Износ поршневых колец как определить
Какой допустимый износ поршневых колец?
В каком случае может потребоваться замена поршневых колец и как определить, что двигатель требует именно такого вида ремонта? Обойдется ли ремонт двигателя только заменой колец, или же при вскрытии обнаружатся более серьёзные проблемы, требующие более серьёзных финансовых вложений? Как показывает опыт, довольно часто при желании поменять лишь поршневые кольца, после вскрытия головки выявляются другие «болезни» двигателя, которыми он «страдал» втайне от вас.
Как выявить износ поршневых колец?
Снижение мощности двигателя чаще всего является основной причиной, по которой владелец авто решается поменять кольца, ведь мощность, выдаваемая двигателем, очень сильно зависит от состояния колец и в целом состояния поршневой группы, которая должна обеспечивать должный уровень компрессии, необходимой для оптимальной работы двигателя. Так что при снижении тяги двигателя, водители чаще всего первым делом под подозрение ставят поршневые кольца.
Увеличивается расход масла – этот симптом зачастую идёт бонусом к первому, так как изношенные маслосъёмные кольца не успевают убирать масло со стенок цилиндров, в результате оно попадает в камеры сгорания, где то, что успело сгореть – сгорит, а что нет – то улетит в катализатор или, проще говоря, «в трубу». Учтите, что если появился перерасход масла, то вовсе не обязательно виноваты во всем поршневые кольца; причин, по которым мотор стал «маслоедом», довольно много.
Но и здесь не все так просто. В некоторых случаях, при увеличении расхода масла по вине поршневых колец, потери компрессии может и не быть, так как масло на стенках цилиндров может стать дополнительным уплотнителем; в таких случаях лучше ехать на диагностику выхлопа, там вам определят процент сгораемого масла, и можно будет узнать, в чем причина.
Вслед за расходом масла увеличивается и расход топлива, так как при подсевших кольцах падает уровень компрессии, и, следовательно, водитель будет сильнее давить на газ, дабы попытаться заставить двигатель работать нормально. Результатом таких попыток станут либо залитые бензином свечи из-за переобогащённой топливно-воздушной смеси, либо солярка в картере, которая, не успевая догорать в цилиндре из-за нехватки кислорода и благодаря своей текучести, без труда через изношенные поршневые кольца попадет в поддон. При обоих этих раскладах, двигатель, вероятно, будет троить.
Причины износа поршневых колец
Заусенец образуется, если условия для поршневых колец после капитального ремонта двигателя неоптимальные. Причины связаны, прежде всего, с уже максимально снятым с рабочей поверхности цилиндра нежелательным слоем, так называемая металлическая прослойка, второй комплект недостаточных или неподходящих колец намного больше финишной обработки цилиндра.
Если при чистовом хонинговании используются алмазные бруски или затупившиеся хонинговальные бруски, то на стенке цилиндра появляются заусенец и подъемы, повернутые в направлении обработки. Эти повернутые металлические вершины, так называемое образование металлической прослойки, вызывают повышенное трение в фазе обкатки и предотвращают попадание масла в тонкие зерна графита.
Если эти заусенцы не удаляются заключительной операцией обработки, так называемым плато-хонингованием, то в фазе обкатки возникает преждевременный износ на кромках поршневых колец. При этом кольца непроизвольно снимают металлическую прослойку и очищают зерна графита. Это приводит к износу кромок поршневых колец и к образованию вышеупомянутого заусенца.
Возникший таким образом заусенец на кромке поршневого кольца по опыту лишь с большим трудом, если вообще, снимается в процессе работы. Устранить этот эффект можно практически только путем замены поврежденных поршневых колец. После смены колец расход масла снижается до нормального уровня.
Поскольку первый комплект колец в результате износа уже максимально снял с рабочей поверхности цилиндра нежелательный слой, так называемую металлическую прослойку, второй комплект колец имеет намного более благоприятные или даже нормальные условия работы. После смены колец расход масла снижается до нормального уровня, в большинстве случаев это приписывают более низкому качеству материала поршневых колец, установленных сначала, что, конечно, неправильно.
Замена поршневых колец
Разобравшись с симптоматикой и определившись в необходимости замены колец, вам нужно будет сделать следующее:
1. Купить новые поршневые кольца – исследуйте внешний вид упаковки и самих колец. Хорошие поршневые кольца выглядят довольно привлекательно и монументально, грамотно окрашены безо всяких ляпов, соблюдена маркировка с указанием вверх или вниз, сама упаковка похожа на работу грамотного дизайнера – такой товар будет наверняка качественным. А если вы по дешёвке возьмёте непонятно что в бумажной обёртке, то, увы.
2. Вскрыть головку блока цилиндров – снять сможет и новичок, главное потом обратно правильно поставить.
3. Оценить состояние цилиндров и головки – нуждаются ли они в каком-либо виде реставрации (трещины на головке, расточка цилиндров, притирка клапанов).
4. Вскрыть поддон картера, предварительно слив моторное масло.
5. Снять масляный насос, если мешает, заодно проверить его.
6. Открутить крышки шатунов и выталкивать их вверх, предварительно счистив нагар с верхушки цилиндра, также не путайте местами крышки шатунов – каждую крышку к своему шатуну.
7. Теперь сама замена поршневых колец – для того чтобы снять или поставить поршневые кольца, в специализированных магазинах продаются особые щипцы. За неимением таковых можно обойтись маленькой плоской отвёрткой и собственной аккуратностью. Старые сточенные кольца можно и сломать, хотя при желании можно сделать все быстро и аккуратно.
Все же хотя бы одно компрессионное кольцо сломать можно, так как на старых поршнях, в канавках под кольца образуется нагар, который не даст вам затолкать поршень с новыми кольцами в гильзу, если вы его не счистите. Половинка старого компрессионного кольца – идеальное орудие для очистки канавок от нагара.
Установка поршневых колец – дело тонкое. Обычно маслосъёмные и средние компрессионные кольца довольно хрупкие, так что будьте внимательны при установке; верхнее же компрессионное очень прочное, и сломать его при установке – это надо еще постараться. Если вы купили качественные поршневые кольца, то в упаковке должна быть инструкция по их установке: должен быть описан порядок их расположения и указана сторона, которой кольцо должно стоять вверх или вниз.
Подписывайтесь на наши ленты в Facebook, Вконтакте и Instagram: все самые интересные автомобильные события в одном месте.
Была ли эта статья полезна?auto.today
Почему двигатель жрет масло?
Рассмотрим причины почему двигатель жрет масло, и способы определения причины почему двигатель жрет масло.
Двигатель жрет масло из за сальников клапанов
Признаки износа сальников клапанов, для начала осмотрите двигатель, нет ли подтеков масла через прокладки и коренные сальники, если двигатель сухой, определяем виноваты сальники клапанов или может другая причина расхода масла двигателем.
Основные признаки износа сальников клапанов, при запуске двигателя из глушителя выходит сизый дым а через некоторое время дым пропадает, это говорит о том что виноваты сальники клапанов, они еще не полностью износились но уже по не многу пропускают масло. Если сизый дым идет все время из выпускной трубы это говорит о большом износе сальников клапанов. Также открутите свечи и посмотрите на нагар, и сразу увидите какой цилиндр жрет больше масла, свеча будет с черным нагаром.
Нормальный нагар свечи светло коричневого цвета.
Цвет свечи с белым налетом говорят о том что двигатель работает на обедненной смеси топлива, это может привести к прогарам клапанов и также к перерасходу топлива при динамичной езде, но если ездить спокойно это может дать экономию топлива, хотя многие думают что на бедной смеси топлива двигатель меньше расходует бензина да но только при спокойной езде, а вот при динамичной езде это может привести к перерасходу топлива, так как вам приходится сильней давить педаль газа и это (причина в карбюраторе или инжекторе).
Если предпочитаете спокойный стиль езды то белый цвет сечей это для Вас хорошо.
Но если любите погонять, то это для Вас плохо, так как двигатель не даст всей мощности, плюс возрастает вероятность прогара клапанов.
Черный, но сухой нагар говорит что двигатель работает на богатой смеси топлива и из за этого может быть перерасход топлива и тупая динамика автомобиля (причина в карбюраторе или инжекторе).
Черный и маслянистый нагар на свече говорит что в цилиндр попадает масло (причина в сальниках клапанов или большой износ поршневой группы).
Но не все так просто, многие путают причину неисправности сальников клапанов с износом поршневой группы двигателя.
Если с сапуна выбивает масло но нет дыма, причины две, либо поломались перегородки поршней между поршневых колец, либо забился нагаром сам сапун и не отфильтровывает воздух от масла, и поэтому выплевывает масло вместе с воздухом. Совет такой сначала разберите систему сапуна и почистите его, если не поможет то ремонтируйте поршневую группу.
Фото. Крышка клапанов 406 двигателя. Чтобы почистить сапун надо открутить болты (один из них отмечен стрелкой) снять перегородку и вычистить весь нагар.
Определяем износ поршневой группы двигателя
Самый простой и точный способ определения износа поршневой группы двигателя, отсоедините патрубок сапуна от воздушного фильтра и заведите двигатель, если во время работы двигателя из патрубка сапуна идет сизый густой дым или выбивает масло, это говорит о большом износе поршневой группы вплоть до поломки поршневых колец, и замена сальников клапанов этому двигателю не поможет.
Но как бы я не описывал дым с сапуна, лучше один раз увидеть чем сто раз услышать, у всех есть знакомые у которых есть машины, если у знакомого двигатель работает хорошо попросите его снять на своем двигателе патрубок сапуна и посмотрите какой дымок идет (это двигатель с большим пробегом) а на свежем двигателе дыма с сапуна нет выбивает только воздух.
Фото. Пример сапуна с хорошей поршневой группой (хотя двигатель с большим пробегом) двигатель работает на холостых оборотах. Но обратите внимание трубка что отходит от фильтра и к которой подсоединяется сапун отломана, если у вас случилась такая беда меняйте корпус фильтра или заварите трубку к фильтру, так ездить нельзя через это отверстие напрямую в поршневую группу будет лететь пыль и грязь и это приведет к быстрому износу поршневой группы. Но на время эту дыру просто можно заткнуть чем либо а сапун просто пусть висит.
Фото. Этот же двигатель на оборотах 5000 как видите дыма почти нет его еле видно, это хорошая поршневая группа.
Двигатель с хорошей поршневой группой с сапуна будет выбивать просто воздух. Поэтому если двигатель жрет масло но с сапуна нет это 99 процентов виноваты сальники клапанов, меняйте их. Если двигатель жрет масло и из сапуна идет сильный дым это виновата поршневая группа и сальники клапанов не причем, но при этом также может быть и в добавок к плохой поршневой группе и плохие сальники клапанов, но совет такой лучше начать ремонтировать поршневую группу и сразу поменять сальники клапанов.
Редко бывает и так, с сапуна нет дыма, но с глушителя валит черно-сизый дым, все признаки износа сальников клапанов, но после замены сальников клапанов ничего не изменилось. Значит, виновата поршневая группа. Черный дым говорит о очень богатой рабочей смеси (глушитель будет с жирным черным нагаром), значит надо настраивать карбюратор, а сизый дым говорит, что в цилиндры попадает масло.
В данном случае из-за износа поршневой группы, определилось это только после замены сальников клапанов. Совет, если двигатель жрет масло, с сапуна нет дыма всегда сначала замените сальники клапанов (это проще и дешевле), но если не помогло то уже точно знаете что надо ремонтировать поршневую группу двигателя.
Если с сапуна идет небольшой черный дымок и двигатель жрет масло, но стоит дать газ как дым в сапуне пропадает, а с глушителя валит дым, это виновата поршневая группа, сальники клапанов здесь не причем. Обычно это бывает из-за того что на сильно изношенные цилиндры поставили новые поршни с кольцами, получается так, поленились или пожалели деньги на расточку цилиндров под ремонтные поршни, и получили результат нулевой. Скупой платит дважды.
Совет по ремонту поршневой группы
Многие просто меняют поршневые кольца и не учитывают износ цилиндра, это приводит к тому что деньги на ветер а двигатель работает еще хуже. Почему хуже? Цилиндр вырабатывается элепсом (грубо говоря в виде окружности яйца) и ставя новые кольца они не прилегают плотно к стенке цилиндра и получается небольшая щель между цилиндром и кольцами, это приводит к плохой компрессии и большому расходу масла. Ниже рисунок изношенного цилиндра и нового поршневого кольца с зазором.
Рис 1. Изношенный цилиндр с новым поршневым кольцом
Поэтому если решили ремонтировать поршневую группу обратите внимание на цилиндры, самый простой способ определения выработки цилиндра, проведите пальцем внутри цилиндра снизу вверх в том месте где поршневые кольца доходят до своей верхней мертвой точки и если почувствуете хоть маленькую ступеньку, обязательно растачивайте цилиндры под ремонтные поршни.
Фото 2. Поршень с поломанными перегородками
А еще проще можно определить так, надо ли растачивать цилиндры под ремонтные поршни, если двигатель жрал масло, из сапуна валил сизый дым, при разборке поршневой группы все поршневые кольца и поршни целые, даже не задумывайтесь сразу блок двигателя везите в мастерскую по расточке цилиндров и растачивайте под ремонтные поршни!!! Ремонтные поршни покупайте перед тем как повезете блок цилиндров на расточку, расточник растачивает блок цилиндров под поршни.
Фото 3. Поршень с зажатым поршневым кольцом из-за перегрева
Пусть вы немного переплатите за запчасти и расточку, чем просто поставите новые поршневые кольца и новые поршни на сильно изношенные цилиндры результат будет не какой, скупой платит дважды!!!
Фото 4. Поршень с просверленным отверстием 1 и снятыми фасками 2
Дам еще совет, если сами ремонтируйте машину или даже если и не сами, а в мастерской, попросите моториста чтобы он просверлил в поршне 2 отверстия (по одному отверстию с двух сторон поршня) как показано на фото 4 стрелка № 1 и снял фаску напильником или на точиле стрелка № 2.
Объясняю для чего это надо, на фото 4 видите что юбка поршня сильно задрана происходит из-за того что поршень при расширении краями юбки снимает масло с цилиндра и трется на сухую. Но если просверлить отверстие и снять фаску с края юбки, то поршень масло с цилиндра не снимает юбкой, а пропускает под юбку плюс дополнительно через отверстие в поршне проходит масло под юбку.
Двигателя с такими поршнями более резвы, и даже при перегреве не сильно страдают. Если думаете что из-за отверстий в поршне двигатель будет жрать масло сразу вас успокою не будет, масло держат поршневые кольца, а работать двигатель точно будет лучше и резвей.
Отверстие в поршне сверлите примерно по центру, ничего страшного нет если слегка просверлите выше или ниже или правее или левее. Сверло может быть от 4мм и до 6мм. Если бы этот поршень что на фото 4 изначально был просверлен и снята фаска с юбки, то задира не было, а была бы гладкая поверхность юбки поршня.
Может ли двигатель есть масло если не те свечи?
Свечи на жор мала не влияют, свечи не причем.
Раковина в блоке цилиндров
Раковина блока цилиндров, обычно появляется из-за поршневого пальца. Поршневой палец может начать болтаться в шатунах ВАЗ если прослаблено отверстие куда забивается поршневой палец, и в момент работы двигателя, палец выходит за пределы поршня и грызет цилиндр. В других двигателях где на поршнях поршневой палец фиксируется стопорными кольцами, может вылететь стопорное кольцо и также палец также выходит за пределы поршня и грызет цилиндр.
Устранение раковины в блоке цилиндров
Если блок цилиндров чугунный литой, то при не большой раковине можно просто расточить под ремонтные поршни. Если раковина очень глубокая, то тогда надо гильзовать этот цилиндр, для этого на каждый двигатель продаются специальные гильзы. Растачивают и гильзуют блоки в специальных мастерских, на расточных станках.
Должен ли поршень слегка болтаться в цилиндре?
В рабочем обкатанном двигателе, всегда поршень будет немного болтаться в цилиндре, это нормально. Так как двигатель обкатанный, поршень при нагревании расширяется и принимает нужный размер в цилиндре.
А если новый блок цилиндров, или после расточки, поршень не должен болтаться в цилиндре, и только после обкатки он начнет немного болтаться.
Случай из практики
Притащили на ремонт ВАЗ 2106, какой-то мастер поменял поршневые кольца, но не смог завести. Взялся я за этот металлолом, отрегулировал клапана, настроил зажигание, стал заводить, движок даже не подавал признаков жизни, и стартер крутил будто без свечей, компрессии даже не чувствовалось в двигателе. Выкрутил свечи, влил в цилиндры по полному шприцу масла, завел двигатель.
Думаю, сейчас поработает и начнет дальше заводиться. Стал сбрасывать подсос, но менее 2000 оборотов двигатель глох, и завести его можно было только после порции масла в цилиндры, плюс с сапуна валил дым как с дымовой шашки. Промучился с этим движком почти целый день, а он так и не заводился без порции масла в цилиндры. Позвонил хозяину, говорю, забирай свой металлолом, завел его.
Приехал хозяин, говорю заводи, он попытался его завести, но не заводится, говорю, сейчас заведем, выкручиваю свечи вливаю масла в цилиндры, движок завелся, но работал только не меньше 2000оборотах, а ниже глох, плюс куча дыма с сапуна. Говорю вот так и езди, вози с собой масло и шприц, и как заглохнешь, подливай масло в цилиндры. Коротко, поматюкался он на мастера что согласился ему починить мотор за копейки, и оставил шестерку для ремонта, конечно пришлось растачивать блок под ремонтные поршни, растачивать коленвал, и менять кучу деталей.
Сделал эту шестерку, владелец остался доволен, хотя ему пришлось платить дважды, первому мастеру и мне. Суть в чем, железку не обманешь, если цилиндры сильно изношены, то ставя новые поршни и поршневые кольца проблему не решить, а наоборот проблема только увеличивается.
v-mireauto.ru
Износ поршней и поршневых колец
В процессе эксплуатации поршни могут получить следующие повреждения: трещины наружные и сквозные на головках и тронках; задиры рабочих поверхностей тронков; деформации тронков; износ, превосходящий допустимые пределы. Дефекты перечислены по степени вероятности их возникновения. Так, в практике крайне редки случаи такого износа поршня,, который превзошел бы допустимые пределы. Чаще поршень выходит из строя по какой-либо из первых трех причин, а то и по всем трем сразу. Тем не менее, поршень хотя и медленно, но изнашивается. Заранее оговоримся, что у больших поршней изнашивается только тронк, так как стальная головка, изготовленная отдельно, имеет диаметр меньший, чем у тронка, стенки втулки не касается и не изнашивается. Согласно Правилам, поршни подлежат обмеру одновременно с обмером втулок.Обмер поршней. Поршни дизеля обмеряют микрометром больших размеров, который называют микрометрической скобой.
Обмер крупных поршней главных дизелей сопряжен с некоторыми трудностями, и для того, чтобы свести погрешности до минимума, обмер следует производить вдвоем. Замеры должны быть сделаны через каждые 100—200 мм по высоте тронка. Для больших поршней (высотой до 2 м) нет необходимости в таком количестве замеров и на практике чаще производят обмеры в трех поясах: в верхней части (непосредственно под головкой), в средней и нижней. Головки поршней не обмеряют. Если поршень не имеет съемной головки, верхний замер делают на 15—20 мм ниже кромки нижней канавки для поршневого кольца. Чаще всего большие поршни обмеряют в то время, когда они находятся в вертикальном положении. Перед тем как начать обмер, поршень очищают от нагара, обмывают керосином или дизельным топливом и насухо вытирают. Затем при помощи большой линейки и мела размечают точки обмера. Рис. 62. Схема обмеров поршня дизеля Поршни, так же как и втулки, в горизонтальной плоскости обмеряют в двух положениях (рис. 62): в направлении оси коленчатого вала (по оси) и в направлении плоскости движения шатуна (по ходу). При обмере большого поршня один из обмеряющих держит конец микрометра с неподвижной губкой так, чтобы он был постоянно прижат к намеченной точке. Так как измерительные поверхности микрометра представляют собой плоскости, второй, его конец нельзя двигать в любом направлении, как конец штихмаса, а можно только слегка покачивать в направлении, перпендикулярном оси поршня и параллельно измерительным плоскостям. Подвижную губку микрометра один из работающих ставит на заведомо больший размер, чем измеряемый, и, убедившись в том, что его помощник держит конец микрометра с неподвижной губкой в намеченной точке, слегка покачивает свой конец в горизонтальной плоскости и поворачивает микрометрический винт в сторону уменьшения размера до тех пор, пока измерительная плоскость не коснется поверхности тронка. При этом подвижная измерительная плоскость должна проходить по поверхности тронка без всякого усилия, только касаться ее. Всякое усилие искажает результат измерения в сторону уменьшения, так как большие скобы обладают значительной упругостью и пружинят на несколько сотых миллиметра. Результаты измерений сводят в таблицу (табл. 8).
В таблице ставят номер поршня, дату измерения, порт, в котором производилось измерение, температуру в МО при обмере, фамилии и должности производивших обмеры. При анализе результатов обмера следует принимать во внимание температуры, при которых производились данный и предыдущий обмеры, и вносить в результаты измерения температурную поправку. Правилами установлены нормы на предельный износ тронков поршней. Лимитируются эллиптичность и конусность тронка, т. е. разность диаметров по его высоте. Так, для поршня крейцкопфного дизеля с диаметром поршня 700—750 мм допускаются предельная эллиптичность и конусность тронка по 1,6 мм. Автор не знает ни одного случая, чтобы поршень такого диаметра износился до предельной величины. Обычно следы механической обработки на тронке сохраняются несколько лет и при правильно отцентрованном механизме движения крейцкопфного дизеля износа тронка вообще не должно быть. Значительно раньше тронки выходят из строя вследствие трещин, задиров и деформаций. Отметим то обстоятельство, что сам по себе износ тронка даже сверх предела практического значения не имеет. Прочности его никакой износ не угрожает и, за исключением тронка поршня дизелей Зульцер SD72, не имеющих штока, тронк не воспринимает на себя нагрузок вдоль своей оси. Но дело в том, что одним из очень важных контролируемых параметров является круговой зазор между тронком и втулкой, который устанавливает завод-строитель, и допуски на его увеличение весьма невелики. Этот параметр и заставляет контролировать износ тронка поршня. 
Рис 63 Нормальная (а) н изношенная (б) канавки поршня Что касается головки поршня, то на ней изнашиваются только горизонтальные стенки канавок для поршневых колец, которые со временем или принимают форму, показанную на рис. 63, или нижняя плоскость их вырабатывается ступенькой. По некоторым сведениям, средняя высота канавки поршня увеличивается на 0,01 мм за 1000 ч работы. Верхние канавки обычно изнашиваются больше нижних. И в данном случае предел устанавливается не на абсолютное увеличение высоты канавки, а на величину зазора между горизонтальными плоскостями кольца и канавки. Как известно, кольцо во время работы находится под воздействием опрокидывающего момента, направленного против часовой стрелки и стремящегося как бы вывернуть кольцо из канавки. Чем больше будет зазор между плоскостями кольца и канавки, тем больше величина поворота кольца в сторону опрокидывания. Обычно завод-строитель указывает в инструкции по обслуживанию установочные зазоры между кольцом и канавкой и предельно допустимые их величины. Установочные и предельно допустимые зазоры не одинаковы для всех колец, для двух верхних колец они больше. 
Рис. 64. Шаблон для замера выработки поршневых канавок Контролировать форму канавок и величины их износа можно при помощи шаблона (рис. 64). Такие шаблоны фирмы представляют не всегда, но его можно легко изготовить по канавке запасного поршня. Величины износов удобно замерять в зазоре между шаблоном и стенкой канавки. Восстановить геометрические размеры поршневых канавок можно только путем проточки. Но проточка канавок увеличивает высоту канавок, поэтому к ней прибегают только в тех случаях, если после проточки и установки в канавку нового кольца зазор между кольцом и канавкой не достигает предельного размера. В тех случаях, когда проточка невозможна, канавки у стальных головок поршней наплавляют и протачивают снова на номинальный размер. Чугунные поршни, не имеющие съемной головки, никаким наплавкам не подвергают, а просто заменяют. К наплавке канавок стальных головок прибегают крайне редко, так как это изменяет структуру в самом напряженном месте головки, и только общий отжиг головки, который не всегда возможен, может восстановить нужную структуру Во избежание восстановления изношенных канавок поршней некоторые фирмы, строящие мощные малооборотные дизели, применяют специальные противоизносные сдвоенные кольца из легированных сортов чугуна с высокой механической прочностью при повышенных температурах. В частности, такие поршневые кольца применяют в крейцкопфных дизелях фирма «Бурмецтер и Вайн» и ее лицензиаты. 
Рис. 65. Противоизносные кольца дизеля Бурмейстер и Вайн На рис. 65 показаны конструкции таких колец 1. В одном варианте верхнюю часть кольца расчеканивают и закатывают в поршневой канавке (рис. 65, а, б). Во втором варианте нижнюю часть противоизносных колец 1 слегка приваривают к головке поршня 2 (рис. 65, в). При нормальной центровке поршней и регулярных профилактических осмотрах такие кольца работают свыше 20 ООО ч. В случае необходимости кольца можно сменить, восстановив этим номинальные размеры канавки.Поршневые кольца. Не будет преувеличением сказать, что больше всего беспокойства судовым механикам приносят поршневые кольца. Осматривают и обмеряют кольца во время профилактических переборок цилиндров, и, если поршень и втулка чаще всего не требуют никакого ремонта, то комплект колец после переборки редко возвращается в цилиндр в полном составе. Иногда из-за состояния колец приходится вскрывать цилиндр и вынимать поршень раньше профилактического осмотра.
После того, как кольца сняты с поршня и очищены от нагара и масла, осматривают их рабочую поверхность. Очень важно установить, всей ли рабочей поверхностью прилегает кольцо к стенкам втулки. Поверхность, не прилегающая к втулке, имеет темный цвет, и кольца с таким дефектом ни в коем случае нельзя оставлять на месте первого и второго. Какую опасность представляют такие кольца, сказано выше. Если износ такого кольца по всем параметрам не достигает предельно допустимого, его можно поставить вниз, на место последнего или предпоследнего. Заводы-строители, в частности, «Зульцер», определяют пригодность кольца по трем параметрам: зазору в замке, зазору между кольцом и канавкой и толщине кольца. Правила толщину кольца не лимитируют. Первым из параметров определяют зазор в замке кольца. Для этого кольцо вставляют в цилиндр и продвигают до того места, где цилиндр имеет наибольший диаметр. В этом месте выравнивают кольцо так, чтобы оно лежало в плоскости, перпендикулярной оси цилиндра, и замеряют зазор.
Рис. 66. Потеря массы поршневыми кольцами дизеля Зульцер 9RD90 при смазке маслом «Кастрол» RM/DZ Зазоры в замках колец сравнивают с зазорами предыдущих замеров, и, если величины зазоров превосходят допускаемые, кольца подлежат безусловной замене. Обычно верхние кольца, работающие в наиболее тяжелых условиях, изнашиваются быстрее. Об этом можно судить по рис. 66, где показана потеря массы кольцами в зависимости от их расположения. На рисунке римские цифры указывают номер колец; / и 2 — кривые износа колец цилиндров № 1 и 9. Вернемся к замерам зазоров в замке кольца. Выше было сказано о том, что зазор замеряют в кольце, когда оно вставлено в наиболее изношенную часть втулки. 
Рис. 67. Замер теплового зазора в поршневом кольце Но заводы-строители снабжают свои дизели кольцом-калибром (рис. 67), внутренний диаметр которого равен номинальному диаметру втулки, и многие судовые механики определяют зазор в замке кольца 2, устанавливая его в этот калибр /. Такой прием нельзя считать правильным, если дтулка давно потеряла номинальные размеры. При замере зазора в кольце получают заведомо меньший зазор против того, что будет получен при замере зазора во втулке. Кольцо работает во втулке при ее действительном диаметре, следовательно, и зазор замка нужно замерять во втулке, так как это будет действительным зазором, с которым работает кольцо. Такое разноречивое представление о методике замера зазора в замке кольца существует потому, что в инструкциях заводов-строителей об этом или ничего не говорится, или рекомендуется кольцо-калибр, а в Правилах судовых дизелей рекомендуется замерять зазор в замке при установке кольца в наименее изношенной части втулки. Также нет единого мнения и о предельно допустимых зазорах в замках колец. Согласно Правилам, для втулок диаметром 700—750 мм предельно допустимый зазор не должен превышать 8 мм, а монтажный зазор должен быть не менее 4.5 мм. Эти нормы, надо сказать, очень жесткие, ближе всего совпадают с нормами, устанавливаемыми фирмой МАН. Так, для дизеля K9Z70/120A5 с диаметром 700 мм монтажный зазор в замках колец установлен в 4, а предельно допустимый 10 мм. Но совершенно не увязываются с Правилами допуски, применяемые фирмой «Зульцер». Для примера возьмем дизель SD72. Фирма устанавливает монтажный зазор 6, а предельно допустимый —31 мм для колец с простым замком (косым или прямым), и 24 мм — для колец с герметическим замком. Поэтому следует прежде всего руководствоваться нормами, устанавливаемыми заводами-строителями, и только если такие нормы отсутствуют — Правилами. Следующий контролируемый параметр — зазор между горизонтальными плоскостями кольца и канавки. Согласно Правилам для втулки диаметром 700—750 мм предельно допустимым установлен зазор 0,3 мм. Если допуски, применяемые фирмой МАН, довольно близки к допускам Правил, но с несколько более широким диапазоном, то фирма «Зульцер» допускает предельный зазор между кольцом и канавкой для трех верхних колец — до 0,8 мм и для остальных — до 0,7 мм, т. е. более чем в два раза. Минимальные зазоры для трех верхних колец с простым замком установлены 0,28 мм, а с герметическим — в 0,13 мм. По Инструкции фирмы «Зульцер» на место трех нижних колец следует ставить кольца с герметическим замком Таким образом, предписываемый для нижних колец зазор связан и с конструкцией, и с положением колец И в этом случае следует руководствоваться нормами, установленными фирмой. Автору, долго работавшему с дизелями Зульцер 9SD72, не встретилось случая, чтобы допускаемый фирмой зазор между кольцом и канавкой достиг хотя бы 0,6 мм. У этих дизелей, отработавших с постройки более 20 000 ч, указанные зазоры для верхних колец были 0,42—0,48 мм, а для двух нижних колец 0,1— 0,18 мм. Размер колец по высоте не лимитируется ни Правилами, ни инструкциями фирм. Однако не составляет большого труда при обмере колец замерить их по высоте. Это позволяет установить, что же изнашивается при увеличении зазора между кольцом и канавкой: кольцо или стенки канавки. Длительное наблюдение за дизелями 9SD72 позволило установить, что изнашиваются в основном кольца, так как при номинальной высоте кольца 17 мм после 20 000 ч работы дизелей у верхних колец высота уменьшилась до 16,8—16,85 мм. Износ нижних колец за это время не превышал 0,05 мм. И, наконец, последний из контролируемых параметров — толщина кольца. Как сказано выше, Правилами этот параметр не лимитируется. Его устанавливают только фирмы-строители дизелей. Толщина колец дизеля SD72 — 22 мм. Фирма «Зульцер» допускает износ колец по толщине до 18 мм для колец с простым замком и до 19,3 мм для колец с герметическим замком. При износе втулки, близком к предельному, уменьшение толщины простого кольца допускается до 20,5 мм. В отличие от зазора между кольцом и канавкой, предельных величин которого кольца дизеля SD72 почти никогда не достигают, по толщине они изнашиваются до предела довольно часто. Это происходит почти всегда одновременно с предельным увеличением зазора в замке кольца. Одним из важных параметров является фаска на кромках поршневых колец. При работе поршневых колец и втулки наблюдаются два вида износа: пластический и хрупкий. Наиболее опасный износ — пластический, характеризуется тем, что на нижней кромке кольца появляются заусенцы, а на поверхности втулки и даже поршня — задиры, искажающие кристаллическую структуру поверхности. При появлении задиров износ начинает резко прогрессировать. Пластический износ наблюдается у мягких втулок и колец. Особенно склонны к образованию заусенцев кольца, в структуре которых содержится феррит и крупные пластинки графита. Испытания показали, что своевременное закругление кромок поршневых колец уменьшает износ втулки на 46%, а верхних колец--на 34%. Таким образом, наблюдения за фасками колец и восстановление их геометрической формы при осмотрах совершенно необходимы. Формы и размеры фасок на кольцах, как правило, указаны в инструкциях по эксплуатации, представляемых фирмами. Для более тщательного анализа характера износа колец необходимо сохранить порядок их установки (как они стояли на поршне). Для этого надо иметь металлические бирки с порядковыми номерами, снабженные кольцами, и надевать их на поршневые кольца при снятии с поршня. Постоянной маркировки делать нельзя, так как кольца иногда приходится менять местами в целях увеличения срока их службы. Более изношенные верхние кольца ставят на место нижних, а нижние — на место верхних. Надо сказать, что это мероприятие мало эффективно, так как за короткий срок и те и другие кольца ослабнут и вероятность прорыва газов между кольцами и втулкой значительно возрастет. Новые кольца проверяют следующим образом. Обмеряют их по высоте. Высота колец должна быть ±0,05% номинальной, указанной в чертеже и в инструкции. Вставляют кольца во втулку, в наименее изношенную ее часть, и замеряют зазор в замке, который должен быть не меньше указанного в инструкции. Некоторые фирмы, в частности, «Зульцер», снабжают свои дизели кольцом-калибром, внутренний диаметр которого расточен с таким расчетом, что если в него вставить новое кольцо в холодном состоянии, имеющее минимальный зазор в замке, то зазор станет равным нулю. Если новое кольцо имеет зазор меньше минимального, вставить его в кольцо-калибр не удастся. Затем решают, в какую канавку будут устанавливать новое кольцо. На этот счет также нет единого мнения и Правилами место постановки нового кольца не оговаривается. Чаще новое кольцо ставят на место нижнего, а остальные передвигают соответственно кверху. Если комплект колец состоит из двух разновидностей, например три с простым замком и три с герметичным, то новое кольцо с простым замком ставят на место третьего, а новое кольцо с герметичным замком — на место шестого. Когда вопрос о канавке, в которой будет установлено новое кольцо, решен, его обкатывают снаружи по канавке, наблюдая за тем, чтобы оно проходило по канавке свободно. Если на судне есть шабровочная плита соответствующих размеров, то проверяют на ней щупом, не покороблено ли кольцо. Нормальное кольцо должно лежать на плите всей плоскостью, и, если между плоскостью и плитой окажется просвет более 0,08 мм для больших колец или 0,05 мм для колец диаметром до 200 мм, кольцо следует шабрить до уменьшения зазора в пределах допустимого Правила предусматривают проверку возможного зазора между втулкой и кольцом. Для этого вставляют новое кольцо во втулку и подсвечивают его снизу. Если по свету зазор обнаруживается, замеряют его щупом: щуп толщиной 0,03 мм может проходить не более чем на 1/3 длины окружности кольца при условии плотного прилегания кольца на остальных 2/3 окружности. Целесообразность такой проверки сомнительна, так как во время работы кольца оно плотно прижимается к стенкам втулки давлением газов в заколечном пространстве, и сила упругости кольца относительно этого давления очень невелика. Однако проделать указанную операцию нетрудно, только браковать кольцо по этому параметру не следует. 
Рис 68 Приспособление для проверки упругости поршневых колец Что касается предписаний проверять перед постановкой упругость поршневых колец, то проверять ее в судовых условиях нечем. СРЗ располагают для этой цели специальными приспособлениями, одно из которых показано на рис. 68 (1 — замок; 2 — кольцо). В судовых условиях единственным способом такой проверки является следующий. Замеряют зазор в замке, находящемся в свободном состоянии, сжимают кольцо так, чтобы концы его сошлись, отпускают его и снова замеряют зазор. Если зазор значительно уменьшился, кольцо к работе не пригодно. При посадке колец большого диаметра на головку поршня не следует применять случайных средств в виде стальных полосок, шпагата и т. д. Такие средства грозят травмами, а также могут способствовать пластической деформации кольца. Для постановки колец существуют различные приспособления, одно из которых показано на рис 69, а. 
Рис. 69 Разжимные приспособления для поршневых колец Приспособление состоит из винта 2 с правой и левой резьбами, маховичка 5 и двух кулачков 3, каждый из которых шарнирно укреплен на гайке 4. Для установки и снятия поршневое кольцо закрепляют в кулачках болтами L При вращении маховичка 5 кулачки раздвигаются и разжимают кольцо до требуемого диаметра. Масса приспособления 1,5 кг. Однако значительно удобнее приспособление (рис. 69,6), которым снабжает свои дизели фирма «Зульцер». Здесь кулачки не крепятся к кольцу, а упираются в торцы замка. Одна губка приспособления неподвижна, а другая двигается по винту с обычной резьбой, который вращают при помощи рукоятки. Масса приспособления менее 1 кг. Оно применяется для колец диаметром 700 мм и более. Основным преимуществом этого приспособления является то, что не нужно прижимать чугунное кольцо стальными болтами. Вместе с компрессионными кольцами осматривают и обмеряют также и маслосъемные кольца: зазор в замках и высоту рабочей поверхности. Если высота рабочей поверхности кольца увеличилась более чем в два раза против установленной, кольцо запиливают вручную или обрабатывают наждачным кругом до восстановления первоначальной высоты. 
Рис 70 Сечение маслосъемного кольца дизеля Зульцер SD72 На рис. 70 показано сечение маслосъемного кольца, его рабочая поверхность 1 и поверхность 2, подлежащая спиливанию Для дизеля SD72 фирма устанавливает нормальную высоту рабочей части маслосъемного кольца 2 мм и предельно допустимую высоту 4 мм. 
Рис 71. Приспособление для ввода поршня с кольцами в цилиндр При заводке поршня с кольцами в цидиндр пользуются различными приспособлениями, одно из которых представляет собой неразрезное кольцо, расточенное на конце (рис 71). Если для главных дизелей нельзя изготовить при помощи судового оборудования поршневые кольца, то для вспомогательных дизелей эта задача не представляет особой трудности, только нужно иметь соответствующую заготовку и сделать несложное приспособление. Не все способы изготовления поршневых колец можно применить в судовой обстановке. На СРЗ существуют следующие способы. из заготовок цилиндрической формы —одной проточкой с последующей термофиксацией; из заготовок цилиндрической формы — двумя проточками с последующей термофиксацией; то же, без термофиксации; из индивидуальных заготовок эллиптической формы. Из перечисленных способов в судовой обстановке может быть применено только изготовление из заготовок цилиндрической формы без термофиксации, так как при этом не требуется оборудования для термообработки. Последовательность изготовления колец таким способом следующая. 1. Установленную на станок заготовку обрабатывают по наружному и внутреннему диаметрам D1 и d1 которые определяют из соотношений: при вырезке замка размером А = 0,1D диаметры D1=D+О,5A; d1 = 1,01D—2t; при вырезке замка размером A>0,1D диаметры D1=D + 0,5A; d1=d+0.15A. Здесь D и d — соответственно наружный диаметр кольца, равный диаметру цилиндра, и внутренний диаметр кольца d=D-2t (причем t — радиальная толщина кольца). 2. Из обработанной заготовки нарезают кольца с припуском 0,1 мм по высоте на шабровку. 3. Вырезают замок в кольце размером ~3,7t. После этого кольца поодиночке или все вместе обрабатывают в чистовой размер. При второй проточке применяют различные приспособления: хомуты, цилиндры, планшайбы и т. д. Для судовой обстановки наиболее удобным и простым будет приспособление Я. Я. Вевериса (Рижский СРЗ). 
Рис 72 Приспособление для изготовления поршневых колец в судовой обстановке Приспособление (рис. 72) состоит из диска с хвостовиком, конус которого входит в шпиндель станка, нескольких специальных скоб для крепления колец на диске и хомуте. На судне даже не обязательно иметь специальный диск, так как изготовление поршневых колец в судовой обстановке— сравнительно редкое явление. Можно использовать для этой цели план-шайбу токарного станка, даже если придется высверлить в ней несколько лишних отверстий. 4. Прижимают кольцо к планшайбе скобами таким образом, чтобы они находились с внешней стороны кольца (рис. 72, а). При установке кольцо сжимают хомутом так, чтобы его разрез был несколько меньше необходимого зазора в замке. Между кольцом и планшайбой ставят прокладки для прохода резца. 5. Растачивают внутренний диаметр кольца до номинального размера. 6. Не снимая крепления, обжимают заготовку хомутом снаружи и ставят крепежные планки изнутри кольца (рис. 72,6). 7. Снимают хомут и обрабатывают наружный диаметр кольца до номинального размера (рис. 72, в). 8. Снимают фаску, переворачивают кольцо, применяя хомут, крепят кольцо и снимают фаску с другой стороны. 9. Проверяют кольцо по цилиндру или по кольцу, имеющему внутренний диаметр, равный диаметру цилиндра, и подгоняют окончательно зазор в замке. 10. Пришабривают кольца по плите, одновременно подгоняя их в чистовой размер по высоте.Применяемые допуски в зависимости от размеров кольца даны в Правилах.
sudoremont.blogspot.ru
Поршневые кольца | Причины быстрого износа основных деталей двигателя | Диагностика двигателя | Читать онлайн, без регистрации
Поршневые кольца
Поршневые кольца (рис. 18) определяют пробег двигателя между капитальными ремонтами. Больше всего износ наблюдается у маслосъемных колец, несмотря на то что они мало подвержены воздействиям температуры и имеют достаточную смазку. Износ маслосъемных колец происходит из-за малой площади соприкосновения с цилиндром, а пружинно-радиальные расширители дополнительно усиливают давление маслосъемных колец на цилиндр по сравнению с компрессионными.
Поэтому по причине повышенного расхода масла двигатель попадает в ремонт чаще, чем при плохих тяговых характеристиках. Внешне износ маслосъемных колец проявляется как увеличенный зазор в их замках (рис. 19).
Рисунок 18. Поршневые кольца
Если изначально в среднем зазор составляет от 0,2 мм до 0,45 мм, то ко времени капитального ремонта он уже достигает 3—3,5 мм и даже больше. Из-за неравномерного давления колец на стенки цилиндров происходит истирание металла по его радиальной толщине и ее противоположной части.
Рисунок 19. Проверка зазора
Износ маслосъемного кольца по высоте происходит незначительно.
Из-за некачественного моторного масла, его несвоевременной замены или неисправностей в системе очистки воздуха происходит повышенный износ колец. Ресурс поршневых колец в среднем находится в пределах пробега отечественного автомобиля от 80 до 150 тыс. км.
velib.com
