Ремонт поршней ДВС: как распознать и устранить неисправности деталей двигателя?

Ремонт поршней ДВС: как распознать и устранить неисправности деталей двигателя?

Ремонт поршней ДВС: как распознать и устранить неисправности деталей двигателя?
  1. Причины повреждения поршней
  2. Виды износа поршней
  3. Подбор ремонтных поршней

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

Работая в условиях высоких температур и нагрузок, поршни и цилиндры подвергаются усиленному износу. Он проявляется возникновением большого количества задиров на рабочих поверхностях поршней, их прогаром, растрескиванием, заеданием и прочими проблемами.


Рассмотрим основные виды износа поршней, его причины и способы профилактики.

Причины повреждения поршней

Энергия, толкающая поршень вниз, образуется в результате сгорания топливно-воздушной смеси. Процесс происходит при очень высоких температурах и нагрузках. В результате поршень нагревается и увеличивается в размерах. При этом заклинивания детали в гильзе цилиндра не происходит из-за ее конструктивных особенностей: диаметр нижней части поршня (юбки) немного больше диаметра его головки. Однако юбка повергается меньшему нагреву, поэтому расширяется не так интенсивно – в результате поршень приобретает правильную цилиндрическую форму и возможность свободно перемещаться внутри цилиндра.

Для снижения термонапряженности необходимо отводить тепло от днища поршня. Делается это с помощью отверстий в стенах цилиндра, подведения достаточного количества моторного масла, использования накладок на днище из жароупорного чугуна.

При масляном голодании поршни постоянно перегреваются, увеличиваются в размерах и испытывают повышенное трение о стенки цилиндров. В результате на взаимодействующих поверхностях появляются задиры и трещины, поршни могут начать заедать, что очень опасно для двигателя.


Трещина на поршне


Причинами нарушения циркуляции масла и перегрева поршней зачастую являются:

  • Выход из строя термостата
  • Засорение радиатора
  • Низкий уровень или полное отсутствие охлаждающей жидкости
  • Повреждение помпы или ремня ее привода
  • Неисправность вентилятора охлаждения и т.д.

Недостаточность смазки при диагностике двигателя можно определить по синеватому цвету поршневого пальца и зазорам в зоне бобышек.

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


Чрезмерно высокая температура в ЦПГ может привести к разрушению поршневых колец и их канавок, оплавлению днищ и даже детонации поршней.

Именно поэтому необходимо следить за тем, чтобы двигатель не перегревался: если датчик на приборной панели показывает свыше +120 °С, автомобиль нужно сразу глушить.

Виды износа поршней

Необходимость ремонта или замены деталей ЦПГ определяется по состоянию поршней, колец и их посадочных мест.

Меры по предупреждению выхода двигателя из строя следует принимать в случае:

  • Залегания поршневых колец
  • Износа канавок
  • Повреждения отверстий в бобышках
  • Появления многочисленных задиров на юбке поршня
  • Возникновения трещин и следов нагара на днище

Залегание колец вызывается отложениями продуктов сгорания, которые забивают поршневые канавки. Кольца застревают и перестают прилегать к стенкам цилиндров, в результате чего в камере сгорания не создается нужной компрессии, двигатель теряет свою мощность, запускается с трудом и «ест» много масла.


Вернуть подвижность кольцам можно путем удаления отложений в канавках механическим или химическим способом (с помощью растворителей). Если решить проблему не получается, кольца подлежат замене.


Кольца и канавки, требующие очистки


Изношенные канавки протачиваются на токарном станке при помощи кольца, наружный диметр которого соответствует диаметру внутреннего центрирующего пояска поршня. Это позволит установить ремонтные кольца большей высоты.

Износ отверстий в бобышках устраняется путем увеличения их диаметра (развертки). Для этого используется специальная отвертка с направляющим хвостовиком. Короткие развертки использовать нельзя во избежание нарушения перпендикулярности осей пальца и поршня. Проверка положения осей проводится после операции развертывания на специальном устройстве. Поршень надевается на его палец и придвигается вплотную к стойке – так, чтобы деталь соприкасалась со штифтом индикатора. Стрелка индикатора покажет определенное отклонение, которое необходимо зафиксировать. Далее поршень надевается на палец другой стороной, проводятся те же измерения. Полученные величины сравниваются, и, если их разница превышает 0,05 мм, поршень забраковывается.

Нагар с днища поршня удаляется с помощью очистителя (без разборки двигателя) или механическим путем – в случае, если поршень уже демонтирован. При этом слишком острые предметы использовать не рекомендуется, оптимальный вариант – тупой металлический скребок или щетка.

Визуально определить присутствие трещин на поршне иногда довольно сложно из-за следов нагара и масляных загрязнений. Проще взять деталь за головку и нанести по ней легкие удары металлическим предметом. Глухой и дребезжащий звук будет свидетельствовать о наличии трещин.


Поршни с глубокими царапинами, трещинами и сильным диаметральным износом не ремонтируются, а подлежат замене.

При осмотре некоторых поршней можно заметить на их юбках темное защитное покрытие. Некоторые заводы наносят такое в целях защиты поршней от задиров и преждевременного износа. Если такое покрытие в процессе эксплуатации двигателя было повреждено, крайне желательно восстановить его, тем более что антифрикционные материалы теперь доступны и для частного применения.


Поршни с антифрикционным покрытием


Современные покрытия для поршней не только снижают коэффициент трения, но и способствуют дополнительному охлаждению сопряженных поверхностей.

Рассмотрим технологию нанесения антифрикционного покрытия (АФП) на примере наиболее доступного и эффективного состава MODENGY Для деталей ДВС. Дополнительным плюсом этого материала является аэрозольная фасовка, позволяющая равномерно наносить покрытие без использования специального инструмента.

Перед использованием АФП юбки поршня очищается от прочно сцепленных загрязнений механическим путем. Затем на поршень надевается трафарет – это позволяет защитить те участки детали, на которые попадание состава нежелательно.

Чтобы обеспечить покрытию хорошую адгезию и максимально долгий срок службы, поверхность юбки заливается Специальным очистителем-активатором MODENGY, который испаряется через 15 минут, оставляя поверхность полностью подготовленной.

Баллон с покрытием тщательно встряхивается, средство наносится с расстояния 20-30 см быстрыми повторяющимися движениями. Уже через 10 минут слой покрытия приобретает матовый оттенок и позволяет нанести еще один в случае необходимости. Общая толщина защитной пленки должна составлять 10-20 мкм.

Покрытие MODENGY Для деталей ДВС полностью отверждается за 12 часов при комнатной температуре. В это время перемещать обработанные поршни не рекомендуется.

Видеоинструкцию по нанесению покрытия можно посмотреть здесь.



Подбор ремонтных поршней

Новый поршень подбирается к заранее расточенному цилиндру с соблюдением расчетного зазора. Для новых деталей он составляет от 0,025 до 0,045 мм.

Зазор определяется путем измерения диаметра поршня и цилиндра с помощью микрометра и нутромера соответственно. Цилиндр замеряется в четырех поясах и двух перпендикулярных плоскостях.

Далее подбор осуществляется на основании специальной таблицы, в которой указаны номинальные размеры цилиндров и поршней. По диаметру ремонтные поршни делятся на 5 классов, обозначенных буквами А, B, C, D, E (с разницей в 0,01 мм).

Информация о классе поршня обычно нанесена в виде маркировки на его днище.


Маркировка на поршнях


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

Вместе с изношенными поршнями замене подлежат и поршневые кольца. 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, стык увеличивается напильником. Слишком большой зазор указывает на непригодность кольца для данного цилиндра.

Для подбора по поршню кольцо "прокатывается" по канавке. Если зазор слишком мал и кольцо заедает, его торцевую часть можно отшлифовать при помощи наждачной бумаги.

Возврат к списку