Тепловой зазор поршня в цилиндре ваз 2108. Функции и свойства поршневых колец

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):

• 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

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.

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.

http://znanieavto.ru

Тема, интересующая многих автолюбителей, как установить зазор между поршневыми кольцами, а особенно интересует это тех, кто собирается проводить ремонтные работы самостоятельно. Каждый знает, что любой автовладелец (опытный, или нет), старается больше узнать о повреждениях, которые могут возникнуть во время эксплуатации авто, а также о мерах их предосторожности.

Приемы и техника

Во-первых , самым первым шагом будет являться факт, который связан с осмотром поршней. Необходимо проверить и тщательно осмотреть поршень на наличие на поверхности трещин, или мелких механических повреждений. Если вы заметили даже небольшой дефект, то следует немедленно заменить поршень на новый. Чтобы избежать неприятной ситуации, или более крупной поломки.

Во-вторых , если у вас разобран двигатель, то следует также уделить внимание и поршням. К таким профилактическим мерам можно отнести очистку головки поршня от имеющегося нагара, очистка и обработка канавок которые находятся под поршневыми кольцами.

В-третьих , после того как поршень был очищен, следует обязательно осмотреть зазоры между канавками и кольцами. В решении данной проблемы как никогда лучше подойдёт таблица, в которой будут указаны номинальные зазоры поршневых колец.

• Параметры верхнего компрессионного кольца должны быть 1-0.04-0,075 мм;
• Компрессионное кольцо, которое находится внизу, должно быть размером 2-0,03-0,065 мм;
• Маслосъемное кольцо с зазором в 3-0,02-0,055 мм.

Прибор для измерения зазоров

После измерений следует вычислить средний показатель значения зазоров. Если показатели отличаются друг от друга, то следует заменить поршень, если показатели одинаковы, то всё в порядке.

В-четвёртых , измерение зазоров в замках поршневых колец. Выполнять данное измерение можно как при помощи специальной оправы, так и при наличии простого предмета цилиндрической формы. Показатели и параметры зазора следует измерять при помощи специального щупа. Параметры зазора пригодного для эксплуатирования имеют следующие пропорции – 0,25-0,45 мм.

В-пятых , измерение зазора между поршнями и цилиндрами. Данное измерение основывается на установлении соответствия между уже измеренными диаметрами поршня и цилиндра. Здесь стандартные показатели равны от 0,025 до 0,045 мм, при возможном износе 0,15 мм.

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 - 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 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.