Тепловой зазор поршневых колец: зачем нужен и каким должен быть?

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!

Как влияет тепловой зазор поршневых колец на расход масла

В последнее время среди производителей наблюдается тенденция к увеличению тепловых зазоров компрессионных поршневых колец. Зазоры на таких кольцах находятся в диапазоне от 1 до 2 мм. Обычно такой увеличенный зазор актуален для второго компрессионного кольца.

Дело в том, что прижим поршневых колец (как первого верхнего, так и второго компрессионного) практически полностью зависит не от степени упругости самого кольца, а от давления, которое возникает во время сгорания заряда топливно-воздушной смеси в рабочей камере. Отработавшие газы попадают в канавки на поршне, после чего оказываются на обратной стороне колец. В результате происходит увеличение прижимного усилия колец к стенке цилиндра. Наиболее сильно газы воздействуют на первое (верхнее) компрессионное кольцо, а также влияют на прижим второго компрессионного поршневого кольца.

С учетом вышесказанного необходимо отметить, что в режиме работы двигателя на холостом ходу и малых нагрузках давление газов заметно слабее по сравнению с режимом средних и максимальных нагрузок. По этой причине компрессионные поршневые кольца не так сильно прижаты к стенке цилиндра на таких режимах работы ДВС.

Следует добавить, что второе компрессионное кольцо также частично снимает масло. Получается, недостаточное давление и слабое прилегание вызывает повышение расхода моторного масла на холостых оборотах и при минимальных нагрузках на мотор.

Для уменьшения расхода масла производители выполняют увеличение тепловых зазоров поршневых колец. Через увеличенные зазоры газы даже под относительно небольшим давлением намного активнее проникают в кольцевую канавку, после чего попадают на обратную сторону кольца.

Прижим колец улучшается, герметизация камеры сгорания остается на приемлемом уровне, при этом расход масла удается снизить. Единственным недостатком увеличенного зазора колец можно считать большее количество газов, которые попадают в картер через увеличенные зазоры.

Выбор поршневых колец

Как правило, фирм, изготовляющих поршневые кольца, пруд пруди. Но это не значит, что все они выпускают качественную продукцию. Среди массы всевозможных моделей колец немало и подделок.
Рассмотрим мы такие, которые отличаются более высоким качеством. Самыми популярными среди знатоков и специалистов автомобильного мира считают поршневые кольца фирмы «SM».

Данная фирма выпускает кольца, которые идеально подходят для Вазов. Производят их, скорее всего, в стране поднебесной, но существуют и оригинальные версии, стоящие в несколько раз дороже.
Стоит отметить, что даже если это будет продукция из Китая, покупать ее стоит.
Среди преимуществ данных видов колец можно выделить:

  • омедненное верхнее компрессионное кольцо;
  • чугунное нижнее компрессионное кольцо черного цвета;
  • кольца металлические маслосъемные.

Существуют, конечно же, и другие производители, но желательно остановится именно на этой, чтобы уберечь себя от подделок и некачественной продукции.

Диагностика

В принципе, она сводится к следующему: замене старых колец новыми. В процессе работы поршни трутся к цилиндрам, набивая свой след.
Если установить на новые цилиндры старые кольца, то они не будут притираться, что естественно отразится на работе мотора. Совершенными бывают кольца, имеющие идеальную круглую форму, то бишь новые.
Старые же остается лишь выбросить.

Замена поршневых колец

На автомобилях ВАЗ, впрочем, как и на всех других моделях легковых автомашин, одни лишь поршневые кольца целесообразно менять только в том случае, если:

  • в цилиндрах нет выработки;
  • не имеет следов повреждения их внутренняя поверхность.

При значительном износе гильз требуется их расточка, а если до этого уже был последний размер, требуется перегильзовка блока цилиндров. Заменить ПК можно на любом вазовском моторе, не снимая ДВС, для этого потребуется снятие ГБЦ и масляного картера. ПК меняют в том случае, если зазор в стыках у них не превышает 1 мм.

Для примера рассмотрим замену поршневых колец на автомобиле ВАЗ-2114 с 8-клапанным ДВС, такую работу необходимо проводить на яме или автоподъемнике:

  • выключаем зажигание, ставим КПП на нейтральную передачу, скидываем с АКБ минусовую клемму;
  • сливаем тосол, снимаем корпус воздушного фильтра вместе с патрубком (гофрой инжектора);
  • снимаем клапанную крышку, распредшестерню, ослабляем ремень ГРМ и отводим его в сторону;
  • отсоединяем от ГБЦ вв провода, патрубки системы охлаждения, откручиваем болты головки;
  • раскручиваем гайки приемной трубы глушителя;
  • полностью освобождаем ГБЦ от всех креплений, которые мешают ее снять, производим съем головки блока;
  • если под двигателем есть защита, демонтируем ее;
  • подставляем емкость под поддон двигателя, отворачиваем пробку на картере, сливаем масло;
  • снимаем нижний лючок корпуса КПП (три болтика);
  • головкой с воротком на 10 или торцевым ключом откручиваем все болты масляного поддона;
  • демонтируем поддон, снимаем маслоприемник;
  • отворачиваем гайки шатунов, снимаем нижние шатунные крышки, аккуратно выбиваем поршни с шатунами наверх. Поршни следует выбивать через выколотку из мягкого металла или через деревянный брус. Сначала нужно аккуратно выбить шатунный болт, не повредив на нем резьбу, затем выколотку наставить на торец шатуна – ни в коем случае нельзя бить по вкладышам или посадочному месту под ними;
  • шатуны рекомендуется вынимать по одному, и сразу же на них наживлять крышки, между собой крышки путать нельзя, они назад ставятся строго по своим местам, и обязательно замок к замку;
  • снимаем с поршней ПК, обломком старого кольца чистим поршневые канавки до чистого металла. Обязательно проверяем чистоту канавки по кругу, кокса в ней оставаться не должно;
  • устанавливаем в канавки новые кольца, начинаем с нижнего МПК, затем ставим среднее компрессионное ПК, и в последнюю очередь верхнее. Для установки можно воспользоваться специальным приспособлением, но все же кольца удобнее ставить руками. Если МПК чугунные, их нельзя гнуть по своей оси, можно только аккуратно раздвигать. Компрессионные кольца выгибать тоже нужно аккуратно, по минимуму;
  • устанавливаем на место поршень с помощью специальной оправки, забиваем деревянной ручкой молотка либо латунной или бронзовой выколоткой;
  • ставим по одному поршню-шатуну, и тут же крепим на каждый шатунную крышку. Затяжку гаек шатунов следует выполнять динамометрическим ключом, усилие – от 4,5 до 5,5 кг;
  • затем ставим все на место – маслоприемник, поддон двигателя, головку блока. Заливаем в радиатор тосол, масло в картер, для проверки запускаем мотор. После замены ПК ДВС может поначалу дымить и расходовать масло – движок необходимо обкатать приблизительно 2 тыс. км. Бывает так, что при кажущемся нормальном состоянии гильз ДВС продолжает дымить даже после замены колец после обкатки. В таком случае придется растачивать цилиндры и устанавливать ремонтную поршневую группу.

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.

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.

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:

  • 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.
  • 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.
  • 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.

    Функции поршневых колец

    Поршневые кольца предназначены выполнять функции:

  • Герметизация поршневого пространства, с сохранением давления верхними компрессионными кольцами.
  • Отвод тепла от стенок гильзы.
  • 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.

    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.

    Что происходит с зазором

    Не обязательно проблемы с зазором между поршнем и цилиндром будут причиной какой-либо неправильной работы или установки деталей.

    Чаще всего данная проблема возникает при нормальной обычной работе двигателя. Здесь все дело в высоких температурах, которые имеют место быть при работе движка.

    При быстром движении и высокой температуре рано или поздно смазка подсыхает. В следствие этого поршень подстирается и зазор уменьшается.

    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 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.

    Нормы компоновки поршней с цилиндрами

    Перед тем, как начать регулировку зазора, следует знать, что есть некоторые нормы, по которым и определяется, какой зазор должен быть между поршнем и цилиндром.

    По данным стандартам вычисляется, насколько поршень и цилиндр соответствуют друг другу.

    Для определения данных нормативов существуют специальные таблицы. В них в точности указано, какие именно поршни должны быть при цилиндрах того или иного диаметра.

    Как самостоятельно определить

    Определение зазора между цилиндром и юбкой поршня требуется только в том случае, если неисправность замечена вами. То есть вы слышите стучащий звук каждый раз при прогреве, а затем он исчезает.

    При этом уже становится понятно, что проблема здесь будет не только с зазором. Скорее всего потребуется капитальный ремонт двигателя.

    Как провести замену поршневых колец на Ваз

    Итак, прежде чем переходить к процессу под названием замена поршневых колец ваз 21083, необходимо разобрать сам двигатель. Для начала его нужно снять с автомобиля, а уже затем приступить к разбору.
    На том, как снимать двигатель мы останавливаться не будем, а перейдем непосредственно к его разбору.

    Разбор двигателя Ваз

    Для начала следует закрепить двигатель к поворотному устройству специального типа, которое поможет нам грамотно и быстро разобрать его.

    Итак, начали:

    • вынимаем топливный шланг из бензонасоса (для этого следует расслабить хомут отверткой);
    • берем ключ на 13 и отворачиваем две гайки, которые фиксируют насос к двигателю;
    • извлекаем его;
    • действуя отверткой, снимаем также промежуточный толкатель бензонасоса.
    • начинаем отсоединять провода свечей зажигания;
    • извлекаем также резиновую трубочку вакуумного регулятора;
    • ключом на 13 расслабляем крепежи, фиксирующие распределить зажигания и снимаем его (для начала извлекаем фиксационный кронштейн).
    • настала очередь генератора;
    • откручиваем гайку натяжителя;
    • подвигаем генератор к двигателю;
    • снимаем ремень;
    • откручиваем гайку, находящуюся на нижнем креплении;
    • извлекаем болт;
    • вынимаем генератор.
    • извлекаем водяные патрубки, идущие от карбюратора;
    • берем торцевой ключ и отворачиваем болты, фиксирующие помпу;
    • извлекаем саму помпу, аккуратно постукивая молоточком (это делается для того чтобы разрушить накипь);
    • извлекаем масляный фильтр (можно руками или специальным инструментом);
    • ключом на 13 извлекаем крышку сапуна вместе с щупом, который проверяет масло;
    • снимаем датчики давления масла (чтобы их не повредить, следует аккуратно отворачивать);
    • снимаем приводной шкив коленчатого вала;
    • снимаем маховик, перевернув двигатель;
    • снимаем пластину.

    Продолжаем разборку двигателя:

    • головкой на 10 расслабляем три болта крышки двигателя;
    • вынимаем крышку;
    • откручиваем крышку головки цилиндров;
    • снимаем аккуратно фигурные шайбы, после чего снимаем крышку;
    • снимаем прокладку (тщательно проверяем ее и если есть повреждения, сразу же сменяем);
    • демонтируем цепной привод;
    • снимаем звездочки и цепь;
    • снимаем шестерню;
    • откручивам 9 гаек, фиксирующих пинал;
    • снимаем головки цилиндров.

    Подгонка новых колец

    Замена поршневых колец на ваз 21083 подразумевает их правильную установку. После того, как двигатель будет разобран, необходимо взять кольцо пальцами и развести в разные стороны.
    Делается это не сильно, примерно на один сантиметр. После этого, нужно отпустить кольцо и края его должны встать краями напротив друг друга.
    Если же края не встают ровно друг против друга, значит кольцо негодное и его место на свалке.

    Внимание: Новые кольца, прежде чем их установить, нужно подогнать. Процесс подгонки проводится под цилиндр двигателя.

    Зачем это нужно? Чтобы кольца имели идеальную стыковку с поверхностью цилиндра.
    Об этом было сказано выше. Одним словом, подгонка подразумевает проверку зазора между кольцом и поверхностью цилиндра.
    Для того чтобы провести операцию данного типа, необходимо воспользоваться щупом.

    • берем щуп;
    • мерим зазор, установив кольцо на цилиндр и придавив сверху поршнем.

    Правильный зазор должен быть равен значению в пределах 0,25-0,45 мм. В случае, если зазор больше данного значения, необходимо кольцо заменить на другое.

    Если же зазор меньше, кольцо слегка подтачивают. Для подточки используется специальный надфиль, а весь процесс подточки должен проходить довольно аккуратно, чтобы не сточить лишнего.

    Вставляем кольца поршневые

    Вот мы и подошли к самому главному. Данное видео поможет Вам правильно все увидеть своими глазами всю работу.

    Внимание: Данная надпись означает верхнюю часть кольца. В некоторых случаях, хотя это бывает редко, вместо надписи используются кромки в некоторых местах.

    Установка колец проводится несколькими способами. Первый из них подразумевает установку с помощью металлических пластинок.
    Начали:

    • своими руками нарезаем несколько пластин из металла листового, имеющего толщину 0.4 мм;
    • заводим пластинки под кольцо;
    • после установки кольца, как рекомендует инструкция, пластинки вынимаются (метод поможет новичкам-автомобилистам).

    Другой способ установки подразумевает разжимание кольца двумя пальцами и непосредственную установку на цилиндр. Существует еще один способ, который потребует определенной практики и железных нервов.
    Если недостаточно иметь терпения, то кольцо может легко лопнуть, а цена на них известно какая. Поэтому данный способ подойдет лишь опытным специалистам.
    После установки колец их размещают таким образом, чтобы разрезы находились под углом 120 градусов друг от друга. Таким образом, уменьшается прорыв газов в картер.
    Вот и все. На этом заканчивается пособие по замене поршневых колец на Ваз.

    Источники


    • https://smotri-dtp.ru/voprosy-i-otvety/kakoj-zazor-dolzhen-byt-na-porshnevyh-kolcah.html
    • http://KrutiMotor.ru/teplovoj-zazor-kolec/
    • https://zrmm.ru/what-is-the-thermal-clearance-of-the-piston-rings-of-the-vases.html
    • https://scart-avto.ru/remont/dlya-chego-sluzhat-teplovoy-zazor-i-prituplenie-kakoy-zazor/
    • https://tj-service.ru/rekomendatsii/zazor-v-zamke-porshnevyh-kolets
    • https://avtoadvice.ru/zazor-mezhdu-porshnem-i-cilindrom/
    • https://seweerage.ru/allowable-clearance-in-the-piston-piston-group-recommendations-and-technical-parameters/

    Рейтинг
    ( Пока оценок нет )
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Ремонт автомобиля, решение проблем с авто
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: