянуть изделия, чтобы они не дали трещину. Для этого лучше использовать расширитель поршневых кругов. С помощью этого инструмента раздвигают детали до нужного размера и насаживают на поршень.
Важным моментом является соблюдение ориентирование изделий относительно поршня. Если пренебречь этим правилом, может ощутимо возрасти расхода топливной жидкости. Если верить инструкции, расположение замков поршневых колец друг от друга должно быть на 120°. Каждое кольцо имеет свою надпись с пометками. Верхние имеют маркировку «тор», и этой стороной кольцо и должно быть направлено в сторону днища поршня.
Установка поршней в цилиндр
Специальное зажимное приспособление используют для легкого входа поршня в цилиндр. Такое устройство можно сделать из железной банки или купить в магазине. Для лучшей проходимости его изнутри смазывают машинным маслом. Затягивать гайку прибора нужно, соблюдая меру, чтобы оно сдвигалось вокруг поршня от умеренной нагрузки.
Далее слегка постукивают молотком по приспособлению, чтобы оно хорошо встало на поршень. После его снимают с опоры и убирают бугель. Заранее смазанный свежим маслом шатун надевают на поршень. Устанавливать поршень нужно ровно. Ориентиром станут соседние, если их не снимали или установили раньше.
Молотком стараются добиться равного обхвата гильзы обжимным устройством. Когда нужная плотность прилегания достигнута, нужно несильными ударами вбить деталь в цилиндр.
Далее крепится шатун. Тут тоже есть свои нюансы. Сначала наживляют шурупы стяжки вручную. Дальше можно воспользоваться динамометрическим ключом, и затянуть болты до конца. Но главное не перестараться, так как это может повлиять на работу двигателя.
В завершении собирают мотор и поддон картера возвращают на место.
Проверка работы двигателя
Монтаж завершен, настало время проверить результат. При первом запуске для диагностики слушают работу двигателя. Отсутствие посторонних звуков и вибраций является хорошим показателем. Первое время мотор нужно поберечь. Не нужно нагружать машину, ездить по бездорожью или пренебрегать прогревом. Еще важный момент – не допускать поднятие оборотов более чем на 3 тыс.
При соблюдении данных рекомендаций поршневые кольца прослужат долгое время.
Диагностика износа
Ресурс поршневых колец бывает разным. Всё зависит от конкретной модели автомобиля. Например, для моторов ВАЗ — он составляет около 150-200 тыс. км пробега. Естественно, тяжёлые условия эксплуатации с частыми перегревами ДВС, применение некачественного масла, несвоевременное обслуживания двигателя приводят к более раннему выходу деталей из строя.
Признаки износа легко обнаруживаются:
- постоянный сизый выхлоп, что объясняется некачественным съёмом масла со стенок цилиндров и выгоранием — капли смазки ощущаются рукой, если поднести её к глушителю при работающем моторе;
- повышение давления газов в поддон двигателя, которое приводит к неожиданному загрязнению воздушного фильтра, карбюратора, утечке под сальники и прокладки — объясняется пропуском газов, образованных в ;
- сильный дым из отверстия вентиляции картера — станет заметно, если скинуть крышку воздушного фильтра или шланг с сапуна.
Об износе элементов судят и по косвенным признакам: чёрным свечам зажигания, повышенному расходу горючего, троению ДВС и падению его мощности. Также наблюдаются провалы газа, шум при работе мотора, жор масла. Обнаружив это, надо срочно провести замер и анализ компрессии между поршнями и его цилиндрами.
Ещё один способ диагностики часто используется мотористами в СТО. Опытные мастера выявляют износ поршневой группы визуально. Они внимательно следят за работой силового агрегата — если заметно трясётся рычаг КПП, появляются нехарактерные шумы и стуки, это подтверждает догадку.
Также специалисты умеют быстро понять — мотор дымит из-за колец или колпачков. В последнем случае симптом похожий, но при резком надавливании акселератора клубы белого дыма увеличиваются. Несколько иначе ведёт себя движок при закоксовании поршневых уплотнителей — автомобиль дымит во время нагрузки, когда машина поднимается в горку. Одновременно при залегании деталей силовой агрегат теряет мощность, свечи покрываются чёрным нагаром.
Важно понимать, что возможно залегание или повреждение только маслосъемных уплотнителей. Компрессионные же в это время нормально работают. Тут уже двигатель не потеряет компрессию, но начнёт расходовать в больших количествах смазку и сильно дымить.
Износ поршневых колец обычно — это их залегание или потеря упругости. Происходит такое в результате использования некачественного масла. Двигатель начинает перегреваться, канавки поршня закоксовываться. Элементы перестают выполнять свои функции — уплотнять камеру сгорания, защищать от перегрева и регулировать толщину плёнки моторного масла.
Необходимый инструмент
Важнейший этап любой работы, а по двигателю тем более — это подготовка. Потребуются следующие инструменты:
- гаечные ключи;
- набор головок с трещоткой;
- канавочник для или обломок проволоки — подойдёт также пилочка для ногтей;
- специальные щипцы для снятия и установки — если не удалось найти, подойдёт тонкая отвёртка с плоским жалом;
щипцы для снятия
В некоторых случаях, если одновременно будет проводиться регулировка двигателя, нужно приспособление для определения верхней мёртвой точки поршня.
Выбор, покупка новых поршней
По выбору нового комплекта поршневых элементов есть грамотная инструкция:
- обращайте внимание на внешний вид упаковки — должна иметься вся информация о производителе, материале;
- осмотрите сами уплотнительные элементы — должна быть промаркирована верхняя сторона, на поверхностях никаких дефектов;
- проверьте наличие инструкции, в которой описывается правильная .
Никогда не верьте продавцам, утверждающим, что изъяны на поверхностях деталей притрутся. Это откровенная ложь, от такой покупки откажитесь!
Искать комплект поршневых колец легче через интернет-магазины. Здесь удастся найти оригинальные изделия и заменители — цена поршневых колец дубликатов значительно ниже. Искать можно по VIN автомобиля или кодам старых деталей. Также имеется возможность подбора элементов по техническим данным двигателя.
Обычно выбор усложняется из-за материала. Чугун или сталь — что лучше? Кроме того, кольца могут покрываться защитным молибденовым, хромовым слоем. Очевидно, что последние будут стоить на порядок выше, так как имеют априори больший эксплуатационный ресурс. Стальные легированные изделия желательно устанавливать на турбированные моторы — обязательно с защитным покрытием. В стандартных случаях, если двигатель маломощный — более доступные, чугунные.
Что касается разницы между тонкими и толстыми изделиями. Отметим, что тонкие уплотнительные элементы выпускает ограниченное количество фирм. Стоят они дороже, предназначены для моторов, набирающих свыше 6 тыс. об/мин. Они — нестандартные. Поэтому надо понимать, что ресурс их меньше стандартных толстых.
Лучше всех производят поршневые кольца двигателя немецкие Mahle, Victor Reinz, Kolbenschmidt. Конкуренцию им составляет также японская компания Riken. Эти бренды нещадно подделывают, что нередко приводит к казусам. Поэтому следует действовать по инструкции, приведённой выше. Полезно будет ещё заранее узнавать о защитных фишках производителя, которые регулярно обновляются.
Замена поршневых колец
Моторист показывает, как снимают старые и собирают новые кольца напоршни Honda CR-V RD1. Рекомендует уделять внимание конусности, хрупкости, разнице между компрессионным и маслосъёмным изделием, зазору в каждом замке. Все запчасти должны быть сухими и чистыми. Инструкция полностью для «чайников» — новичков, которые впервые это делают.
Хорошо учит, как находить правильную сторону детали. Как правило, верхняя сторона всегда маркируется производителем. Однако, если это б-у изделие или буквы T нет по какой-то другой причине, рекомендует обратить внимание на цвет поверхности. Нижняя часть уплотнителя обычно блестит, верхняя — матовая.
Замена колец
Сначала автомобиль подготавливается: обесточивается аккумулятор, сливаются антифриз и масло из поддона картера. Затем проводится замена поршневых колец, одним из традиционных способов — со снятием ДВС и без демонтажа. Вытаскивать мотор приходится для расточки гильз под следующий ремонтный размер, если на стенках цилиндров имеется выработка — царапины, задиры и другие изъяны. Это легко проверить, сняв только ГБЦ и визуально осмотрев состояние втулок.
В остальных случаях, когда никаких дефектов нет, проводится обычная замена без демонтажа:
- снимается поддон картера;
- демонтируется маслонасос — проверяется и в случае износа, заменяется;
- откручиваются крышки шатунов — обязательно маркируются места родных крышек, так как менять их местами нельзя;
- элементы вместе с поршнями двигателя выталкиваются вверх;
- уплотнительные детали вытаскиваются щипцами.
На этой стадии можно окончательно проверить состояние цилиндров. Если кольца сточены неравномерно, скорее всего, цилиндры приняли овальную форму в поперечном сечении. В любом случае, они нуждаются в ремонте.
Крышки для шатунов, как и сказали выше, надо помечать. Это легко делается на листе бумаге, где рисуются цилиндры двигателя и маркируются под определённый номер. После снятия бугель и его гайки, допустим, под цифрой 3, ставятся на соответствующее место.
Дальнейшие действия, если износ колец равномерный:
- удалить нагар из канавок и днища — это называется ;
- установить сначала маслосъёмный элемент;
- затем поставить компрессионные — сначала второе, потом первое.
Во время установки второго компрессионного и маслосъёмного элемента надо действовать крайне аккуратно! Они хрупкие, так как строгие требования по прочности к ним не предъявляются. Часто при сильном нажатии и обжимании они трескаются и ломаются. Первое компрессионное кольцо сломать практически невозможно.
Особое внимание надо уделить стыкам колец. Для компрессионных колец отечественных двигателей по паспорту он равен 0,45-0,60 мм. Промежуток между концами маслосъёмных элементов несколько выше. Кроме того, зазор поршневых колец не должен стоять в одну вертикальную линию. Желательно располагать каждый под углом 120° по отношению к предыдущему. Это делается намеренно, чтобы препятствовать прорыву газов в картер.
Далее поршни ставятся обратно в цилиндры. Понадобится хомутовая оправка или обжимка, иначе элементы помешают нормальной установке поршневых колец. Как правило, оправка бывает универсальной. Однако фанаты этого дела располагают специальным инструментом, изготовленным под конкретный размер поршневых колец. Это приспособление обжимает детали, после чего поршень легко вгоняется на своё место постукиванием по днищу. Перед этим внутренняя поверхность цилиндра (гильза) смазывается автолом.
Крайне важно суметь правильно установить шейку коленвала в верхнее положение. Это делается прокручиванием. Есть также специальное приспособление для определения ВМТ крайнего поршня.
На завершающем этапе двигатель проверяется. Он заводится, ему даётся время «порычать» на холостых оборотах. Если всё стабильно, нет перепадов и нехарактерного стука, операция по замене окончена. Однако новые детали должны приработаться, поэтому мотор надо прежде обкатать. Чем грамотнее это будет сделано, тем дольше прослужит силовая установка автомобиля.
Обкатывают машину не больше 2000-3000 километров, перед этим прогрев ДВС до рабочей температуры на ХХ. За время поездки нельзя сильно нагружать двигатель. В автомобиле кроме водителя никого не должно быть. На подъёмы, особенно затяжные, не заезжать. Идеально будет выбрать ровный отрезок асфальта. Также не рекомендуется повышать обороты выше 3000 — на первой тысяче это вообще категорически запрещено!
Примерная стоимость замены и сроки в автосервисах
В среднем цена замены в СТО варьируется в пределах 7-25 тыс. рублей. Конкретно это зависит от типа двигателя, его состояния, моделей используемых колец и необходимости дополнительного ремонта. К примеру, если в ходе замены выявились проблемы с цилиндрами, то в сервисе возьмут дополнительно за расточку.
Что касается прайс-листа одной лишь замены колец, то примерно он выглядит так:
- легковые автомобили отечественного производства — 7 тыс. рублей;
- иномарки типа седан, хэтчбек, купе — 10 тыс. рублей;
- внедорожники, микроавтобусы — 15 тыс. рублей.
По времени это занимает 1-2 дня, если не нужно ничего растачивать. Конечно, здесь опять всё зависит от конкретного автосервиса, его загруженности.
Заменить поршневые кольца удастся легко своими руками. Только нужно действовать строго по инструкции, желательно — под руководством опытного человека.
1 Перед установкой колец необходимо проверить зазор в их замках.
2 Разложите кольца по порядку в соответствии с нумерацией поршней/цилиндров.
3 Установите в первый цилиндр верхнее компрессионное кольцо. Протолкните его поршнем в глубь цилиндра, установив его у нижнего края цилиндра, на пределе хода поршня.
4 Измерьте зазор в замке набором плоских щупов. Лезвие щупа должно входить в замок кольца с небольшим натягом.
Рис. Установив поршневое кольцо в цилиндр, замерьте зазор его замка с помощью набора плоских щупов
Сравните результаты с данными Спецификаций. У новых колец замок должен быть не меньше, чем указанный в Спецификациях. Маловероятно, чтобы оригинальные запасные части Toyota поставлялись бракованными; если зазор отличается от предписанного или кольцо в цилиндр «не лезет», проверьте, те ли кольца вы приобрели. Совершенно невероятно, если зазор в замках новых колец окажется слишком большим. Убедитесь в том, что вы взяли кольца нужного размера, именно для двигателя Toyota и именно той модели, а не для какого-нибудь иного.
5 Если зазор в замке кольца слишком маленький (что маловероятно для оригинальных запчастей Toyota), его нужно расширить, иначе в процессе работы двигателя концы кольца сомкнутся, приведя к серьезным повреждениям. В идеальной ситуации новые поршневые кольца должны обеспечивать необходимый зазор в замках и быть готовыми к установке. На худой конец, можно увеличить зазор, сняв немного металла с торца кольца тонким надфилем. Зажмите надфиль в тисках с мягкими губками и водите торцом кольца по надфилю, держа его строго перпендикулярно, снимая необходимое количество металла. Будьте осторожны – кольцо острое и хрупкое.
6 На новых кольцах нежелательно иметь и увеличенный зазор, свыше 1,0 мм. Если зазор слишком велик, проверьте еще раз, того ли размера кольца вы приобрели для конкретного двигателя и конкретного размера цилиндров. Возможно, износ цилиндра слишком велик или его неправильно расточили.
7 Повторите процедуру замера зазора для всех колец первого цилиндра, затем для колец остальных цилиндров. Не забудьте держать кольца и поршни в комплекте, чтобы они подошли при сборке к цилиндрам.
8 Теперь, когда все кольца проверена! и зазоры откорректированы, можно установить их на поршни.
9 При установке колец используется та же технология, что и при их снятии. Установите сначала пружину маслосъемного кольца в третью канавку (см. рис. 9,а).
Рис. 9,а. Установите пружину-расширитель маслосъемного кольца в третью канавку поршня…
Если пружина-расширитель имеет фиксирующий язычок, зацепите его за маслосгонное отверстие внутри канавки. При установке трехкомпонентного маслосъемного кольца установите тонкие нижнее маслосъемное кольцо, сместив его замок на 120° по отношению к замку расширителя, и верхнее маслосьемное кольцо, сместив его замок на 120° по отношению к замку нижнего кольца. Тонкие кольца («лапшу»! устанавливайте руками (см. рис. 9,б) – инструментом их можно сломать.
Рис. 9,б…а затем установите тонкие нижнее и верхнее маслосъемные кольца
При установке двукомпонентного маслосъемного кольца сначала установите пружину-расширитель, затем тонкое маслосъемное кольцо, сместив его замок по отношению к замку расширителя на 180°. Следующим устанавливайте второе компрессионное кольцо. Проследите, чтобы второе компрессионное кольцо было правильно установлено надписью «ТОР» или точкой, обращенной вверх, а скребком – вниз. Верхнее компрессионное кольцо устанавливайте последним, также меткой «ТОР» вверх. Расположите замки компрессионных колец таким образом, чтобы они были смещены на 120° по отношению к замкам маслосъемных колец, но при этом не находились над отверстиями поршневых пальцев (см. рис. 5,а-в).
Рис. 5,а. Расположение замков поршневых колец – двигатели выпуска до 2000 года рабочим объемом 2,0 л
Рис. 5,б. Расположение замков поршневых колец – бензиновые двигатели 2000 года выпуска рабочим объемом 1,8 л
Рис. 5,в. Расположение замков поршневых колец – бензиновые и дизельные двигатели выпуска с 2001 года рабочим объемом 2,0 л
Примечание. Разные производители поршневых колец могут давать и другие указания по их установке – следуйте их инструкциям. Не перепутайте компрессионные кольца местами – их можно отличить по форме сечений.
Рано или поздно ваш мотор износится и потребует либо смены поршневых колец, либо поршневой в целом.
Вроде поменять поршневые кольца – это рядовая задача, доступная каждому, кто мало-мальски знаком с устройством и принципом работы примитивного четырехтактного мотора. Но, к сожалению, люди страшатся потратить 15 минут своего невероятно драгоценного времени на прочтение литературы и запихивают все в мотор по принципу (а так и стояло. наверное, работать будет). Ну, флаг вам в руки и скорейшего обращения в сервис.
Ну, а для тех, кому не все равно, как их мотор будет работать после переборки, следует прочитать данную статью.
Итак, берем поршень и видим 3 проточки под установку поршневых колец. Никаких ограничительных стопоров на 4-тактных моторах нет, как на 2-тактных двигателях, например.
На 4-тактных моторах есть два вида поршневых колец. Первые два, которые устанавливаются в две верхние проточки, являются компрессионными. Исходя даже из названия понятно, что они отвечают за наличие компрессии в вашем моторе и должный удерживать собой газы, образовывающиеся в момент вспышки за счет горения топлива в камере сгорания.
Следующие три кольца являются маслосъемными. Тут тоже сразу ясно их предназначение. Они отвечают за снятие масла, которое покрывает стенки цилиндра в тот момент, когда поршень возвращается вниз. Если эти кольца будут пропускать, то масло будет оставаться на стенках цилиндра, а это чревато тем, что мотор начнет поджирать масло, и, естественно, появится дым.
Как устанавливать первично? Да, в принципе, как и стояли с завода, в том же порядке, но во избежание ошибок показываем еще раз.
Первоначально ставим главное маслосъемное кольцо: то, которое имеет волнообразную структуру. Установить его проще некуда, так как оно самое эластичное из всех.
Дальше ставим верхнее и нижнее ТОНКИЕ маслосъемные кольца. Они немного тверже, но с их установкой тоже не должно возникнуть проблем.
Теперь ставим поршневые компрессионные кольца: те, которые более толстые и «твердые». Первоначально устанавливаем нижнее, затем верхнее. Поставить их немного сложнее, так как они менее эластичны и более твердые. Сломать вам их вряд ли удастся, но вот при совершенно кривых руках погнуть их проще некуда.
Думаете, на этом все? Нет!
Дело в том, что кольца еще нужно правильно расположить на поршне, чтобы замки колец (место пропила) не попадали друг на друга. Проще говоря, нужно, чтобы пропил нижнего кольца не был расположен прямо над пропилом верхнего кольца.
Начинаем с верхних поршневых колец.
Замок нижнего кольца располагаем посередине над полостью клапана, например, впускного (можно и выпускного, тут разницы нет).
Замок же верхнего кольца располагаем строго в противоположной стороне от нижнего кольца. Соответственно, если замок нижнего кольца над полостью под впускной клапан, то замок верхнего над полостью под выпускной клапан.
Теперь переходим к маслосъемным кольцам. Эти кольца точно так же нужно расположить, чтобы ни один замок не совпал. Поэтому верхнее кольцо располагаем над отверстием под поршневой палец, с правой стороны.
Второе же (то, которое нижнее) располагаем с противоположной стороны, также примерно посередине отверстия под поршневой палец.
Последнее же волнообразное маслосъемное кольцо ставим в любую из четырех получившихся секций между отверстием под палец и полостью под клапан.
А теперь к вашему вопросу: что за ерунду нам тут втирает автор? И зачем так кропотливо выставлять положение всех 5 колец?
Объясняем. Все это мы делали, чтобы не получилось так, что когда один замок располагался над другим, через эти замки не проходят газы (в случае с поршневыми кольцами) и не оставалось на стенках масло (в случае с маслосъемными кольцами).
Чем это грозит?
Если брать во внимание поршневые кольца, то это потеря компрессии и пропуск раскаленных рабочих газов до маслосъемных колец, которые не рассчитаны на такие внезапно появившиеся высокие рабочие температуры. Как итог, кольца после определенного времени могут сгореть.
Если же обратиться к маслосъемным кольцам и совпадению замков на них, то у нас не будет полностью сниматься масло: оно будет доходить до поршневых колец, что приведет к закоксовыванию канавок колец, и как итог они залягут, а потом сгорят.
Как результат, вы получите сгоревшие кольца и износ поршневой.
Итог: выставить замки колец перед установкой – это дело 2 минут, а срок службы мотора данная операция может продлить на десятки часов.
Назначение и устройство поршневых колец
Для лучшего понимания нюансов касательно диагностики неисправности и замены поршневых колец необходимо сначала рассмотреть их устройство и назначение. Поршневые кольца обеспечивают необходимую герметичность камеры сгорания (надпоршневого пространства) в процессе совершения поршнем возвратно-поступательных движений. Кольца бывают:
- компрессионными — верхнее (первое) и второе (среднее, промежуточное) кольцо;
- маслосъёмное кольцо (нижнее);
Компрессионные кольца не позволяют газам из камеры сгорания попадать в картер ДВС. Маслосъёмные кольца осуществляют удаление масла со стенок цилиндра и предотвращают проникновение смазки в камеру сгорания. Кольца имеют немного овальную форму и не являются цельными, так как имеют разрез. Такой разрез называется замком поршневого кольца. Также поршневые кольца обеспечивают до 50% отвода тепла и эффективно охлаждают поршень. Через кольца избыточный нагрев передается на стенки цилиндров. По этой причине к материалам изготовления колец выдвигаются особые требования, так как они подвержены не только механическим, но и температурным нагрузкам.
На торцевую часть колец, которая контактирует со стенками цилиндра, в качестве покрытия наносится олово или медь. Нанесение данного материала обусловлено задачей качественной притирки (приработки) поршневых колец после сборки нового двигателя или проведения капитального ремонта ДВС. Добавим, что поршневые кольца специально не изготавливаются из высокопрочной легированной стали, так как такие кольца не смогут нормально притереться в цилиндре двигателя. По этой причине инженеры и производители всегда выдерживают определенный баланс для достижения необходимой прочности колец, при этом сохранив способность приработки. Решением стало указанное выше нанесение сплавов на поверхность детали.
Признаки износа поршневых колец
Чтобы понять, надо ли менять поршневые кольца, необходимо изучить симптомы, которые прямо или косвенно укажут на необходимость такой замены. Сразу отметим, что не стоит рассчитывать на ту сумму, которую изначально озвучил механик или автосервис в ответ на вопрос заказчика, сколько стоит замена поршневых колец.
Дело в том, что поменять только поршневые кольца и полностью решить проблему зачастую не удается, так как после вскрытия мотора обычно выявляются дополнительные скрытые дефекты. По этой причине необходимо заранее быть готовым к более серьезным расходам на ремонт двигателя.
Надвигающаяся замена поршневых колец определяется по следующим признакам:
- двигатель теряет мощность;
- машина очень плохо заводится «на холодную»;
- 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. ) присадка вместо замены поршневых колец является или временной мерой, или вовсе не помогает исправить ситуацию.
Как правильно установить поршневые кольца
Чтобы ответить на вопрос, как заменить поршневые кольца не снимая двигатель, необходимо на начальном этапе произвести дефектовку ЦПГ. Для этого потребуется осуществить снятие головки блока цилиндров, после чего производится оценка общего состояния поршней и стенок цилиндров.
Это делается для выявления возможных дефектов (задиров на стенках, износа, разрушения или оплавления поршня и т. Добавим, что существуют двигатели, на которых невозможно оценить состояние ЦПГ без снятия поддона. Зачастую высока вероятность того, что одной замены колец на новые может оказаться недостаточно, так как при выявлении серьезной выработки необходимо растачивать блок цилиндров.
Более того, кольца изнашивают как зеркало цилиндра, так и внутреннюю поверхность канавки поршня. По указанным причинам новые поршневые кольца, которые ставятся без замены поршней и ремонта цилиндров, или совсем не притираются, или притирка происходит очень медленно и неэффективно.
С учетом вышесказанного оптимальным вариантом будет расточка блока цилиндров, выполнение хонингования цилиндров, после чего производится установка новых ремонтных поршней и поршневых колец. Без снятия двигателя такой ремонт произвести не представляется возможным. При этом положительные результаты ремонта со снятием мотора намного более прогнозируемы.
В любом случае, меняются кольца на снятом двигателе или замена поршневых колец производится без снятия агрегата, общий порядок действий следующий:
- осуществите снятие ГБЦ;
- выполните дефектовку ГБЦ, БЦ и ЦПГ;
- проведите соответствующие измерения для определения необходимого размера поршневых колец;
- приобретите поршневые кольца, подходящие по размерам и эксплуатационным характеристикам;
- слейте моторное масло и реализуйте вскрытие поддона картера;
- при необходимости снимите масляный насос;
- далее потребуется удалить нагар в верхней части цилиндра;
- затем выполните откручивание головок (крышек) шатунов и выталкивайте их наверх (отмечайте каждую головку, так как при последующей сборке головка шатуна должна соответствовать тому шатуну, откуда она была снята).
Чтобы разобраться с тем, как правильно поставить кольца на поршень, следуйте дальнейшим рекомендациям. Сами поршневые кольца меняются относительно просто. Для снятия старых колец необходимо развести края кольца в области замка до того момента, пока кольцо не выйдет из канавки на поршне. Данную процедуру можно совершать как посредством специальных щипцов, так и при помощи небольшой плоской отвертки.
После необходимо удалить из канавок на поршне нагар. Если этот нагар не снять, тогда после установки новых поршневых колец поршень будет сложно установить обратно в цилиндр. Для удаления нагара из поршневых канавок можно воспользоваться старым компрессионным кольцом, которое для удобства ломается на две части.
Завершив процедуру по очистке канавок поршня необходимо изучить инструкцию по установке колец, которая прилагается к новому комплекту. В такой инструкции содержится порядок установки поршневых колец на поршень, то есть последовательность их правильной установки и порядок расположения. Также указывается верхняя или нижняя сторона, согласно чему поршневое кольцо должно быть установлено с верхним или нижним расположением специальной метки.
При установке колец на поршень требуется соблюдать аккуратность, так как среднее компрессионное и нижнее маслосъемное кольцо отличаются повышенной хрупкостью. Что касается верхнего кольца, данный элемент прочнее остальных, но также требует правильного подхода при установке.
Установка колец на поршень
Далее будут рассмотрены выдержки из инструкции по установке поршневых колец производителя Mahle, а также добавлены отдельные советы и рекомендации.
- После очистки канавок от нагара необходимо убедиться, что на их боковых поверхностях и радиусах нет повреждений.
- Для монтажа колец используйте специальное цанговое приспособление.
- Установку колец необходимо начинать с нижнего поршневого кольца. Избегайте лишних усилий, чтобы исключить возможную деформацию колец.
- Перед установкой найдите на кольце маркировку в виде надписи TOP (от англ. «верх»). Кольца с такой маркировкой нужно ставить в сторону днища поршня маркированной стороной.
- Если производится монтаж колец, которые имеют эспандерную пружину, тогда место стыка в виде концов пружины с проволочной вставкой размещается с учетом рекомендуемого смещения на 180° градусов относительно стыка поршневого кольца. В случае наличия у эспандерной пружины рубашки из тефлона, данный элемент должен находиться в области размещения стыка кольца.Кольца, которые состоят из нескольких ламелей, после монтажа пружины необходимо располагать с учетом того, чтобы стыки указанных ламелей были направлены на отверстие поршневого пальца. Во время размещения верхней ламели концы пружины необходимо фиксировать.
- Если поршень имеет специальные фиксаторы в своих канавках, которые предотвращают проворачивание колец, тогда стыки поршневых колец должны находиться на штифтах для фиксации.
- После завершения установки необходима проверка зазора боковых поверхностей. Если показатель укладывается в рамки до 0.100 мм, тогда такой зазор допускается. Выявление увеличения зазора от максимально допустимого указывает на необходимость приобретения и установки новых поршней.
- Во время установки необходимо учесть степень износа зеркала цилиндра. Такой износ считается допустимым при значении 0.100 мм (с учетом диаметра цилиндра). Если зазор оказывается больше, тогда блок цилиндров требует перегильзовки или расточки под ремонтные поршни.
Как уже было сказано выше, повышенное внимание при установке следует уделять как взаимному расположению и ориентации, так и типу поршневых колец. Маслосъёмные кольца отличаются от компрессионных уникальным п-образным профилем, а также имеют в своей конструкции расширительную пружину.
Второе компрессионное кольцо оснащается скребком-кромкой, так как частично участвует в процессе съема масла параллельно работе маслосъёмного кольца. Наличие кромки на поршневом кольце обычно указывает на то, что такое кольцо устанавливается с учетом нижнего расположения кромки. Во время установки колец на поршень необходимо тщательно дозировать усилие. В противном случае можно с легкостью сломать поршневое кольцо.
Также добавим, что после установки колец на поршень и помещения его в цилиндр кольца осуществляют плотное прилегание к стенкам цилиндра. В замках образуется так называемый тепловой зазор. После при помощи щупа необходимо промерить этот зазор, который не должен превышать показатели 0. 25-0. 45 мм. Если указанный зазор окажется меньше, тогда кольцо не сможет нормально разместиться в канавке поршня. Для решения проблемы можно воспользоваться надфилем и аккуратно удалить лишние доли миллиметров.
Что касается правильного расположения, для предотвращения прорыва газов через замки колец необходимо знать, как ставить поршневые кольца. При правильной установке кольца надеваются на поршень с учетом смещения по окружности. В качестве примера можно рассмотреть установку 3-х поршневых колец. При такой установке замки необходимо ставить так, чтобы каждый из замков располагался через 120 ° относительного другого.
Обкатка двигателя после замены поршневых колец
Независимо от того, производилась только замена поршневых колец или двигатель прошел капитальный ремонт, мотору потребуется обкатка. Это вызвано необходимостью приработки новых деталей. Обкатывать двигатель после замены поршневых колец следует аналогично обкатке мотора нового бензинового или дизельного автомобиля.
Далее рассмотрим мнения опытных автомехаников и ответим на общий вопрос, сколько нужно обкатывать двигатель после замены поршневых колец. Среди специалистов достаточно распространено утверждение, что для полной притирки колец потребуется около 10-15 тыс. Отсюда следует вывод — после минимальной обкатки автомобиля после капремонта двигателя или замены колец (до 5 тыс. ) крайне не желательно раскручивать силовой агрегат выше среднего диапазона оборотов еще около 5 или даже 10 тыс. пробега.
Подведем итоги
В исправном атмосферном бензиновом или дизельном двигателе, который эксплуатируется в нормальных условиях, средний ресурс поршневых колец может составлять от 150 до 350 тыс. Высокофорсированные «атмосферники» и моторы с турбонаддувом (особенно бензиновые) могут нуждаться в замене колец уже при пробеге около 100 тыс. Усредненные показатели приводятся по причине того, что на срок службы поршневых колец сильно влияют следующие факторы:
- режимы работы ДВС;
- качество моторного масла;
- работоспособность систем смазки, охлаждения и т.д.
Например, поршневые кольца могут немедленно выйти из строя в случае перегрева двигателя. Износ колец сильно увеличивается при эксплуатации мотора на несоответствующем рекомендуемому, грязном или попросту низкосортном масле. Проблемы с запуском холодного двигателя или неустойчивая работа агрегата на холостом ходу могут заставить водителя «подгазовывать» на холодном двигателе, в результате чего поршневые кольца очень сильно и быстро изнашиваются.
В том случае, если после замены поршневых колец машина дымит, тогда следует оценить интенсивность дымления и цвет выхлопных газов. В самом начале процесса приработки поршневых колец появление сине-серого дыма допускается, далее интенсивность дымления и цвет должны постепенно нормализоваться. Если после первых 1-3 тыс. этого не происходит, тогда потребуется провести повторную диагностику силового агрегата.
