Для обеспечения высокой компрессии в двигателе, а это сильно влияет на его КПД и прочие способности по отдаче, лёгкости запуска и удельному расходу, поршни должны стоять в цилиндрах с минимальным зазором. Но сводить его к нулю невозможно, из-за разной температуры деталей двигатель заклинит.

Поэтому зазор определяется расчётным путём и строго соблюдается, а необходимое уплотнение достигается применением пружинных поршневых колец в роли газового и масляного уплотнения.

Содержание

Почему изменяется зазор между поршнем и цилиндром
Нормы соответствия
Результат нарушения зазора
Как проверить зазор между поршнем и цилиндром
Поршни дизеля
Какой тепловой зазор у поршневых колец является нормой?
Функции поршневых колец
О тепловом зазоре
Требования к тепловому зазору
Параметры
Памятка
Выводы
📺 Видео

Видео:(0.02 мм) ДВЕ СОТКИ которые СПАСУТ твой двигательСкачать

Почему изменяется зазор между поршнем и цилиндром

Конструкторы автомобилей стремятся, чтобы детали двигателя работали в режиме жидкостного трения.

Это такой способ смазки трущихся поверхностей, когда благодаря прочности масляной плёнки или подаче масла под давлением и при требуемом расходе непосредственного соприкосновения деталей не происходит даже под значительной нагрузкой.

Не всегда и не во всех режимах подобное состояние можно удержать. Влияют на это несколько факторов:

масляное голодание, подвода смазывающей жидкости, как это делается в подшипниках скольжения коленчатого и распределительного валов, под давлением в зону между поршнем и цилиндром не производится, а прочие способы смазки не всегда дают стабильный результат, лучше всего работают специальные масляные форсунки, но по разным причинам ставят их неохотно;
некачественно сделанный или изношенный рисунок хонингования на поверхности цилиндра, призван он удерживать масляную плёнку и не давать ей полностью исчезнуть под усилием поршневых колец;
нарушения температурного режима вызывают обнуление теплового зазора, исчезновение масляного слоя и появление задиров на поршнях и цилиндрах;
применение некачественного масла с отклонением по всем значимым характеристикам.

Кажется, парадоксальным, но больше изнашивается поверхность цилиндра, хотя она обычно изготовлена из чугуна, это цельный чугунный блок или различные сухие и мокрые гильзы, залитые в алюминий блока.

Даже если гильза отсутствует, поверхность алюминиевого цилиндра подвергается специальной обработке, и на ней создаётся слой специального твёрдого износостойкого покрытия.

Связано это с более стабильным давлением на поршень, которое при наличии смазки почти не снимает с него металл при движении. А вот цилиндр подвержен грубой работе пружинных колец с высоким удельным давлением из-за малой площади контакта.

Естественно, поршень тоже изнашивается, даже если это происходит с меньшей скоростью. В результате суммарного износа обеих поверхностей трения зазор непрерывно увеличивается, причём неравномерно.

Видео:Подбор поршневых колец часть 4Скачать

Нормы соответствия

В исходном состоянии цилиндр полностью соответствует своему названию, это геометрическая фигура с постоянным диаметром по всей высоте и окружностью в любом сечении, перпендикулярном к оси. Однако, поршень имеет куда более сложную форму, к тому же он располагает термофиксирующими вставками, в результате чего неравномерно расширяется при работе.

Для оценки состояния зазора выбирается разница диаметров поршня в зоне юбки и цилиндра в средней его части.

Формально принято считать, что тепловой зазор должен составлять примерно от 3 до 5 сотых долей миллиметра по диаметру у новых деталей, а его максимальная величина в результате износа не должна превышать 15 сотых, то есть 0,15 мм.

Разумеется, это некие средние значения, двигателей великое множество и отличаются они как разными подходами к конструированию, так и геометрическими размерами деталей, зависящими от рабочего объёма.

Читайте также: Тандем цилиндры принцип работы

Видео:Какой Должен Быть Зазор в Поршневых Кольцах Двигателя МашиныСкачать

Результат нарушения зазора

При увеличении зазора, а обычно оно связано ещё и с ухудшением работоспособности колец, всё больше масла начинает проникать в камеру сгорания и расходоваться на угар.

Теоретически при этом должна снижаться компрессия, но чаще она наоборот, повышается, из-за обилия масла на компрессионных кольцах, герметизирующего их зазоры. Но это ненадолго, кольца коксуются, залегают, и компрессия пропадает окончательно.

Поршни при увеличенных зазорах нормально работать уже не смогут и начинают стучать. Стук поршневой хорошо слышно на перекладке, то есть в верхнем положении, когда изменяет направление своего движения нижняя головка шатуна, а поршень проходит мёртвую точку.

Юбка отходит от одной стенки цилиндра и выбирая зазор с силой ударяет по противоположной. С таким звоном ездить нельзя, поршень может разрушиться, что приведёт к катастрофе всего мотора.

Видео:Зазор между поршнем и цилиндром Камминз(Cummins). Часть-1/Тепловой зазор поршень цилиндрСкачать

Как проверить зазор между поршнем и цилиндром

Для проверки зазора используется измерительная аппаратура в виде микрометра и нутромера, эта пара обладает классом точности, позволяющим реагировать на каждую сотую долю миллиметра.

Микрометром замеряется диаметр поршня в зоне его юбки, перпендикулярно пальцу. Стержень микрометра фиксируется зажимом, после чего нутромер устанавливается на ноль при опоре своим измерительным наконечником на стержень микрометра.

После такого обнуления индикатор нутромера будет показывать отклонения от диаметра поршня в сотых долях миллиметра.

Замер цилиндра производится в трёх плоскостях, верхней части, средней и нижней, вдоль зоны хода поршня. Замеры повторяются вдоль оси пальца и поперёк.

В результате можно оценить состояние цилиндра после износа. Главное, что потребуется – это наличие неравномерностей типа «эллипс» и «конус». Первое – отклонение сечения от окружности в сторону овала, а второе – изменение диаметра вдоль вертикальной оси.

Наличие отклонений в несколько соток говорит о невозможности нормальной работы колец и необходимости ремонта цилиндров или замены блока.

Заводы стремятся навязывать клиентам блок в сборе с коленвалом (шорт-блок). Но часто оказывается гораздо дешевле отремонтироваться расточкой, в тяжёлых случаях – гильзовкой, с заменой поршней на новые стандартные или ремонтного увеличенного размера.

Даже не новых двигателях со стандартными поршнями существует возможность точного подбора зазоров. Для этого поршни распределяются по группам с отклонением диаметра на одну сотку. Это позволяет выставить зазор с идеальной точностью и обеспечить оптимальные характеристики мотора и его предстоящий ресурс.

Поршни дизеля

На участке узловой сборки поршни подбирают по гильзам и устанавливают поршневые кольца.

Максимальное различие в весе поршней, устанавливаемых на один дизель, не должно превышать 10 г. При больших отклонениях в весе поршней динамическая уравновешенность быстроходных дизелей типа B2-300 и Д6 нарушается.

Поршни дизеля ( рис. 199 ) комплектуют по двум признакам: по весу и по зазору в гильзах блока.

Зазор между поршнем в нижней части и гильзой блока допускается в пределах 0,45—0,7 мм. Если этот зазор менее 0,45 мм, появляется опасность заедания поршня в цилиндре.

Поршни дизеля из алюминиевого сплава при нагреве заметно расширяются, поэтому зазор в верхней части увеличивают до 1,20—1,50 мм.

Увеличение зазора в юбке свыше 0,7 мм вызывает стуки поршня о стенки цилиндра и, следовательно, преждевременный износ гильз и деталей поршневой группы.

Для гильз диаметром 150—150,20 мм (по зеркалу) подбирают поршни номинального диаметра (149.55-0,05 мм). Гильзы диаметром 150,20—150,40 мм комплектуют поршнями ремонтного диаметра (149,75-0,05 мм)- К гильзам диаметром 150,40—150,50 мм подбирают поршни следующих ремонтных диаметров: 149,95-0,05 или 150,05-0,05 мм.

Диаметральный зазор между деталями измеряют щупом длиной 100 мм.

Поршень должен легко поворачиваться вокруг своей оси при установке между его юбкой и гильзой щупа толщиной 0,35 мм.

На подобранном комплекте поршней на бобышке выбивают номер дизеля и цилиндровую группу (П — правая или Л — левая).

Поршневые пальцы комплектуют по отверстиям в бобышках поршней и в верхней головке шатуна. Палец должен запрессовываться в поршень с натягом 0,028—0,001 мм. Если отверстие в бобышке поршня имеет износ в пределах допуска, то палец разрешается устанавливать с зазором до 0,02 мм. Зазор пальца в отверстии головки шатуна должен быть 0,05—0,10 мм. Разница в весе комплекта поршневых пальцев не должна превышать 5 г.

При подборе заглушки по отверстию поршневого пальца должен быть обеспечен зазор в пределах 0,025—0,2 мм. Подобранные детали и бирку с номером дизеля укладывают в комплектовочный ящик.

Поршневые кольца подбирают по гильзам блока и поршням. При капитальном ремонте на дизель устанавливают новые поршневые кольца. Ввиду различия диаметров отремонтированных гильз, а также высоты канавок в поршнях при ремонте используют поршневые кольца номинального и ремонтных размеров.

По наружному диаметру поршневые кольца изготовляют трех размеров: 150, 150,2 и 150,4 мм. По высоте кольца изготовляют двух размеров: 2,38 и 2,68 мм. Таким образом, всего получается шесть видов поршневых колец: кольца одного номинального и пяти ремонтных размеров P1, P2, Р3 и т. д. На каждый дизель допускается установка поршневых колец только одной группы. Так, для гильзы диаметром 150—150,08 мм подбирают поршневые кольца номинального размера по диаметру 150 мм и номинального или ремонтного размера по высоте.

Гильзы диаметром 150,08—150,30 мм комплектуют с кольцами с диаметром 150,20 мм и высотой 2,38 или 2,08 мм.

Для гильз диаметром 150,30—150,50 мм подбирают кольца диаметром 150,40 мм.

Поршневые кольца подбирают по гильзе, запрессованной в блок; зазор и стыке замка определяют щупом. Для колец с разрезом под углом 45° этот зазор равен 0,5—0,7 мм, а для колец с разрезом под углом 60° зазор paвен 0,78—1,02 мм. При увеличении этих зазоров возможно проникновение газов в картер.

Затем подбирают поршневые кольца по высоте канавок в поршнях. Ввиду различных температурных условий допускаются разные зазоры для первого и второго компрессионных колец, а также и для маслосъемного кольца.

Для новых поршней и поршней с проточенными канавками установлены следующие зазоры колец в мм:

Видео:Как правильно замерить и подогнать кольца к цилиндру.Скачать

Какой тепловой зазор у поршневых колец является нормой?

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.

Видео:Зазорам - быть, чтобы Двигатель "Не Жрал" масло. Как Правильно? Ч.2Скачать

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.

О тепловом зазоре

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.

Видео:Какой тепловой зазор должен быть поршневые кольца ямз 7511Скачать

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.

Видео:Как быстро проверить зазор колец по цилиндре любого двигателя.Скачать