Что такое цпг в дизельном двигателе

Пневмотестер для проверки цилиндро-поршневой группы бензиновых двигателей SMC-111

Диагностика цилиндропоршневой группы двигателя

Изнашивание трущихся частей цилиндров и внешнего края поршневых колец — это то, к чему со временем приходит двигатель в результате его эксплуатации.

Цилиндропоршневая группа (ЦПГ) уже не обеспечивает нормальную компрессионость. Cледствием являются:

• затруднённый запуск мотора,
• снижение его мощности,
• повышенный сверх нормы расход ГСМ,
• высокая загрязнённость выхлопа (машина «коптит»).

Диагностика позволяет оценить новые параметры двигательной системы и определить способы для её нормализации.

Методы диагностики

Измерение давления внутри цилиндров.

Самый распространённый метод среди диагностов.

Давление сжатия, которое развивают поршни, определяется компрессометром. Прибор представляет собой полую металлическую трубку. На один её конец навинчен манометр. На другом может быть:

1. резиновый переходник под отверстия дизельных форсунок;
2. резьбовая нарезка для ввинчивания в гнёзда свечей зажигания (у карбюраторов).

Существуют и универсальные аппараты. Они предназначены для использования в обоих вариантах.

Как производятся измерения

• запускается двигатель, прогревается до средней температуры (75-90С);
• снимаются все свечи (форсунки),
• в их гнёзда (поочерёдно) вставляется компрессометр,
• коленчатый вал с закреплённой на нём ЦПГ прокручивается стартером,
• замеряется давление в камере сгорания (преимущественно на такте «сжатия» и «рабочего хода»),
• данные сравниваются с нормативами.

Недостатки метода

Замеривание давления внутри цилиндров констатирует следствия, но не объясняет причин их возникновения.

Типичные причины снижения давления в цилиндрах

1. Проблемы в клапанной системе: — изношенность втулок; — прогорание давящей оконечности поршня; — появление излишнего зазора между сёдлом и прилегающей к нему частью клапана.
2. Дефекты в районе головки, сопряжённой с блоком Цилиндров (БЦ): — искривление геометрии плоскости, примыкающей к блоку; — повреждение или недостаточная затянутость прокладки.
3. Поршневые кольца: — изнашивание, — поломка на мелкие фрагменты, — утрата гибкости («закоксовывание»).
4. Внутренняя поверхность цилиндра: — выработка в рабочей зоне, — механические повреждения «зеркала» поломанными кольцами.

Вспомогательные методы оценки работоспособности ЦПГ

По расходу картерных газов

Показания снимаются индикаторными приборами типа КИ-13761.

Таким образом, оценивается работоспособность цилиндропоршневой группы. Причём — только ориентировочно, без выявления конкретных причин тех или иных дефектов.

Пневмотестирование

Определение локализации цилиндра, дающего сбои в работе:

• выворачиваются свечи зажигания (или форсунки у дизеля);
• поршни поочерёдно выставляются в верхнее и нижнее положение;
• через уплотнитель внутрь полости компрессором закачивается воздух,
• подача прекращается,
• замеряется время, в течение которого давление падает; показатели сравниваются с нормой.

Определить степень изношенности ЦПГ с помощью пневматики нельзя.

Вакуумная диагностика

Для проведения вакуумного анализа применяется специальный анализатор, определяющий герметичность цилиндра.

Это прибор, который позволяет определить техническое состояние:

• ЦПГ,
• уплотнительных и маслосъёмных колец,
• распределительной клапанной группы, обеспечивающей впусковой и выпускной моменты работы мотора.

Как пользоваться анализатором

• прогреть мотор,
• снять все свечи зажигания (или форсунки),
• отключить разъёмы коммутатора,
• стартером прокрутить несколько раз двигатель (выдуть грязь из всех цилиндров),
• через переходное устройство, адаптированное под гнёзда свечей (форсунок), подключить анализатор,
• замерить величину полного и остаточного вакуумного разрежения при стартерной прокрутке коленвала.

Что позволяет выяснить вакуумное разрежение

1. Полное: — изношенность гильзы, — «притёртость» клапана к седлу;
2. Остаточное разрежение: — эффективность маслосъёмных и компрессионных колец.

Ремонт ЦПГ производится после сопоставления показателей по всем диагностическим методикам. Уровень его может быть:

• капитальным (в случае полного износа цилиндропоршневой группы),
• частичным (например, просто замена колец).

Вакуумный метод на практике показал себя наиболее точным в диагностике работы мотора.

Смазка для поршня двигателя автомобиля

Главным агрегатом автомобиля, безусловно, является двигатель. По аналогии с человеческим сердцем, мотор отвечает за «жизнеспособность» машины.

Все двигатели принято подразделять на:

• Первичные, преобразующие природные энергетические ресурсы в механическую работу
• Вторичные, преобразующие энергию, выработанную или накопленную другими источниками.

К первичным двигателям относятся ветряное колесо, водяное колесо и гиревой механизм. Вторичные двигатели, в зависимости от вида используемой накопленной энергии, делятся на тепловые (паровые или двигатели внутреннего сгорания) и электрические (двигатели постоянного тока с последовательным возбуждением).

Двигатель внутреннего сгорания благодаря своим небольшим габаритам, относительно высокому КПД и легкости в обслуживании является наиболее популярным.

Непременным составляющим ДВС является поршень. Поршень — одна из самых нагруженных деталей двигателя. Именно он преобразовывает химическую энергию топлива в тепловую, а затем в механическую, поэтому надежность и эффективность мотора, в первую очередь, зависит от работоспособности поршня.

К поршням предъявляются следующие требования:

• Хорошая сопротивляемость высоким температурам и давлению газов
• Превосходная защита и уплотнение канала цилиндра
• Высокий уровень износостойкости
• Хорошая устойчивость к механическим воздействиям
• Минимизация нагрузки кривошипно-шатунного механизма

Типичный поршень состоит из головки и юбки. Головка — верхняя наиболее усиленная часть поршня. Она имеет специальные канавки под поршневые кольца. В нижней канавке маслосъемного кольца прорезаются дренажные отверстия для отвода масла. Обычно для повышения износостойкости в головку поршня монтируются чугунные вставки, а на днище наносят специальные покрытия. В днище поршня имеются углубления под клапаны или камеры сгорания.

Юбка поршня – это нижняя направляющая часть поршня, обычно покрытая тонким слоем олова или графита. В своей конструкции юбка предусматривает наличие микроканавок для масла. В средней части юбки находятся отверстия под поршневой палец, стенки отверстия (бобышки) немного уплотнены.

Современная тенденция роста оборотов двигателя приводит к необходимости уменьшать массу поршня, благодаря чему снижаются механические потери и повышается мощность двигателя.

Кроме того, из-за свойств металла расширяться при нагревании, происходит неравномерная деформация поршня. В конечном итоге это может привести к преждевременному износу или заклиниванию двигателя.

Для уменьшения деформации автомобильного поршня в юбке, у отверстия под поршневой палец, устанавливаются стальные терморегулирующие вставки, которые имеют меньший коэффициент теплового расширения и, тем самым, препятствуют расширению юбки поршня при нагревании.

При работе все детали цилиндро-поршневой группы находятся под воздействием экстремальных перегрузок и высоких температур.

К смазке для деталей кривошипно-шатунного механизма предъявляются особые требования.

Масло должно иметь целый ряд присадок, обеспечивающих нормальную работу деталей во всех режимах работы двигателя. Однако каким бы качественным ни было масло, существуют несколько режимов, при которых в большинстве случаев оно не справляется. К таким режимам можно отнести, например, пуск двигателя в холодное время года. После длительной стоянки автомобиля масло разогретого агрегата осаждается (стекает) в поддон.

При пуске двигателя первое движение поршня совершается практически в режиме сухого трения. Именно в это время и происходит износ детали. Результатом интенсивной эксплуатации автомобиля при минусовых температурах может явиться его досрочный выход из строя.

С точки зрения ремонтопригодности детали цилиндро-поршневой группы являются очень неблагоприятными. Для их замены необходимо затратить много времени и ресурсов. Чтобы уменьшить износ и продлить рабочий ресурс поршней на юбки наносят различные антифрикционные покрытия. Наиболее эффективным из них является MODENGY 1007.

Покрытие MODENGY благодаря высокой адгезии сохраняет защитные свойства даже при температурной деформации поршня и сохраняет свои антизадирные свойства при высоких нагрузках.

Антифрикционное покрытие MODENGY 1007 создает долговременную смазочную пленку на поршнях бензиновых и дизельных двигателей, компрессоров и поршневых насосов, пневматических и гидравлических систем. Оно используется во всех случаях, когда необходимо уменьшить износ поршней и стенок цилиндров во время приработки, холодного пуска и других эксплуатационных ситуаций. Специалисты выделяют ряд преимуществ использования антифрикционного покрытия MODENGY 1007 для поршней двигателя внутреннего сгорания:

• Обеспечение эффективной защиты от коррозии
• Уменьшение износа вне зависимости от условий эксплуатации двигателя
• Увеличение стойкости к нагрузкам
• Уменьшение расхода топлива
• Уменьшение уровня шума работы двигателя

Всем автовладельцам необходимо помнить, что двигатель имеет запас прочности, который можно увеличить, используя правильные средства в целях профилактики. Как известно, легче предотвратить неисправность, чем тратить время и деньги на ремонт.

Технология капитального ремонта

Работа начинается с разборки всего двигателя.

Последовательность разборки

1. Сливаются тосол, масло
2. Отсоединяются: — выхлопные патрубки («штаны»); — термостат, радиатор, отопитель салона, помпа
3. Отвинчиваются: — картер, — головка БЦ, — КПП, — Масляный насос и задняя крышка коленчатого вала, — шатуны с поршнями, — сам коленвал;
4. Освобождаются шатуны (выбиваются пальцы из поршней).

Выявление дефектов

Износ ЦПГ определяется визуально, а также при посредстве микрометра. Наиболее частые изъяны:

1. в кольцах: — поломка, — истончение (увеличен зазор в стыках);
2. в поршнях: — прогар в верхней части, — поломка межколечных перегородок;
3. на гильзе: — выработка, — механическое повреждение (от сломанных колец, осколков перегородок).

Устранение неполадок

Замена поршневой группы является главным, но не единственным звеном в капитальном ремонте двигателя. Её сопровождают:

1. Расточка блока цилиндров под один из стандартных размеров (больший, чем предыдущий);
2. Подборка комплектов: — ремонтных колец, — поршней с монтажными пальцами для шатунов ;
3. Растачивание под ремонтный стандарт коленвала;
4. Покупка соответствующих вкладышей.

Сборка ДВС осуществляется в порядке обратном разборке:

1. Собирается поршневая группа: — поршни с шатунами, — надеваются маслосъёмные, затем компрессионные кольца (зазоры не должны совпадать);
2. Поршни погружаются в цилиндры через специальное приспособление, вжимающее оба кольца в поршневые пазы;
3. Устанавливается коленвал;
4. Шатуны с вкладышами один за одним закрепляются на нём дугообразными накладками с болтами;
5. Возвращаются на место: — головка блока (с обязательно новой прокладкой), — масляный насос, задняя крышка коленчатого вала, — коробка передач, — картер, — выхлопные и охладительные патрубки;
6. Заливаются: — свежее масло (с установкой нового масляного фильтра), — тосол;
7. Двигатель прокручивается вручную (толканием автомобиля) или кратковременным запуском стартера. При этом происходит смазывание трущихся поверхностей цилиндров, исключающее задиры от трения сухой ЦПГ.
8. Вкручиваются свечи (форсунки);
9. Выставляется зажигание.
10. Запускается мотор.
11. В режиме «холостого хода» выявляются: — равномерность работы поршневой группы, — наличие посторонних звуков (например, недостаточно притянутого впускного коллектора), — утечки масла через сальники и прокладки, — герметичность патрубков охладительной системы.

Отсутствие претензий по оценочным параметрам свидетельствует, что двигатель полностью исправен и готов к использованию.

Оплата при доставке

В г. Москва и Московской области возможна оплата пластиковой картой в момент доставки оборудования до клиента. В этом случае водитель-экспедитор приедет к Вам с мобильным терминалом ПАО СБ РФ и «прокатает» карту в Вашем присутствии с обязательной выдачей чека ККМ, счет-фактуры и товарно-транспортной накладной.
Вариант 2:
Наложенным платежом
«EMS Russian Post» (ПОЧТА РОССИИ) Обратите внимание на ограничения — сумма заказа не более 50 000 руб. Максимальный вес одного отправления не более 31,5 кг.

Диагностика цилиндропоршневой группы двигателя

Изнашивание трущихся частей цилиндров и внешнего края поршневых колец — это то, к чему со временем приходит двигатель в результате его эксплуатации.

Цилиндропоршневая группа (ЦПГ) уже не обеспечивает нормальную компрессионость. Cледствием являются:

• затруднённый запуск мотора,
• снижение его мощности,
• повышенный сверх нормы расход ГСМ,
• высокая загрязнённость выхлопа (машина «коптит»).

Диагностика позволяет оценить новые параметры двигательной системы и определить способы для её нормализации.

Методы диагностики

Измерение давления внутри цилиндров.

Самый распространённый метод среди диагностов.

Давление сжатия, которое развивают поршни, определяется компрессометром. Прибор представляет собой полую металлическую трубку. На один её конец навинчен манометр. На другом может быть:

1. резиновый переходник под отверстия дизельных форсунок;
2. резьбовая нарезка для ввинчивания в гнёзда свечей зажигания (у карбюраторов).

Существуют и универсальные аппараты. Они предназначены для использования в обоих вариантах.

Как производятся измерения

• запускается двигатель, прогревается до средней температуры (75-90С);
• снимаются все свечи (форсунки),
• в их гнёзда (поочерёдно) вставляется компрессометр,
• коленчатый вал с закреплённой на нём ЦПГ прокручивается стартером,
• замеряется давление в камере сгорания (преимущественно на такте «сжатия» и «рабочего хода»),
• данные сравниваются с нормативами.

Недостатки метода

Замеривание давления внутри цилиндров констатирует следствия, но не объясняет причин их возникновения.

Типичные причины снижения давления в цилиндрах

1. Проблемы в клапанной системе:
   — изношенность втулок;
   — прогорание давящей оконечности поршня;
   — появление излишнего зазора между сёдлом и прилегающей к нему частью клапана.
2. Дефекты в районе головки, сопряжённой с блоком Цилиндров (БЦ):
   — искривление геометрии плоскости, примыкающей к блоку;
   — повреждение или недостаточная затянутость прокладки.
3. Поршневые кольца:
   — изнашивание,
   — поломка на мелкие фрагменты,
   — утрата гибкости («закоксовывание»).
4. Внутренняя поверхность цилиндра:
   — выработка в рабочей зоне,
   — механические повреждения «зеркала» поломанными кольцами.

Вспомогательные методы оценки работоспособности ЦПГ

По расходу картерных газов

Показания снимаются индикаторными приборами типа КИ-13761.

Таким образом, оценивается работоспособность цилиндропоршневой группы. Причём — только ориентировочно, без выявления конкретных причин тех или иных дефектов.

Пневмотестирование

Определение локализации цилиндра, дающего сбои в работе:

• выворачиваются свечи зажигания (или форсунки у дизеля);
• поршни поочерёдно выставляются в верхнее и нижнее положение;
• через уплотнитель внутрь полости компрессором закачивается воздух,
• подача прекращается,
• замеряется время, в течение которого давление падает; показатели сравниваются с нормой.

Определить степень изношенности ЦПГ с помощью пневматики нельзя.

Вакуумная диагностика

Для проведения вакуумного анализа применяется специальный анализатор, определяющий герметичность цилиндра.

Это прибор, который позволяет определить техническое состояние:

• ЦПГ,
• уплотнительных и маслосъёмных колец,
• распределительной клапанной группы, обеспечивающей впусковой и выпускной моменты работы мотора.

Как пользоваться анализатором

• прогреть мотор,
• снять все свечи зажигания (или форсунки),
• отключить разъёмы коммутатора,
• стартером прокрутить несколько раз двигатель (выдуть грязь из всех цилиндров),
• через переходное устройство, адаптированное под гнёзда свечей (форсунок), подключить анализатор,
• замерить величину полного и остаточного вакуумного разрежения при стартерной прокрутке коленвала.

Что позволяет выяснить вакуумное разрежение

1. Полное:
   — изношенность гильзы,
   — «притёртость» клапана к седлу;
2. Остаточное разрежение:
   — эффективность маслосъёмных и компрессионных колец.

Ремонт ЦПГ производится после сопоставления показателей по всем диагностическим методикам. Уровень его может быть:

• капитальным (в случае полного износа цилиндропоршневой группы),
• частичным (например, просто замена колец).

Вакуумный метод на практике показал себя наиболее точным в диагностике работы мотора.

Технология капитального ремонта

Работа начинается с разборки всего двигателя.

Последовательность разборки

1. Сливаются тосол, масло
2. Отсоединяются:
   — выхлопные патрубки («штаны»);
   — термостат, радиатор, отопитель салона, помпа
3. Отвинчиваются:
   — картер,
   — головка БЦ,
   — КПП,
   — Масляный насос и задняя крышка коленчатого вала,
   — шатуны с поршнями,
   — сам коленвал;
4. Освобождаются шатуны (выбиваются пальцы из поршней).

Выявление дефектов

Износ ЦПГ определяется визуально, а также при посредстве микрометра. Наиболее частые изъяны:

1. в кольцах:
   — поломка,
   — истончение (увеличен зазор в стыках);
2. в поршнях:
   — прогар в верхней части,
   — поломка межколечных перегородок;
3. на гильзе:
   — выработка,
   — механическое повреждение (от сломанных колец, осколков перегородок).

Устранение неполадок

Замена поршневой группы является главным, но не единственным звеном в капитальном ремонте двигателя. Её сопровождают:

1. Расточка блока цилиндров под один из стандартных размеров (больший, чем предыдущий);
2. Подборка комплектов:
   — ремонтных колец,
   — поршней с монтажными пальцами для шатунов ;
3. Растачивание под ремонтный стандарт коленвала;
4. Покупка соответствующих вкладышей.

Сборка ДВС осуществляется в порядке обратном разборке:

1. Собирается поршневая группа:
   — поршни с шатунами,
   — надеваются маслосъёмные, затем компрессионные кольца (зазоры не должны совпадать);
2. Поршни погружаются в цилиндры через специальное приспособление, вжимающее оба кольца в поршневые пазы;
3. Устанавливается коленвал;
4. Шатуны с вкладышами один за одним закрепляются на нём дугообразными накладками с болтами;
5. Возвращаются на место:
   — головка блока (с обязательно новой прокладкой),
   — масляный насос, задняя крышка коленчатого вала,
   — коробка передач,
   — картер,
   — выхлопные и охладительные патрубки;
6. Заливаются:
   — свежее масло (с установкой нового масляного фильтра),
   — тосол;
7. Двигатель прокручивается вручную (толканием автомобиля) или кратковременным запуском стартера. При этом происходит смазывание трущихся поверхностей цилиндров, исключающее задиры от трения сухой ЦПГ.
8. Вкручиваются свечи (форсунки);
9. Выставляется зажигание.
10. Запускается мотор.
11. В режиме «холостого хода» выявляются:
    — равномерность работы поршневой группы,
    — наличие посторонних звуков (например, недостаточно притянутого впускного коллектора),
    — утечки масла через сальники и прокладки,
    — герметичность патрубков охладительной системы.

Отсутствие претензий по оценочным параметрам свидетельствует, что двигатель полностью исправен и готов к использованию.

Заключение

Критичный износ вашего двигателя зависит от многих обстоятельств. Основные из них:

• превышение номинальной величины километража, установленного производителем;
• запуск мотора в холодную погоду, особенно в мороз (снижение ресурса может достигать 1000 км на каждый пуск);
• качество масла.

Последний пункт особенно важен. Засор ЦПГ продуктами отработки в применяемой смазке увеличивает изношенность двигателя.

Назначение качественных масел не только в устранении трения в соприкасающихся частях мотора, но и в продлении его эксплуатации при любых температурах.

Остаётся только добавить, что масло и масляные фильтры нужно менять своевременно.

Андрей Гончаров, Эксперт рубрики «Ремонт автомобилей»

Ремонт поршневой группы, особенности, где лучше делать

Ремонт поршневой группы должен проводиться в специализированном автосервисе грамотными мотористами, но с признаками неисправностей ЦПГ и порядком проведения работ не помешает познакомиться всем автовладельцам, в том числе и начинающим водителям.

В статье объясняется, каким образом производится замена поршневой группы, в каких случаях можно производить ремонт без снятия двигателя с автомобиля.

Информация будет полезна для автовладельцев, которые собираются ремонтировать поршневую группу автомобиля.

В автомобильном двигателе поршневая группа – важная составляющая, при возникновении в ней различных неисправностей мотор начинает неустойчиво работать, плохо развивает обороты, вследствие чего пропадает динамика автомобиля, повышается расход моторного масла.

В случае появления различного рода дефектов в цилиндро-поршневой группе (ЦПГ) двигателю требуется ремонт, и в зависимости от поломки он может быть различной сложности.

Что представляют собой цилиндр и поршень?

В двигателях современных автомобилей от 2 до 16 цилиндров, объединенных в единый прочный корпус – блок цилиндров. Количество цилиндров определяет мощность силового агрегата.

Внутренняя часть цилиндра, которая является его рабочей поверхностью, называется гильзой, внешняя часть, составляющая единое целое с корпусом блока, – рубашкой. По каналам рубашки циркулирует охлаждающая жидкость.

Внутри цилиндра совершает возвратно-поступательное движение поршень. Он передает усилие, возникающее от давления газов, на шатун, герметизирует камеру сгорания и отводит от нее излишек тепла.

Поршень имеет вид перевернутого стакана, состоит из головки (днища), уплотняющих колец и направляющей части (юбки).

В бензиновых двигателях используются поршни с плоским днищем – они проще в изготовлении, меньше нагреваются при работе. Иногда в них выполняются канавки, способствующие полному открытию клапанов. Поршни дизельных двигателей имеют выемку заданной формы на дне, чтобы воздух, поступающий в цилиндр, лучше перемешивался с топливом.

Плотность соединения поршня с цилиндром обеспечивают поршневые кольца. Их число и расположение зависит от типа и предназначения двигателя. Чаще всего поршень включает два компрессионных кольца и одно маслосъемное.

Компрессионные кольца уменьшают попадание газов из камеры сгорания в картер двигателя, а также отводят тепло от головки поршня к стенкам цилиндра. По форме они могут быть трапециевидными, бочкообразными и коническими.

Верхнее компрессионное кольцо изнашивается быстрее других, поэтому его наружную поверхность подвергают пористому хромированию или напылению молибдена. Благодаря этим процедурам первое кольцо лучше удерживает смазочный материал и становится более износостойким. Остальные уплотняющие кольца покрывают слоем олова для лучшей приработки к цилиндрам.

Маслосъемное кольцо при движении поршня вверх и вниз удаляет излишки масла со стенок цилиндра, предупреждая тем самым их попадание в камеру сгорания. Через дренажные отверстия в стенках поршня масло попадает внутрь последнего и далее – в картер.

Направляющая часть поршня (юбка) может иметь конусообразную или бочкообразную форму – это позволяет компенсировать расширение при достижении высоких рабочих температур.

На юбке расположено отверстие двумя приливами (бобышками), в котором крепится поршневой палец, соединяющий поршень с шатуном.

Палец поршня имеет трубчатую форму и может устанавливаться по-разному:

• Закрепляться в бобышках поршня, но вращаться в головке шатуна
• Закрепляться в головке шатуна и вращаться в бобышках поршня
• Свободно вращаться в бобышках поршня и в головке шатуна (плавающие пальцы)

Шатун соединяет поршень с коленчатым валом. Его верхняя головка движется возвратно-поступательно, нижняя вращается вместе с шатунной шейкой коленчатого вала, стержень совершает сложное колебательное движение. В процессе работы шатун подвергается сжатию, изгибу и растяжению, поэтому его производят прочным и жестким, а для уменьшения сил инерции – легким.

Проведение тюнинга

При усовершенствовании узлов и агрегатов двигателя необходимо проводить их облегчение. Но нужно и учитывать то, что следует делать это разумно, без фанатизма, чтобы не ухудшить прочность и надежность механизмов. Например, у поршней стачивают юбку с внутренней стороны, что позволяет уменьшить вес на несколько грамм, но крутящий момент заметно увеличивается. Вся поршневая группа двигателя нуждается в значительном облегчении ее элементов. Аналогично производится уменьшение массы коленчатого вала: с его поверхности убирается слой металла. Маховик, расположенный на валу, тоже подвергается обработке: с внутренней части снимается лишний металл. Аналогичные действия проделать нужно и с шатунами.

Стоит заметить, что при усовершенствовании (тюнинге) таких агрегатов, как маховик, коленвал, распредвал, обязательно необходимо проводить по окончании центровку и балансировку. Поскольку это элементы, которые вращаются вокруг оси, если точка тяжести окажется смещена, то появится биение. И если оно слишком сильное, то разрушения агрегатов ждать останется не очень долго. Более простой способ, но с финансовой стороны не слишком выгодный, можно применить, если провести установку узлов для конкретного двигателя, уже прошедших процедуру облегчения. У них и форма несколько иная, и используемый материал по прочности не уступает стандартному, зато масса его намного меньше. Обратите внимание на поздние модификации моторов. Например, поршневая группа «ВАЗ-2101» может быть заменена на более совершенные элементы модели 2103 или 2106.

Конструкционные материалы

Для того, чтобы цилиндры могли выдерживать высокие нагрузки, их изготавливают из высокопрочных материалов – чугуна или стали с различными присадками. В целях снижения веса современные блоки часто производят из алюминия, а внутреннюю часть цилиндра, запрессованную в блок и контактирующую с движущимся поршнем – из стали.

Автомобильные поршни двигаются внутри цилиндра с высокой скоростью, в процессе работы они подвержены воздействию высоких температур и давлений. Именно поэтому изначально их отливали из чугуна. С развитием технологий основным конструкционным материалом стал алюминий, его использование позволило обеспечить меньшую нагрузку на детали, лучшую теплоотдачу, рост оборотов и мощности двигателя.

Сегодня многие автомобили, особенно с дизельными ДВС, оснащаются сборными поршнями из стали. Они легче алюминиевых, за счет меньшей компрессионной высоты позволяют использовать удлиненные шатуны и, тем самым, снизить боковые нагрузки в паре «поршень-цилиндр».

Поршневые кольца производятся, в основном, из специального серого высокопрочного чугуна с легирующими добавками (хромом, молибденом, никелем, вольфрамом). Эти материалы обеспечивают высокую термо- и износостойкость колец, а также их отличную прирабатываемость.

В процессе работы детали ЦПГ подвергаются значительным циклическим, механическим и тепловым нагрузкам, которые повторяются тысячи раз в минуту.

Именно поэтому современные материалы, применяемые для изготовления поршней, обладают:

• Высокой механической прочностью
• Хорошей теплопроводностью
• Малой плотностью
• Незначительным коэффициентом линейного расширения
• Антифрикционными свойствами
• Коррозионной устойчивостью

Некоторые производители автокомпонентов в целях снижения потерь, вызванных трением, покрывают боковую поверхность поршней специальным антифрикционным материалом, содержащим графит или дисульфид молибдена. Однако со временем заводское покрытие разрушается. Во избежание усиленного износа поршня и образования задиров оно требует восстановления.

Для этих целей применяются специальные материалы на основе твердых смазочных частиц. Одним из самых эффективных является антифрикционное твердосмазочное покрытие MODENGY Для деталей ДВС.

Состав на основе высокоочищенного дисульфида молибдена и графита имеет практичную аэрозольную упаковку с оптимальными параметрами распыления.

Материал наносится на юбки поршней быстро и равномерно, для отверждения не требует нагревания в печи, создает на поверхности долговечное сухое покрытие, снижающее его износ и препятствующее появлению задиров.

Технология капитального ремонта

Работа начинается с разборки всего двигателя.

Последовательность разборки

1. Сливаются тосол, масло
2. Отсоединяются: — выхлопные патрубки («штаны»); — термостат, радиатор, отопитель салона, помпа
3. Отвинчиваются: — картер, — головка БЦ, — КПП, — Масляный насос и задняя крышка коленчатого вала, — шатуны с поршнями, — сам коленвал;
4. Освобождаются шатуны (выбиваются пальцы из поршней).

Выявление дефектов

Износ ЦПГ определяется визуально, а также при посредстве микрометра. Наиболее частые изъяны:

1. в кольцах: — поломка, — истончение (увеличен зазор в стыках);
2. в поршнях: — прогар в верхней части, — поломка межколечных перегородок;
3. на гильзе: — выработка, — механическое повреждение (от сломанных колец, осколков перегородок).

Устранение неполадок

Замена поршневой группы является главным, но не единственным звеном в капитальном ремонте двигателя. Её сопровождают:

1. Расточка блока цилиндров под один из стандартных размеров (больший, чем предыдущий);
2. Подборка комплектов: — ремонтных колец, — поршней с монтажными пальцами для шатунов ;
3. Растачивание под ремонтный стандарт коленвала;
4. Покупка соответствующих вкладышей.

Охлаждение цилиндро-поршневой группы

При сгорании топлива в надпоршневом пространстве в каждом цикле работы двигателя выделяется огромное количество тепла. Именно поэтому цилиндро-поршневая группа нуждается в эффективном охлаждении.

Для отвода избыточного тепла предусмотрена воздушная или жидкостная система охлаждения.

Воздушное

Цилиндры двигателя с воздушным охлаждением снаружи покрыты множеством ребер, которые обдуваются встречным или искусственно созданным (с помощью воздухозаборников) потоком воздуха.

Жидкостное

При жидкостном (водяном) охлаждении цилиндры снаружи омываются охлаждающей жидкостью, циркулирующей в толще блока. Нагретые цилиндры отдают ей часть тепла, затем жидкость попадает в радиатор, охлаждается и вновь подается к цилиндрам.

Что еще учесть при проведении тюнинга

Не нужно останавливаться на достигнутом. Так как вы увеличили мощность и крутящий момент, нужно предусмотреть и более эффективную смазку. Без модернизации масляного насоса никуда не деться. Систему смазки лучше всего дополнить канавками с внутренней стороны вкладышей. Занятие не из легких, так как эти элементы с трудом подвергаются какой-либо обработке. Но выполнить все можно, хоть и затратите время. Также позаботьтесь о системе охлаждения. Режим работы мотора существенно изменился, поэтому со стандартным теплообменником он может перегреваться.

Применение сцепления усиленного типа обязательно, так как крутящий момент вышел в плюс. Стандартные диски могут просто не выдержать возросших нагрузок. Выжимной подшипник также подбирается, исходя из новых характеристик. Но самое главное – это модернизация тормозов. Увеличение площади соприкосновения колодки с диском – это эффективное решение для обеспечения торможения. На колесах сзади следует отказаться от применения барабанных механизмов, отдавайте предпочтение дисковым. Любой легковой автомобиль можно переоборудовать таким образом. И если изменяются размеры поршневой группы, проводится облегчение, то в обязательном порядке требуется усовершенствование всех агрегатов автомобиля.

Система смазки цилиндров

Если цилиндр не смазан изнутри, поршень будет заклинивать, что рано или поздно приведет к разрушению двигателя. Именно поэтому качественное смазывание стенок – вторая по значимости проблема после отвода тепла.

Для удержания стабильной масляной пленки на внутренние поверхности цилиндров наносят микросетку. Это процесс называется хонингованием. Благодаря наличию такой сетки на стенках всегда присутствует слой масла, что не только снижает трение в паре «поршень-цилиндр», но и способствует отведению излишков тепла внутри ЦПГ.

Несколько советов

Главная рекомендация состоит в следующем: не пытайтесь проводить тюнинг или ремонт двигателя, если не уверены в своих силах либо вообще не понимаете, для чего нужны те или иные узлы. Отдайте все в руки профессиональных мастеров, которые сделают работу максимально качественно.

Если вы желаете провести ремонт, то оцените и свои финансовые возможности. Даже самостоятельное его проведение выльется в копеечку. Порой выгоднее оказывается приобрести двигатель с небольшим пробегом, нежели восстанавливать свой. А так как мотор – это запчасть, а не номерной агрегат, то регистрация в ГИБДД не требуется (если он установлен с автомобиля той же модели).

Какой должен быть зазор между поршнем и цилиндром

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.

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.

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.

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.

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.