Зазор поршневых колец


Проверка цилиндров, поршней и поршневых колец

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.

Рис. 2.137. Схема измерения и измерение диаметра цилиндра в продольном и поперечном направлении двигателя: a – 50 мм; b – 95 мм
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. Номинальное значение: 78,000–78,014 мм. Предельное значение: 78,114 мм. Допуск конусности и овальности: 0,10 мм.
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.
Проверьте поршень на наличие повреждений и трещин. Поврежденный или дефектный поршень должен быть заменен.
Рис. 2.138. Измерение диаметра поршня
Как показано на рисунке 2.138, диаметр поршня должен измеряться в положении «a» от конца юбки поршня в направлении, перпендикулярном поршневому пальцу. 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.
Рис. 2.139. Измерение зазора между поршнем и цилиндром
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
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.
Рис. 2.140. Измерение зазора между поршневым кольцом и канавкой: а – 19,5 мм
Если зазор – отличается от нормы, замените поршень. 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.
Рис. 2.141. Измерение зазора в замке поршневого кольца: а – 120 мм
Удалите нагар и очистите верхнюю часть цилиндра перед установкой поршневого кольца.
Зазор в замке поршневого кольца

Какой допустимый тепловой зазор в замке поршневых колец?

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

Для чего нужен зазор?

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

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

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

Каким он должен быть?

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

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

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

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

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

  1. Регуляция температуры. Это одна из важнейших функций, поскольку большая масса тепла, которое поглощается поршнем в период сгорания, будет отводиться. Если такого отвода тепла не будет – поршень расплавится за считанные секунды.
  2. Давление. Основная функция состоит в том, чтобы уплотнять. И полная реализация этой характеристики возможна только при соответственном давлении. Когда давление появляется, оно влияет на поршневые круги, а они в свою очередь прижимается к стенкам цилиндра. Чтобы прижатие было равномерным – необходимо равномерное распределение и правильный зазор в поршневых кольцах.
  3. Надежность и подача масла – маслосъемные. У них есть две маслосъемных перемычки, которые отвечают за необходимое количество подачи масла в размере 1-2 мкм. Если масло подается правильно – тогда расход его не большой, так же как и расход горючего. При этом будет максимально соблюдаться правило износа и срок службы будет увеличиваться.

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

Видео “Проверка зазора в замке поршневого кольца”

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

Зазор в замке поршневых колец

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

Зачем нужен зазор в замке поршневых колец?

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

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

  1. между стенкой цилиндра и движущимся поршнем надо выдержать зазор, позволяющий полностью использовать величину возникающего избыточного давления в камере сгорания;
  2. при этом необходимо обеспечить их минимальный контакт для снижения износа деталей;
  3. масло, используемое для смазки, должно создавать нормальные условия работы отдельных деталей, и в то же время надо исключить его попадание в камеру сгорания;
  4. необходимо обеспечить отвод тепла от поршня на стенки блока цилиндров.

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

Как работают и зачем нужны тепловые зазоры поршневых колец

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

Само название говорит об их назначении:

  • уплотнительные служат для обеспечения герметичности камеры сгорания, предупреждая проникновение из нее продуктов сгорания в картер двигателя;
  • маслосъемные предназначены для удаления излишней смазки со стен цилиндра.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Тепловой зазор поршневых колец

Основные размеры шатунно-поршневой группы я дам вам сейчас ниже на рисунке

Поршень — алюминиевый литой. По наружному диаметру поршни разбиты на пять классов (А, В, С, D, Е) через 0,01 мм. Наружная поверхность поршня имеет сложную форму. Поэтому измерять диаметр поршня необходимо только в плоскости, перпендикулярной поршневому пальцу, на расстоянии 55 мм от днища поршня.

Основные размеры шатуна Ваз 2109 — 2115

По диаметру отверстия под поршневой палец поршни подразделяются на три класса (1, 2, 3) через 0,004 мм.

Классы диаметров поршня и отверстия под поршневой палец клеймятся на днище поршня (рис. 4).

Поршень — алюминиевый литой. По наружному диаметру поршни разбиты на пять классов (А, В, С, D, Е) через 0,01 мм. Наружная поверхность поршня имеет сложную форму. Поэтому измерять диаметр поршня необходимо только в плоскости, перпендикулярной поршневому пальцу, на расстоянии 55 мм от днища поршня.

Размеры поршневых колец Ваз 2109 — 2115

По диаметру отверстия под поршневой палец поршни подразделяются на три класса (1, 2, 3) через 0,004 мм.

Классы диаметров поршня и отверстия под поршневой палец клеймятся на днище поршня.

Маркировка поршня Ваз 2109 – 2115

Таблица номинальных размеров цилиндров и поршней

Размерная группа Модель двигателя Ваз 2109 — 21099 Модель двигателя Ваз 2113 — 2115
Диаметр цилиндра мм Диаметр поршня мм Диаметр цилиндра мм Диаметр поршня мм
A 76,00 – 76,01 75,965 — 75,975 82,00 – 82,01 81,965 – 81,975
B 76,01 – 76,02 75,975 — 75,985 82,01 – 82,02 81,975 – 81,980
C 76,01 – 76,03 75,985 — 75,995 82,02 – 82,03 81,980 – 81,985
D 76,03 – 76,04 75,995 — 76,000 82,03 – 82,04 81,985 – 81,995
E 76,04 – 76,05 76,000 — 76,005 82,04 – 82,05 81,995 – 82,000

По массе поршни сортируются на три группы: нормальную, увеличенную и уменьшенную на 5 г. Этим группам соответствует маркировка на днище поршня: «Г», «+» и «—».

На двигателе все поршни должны быть одной группы по массе. Поршни ремонтных размеров изготавливаются с увеличенным на 0,4 и 0,8 мм наружным диаметром.

Увеличению на 0,4 мм соответствует маркировка в виде треугольника, а увеличению на 0,8 мм — в виде квадрата. Стрелка на днище поршня показывает, как правильно ориентировать поршень при его установке в цилиндр. Она должна быть направлена в сторону привода распределительного вала.

Маркировка шатуна: 1 – класс шатуна по массе и по отверстию в верхней головке. 2 – номер цилиндра

Поршневой палец — стальной полый, плавающего типа, свободно вращается в бобышках поршня и втулке шатуна. В отверстии поршня палец фиксируется двумя стопорными кольцами. По наружному диаметру пальцы подразделяются на три класса через 0,004 мм. Класс маркируется краской на торце пальца: синяя метка — первый, зеленая — второй, а красная — третий класс.

Места, на которых допускается удалять металл, при подгонке головок шатуна

Поршневые кольца изготовлены из чугуна. Верхнее компрессионное кольцо — с хромированной бочкообразной наружной поверхностью. Нижнее компрессионное кольцо скребкового типа. Маслосъемное кольцо — с хромированными рабочими кромками и с разжимной витой пружиной. На кольцах ремонтных размеров ставится цифровая маркировка «40» или «80», что соответствует увеличению наружного диаметра на 0,4 или 0,8 мм.

Шатун — стальной, кованый. Шатун обрабатывается вместе с крышкой и поэтому они в отдельности невзаимозаменяемы. Чтобы при сборке не перепутать крышки и шатуны, на них клеймится номер 2 (рис. 5) цилиндра, в который они устанавливаются. В верхнюю головку шатуна запрессована сталебронзовая втулка.

По диаметру отверстия этой втулки шатуны подразделяются на три класса через 0,004 мм. Номер класса 1 клеймится на крышке шатуна. По массе верхней и нижней головок шатуны подразделяются на классы, маркируемые либо буквой, либо краской на крышке шатуна. На двигатель должны устанавливаться шатуны одного класса по массе.

Классы шатунов по массе верхней и нижней головок
Масса головок шатуна, г Класс Цвет маркировки
верхней нижней

184+2

489+3

495+3 501+3

Ф

Л

Б

Красный

Зеленый

188+2 489+3

495+3 501+3

Х

М

В

192+2 489+3

495+3 501+3

Ц

Н

Г

Голубой

Подгонять массу шатунов можно удалением металла с бобышек на верхней головке и на крышке до минимальных размеров 33 и 32 мм (рис. 6). После удаления металла с крышки шатуна на ней необходимо клеймить классы шатуна по отверстию под поршневой палец и по массе.

Обзор популярных моделей поршневых колец ВАЗ 2109 – 2115

Фирм, которые изготовляют поршневые кольца много, а так же много и подделок и все их просмотреть просто не хватает времени. Поэтому давайте рассмотрим тех производителей поршневых колец, которые отличаются от других нормальным качеством и ценой. Первое что хочу порекомендовать, это поршневые кольца фирмы «SM».

Поршневые кольца фирмы «SM

А так же

Поршневые кольца от фирмы «Mahle».

Эти фирмы выпускают поршневые кольца для Вазовских автомобилей разного диаметра и прекрасно нам подходят. Производят их, скорее всего, в Китае, потому как оригинальные будут стоить на много дороже. Но это не означает что всё так плохо, качество у них отличное. Я рекомендую всё же кольца фирмы «SM», потому что цена у них на много меньше, чем у «Mahle», а качество одинаковое так зачем платить больше и переплачивать за бренд.

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

Нижние маслосъемные кольца металлические наборные.графии слева «SM», а справа «Mahle».

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

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

Тепловой зазор в замке поршневых колец

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

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

Внимание! К поршням предъявляются особенно высокие требования, так как они взаимодействуют с инертными газами.

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

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

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.

Внимание! Результатом теплового расширения является то, что пространство между частями механизмов постепенно исчезает.

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.

Важно! Ещё одно свойство поршневых колец заключается в обеспечении дополнительного уплотнения конструкции.

Каким должен быть зазор

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

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

Внимание! Чтобы цилиндр и кольца нормально работали тепловое пространство должно быть не более 0,6 мм. Значение также имеет и нижнюю границу. Она не может быть меньше 0,3 мм.

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

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

Роль поршневых колец в эксплуатации двигателя

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

  1. Температура. От этого параметра зависит сама возможность работы системы. Если температура будет слишком высокой, то поршень расплавится за несколько секунд.
  2. Давление. В данном случае поршневые кольца играют роль уплотнителей. Само собой, что без правильного зазора эта функция будет трудноосуществимой. При возникновении давления, круги прижимаются к плоскости цилиндра. Правильный зазор позволяет максимально стабильно распределить силу давления.
  3. Подача масла. За этот параметр отвечают маслосъемные поршневые кольца. У них есть две перемычки. Именно они регулируют подачу субстанции в нужном количестве. Обычно данный параметр устанавливается на показателе в 1- 2 мкм. При оптимальной подаче уменьшается потребление бензина.

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

Какой тепловой зазор у поршневых колец

Поршень перемещается внутри цилиндра, воспринимая давление воспламенения смеси в камере сгорания. Для этого выдерживается интервал между поршнем и зеркалом гильзы. Этого требует снижение трения, уменьшение износа деталей поршневой группы. При этом моторное масло призвано минимизировать выработку трущихся сочленений, исключая просачивание смазки под поршень. Важной функцией остаётся отвод тепла на стенки цилиндра.

Функции поршневых колец

Поршневые кольца предназначены выполнять функции:

  1. Герметизация поршневого пространства, с сохранением давления верхними компрессионными кольцами.
  2. Отвод тепла от стенок гильзы.
  3. Снижение расхода масла.

Проверка зазора в замках внутри цилиндров

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

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

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

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

О тепловом зазоре

Поршневые кольца

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

Для чего же нужен тепловой фактор?

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

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

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

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

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

Требования к тепловому зазору

Функциональные требования к тепловому зазору предусматривают:

  • Отвод тепла от поршня в момент воспламенения смеси. В противном случае поршень выгорит под температурой камеры сгорания.
  • Функция уплотнения поршневого пространства. Появляющееся давление должно равномерно прижимать кольца к стенкам цилиндра. Достижение такового прикасания требует установки правильного расстояния.
  • Требования к маслосъёмным кругам, отвечающим за подачу нужного количества смазывающего материала. Соблюдение этого правила сохраняет расход масла, бензин на уровне заводских норм.

Параметры

Выставленные зазоры на кольцах

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

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

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

Зазор измеряется щупом и регламентируется величиной 0,2-0,5 мм. Для двигателей модели ВАЗ на уплотнительных кольцах предусмотрена величина 0,25-0,04 мм. Маслосъёмные имеют 0,25-0,5 мм.

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

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

Памятка

Замок на сепараторе покрашен в голубой цвет

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

Выводы

Правильно подобранные и грамотно уложенные по месту кольца гарантируют длительный срок эксплуатации.

Зазор на поршневых кольцах: промеряем и оцениваем

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

Зачем на поршне три кольца?

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

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

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

Промер зазора нельзя выполнить, не имея доступа к блоку цилиндров

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

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

Техника промера

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

  1. Поднесите кольцо к боковой поверхности цилиндра;
  2. Установите кольцо внешней стороной в ту прорезь, которая для него предназначена;
  3. При помощи комплекта щупов определите величину зазора (см. рис.).

На схеме показано, как нужно измерять вертикальный зазор.

Именно так всегда промеряют осевой зазор колец

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

Зазор промеряют, когда кольцо зажато стенками цилиндра

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

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

Номиналы для разных ДВС Lifan

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

Solano 620

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

  • Верхнее компрессионное: 0,250 – 0,450 (1,050);
  • Нижнее компрессионное (AE-92, AT-180): 0,150 – 0,400 (1,000);
  • Нижнее компрессионное (AE-101, AT-190): 0,350 – 0,600 (1,200);
  • Маслосъёмное: 0,100 – 0,500 (1,100).

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

Кроссовер X60

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

  • Верхнее компрессионное: 0,250 – 0,450 (1,050);
  • Нижнее компрессионное: 0,350 – 0,600 (1,200);
  • Маслосъёмное: 0,150 – 0,500 (1,050).

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

Видео с инструкцией: выполняем промер зазоров сами

Какой допустимый тепловой зазор в замке поршневых колец?

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

Для чего нужен зазор?

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

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

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

Каким он должен быть?

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

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

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

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

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

  1. Регуляция температуры. Это одна из важнейших функций, поскольку большая масса тепла, которое поглощается поршнем в период сгорания, будет отводиться. Если такого отвода тепла не будет – поршень расплавится за считанные секунды.
  2. Давление. Основная функция состоит в том, чтобы уплотнять. И полная реализация этой характеристики возможна только при соответственном давлении. Когда давление появляется, оно влияет на поршневые круги, а они в свою очередь прижимается к стенкам цилиндра. Чтобы прижатие было равномерным – необходимо равномерное распределение и правильный зазор в поршневых кольцах.
  3. Надежность и подача масла — маслосъемные. У них есть две маслосъемных перемычки, которые отвечают за необходимое количество подачи масла в размере 1-2 мкм. Если масло подается правильно – тогда расход его не большой, так же как и расход горючего. При этом будет максимально соблюдаться правило износа и срок службы будет увеличиваться.

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

Видео «Проверка зазора в замке поршневого кольца»

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

Как проверить тепловой зазор поршневых колец: рекомендации специалиста

При капитальном ремонте двигателя очень часто возникают вопросы о выборе правильного теплового зазора. Поршневые кольца с слишком большим зазором в замке и по оси будут работать неправильно. Но еще хуже, если зазор был взят слишком маленьким. В этом случае двигатель долго работать не будет и уже через несколько тысяч километров вновь попросится на переборку. Давайте поговорим о том, как правильно подобрать тепловой зазор поршневых колец и каким он, собственно, в идеале должен быть.

Общие сведения и понятия

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

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

Каков тепловой зазор поршневых колец ВАЗ?

Прежде чем перейти непосредственно к цифрам, хотелось бы отметить, что замер зазора должен выполняться на непрогретой детали. При этом обязательно следует помещать кольцо в цилиндр. Для определения параметра используются специальные щупы или планки. В большинстве случаев допустимое значение зазора колеблется от 0,25 до 0,5 мм. Но в зависимости от типа мотора и его модификации эти данные могут отличаться, поэтому предварительно рекомендуется свериться с документацией ДВС.

Какой тепловой зазор поршневых колец должен быть на автомобилях ВАЗ? Для компрессионных колец он должен быть в диапазоне 0,25-0,4 мм, а для маслосъёмного кольца — 0,25-0,5 мм. Опять же, эти показатели могут несущественно отличаться, поэтому необходимо ориентироваться на конкретную модель двигателя.

Технология выполнения замеров

Первое, что необходимо сделать, это поднести кольцо к боковой части цилиндра. Затем его внешнюю часть поместить в отведенную канавку. Дальше понадобится комплект планок, с помощью которых и определяется зазор. Если же кольцо находится непосредственно внутри цилиндра, то замеры необходимо проводить отдельно, так как расстояние между концами может изменяться.

Первое, что необходимо сделать, это поместить поршневое кольцо в моторное масло. Качество последнего особого значения тут не имеет, так как в процессе эксплуатации сгорит абсолютно все. Дальше кольцо сдвигается по стенке цилиндра. Причем это необходимо делать только в том цилиндре, где это кольцо будет в дальнейшем использоваться. Особенно удобно выполнять такой расчет, если поршень уже демонтирован. В случае недавней проточки блока достаточно сдвинуть кольцо на 3-5 мм, примерно на то место, где оно будет находиться в процессе эксплуатации ДВС. После этого используем комплект щупов (планок) и получаем необходимые значения. Пользуйтесь «мануалом», когда подбираете зазор поршневых колец. Дизель «Форд Эскорт» 1,6, к примеру, должен иметь зазор 0,3-0,5 мм для верхних компрессионных колец и 0,2-0,45 мм для маслосъёмного.

Комплексный ремонт ЦПГ

Так называемая «капиталка» двигателя подразумевает полную дефектовку цилиндро-поршневой группы, ведь именно она подвержена наибольшим тепловым нагрузкам в процессе работы. Следовательно, поршни, компрессионные и маслосъёмные кольца также подвергаются повышенному износу. В некоторых случаях, когда кольца еще не достигли критического износа, их оставляют. На большинстве современных ДВС зазор в 1 мм считается уже критическим, и в этом случае необходима замена колец. Так вот, при капремонте двигателя рекомендуется поменять все кольца на поршнях, даже если они еще и подходят. Нужно это для того, чтобы через 50 000 километров опять не разбирать мотор.

Стоит также понимать, что далеко не всегда зазор для первого и второго компрессионного кольца одинаков. Ярким примером тому служит отечественная тяжелая техника. К примеру, тепловой зазор поршневых колец «КамАЗ» должен выглядеть следующим образом:

  • первое компрессионное кольцо — 0,20-0,40 мм (новое);
  • второе — 0,30-0,50 (новое);
  • маслосъёмное 0,25-0,50 (новое).

При этом допустимый износ для всех типов колец не должен превышать 1 мм. Даже 0,9 мм уже можно считать критическим. Хотя нередко и без разборки ЦПГ понятно, что кольца просятся на замену.

Повысился расход масла

Большинство современных производителей автомобилей увеличивают зазоры поршневых колец в своих двигателях. Если для некоторых типов ДВС критическим является 1 мм, но на новом моторе от «БВМ» или «Ауди» 1-2 мм — это зазор новых колец двигателя без пробега. Тут необходимо разобраться с одним немаловажным моментом.

Дело в том, что при сгорании топливно-воздушной смеси образуются газы, которые попадают в канавку поршня. Соответственно, они начинают создавать давление с внутренней стороны кольца, обеспечивая его прижим к стенке цилиндра.

Именно поэтому при работе ДВС на холостых и малых оборотах прижимное усилие не такое большое, как при высоких нагрузках. Обусловлено это тем, что количество газов в камере сгорания существенно отличается. Второе компрессионное кольцо отчасти выполняет задачу маслосъёмного, снимая пленку с цилиндра. Если оно изношено, то расход смазки увеличивается в разы, особенно на холостых и малых оборотах двигателя.

Тепловой зазор поршневых колец ВАЗ-21083

Отечественный автомобиль 2108, более известный как «восьмерка» или «зубило», не может похвастаться крайне надежным двигателем. Хотя он при должном обслуживании и бегает достаточно много. Тем не менее при капитальном ремонте необходимо особое внимание уделить тепловому зазору. Многие не придают этому значения и оставляют старые кольца. Но такой капитальный ремонт не принесет ожидаемых результатов, особенно если переборка двигателя выполнялась из-за повышенного расхода масла.

Тут есть несколько характерных особенностей. В частности, максимально допустимый зазор во всех кольцах — всего 0,15 мм. При этом номинальный для 1-го компрессионного составляет 0,04-0,075 мм, для второго — 0,03-0,065 мм, а для маслосъёмного — 0,02-0,055 мм. Тут необходимо добиться очень высокой точности. Наиболее оптимальный вариант — промерить канавки на поршне и кольца. Для этого можно воспользоваться микрометром и набором щупов. Замеры на поршне необходимо выполнять в нескольких местах по окружности.

Несколько важных нюансов

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

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

Чем плох маленький зазор

Казалось бы, что для достижения хорошей компрессии необходим зазор как можно меньше. В этом случае и масло сгорать не будет. Все это верно лишь отчасти. Дело в том, что если при расширении зазор станет меньше допустимого, то произойдет нарушение теплообмена. Отчасти это обусловлено повышенным трением колец о цилиндр. В итоге появляются задиры, ускоряется износ цилиндра и кольца. В конце концов компрессионные кольца не создают должного давления, а маслосъёмные оставляют масло на цилиндрах. Спустя некоторое время теряется мощность двигателя, возрастает расход смазочного материала и ухудшается стабильность работы ДВС.

Подведем итоги

Как вы видите, крайне важно знать, какой необходим зазор поршневых колец для определенного типа двигателя. Каждый производитель указывает номинальные и допустимые значения. Их и рекомендуется придерживаться. Если при проведении капитального ремонта кольцо изношено, скажем на 50%, то его лучше заменить на новое.

Не так страшен увеличенный, нежели уменьшенный зазор. Из-за последнего повышается температура в камере сгорания, наносятся механические повреждения цилиндру. Все это в дальнейшем выливается в серьезные затраты. Чтобы ничего подобного не случилось, необходимо правильно подбирать зазор поршневых колец и руководствоваться только проверенными источниками. В инструкции по эксплуатации и ремонту каждого автомобиля указаны необходимые вам данные, их и стоит применять на практике.

Зазор на поршневых кольцах: промеряем и оцениваем

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

Зачем на поршне три кольца?

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

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

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

Промер зазора нельзя выполнить, не имея доступа к блоку цилиндров

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

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

Техника промера

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

  1. Поднесите кольцо к боковой поверхности цилиндра;
  2. Установите кольцо внешней стороной в ту прорезь, которая для него предназначена;
  3. При помощи комплекта щупов определите величину зазора (см. рис.).

На схеме показано, как нужно измерять вертикальный зазор.

Именно так всегда промеряют осевой зазор колец

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

Зазор промеряют, когда кольцо зажато стенками цилиндра

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

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

Номиналы для разных ДВС Lifan

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

Solano 620

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

  • Верхнее компрессионное: 0,250 – 0,450 (1,050);
  • Нижнее компрессионное (AE-92, AT-180): 0,150 – 0,400 (1,000);
  • Нижнее компрессионное (AE-101, AT-190): 0,350 – 0,600 (1,200);
  • Маслосъёмное: 0,100 – 0,500 (1,100).

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

Кроссовер X60

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

  • Верхнее компрессионное: 0,250 – 0,450 (1,050);
  • Нижнее компрессионное: 0,350 – 0,600 (1,200);
  • Маслосъёмное: 0,150 – 0,500 (1,050).

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

Видео с инструкцией: выполняем промер зазоров сами

Тепловой зазор поршневых колец

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

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

  1. Больше всего нагревается днище поршня – если стенки цилиндра легко рассеивают тепло через систему охлаждения, а прилегающая к ним юбка также имеет близкую температуру, то днище может только передавать тепло юбке и кольцам. Поэтому поршень всегда имеет близкую к конусу форму – чем ближе к днищу, тем меньше диаметр, так как тепловое расширение при работе мотора  в этой зоне выше. На заре ДВС так и рассчитывалась геометрия поршня – цилиндрический поршень работал до заклинивания, зачищался в затертых местах и снова устанавливался в мотор, пока таким образом не приобретал нужную конусность.
  2. Износ цилиндрического поршня, который не имеет уплотнений, привел бы к резкому росту утечек через увеличенный зазор.  Поэтому используются компрессионные поршневые кольца: за счет своей упругости они прижимаются к стенкам цилиндра и  обеспечивают компрессию при холодном запуске.
  3. Количество смазки на стенках цилиндра после хода поршня остаётся минимальным, чтобы избежать угара масла. Чтобы «счищать» смазку со стенок цилиндра, необходимы маслосъемные кольца – основное, которое предназначается именно для этой цели, и нижнее компрессионное, которое имеет асимметричную форму и работает как бы «скребком».
Видео: Теория ДВС: Поршневые кольца (часть 2)

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

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

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

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

Зазор в замке

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

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

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

Сравним величины номинального зазора для разных двигателей:

  • ВАЗ-2108: 0,25-0,45 мм;
  • ГАЗ-24: 0,25-0,6 мм;
  • Honda CR-V (мотор K20A4): 0,2-0,35 мм.

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

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

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


Смотрите также