Цилиндропоршневая группа двигателя внутреннего сгорания (ЦПГ) — поршень с компрессионными и маслосъемными кольцами, которые называются поршневыми кольцами, а также гильза цилиндра. Кольца установлены в специальные канавки на поршне. Именно поршневые кольца вступают в контакт с рабочей поверхностью цилиндра, а точнее с гильзой.
В процессе работы двигателя поршень с установленными кольцами совершает возвратно-поступательные движения внутри гильзы, в результате чего рабочая поверхность гильзы (зеркало цилиндра) подвергается постепенному износу. Также износу подвержены и сами компрессионные и маслосъемные кольца.
От состояния цилиндро-поршневой группы напрямую зависят важнейшие показатели, необходимые для стабильной работы двигателя внутреннего сгорания. Состояние ЦПГ влияет на показатель компрессии (давления) в цилиндрах ДВС. Необходимая компрессия бензинового и дизельного мотора обеспечивает уверенный холодный и горячий запуск двигателя, его мощность, экологичность и другие эксплуатационные показатели.Читайте также
Признаки прогара клапанов
Как самому определить прогар клапана двигателя. Основные симптомы погоревшего клапана, точное выяснение причин троения мотора. Диагностика, полезные советы.
Тепловой зазор поршневых колец
Что такое тепловой зазор поршневых колец. Каким должен быть оптимальный зазор на кольцах. Теловой зазор колец и повышение расхода моторного масла.
Поршневые кольца
Назначение, конструктивные особенности и принцип работы поршневых колец двигателя внутрннего сгорания. Типы колец, величина зазора, основные неисправности.krutimotor.ru
Для оценки текущего состояния (степени износа «железа») цилиндропоршневой группы (ЦПГ) бензинового или дизельного двигателя в наше время применяют четыре метода «механической» диагностики:
1. Оценка состояния ЦПГ по расходу картерных газов. Этот метод имеет недостаточную точность, обусловленную влиянием утечек газов через сальниковые уплотнения. Свести к минимуму влияние утечек возможно лишь при принудительном отсасывании газов из картера для обеспечения в нем атмосферного давления при измерении расхода, что весьма трудоемко. На показания индикатора влияет также уровень вибрации ДВС.Кроме того, данный метод не позволяет выявить отдельный неисправный цилиндр и, тем более, определить первопричины снижения работоспособности ЦПГ, а к утечкам через клапан вообще нечувствителен. По этим причинам устройство КИ-13761 вполне справедливо было названо индикатором.2. Диагностика ЦПГ при помощи пневмотестера, позволяет оценить величину утечек из камеры сгорания при полностью закрытых клапанах.
Этот метод позволяет выявлять конкретный неисправный цилиндр. Поршень проверяемого цилиндра, выставляется при медленном прокручивании коленвала на рабочий такт сжатия или расширения (при перекрытых клапанах). В цилиндр подается сжатый воздух и по разнице показаниях на манометрах (на входе в камеру сгорания и в самой камере сгорания) оценивается пневмоплотность цилиндра. Данный метод может быть реализован только в стационарных условиях при наличии источника сжатого воздуха (компрессора).Недостатки метода: необходимо выставить поршень хотя бы в две позиции — на середине и в конце такта сжатия. Технически проделать эту операцию довольно сложно, особенно если двигатель оснащен АКПП. Во-вторых, при проверке последних цилиндров мы получим худшие результаты, в следствие утечки к моменту проверки части масла в картер. В-третьих, достоверно можно оценить только утечки в клапанах по повышенной интенсивности падения давления и наличию «свиста» во впускном или выпускном коллекторах. О состоянии колец или износе гильзы этот метод достоверно не указывает.3. Замер компрессии.
Это самый популярный метод диагностики среди автомехаников. Положительные качества его очевидны — простота, доступность, универсальность. Однако этот метод позволяет лишь определить наличие или отсутствие компрессии в цилиндре. Одним замером практически невозможно определить откуда происходят утечки давления связано это с не герметичностью клапанов или виноваты компрессионные кольца. Приходится производить два замера компрессии по цилиндру с закрытой и полностью открытой дроссельной заслонкой или добавлять 3-5 мл масла для усиления масляного клина в сопряжении компрессионное кольцо — гильза. Кроме того, на показатели компрессии влияют пусковые обороты коленчатого вала и температура. При разряженном аккумуляторе потеря компрессии составляет в среднем 1-2 атмосферы. Помимо этого, на показатели компрессии изношенной ЦПГ сильно влияет излишнее количество масла или топлива и цилиндре, сопротивление во впускном патрубке, температура масла паразитный объем переходного устройства и т.д. В самом щадящем варианте методическая погрешность оценки ЦПГ по давлению сжатия (компрессия) составляет не менее 30%.
Четвертый способ диагностики состояния цилиндропоршневой группы двигателя: 
оценка степени износа вакуумным методом при помощи прибора АГЦ. Этот метод наиболее информативен, а сама диагностика проста как и замер компрессии, да и производится так же. Диагностика сводится к замеру двух параметров вакуума в каждом цилиндре двигателя, что позволяет точно разделить утечки через клапана и кольца и достоверно определить текущее состояние поэлементно деталей ЦПГ: герметичность клапанов, износ гильзы и состояние поршневых колец (нормальное, закоксовка, залегание или поломка).
Диагностирование состояния элементов ЦПГ при помощи Анализатора Герметичности Цилиндров (АГЦ, АГЦ-2)
1. Полный вакуум (-Р1) и остаточный вакуум (-Р2)Величину максимального разряжения в цилиндре, которое способна создать ЦПГ, называют полным (полезным) вакуумом (-Р1). Эта величина показывает утечки из камеры сгорания через клапана, прогоревшее днище поршня или прокладку ГБЦ. Благодаря эффекту масляного клина, величина полного вакуума при удовлетворительном состоянии гильзы цилиндра и герметичности клапанов не бывает ниже определенного значения (-Р1min) для каждого типа ДВС и практически не зависит от состояния поршневых колец. Поэтому в зависимости от величины полного вакуума (-Р1) мы можем сделать вывод о состоянии гильзы цилиндра (эллипсность, наличие задиров).Величину потерь давления рабочего тела через в цилиндре ДВС при максимальном давлении в цилиндре называют остаточным (паразитным) вакуумом (-Р2). Эта величина показывает утечки через поршневые кольца. При удовлетворительном состоянии гильзы цилиндра и герметичности клапанов величина остаточного вакуума характеризует состояние поршневых колец — степень износа, залегание (закоксовка), поломку перемычек на поршне, поломку колец. Пневмоплотность закрытия клапанов, а также наличие трещин в днище поршня, в головке блока ДВС в большей мере влияет на значение величины соотношения Р1/Р2, соответственно в случае пониженного значения величины Р1/Р2 от номинально допустимых, можно выявить неполадки, связанные с клапанами, трещинами в деталях. Причем степень расхождения с номинальными значениями Р1/Р2 позволяет разделить не герметичность клапанов или же трещины в деталях.
Преимущества вакуумного метода диагностики перед существующими методиками диагностирования состояния ЦПГ.
На основе представленных нормативных значений рассчитаем информативность и методическую погрешность метода на примере бензинового ДВС. Итак, диапазон изменения параметра 0,84-0,17=0,67 (кгс/см2), соответственно информативность 067/0,84=80%. Абсолютная методическая погрешность находится в пределах 0,04 (кгс/см2), а относительная 0,04/0,67=6%. В сравнении с методической погрешностью (30%) и информативностью (~20%) компрессометра вакуумный метод выглядит гораздо предпочтительней, т.к. позволяет не только «распознавать» неисправность , но и прогнозировать остаточный ресурс.Основные преимущества перед существующими методами диагностики:
Данная методика разработана ГОСНИТИ (Государственный научно-исследовательский институт ремонта и эксплуатации автотракторной техники). Нашими специалистами были усовершенствованы и дополнены диаграммы состояния нормативных показателей Р1 и Р2 для разных марок автомобильного топлива.
2.1. Замеры величин (-Р1) и (-Р2).
Замер полного вакуума (-Р1). При движении поршня вверх на такте сжатия (Рис. 1) рабочее тело через редукционный клапан практически полностью выталкивается из камеры сгорания в атмосферу. Далее после ВМТ поршень начинает двигаться вниз, редукционный клапан закрывается, и в цилиндре создается разряжение. Посредством вакуумного клапана фиксируется максимальное значение разряжения, которое способна создать ЦПГ двигателя в данном цилиндре. Значение величины полного вакуума (-Р1) фиксируется на вакуумметре.
Рис.1 Схема замера полного вакуума (-Р1). Замер остаточного вакуума (-Р2). Если при движении поршня вверх (Рис. 2) на такте сжатия надпоршневое пространство будет перекрыто, т.е. в камере сгорания будет нагнетаться максимальное давление, то часть рабочего тела через поршневые кольца будет проникать в картер двигателя, соответственно масса рабочего тела в начале такта сжатия в конце такта рабочего хода будет уменьшаться на величину утечек dm через поршневые кольца. Эта величина на рис.2 обозначена как h. Соответственно, не доходя h до НМТ в цилиндре будет возникать разряжение, которое фиксируется вакуумным клапаном и величина которого снимается с показания вакуумметра.
Рис.2 Схема замера остаточного вакуума (-Р2). 2.2. Анализ состояния ЦПГ по величинам значений (-Р1) и (-Р2).
Как было отмечено выше, минимальное значение полного вакуума при плотно закрытых клапанах не зависит от состояния поршневых колец благодаря эффекту «масляного клина». В свою очередь, величина (-Р2) при плотно закрытых клапанах отражает количество утечек через поршневые кольца, т.е. характеризует пневмоплотность поршневых колец. Пневмоплотность закрытия клапанов, а также наличие трещин, влияет на величину (-Р1) и (-Р2) одновременно. Экспериментальные исследования, подкрепленные большим статистическим материалом, позволили обосновать основные нормативные значения показателей (-Р1) и (-Р2) для дизельных и бензиновых двигателей.
| 0,89-0,94 | 0,14-0,17 | 0,78 | 0,25 | 0,65 |
| 0,80-0,84 | 0,17-0,20 | 0,75 | 0,32 | 0,60 |
| 0,80-0,82 | 0,18-0,20 | 0,72 | 0,36 | 0,60 |
Для удобства диагностики составлены диаграммы состояния ЦПГ для различных типов двигателей. На «Диаграмме состояния элементов ЦПГ», учитывая выше изложенные толкования, выделены зоны состояния элементов ЦПГ в зависимости от значений (-Р1) и (-Р2). Зная значения (-Р1) и (-Р2) в конкретном цилиндре и сопоставив значения с «Диагностической диаграммой» можно быстро и достоверно оценить состояние элементов ЦПГ.
www.edial.ru
Цилиндры (рис. 18) рассматриваемых автотракторных двигателей съемные. Отдельно изготовленный цилиндр называют гильзой. Применение вставных гильз позволяет увеличить срок службы блок-картера за счет замены изношенных гильз новыми. Гильза цилиндра изготовлена из легированного чугуна. Внутренняя поверхность гильзы, называемая зеркалом, тщательно обработана и закалена. По внутреннему диаметру гильзы сортируют на три размерные группы: Б, С и М (большая, средняя и малая).
Обозначения размерной группы наносят на торце буртика 1 гильзы.
Рис. 18(12). Конструкции цилиндров: а - "мокрая" гильза цилиндра, б - схема установки гильзы двигателя, в - цилиндр с воздушным охлаждением, 1 - буртик, 2 - верхний поясок, 3 - нижний поясок, 4 - резиновое уплотнительное кольцо, 5 - гильза цилиндра, 6 - вставка, 7 - водяная рубашка, 8 - уплотнительная прокладка, 9 - картер
Гильзы, наружная поверхность которых омывается охлаждающей жидкостью называются «мокрыми» (рис. 18, а). На наружной поверхности гильзы выполнены два посадочных пояска 2 и 3, которые служат для плотной установки гильзы в блоке. Между нижним пояском гильзы и блоком цилиндра монтируют резиновые уплотнительные кольца 4, предотвращающие протекание воды в картер из водяной рубашки блока. У одних двигателей резиновые кольца устанавливают в выточки, выполненные на нижнем пояске гильзы, а у других — в расточке блока. Верхний торец гильзы выступает над плоскостью блока, что обеспечивает лучшее обжатие металлоасбестовой прокладки и создает надежное уплотнение от прорыва газов из цилиндра. Износ верхней части гильз уменьшается при установке в некоторых автомобильных двигателях износостойких вставок 7 (рис. 18, б) из антикоррозийного чугуна. В некоторых двигателях между основанием нижнего выступа блок-картера и опорной поверхностью нижнего буртика устанавливают медную кольцевую прокладку 8.
Цилиндры двигателей с воздушным охлаждением (рис. 18, г) снабжены снаружи охлаждающими ребрами. В нижней части цилиндра имеется бурт, который упирается в поверхность картера. Между картером и буртом устанавливают медное кольцо. Каждый цилиндр вместе с головкой закрепляют специальными (анкерными) шпильками на картере.
Поршни (рис. 19) воспринимают и передают шатуну усилия, возникающие
от давления газов, а также обеспечивают протекание всех тактов рабочего цикла. Они подвергаются действию высоких температур и давлений и движутся со значительными скоростями внутри цилиндра. В соответствии с условиями работы материал поршня должен обладать высокими механическими свойствами и износостойкостью, быть легким, хорошо отводить тепло. Поэтому в современных двигателях поршни отливают из легкого, но достаточно прочного алюминиевого сплава.
Рис. 19(13). Конструкция поршня: а - поршень дизельного двигателя, б - сечения поршней дизельных двигателей, в - поршень карбюраторного двигателя, г - поршневой палец, 1 - маслосбрасывающая кромка, 2 - канавка для маслосъемного кольца, 3 - канавка для стопорного кольца, 4 - отверстие для подвода масла к поршневому пальцу, 5 - канавки для компрессионных колец, 6 - камера сгорания в поршне, 7 - прорезь, 8 - стопорное кольцо поршневого пальца; А - днище, Б - головка, В - направляющая часть, Г - бобышки, Д - холодильник, Е - места клеймения массы и размерной группы поршня, Ж - метка направления установки поршня, З - место клеймения размерной группы поршневого пальца
Поршень (рис. 19, а) имеет вид перевернутого стакана. Он состоит из днища А, головки Б (или уплотняющей части) и направляющей части В, называемой юбкой. Днище поршня дизельного двигателя делают фасонной формы с выемкой, которая зависит от способа смесеобразования и расположения клапанов и форсунок. Такая форма днища способствует лучшему перемешиванию воздуха с поступающим в цилиндр топливом и более полному его сгоранию.
На внешней поверхности головки и юбке проточены канавки 5 и 2 для компрессионных и маслосъемных колец. Число колец, устанавливаемых на поршне, зависит от типа двигателя и частоты вращения коленчатого вала. Для повышения износостойкости у некоторых двигателей в канавку под верхнее компрессионное кольцо заливают стальную вставку, что увеличивает долговечность сопряжения кольца с канавкой. По окружности канавок под маслосъемные кольца просверлены сквозные отверстия для отвода масла в картер двигателя.
На внутренней стороне юбки имеются два прилива — бобышки Г, в отверстия которых устанавливают поршневой палец. Бобышки соединяются ребрами с днищем, увеличивая прочность поршня. В бобышках проточены кольцевые канавки 3 для стопорных колец. На наружной поверхности поршня против бобышек сделаны срезы — «холодильники», где скапливается масло, способствующее охлаждению утолщенной части поршня и предохраняющее поршень от заклинивания. С этой же целью применяют поршни, у которых диаметр юбки больше диаметра головки, а юбка имеет овальное сечение (большая ось овала перпендикулярна оси поршневого пальца).
По величине наружного диаметра юбки поршня, как и цилиндры, сортируют на три размерные группы: Б, С и М. Обозначение размерной группы наносят на днище поршня. При сборке группа поршня должна быть одинаковой с группой гильзы.
Поршни сортируют на две размерные группы по диаметру отверстия под
поршневой палец и маркируют краской (черной или желтой) на бобышках поршня.
На головке поршня некоторых тракторных двигателей сделаны мелкие кольцевые канавки глубиной 0,3 мм (рис.19, б). В них задерживаются продукты сгорания масла (нагар), что предотвращает преждевременное закоксовывание поршневых колец.
В карбюраторных двигателях применяют поршни с плоским днищем (рис.19, в), получившие широкое распространение из-за простоты изготовления и меньшего нагрева при работе. У некоторых автомобильных двигателей часть юбки под бобышками удалена для прохода противовесов коленчатого вала при нижнем положении поршня и его облегчения. Поршни имеют поперечные прорези 7 под головкой, на юбке может быть выполнен продольный или Т-образный разрез. Прорези повышают упругость юбки поршня, что устраняет опасность заклинивания. Если на юбке поршней имеются прорези, то их устанавливают в двигатели так, чтобы боковое давление при рабочем ходе испытывала часть поршня без разреза. Правильной установке поршня по направлению в двигателе помогает надпись, выполненная на юбке.
Поршневые пальцы (рис.19, г) изготовлены пустотелыми из стали. От осевого перемещения палец удерживается разжимными стопорными кольцами 8, которые установлены в канавках бобышек поршня. Палец соединяет поршень с шатуном. В отверстие втулки верхней головки шатуна палец вставляют с зазором, а в поршень — с натягом. Во время работы двигателя из-за различных коэффициентов линейного расширения материалов между поршнем и пальцем при достижении рабочей температуры появляется зазор, и палец имеет возможность поворачиваться в бобышках поршня. Такой палец называют плавающим.
По величине наружного диаметра пальцы разделяют на две размерные группы. Размерные группы маркируют, как и отверстия в бобышках поршня,
черным и желтым цветом. Краску наносят на внутреннюю поверхность пальца 8. При сборке пальца с поршнем необходимо помнить, что их размерные группы должны быть одинаковы.
Поршневые кольца (рис.20) создают плотное, подвижное соединение между поршнем и цилиндром. По назначению их разделяют на компрессионные 1 и маслосъемные 2. Компрессионные кольца предотвращают прорыв газов из камеры сгорания в картер. Маслосъемные кольца препятствуют проникновению масла из картера в камеру сгорания, снимая излишки масла со стенки цилиндра.
Кольца изготовляют из легированного чугуна или стали. Наружный диаметр кольца в свободном состоянии больше внутреннего диаметра цилиндра. Часть кольца вырезана, вследствие чего при установке в цилиндр кольцо пружинит и хорошо прилегает к его поверхности. Вырез в поршневом кольце называют замком. Замки поршневых колец могут быть косые или прямые. Наибольшее распространение получило кольцо с прямым замком, как более простое и дешевое в изготовлении. С целью уменьшения утечки газов через зазоры в замках кольца устанавливают замками в разные стороны, желательно на равном расстоянии по окружности. Для уплотнения, обеспечивающего герметичность цилиндра, у карбюраторных двигателей на поршни размещают 2—3, а у дизелей, где давление газов в цилиндрах более высокое, 3—4 компрессионных кольца. В канавках поршня кольца устанавливают с небольшим зазором и они могут свободно перемещаться относительно поршня. Если поршневые кольца неплотно прилегают к стенке цилиндра, то газы, прорываясь через просветы между цилиндром и кольцом, вызывают перегрев кольца. При этом образующиеся шлаковые отложения заполняют зазоры между кольцами и стенками канавок поршня по высоте.
Рис. 20(14). Поршневые кольца: а - внешний вид, б - формы компрессионных колец в рабочем состоянии, в - составное маслосъемное кольцо, г - расположение колец на поршне; 1 - компрессионное кольцо, 2 - маслосъемное кольцо, 3 - плоские стальные кольца, 4 - осевой расширитель, 5 - радиальный расширитель, 6 - поршень
Кольца перестают свободно перемещаться и пружинить. Это явление носит название пригорания (закоксовывания) колец и сопровождается потерей мощности двигателя и повышенным расходом масла.
В поперечном сечении компрессионные кольца имеют различную форму (рис. 20, б). По сравнению с кольцом прямоугольного сечения кольцо с конической наружной поверхностью имеет меньшую опорную поверхность, что обеспечивает его быструю приработку и хороший контакт с цилиндром по всей окружности. Компрессионные кольца некоторых двигателей имеют по внутреннему диаметру сверху кольца фаску или выточку. При установке в цилиндр такие кольца деформируются (скручиваются) и прилегают к зеркалу цилиндра нижней кромкой. Поэтому скручивающиеся кольца работают подобно конусным и в то же время имеют меньшее перемещение по поршню в вертикальном направлении. Форма кольца с поперечником в виде односторонней трапеции уменьшает возможность зависания в канавках поршня при больших отложениях нагара и улучшает его прилегание к стенке цилиндра.
Трущаяся о цилиндр поверхность верхнего компрессионного кольца хромируется с целью увеличения срока службы всех колец и цилиндра. Трущаяся поверхность поршневых колец многих двигателей облуживается для улучшения их приработки.
Маслосъемные кольца (одно или два) устанавливают ниже компрессионных колец. Они в отличие от компрессионных колец имеют сквозные прорези или состоят из двух колец скребкового типа. На поршни некоторых двигателей устанавливают составные маслосъемные кольца (рис. 20, в) изготовленные из двух стальных дисков и двух гофрированных расширителей — осевого и радиального. Осевой расширитель, расположенный между дисками, плотно прижимает их к стенкам канавки поршня. Радиальный расширитель плотно прижимает диски к зеркалу цилиндра.
Сборные кольца хорошо прилегают к поверхности цилиндра и обеспечивают низкий расход картерного масла.
studfiles.net
Основные неисправности цилиндро-поршневой группы (ЦПГ) карбюраторных двигателей автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099 следующие:
— износ, поломка, залегание поршневых колец;
— износ, задир цилиндров;
— повреждение перемычек между кольцами на поршнях;
— износ или прогорание поршней.Все эти неисправности приводят к заметному ухудшению работы двигателя автомобиля. Более-менее точно диагностируют эту проблему при помощи компрессометра. Так же оценить состояние ЦПГ двигателей автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099 можно по внешним признакам и показателям их работы.
Перечень признаков неисправностей ЦПГ двигателей ВАЗ 2108, 2109, 21099
— Сильное дымление из шланга вентиляции картера двигателя автомобиля (сапуна).
Оценить состояние ЦПГ можно по одному этому признаку. Сильное хлопающее дымление из сапуна на прогретом двигателе свидетельствует об износе или залегании поршневых колец, износе цилиндров или того и другого вместе.
— Наличие моторного масла в корпусе воздушного фильтра двигателя.
Фильтрующий элемент воздушного фильтра также будет забит маслом. При износе ЦПГ повышается давление в картере двигателя за счет прорыва туда газов из камер сгорания. Масло начинает выбрасывать в систему вентиляции и далее в корпус воздушного фильтра. В такой ситуации зачастую начинают течь сальники двигателя, постоянно забиваются воздушные жиклеры карбюратора. На большинстве двигателей с такой проблемой шланг с сапуна опущен вниз.
— Повышенный расход моторного масла двигателем.
Более чем 1 литр на 10.000 км.
— Сильный нагар на свечах зажигания. Замасливание свечей.
Нарушение смесеобразования в камерах сгорания, в связи с износом колец и цилиндров, приводит к повышенному образованию черного маслянистого нагара на электродах свечей зажигания. Помимо этого резьбовая часть свечей будет покрыта маслом. Аналогичные симптомы наблюдаются при износе или повреждении маслосъемных колпачков.
— Повышенное дымление из выхлопной трубы.
Сине-сизый, временами черный дым из глушителя указывает на износ поршневых колец и (или) цилиндров. Схожие симптомы проявляются при износе маслосъемных колпачков (синий выхлоп при перегазовке), неисправности системы зажигания (момент зажигания неверен, «пробиты» высоковольтные провода, крышка трамблера, бегунок и пр.), нарушении регулировок карбюратора.
— Повышенный расход топлива двигателем автомобиля.
— Вибрация и шум при работе двигателя.
Разная компрессия в цилиндрах часто приводит к вибрации двигателя при работе.
— Двигатель «троит».
Постоянное загрязнение карбюратора, замасливание свечей приводит к перебоям в работе двигателя – «троению» — неустойчивому холостому ходу. Попытки отрегулировать обороты холостого хода зачастую ни к чему не приводят.
— Падение мощности и приемистости двигателя автомобиля.
Неисправная цилиндро-поршневая группа двигателя не позволяет ему развивать былую мощность и приемистость, так как компрессия в цилиндрах снижена. Возможны «провалы» при нажатии на педаль «газа».
Примечания и дополнения
— Ремонт ЦПГ карбюраторных двигателей автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099 сводится к замене колец, поршней, расточке цилиндров. В ряде случаев можно обойтись раскоксовкой поршневых колец, так как при их залегании симптомы неисправности ЦПГ могут быть схожи.
— Так же в первую очередь проверяем и прочищаем систему вентиляции картера двигателя так как она так же отвечает за повышение давления картерных газов.
Еще пять статей по двигателям автомобилей ВАЗ
— Повышенный расход масла карбюраторным двигателем автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099
— Система вентиляции картера двигателя автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099
— Синий дым из глушителя
— Измерение компрессии в цилиндрах карбюраторного двигателя легкового автомобиля
— «Троит» двигатель
twokarburators.ru
При работе ДВС в системе поршень-гильза происходят обратно-поступательные движения с высокими значениями скоростей, а также огромными нагрузками. Ненадлежащее техническое обслуживание может привести к ускоренному износу элементов и вызвать частичную техническую неисправность двигателя или вовсе полный отказ.
В большинстве случаев диагностика позволяет выявить лишь малую часть проблем. Определить техническое состояние и причины поломки можно при осмотре отдельных компонентов, что поможет сделать приведенная ниже информация.
Повреждения гильзы цилиндра
Деформация цилиндра
Отрыв бурта гильзы цилиндра
Кавитация
Повреждения поршня
Эрозия материала на днище поршня (дизельный двигатель)
Эрозия на днище и жаровом поясе поршня (бензиновый двигатель)
Прихват от перегрева, в основном на головке поршня
Разрушение перемычек между канавками поршневых колец (дизельный двигатель)
Разрушение перемычек между канавками поршневых (бензиновый двигатель)
Трещины на днище и вокруг камеры сгорания в поршне
Износ поверхностей из-за избытка топлива в камере сгорания
Задиры при недостаточном зазоре между поршнем и цилиндром
Задиры на боковой поверхности поршня рядом с бобышками
Сухой прихват на юбке (недостаток масла)
Задиры на поршне только с одной стороны
Задиры на боковой поверхности (сухой прихват)
Информация предоставлена компанией «Мотордеталь». www.motordetal.ru
info-parts.ru
Подвергается ремонту поршневая группа в различных случаях: при значительном износе трущихся деталей, вследствие чего снижается давление в цилиндрах, при разрушении поршней (например, после обрыва ремня газораспределительного механизма), а также при плановом обслуживании – по достижении определенного пробега. Выявить неисправности несложно, достаточно ориентироваться на внешние признаки либо на характеристики двигателя. Но необходимо знать основные симптомы поломок, чтобы своевременно их выявить и исправить.
Основа любого двигателя внутреннего сгорания – это блок, массивный и тяжелый, в нем имеется множество отверстий, по которым циркулирует охлаждающая жидкость, масло, а также производится движение механизмов, в частности, поршней. Между ними и блоком установлены стальные гильзы, которые имеют зеркальную поверхность. Поршни передают поступательное движение при воспламенении топлива через шатун коленчатому валу. Последний вращается за счет того что имеет особую конструкцию.
Впуск топливовоздушной смеси в камеру сгорания, а также выпуск отработанных газов происходит через отверстия в верхней части мотора. Это головка блока цилиндров. Чтобы увеличить мощность двигателя, эти отверстия закрываются клапанами, приводимыми в движение распределительным валом. Последний имеет кулачки, которые максимально синхронизированы и позволяют проводить открытие своевременно. Между распределительным и коленчатым валами натянут гибкий ремень или металлическая цепь. Перед установкой этих элементов необходимо провести синхронизацию всех валов – выставить их по меткам.
Можно даже сказать, что это основа всей системы. Именно с его помощью создается давление в цилиндрах, а при взрыве топливовоздушной смеси он смещается в нижнее положение и приводит в движение коленчатый вал. Изготавливаются поршни из сплавов на основе алюминия. В верхней части имеются канавки для колец – компрессионных и маслосъемного. Назначение их понятно из названий: первые необходимы для создания давления, а вторые – для снятия масляной пленки с внутренней поверхности цилиндра. Именно с их помощью цилиндро-поршневая группа нормально функционирует.
Примерно в середине, чуть ниже колец, находится палец, с помощью которого производится установка поршня на шатун. В некоторых автомобилях в целях безопасности двигателя во время обрыва ремня ГРМ применяются поршни, в верхней части которых, обращенной в сторону клапанов, сделаны выемки. При разрыве ремня коленчатый вал продолжает перемещать все поршни, а клапаны падают в нижнее положение. Результат – сильнейшие удары тарелок клапанов о поверхность поршней. Выемки позволяют избежать этого.
Коленвал – это цельнометаллическая конструкция, имеющая своеобразную форму. С его помощью осуществляется сглаженная работа всех цилиндров. Например, при положении одного в верхней мертвой точке другой находится в нижней, а третий с четвертым – на подходе к ВМТ и НМТ соответственно. Между поршнем и коленчатым валом установлен шатун. Он подвижно закреплен с обоих краев. Когда проводится ремонт поршневой группы, обязательно заменяются вкладыши на месте соединения шатуна с коленчатым валом.
Скольжение шатуна на коленчатом валу обеспечивают вкладыши с канавками. По ним поступает масло, которое смазывает поверхности и уменьшает трение. Коленвал с одной стороны имеет маховик – тяжелый сбалансированный металлический диск, который позволяет избавиться от незначительных вибраций, возникающих при работе. С другой стороны устанавливаются шкивы для привода газораспределительного механизма и дополнительного оборудования (ГУР, компрессор кондиционера, электрический генератор, и пр.).
Эти узлы влияют на то, насколько правильно будет осуществляться подача топливной смеси и отвод газов после сгорания. При движении поршня вверх происходит открывание выпускных клапанов, под создавшимся давлением сгоревшие газы уходят в выпускной коллектор. Незадолго до достижения ВМТ происходит закрывание выпускных и открывание впускных клапанов. В момент, когда поршень находится в крайнем верхнем положении, пробивает искра, смесь из бензина и воздуха взрывается. Так как на этот момент все отверстия герметично закрыты, ему некуда деваться - приходится только идти вниз. И в итоге шатунно-поршневая группа осуществляет вращение коленвала.
И такая работа происходит постоянно. Для правильного функционирования необходимо устанавливать распредвал и коленвал синхронно. В противном случае работа всего двигателя окажется неправильной: в момент, когда клапан должен открываться для подачи топлива, он будет закрыт. Следовательно, воспламенения смеси не произойдет, а это главное условие стабильной работы любого двигателя внутреннего сгорания. Установлен распредвал в ГБЦ, изготовленной из алюминиевых сплавов. Крепеж производится после каждой пары кулачков. По краям вала имеются подшипники для обеспечения плавного вращения.
Проведите замеры давления в каждом цилиндре. Оно должно быть везде одинаково. Причем отличий от данных, указанных в технических характеристиках, не должно наблюдаться. Падение компрессии в двигателе можно выявить и во время движения. Так, автомобиль становится менее приемистым, с трудом перевозит нескольких пассажиров. Это говорит о том, что цилиндро-поршневая группа имеет дефекты, в частности большую выработку. Обратите внимание на то, что все системы должны функционировать стабильно.
Аналогичные симптомы присутствуют и в случае нарушений в системе зажигания или топливоподачи. Поэтому для верности необходимо удостовериться в том, что давление действительно ниже нормы. Зачастую причиной такого является чрезмерный перегрев, когда охлаждающая жидкость закипает, а двигатель работает без дополнительного теплообмена. Кольца в поршнях залегают и не соприкасаются с поверхностью цилиндров. Поможет в этом случае лишь капитальный ремонт.
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.
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.
Если решите во время ремонта сделать тюнинг, то старайтесь учитывать все требования, изложенные выше. Но даже замена всех агрегатов на стандартные даст результат. Не стоит забывать, что при уменьшении компрессии в цилиндрах падает мощность ДВС. Если с поршнями все предельно понятно (достаточно приобрести следующий ремонтный размер), то с блоком все оказывается немного сложнее. Гильзы, расположенные в нем, нужно подвергнуть проточке на специальном токарном станке. И есть два варианта проведения такой процедуры.
Первый заключается лишь в том, что вся поверхность уменьшается, ей придается форма правильного круга. Если взглянуть на нее до ремонта, то она окажется скорее овальной. Второй способ – то же самое, только после обработки наносится на поверхность мелкая сетка. Называется эта процедура хонингованием. Бытует мнение, что такой способ увеличивает мощность. На самом же деле, рифленая поверхность сильно изнашивает кольца. А через 10-20 тыс. км пробега гильза и вовсе становится зеркальной, хонинговка исчезает. Если решите сэкономить на ремонте так, чтобы не навредить двигателю, то выбирайте первый способ расточки. Подобным образом ремонтируется поршневая группа "Камаз", а также всех остальных двигателей внутреннего сгорания.
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).
www.syl.ru
Состояние цилиндропоршневой группы (ЦПГ) определяется по величине давления сжатия или разрежения, результатам измерений неплотностей в камере сгорания и сопряжении гильза-поршень по величине утечек воздуха и прорыва газов в картер, а также по угару масла во время работы двигателя.
Диагностирование ЦПГ дизеля проводят при ТО-3 и перед ремонтом или поступлении заявки от машиниста. Основные косвенные признаки неисправного состояния ЦПГ — повышенный расход масла на угар и прорыв газов в картер, трудный пуск, снижение мощности двигателя.
Наибольшее распространение для оценки ЦПГ получил способ измерения количества газов, прорывающихся в картер. Количество газов измеряют индикатором КИ-13671. Для измерения количества газов двигатель прогревают до температуры жидкости в системе охлаждения 70 — 90°С, закрывают пробками отверстие сапуна, отверстие под масломерную линейку и подключают индикатор с помощью переходника к заливной горловине картера двигателя. Измерение расхода газов проводится при номинальной частоте вращения коленчатого вала. Прорвавшиеся в картер газы проходят через индикатор и поднимают поршень 2 сигнализатора В верхнее положение. Поворачивая плавно крышку 5 и, тем самым закрывая дроссельное отверстие индикатора, добиваются, чтобы риска на колеблющемся поршне 2 совпала с риской на трубке 1. По лимбу на крышке 5 против указателя определяют расход газов.
Если расход газов более 170 л/мин, открывают одно или два дополнительных отверегия, вывинтив заглушки 4.
Рис. Определение расхода картерных газов индикатором КИ-13671: 1 — трубка сигнализатора; 2 — поршень сигнализатора; 3 — удлинитель; 4 — заглушка; 5 — крышка; 6 — корпус; 7 — переходник
В этом случае необходимо прибавить к показанию индикатора соответственно 100 или 200 л/мин.
При ресурсном диагностировании тракторов перед ТО-3, которое предшествует плановому текущему или капитальному ремонту, полученное значение расхода газов сравнивают с их допустимыми значениями и принимают решение о возможности дальнейшей эксплуатации двигателя.
Сравнительную оценку технического состояния цилиндров можно дать по разряжению в надпоршневом пространстве.
Чтобы измерить разряжение, снимают с двигателя форсунки, устанавливают в отверстие для форсунки наконечник вакуум-анализатора КИ-5315 и прокручивают с помощью пускового устройства коленчатый вал. При движении поршня вниз на такте расширения в надпоршневом пространстве создается разряжение, под действием которого открывается впускной клапан прибора. По вакуумметру фиксируют максимальное значение разряжения. Номинальное значение разряжения в цилиндре — 0,088, допустимое — 0,07, предельное — 0,068 МПа.
В случае, когда расход газов не превышает допустимого значения, но разряжение в цилиндрах ниже допускаемого, необходимо восстановить герметичность клапанов механизма газораспределения. Если расход газов превышает допустимое значение, необходимо заменить кольца или цилиндропоршневую группу.
Состояние ЦПГ автомобильных двигателей оценивают по прорыву газов в картер или по утечке воздуха из надпоршневого пространства (компрессии). Компрессию в каждом цилиндре измеряют компрессометром КИ-861 (для дизельных двигателей) или модифицированым прибором КИ-179 (для карбюраторных двигателей).
ustroistvo-avtomobilya.ru
