каким должен быть и как замерить

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.

Содержание статьи:

• 1 Почему изменяется зазор между поршнем и цилиндром
• 2 Нормы соответствия
• 3 Результат нарушения зазора
• 4 Как проверить зазор между поршнем и цилиндром

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.

По теме: Как понять что пробита прокладка ГБЦ

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.

Это интересно: Как проверить датчик положения распредвала ДПРВ

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.

Зазор между поршнем и цилиндром

Как только вы завели двигатель и вам послышался звук, похожий на стук, а потом, когда двигатель прогрелся он пропал, либо немного стих, это значит, что пришла пора для проверки зазора между поршнями и цилиндрами. А это говорито том, что в руки нужно взять в руки инструмент и начать разбирать ГБЦ.

• Какие изменения могут быть с зазором между поршнем и цилиндром
• Существуют ли какие-то нормы соответствия поршней и цилиндров
• Причины изменения зазора между поршнем и цилиндром
• К чему может привести возникшая проблема зазора между поршнем и цилиндром
• Как самостоятельно проверить зазор между поршнем и цилиндром

По Вашему мнению может ли быть что-то общее между человеком и мотором машины. Маленький человек, не может вам рассказать или пожаловаться вам на какую-то боль или беспокойство. Только по стечению времени он начинает говорить и может вам что-то объяснить.
Точно так и мотор машины, когда он новый, он работает и ему ничего не мешает. Но опять же проходит какой-то промежуток времени и он начинает сообщать о каких-либо проблемах. Это можно понять по звуку издаваемому им. А точнее по стуку деталей которые находятся внутри.

У этого стука могут быть разные проблемы происхождения. Это может как распредвал так и коленвал стучать или какие-либо другие детали. Как упоминали ранее возможно это зазор между поршнем и цилиндром. Именно о такой проблеме двигателя пойдет сегодня речь.
Нужно знать, что рано или поздно стук появится и эту проблему необходимо будет решать, а не откладывать на потом.

Какие изменения могут быть с зазором между поршнем и цилиндром

При правильной эксплуатации мотора со временем естественным путем сужается зазор между этими деталями. Происходит это из-за того, что во время эксплуатации при высоких температурах работают детали.
Помимо этого, еще причинами возникновния такой проблемы являются неправильное регулирование движущихся деталей, перегрузки температуры, перекос цилиндров. Вы знаете то, что блоки цилиндров изготавливают чаще всего из аллюминиевого материала, у которых преобладает двойной коэффициент расширения, в сравнении с легированным чугуном.

Причиной уменьшения зазора между описываемыми деталями, является полусухое трение, из-за чего увеличивается температура деталей блока цилиндров. Со временем смазка пропадает и зазор исчезает из-за появления задир на поршне.

Для определения состояния блока цилиндров проводят диагностику, после которой выносят вердикт о ремонте цилиндров и элементов поршневой группы мотора. Но полностью сказать на сколько поршни, гильзы и другие детали деформировались можно при полном разбирании ГБЦ.
Если вы дошли до поршневой группы можно начинать дефектовку цилиндров и поршней. Приборы которыми измеряют диаметры называются микрометр применяют для поршней, а нутрометр применяют при измерении диаметров цилиндров.

Существуют ли какие-то нормы соответствия поршней и цилиндров

Перед началом ремонта поршневой группы, вам нужно узнать о том, что бывают группы диаметров поршней, и таблицы в которых указаны номинальные размеры цилиндров и поршней. Именно этими знаниями нужно пользоваться при ремонте.
Существует определенная классификация поршней в зависимости от наружного диаметра, их всего пять: А, В, С, D, E через каждый 0,01 миллиметр размера. К этому еще категории размеру отверстия под поршневой палец через каждые 0,004 миллиметра. Эти данные в форме цифры — это категория отверстия, а буквы – это класс поршня, они написаны на днище поршня.
Расстояние между поршнем и цилиндром должно соответствовать определенным расчетным нормам. Норма для новеньких деталей считается от 0,05 до 0,07 мм. А для деталей бывших в использовании зазор должен быть не более 0,15 мм.

В общем-то для этого и делается промер зазора между поршнем и цилиндром, чтобы купить поршни такого класса, какого и цилиндры. Но может быть и так, что зазор превышает размер 0,15 мм, то нужно подобрать поршень к цилиндру, с наибольшим близким значением к расчетному размеру.
Сначала нужно делать расточку цилиндров с максимальным приближением близкому к цифрам ремонтного размера. Но еще необходимо не забыть оставить припуск около 0,03 миллиметра для хонингования поверхности цилиндров после расточки. Только после этого всего можно приобретать поршни.
Во время хонингования нужно выдерживать диаметр, чтобы при устанавливании поршня зазор входил в пределы допускаемой максимальной цифры зазора новых деталей 0,045 миллиметров.

Микрометр служит для определения размера поршней, а нутрометр для определения размера цилиндров.
При покупке поршней к цилиндрам нужно учитывать не только номинальный или ремонтный размер, а также нужно знать и вес поршней. Он может быть нормальным, а может больше или меньше на пять грамм. К ремонтным поршням нужно подбирать ремонтные кольца ремонтных размеров.
Только после всех нужных проведенных манипуляций с зазором между этими деталями, вы быстро подберете необходимые размеры, и после растачивания установите поршень.

Причины изменения зазора между поршнем и цилиндром

Почему так происходит? Вроде бы стараешься эксплуатировать двигатель согласно инструкции. Масло моторное заливаем как советует производитель. Не жалеем денег на то чтобы двигатель был всегда «накормлен», так как говорят производители.

Но все же есть причины изменения зазора:

Даже во время правильной эксплуатации мотора, не может вам с точностью объяснить почему появляется увеличение зазора между этими двумя деталями. Нужно помнить, что все детали работают в экстремальных условиях, то есть при высоких температурах. Поэтому избежать изменения свойств металла не получится, можно только отодвинуть не надолго, но избежать не удастся. У поршня со временем начинают изнашиваться естественным путем канавки для колец, отверстия под палец и др.

Причинами могут стать неисправности появляющиеся во время эксплуатации мотора: перегрев мотора незафиксированный, не правильно урегулированные движущиеся детали, перекос мотора, плохого качества моторное масло, попадание в моторное масло топлива или охлаждающей жидкости и другие причины.
Все эти возникающие проблемы приводят к образованию такого зазора, который не соответствует заданным параметрам.

К чему может привести возникшая проблема зазора между поршнем и цилиндром

Увеличенный по размерам зазор может привести к стуку, к плохой компрессии мотора, увеличению расхода масла, и к поломке двигателя. А вот уменьшенный зазор может привести к появлению задир на цилиндрах, перегреву деталей блока.
Как при увеличении зазора, так и при его уменьшении понадобится ремонтировать поршневую группу. Тут без вариантов. Можно конечно задуматься о приобретении нового мотора. Но дешевле будет если сделать ремонт такого рода поломки. Весь процесс будет исходить из замены цилиндров и их расточке и хонинговании.

Как самостоятельно проверить зазор между поршнем и цилиндром

Конечно, чтобы проверить зазор, необходимо для начала разобрать ГБЦ. В общем то вы начинаете капитальный ремонт мотора. Так как по результатам диагностики скорее всего появятся проблемы с распредвалом, коленвалом, заменой прокладок, подшипников, вкладышей, работы вам будет предостаточно. Но сегодня мы рассматриваем зазор между цилиндрами и поршнями.
Для начала нам необходимы для измерительных инструмента: нутрометр и микрометр. Для чего они нужны мы упоминали ранее. Останавливаться на структуре материала и технологии изготовления деталей мы не станем. Начнем измерять размеры поршней.

Как и у цилиндров, у поршней тоже есть классификация по наружному диаметру и их пять классов: A, B, C, D, E. Замерять диаметр поршня нужно в районе цилиндрической части юбки, расстояние от днища плоскости в 52,4 миллиметра. Класс поршня вы разгледите на днище поршня.
Расстояние между поршнем и цилиндром должно соответствовать определенным расчетным нормам. Для новых деталей нормой считается от 0,05 до 0,07 мм. А для деталей бывших в использовании зазор должен быть не больше 0,15 мм.

В общем-то для этого и делаются промеры, чтобы купить поршни такого класса, какого и цилиндры. Но возможно и следующее, что зазор превышает размер 0,15 миллиметров, то необходимо подобрать поршень к цилиндру, с наибольшим приближенным значением к расчетному размеру.
Сначала нужно делать расточку цилиндров к максимально близкому по цифрам ремонтному размеру. Также не нужно забывать оставлять припуск около 0,03 миллиметра для хонингования поверхности цилиндров после растачивания. Только после этого всего можно приобретать поршни.
Как только вы сделали ремонт цилиндров, начинаем подбирать поршни нужного ремонтного размера. Для обычных моделей моторов отечественного производства, норма монтажного зазора между этими двумя деталями следующая: 0,06-0,08 миллиметров для двигателей 05 и 06, а 0,05-0,07 для двигателей 01 и 03.

Обязательно при покупке поршней необходимо уделить внимание на их массу. Вес одного поршня двигателя не должен быть меньше или больше на 2,5 грамм. Это нужно для того чтобы снизить вибрацию мотора при разности масс возвратно-поступательного движения.
Все необходимые размеры поршня и цилиндра, а также нормы производителя к зазорам для того мотора который у вас можно узнать из руководства по эксплуатации именно вашего типа мотора.
Желаем удачи вам при проведении замеров зазора между поршнем и цилиндром, а также в правильном выборе необходимых деталей.

Зазор между поршнем и цилиндром: обучающее видео с Mahle

Сборка двигателя требует измерения нескольких компонентов для обеспечения адекватных зазоров. Зазор между поршнем и цилиндром является одной из таких критических областей. Хотя зазор обычно устанавливается оператором во время хонингования цилиндров, крайне важно, чтобы сборщик знал, как проводить измерения, чтобы перепроверить работу оператора. Mahle Motorsports подготовила это информативное видео о процессе.

Для измерения зазора между поршнем и отверстием требуются специальные инструменты. Список включает следующее: микрометр, штангенциркуль и нутромер. Микрометры имеют диапазон в один дюйм и будут использоваться для измерения поршня. Выберите микрометр с диапазоном, включающим диаметр поршня. Штангенциркуль используется для определения точки измерения на поршне. Будет достаточно штангенциркуля от нуля до шести дюймов.

Наконец, нутромер будет использоваться для измерения диаметра цилиндра. Как и микрометр, нутромеры охватывают определенный диапазон. Тем не менее, нутромер поставляется с рядом удлинителей и прокладок, чтобы покрыть больший диапазон, например от двух до шести дюймов.

После того, как все инструменты будут приобретены, необходимо определить спецификацию зазора и точку измерения поршня. Оба они предоставляются производителем поршня. Mahle предоставляет онлайн-версию своего руководства по применению через свой веб-сайт.

Руководство по применению Mahle очень простое. Найдите свое приложение, затем найдите номер детали поршня справа. Слева от номера детали указаны минимальный и максимальный зазоры и точка измерения поршня.

Определение правильной точки измерения имеет решающее значение, поскольку каждый поршень имеет уникальный профиль. Измерения, проведенные выше или ниже указанной точки, будут неверными. Неверное измерение поршня приведет к неправильному расчету зазора между поршнем и отверстием.

Штангенциркуль устанавливается на нужное расстояние для определения точки измерения (см. выше), а затем маркером отмечается точка на поршне (см. ниже).

Не забудьте поставить по одной отметке на каждой юбке для справки. Крайне важно, чтобы микрометр располагался на каждой юбке на правильной высоте.

Наковальня и шпиндель микрометра должны быть перпендикулярны юбке. Если одна сторона немного отклонится, вы получите неправильные измерения. Запишите размер поршня.

Существует несколько способов установки нутромера. В этом примере Mahle настроил нутромер для измерения фактического диаметра отверстия. Нутромер показывает ноль на отметке 4,040 дюйма. Альтернативный метод заключается в измерении зазора без выполнения каких-либо расчетов путем установки нутромера на ноль при измерении поршня. Показанием нутромера будет зазор между поршнем и отверстием.

Покачайте датчик вперед и назад и возьмите наименьшее значение. Наименьшее показание получается, когда манометр расположен перпендикулярно стенке цилиндра. Добавьте показание к 4,040, чтобы определить размер отверстия. Этот калибр показывает 0,0002 дюйма (две десятитысячных дюйма), что обычно называют «двумя десятыми». Это в 15 раз тоньше среднего человеческого волоса!
Если цилиндр был отточен с помощью динамометрической пластины, скорее всего, отверстие имеет некруглую форму без затяжки головки цилиндра на месте. Поэтому рекомендуется проверять размер отверстия при установленной пластине крутящего момента. Если его нет, произведите измерение в нижней части цилиндра в месте выхода гильзы из сердечника блока. Деформация цилиндра в этой области ограничена.

Размер отверстия цилиндра минус диаметр поршня равняется зазору между поршнем и отверстием.

Переменные, влияющие на зазор между поршнем и цилиндром

Точность измерений, таких как размер отверстия и диаметр поршня, имеет решающее значение для долговечности двигателя. Учитывайте любые внешние факторы, которые могут исказить измерения. Мале указал на два общих.

Во-первых, температура заставляет цилиндры и поршни расширяться и сжиматься. Крайне важно, чтобы и блок цилиндров, и поршни были комнатной температуры. Небольшие различия в температуре могут значительно изменить измерения, учитывая, что микрометр и нутромер измеряют с шагом в одну десятитысячную долю дюйма.

Измерительные инструменты также должны иметь комнатную температуру. Сведите к минимуму контакт рук с инструментами. Проведите измерение, затем отложите инструмент, чтобы записать показания. Тепло тела от удержания датчика в руке сдвинет стрелку на две десятых. Вручную прогрейте манометр перед обнулением и альтернативным измерением.

Как упоминалось ранее, хонингование цилиндра приводит поршень в соответствие с зазором отверстия. Предоставьте машинисту поршни, чтобы можно было получить правильный зазор. Шаги, изложенные Мале, позволят сборщику перепроверить работу слесаря.

Как проверить зазор между поршнем и стенкой

Проверка зазора между поршнем и стенкой является критически важным измерением, которое необходимо учитывать при сборке каждого двигателя. Вот подробное описание того, как измерить зазор между поршнем и стенкой.

Щуп больше не используется при определении зазора между поршнем и стенкой в ​​высокопроизводительном или гоночном двигателе. Несмотря на то, что фотографии, на которых производители двигателей проверяют этот размер с помощью тонких лопастей, можно найти в учебниках и в Интернете, точность цифр ненадежна, и сегодня ведущие производители двигателей требуют точных допусков для обеспечения надежности и производительности.

Таким образом, точные измерения диаметров поршня и отверстия цилиндра имеют решающее значение для расчета зазора между поршнем и стенкой, что важно по двум причинам. Если зазор слишком велик, поршень может раскачиваться взад-вперед внутри цилиндра и повредить кольца, стенки цилиндра или юбки. Если зазор слишком мал, поршень может заклинить в цилиндре, так как он расширяется из-за тепла сгорания.

Diamond тщательно определяет зазор между поршнем и стенкой для каждого продаваемого поршня, но проверка его относительно отверстия является обязательной частью процесса сборки. Видите ли, такие вещи, как износ цилиндра и допуск на хонингование, должны быть проверены, чтобы гарантировать, что сборка двигателя будет успешной. Diamond устанавливает контрольную точку для своих поршней, измеряя расстояние от нижней части канавки маслосъемного кольца, и на приведенной ниже последовательности фотографий мы покажем вам все, что вам нужно знать, чтобы проверить зазор между поршнем и стенкой при следующей сборке. .

Все начинается с прочтения спецификаций и инструкций, предоставленных производителем поршня. В спецификации будет указан рекомендуемый зазор, в то время как инструкции очень конкретны в отношении того, где должен измеряться диаметр поршня. На нижней диаграмме также приведены корректировки рекомендуемого зазора в зависимости от различных применений и сплава поршня.
Поршни выполнены с конусностью; то есть диаметр вершины или венца немного меньше, чем у юбок. Это должно помочь компенсировать более высокое тепло, поглощаемое днищем поршня во время сгорания.
Отверстие цилиндра должно быть идеально круглым и проверяться нутромером в двух или трех местах.
Отверстие цилиндра также должно быть прямым и не иметь внутреннего конуса. Дважды проверьте размеры отверстия в середине и в нижней части цилиндра.
Для этого алмазного поршня точка измерения находится на 0,700 дюйма ниже канавки маслосъемного кольца и под углом 90 градусов к отверстию под палец. Если у вас нет конкретных инструкций от производителя, безопасная точка измерения находится посередине юбки на отметке 9.0 градусов к центральной линии отверстия под палец.
Himley использует маркер, чтобы определить точки измерения с обеих сторон поршня.
Внешний микрометр подходящего размера используется для измерения всех поршней в рекомендуемых местах. Поскольку алюминий мягкий, может потребоваться небольшой опыт, чтобы освоить точную технику измерения. Сначала обратитесь за помощью к опытному механику.
Рекомендуемый зазор для этого поршня из сплава 2618 составлял 0,008 дюйма, но в таблице применения было сказано, что для увеличения мощности необходимо добавить от 0,001 дюйма до 0,003 дюйма (этот малоблочный двигатель будет иметь сильный турбонаддув). Также сказано вычесть 0,002 дюйма для твердого анодированного покрытия, которое есть у этого поршня. Поэтому Химли остановился на допуске 0,007. Если есть небольшие различия между отверстиями и диаметрами поршней, всегда подбирайте большие поршни с большими отверстиями для более постоянного зазора между поршнем и стенкой.