Ремонт детали автомобиля поршень

Сборка и установка поршней и шатунов своими руками

1. Какие детали поршневой группы изнашиваются быстрее?
2. Что нужно знать, приобретая новые поршни?
3. Можно ли заменить поршень самостоятельно и как это сделать?

Цилиндры, поршни, кольца и другие детали ЦПГ во время работы двигателя подвержены колоссальным нагрузкам и экстремально высоким температурам.

Поршни являются основным преобразователем энергии ДВС, при этом они постоянно контактируют с внутренними стенками цилиндра и испытывают негативные последствия трения. Степень их износа увеличивается при недостаточной смазке, слишком малых зазорах в цилиндро-поршневой паре или деформации элементов.

Если неисправности возникли впервые, ограничиваются установкой нового комплекта колец. Сами поршни могут прослужить еще несколько таких замен, однако в дальнейшем также потребуют обновления.

Рассмотрим некоторые технологические нюансы, связанные с износом и заменой поршней.

Особенности износа деталей поршневой группы

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

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.

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.

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

Маркировка поршней ВАЗ

По статистике, маркировкой ремонтных поршней чаще всего интересуются владельцы или мастера по ремонту двигателей автомобилей ВАЗ. Далее приведем информацию по различным поршням.

ВАЗ 2110

Для примера возьмем двигатель автомобиля ВАЗ-2110. Чаще всего в данной модели используются поршни с маркировкой 1004015. Изделие производится непосредственно на ОАО «АвтоВАЗ». Краткая техническая информация:

• номинальный диаметр поршня — 82,0 мм;
• диаметр поршня после первого ремонта — 82,4 мм;
• диаметр поршня после второго ремонта — 82,8 мм;
• высота поршня — 65,9;
• компрессионная высота — 37,9 мм;
• рекомендованный зазор в цилиндре — 0,025…0,045 мм.

Непосредственно на корпусе поршня может быть нанесена дополнительная информация. Например:

• «21» и «10» в районе отверстия под палец — обозначение модели изделия (другие варианты — «213» обозначает двигатель ВАЗ 21213, а к примеру, «23» — ВАЗ 2123);
• «ВАЗ» на юбке с внутренней стороны — обозначение производителя;
• буквы и цифры на юбке с внутренней стороны — специфическое обозначение литейного оборудования (расшифровать его можно с помощью документации производителя, но в большинстве случаев эта информация бесполезна);
• «АЛ34» на юбке с внутренней стороны — обозначение литейного сплава.

Основные маркировочные символы, наносимые на днище поршня:

• Стрелка — это маркер ориентации, указывающий направление в сторону привода распределительного вала. На так называемых «классических» моделях ВАЗ иногда вместо стрелки можно встретить букву «П», что означает «перед». Аналогично, тот край, где изображена буква, нужно направлять в сторону движения машины.
• Один из следующих символов — A, B, C, D, E. Это маркеры класса диаметра, показывающие отклонение в значении по наружному диаметру. Далее приведена таблица с конкретными значениями.
• Маркеры группы массы поршня. «Г» — нормальная масса, «+» — увеличенная на 5 грамм масса, «-» — уменьшенная на 5 грамм масса.
• Одна из цифр — 1, 2, 3. Это маркер класса отверстия поршневого пальца, определяет отклонение по диаметру отверстия под поршневой палец. В дополнение к этому имеется цветовое обозначение данного параметра. Так, краска наносится на внутреннюю сторону днища. Синий цвет — 1 класс, зеленый цвет — 2 класс, красный цвет — 3 класс. Далее приведена дополнительная информация.

Для ремонтных поршней ВАЗ также существуют два отдельных обозначения:

• треугольник — первый ремонт (диаметр увеличен на 0,4 мм от номинального размера);
• квадрат — второй ремонт (диаметр увеличен на 0,8 мм от номинального размера).

Обратите внимание, что для различных марок машин (в том числе для разных двигателей) значение отличия ремонтных поршней нужно смотреть в справочной информации.

ВАЗ 21083

Другим популярным «ВАЗовским» поршнем является 21083-1004015. Он также производится на ОАО АвтоВАЗ. Его технические размеры и параметры:

• номинальный диаметр — 82 мм;
• диаметр после первого ремонта — 82,4 мм;
• диаметр после второго ремонта — 82,8 мм;
• диаметр поршневого пальца — 22 мм.

Он имеет аналогичные обозначения, что и ВАЗ 2110-1004015. Остановимся немного подробнее на классе поршня по наружному диаметру и классе отверстия под поршневой палец. Соответствующая информация сведена в таблицы.

Класс поршня по наружному диаметру	A	B	C	D	E
Диаметр поршня 82,0 (мм)	81,965-81,975	81,975-81,985	81,985-81,995	81,995-82,005	82,005-82,015
Диаметр поршня 82,4 (мм)	82,365-82,375	82,375-82,385	82,385-82,395	82,395-82,405	82,405-82,415
Диаметр поршня 82,8 (мм)	82,765-82,775	82,775-82,785	82,785-82,795	82,795-82,805	82,805-82,815

Интересно, что модели поршней ВАЗ 11194 и ВАЗ 21126 выпускаются только в трех классах — A, B и C. При этом размер шага соответствует 0,01 мм.

Таблица соответствия моделей поршня и моделей двигателя (марки) автомобилей ВАЗ.

Модель двигателя ВАЗ	Модель поршня
	2101	21011	2105	21213	2123	2108	21083	2110	2112	21124	21126	21128	11194
2101
21011
2103
2104
2105
2106
21073
2121
21213
21214
2123
2130
2108
21081
21083
2110
2111
21114
11183
2112
21124
21126
21128
11194

Отверстия под поршневой палец:

Класс отверстия под поршневой палец	1	2	3
Диаметр отверстия под поршневой палец(мм)	21,982-21,986	21,986-21,990	21,990-21,994

Что нужно знать, приобретая новые поршни?

При подборе нового поршня обязательно проверяйте, чтобы его диаметр в верхней части (на участке рядом с кольцами) был меньше диаметра в нижней, т.е. чтобы по форме он представлял собой конус.

Степень конусности поршней для разных двигателей зависит от их теплового режима – чем он выше, тем конусность больше. Причина в том, что поршень нагревается неравномерно (больше всего на днище, меньше всего – на юбке), и под воздействием температур конус превращается в правильный цилиндр.

На днище поршня указан его диаметр в районе поршневых колец. Однако при выборе новой детали лучше ориентироваться на другую, наибольшую величину – диаметр нижней части юбки. В этом случае обкатка пройдет быстрее и безопаснее.

Зазор между нижней частью юбки поршня и стенками цилиндра должен составлять от 0,05 до 0,1 мм. Точное значение зависит от объема цилиндра и указано в мануале двигателя.

Проверить правильность зазора между поршнем и цилиндром несложно опытным путем: детали нагревают до 150 С, после чего поршень опускают в гильзу и следят за его положением: при нормальном зазоре поршень не заклинивает и не падает, а плавно опускается под тяжестью собственного веса.

Выбирая поршни, обращайте внимание на фирму и материал. Дешевые алюминиевые комплекты от неизвестных производителей вряд ли прослужат долго. Недорогие сплавы, из которых изготавливают такие поршни, не содержат кремния (а именно он придает деталям прочность) и не имеют должного теплового расширения.

Поршни из качественных износостойких материалов обеспечат отличные рабочие характеристики двигателя и позволят существенно увеличить межсервисные интервалы.

Чтобы сделать ресурс поршней максимальным, некоторые производители обрабатывают их юбки специальными антифрикционными материалами. Сегодня подобные материалы доступны и для обычных автовладельцев.

Например, специальный состав – MODENGY Для деталей ДВС. Он подходит как для промышленного использования, так и для частных случаев нанесения.

Антифрикционное твердосмазочное покрытие (АТСП) с высокодисперсным дисульфидом молибдена и графитом предотвращает появление задиров на юбках поршня, может использоваться как для создания нового защитного слоя, так и для восстановления изношенного заводского покрытия.

Состав высыхает при комнатной температуре за 12 часов. Перед использование АТСП поверхности обязательно подготавливаются с помощью Специального очистителя-активатора MODENGY, который гарантирует отличную адгезию покрытия и долгий срок его службы.

Помимо юбок поршней антифрикционное покрытие MODENGY Для деталей ДВС применяется в на вкладышах распределительных и коленчатых валов, дроссельных заслонках, шлицевых соединениях, штоках клапанов.

Маркировка поршней

Калькулятор расчета рабочего объёма двигателя внутреннего сгорания

Калькулятор для расчета рабочего объема цилиндров двигателя автомобиля

Маркировка поршней позволяет судить не только об их геометрических размерах, но и материале изготовления, технологии производства, допустимом монтажном зазоре, товарном знаке производителя, направлении установки и многом другом. В связи с тем, что в продаже встречаются поршни как отечественного, так и импортного производства, то автовладельцы порой сталкиваются с проблемой расшифровки тех или иных обозначений. В данном материале собран максимум информации, позволяющий получить сведения об маркировке на поршне и разобраться что значат цифры, буквы и стрелки.

— Обозначение торговой марки, под который выпущен поршень.
2
— Заводской номер изделия.
3
— Диаметр увеличен на 0,5 мм, то есть, в данном случае это ремонтный поршень.
4
— Значение наружного диаметра поршня, в мм.
5
— Значение теплового зазора. В данном случае он равен 0,05 мм.
6
— Стрелка, указывающая направление установки поршня в сторону движения машины.
7
— Техническая информация производителя (необходима при обработке двигателя).

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

Обязательно снимите нагар с верхней части цилиндра (например, с помощью напильника), иначе вы не сможете вытащить поршень и определить его возможную неисправность.

• 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

Поршень, палец и бронзовая втулка верхней головки шатуна работают в тесном контакте, поэтому, как правило, подлежат замене вместе.

• 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

Информация на поверхности поршня

Обсуждения вопроса о том, что означает маркировка на поршнях стоит начать с того, какую вообще информацию производитель наносит на изделие.

1. Размер поршня. В некоторых случаях в маркировке на днище поршня можно найти цифры, означающие его размер, выраженный в сотых долях миллиметра. Пример — 83.93. Эта информация означает, что диаметр не превышает указанного значения с учетом допуска (группы допуска обсудим чуть ниже, у разных марок машин они отличаются). Замер производится при температуре +20°С.
2. Монтажный зазор. Другое его название — температурный (поскольку может изменяться вместе с изменением температурного режима в двигателе). Имеет обозначение — Sp. Приводится в дробных числах, означающих миллиметры. Например, обозначение маркировки на поршне SP0.03 говорит о том, что зазор в данном случае должен быть 0,03 мм с учетом поля допуска.
3. Товарный знак. Или эмблема. Производители таким образом не только идентифицируют себя, но и дают информацию мастерам о том, чьей документацией (товарными каталогами) необходимо пользоваться при подборе нового поршня.
4. Направление установки. Эта информация дает ответ на вопрос — на что указывает стрелка на поршне? Она «говорит» о том, каким образом должен быть смонтирован поршень, в частности, стрелка нарисована по направлению движения автомобиля вперед. На машинах, у которых двигатель расположен сзади вместо стрелки зачастую изображают символический коленчатый вал с маховиком.
5. Номер отливки. Это цифры и буквы, схематически указывающие на геометрические размеры поршня. Обычно такие обозначения можно встретить на европейских машинах, для которых элементы поршневой группы изготавливают такие компании как MAHLE, Kolbenschmidt, AE, Nural и прочие. Справедливости ради стоит отметить, что отливку в настоящее время используют все реже. Однако если нужно идентифицировать поршень по этой информации, то для этого необходимо воспользоваться бумажным или электронным каталогом конкретного производителя.

Технология замены колец

Силовые установки авто разных производителей имеют конструктивные особенности. Но, несмотря на это, алгоритм работ по замене для моторов одинаков.

Для выполнения замены потребуется стандартный набор ключей, емкости для слива тех. жидкостей и специальное приспособление для сжатия колец. Работы выполняются на смотровой яме.

Технология проведения работ:

1. Авто ставим на яму и обездвиживаем.
2. Сливаем технические жидкости (масло, антифриз).
3. Разбираем и снимаем привод ГРМ.
4. Отсоединяем впускной и выпускной коллекторы головки блока.
5. Выкручиваем крепежные болты головки блока и снимаем. После этого лучше сразу оценить состояние клапанов. При надобности ремонтируем головку с заменой маслосъемных колпачков.
6. Забираемся под авто и откручиваем поддон.
7. Откручиваем крышки шатунов (при этом их следует помечать, чтобы не перепутать, на какой шейке каждая из них стояла).
8. Находясь под авто выталкиваем поршни вместе с шатунами вверх (их тоже следует пометить).
9. Оцениваем состояние поршней и цилиндров.
10. Снимаем изношенные кольца, устанавливаем новые. Перед этим прочищаем канавки от нагара.
11. Садим поршни на место, используя приспособление для сжимания колец.
12. Собираем двигатель обратно.

Рекомендуем: Замена стеклоподъемника передней двери ВАЗ 2101, 2106 своими руками

Выше описан алгоритм работ, но у каждого авто есть особенности конструкции, которые влияют на технологию замены.

Обкатка двигателя после замены поршневой

Замена поршневой группы всегда сопровождается обкаткой или проверкой работоспособности двигателя. Делается это просто — мотор запускается на холостых оборотах. Если в течение 5-10 минут работы нет спада оборотов и других признаков нестабильности, проводится обкатка на 2-3 тыс. километров (дизельные агрегаты обкатываются не менее 8-10 тыс. км). Желательно проводить её на третьей скорости. Перед обкаткой рекомендуется проверить состояние АКБ — она должна быть заряженной на 90-100%. И самое главное — первые 300 км рекомендуется преодолеть за один заезд по загородной трассе!

Совет, как избежать проблем во время первого заезда. Двигатель авто после замены поршневой нужно хорошо прогреть, а для этого лучше сделать так. Сначала дать ему поработать на холостых оборотах до 80 градусов. Затем остановить мотор, дать остыть до 40 градусов. Снова запустить на ХХ, дав прогреться до 80°. Процедуру повторить 8-10 раз.

В ходе обкатки запрещено:

• сильно нагружать автомобиль — например, сажать пассажиров или брать на буксир;
• резко ускоряться;
• ехать в гору;
• повышать обороты выше 3000/мин;
• тормозить двигателем;
• передвигаться на пониженных оборотах;
• ездить на недостаточно прогретом моторе.

Что даёт обкатка. Она позволяет новым деталям мотора после замены поршневой без лишних перегрузок приработаться. На СТО обкатка часто проводится посредством стенда. К двигателю машины после замены поршневой подключается электродвигатель, который и «притирает» его. В домашних условиях это делается прямо на машине, описанным выше способом.

Основные причины выхода поршней из строя

Поршень представляет собой подвижный элемент, перемещающийся между нижней и верхней точкой цилиндра. Движение поршня возникает вследствие давления газов при сгорании воздушно-топливной смеси.

В процессе работы поршень нагревается и существенно увеличивается в размерах из-за расширения металла. Избежать заклинивания внутри цилиндра позволяет консусообразная конструкция детали. Максимально увеличенная в диаметре нижняя часть поршня (юбка) нагревается и расширяется не так сильно, как головка. В результате при высоких температурах поршень приобретает цилиндрическую форму и свободно перемещается внутри цилиндра.

Охлаждению поршней способствует циркуляция моторного масла. При его дефиците ЦПГ перегревается, поршни увеличиваются в размерах и испытывают повышенное трение о стенки цилиндров. В результате на взаимодействующих поверхностях появляются многочисленные задиры, могут возникнуть заедания и заклинивания.

Возможные причины перегрева поршней:

• Нарушение циркуляции моторного масла и охлаждающей жидкости
• Выход из строя термостата
• Засорение радиатора
• Повреждение помпы
• Неисправность вентилятора охлаждения

При недостатке смазки поршневой палец приобретает синий цвет, в зоне бобышек возникают зазоры. Перегрев головки поршня между нижней частью поршня и верхней канавкой компрессионного кольца ведет к образованию задиров.

Подобные неисправности могут появляться не только из-за общего перегрева двигателя, но и по причине использования несоответствующего (низкооктанового) топлива, нарушения регулировки топливных форсунок, неисправности системы зажигания и т.д.

Чрезмерно высокая температура в ЦПГ может привести к разрушению поршневых колец и их посадочных мест, появлению трещин, оплавлению днищ и прочим повреждениям, полностью выводящим поршни из строя.

Источник