2.7.3. Измерение рабочего зазора в поршнях
Для определения рабочего зазора поршней необходимо промерить их диаметры и записать результаты. Для определения зазора следует замерить диаметры гильз цилиндров, как описано ниже.
| Рис. 55. Места замера отверстий гильз цилиндров: А — замер в продольной оси двигателя; В — замер в поперечной оси двигателя; а — верхняя точка остановки верхнего поршневого кольца; b — нижняя точка остановки поршня; с — нижняя точка остановки маслосъемного кольца; 1, 2, 3 — точки замера |
С помощью нутромера замерить диаметр цилиндра, как показано на рис. 55.
Замеры проводятся в продольной и поперечной осях блока цилиндров двигателя и на равных глубинах цилиндров. Все шесть результатов аккуратно записываются. Разница в полученных результатах замеров в верхней и нижней части цилиндра свидетельствует о его конусности. Разница в результатах, полученных при замерах в продольной оси и при замерах в поперечной оси, свидетельствует об овальности отверстий цилиндров. Ни в одной из 6 точек измерения диаметр цилиндра не должен отклоняться от заданного более чем на 0,12 мм.
Для каждого двигателя предусмотрены сменные гильзы цилиндров, запрессовку которых в блок цилиндров следует выполнять на СТО. Привалочная поверхность блока цилиндров должна проверяться на наличие деформаций аналогично привалочной поверхности головки блока цилиндров. Провести замеры в продольном, поперечном и диагональном направлениях под линейкой, устанавленной на привалочной поверхности блока цилиндров. Щуп толщиной более 0,10 мм не должен проходить под линейку ни в одной точке поверхности.
carmanz.com
Магнитный способ
Заключается в намагничивании исследуемой зоны и изучении магнитного рассеивания при возникновении структурных неоднородностей. Различают следующие подвиды способа:
- Порошковый. Для его реализации применяют опилки железа, которые рассыпают на поверхности сварного шва. При создании магнитного поля частицы железа формируют картину магнитного спектра и сигнализируют о наличии глубинных трещин и пор.
- Индукционный. В этом случае используются искатели, подающие звуковой или визуальный сигнал при рассеивании магнитного потока.
- Магнитографический. Рассеивание потока регистрируется на магнитной ленте, находящейся на шовной поверхности. Поиск дефектов осуществляется сравнением полученных результатов с эталоном.
Самостоятельная замена поршней
Всё начинается с подготовительных работ. Сначала нужно обесточить аккумулятор, слить антифриз и моторное масло из поддона картера. Потом провести этап квалифицированной диагностики. Это делается двумя способами: без снятия и со снятием моторной установки.
Чтобы обойтись малой кровью, демонтируется только головка блока цилиндров и поддон. С верхней части цилиндров напильником снимается нагар. Последующие действия:
- замерить диаметр между стенками цилиндра нутромером и сверить с паспортными данными;
- убедиться прокручиванием коленвала, что на гильзах имеются расточки — если состояние гильз не вызывает сомнений, двигатель можно не снимать;
- осмотреть дно поддона — насторожить должна металлическая стружка в масляной плёнке, указывающая на износ колец, вкладышей;
- проверить состояние поршней, аккуратно сняв их вместе с шатунами и кольцами — в норме не должно быть глубоких задиров на юбке, прогара днища, износа верхней канавки больше допустимого значения.
Какие существуют нормы зазоров между поршнями и цилиндрами
Перед проведением соответствующего ремонта поршневого механизма, необходимо знать, что существуют определенные нормы зазоров, которые расписаны по таблицам и должны соблюдаться в строгой форме.
Диаметр поршней разделяется всего на пять классов: A B C D E. Каждый новый класс определяет увеличение диаметра на 0,01 миллиметра. Кроме того, имеются специальные категории, которые определяют диаметр отверстия под поршневой палец. Они меняются на каждые 0,004 миллиметра. Все эти цифры и маркировка, в обязательном порядке маркируется на нижней части поршня.
Для различных деталей существуют соответствующие нормы. Так, например, новые поршни должны устанавливаться с зазором 0,06 миллиметров по всей его окружности. Если же деталь уже прошла достаточно внушительный километраж, то ее зазор не должен быть больше 0,15 миллиметров.
В случаях, когда зазор начинает превосходить установленные нормы, то следует подобрать и приобрести те поршни, которые обеспечат требуемую зазорность. Совсем необязательно подгонять поршень с высокой точностью. Достаточно лишь иметь образец с приблизительными размерами.
Предварительно, необходимо в обязательном порядке расточить цилиндры до ремонтных размеров и оставить запас, примерно, в 0,03 миллиметра. Он необходим для дальнейшего хонингования поверхности. Во время хонингования обязательно выдерживайте точность диаметра, чтобы при монтаже нового поршня зазор соответствовал требованиям, предъявляемым к установке новых деталей.
Диаметр цилиндра замеряется в четырех поясах, а также в двух перпендикулярных плоскостях. Нутромер необходимо устанавливать строго перпендикулярно блоку цилиндров. Таким образом, можно исключить любые отклонения от правильности измерений.
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.
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.
Коротко о поршнях: как подобрать поршень к цилиндру
Начнем с того, что зазор между поршнем и цилиндром определяется четко прописанными нормами. Для деталей в новом двигателе такой зазор составляет от 0.05 до 0.07 мм. Для моторов, которые находятся в эксплуатации, зазор между поршнем и цилиндром не должен быть больше отметки в 0.15 мм.
Восстановление ЦПГ двигателя потребует расточки блока цилиндров в ремонтный размер, после чего производится подбор поршня из группы так называемых ремонтных поршней. Главным требованием к процессу расточки цилиндров является итоговый результат, максимально приближенный к четко указанному ремонтному размеру.
Также необходимо учитывать, что размер после расточки блока дополнительно уменьшится в среднем на 0.03 мм после процесса нанесения хона (хонингование поверхности цилиндра). По этой причине при хонинговке цилиндров нужно придерживаться такого диаметра, чтобы после установки поршня зазор был максимально приближен к 0.045 мм, что является показателем зазора применительно к новым деталям.
Чтобы точно подобрать новый поршень по размерам необходимо сначала провести дефектовку цилиндров и поршней. Для замера диаметров поршня и цилиндра потребуются измерительные приборы:
- микрометр;
- нутромер;
Микрометром измеряется диаметр поршня, при помощи нутромера производятся измерения диаметра цилиндра. Измерять диаметр цилиндра необходимо в четырёх поясах, а также промерять две перпендикулярные плоскости. Четко установленный зазор между поршнем и цилиндром позволяет без затруднений осуществить подбор необходимого размера поршня поле расточки цилиндров, а также обеспечивает легкость установки поршня при сборке.
Далее подбор осуществляется на основании специальной таблицы, в которой указаны номинальные размеры цилиндров и поршней. Диаметр ремонтных поршней получил специальное деление по классам в зависимости от наружного диаметра детали. Всего таких классов 5, каждый класс обозначен литерами от A до E в алфавитном порядке (А, B, C, D, E) через 0.01 мм размера. Также деление по классам предусматривает изменение диаметра отверстия под поршневой палец через каждые 0.004 мм.
Данная информация о классификации ремонтных поршней наносится в виде маркировки на днище поршня. Цифровое обозначение указывает на категорию отверстия под палец, а буквенное обозначение указывает на принадлежность поршня к тому или иному классу (класс ремонтного поршня)
Также в процессе подбора номинальных размеров или ремонтного размера поршневой дополнительно необходимо обращать внимание на массу поршня. Поршни могут иметь как стандартную массу, так и увеличенный или сниженный на несколько грамм вес
Параллельно с подбором новых поршней необходимо подбирать ремонтные поршневые кольца, которые также имеют ремонтные размеры.
Как снять головку блока цилиндров?
- В первую очередь, необходимо обездвижить автомобиль. Под колеса устанавливаются противооткатные упоры, а рычаг КПП устанавливается в положение «первая передача». Откройте капот автомобиля и найдите место расположения ГБЦ.
- Вначале, снимаются все части, которые мешают свободному доступу к головке. Таковыми могут быть: воздушный фильтр, карбюратор (или инжектор), «штаны», а также различные тросы, приводы педалей и проводка электрических датчиков. С ГБЦ выкручиваются свечи, при необходимости, снимается трамблер.
- Слейте масло из двигателя и охлаждающую жидкость. Откройте крышку привода ГРМ и демонтируйте ремень. Это нужно для того, чтобы освободить распределительный вал. После этого, открутите гайки крепления крышки ГБЦ и снимите ее вместе с прокладкой. Перед сборкой рекомендуется установить новую прокладку.
- Теперь можно приступать, непосредственно, к демонтажу головки блока цилиндров. Открутите специальные болты крепления и демонтируйте головку вместе с прокладкой. После этого, вы получите открытый доступ к блоку цилиндров.
Как меняется зазор между поршнем и цилиндром в процессе эксплуатации?
Уменьшение зазора происходит из-за естественного износа рабочих частей поршня и цилиндра. Такое изменение формы металла связано с его свойством поддаваться влиянию перепадов температур.
Помимо этого, уменьшение зазора может произойти и при неправильной сборке двигателя. Например, нарушена установка шатунов или появился перекос цилиндров. Не в стороне остается и перегрев двигателя, так как большие температуры имеют свойство расширять материалы. Особенно это касается алюминия, который, в отличие от чугуна, имеет высокий коэффициент расширения.
Как и любой другой дефект, нарушение зазора между поршнем и цилиндром оказывает негативное влияние на работу двигателя. Соприкосновение поршня и цилиндра под неправильным углом приводит к возникновению сухого трения, которое осуществляется без смазочного материала и повышает температуру деталей. Последствием такого трения почти во всех случаях становится появление различных царапин на рабочих поверхностях цилиндров.
После этого, любой двигатель обязательно подвергнут ремонту. Для проведения диагностики необходимо полностью снять головку блока цилиндров и как только поршневая группа будет на виду, то можно приступать к соответствующим замерам. В процессе замеров вам понадобятся микрометр, который покажет зазор поршней и нутромер для определения диаметра цилиндра.
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:
- Верхнее компрессионное 1-0.04-0,075 мм.
- Нижнее компрессионное 2-0,03-0,065 мм.
- Маслосъемное 3-0,02-0,055 мм.
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.
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. км. Отсюда следует вывод — после минимальной обкатки автомобиля после капремонта двигателя или замены колец (до 5 тыс. км.) крайне не желательно раскручивать силовой агрегат выше среднего диапазона оборотов еще около 5 или даже 10 тыс. км. пробега.
2.2.23 Проверка цилиндров, поршней и поршневых колец / Suzuki Liana
Цилиндр
Проверьте стенки цилиндра на наличие царапин, шероховатостей или гребней, что указывает на чрезмерный износ. Если стенки цилиндра неровные или имеют глубокие царапины, цилиндр требует расточки до ремонтного размера и установки поршней увеличенного диаметра.
|
Используя нутромер 1, измерьте диаметр цилиндра в продольном и поперечном направлении двигателя в двух положениях («a» и «b»), как показано на рисунке 2.137.
При наличии любого из следующих условий расточите цилиндр.
Диаметр цилиндра превышает предельное значение.
Разность диаметров в двух положениях (см. выше) превышает допуск конусности.
Разность диаметров в продольном и поперечном направлении двигателя превышает допуск овальности.
Диаметр цилиндра
Номинальное значение: 78,000–78,014 мм.
Предельное значение: 78,114 мм.
Допуск конусности и овальности: 0,10 мм.
| ПРИМЕЧАНИЕ При необходимости расточки любого из четырех цилиндров, при ремонте двигателя все четыре цилиндра должны растачиваться до одного и того же следующего ремонтного размера. Это необходимо для однородности и баланса. |
Поршни
Проверьте поршень на наличие повреждений и трещин. Поврежденный или дефектный поршень должен быть заменен.
|
Как показано на рисунке 2.138, диаметр поршня должен измеряться в положении «a» от конца юбки поршня в направлении, перпендикулярном поршневому пальцу.
Диаметр поршня
Стандартный размер: 77,953–77,968 мм.
Стандартный размер (новый (с покрытием)): 77,969–77,984 мм.
Увеличенный размер 0,50 мм: 78,453–78,468 мм.
Зазор между поршнем и цилиндром
Измерьте диаметр цилиндра и диаметр поршня, разность указанных размеров представляет собой величину зазора между поршнем и цилиндром. Зазор между поршнем и цилиндром должен быть в пределах нормы. Если зазор отличается от нормы, расточите цилиндр и используйте поршень увеличенного ремонтного размера.
|
Номинальное значение: 0,032–0,061 мм.
Номинальное значение (поршень с покрытием (новый)): 0,016–0,045 мм.
Предельное значение: 0,161 мм.
Зазор между поршневым кольцом и канавкой
| ПРИМЕЧАНИЕ В этом случае диаметр цилиндра измеряется в осевом направлении двигателя в двух положениях. |
Зазор между поршневымкольцом и канавкой
Проверка производится при чистых, сухих и свободных от нагара поршневых канавках.
Установите новое поршневое кольцо 1 в поршневую канавку и измерьте зазор щупом 2.
|
Если зазор – отличается от нормы, замените поршень.
Поршневые кольца
Чтобы измерить зазор в замке поршневого кольца, установите поршневое кольцо 1 в цилиндр, а затем измерьте зазор щупом 2. Если измеренный зазор отличается от нормы, замените кольцо.
|
| ПРИМЕЧАНИЕ Удалите нагар и очистите верхнюю часть цилиндра перед установкой поршневого кольца. |
Зазор в замке поршневого кольца
Проверка поршневой и шатунной группы двигателя
Естественно, бeз cпeциaльнoгo oбopудoвaния, то есть «на глаз», описанными выше методами изнoc двигaтeля определить сложно. Можно выявить наличие проблемы, но точную причину установить может быть затруднительно. Учитывая эти особенности, следующим этапом при проверке становятся наиболее распространенные действия:
При этом важно понимать, что компрессия в двигателе зависит от многих факторов и условий. Например, снижение показателя может происходить не только по причине проблем с ЦПГ, но и в результате неполадок, которые связаны с ГРМ
Если точнее, компрессия падает в том случае, когда возник прогар клапана, к снижению компрессии приводят проблемы с ceдлами клaпaнoв.
Для замера манометр подключается к вытяжнoй тpубкe в пoддoне
Параллельно очень важно максимально гepмeтичнo перекрыть остальные отверстия и щели как в пoддoнe, так и в двигaтeлe. Еще понадобится иметь специальную насадку для манометра, а также техническую документацию для конкретной модели ДВС
Естественно, на многих мелких СТО такую операцию выполнять не будут. Если же речь идет о проверке б/у авто перед покупкой, скорее всего продавец также ответит отказом на просьбу провести диагностику указанным способом. В итоге остается только выполнять замер кoмпpeccии, учитывая все возможные погрешности и различные нюансы для получения максимально точных результатов.
Если же говорить об измерении дaвлeния мacлa в двигателе, с этим несколько проще, а сам способ позволяет определить приблизительное состояние шатунных подшипников, шеек коленвала и т.д. Для решения задачи выкручивается датчик давления масла, после чего в это место через переходник подключается манометр.
Затем полученные результаты по давлению масла сравниваются с теми, которые указаны в технической документации для конкретного двигателя. При этом максимально точные данные не так важны, вполне допускается определенная погрешность по манометру. Дело в том, что на износ двигателя и его шатунной группы указывает достаточно значительное отклонение от нормы (около 15-20 %). Если это так, тогда силовой агрегат в скором времени будет нуждаться в дорогостоящем ремонте.
Проверка герметичности систем и двигателя
Первичная проверка системы охлаждения двигателя на герметичность может проводиться при помощи визуального осмотра
Во-первых, нужно обратить внимание на уровень охлаждающей жидкости в расширительном бачке
Эта процедура должна входить в ежедневный осмотр автомобиля каждым водителем перед выездом из гаража или со стоянки. Во-вторых, следует внимательно осматривать двигатель снаружи для выявления потеков жидкости и масла через микроскопические трещины. Ну и соединения всех трубопроводов системы также нужно осматривать регулярно.
Более тщательный способ заключается в следующем. В систему охлаждения наливают максимально возможный объем воды. После этого поршень первого цилиндра нужно установить в верхнюю мертвую точку на такте сжатия. Далее, через отверстие вывернутой форсунки подается сжатый воздух (давление 0.5 МПа) и наблюдают за изменением уровня воды в расширительном бачке радиатора.
Проверка топливной системы на герметичность. Проверка герметичности топливной системы начинается с осмотра всех топливопроводов, мест их соединений, внешнего осмотра топливного бака, карбюратора (если он есть), топливного насоса – одни словом, всех узлов системы. После этого можно приступить к более тщательной проверке. Ее необходимо выполнять после каждого ремонта системы, замены фильтров.
Один из самых эффективных способов проверки заключается в использовании специального топливного манометра. Из-за стоимости прибора он редко используется в гараже, чаще в автосервисах. Чаще всего прибор подсоединяется (при помощи переходников) своим выходом к топливной рампе, а на входе соединяется с топливным шлангом. Далее включается зажигание. При этом на манометре устанавливается определенное давление, которое не должно опускаться.
Следующий этап – замерить давление при работающем двигателе. Оно должно быть постоянным и сохраниться после выключения мотора. Величина рабочего давления для разных двигателей может быть разной. Если давление падает, то нужно искать места утечек. Их поиск, как и проверка герметичности двигателя, может проводиться дымогенератором.
Проверка герметичности блока и головки блока цилиндров
Перед проверкой блок необходимо очистить от грязи, а еще лучше вымыть. Первый и самый простой этап заключается в визуальном осмотре, как и с другими системами, о чем было написано выше. Более тщательно блок и головка блока проверяются по раздельности. То есть, головку требуется снять.
Проверка плотности прилегания клапанов знакома каждому, кто ремонтировал мотор своими руками. Заключается она в том, что ГБЦ переворачивается и устанавливается на ровную поверхность. Далее в камеры сгорания наливается керосин (можно и бензин). Его уровень не должен уменьшаться в течение 2-24 часов. Также можно провести опрессовку блока и ГБЦ.
Герметичность самой головки проверяется так. Головка переворачивается и устанавливается на ровную поверхность. В рубашку охлаждения заливается керосин. Если с герметичностью все в порядке, то никаких протечек быть не должно.
Блок цилиндров на наличие трещин в корпусе проверяется примерно так же. Заглушаются отверстия рубашки охлаждения и она заполняется водой под давление 3 кг на квадратный см. Вода не должна уходить в течение хотя бы нескольких минут. Однако не все трещины могут быть выявлены этим способом. Целостность стенок масляных каналов лучше проверить сжатым воздухом.
Проверка герметичности блока и головки сжатым воздухом может производиться и без разборки мотора. Для этого прибор, именуемый пневмотестром, подсоединяется поочередно к каждому цилиндру через отверстие для свечи. При этом поршень цилиндра необходимо выставить в верхнюю мертвую точку. Утечка воздуха через клапаны или в картер двигателя будет определяться не только по показаниям манометра, но также по звуку.
Еще в рамках данной статьи добавим, что проверять нужно также герметичность тормозной системы. Первый и самый доступный способ проверки – визуальный осмотр. При малейших неполадках в тормозах (о них упоминалось выше), водитель обязан проверить бачок с тормозной жидкостью, осмотреть колеса со стороны днища машины – нет ли на них потеков тормозной жидкости.
Также герметичность всех мест соединения трубопроводов этой системы можно проверить при помощи мыльного раствора. Устранить неисправности можно самостоятельно либо обратившись в автосервис.
