Почему может не работает один поршень

Ремонт поршней. Определяем и устраняем неисправности деталей двигателя

Смотрите также

Одним из важнейших рабочих элементов двигателя внутреннего сгорания является цилиндро-поршневая группа (ЦПГ), включающая в себя поршень с компрессионными и маслосъемными кольцами, а также гильзу цилиндра.

Детали ЦПГ работают в условиях высоких температур и повышенных нагрузок. В результате на рабочих поверхностях поршней и цилиндров возникают задиры, они быстро изнашиваются и требуют ремонта.

В данной статье мы рассмотрим самые распространенные причины выхода из строя поршней двигателя, способы профилактики проблем и их устранения.

Основные причины выхода поршней из строя

Поршень представляет собой подвижный элемент, перемещающийся между нижней и верхней точкой цилиндра. Движение поршня возникает вследствие давления газов при сгорании воздушно-топливной смеси.

В процессе работы поршень нагревается и существенно увеличивается в размерах из-за расширения металла. Избежать заклинивания внутри цилиндра позволяет консусообразная конструкция детали. Максимально увеличенная в диаметре нижняя часть поршня (юбка) нагревается и расширяется не так сильно, как головка. В результате при высоких температурах поршень приобретает цилиндрическую форму и свободно перемещается внутри цилиндра.

Охлаждению поршней способствует циркуляция моторного масла. При его дефиците ЦПГ перегревается, поршни увеличиваются в размерах и испытывают повышенное трение о стенки цилиндров. В результате на взаимодействующих поверхностях появляются многочисленные задиры, могут возникнуть заедания и заклинивания.

Возможные причины перегрева поршней:

• Нарушение циркуляции моторного масла и охлаждающей жидкости
• Выход из строя термостата
• Засорение радиатора
• Повреждение помпы
• Неисправность вентилятора охлаждения

При недостатке смазки поршневой палец приобретает синий цвет, в зоне бобышек возникают зазоры. Перегрев головки поршня между нижней частью поршня и верхней канавкой компрессионного кольца ведет к образованию задиров.

Подобные неисправности могут появляться не только из-за общего перегрева двигателя, но и по причине использования несоответствующего (низкооктанового) топлива, нарушения регулировки топливных форсунок, неисправности системы зажигания и т.д.

Чрезмерно высокая температура в ЦПГ может привести к разрушению поршневых колец и их посадочных мест, появлению трещин, оплавлению днищ и прочим повреждениям, полностью выводящим поршни из строя.

Виды износа поршней

Определить необходимость ремонта или замены деталей ЦПГ можно по состоянию поршней, колец и их посадочных мест.

О том, что следует принимать меры, предупреждающие поломку двигателя, говорят следующие явления:

• Залегание поршневых колец
• Износ канавок
• Износ отверстий в бобышках
• Износ поршня по диаметру
• Трещины и задиры на юбке
• Нагар на днище поршня

Нагар с днища поршня счищается при помощи тупого металлического скребка или щетки. Из канавок он удаляется при помощи специального приспособления.

Определить присутствие трещин на поршне можно на слух. Для этого деталь берется за головку, а по юбке наносятся легкие удары металлическим предметом. Глухой и дребезжащий звук свидетельствует о наличии трещин.

Поршни, имеющие трещины, глубокие царапины и большой износ по диаметру, не подлежат ремонту – только замене.

Изношенные канавки протачиваются на токарном станке при помощи кольца с наружным диаметром, равным внутреннему центрирующему пояску поршня. Это позволяет устанавливать кольца большей высоты. Протачивать канавки необходимо с учетом размеров установленных ремонтных колец.

Износ отверстий в бобышках устраняется их развертыванием под увеличенный диаметр при помощи раздвижной отвертки с направляющим хвостовиком. Короткие развертки использовать нельзя, так как ими можно легко нарушить перпендикулярность оси пальца с осью поршня. После операции развертывания необходимо произвести проверку перпендикулярности на специальном устройстве.

Делается это следующим образом. Поршень надевается на палец устройства и придвигается вплотную к стойке. Штифт индикатора, закрепленный на стойке, должен соприкасаться с поршнем. Стрелка индикатора покажет определенное отклонение – его величину необходимо зафиксировать. Далее поршень снимается и надевается на палец другой стороной. Разница в полученных измерениях не должна превышать 0,05 мм. Если она больше, поршень забраковывается.

Если на юбку поршня было нанесено заводское защитное покрытие, которое повредилось в процессе эксплуатации, крайне желательно провести операцию по его восстановлению. Специальные антифрикционные покрытия снижают коэффициент трения, способствуют дополнительному охлаждению поверхностей и уменьшают износ деталей.

Восстановить покрытие или нанести новый защитный слой позволяют материалы, выпускаемые сегодня в качестве более простых в нанесении и эффективных альтернатив заводским составам.

Рассмотрим технологию нанесения антифрикционного покрытия на юбку поршня на примере наиболее популярного материала – MODENGY Для деталей ДВС.

Первым делом поверхность юбки тщательно очищается доступным механическим или химическим способом от прочно сцепленных загрязнений: нагара, оксидных пленок, остатков старого покрытия и пр. Затем на поршень надевается трафарет, чтобы защитить те участки, на которые попадание нежелательно.

Далее поверхность юбки заливается Специальным очистителем-активатором MODENGY, который обеспечивает высокую адгезию покрытия и максимальный срок его службы. Через 15 мин Очиститель полностью испаряется, оставляя полностью подготовленную поверхность (касаться ее руками нельзя).

Покрытие MODENGY Для деталей ДВС упаковано в удобный аэрозольный баллон, который перед использование тщательно встряхивается.

Первый слой материала наносится на поверхность с расстояния 20-30 сантиметров. Процедура производится быстрыми повторяющимися движениями. Спустя 10 минут материал приобретает матовый оттенок и позволяет наносить второй слой покрытия (при необходимости). Общая толщина защитной пленки должна составлять 10-20 мкм.

Поршни со свежим покрытием не рекомендуется перемещать до его полной полимеризации (12 часов при комнатной температуре или 20 минут в печи при температуре +200 °C).

После завершения работ сопло распылительной головки следует обязательно прочистить. Для этого нужно перевернуть баллон вверх дном и нажать на клапан распылительной головки, направляя струю от себя. Удерживайте его в таком положении необходимо до тех пор, пока из сопла не начнет выходить чистый газ.

Как подобрать новый поршень и кольца?

Поршни подбираются в соответствии с ремонтным размером цилиндров. Маркировка ставится обычно на днище детали.

Каждый поршень выбирается индивидуально для получения зазора нужного размера. Его величина определяется с помощью специальной ленты-щупа, которая протягивается между цилиндром и поршнем. С противоположной от разреза юбки стороны устанавливается динамометр. Усилие на приборе при движении щупа сквозь зазор не должно превышать установленных пределов.

Проверить, правильно ли подобран поршень, легко опытным путем: деталь должна плавно перемещаться в установленном вертикально цилиндре под тяжестью собственного веса.

Помимо зазора, необходимо учитывать вес поршней – максимальная разница в весе деталей одного комплекта не должна превышать 5 грамм.

Изношенные и потерявшие упругость поршневые кольца заменяют новыми. Их ремонтный размер должен соответствовать размерам цилиндра и поршня.

Чтобы подобрать кольцо по цилиндру, его нужно поместить в гильзу, выровнять поршнем и при помощи щупа замерить зазор в стыке. Если он отсутствует или недостаточен, то стык увеличивается напильником. Слишком большой зазор указывает на непригодность кольца для данного цилиндра.

Для подбора по поршню кольцо «прокатывается» по канавке детали. Если зазор слишком мал, кольцо заедает. В таком случае его торцевая часть подлежит шлифовке при помощи наждачной бумаги.

Упругость новых поршневых колец проверяется специальным прибором. Величина нагрузки должна равняться значению зазора в стыке кольца, установленного в цилиндр.

Присоединяйтесь

© 2004 – 2021 ООО «АТФ». Все авторские права защищены. ООО «АТФ» является зарегистрированной торговой маркой.

Источник

Типичные причины выхода из строя поршней двигателя

В конструкции силового агрегата поршневая часть постоянно подвергается повышенным нагрузкам, губительному воздействию высоких температур и различным механическим повреждениям, которые вызывает нарушение рабочего цикла мотора. Например, клапанам механизма газораспределения также приходится работать в сложных условиях, сокращающих их эксплуатационный период, но процедура восстановления работоспособности клапанов значительно уступает в сложности и стоимости аналогичным мероприятиям в области поршневой части.

Конструкционные и функциональные особенности поршней в ДВС

Особую сложность восстановительного процесса представляет выход поршня из строя в силовом агрегате, конструкция которого не позволяет проводить ремонт поршневой части. К сожалению, большинство современных ДВС имеют такой тип конструкции, который полностью исключает доступ к поршням.

Поэтому в случае поломки не сложно предвидеть два варианта развития событий:

• приобрести новый блок цилиндров с кривошипно‐шатунным механизмом;
• полностью заменить силовой агрегат.

Подобные перспективы не особо радуют автовладельцев. По этой причине крайне важно уделять должное внимание состоянию поршневой части, вовремя проводить профилактические мероприятия и замену расходников. Необходимо знать и учитывать все факторы, которые сокращают срок службы поршней.

В плане функциональности поршень представляет собой подвижный элемент камеры сгорания, который под воздействием давления, вызванного сгоранием топливной смеси, свободно перемещается между нижней и верхней мертвыми точками. Таким образом, коленвал и шатун силового агрегата приводятся в движение. Процесс сгорания топлива внутри цилиндров мотора обусловлен обильным выделением тепловой энергии, которая ввиду конструкционных особенностей агрегата преобразовывается в механическую. По такому принципу работают все ДВС.

Кроме постоянного высокого давления поршень подвергается воздействию повышенной температуры. Известно, что во время перегрева поршень значительно увеличивается в размерах вследствие расширения материала, из которого он изготовлен. Чтобы не допустить заклинивания поршня внутри цилиндра этот элемент имеет особую бочкообразную конструкцию, нижняя часть которой максимально увеличена в диаметре. Говоря проще, полностью учтена особенность конструкции поршня: его юбка нагревается не так сильно, как головка, которая находится в верхней точке расположения поршневых колец. Также для дополнительного охлаждения элемента его днище может иметь специальное покрытие из теплоизолирующего материала.

Помимо этого, в большинстве конструкций силовых агрегатов предусмотрено охлаждение поршневой части за счет циркуляции моторного масла.

Причины возникновения задиров на поршнях

Если температурная нагрузка на поршневую часть начинает превышать допустимые пределы, то необходимо готовиться к худшему. В этом случае значительно снизится зазор между стенками цилиндра и поршнем, что вызовет дополнительное трение и, как следствие, нагрев поршня с последующим его увеличением. Даже специальное антифрикционное покрытие, которое наносится на поверхность поршня и стенки цилиндра, не всегда предохраняет от перегрева. В результате этого на поверхностях взаимодействующих элементов образовываются задиры. Также не исключено заклинивание поршня. По характеру и положению задиров можно определить причины их возникновения. Например, об общем перегреве силового агрегата свидетельствует появление задиров по всей поверхности юбки.

Что вызывает перегрев поршневой части ДВС?

Перегрев поршней может вызывать множество причин:

• нарушение циркуляции моторного масла или охлаждающей жидкости;
• выход из строя термостата;
• засорение радиатора;
• убыль уровня антифриза вследствие образовавшейся течи;
• повреждение помпы;
• неисправность вентилятора охлаждения;
• другие причины.

В любом случае, причина перегрева силового агрегата нуждается в немедленном устранении.

Недостаточная смазка поршневого пальца проявляется изменением его цвета на синий и появлением задиров в зоне бобышек. В зависимости от типа и конструкционных особенностей силовых агрегатов пальцы могут быть либо неподвижно установленными в верхней части шатуна, либо независимыми (плавающими). Если последний тип пальцев будет заклинен во втулке шатуна, то это приведет к перегреву расположенных на поршне бобышек, в результате чего в области их расположения на юбке образуются задиры.

Если же перегрелась головка поршня, то задиры появляются между канавкой верхнего компрессионного кольца и нижней частью поршня. Зачастую подобное вызывает нарушение процесса сгорания топлива внутри цилиндров. У бензиновых силовых агрегатов подобный перегрев может быть вызван калильным зажиганием, из‐за которого топливная смесь воспламеняется преждевременно, либо процессом детонации.

Описанные процессы могут быть вызваны как общим перегревом мотора, так и другими причинами. Перечислим их:

• Несоответствие калильного числа свечей зажигания параметрам силового агрегата.
• Низкооктановое топливо.
• Выход из строя датчика детонации.
• Неправильное смесеобразование, в результате чего она получается либо слишком обогащенной, либо слишком обедненной.
• Нарушение регулировок топливных форсунок (для дизельных моторов).
• Некорректная работа системы зажигания из‐за неправильно выставленного угла его опережения.

Так как рост температуры вызывает перегрев отдельных участков нижней части поршня, не исключено появление трещин на этих участках, а также — плавление металла, из которого изготовлен поршень. Температура может достигать такой отметки, что попросту спалит поршень.

Если вовремя не диагностировать наличие детонации внутри цилиндров мотора, а также не установить причину возникновения калильного зажигания, стоит готовиться к сложному восстановительному ремонту поршневой части двигателя. Следствием описанных явлений является разрушение колец поршней и их посадочных мест, оплавление кромок днища и прочие повреждения, которые полностью выводят деталь из строя.

В дизельных моторах повреждение поршневых колец и их посадочных мест является свидетельством жесткого сгорания топливной смеси, которое вызывает образование ударных нагрузок большой силы. Подобное явление может быть вызвано использованием некачественного дизельного топлива, чрезмерным применением различных присадок, некорректной работой форсунок ТНВД, перебоями в работе системы зажигания.

Смывание защитной масляной пленки со стенок цилиндра и поршня так же вызывает их повышенный износ. Его причинами являются некорректная работа зажигания, необходимость замены сажевого фильтра, постоянные запуски холодного силового агрегата и неправильный процесс воспламенения рабочей смеси внутри цилиндров.

Другие причины выхода поршней из строя

При отсутствии механического износа поршневой части, регламентный срок замены или проведения восстановительных работ поршней можно определить по состоянию колец и их посадочных мест. Несмотря на все описанные причины повреждений, на практике картина выглядит несколько иначе. Зачастую предпосылкой для проведения срочного ремонта поршней является механическое повреждение, виновником которого в большинстве случаев выступает обрыв ремня или цепи ГРМ.

Существует и масса иных причин, из‐за которых приходится проводить срочный ремонт поршневой части ДВС. Известно, что правильно функционировать может только исправный поршень, кольца которого находятся в неизношенном состоянии.

Повреждение поршневых колец приводит к образованию нагара на стенках цилиндров и поверхности поршней, снижению компрессии либо ее полному отсутствию, попаданию отработанных газов внутрь картера, увеличению потребления смазывающей жидкости. В случае если внутрь силового агрегата залито некачественное моторное масло, то возможно, что оно закоксуется при сильном перегреве. Это вызовет потерю подвижности колец, из‐за чего обычно пропадает компрессия, возникают проблемы с запуском двигателя, в выхлопных газах автомобиля появляется дым. Помимо этого, повредить поршневую часть могут керамические крошки, которые откалываются от каталитического нейтрализатора и проникают внутрь мотора.

Причин выхода поршней из строя довольно много. Можно сказать лишь одно: для поддержания работоспособности поршневой части и увеличения ее эксплуатационного ресурса необходимо постоянно следить за системами жизнеобеспечения силового агрегата. В противном случае, любое, казалось бы, незначительное отклонение от нормы в их работе может нанести существенный урон поршневой части.

Источник