Цпг двигателя что это

Цилиндр и поршень: что нужно знать об этих деталях и как продлить срок их службы?

Смотрите также

Цилиндр и поршень – ключевые детали любого двигателя. В замкнутой полости цилиндро-поршневой группы (ЦПГ) происходит сгорание топливно-воздушной смеси. Газы, образующиеся при этом, воздействуют на поршень – он начинает двигаться и заставляет вращаться коленчатый вал.

Цилиндр и поршень обеспечивают оптимальный режим работы двигателя в любых условиях эксплуатации автомобиля.

Рассмотрим эту пару подробнее: конструкцию, функции, условия работы, возможные проблемы при эксплуатации элементов ЦПГ и пути их решения.

Принцип работы цилиндро-поршневой группы

Современные двигатели внутреннего сгорания оснащены блоками, в которые входят от 1 до 16 цилиндров – чем их больше, тем мощнее силовой агрегат.

Внутренняя часть каждого цилиндра – гильза – является его рабочей поверхностью. Внешняя – рубашка – составляет единое целое с корпусом блока. Рубашка имеет множество каналов, по которым циркулирует охлаждающая жидкость.

Внутри цилиндра находится поршень. В результате давления газов, выделяющихся в процессе сгорания топливно-воздушной смеси, он совершает возвратно-поступательное движения и передает усилия на шатун. Кроме того, поршень выполняет функцию герметизации камеры сгорания и отводит от нее излишки тепла.

Поршень включает следующие конструктивные элементы:

Бензиновые двигатели оснащены достаточно простыми в изготовлении поршнями с плоской головкой. Некоторые модели имеют канавки, способствующие максимальному открытию клапанов. Поршни дизельных двигателей отличаются наличием на днищах выемок – благодаря им воздух, поступающий в цилиндр, лучше перемешивается с топливом.

Кольца, установленные в специальные канавки на поршне, обеспечивают плотность и герметичность его соединения с цилиндром. В двигателях разного типа и предназначения количество и расположение колец могут отличаться.

Чаще всего поршень содержит два компрессионных и одно маслосъемное кольцо.

Компрессионные (уплотняющие) кольца могут иметь трапециевидную, бочкообразную или коническую форму. Они служат для минимизации попадания газов в картер двигателя, а также отведения тепла от головки поршня к стенкам цилиндра.

Верхнее компрессионное кольцо, которое изнашивается быстрее всех, обычно обработано методом пористого хромирования или напылением молибдена. Благодаря этому оно лучше удерживает смазочный материал и меньше повреждается. Остальные уплотняющие кольца для лучшей приработки к цилиндрам покрывают слоем олова.

С помощью маслосъемного кольца поршень, совершающий возвратно-поступательные движения в гильзе, собирает с ее стенок излишки масла, которые не должны попасть в камеру сгорания. Через дренажные отверстия поршень «забирает» масло внутрь, а затем отводит его в картер двигателя.

Направляющая часть поршня (юбка) обычно имеет конусную или бочкообразную форму – это позволяет компенсировать неравномерное расширение поршня при высоких рабочих температурах. На юбке расположено отверстие с двумя выступами (бобышками) – в нем крепится поршневой палец, служащий для соединения поршня с шатуном.

Палец представляет собой деталь трубчатой формы, которая может либо закрепляться в бобышках поршня или головке шатуна, либо свободно вращаться и в бобышках, и в головке (плавающие пальцы).

Поршень с коленчатым валом соединяется шатуном. Его верхняя головка движется возвратно-поступательно, нижняя вращается вместе с шатунной шейкой коленвала, а стержень совершает сложные колебательные движения. Шатун в процессе работы подвергается высоким нагрузкам – сжатию, изгибу и растяжению – поэтому его производят из прочных, жестких, но в то же время легких (в целях уменьшения сил инерции) материалов.

Конструкционные материалы деталей ЦПГ

Сегодня цилиндры и поршни двигателя чаще всего производят из алюминия или стали с различными присадками. Иногда для внешней части блока цилиндров используют алюминий, имеющий небольшой вес, а для гильзы, контактирующей с движущимся поршнем, – более прочную сталь.

В отличие от чугуна, который применялся ранее для изготовления деталей ЦПГ, внедрение алюминия – намного более легкого, но износостойкого материала – стало толчком к появлению мощных и высокооборотистых двигателей.

Современные автомобили, особенно с дизельными двигателями, все чаще оснащаются сборными поршнями из стали. Они имеют меньшую компрессионную высоту, чем алюминиевые, поэтому позволяют использовать удлиненные шатуны. В результате боковые нагрузки в паре «поршень-цилиндр» существенно снижаются.

Поршневые кольца, наиболее подверженные износу и деформациям, производят из специального высокопрочного чугуна с легирующими добавками (молибденом, хромом, вольфрамом, никелем).

Значительные механические и тепловые циклические нагрузки отрицательно сказываются на работоспособности элементов цилиндро-поршневой группы. В то же время от их состояния напрямую зависит стабильная компрессия двигателя, обеспечивающая его уверенный холодный и горячий запуск, мощность, экологичность и другие эксплуатационные показатели.

Именно поэтому для изготовления поршней и других деталей ЦПГ применяются материалы, обладающие высокой механической прочностью, хорошей теплопроводностью, незначительным коэффициентом линейного расширения, отличными антифрикционными и антикоррозионными свойствами.

В целях снижения потерь на трение производители поршней покрывают их боковую поверхность специальными антифрикционными составами на основе твердых смазочных частиц: графита или дисульфида молибдена. Однако со временем заводское покрытие разрушается, поршни снова испытывают высокие нагрузки, под влиянием которых изнашиваются и выходят из строя.

Одним из самых эффективных антифрикционных покрытий поршней является MODENGY Для деталей ДВС.

Состав на основе сразу двух твердых смазок – высокоочищенного дисульфида молибдена и поляризованного графита – применяется для первоначальной обработки юбок поршней или восстановления старого заводского покрытия.

MODENGY Для деталей ДВС имеет практичную аэрозольную упаковку с оптимально настроенными параметрами распыления, поэтому наносится на юбки поршней легко, быстро и равномерно.

На поверхности покрытие создает долговечную сухую защитную пленку, которая снижает износ деталей и препятствует появлению задиров.

MODENGY Для деталей ДВС полимеризуется при комнатной температуре, не требуя дополнительного оборудования.

Для подготовки поверхностей перед нанесением покрытия их необходимо обработать Специальным очистителем-активатором MODENGY. Только в таком случае производитель гарантирует прочное сцепление состава с основой и долгий срок службы готового покрытия. Оба средства входят в Набор для нанесения антифрикционного покрытия на детали ДВС.

Методы охлаждения и смазывания цилиндро-поршневой группы

В каждом цикле работы двигателя сгорает большое количество топливно-воздушной смеси. При этом все детали цилиндро-поршневой группы испытывают экстремальные температурные воздействия, поэтому нуждаются в эффективном охлаждении – воздушном или жидкостном.

Наружная поверхность цилиндров ДВС с воздушным охлаждением покрыта множеством ребер, которые обдувает встречный или искусственно созданный воздухозаборниками воздух.

При водяном охлаждении жидкость, циркулирующая в толще блока, омывает нагретые цилиндры, забирая таким образом излишек тепла. Затем жидкость попадает в радиатор, где охлаждается и вновь подается к цилиндрам.

Второй по важности момент после отвода тепла – система смазки цилиндров. Без нее поршни рано или поздно подвергаются заклиниванию, что может привести к поломке двигателя.

Для того чтобы масляная пленка дольше удерживалась на внутренних поверхностях цилиндров, их подвергают хонингованию, т.е. нанесению специальной микросетки. Стабильность слоя масла гарантирует не только максимально низкое трение в паре «поршень-цилиндр», но и способствует отведению лишнего тепла из ЦПГ.

Неисправности ЦПГ и их диагностика

Даже грамотная эксплуатация автомобиля не гарантирует, что со временем не возникнет проблем с его цилиндро-поршневой группой.

О неисправностях деталей ЦПГ свидетельствует увеличение расхода масла, ухудшение пусковых качеств двигателя, снижение его мощности, появление каких-либо посторонних шумов при работе. Эти моменты нельзя игнорировать, так как стоимость ремонта цилиндро-поршневой группы иногда равна стоимости автомобиля в целом.

Под влиянием очень высоких нагрузок и температур:

Перечисленные неисправности цилиндро-поршневой группы неизбежны при перегреве двигателя. Он может возникнуть из-за нарушения герметичности системы охлаждения, отказа термостата или помпы, сбоев в работе вентилятора охлаждения радиатора, поломки самого радиатора или его датчика.

Точно определить состояние цилиндров и поршней можно с помощью специализированной диагностики самой ЦПГ (при полной разборке двигателя) или других автомобильных систем (например, воздушного фильтра).

В ходе сервисных работ измеряется компрессия в цилиндрах ДВС, берутся пробы картерного масла и пр. Все это помогает оценить исправность работы цилиндро-поршневой группы.

Ремонт цилиндро-поршневой группы двигателя включает замену маслосъемных и компрессионных колец, установку новых поршней, шатунов, восстановление (расточку) цилиндров.

Степень износа последних определяется с помощью индикаторного нутрометра. Трещины и сколы на стенках устраняются эпоксидными пастами или путем сварки.

Новые поршни – с нужным диаметром и массой – подбирают к гильзам, а поршневые пальцы – к поршням и втулкам верхних головок шатунов. Шатуны предварительно проверяют и при необходимости восстанавливают.

Как продлить ресурс ЦПГ?

Ресурс цилиндро-поршневой группы зависит от типа двигателя, режима его эксплуатации, регулярности обслуживания и многих других факторов. Срок службы ЦПГ отечественных автомобилей, как правило, меньше, чем у иномарок: около 200 тыс. км против 500 тыс.км.

Для того, чтобы детали ЦПГ вырабатывали свой ресурс полностью, рекомендуется:

Присоединяйтесь

Все материалы сайта https://atf.ru/ принадлежат
ООО «НОВЫЕ РЕШЕНИЯ» ИНН 5751054390

© 2004 – 2022 ООО «АТФ». Все авторские права защищены. ООО «АТФ» является зарегистрированной торговой маркой.

Источник

Цилиндро поршневая группа

Что такое ЦПГ? Цилиндро поршневой группой (далее ЦПГ) называют детали, составляющие основу всех моторов, с технологией внутреннего сгорания топлива. За счет этой группы, вращается коленчатый вал, от которого, вращение передается к ходовой части автомобиля, а от нее к ведущим колесам.

Детали ЦПГ

Из чего состоит? К ЦПГ относятся следующие детали мотора:

Принцип работы

Поршень двигается вниз и вверх внутри гильзы, передавая шейке коленчатого вала это движение через шатун. Шатун вращает коленвал, таким образом поступательное движение всех поршней переходит во вращательное. Коленчатый вал вращается, за счет работы ЦПГ.

Поршневые кольца (компрессионные) перекрывают зазор между поршнем и цилиндром (гильзой), препятствуя прорыву в картер газов и горючей смеси из камеры сгорания. Маслосъемные кольца, убирают со стенок гильзы излишки масла, чтобы оно не попадало в камеру сгорания и не горело там, вызывая появление сажи.

Обычно, каждый поршень имеет 2 компрессионных кольца и одно маслосъемное, но это количество может меняться, в зависимости от конструкции мотора.

Поршневой палец соединяет поршень с шатуном. Обычно, в шатуне палец запрессован, а поршень на нем качается. Но существуют моторы, где наоборот, палец в поршне стационарно сидит, а качается в шатуне.

Современные моторы могут иметь от одного цилиндра (двухтактные агрегаты мотоциклов, мопедов и т.д.) и до 16 – танковые моторы и моторы огромных тягачей (четырехтактные). Количество тактов – количество движений, за которые происходит полный цикл работы цилиндра.

Работа в 4 такта

ЦПГ четырехтактного мотора работает так:

Работа в 2 такта

В двухтактном моторе все это происходит за два цикла движения поршня.

Из чего изготавливается

Рассмотрим материалы деталей ЦПГ. Все материалы для ЦПГ должны иметь высокую прочность, отличную теплопроводность, незначительно расширяться при нагреве и иметь антифрикционные свойства. Иметь повышенное сопротивление появлению ржавчины.

Гильзы выполняют из чугуна или специальной стали с присадками, чтобы деталь выдержала высокую нагрузку.

Поршни изначально делали чугунные, но с развитием технологий, стали производить алюминиевые. В современных моторах применяются сборные стальные поршни, особенно в дизелях. В экспериментальных моторах, тестируют керамические поршни, но пока в производстве керамика применяется только как напыление на поршнях.

Поршневые кольца изготавливают из серого чугуна высокой прочности, с добавками молибдена, хрома, вольфрама или никеля. Добавки обеспечивают лучшую «приработку» деталей, повышая их износостойкость и устойчивость к сильному нагреву.

Поршневые пальцы выполнены из легированной либо углеродистой стали, обработаны цементацией и закалены. Если напильник оставляет на пальце царапины, это бракованные (не каленые) пальцы, их нельзя устанавливать, это приведет к поломке ЦПГ.

Подводя итоги скажу, на каких моторах есть ЦПГ. Эта группа присутствует на всех агрегатах, работающих по принципу внутреннего сгорания топлива. Не зависимо от того, дизельный агрегат, бензиновый либо газовый. Благодаря удобству и относительной простоте исполнения, надежности и долговечности, а так же безопасности для человека (кроме экологичности), моторы с ЦПГ широко применяются во всем мире, даже в косилках и бензопилах. Электрические моторы ЦПГ не имеют, они работают по другому принципу.

Источник

Как работает поршень двигателя внутреннего сгорания?

В цилиндро-поршневой группе (ЦПГ) происходит один из основных процессов, благодаря чему двигатель внутреннего сгорания функционирует: выделение энергии в результате сжигания топливовоздушной смеси, которая впоследствии преобразуется в механическое действие – вращение коленвала. Основной рабочий компонент ЦПГ — поршень. Благодаря ему создаются необходимые для сгорания смеси условия. Поршень — первый компонент, участвующий в преобразовании получаемой энергии.

Поршень двигателя имеет цилиндрическую форму. Располагается он в гильзе цилиндра двигателя, это подвижный элемент – в процессе работы он совершает возвратно-поступательные движения и выполняет две функции.

Что такое поршень двигателя внутреннего сгорания автомобиля?

Устройство детали включает в себя три составляющие:

Указанные составляющие имеются как в цельнолитых поршнях (самый распространенный вариант), так и в составных деталях.

Днище

Днище — основная рабочая поверхность, поскольку она, стенки гильзы и головка блока формируют камеру сгорания, в которой и происходит сжигание топливной смеси.

Главный параметр днища — форма, которая зависит от типа двигателя внутреннего сгорания (ДВС) и его конструктивных особенностей.

В двухтактных двигателях применяются поршни, у которых днище сферической формы – выступ днища, это повышает эффективность наполнения камеры сгорания смесью и отвод отработанных газов.

В четырехтактных бензиновых моторах днище плоское или вогнутое. Дополнительно на поверхности проделываются технические углубления – выемки под клапанные тарелки (устраняют вероятность столкновения поршня с клапаном), углубления для улучшения смесеобразования.

В дизельных моторах углубления в днище наиболее габаритны и имеют разную форму. Такие выемки называются поршневой камерой сгорания и предназначены они для создания завихрений при подаче воздуха и топлива в цилиндр, чтобы обеспечить лучшее смешивание.

Уплотняющая часть предназначена для установки специальных колец (компрессионных и маслосъемных), задача которых — устранять зазор между поршнем и стенкой гильзы, препятствуя прорыву рабочих газов в подпоршневое пространство и смазки – в камеру сгорания (эти факторы снижают КПД мотора). Это обеспечивает отвод тепла от поршня к гильзе.

Уплотняющая часть

Уплотняющая часть включает в себя проточки в цилиндрической поверхности поршня — канавки, расположенные за днищем, и перемычки между канавками. В двухтактных двигателях в проточки дополнительно помещены специальные вставки, в которые упираются замки колец. Эти вставки необходимы для исключения вероятности проворачивания колец и попадания их замков во впускные и выпускные окна, что может стать причиной их разрушения.

Перемычка от кромки днища и до первого кольца именуется жаровым поясом. Этот пояс воспринимает на себя наибольшее температурное воздействие, поэтому высота его подбирается, исходя из рабочих условий, создаваемых внутри камеры сгорания, и материала изготовления поршня.

Число канавок, проделанных на уплотняющей части, соответствует количеству поршневых колец (а их может использоваться 2 — 6). Наиболее же распространена конструкция с тремя кольцами — двумя компрессионными и одним маслосъемным.

В канавке под маслосъемное кольцо проделываются отверстия для стека масла, которое снимается кольцом со стенки гильзы.

Вместе с днищем уплотнительная часть формирует головку поршня.

Вас также заинтересует:

Юбка выполняет роль направляющей для поршня, не давая ему изменить положение относительно цилиндра и обеспечивая только возвратно-поступательное движение детали. Благодаря этой составляющей осуществляется подвижное соединение поршня с шатуном.

Для соединения в юбке проделаны отверстия для установки поршневого пальца. Чтобы повысить прочность в месте контакта пальца, с внутренней стороны юбки изготовлены специальные массивные наплывы, именуемые бобышками.

Для фиксации пальца в поршне в установочных отверстиях под него предусмотрены проточки для стопорных колец.

Типы поршней

В двигателях внутреннего сгорания применяется два типа поршней, различающихся по конструктивному устройству – цельные и составные.

Цельные детали изготавливаются путем литья с последующей механической обработкой. В процессе литья из металла создается заготовка, которой придается общая форма детали. Далее на металлообрабатывающих станках в полученной заготовке обрабатываются рабочие поверхности, нарезаются канавки под кольца, проделываются технологические отверстия и углубления.

В составных элементах головка и юбка разделены, и в единую конструкцию они собираются в процессе установки на двигатель. Причем сборка в одну деталь осуществляется при соединении поршня с шатуном. Для этого, помимо отверстий под палец в юбке, на головке имеются специальные проушины.

Достоинство составных поршней — возможность комбинирования материалов изготовления, что повышает эксплуатационные качества детали.

Материалы изготовления

В качестве материала изготовления для цельнолитых поршней используются алюминиевые сплавы. Детали из таких сплавов характеризуются малым весом и хорошей теплопроводностью. Но при этом алюминий не является высокопрочным и жаростойким материалом, что ограничивает использование поршней из него.

Литые поршни изготавливаются и из чугуна. Этот материал прочный и устойчивый к высоким температурам. Недостатком их является значительная масса и слабая теплопроводность, что приводит к сильному нагреву поршней в процессе работы двигателя. Из-за этого их не используют на бензиновых моторах, поскольку высокая температура становится причиной возникновения калильного зажигания (топливовоздушная смесь воспламеняется от контакта с разогретыми поверхностями, а не от искры свечи зажигания).

Конструкция составных поршней позволяет комбинировать между собой указанные материалы. В таких элементах юбка изготавливается из алюминиевых сплавов, что обеспечивает хорошую теплопроводность, а головка – из жаропрочной стали или чугуна.

Но и у элементов составного типа есть недостатки, среди которых:

Из-за этих особенностей сфера использования составных поршней ограничена, их применяют только на крупноразмерных дизельных двигателях.

Видео: Принцип работы поршня двигателя. Устройство

Источник

ВВЕДЕНИЕ

Цилиндропоршневая группа является наиболее важной частью двигателя. В ней происходит процесс преобразования тепловой энергии сгорания топлива в механическую энергию движения поршня. Этот процесс происходит в условиях высоких температур и давления, что в совокупности является агрессивной средой для деталей цилиндропоршневой группы двигателя. В связи с этим, стоит уделять особое внимание состоянию ЦПГ, так как малейшее отклонение от нормы, может привести ко многим нежелательным последствиям: повышенный расход топлива, потеря мощности, увеличение токсичности отработавших газов, повышенный расход масла и др. Все эти факторы ведут к нежелательным экономическим потерям, которые особенно заметны в условиях предприятия.

Тема выпускной квалификационной работы: «Технология ремонта цилиндропоршневой группы двигателя с разработкой приспособления для выпрессовки поршневых пальцев». В ходе работы будет рассмотрена цилиндропоршневая группа, ее устройство, возможные неисправности, разработаны предложения по совершенствованию процесса ремонта ЦПГ.

Общее устройство цилиндропоршневой группы двигателя

В состав ЦПГ цилиндропоршневой группы двигателя входит две группы деталей: неподвижные и подвижные.

К неподвижным деталям относятся блок цилиндров, служащий основой двигателя, цилиндр, головки блока или головки цилиндров. Подвижными деталями являются поршни с кольцами и поршневыми пальцами, шатун.

Цилиндропоршневая группа воспринимает давление газов при такте сгорание-расширение и преобразовывает прямолинейное, возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала.

В отливке блока цилиндров имеется рубашка для жидкостного охлаждения двигателя, представляющая собой полость между стенками блока и наружной поверхностью вставных гильз. Охлаждающая жидкость подается в рубашку охлаждения через два канала, расположенные по обеим сторонам блока цилиндров.

Блок цилиндров отливается из серого чугуна или из алюминиевого сплава.

Рабочая поверхность цилиндров является направляющей при движениях поршня и вместе с ним и головкой блока цилиндров образует замкнутое пространство, в котором происходит рабочий цикл двигателя. Для плотного прилегания поршня и поршневых колец к цилиндру и уменьшения сил трения между ними внутреннюю полость цилиндров тщательно обрабатывают с достаточной степенью точности и чистоты, и поэтому она называется зеркалом цилиндра. Цилиндры могут быть отлиты как одно целое со стенками рубашки охлаждения или изготовлены отдельно от блока в виде вставных гильз. Последние подразделяются на «сухие» гильзы, запрессованные в расточенный блок, и сменные, «мокрые» гильзы, омываемые с наружной стороны охлаждающей жидкостью.

Вставки изготовляют из легированного чугуна, обладающего высокой износо- и коррозионной стойкостью.

уплотняется двумя резиновыми кольцами или медными прокладками, установленными по торцу нижнего пояса гильзы. Преимущественное применение в двигателях мокрых гильз связано с тем, что они обеспечивают лучший отвод тепла. Это повышает работоспособность и срок службы деталей цилиндропоршневой группы, при этом снижаются затраты, связанные с ремонтом двигателей в процессе эксплуатации.

Поршень. Воспринимает давление газов при рабочем такте и передает его через поршневой палец и шатун на коленчатый вал. Поршень представляет собой перевернутый цилиндрический стакан, отлитый из алюминиевого сплава. В верхней части поршня расположена головка с канавками, в которые вставлены поршневые кольца. Ниже головки выполнена юбка, направляющая движение поршня. В юбке поршня имеются приливы-бобышки с отверстиями для поршневого пальца.

При работе двигателя поршень, нагреваясь, расширится и, если между ним и зеркалом цилиндра не будет необходимого зазора, поршень заклинится в цилиндре и двигатель прекратит работу. Однако большой зазор между поршнем и зеркалом цилиндра также нежелателен, так как это приводит к прорыву части газов в картер двигателя, падению давления в цилиндре и уменьшению мощности двигателя. Чтобы поршень не заклинивался при прогретом двигателе, головку поршня выполняют меньшего диаметра, чем юбка, а саму юбку в поперечном сечении изготавливают не цилиндрической формы, а в виде эллипса с большой осью его в плоскости, перпендикулярной поршневому пальцу. На юбке поршня может быть разрез. Благодаря овальной форме и разрезу юбка предотвращает заклинивание поршня при работе прогретого двигателя.

Поршневые кольца, применяемые в двигателях, подразделяются на компрессионные и маслосъемные.

Компрессионные кольца уплотняют зазор между поршнем и цилиндром и служат для уменьшения прорыва газов из цилиндров в картер, а маслосъемные снимают излишки масла с зеркала цилиндров и не допускают проникновение масла в камеру сгорания. Кольца, изготовленные из чугуна или стали, имеют разрез (замок).

При установке поршня в цилиндр поршневое кольцо предварительно сжимают, в результате чего обеспечивается его плотное прилегание к зеркалу цилиндра при разжатии. На кольцах имеются фаски, за счет которых кольцо несколько перекашивается и быстрее притирается к зеркалу цилиндра, и уменьшается насосное действие колец.

Количество колец, устанавливаемых на поршнях разных двигателей, неодинаковое. Например, на поршнях двигателей ЗИЛ-130 три компрессионных кольца, два верхних хромированы по поверхности, соприкасающейся с гильзой.

При установке колец на поршень их замки следует размещать в разные стороны.

Поршневой палец. Для шарнирного соединения поршня с верхней головкой шатуна служит поршневой палец. Через пальцы передаются значительные усилия, поэтому их изготовляют из легированных или углеродистых сталей с последующей цементацией или закалкой ТВЧ. Поршневой палец представляет собой толстостенную трубку с тщательно отшлифованной наружной поверхностью, проходящую через верхнюю головку шатуна и концами опирающуюся на бобышки поршня.

По способу соединения с шатуном и поршнем пальцы делятся на плавающие и закрепленные (обычно в головке шатуна). Наибольшее распространение получили плавающие поршневые пальцы, которые свободно поворачиваются в бобышках и во втулке, установленной в верхней головке шатуна. Осевое перемещение поршневого пальца ограничивается стопорными кольцами, расположенными в выточках бобышек поршня.

При работающем двигателе в бобышках поршня возможны стуки пальцев из-за различного коэффициента линейного расширения сплава и стали.

Шатун. Он служит для соединения поршня с кривошипом коленчатого вала и обеспечивает при такте рабочего хода передачу усилия от давления газов на поршень к коленчатому валу, а при вспомогательных тактах (впуск, сжатия, выпуск), наоборот, от коленчатого вала к поршню. При работе двигателя шатун совершает сложное движение. Он движется возвратно-поступательно вдоль оси цилиндра и качается относительно оси поршневого кольца.

Нижнюю головку, как правило, делают разъемной в плоскости, перпендикулярной к оси шатуна. В тех случаях, когда нижняя головка имеет значительные размеры и превышает диаметр цилиндра.

Крышка шатуна изготовляется из той же стали, что и шатун, и обрабатывается совместно с нижней головкой, поэтому перестановка крышки с одного шатуна на другой не допускается. На шатунах и крышках с этой целью делают метки, чтобы обеспечить высокую точность при сборке нижней головки шатуна, его крышку фиксируют шлифованными поясками болтов, которые затягивают гайками и стопорят шплинтами или шайбами. В нижнюю головку устанавливают шатунный подшипник в виде тонкостенных стальных вкладышей, которые с внутренней стороны покрыты слоем антифрикционного сплава.

От осевого смещения и провертывания вкладыши удерживаются выступами (усиками), которые входят в канавки нижней головки шатуна и его крышки. В нижней головке шатуна и во вкладыши делается отверстие для периодического выбрызгивания масла на зеркало цилиндра или на распределительный вал.

Источник

5 основных деталей, составляющих ЦПГ двигателя

Качественный ремонт силовой установки возможен только в том случае, когда мастер хорошо знает о назначении каждой детали. Если двигатель – это сердце автомобиля, то цилиндропоршневая группа является миокардом этого органа. Малейшая неточность при установке и настройке этого механизма обязательно отразится на эффективности работы мотора, поэтому прежде чем приступать к «хирургическому вмешательству», следует подробно изучить принцип работы ЦПГ.

Цилиндро поршневая группа двигателя

Поршни автомобиля можно образно сравнить с педалями велосипеда. Эти детали также прикреплены к рычагу, который циклично опускается и поднимается, будучи прикрепленным к горизонтально расположенной оси. Если велосипед приводится в движение мускульной силой ног человека, то на поршень воздействует расширяющиеся газы, которые воспламеняясь от искры или от чрезмерного давления внутри цилиндра, давят на эту деталь и заставляют рабочую ось совершать вращательные движения.

Наличие в автомобиле системы газораспределения и воспламенение газов позволяет максимально оптимизировать процесс сгорания топлива. По этой причине современные автомобили и мототехника обладают не только значительными показателями мощности, но и расходуют относительно небольшое количество горючего. Задача мастера не нарушить заданные инженерами зазоры и расположение деталей во время проведения сборочно-разборочных операций. Также нельзя допускать проникновения внутрь ЦПГ абразива. Пыль, песок и грязь, могут существенно сократить срок службы узла, поэтому так важно обеспечить надлежащие условия при выполнении ремонтных работ.

Расшифровка аббревиатуры ЦПГ — цилиндро поршневая группа. Подобное обозначение узла может часто встречаться в специальной литературе, поэтому рекомендуется изучить профессиональную терминологию, прежде чем приступать к самостоятельному ремонту двигателя внутреннего сгорания.

Из чего изготавливается ЦПГ

При изготовлении ЦПГ используются только прочные материалы, которые способны выдержать нагрузки, возникающие при сгорании топливно-воздушной смеси. Прежде всего, металл должен легко переносить тепловое воздействие. Внутри цилиндра температура расширяющихся газов может достигать 1000˚С. Изменение метрических параметров металла не должно быть слишком большим. Это необходимо для того, чтобы сохранялись рабочие зазоры между взаимодействующими деталями.

Износостойкость также является одной из важнейших характеристик элементов ЦПГ. Как правило, работа элементов цилиндро поршневой группы осуществляется в условиях масляного тумана. Стойкость к износу главных деталей, позволяет эксплуатировать двигатель при пробеге автомобиля 200 тыс. км. и более, но только при условии применения качественного моторного масла.

Наиболее часто изготовление элементов ЦПГ осуществляется из следующих материалов:

Для придания деталям ЦПГ определенных свойств их могут подвергать закалке, защитному напылению металлов, устойчивых к трению и коррозии.

Инженерам ведущих автоконцернов, при разработке новых металлических сплавов для ЦПГ, удалось получить легкие и прочные детали, замена которых требуется только при длительном использовании либо грубом нарушении правил эксплуатации.

Детали ЦПГ

К деталям, которые составляют цилиндро-поршневую группу, относятся:

Цилиндр двигателя может представлять собой съемную конструкцию. Наиболее часто такая разновидность детали встречается в мототехнике, но некоторые двигатели автомобилей также оснащаются съемными гильзами, которые можно без особого труда выпрессовать и заменить новыми элементами.

Ресурс ЦПГ зависит не только от прочности материалов, из которых изготовлены детали, но и от качества смазки. Качественное масло создает надежную пленку на трущихся элементах, тем самым обеспечивая длительный период использования двигателя без необходимости проведения ремонта ЦПГ.

Поршень двигателя конструктивные особенности

Поршень двигателя должен иметь небольшую массу. Этот элемент совершает тысячи возвратно-поступательных движений в минуту, поэтому деталь не только должна идеально скользить вдоль стенок цилиндра, но и иметь минимальные значения инерции. Это качество особенно важно при преодолении поршнем верхних и нижних мертвых точек. Максимально возможное снижение массы поршня позволяет снизить эффект вибрации, существенно улучшить динамические показатели двигателя.

Даже качественно изготовленный поршень, установленный в цилиндр двигателя, не способен обеспечить достаточный уровень компрессии, поэтому на боковых поверхностях этого элемента имеются канавки для колец. В поршень также устанавливается прочная втулка, называемая пальцем, с помощью которой осуществляется надежная фиксация этого элемента в головке шатуна.

Поршневые кольца: виды и состав

Поршневые кольца являются обязательными элементами ЦПГ двигателя. От состояния этих деталей будет в значительной степени зависеть мощность двигателя, а также такие показатели как расход масла и цвет выхлопных газов. Для обеспечения нормальной работы цилиндропоршневой группы четырехтактного двигателя применяются следующие виды поршневых колец:

Компрессионные кольца применяются для предотвращения прорыва газа. Благодаря наличию этих элементов существенно повышается степень сжатия, поэтому увеличивается мощность при стандартном уровне потребления горючего.

Маслосъемные кольца снимают масляную пленку со стенок цилиндра при опускании поршня, тем самым предотвращая попадание смазки в камеру сгорания. Чрезмерный износ маслосъемных колец вызывает повышенный расход моторного масла. Кроме того, на поршнях, головке блока цилиндров и свечах может образовывать нагар, который оказывает негативное воздействие на качество работы двигателя.

Поршневые кольца должны обладать хорошей упругостью, минимальными показателями теплового расширения и устойчивостью к воздействию агрессивной среды. Учитывая эти требования, инженеры пытаются создать детали, обладающие уникальными свойствами. Для обеспечения продолжительной работы поршневых колец их изготавливают из упругих марок стали, а для защиты от влаги и химически активных веществ, изделия покрывают слоем хрома.

Система смазки цилиндров

Система смазки цилиндров кардинально отличается у двух- и четырехтактных двигателей. В автомобили устанавливаются четырехтактные силовые установки, поэтому подача масла в них осуществляется посредством нагнетающего механизма, приводимого в движение коленчатым валом. Непосредственная смазка цилиндров осуществляется разбрызгиванием масла из шатунных и коренных шеек коленчатого вала.

Маслосъемными кольцами снимаются излишки масла, но небольшая часть остается на стенках, поэтому компрессионные кольца не оказывают негативного воздействия на цилиндр даже при длительной эксплуатации.

В двухтактных двигателях, которые часто устанавливают на скутеры, культиваторы, а также бензоинструменты, смазывание цилиндров осуществляется маслом, добавляемым в бензин. Современные моторы этого типа оснащаются специальным дозирующим устройством, которое осуществляет впрыск смазки в бензин, но в устаревших моделях приходится вручную смешивать масло с топливом.

Охлаждение ЦПГ двигателя

Цилиндро-поршневая группа может иметь следующие разновидности охлаждения:

Жидкостное охлаждение представляет собой систему, состоящую из помпы, радиатора, термостата и каналов, которые подведены ко всем нагревающимся элементам двигателя внутреннего сгорания. Такой способ отвода тепла напоминает работу отопительного оборудования, в котором также есть котел, система трубопроводов и радиаторов. Роль нагревателя в ДВС играет цилиндропоршневая группа. Как правило, двигатель сконструирован таким образом, что постоянно циркулирующая жидкость омывает цилиндр и тепло доставляется затем в радиатор, где передается атмосферному воздуху. В системах воздушного охлаждения отсутствует «посредник» в виде жидкости. Для отвода тепла цилиндры в двигателях с подобным типом охлаждения изготавливаются с металлическими ребрами. Большая площадь охлаждения материала способствует поддержанию рабочей температуры ЦПГ.

Особенности ЦПГ мотоцикла и мопеда

Среди преимуществ ЦПГ мотоциклов и мопедов следует отметить возможность ремонта при минимальных временных затратах. В таких транспортных средствах цилиндр крепится к картеру посредством шпилек, поэтому снять с двигателя изношенную деталь и установить новую ЦПГ не составляет большого труда.

Большая часть скутеров и мопедов оснащается двухтактными двигателями. Ремонт таких силовых установок более прост, за счет отсутствия клапанной системы газораспределения. Во многих случаях, для выполнения такой работы даже не требуется осуществлять демонтаж двигателя с рамы. Особенностью ЦПГ двухтактных двигателей заключается также в отсутствии маслосъемного кольца.

Четырехтактные двигатели также устанавливаются на мототехнику. Цилиндропоршневая группа тяжелых мотоциклов часто состоит более чем из одного цилиндра. Нередко эти элементы даже разведены в разные стороны для обеспечения более эффективного охлаждения, которое на этом виде техники может быть двух типов. Небольшие мотоциклы и скутера наиболее часто оснащаются цилиндрами с алюминиевыми ребрами, в которых снижение температуры ЦПГ осуществляется только за счет встречного потока воздуха.

Что такое ЦПГ в двигателе и принцип её работы

Цилиндропоршневая группа позволяет эффективно преобразовывать энергию сгорающего топлива в механическое движение. Поршень в такой системе движется, подобно пуле из патрона револьвера, за счет расширяющегося газа. Однонаправленное движение преобразуется во вращательное за счет использования шатунного механизма. Наглядно увидеть работу такой системы можно в паровозе или макетных установках, поясняющих принцип функционирования двигателя внутреннего сгорания. Паровой двигатель классической конструкции сейчас практически не используется, поэтому для понимания принципа моторов, работающих на углеводородном топливе достаточно изучить особенности двух- и четырехтактных силовых установок.

Работа в 4 такта

Преобразования тепловой энергии в механическую, в четырехтактных двигателях внутреннего сгорания, осуществляется следующим образом:

После прохождения 4 циклов процесс повторяется вновь.

Вне зависимости от количества цилиндров четырехтактного двигателя в каждом из них происходит смена режимов в последовательности, описанной выше, но не одновременно, а с определенным смещением по времени. Применение такого принципа позволяет обеспечить наиболее плавное движение коленвала.

Работа в 2 такта

Работа двухтактного двигателя намного проще четырехтактной системы. В таких устройствах преобразование энергии происходит следующим образом:

Особенностью двигателей этой конструкции является возможность завершения полного рабочего цикла за один оборот коленвала.

Особенности подборки и замены ЦПГ

Желательно вооружиться точными весами и замерить массу поршней. Разница между изделиями не должна превышать 5 грамм. В противном случае, повышенный уровень вибрации будет обеспечен во время работы двигателя.

Если внешне осмотреть детали ЦПГ и взвесить поршни можно без особого труда, то определить некачественный металл обычному водителю очень непросто. По этой причине покупать цилиндропоршневую группу следует только в торговых организациях заслуживающих доверие.

Когда нужна замена цилиндро-поршневой группы ЦПГ

Стандартная ситуация замены цилиндропоршневой группы – это износ основных рабочих деталей. Сопровождаться данное явление будет следующими признаками:

При наличии подобных технических неприятностей эксплуатация машина возможна, но эффективность работы двигателя внутреннего сгорания будет оставлять желать лучшего. Встречаются также ситуации, когда требуется экстренно заменить ЦПГ. Например, двигатель может заклинить в результате разрушения поршневых колец или стачивания пальцем стенки цилиндра в результате выхода стопора этой детали из канавки.

Если есть желание форсировать двигатель, то также можно приобрести и установить ЦПГ соответствующего типа. Монтаж больших по размеру цилиндров позволит без замены мотора существенно повысить мощность силового агрегата.

Цилиндро поршневая группа – определение износа, выбор, снятие и установка (видео)

Нестабильная работа двигателя внутреннего сгорания может быть вызвана неисправностью топливной системы, неправильной установкой момента зажигания и регулировкой газораспределительного механизма. Чтобы не потратить значительное количество времени на напрасный труд, следует убедиться в том, что ЦПГ на самом деле нуждается в замене.

Наиболее правильным способом определения износа цилиндропоршневой группы является измерение компрессии. Для выполнения этой работы достаточно выкрутить из цилиндра свечу зажигания и установить в отверстие трубку манометра. Затем следует прокрутить коленвал и зафиксировать максимальное значение давления. Если этот показатель существенно отличается от номинальных значений, то ЦПГ необходимо заменить.

Заметно увеличился расход моторного масла

Если масло приходится очень часто добавлять в двигатель, а видимых подтеков смазки под автомобилем не наблюдается, то для того чтобы убедить в том, что смазка расходуется по причине сгорания внутри цилиндра следует выкрутить свечу зажигания или форсунку и осмотреть деталь. При наличии значительно нагара на поверхности этих деталей, а также других признаков износа ЦПГ (снижение мощности, черный дым, расход топлива), потребуется разобрать двигатель и заменить изношенные поршни и цилиндры.

Тюнинг ЦПГ или стандарт

Если появляется необходимость в замене ЦПГ, то многие владельцы авто задумывают о том, чтобы вместо стандартных поршней и цилиндров установить детали большего объема. Увеличение литража двигателя повлечет за собой значительный прирост мощности, но у подобного подхода есть и существенные недостатки. Среди основных минусов установки тюнингованной ЦПГ следует отметить:

Экстремальные условия обуславливают материал изготовления поршней

Поршень автомобиля эксплуатируется в условиях большого давления и высоких температур. Чтобы предупредить разрушение этой детали ее изготавливают из прочных, но легких металлических сплав.

Палец, служащий для соединения поршня с шатуном, также делают из стали с последующей цементацией и закалкой.

Замена ЦПГ

Если принято решение о замене цилиндропоршневой группы, то рекомендуется обратиться в специализированную мастерскую для проведения этой работы. При отсутствии опыта не следует осуществлять эту работу самостоятельно, кроме того, для снятия двигателя и его разборки может потребоваться специализированное оборудование и инструменты. При наличии опыта сложного ремонта ДВС, можно предпринять попытку восстановить силовые показатели мотора заменой ЦПГ.

Пошаговая последовательность замены цилиндропоршневой группы:

После замены ЦПГ, двигатель необходимо обкатать. При пробеге до 1000 км запрещено перегружать мотор, в том числе давать слишком большие обороты.

Цилиндропоршневая группа является важнейшей частью двигателя внутреннего сгорания, поэтому для обеспечения её сохранности важно при эксплуатации стараться не перегружать силовой агрегат, вовремя заливать только рекомендованные заводом-изготовителем сорта моторного масла, а также периодически менять топливный и воздушный фильтры.

Источник

Цпг что это такое

Цилиндро-поршневая группа (ЦПГ)

Цилиндропоршневая группа двигателя внутреннего сгорания (ЦПГ) — поршень с компрессионными и маслосъемными кольцами, которые называются поршневыми кольцами, а также гильза цилиндра. Кольца установлены в специальные канавки на поршне. Именно поршневые кольца вступают в контакт с рабочей поверхностью цилиндра, а точнее с гильзой.

В процессе работы двигателя поршень с установленными кольцами совершает возвратно-поступательные движения внутри гильзы, в результате чего рабочая поверхность гильзы (зеркало цилиндра) подвергается постепенному износу. Также износу подвержены и сами компрессионные и маслосъемные кольца.

От состояния цилиндро-поршневой группы напрямую зависят важнейшие показатели, необходимые для стабильной работы двигателя внутреннего сгорания. Состояние ЦПГ влияет на показатель компрессии (давления) в цилиндрах ДВС. Необходимая компрессия бензинового и дизельного мотора обеспечивает уверенный холодный и горячий запуск двигателя, его мощность, экологичность и другие эксплуатационные показатели.

От исправности и состояния ЦПГ также зависит расход топлива и моторного масла, а также продолжительность срока службы двигателя до его капитального ремонта. Ремонт цилиндро-поршневой группы двигателя подразумевает замену маслосъемных и компрессионных колец, расточку блока цилиндров, установку новых поршней и шатунов, гильзовку блока цилиндров.

Ликбез: ЦПГ- цилиндро-поршневая группа.

Сегодня поговорим о ЦПГ — цилиндро-поршневой группе. Поршень и цилиндр — главные составляющие двигателя бензопилы, а двигатель это ее «сердце». Поэтому при эксплуатации бензиновой пилы необходимо уделять внимание профилактике и контролю состояния цилиндро-поршневой группы постоянно. Кроме того, что неудовлетворительное ее состояние влияет на правильную работу пилы, ее мощность, приемистость и другие характеристики, так еще и стоимость ЦПГ часто может доходить до половины стоимости всей бензопилы. Так что уделим время этому важному узлу, расскажем, что входит в состав ЦПГ, рассмотрим неисправности, некоторые особенности ЦПГ бензопил.

ЦПГ бензопилы

Устройство ЦПГ

Итак, что входит в состав ЦПГ( цилиндро-поршневой группы):

ЦПГ это основной узел двигателя, неисправности которого неизбежно ведут к дорогостоящему ремонту. Для поддержания его в рабочем состоянии необходимо лишь четко следовать инструкции и соблюдать некоторые общие правила:

Неисправности ЦПГ бензопилы:

Все эти и другие не такие распространенные неисправности в итоге приводят к задирам на стенках цилиндра или поршня, что в свою очередь приводит к замене полностью цилиндро-поршневой группы.

Как диагностировать в результате чего возникли задиры?

Первым делом снимите глушитель и в образовавшемся окне осмотрите ЦПГ на предмет задиров.

Если задиры только со стороны глушителя, то это свидетельство того, что бензопилу перегрели.

Если задиры по всей окружности цилиндра и они равномерные и имеют большое истирание и темный цвет, то это свидетельство неправильно приготовленной топливной смеси.

задир при неправильной смеси

В случае если задиры имеют вид глубоких царапин, расположенных неравномерно, то это механические повреждения ЦПГ, которые возникают в случае попадания в цилиндр инородных тел или сколов деталей ЦПГ.

Задиры расположены в зоне кольца- плохое качество смеси. Так же возможно что пилу обкатывали «по-советски».

Вот основные причины и виды неисправностей ЦПГ. Если у Вас есть вопросы, то задавайте их в комментариях или в группе ВК.

Вот неплохое видео о диагностике ЦПГ:

Вы можете помочь в составлении рейтинга бензопил, проголосовав в опросе: «Составляем рейтинг бензопил»

Поршневая группа: комплектация и устройство

Поршневая группа – это поршень и группа уплотняющих колец. Так же в неё входит поршневой палец и детали крепления. Стоит рассмотреть назначение данного механизма.

За счет него воспринимается давление газа и передается через шатун на коленвал. Так же благодаря такому механизму, как поршневая группа, уплотняется надпоршневая полость цилиндра. Таким образом он будет защищен от излишнего попадания в картер смазочного масла и газов. Данная функция имеет огромное значение для хорошей работы двигателя. О том, в каком техническом состоянии он находится, судят по уплотняющей способности. К примеру, в машинных двигателях не допускается, чтобы расход масла составлял больше, чем три процента от расхода горючего.

Поршневая группа свою работу осуществляет еще и в тяжелых климатических условиях. Именно поэтому детали данного механизма обладают высокой тепловой напряженностью, а это учитывается, когда для них выбирается материал и конструкция. Их элементы обычно производители разрабатывают, учитывая тип двигателей и назначение (транспортные, стационарные, дизельные, формированные и т.д.). Однако общее устройство все равно остается прежним. Итак, следует рассмотреть, из чего же комплектуется поршневая группа.

Тронковая часть (направляющая) еще называется поршневой юбкой. Она изнутри имеет приливы, в них просверлены отверстия для поршневого пальца. Нижняя кромка юбки используется часто как технологическая база при обработке поршня. Она для этого снабжена растачиваемым буртиком. Кроме того, стенки юбки еще воспринимают силы бокового давления, а это увеличивает их трение о цилиндровые стенки и повышает нагрев цилиндра и поршня.

Поршневая головка несет поршневые кольца и имеет днище. Нижняя канавка имеет дренажные отверстия, через них отходит смазочное масло, чтобы оно не попало случайно в камеру сгорания. Её днище – это одна из камерных стенок. Она воспринимает значительное давление газов. Само днище может быть плоским, вогнутым, выпуклым или фигурным. Опять-таки, его форма выбирается при учете типа двигателя, а также камеры сгорания.

Нельзя не упомянуть про такой механизм, как цилиндро-поршневая группа. Главные дефекты блоков цилиндра – это трещины, сколы и износ. Эти неисправности устанавливаются после тщательного осмотра, опрессовки и обмера цилиндра. При этом процессе на блок нужно установить головку или же чугунную плиту (обязательна резиновая прокладка). Вообще, данная группа отличается жаростойкой сталью и масляным охлаждением, которое осуществляется за счет циркуляционной общей системы смазки главного дизеля. Если обеспечить хороший уход механизму и качественное масло, то можно легко увеличить срок работы поршней и цилиндров.

И еще один механизм – шатунно-поршневая группа. Поршень – литой и алюминиевый. Наружная поверхность обладает весьма сложной формой. Поршневой палец – полый и стальной, он свободно вращается во втулке шатуна и поршневых бобышках. А кольца поршня выполнены из чугуна. И, конечно же, шатун – кованый и стальной. В его верхней головке имеется втулка из смеси стали и бронзы, что положительно отражается на работе всей группы.

Для оценки текущего состояния (степени износа «железа») цилиндропоршневой группы (ЦПГ) бензинового или дизельного двигателя в наше время применяют четыре метода «механической» диагностики:

1. Оценка состояния ЦПГ по расходу картерных газов. Этот метод имеет недостаточную точность, обусловленную влиянием утечек газов через сальниковые уплотнения. Свести к минимуму влияние утечек возможно лишь при принудительном отсасывании газов из картера для обеспечения в нем атмосферного давления при измерении расхода, что весьма трудоемко. На показания индикатора влияет также уровень вибрации ДВС.Кроме того, данный метод не позволяет выявить отдельный неисправный цилиндр и, тем более, определить первопричины снижения работоспособности ЦПГ, а к утечкам через клапан вообще нечувствителен. По этим причинам устройство КИ-13761 вполне справедливо было названо индикатором.

2. Диагностика ЦПГ при помощи пневмотестера, позволяет оценить величину утечек из камеры сгорания при полностью закрытых клапанах.

Этот метод позволяет выявлять конкретный неисправный цилиндр. Поршень проверяемого цилиндра, выставляется при медленном прокручивании коленвала на рабочий такт сжатия или расширения (при перекрытых клапанах). В цилиндр подается сжатый воздух и по разнице показаниях на манометрах (на входе в камеру сгорания и в самой камере сгорания) оценивается пневмоплотность цилиндра. Данный метод может быть реализован только в стационарных условиях при наличии источника сжатого воздуха (компрессора).Недостатки метода: необходимо выставить поршень хотя бы в две позиции — на середине и в конце такта сжатия. Технически проделать эту операцию довольно сложно, особенно если двигатель оснащен АКПП. Во-вторых, при проверке последних цилиндров мы получим худшие результаты, в следствие утечки к моменту проверки части масла в картер. В-третьих, достоверно можно оценить только утечки в клапанах по повышенной интенсивности падения давления и наличию «свиста» во впускном или выпускном коллекторах. О состоянии колец или износе гильзы этот метод достоверно не указывает.

3. Замер компрессии.

Это самый популярный метод диагностики среди автомехаников. Положительные качества его очевидны — простота, доступность, универсальность. Однако этот метод позволяет лишь определить наличие или отсутствие компрессии в цилиндре. Одним замером практически невозможно определить откуда происходят утечки давления связано это с не герметичностью клапанов или виноваты компрессионные кольца. Приходится производить два замера компрессии по цилиндру с закрытой и полностью открытой дроссельной заслонкой или добавлять 3-5 мл масла для усиления масляного клина в сопряжении компрессионное кольцо — гильза. Кроме того, на показатели компрессии влияют пусковые обороты коленчатого вала и температура. При разряженном аккумуляторе потеря компрессии составляет в среднем 1-2 атмосферы. Помимо этого, на показатели компрессии изношенной ЦПГ сильно влияет излишнее количество масла или топлива и цилиндре, сопротивление во впускном патрубке, температура масла паразитный объем переходного устройства и т.д. В самом щадящем варианте методическая погрешность оценки ЦПГ по давлению сжатия (компрессия) составляет не менее 30%.

Четвертый способ диагностики состояния цилиндропоршневой группы двигателя: оценка степени износа вакуумным методом при помощи прибора АГЦ. Этот метод наиболее информативен, а сама диагностика проста как и замер компрессии, да и производится так же. Диагностика сводится к замеру двух параметров вакуума в каждом цилиндре двигателя, что позволяет точно разделить утечки через клапана и кольца и достоверно определить текущее состояние поэлементно деталей ЦПГ: герметичность клапанов, износ гильзы и состояние поршневых колец (нормальное, закоксовка, залегание или поломка).

Диагностирование состояния элементов ЦПГ при помощи Анализатора Герметичности Цилиндров (АГЦ, АГЦ-2)

1. Полный вакуум (-Р1) и остаточный вакуум (-Р2)Величину максимального разряжения в цилиндре, которое способна создать ЦПГ, называют полным (полезным) вакуумом (-Р1). Эта величина показывает утечки из камеры сгорания через клапана, прогоревшее днище поршня или прокладку ГБЦ. Благодаря эффекту масляного клина, величина полного вакуума при удовлетворительном состоянии гильзы цилиндра и герметичности клапанов не бывает ниже определенного значения (-Р1min) для каждого типа ДВС и практически не зависит от состояния поршневых колец. Поэтому в зависимости от величины полного вакуума (-Р1) мы можем сделать вывод о состоянии гильзы цилиндра (эллипсность, наличие задиров).Величину потерь давления рабочего тела через в цилиндре ДВС при максимальном давлении в цилиндре называют остаточным (паразитным) вакуумом (-Р2). Эта величина показывает утечки через поршневые кольца. При удовлетворительном состоянии гильзы цилиндра и герметичности клапанов величина остаточного вакуума характеризует состояние поршневых колец — степень износа, залегание (закоксовка), поломку перемычек на поршне, поломку колец. Пневмоплотность закрытия клапанов, а также наличие трещин в днище поршня, в головке блока ДВС в большей мере влияет на значение величины соотношения Р1/Р2, соответственно в случае пониженного значения величины Р1/Р2 от номинально допустимых, можно выявить неполадки, связанные с клапанами, трещинами в деталях. Причем степень расхождения с номинальными значениями Р1/Р2 позволяет разделить не герметичность клапанов или же трещины в деталях.

Преимущества вакуумного метода диагностики перед существующими методиками диагностирования состояния ЦПГ.

На основе представленных нормативных значений рассчитаем информативность и методическую погрешность метода на примере бензинового ДВС. Итак, диапазон изменения параметра 0,84-0,17=0,67 (кгс/см2), соответственно информативность 067/0,84=80%. Абсолютная методическая погрешность находится в пределах 0,04 (кгс/см2), а относительная 0,04/0,67=6%. В сравнении с методической погрешностью (30%) и информативностью (

Данная методика разработана ГОСНИТИ (Государственный научно-исследовательский институт ремонта и эксплуатации автотракторной техники). Нашими специалистами были усовершенствованы и дополнены диаграммы состояния нормативных показателей Р1 и Р2 для разных марок автомобильного топлива.

2.1. Замеры величин (-Р1) и (-Р2).

Замер полного вакуума (-Р1). При движении поршня вверх на такте сжатия (Рис. 1) рабочее тело через редукционный клапан практически полностью выталкивается из камеры сгорания в атмосферу. Далее после ВМТ поршень начинает двигаться вниз, редукционный клапан закрывается, и в цилиндре создается разряжение. Посредством вакуумного клапана фиксируется максимальное значение разряжения, которое способна создать ЦПГ двигателя в данном цилиндре. Значение величины полного вакуума (-Р1) фиксируется на вакуумметре.

Рис.1 Схема замера полного вакуума (-Р1).

Замер остаточного вакуума (-Р2). Если при движении поршня вверх (Рис. 2) на такте сжатия надпоршневое пространство будет перекрыто, т.е. в камере сгорания будет нагнетаться максимальное давление, то часть рабочего тела через поршневые кольца будет проникать в картер двигателя, соответственно масса рабочего тела в начале такта сжатия в конце такта рабочего хода будет уменьшаться на величину утечек dm через поршневые кольца. Эта величина на рис.2 обозначена как h. Соответственно, не доходя h до НМТ в цилиндре будет возникать разряжение, которое фиксируется вакуумным клапаном и величина которого снимается с показания вакуумметра.

Рис.2 Схема замера остаточного вакуума (-Р2).

Во время замера (-Р2) прибором АГЦ необходимо, перед тем, как начать вращение КВ, нажать на кнопку сброса и держать 2-3 сек. после начала вращения КВ. Отпустив кнопку сброса, отследить значение (-Р2). Это необходимо делать потому, что во время остановки двигателя до подключения АГЦ к цилиндру поршень может находиться выше НМТ на такте сжатия, т.е. начал движение вверх, или при движении вниз на рабочем ходе не опустился до НМТ. Если не открывать клапан сброса в этих ситуациях, то вакуумный клапан зафиксирует часть значения полного вакуума (-Р1), что как правило, значительно больше по величине, чем значение остаточного вакуума (-Р2). Более того, в процессе замера (-Р2) рекомендуется несколько раз подряд сбросить показания нажатием кнопки сброса для подтверждения значения (-Р2), зафиксированного на вакуумметре, в процессе вращения КВ.

2.2. Анализ состояния ЦПГ по величинам значений (-Р1) и (-Р2).

Как было отмечено выше, минимальное значение полного вакуума при плотно закрытых клапанах не зависит от состояния поршневых колец благодаря эффекту «масляного клина». В свою очередь, величина (-Р2) при плотно закрытых клапанах отражает количество утечек через поршневые кольца, т.е. характеризует пневмоплотность поршневых колец. Пневмоплотность закрытия клапанов, а также наличие трещин, влияет на величину (-Р1) и (-Р2) одновременно. Экспериментальные исследования, подкрепленные большим статистическим материалом, позволили обосновать основные нормативные значения показателей (-Р1) и (-Р2) для дизельных и бензиновых двигателей.

Источник

Цилиндр и поршень как основные детали двигателя

Цилиндр и поршень – одни из ключевых деталей любого двигателя. Стенка цилиндра, днище поршня и нижняя плоскость головки блока цилиндра образуют замкнутую полость, в которой происходит сгорание топливно-воздушней смеси.

Поршень, вставленный в цилиндр, воспринимает усилие образовавшихся газов и преобразует их энергию в поступательное движение, которое заставляет вращаться коленчатый вал.

Цилиндр и поршень – индивидуально подобранная пара, которая прирабатывается в ходе эксплуатации автомобиля, обеспечивая наилучшие режимы и эффективность работы двигателя.

В данной статье мы рассмотрим пару «цилиндр-поршень» подробнее: конструкцию и функции этих элементов, условия их работы и возможные проблемы при эксплуатации цилиндро-поршневой группы (ЦПГ).

Что представляют собой цилиндр и поршень?

В двигателях современных автомобилей от 2 до 16 цилиндров, объединенных в единый прочный корпус – блок цилиндров. Количество цилиндров определяет мощность силового агрегата.

Внутренняя часть цилиндра, которая является его рабочей поверхностью, называется гильзой, внешняя часть, составляющая единое целое с корпусом блока, – рубашкой. По каналам рубашки циркулирует охлаждающая жидкость.

Внутри цилиндра совершает возвратно-поступательное движение поршень. Он передает усилие, возникающее от давления газов, на шатун, герметизирует камеру сгорания и отводит от нее излишек тепла.

Поршень имеет вид перевернутого стакана, состоит из головки (днища), уплотняющих колец и направляющей части (юбки).

В бензиновых двигателях используются поршни с плоским днищем – они проще в изготовлении, меньше нагреваются при работе. Иногда в них выполняются канавки, способствующие полному открытию клапанов. Поршни дизельных двигателей имеют выемку заданной формы на дне, чтобы воздух, поступающий в цилиндр, лучше перемешивался с топливом.

Плотность соединения поршня с цилиндром обеспечивают поршневые кольца. Их число и расположение зависит от типа и предназначения двигателя. Чаще всего поршень включает два компрессионных кольца и одно маслосъемное.

Компрессионные кольца уменьшают попадание газов из камеры сгорания в картер двигателя, а также отводят тепло от головки поршня к стенкам цилиндра. По форме они могут быть трапециевидными, бочкообразными и коническими.

Верхнее компрессионное кольцо изнашивается быстрее других, поэтому его наружную поверхность подвергают пористому хромированию или напылению молибдена. Благодаря этим процедурам первое кольцо лучше удерживает смазочный материал и становится более износостойким. Остальные уплотняющие кольца покрывают слоем олова для лучшей приработки к цилиндрам.

Маслосъемное кольцо при движении поршня вверх и вниз удаляет излишки масла со стенок цилиндра, предупреждая тем самым их попадание в камеру сгорания. Через дренажные отверстия в стенках поршня масло попадает внутрь последнего и далее – в картер.

Направляющая часть поршня (юбка) может иметь конусообразную или бочкообразную форму – это позволяет компенсировать расширение при достижении высоких рабочих температур.

На юбке расположено отверстие двумя приливами (бобышками), в котором крепится поршневой палец, соединяющий поршень с шатуном.

Палец поршня имеет трубчатую форму и может устанавливаться по-разному:

Шатун соединяет поршень с коленчатым валом. Его верхняя головка движется возвратно-поступательно, нижняя вращается вместе с шатунной шейкой коленчатого вала, стержень совершает сложное колебательное движение. В процессе работы шатун подвергается сжатию, изгибу и растяжению, поэтому его производят прочным и жестким, а для уменьшения сил инерции – легким.

Конструкционные материалы

Для того, чтобы цилиндры могли выдерживать высокие нагрузки, их изготавливают из высокопрочных материалов – чугуна или стали с различными присадками. В целях снижения веса современные блоки часто производят из алюминия, а внутреннюю часть цилиндра, запрессованную в блок и контактирующую с движущимся поршнем – из стали.

Автомобильные поршни двигаются внутри цилиндра с высокой скоростью, в процессе работы они подвержены воздействию высоких температур и давлений. Именно поэтому изначально их отливали из чугуна. С развитием технологий основным конструкционным материалом стал алюминий, его использование позволило обеспечить меньшую нагрузку на детали, лучшую теплоотдачу, рост оборотов и мощности двигателя.

Сегодня многие автомобили, особенно с дизельными ДВС, оснащаются сборными поршнями из стали. Они легче алюминиевых, за счет меньшей компрессионной высоты позволяют использовать удлиненные шатуны и, тем самым, снизить боковые нагрузки в паре «поршень-цилиндр».

Поршневые кольца производятся, в основном, из специального серого высокопрочного чугуна с легирующими добавками (хромом, молибденом, никелем, вольфрамом). Эти материалы обеспечивают высокую термо- и износостойкость колец, а также их отличную прирабатываемость.

В процессе работы детали ЦПГ подвергаются значительным циклическим, механическим и тепловым нагрузкам, которые повторяются тысячи раз в минуту.

Именно поэтому современные материалы, применяемые для изготовления поршней, обладают:

Некоторые производители автокомпонентов в целях снижения потерь, вызванных трением, покрывают боковую поверхность поршней специальным антифрикционным материалом, содержащим графит или дисульфид молибдена. Однако со временем заводское покрытие разрушается. Во избежание усиленного износа поршня и образования задиров оно требует восстановления.

Состав на основе высокоочищенного дисульфида молибдена и графита имеет практичную аэрозольную упаковку с оптимальными параметрами распыления.

Материал наносится на юбки поршней быстро и равномерно, для отверждения не требует нагревания в печи, создает на поверхности долговечное сухое покрытие, снижающее его износ и препятствующее появлению задиров.

Охлаждение цилиндро-поршневой группы

При сгорании топлива в надпоршневом пространстве в каждом цикле работы двигателя выделяется огромное количество тепла. Именно поэтому цилиндро-поршневая группа нуждается в эффективном охлаждении.

Для отвода избыточного тепла предусмотрена воздушная или жидкостная система охлаждения.

Воздушное

Цилиндры двигателя с воздушным охлаждением снаружи покрыты множеством ребер, которые обдуваются встречным или искусственно созданным (с помощью воздухозаборников) потоком воздуха.

Жидкостное

При жидкостном (водяном) охлаждении цилиндры снаружи омываются охлаждающей жидкостью, циркулирующей в толще блока. Нагретые цилиндры отдают ей часть тепла, затем жидкость попадает в радиатор, охлаждается и вновь подается к цилиндрам.

Система смазки цилиндров

Если цилиндр не смазан изнутри, поршень будет заклинивать, что рано или поздно приведет к разрушению двигателя. Именно поэтому качественное смазывание стенок – вторая по значимости проблема после отвода тепла.

Для удержания стабильной масляной пленки на внутренние поверхности цилиндров наносят микросетку. Это процесс называется хонингованием. Благодаря наличию такой сетки на стенках всегда присутствует слой масла, что не только снижает трение в паре «поршень-цилиндр», но и способствует отведению излишков тепла внутри ЦПГ.

Неисправности и ресурс ЦПГ

Даже при правильной эксплуатации автомобиля со временем могут возникнуть проблемы с цилиндро-поршневой группой. Их основная причина – в сложных условиях работы ЦПГ.

Под влиянием очень высоких нагрузок и температур происходит:

Эти и другие неисправности цилиндро-поршневой группы неизбежны при перегреве двигателя – из-за отказа термостата, помпы или разгерметизации системы охлаждения, а также при сбоях в работе вентилятора охлаждения радиатора, самого радиатора или его датчика.

Проблемы с деталями ЦПГ можно заподозрить при увеличении расхода масла, ухудшении пусковых качеств двигателя, снижении его мощностных показателей, появлении шума и стука при работе. Не стоит игнорировать эти моменты, так как цилиндро-поршневая группа – основной узел ДВС, и его неисправности неизбежно ведут к дорогостоящему ремонту.

Точно определить состояние цилиндров и поршней помогает специализированная диагностика: как самой цилиндро-поршневой группы (путем ее полной разборки), так и других систем автомобиля (например, воздушного фильтра).

Кроме того, в ходе сервисных работ проводятся различные операции по измерению компрессии в цилиндрах двигателя, берутся пробы картерного масла и пр.

Ресурс цилиндро-поршневой группы зависит от разных факторов: вида ДВС, режима его эксплуатации, регулярности обслуживания и т.д. В отечественных автомобилях срок службы ЦПГ составляет около 200 тыс. км, в иномарках – до 500 тыс. км.

Ремонт цилиндро-поршневой группы двигателя подразумевает замену маслосъемных и компрессионных колец, установку новых поршней и шатунов, восстановление и расточку цилиндров.

Величину износа цилиндров определяют с помощью индикаторного нутрометра. Трещины и сколы на стенках заваривают или заделывают эпоксидными пастами.

Новые поршни нужного диаметра и массы подбирают к гильзам, а поршневые пальцы – к поршням и втулкам верхних головок шатунов. Шатуны предварительно проверяют и при необходимости восстанавливают.

Для того, чтобы цилиндро-поршневая группа полностью вырабатывала свой ресурс, рекомендуется использовать масло, предписанное производителем, и осуществлять его замену строго по регламенту.

Важно следить за температурным режимом работы двигателя, не допускать его перегрева и холодного пуска зимой.

Источник

Цилиндропоршневая группа. Износ. Способы проверки износа

ИЗНОС ЦИЛИНДРО-ПОРШНЕВОЙ ГРУППЫ СПОСОБЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИЗНОСА

Но сначала, что бы было понятно о чем будем говорить, посмотрим на детали ЦПГ (рисунок ниже) :

И что бы далее понимать друг друга, давайте определимся с некоторыми понятиями, терминами и определениями.

Работа двигателя складывается из совокупности процессов, протекающих в цилиндрах двигателя с определённой последовательностью. Эти процессы называют рабочим циклом. Рабочий цикл четырёхтактного двигателя осуществляется за два оборота коленчатого вала и состоит из тактов впуска, сжатия, рабочего хода (расширения) и выпуска.

Поршень, движущийся в цилиндре, проходит расстояние равное расстоянию между верхней и нижней мёртвыми точками.

Сумма рабочего объёма цилиндра (Vр) и объёма камеры сгорания (Vксг) равняется полному объёму (Vп).

Литраж двигателя (рабочий объём) указывается в технической характеристике автомобиля.

Чем больше литраж двигателя, тем выше его мощность и удельный расход топлива.

Камерой сгорания называют объём цилиндра над поршнем, при положении поршня в верхней мёртвой точке. Топливно-воздушная смесь в цилиндре сжимается поршнем как раз до этого объёма и сгорает в этом объёме после воспламенения. Отношение объёма смеси, поступившей в цилиндр на такте впуска, к объёму смеси, сжатой до объёма камеры сгорания при такте сжатия, называют степенью сжатия двигателя. Степень сжатия показывает, во сколько раз в цилиндре сжимается смесь и определяется по формуле n = Vп/Vксг.

Степень сжатия бензиновых двигателей лежит в пределах 8 – 12, дизельных – в среднем 18 – 22. От степени сжатия зависит топливная экономичность и мощностные характеристики двигателя. Степени сжатия двигателей ограничиваются, у бензиновых двигателей – свойством применяемого топлива (бензина), у дизельных – конструктивными особенностями применяемых материалов, из которых изготавливаются детали двигателя и которые с повышением степени сжатия должны выдерживать большие нагрузки. Свойства бензинов описываются октановым числом бензина, характеризующим его антидетонационную стойкость. Антидетонационная стойкость топлива тем выше, чем больше его октановое число (А –80, 93, 95, 98 и др.). Конструкция двигателя предполагает применение бензина со строго заданным октановым числом (регламентируется заводом изготовителем). Применение бензина с меньшим октановым числом приведёт к работе двигателя с детонацией и, как следствие, к преждевременному износу, или поломке двигателя. Высокооктановые бензины при сгорании выделяют больше тепла.

Детонационное сгорание рабочей смеси (детонация) предполагает нехарактерно быстрое сгорание (взрыв) топливно-воздушной смеси в цилиндре двигателя, приводящее к повышению нагрузок, в первую очередь на детали цилиндропоршневой группы. Скорость распространения фронта пламени, сгорающего в цилиндре топлива, может возрастать с 40 м/сек. до 2000 м/сек. и более. Признаком работы двигателя с детонацией являются характерные и хорошо прослушиваемые стуки, получившие название детонационных стуков. Детонационные стуки возникают вследствие вибрации стенок цилиндра и других деталей ЦПГ под воздействием «ударной волны». Причиной детонации может быть:

Работа двигателя с детонацией может сопровождаться перегревом двигателя, падением его мощности и высоким расходом топлива.

Следствием работы двигателя с детонацией могут быть поломки перемычек между кольцами на поршнях, поломки самих колец, оплавление кромки и/или прогорание днища поршня.

Причиной появления калильного зажигания может быть: повышенное нагароотложение на днищах поршней несоответствие свечей зажигания данному типу двигателя

На работающем двигателе, при движении поршня к нижней мёртвой точке силы, действующие на поршень, прижимают его к правой стенке цилиндра, а при движении к верхней мёртвой точке, к левой. При переходе поршня через мёртвые точки происходит изменение опоры поршня (перекладка поршня) с одной стенки цилиндра на другую.

Изменение направления действия сил в цилиндре приводит к неравномерному износу цилиндр а (под овал и под конус с образованием износного уступа в верхней части цилиндра).

Величина компрессии зависит от: степени сжатия двигателя состояния деталей цилиндропоршневой группы и клапанов.

Измеряя компрессию в цилиндрах двигателя, мы только косвенно можем судить о степени изношенности соответствующих деталей или об их неисправности.

Это моменты открытия и закрытия клапанов, выраженные в углах поворота коленчатого вала относительно мёртвых точек.

Как видите, существует достаточно много нюансов, из-за которых может происходить износ ЦПГ и снижаться свойства работы камеры сгорания и, значит, свойства двигателя в целом.

Он перестает «работать нормально», как обычно говорят.

О способах проверки износа ЦПГ говорилось уже много, но это не значит, что сказано уже всё и говорить больше не о чем.

Говорить о чем есть.

Например, о «степени сжатия».

Одни говорят, другие повторяют, что «степень сжатия двигателя не меняется на протяжении всей эксплуатации двигателя».

Например, от величины нагара в камере сгорания и на клапанах.

И после пробега автомобиля в сто или двести тысяч километров, после эксплуатации и обслуживании автомобиля «по-русски», степень сжатия будет отличаться от той, которая была вначале, когда автомобиль сошел с конвейера.

И если уж мы заговорили о нагаре, то надо обязательно упомянуть о другой его отрицательной стороне – уменьшении теплоотвода в стенки.

По этой причине температура топливо-воздушной смеси и давление в конце такта сжатия повышается, что может провоцировать возникновение детонации.

Косвенно наличие нагара в камере сгорания можно определить при помощи т.н. «калильного теста».

Это когда отключаем катушку зажигания (и не забываем про обязательные условия безопасного отключения) и запускаем двигатель.

Если завелся или сделал попытки завестись, то можно предположить о наличии нагара в камере сгорания.

На этом рынке приборов цена = качеству и возможностям устройства.

Состояние цилиндро-поршневой группы обычно проверяют при помощи компрессометра.

Однако эта проверка является весьма относительной, так как на её показания влияют разного рода причины, например:

— насколько сильно она может «раскрутить» двигатель при проведении теста

— разряженная или «полумертвая» батарея не даст возможность провести тест правильно

Невозможность установления точной причины пониженной или увеличенной компрессии: если компрессию измерить на холодном и горячем двигателе, то её величина будет разной. На «холодном» двигателе – меньше, на «горячем» больше. И причина здесь не только в величине сжатия холодного или горячего воздуха поступающего в цилиндры, а и в клапанах, имеющих разный коэффициент расширения при разных температурах.

Состояние дроссельной заслонки: при открытой или закрытой показания будут разными.

Состояние «обратного» клапана самого компрессометра: если он «пропускает», то показания будут неверными.

Нельзя провести тест, если стартер неисправен или двигатель снят с автомобиля для ремонта.

Нельзя определить состояние деталей группы поршня: поршень, поршневые кольца (компрессионные и масляные), стопорные кольца и заглушки. Эти детали определяют герметичность рабочей полости.

Кроме того, неточные показания компрессометра могут быть вызваны не только износом гильз цилиндров, поршней, компрессионных колец, но и другими причинами:

нарушение тепловых зазоров в клапанном механизме износ направляющих втулок клапанов

прогорание клапана или поршня негерметичность впускных и выпускных клапанов дефекты прокладки ГБЦ закоксовывание поршневых колец или их физическое разрушение

И не стоит забывать, что при проведении теста при помощи компрессометра, надо опираться не на «количественные» показания прибора ( цифры на шкале ), а обращать внимание на разность показаний между цилиндрами и выводы делать только из этих данных.

Что бы избежать таких погрешностей измерения и более точно определить состояние цилиндро-поршневой группы, применяется пневмотестер – « индикатор утечек в надпоршневом пространстве » .

Устройство и принцип работы замечательно простой:

два манометра соединенных между собой через каллибровочное отверстие (стрелка на фото вверху) регулятор давления на входе соединительные шланги

При проведении измерений надо обращать внимание на инструкцию в прибору: каждый производитель делает свое каллибровочное отверстие и полученные данные необходимо интерпретировать через инструкцию к устройству.

Далее и обязательно:

прогреваем двигатель до рабочей температуры фиксируем коленчатый вал от проворачивания выставляем поршень проверяемого цилиндра в ВМТ в конце такта сжатия

Если показания двух манометров одинаковые – утечек нет.

Если разные – есть.

По разности давлений (показаний прибора), можно судить о состоянии ЦПГ.

Вот так или приблизительно так звучал ответ на вопрос по износу ЦПГ и способах его проверки на курсах обучения автомобильной Диагностике преподавателем Козырой Андреем Николаевичем .

Информационный отдел компании BrainStorm

Источник

Ремонт ЦПГ. Как восстановить и обслуживать поршневую группу

Товар по теме:

Присадка в моторное масло «Супротек Актив Плюс»

Восстанавливает компрессию, снижает расход топлива и угар масла, уменьшает скорость износа и продлевает срок службы ДВС любого типа. Облегчает холодный пуск, защищает от перегрева в пробках.

Если вовремя не принять меры, ситуация усугубится настолько, что потребуется не только замена поршневой двигателя, но и других узлов. Водители, хорошо разбирающиеся в устройстве автомобиля, внимательны к подобным симптомам.

Какие проблемы могут возникнуть в ЦПГ

Ухудшившаяся динамика, стуки, белый или сизый дым и повышенный расход масла – внешние проявления. Это сигналы, что требуется замена поршневых колец или более сложный вид ремонта двигателя. А что происходит внутри? Разберемся.

В цилиндропоршневой группе двигателя могут возникнуть следующие неисправности:

В зависимости от вида проблемы требуется различный по степени сложности и дороговизне ремонт ЦПГ. Небольшие неполадки могут привести к лавинообразному нарастанию неисправностей, что обернется аварией. Лучше бороться с проблемами на ранних этапах.

Машина не тянет

Значительное снижение мощности двигателя приводит к ухудшению динамических характеристик автомобиля. «Машина не тянет» – говорят в таких случаях водители. Причин этой неисправности много: от некачественного топлива до проблем в трансмиссии. Одна из таких проблем – изношенность элементов цилиндропоршневой группы: колец и внутренних стенок цилиндров.

Зазор в паре трения поршень-цилиндр должен строго выдерживаться. Детали изготавливаются с высокой точностью. Когда кольца или цилиндры изнашиваются, зазоры увеличиваются, герметичность нарушается. Компрессия падает, что приводит к неполному сгоранию топлива и мощность снижается. Расширяющиеся газы из камеры сгорания прорываются в картер, что увеличивает приводит к деструкции масла и снижению его ресурса.

Кроме того, износившееся маслосъемное кольцо не удаляет полностью масло с внутренней стенки цилиндра, когда поршень движется вниз. Смазочный материал сгорает при сжигании топлива. Поэтому выхлопной дым приобретает сизый оттенок. Кстати, изменившийся цвет выхлопа – один из признаков, позволяющих определить проблемы цилиндропоршневой группы на ранней стадии.

Увеличенный зазор в данной паре трения становится причиной еще одного признака – запаха бензина, исходящего от масла. Дело в том, что газы из камеры сгорания через увеличенные зазоры, появившиеся в паре поршень-цилиндр, прорываются в картер. Таким образом, не полностью сгоревшие пары топлива попадают в моторное масло, придавая ему характерный запах.

Что делать, если падение мощности вызвано износом элементов ЦПГ

Итак, мощность двигателя упала более чем на 10%. Выяснилось, что в двигателе низкая компрессия и есть основания полагать, что виноваты изношенные поршневые кольца или цилиндры. Что дальше? Есть два варианта.

Если изношены или повреждены кольца на цилиндрах

Цена замены поршневых колец наиболее незначительна среди других видов ремонта ЦПГ. Эту операцию можно выполнить, не снимая двигатель с автомобиля. Если есть навыки, заменить кольца на поршнях можно самостоятельно.

Если изношены стенки цилиндра

В этом случае потребуется расточка и хонингование цилиндров. Причем большинство двигателей современных автомобилей неремонтопригодны, т.е. не подлежат расточке и не имеют ремонтных размеров ЦПГ. Необходимо строго выдержать размеры, чтобы ремонтный комплект поршней и колец встал по месту с необходимым зазором. Допуски исчисляются сотыми долями миллиметров: например в двигателе ВАЗ 2106 монтажное расстояние между поршнем и цилиндром необходимо выдержать в диапазоне 0,05 – 0,07 мм.

Операцию по расточке и полировке (хонингованию) цилиндров необходимо поручать только опытным специалистам. Требуются навыки и оборудование профессионального уровня, чтобы сделать такую работу. Ошибки недопустимы. Если отклонение от заданных размеров превысит допуск, двигатель быстро выйдет из строя.

Легкий способ решения проблем ЦПГ

Очевидно, что стоимость услуги по расточке и полировке цилиндров относительно высока. Если вовремя принять меры, можно существенно сократить расходы, отодвинув замену поршневой группы на десятки тысяч километров пробега. При небольшом износе цилиндров и поршневых колец можно добавить в моторное масло триботехнический состав Suprotec Active Plus или аналогичные ему средства.

Присадка частично восстанавливает изношенные поверхности, уплотняет зазор и способствует лучшему съему масла со стенок цилиндра. В большинстве случаев это позволяет восстановить ресурс двигателя до приемлемых параметров – улучшается динамика автомобиля, исчезает сизый дым из выхлопной трубы.

Присадка в двигатель «Супротек Актив Стандарт»

Для безнаддувных бензиновых двигателей объемом до 1,6 литра. Восстанавливает и выравнивает компрессию, снижает расход топлива и масла на угар, защищает поверхности трения в ЦПГ, и газораспределительном механизме от износа при запуске и перегревах.

Важно помнить, что если после применения триботехнического состава «Супротек» или аналогичного ему средства улучшений нет, значит, нужен ремонт. Не следует превышать дозу, указанную на упаковке, надеясь, что все обойдется. Лучшее решение – немедленно обратиться в надежный автосервис.

Заметно увеличился расход моторного масла

Если уровень масла убывает слишком быстро, так что его периодически приходится доливать, причин может быть несколько. Наиболее частые: протечки через прокладки в картере, сальниках коленвала и других элементах. Также причиной может быть и износ цилиндропоршневой группы.

Выше уже описано, как увеличенный зазор между стенкой цилиндра и поршневым кольцом приводит к повышенному угару масла. Рекомендуемые действия такие же, как и при снижении динамических характеристик из-за проблем ЦПГ.

Сизый или белый дым из выхлопной трубы

Выше уже говорили, что это один из первых «тревожных звоночков», сигнализирующих, что в цилиндропоршневой группе не все благополучно. Если вовремя принять меры, можно обойтись «малой кровью». Заливка триботехнического состава – это относительно недорогая и простая операции. Даже замену поршневых колец можно произвести самостоятельно, сэкономив несколько тысяч рублей на услугах автомехаников.

Если не предпринять вовремя меры, посчитав, что сизый дым из выхлопной трубы – не слишком большая проблема, можно получить полномасштабную аварию двигателя. Ремонт в этом случае обойдется в десятки тысяч рублей. Поэтому, как только заметили, что дым из выхлопной трубы стал сизым, используйте автохимию. Если Suprotec или аналогичные средства не помогли, обращайтесь в автосервис.

Металлический стук в моторе

Если в двигателе слышны стуки, которые усиливаются при нагрузках, значит, в цилиндрах и поршневой группе имеется серьезная проблема. Автохимия в таких случаях, как правило, не спасает. Необходимо сразу обращаться к профессионалам по ремонту автомобилей.

Часто посторонние шумы в моторе являются стуком поршневой группы. Подобный звук сигнализирует о несоответствии зазоров между поршнем и цилиндром. Это серьезная неисправность, которую необходимо устранить в срочном порядке.

Важно не спутать стук юбки поршня с такими звуками от вкладышей, гидрокомпенсаторов, шатунов и других деталей мотора. Опытные мастера определяют природу постороннего шума, прослушивая работающий двигатель с помощью фонендоскопа.

Почему появляется стук юбки поршня

При работе мотора поршень двигается в цилиндре вверх-вниз, а шатун описывает окружности нижней частью, закрепленной на коленчатом валу. Таким образом, шатун при движении вверх и вниз давит на цилиндр через поршень в боковом направлении. При нахождении в ВМТ происходит перекладка поршня, то есть боковое давление шатуна меняет направление на 180 градусов.

Если выработка гильзы и поршневых колец превысила допустимые значения, стакан «болтается», юбка поршня начинает ударять в стенку цилиндра. Из-за этих ударов и появляется посторонний звук в работе двигателя.

Стук может слабеть или вовсе исчезать после прогрева двигателя. Это объясняется просто. Когда мотор не прогрет, происходит перекладка поршня на холодную. Температура деталей двигателя еще мало отличается от окружающей среды. Износ дает о себе знать.

Нагреваясь, алюминиевый поршень расширяется быстрее чугунного цилиндра. Алюминий имеет больший коэффициент теплового расширения, чем чугун. Таким образом, технологический зазор приходит в норму (или приближается к ней), и перекладка поршня происходит без биения. Стук становится тише или не слышен совсем.

Что делать, если диагностирован стук при перекладке поршня на холодную

Если автослесарь уверен на 100%, что посторонние шумы – это стук юбки поршня при перекладке шатуна, приготовьтесь к недешевому ремонту. Не стоит затягивать с мероприятиями по восстановлению работоспособности двигателя – ситуация быстро усугубится.

Когда мотор работает с такой неисправностью, на юбке поршня появляются задиры, а внутренняя поверхность цилиндра быстро изнашивается. Если продолжать ездить на машине с такой неполадкой, степень износа цилиндра достигнет такого уровня, что можно «проскочить» ремонтный размер. То есть износ или задир будет больше, чем диаметр любого поршня, предназначенного для ремонта двигателя требуемой модели.

Таблица наиболее частых проблем цилиндропоршневой группы и способы решения

Собрали все описанные в статье случаи в одну таблицу, чтобы было легче ориентироваться, как поступать при возникновении подобной ситуации.

Источник

Что такое поршневая группа: общая теория и поршни СТК

Принцип работы цилиндро-поршневой группы

Современные двигатели внутреннего сгорания оснащены блоками, в которые входят от 1 до 16 цилиндров – чем их больше, тем мощнее силовой агрегат.

Внутренняя часть каждого цилиндра – гильза – является его рабочей поверхностью. Внешняя – рубашка – составляет единое целое с корпусом блока. Рубашка имеет множество каналов, по которым циркулирует охлаждающая жидкость.

Внутри цилиндра находится поршень. В результате давления газов, выделяющихся в процессе сгорания топливно-воздушной смеси, он совершает возвратно-поступательное движения и передает усилия на шатун. Кроме того, поршень выполняет функцию герметизации камеры сгорания и отводит от нее излишки тепла.

Поршень включает следующие конструктивные элементы:

Бензиновые двигатели оснащены достаточно простыми в изготовлении поршнями с плоской головкой. Некоторые модели имеют канавки, способствующие максимальному открытию клапанов. Поршни дизельных двигателей отличаются наличием на днищах выемок – благодаря им воздух, поступающий в цилиндр, лучше перемешивается с топливом.

Кольца, установленные в специальные канавки на поршне, обеспечивают плотность и герметичность его соединения с цилиндром. В двигателях разного типа и предназначения количество и расположение колец могут отличаться.

Чаще всего поршень содержит два компрессионных и одно маслосъемное кольцо.

Компрессионные (уплотняющие) кольца могут иметь трапециевидную, бочкообразную или коническую форму. Они служат для минимизации попадания газов в картер двигателя, а также отведения тепла от головки поршня к стенкам цилиндра.

Верхнее компрессионное кольцо, которое изнашивается быстрее всех, обычно обработано методом пористого хромирования или напылением молибдена. Благодаря этому оно лучше удерживает смазочный материал и меньше повреждается. Остальные уплотняющие кольца для лучшей приработки к цилиндрам покрывают слоем олова.

С помощью маслосъемного кольца поршень, совершающий возвратно-поступательные движения в гильзе, собирает с ее стенок излишки масла, которые не должны попасть в камеру сгорания. Через дренажные отверстия поршень «забирает» масло внутрь, а затем отводит его в картер двигателя.

Направляющая часть поршня (юбка) обычно имеет конусную или бочкообразную форму – это позволяет компенсировать неравномерное расширение поршня при высоких рабочих температурах. На юбке расположено отверстие с двумя выступами (бобышками) – в нем крепится поршневой палец, служащий для соединения поршня с шатуном.

Палец представляет собой деталь трубчатой формы, которая может либо закрепляться в бобышках поршня или головке шатуна, либо свободно вращаться и в бобышках, и в головке (плавающие пальцы).

Поршень с коленчатым валом соединяется шатуном. Его верхняя головка движется возвратно-поступательно, нижняя вращается вместе с шатунной шейкой коленвала, а стержень совершает сложные колебательные движения. Шатун в процессе работы подвергается высоким нагрузкам – сжатию, изгибу и растяжению – поэтому его производят из прочных, жестких, но в то же время легких (в целях уменьшения сил инерции) материалов.

Устройство ЦПГ

Итак, что входит в состав ЦПГ( цилиндро-поршневой группы):

ЦПГ это основной узел двигателя, неисправности которого неизбежно ведут к дорогостоящему ремонту. Для поддержания его в рабочем состоянии необходимо лишь четко следовать инструкции и соблюдать некоторые общие правила:

Конструкционные материалы деталей ЦПГ

Сегодня цилиндры и поршни двигателя чаще всего производят из алюминия или стали с различными присадками. Иногда для внешней части блока цилиндров используют алюминий, имеющий небольшой вес, а для гильзы, контактирующей с движущимся поршнем, – более прочную сталь.

В отличие от чугуна, который применялся ранее для изготовления деталей ЦПГ, внедрение алюминия – намного более легкого, но износостойкого материала – стало толчком к появлению мощных и высокооборотистых двигателей.

Современные автомобили, особенно с дизельными двигателями, все чаще оснащаются сборными поршнями из стали. Они имеют меньшую компрессионную высоту, чем алюминиевые, поэтому позволяют использовать удлиненные шатуны. В результате боковые нагрузки в паре «поршень-цилиндр» существенно снижаются.

Поршневые кольца, наиболее подверженные износу и деформациям, производят из специального высокопрочного чугуна с легирующими добавками (молибденом, хромом, вольфрамом, никелем).

Значительные механические и тепловые циклические нагрузки отрицательно сказываются на работоспособности элементов цилиндро-поршневой группы. В то же время от их состояния напрямую зависит стабильная компрессия двигателя, обеспечивающая его уверенный холодный и горячий запуск, мощность, экологичность и другие эксплуатационные показатели.

Именно поэтому для изготовления поршней и других деталей ЦПГ применяются материалы, обладающие высокой механической прочностью, хорошей теплопроводностью, незначительным коэффициентом линейного расширения, отличными антифрикционными и антикоррозионными свойствами.

В целях снижения потерь на трение производители поршней покрывают их боковую поверхность специальными антифрикционными составами на основе твердых смазочных частиц: графита или дисульфида молибдена. Однако со временем заводское покрытие разрушается, поршни снова испытывают высокие нагрузки, под влиянием которых изнашиваются и выходят из строя.

Состав на основе сразу двух твердых смазок – высокоочищенного дисульфида молибдена и поляризованного графита – применяется для первоначальной обработки юбок поршней или восстановления старого заводского покрытия.

MODENGY Для деталей ДВС имеет практичную аэрозольную упаковку с оптимально настроенными параметрами распыления, поэтому наносится на юбки поршней легко, быстро и равномерно.

На поверхности покрытие создает долговечную сухую защитную пленку, которая снижает износ деталей и препятствует появлению задиров.

MODENGY Для деталей ДВС полимеризуется при комнатной температуре, не требуя дополнительного оборудования.

Коленчатый вал двигателя

Коленвал – это цельнометаллическая конструкция, имеющая своеобразную форму. С его помощью осуществляется сглаженная работа всех цилиндров.

Например, при положении одного в верхней мертвой точке другой находится в нижней, а третий с четвертым – на подходе к ВМТ и НМТ соответственно. Между поршнем и коленчатым валом установлен шатун. Он подвижно закреплен с обоих краев.

Когда проводится ремонт поршневой группы, обязательно заменяются вкладыши на месте соединения шатуна с коленчатым валом.

Скольжение шатуна на коленчатом валу обеспечивают вкладыши с канавками. По ним поступает масло, которое смазывает поверхности и уменьшает трение.

Коленвал с одной стороны имеет маховик – тяжелый сбалансированный металлический диск, который позволяет избавиться от незначительных вибраций, возникающих при работе.

С другой стороны устанавливаются шкивы для привода газораспределительного механизма и дополнительного оборудования (ГУР, компрессор кондиционера, электрический генератор, и пр.).

Распределительный вал и ГБЦ

Эти узлы влияют на то, насколько правильно будет осуществляться подача топливной смеси и отвод газов после сгорания. При движении поршня вверх происходит открывание выпускных клапанов, под создавшимся давлением сгоревшие газы уходят в выпускной коллектор.

Незадолго до достижения ВМТ происходит закрывание выпускных и открывание впускных клапанов. В момент, когда поршень находится в крайнем верхнем положении, пробивает искра, смесь из бензина и воздуха взрывается. Так как на этот момент все отверстия герметично закрыты, ему некуда деваться — приходится только идти вниз.

И в итоге шатунно-поршневая группа осуществляет вращение коленвала.

И такая работа происходит постоянно. Для правильного функционирования необходимо устанавливать распредвал и коленвал синхронно. В противном случае работа всего двигателя окажется неправильной: в момент, когда клапан должен открываться для подачи топлива, он будет закрыт.

Следовательно, воспламенения смеси не произойдет, а это главное условие стабильной работы любого двигателя внутреннего сгорания. Установлен распредвал в ГБЦ, изготовленной из алюминиевых сплавов. Крепеж производится после каждой пары кулачков.

По краям вала имеются подшипники для обеспечения плавного вращения.

Как работает поршень двигателя внутреннего сгорания?

В цилиндро-поршневой группе (ЦПГ) происходит один из основных процессов, благодаря чему двигатель внутреннего сгорания функционирует: выделение энергии в результате сжигания топливовоздушной смеси, которая впоследствии преобразуется в механическое действие – вращение коленвала. Основной рабочий компонент ЦПГ — поршень. Благодаря ему создаются необходимые для сгорания смеси условия. Поршень — первый компонент, участвующий в преобразовании получаемой энергии.

Поршень двигателя имеет цилиндрическую форму. Располагается он в гильзе цилиндра двигателя, это подвижный элемент – в процессе работы он совершает возвратно-поступательные движения и выполняет две функции.

Днище

В четырехтактных бензиновых моторах днище плоское или вогнутое. Дополнительно на поверхности проделываются технические углубления – выемки под клапанные тарелки (устраняют вероятность столкновения поршня с клапаном), углубления для улучшения смесеобразования.

В дизельных моторах углубления в днище наиболее габаритны и имеют разную форму. Такие выемки называются поршневой камерой сгорания и предназначены они для создания завихрений при подаче воздуха и топлива в цилиндр, чтобы обеспечить лучшее смешивание.

Уплотняющая часть предназначена для установки специальных колец (компрессионных и маслосъемных), задача которых — устранять зазор между поршнем и стенкой гильзы, препятствуя прорыву рабочих газов в подпоршневое пространство и смазки – в камеру сгорания (эти факторы снижают КПД мотора). Это обеспечивает отвод тепла от поршня к гильзе.

Уплотняющая часть

Число канавок, проделанных на уплотняющей части, соответствует количеству поршневых колец (а их может использоваться 2 — 6). Наиболее же распространена конструкция с тремя кольцами — двумя компрессионными и одним маслосъемным.

Направляющая часть

Материалы изготовления

В качестве материала изготовления для цельнолитых поршней используются алюминиевые сплавы. Детали из таких сплавов характеризуются малым весом и хорошей теплопроводностью. Но при этом алюминий не является высокопрочным и жаростойким материалом, что ограничивает использование поршней из него.

Литые поршни изготавливаются и из чугуна. Этот материал прочный и устойчивый к высоким температурам. Недостатком их является значительная масса и слабая теплопроводность, что приводит к сильному нагреву поршней в процессе работы двигателя. Из-за этого их не используют на бензиновых моторах, поскольку высокая температура становится причиной возникновения калильного зажигания (топливовоздушная смесь воспламеняется от контакта с разогретыми поверхностями, а не от искры свечи зажигания).

Конструкция составных поршней позволяет комбинировать между собой указанные материалы. В таких элементах юбка изготавливается из алюминиевых сплавов, что обеспечивает хорошую теплопроводность, а головка – из жаропрочной стали или чугуна.

Но и у элементов составного типа есть недостатки, среди которых:

Из-за этих особенностей сфера использования составных поршней ограничена, их применяют только на крупноразмерных дизельных двигателях.

Алюминиевый сплав

Литые поршни часто изготовляют из доэвтектоидных сплавов, упрощающих литьё, а тепловое расширение юбки ограничивают в этом случае вставкой. При штамповке поршня закладка термовставок невозможна, потому ограничить их тепловое расширение можно лишь достаточным содержанием кремния. Следовательно, штампованые (называемые иногда коваными) поршни из высококремнистого заэвтектоидного сплава должны быть более износостойки, чем литые.

Недопустимые для нормальной работы двигателя зазоры между стенками цилиндров и силуминовыми поршнями устраняются конструктивными мероприятиями:

Составные поршни — головка из жаропрочной стали

Юбка выполняет роль направляющей для поршня, не давая ему изменить положение относительно цилиндра и обеспечивая только возвратно-поступательное движение детали. Благодаря этой составляющей осуществляется подвижное соединение поршня с шатуном.

Для соединения в юбке проделаны отверстия для установки поршневого пальца. Чтобы повысить прочность в месте контакта пальца, с внутренней стороны юбки изготовлены специальные массивные наплывы, именуемые бобышками.

Для фиксации пальца в поршне в установочных отверстиях под него предусмотрены проточки для стопорных колец.

Типы поршней

В двигателях внутреннего сгорания применяется два типа поршней, различающихся по конструктивному устройству – цельные и составные.

Цельные детали изготавливаются путем литья с последующей механической обработкой. В процессе литья из металла создается заготовка, которой придается общая форма детали. Далее на металлообрабатывающих станках в полученной заготовке обрабатываются рабочие поверхности, нарезаются канавки под кольца, проделываются технологические отверстия и углубления.

В составных элементах головка и юбка разделены, и в единую конструкцию они собираются в процессе установки на двигатель. Причем сборка в одну деталь осуществляется при соединении поршня с шатуном. Для этого, помимо отверстий под палец в юбке, на головке имеются специальные проушины.

Достоинство составных поршней — возможность комбинирования материалов изготовления, что повышает эксплуатационные качества детали.

Бренды и качество ЦПГ для китайских скутеров

В настоящее время в России представлены 2Т и 4Т ЦПГ для скутеров от таких китайских брэндов как SEE, TMMP, GXmoto, NCY, MTRT, а так же великий и ужасный «Noname».
Что следует знать о «Noname»? «Noname» — это настолько низкокачественный товар, что производители стесняются размещать название своего Бренда на упаковке. Такие ЦПГ, обычно продаются в белых или коричневых (картонных) коробках без опознавательных знаков, а то и вовсе в полиэтиленовых пакетах. Ресурс таких ЦПГ настолько мал, что менять ЦПГ вы будете дольше чем ездить на ней.
«Брэндовые» ЦПГ (SEE, TMMP, GXmoto, NCY, MTRT) обладают сравнительно неплохим качеством и позволят вам откатать два-три сезона при условии правильной обкатки. В среднем 4Т ЦПГ SEE накатывает 15000 км до замены поршневых колец, 2Т ЦПГ SEE — 7-10 тыс. км до замены поршневых колец.
Отдельно стоит отметить ЦПГ тайваньского производства таких брендов как CMR и MSU. Качество материалов и обработки у этих производителей на порядок выше, чем у названных ранее брендов. А следовательно ресурс и надежность ЦПГ CMR и MSU существенно выше чем у бюджетных производителей. Да, цена на эти ЦПГ прилично выше чем на китайские, но и ресурс такой ЦПГ будет больше. А если вы меняете ЦПГ в мастерской, то покупая «дорогую» ЦПГ вы экономите на будущих ремонтах и увеличиваете надежность своего скутера.

Тюнинг ЦПГ или стандарт?

Хочу сразу отметить, что установка ЦПГ увеличенного объема (тюнинг) сокращает ресурс двигателя. Сильно или несильно это уже отдельный вопрос, но сокращает. Учитывая в целом небольшой ресурс китайских моторов для скутеров, возможно, для кого-то вопрос о его уменьшении окажется критически важным.
Что дает установка установка ЦПГ увеличенного объема (тюнинга) на скутер?

Какие негативные воздействия оказывает тюнинг ЦПГ?

Хочу отметить, что тюнингом скутера нужно заниматься комплексно, только при общем тюнинге всех систем скутера (карбюратор, вариатор, выхлоп, коммутатор) вы сможете получить максимальную отдачу от установки тюнинг-ЦПГ.
А вот поставить 70 сс взамен 50 на 139QMB это практически необходимость, потому как на 50-ти кубовой ЦПГ 139-й мотор ну совсем не тянет.

Методы охлаждения и смазывания цилиндро-поршневой группы

В каждом цикле работы двигателя сгорает большое количество топливно-воздушной смеси. При этом все детали цилиндро-поршневой группы испытывают экстремальные температурные воздействия, поэтому нуждаются в эффективном охлаждении – воздушном или жидкостном.

Наружная поверхность цилиндров ДВС с воздушным охлаждением покрыта множеством ребер, которые обдувает встречный или искусственно созданный воздухозаборниками воздух.

При водяном охлаждении жидкость, циркулирующая в толще блока, омывает нагретые цилиндры, забирая таким образом излишек тепла. Затем жидкость попадает в радиатор, где охлаждается и вновь подается к цилиндрам.

Второй по важности момент после отвода тепла – система смазки цилиндров. Без нее поршни рано или поздно подвергаются заклиниванию, что может привести к поломке двигателя.

Для того чтобы масляная пленка дольше удерживалась на внутренних поверхностях цилиндров, их подвергают хонингованию, т.е. нанесению специальной микросетки. Стабильность слоя масла гарантирует не только максимально низкое трение в паре «поршень-цилиндр», но и способствует отведению лишнего тепла из ЦПГ.

Неисправности ЦПГ и их диагностика

Даже грамотная эксплуатация автомобиля не гарантирует, что со временем не возникнет проблем с его цилиндро-поршневой группой.

О неисправностях деталей ЦПГ свидетельствует увеличение расхода масла, ухудшение пусковых качеств двигателя, снижение его мощности, появление каких-либо посторонних шумов при работе. Эти моменты нельзя игнорировать, так как стоимость ремонта цилиндро-поршневой группы иногда равна стоимости автомобиля в целом.

Под влиянием очень высоких нагрузок и температур:

Перечисленные неисправности цилиндро-поршневой группы неизбежны при перегреве двигателя. Он может возникнуть из-за нарушения герметичности системы охлаждения, отказа термостата или помпы, сбоев в работе вентилятора охлаждения радиатора, поломки самого радиатора или его датчика.

Точно определить состояние цилиндров и поршней можно с помощью специализированной диагностики самой ЦПГ (при полной разборке двигателя) или других автомобильных систем (например, воздушного фильтра).

В ходе сервисных работ измеряется компрессия в цилиндрах ДВС, берутся пробы картерного масла и пр. Все это помогает оценить исправность работы цилиндро-поршневой группы.

Ремонт цилиндро-поршневой группы двигателя включает замену маслосъемных и компрессионных колец, установку новых поршней, шатунов, восстановление (расточку) цилиндров.

Степень износа последних определяется с помощью индикаторного нутрометра. Трещины и сколы на стенках устраняются эпоксидными пастами или путем сварки.

Новые поршни – с нужным диаметром и массой – подбирают к гильзам, а поршневые пальцы – к поршням и втулкам верхних головок шатунов. Шатуны предварительно проверяют и при необходимости восстанавливают.

Характерные признаки, которые указывают на проблемы в поршневой группе

К таковым симптомам можно отнести: затруднение при пуске двигателя, расход масла увеличивается, состав выхлопных газов изменяется (двигатель больше дымит), состав масла изменяется (в нём имеются мелкие металлические фрагменты и т.д.).

Если с вышеозначенными признаками ещё можно мириться, то со снижением мощности силового агрегата – нет. Чтобы не доводить до глобальной реставрации двигателя (из-за задиров на поршне, деформации поршневых колец и т.д.), настоятельно рекомендуется иметь достаточное количество ремкомплектов для ЯМЗ в запасе (не только для штатных, но и внеплановых ремонтных работ).

Когда нужна замена цилиндро-поршневой группы(ЦПГ)?

Замена нужна в случае серьезного повреждения гильз и поршней, вызванных лопнувшими кольцами, заклинивания мотора, износа цилиндров, сточенных до размеров последнего ремонта, или для форсирования двигателя. ЦПГ включает в себя гильзы цилиндров, поршни, поршневые пальцы, и поршневые кольца.

Признак износа поршневой группы

Проведите замеры давления в каждом цилиндре. Оно должно быть везде одинаково. Причем отличий от данных, указанных в технических характеристиках, не должно наблюдаться. Падение компрессии в двигателе можно выявить и во время движения.

Так, автомобиль становится менее приемистым, с трудом перевозит нескольких пассажиров. Это говорит о том, что цилиндро-поршневая группа имеет дефекты, в частности большую выработку.

Обратите внимание на то, что все системы должны функционировать стабильно.

Аналогичные симптомы присутствуют и в случае нарушений в системе зажигания или топливоподачи. Поэтому для верности необходимо удостовериться в том, что давление действительно ниже нормы.

Зачастую причиной такого является чрезмерный перегрев, когда охлаждающая жидкость закипает, а двигатель работает без дополнительного теплообмена. Кольца в поршнях залегают и не соприкасаются с поверхностью цилиндров.

Поможет в этом случае лишь капитальный ремонт.

Если изношены или повреждены кольца на цилиндрах

Цена замены поршневых колец наиболее незначительна среди других видов ремонта ЦПГ. Эту операцию можно выполнить, не снимая двигатель с автомобиля. Если есть навыки, заменить кольца на поршнях можно самостоятельно.

Если изношены стенки цилиндра

В этом случае потребуется расточка и хонингование цилиндров. Причем большинство двигателей современных автомобилей неремонтопригодны, т.е. не подлежат расточке и не имеют ремонтных размеров ЦПГ. Необходимо строго выдержать размеры, чтобы ремонтный комплект поршней и колец встал по месту с необходимым зазором. Допуски исчисляются сотыми долями миллиметров: например в двигателе ВАЗ 2106 монтажное расстояние между поршнем и цилиндром необходимо выдержать в диапазоне 0,05 – 0,07 мм.

Операцию по расточке и полировке (хонингованию) цилиндров необходимо поручать только опытным специалистам. Требуются навыки и оборудование профессионального уровня, чтобы сделать такую работу. Ошибки недопустимы. Если отклонение от заданных размеров превысит допуск, двигатель быстро выйдет из строя.

Заметно увеличился расход моторного масла

Если уровень масла убывает слишком быстро, так что его периодически приходится доливать, причин может быть несколько. Наиболее частые: протечки через прокладки в картере, сальниках коленвала и других элементах. Также причиной может быть и износ цилиндропоршневой группы.

Выше уже описано, как увеличенный зазор между стенкой цилиндра и поршневым кольцом приводит к повышенному угару масла. Рекомендуемые действия такие же, как и при снижении динамических характеристик из-за проблем ЦПГ.

Сизый или белый дым из выхлопной трубы

Выше уже говорили, что это один из первых «тревожных звоночков», сигнализирующих, что в цилиндропоршневой группе не все благополучно. Если вовремя принять меры, можно обойтись «малой кровью». Заливка триботехнического состава – это относительно недорогая и простая операции. Даже замену поршневых колец можно произвести самостоятельно, сэкономив несколько тысяч рублей на услугах автомехаников.

Если не предпринять вовремя меры, посчитав, что сизый дым из выхлопной трубы – не слишком большая проблема, можно получить полномасштабную аварию двигателя. Ремонт в этом случае обойдется в десятки тысяч рублей. Поэтому, как только заметили, что дым из выхлопной трубы стал сизым, используйте автохимию. Если Suprotec или аналогичные средства не помогли, обращайтесь в автосервис.

Что делать, если диагностирован стук при перекладке поршня на холодную

Если автослесарь уверен на 100%, что посторонние шумы – это стук юбки поршня при перекладке шатуна, приготовьтесь к недешевому ремонту. Не стоит затягивать с мероприятиями по восстановлению работоспособности двигателя – ситуация быстро усугубится.

Когда мотор работает с такой неисправностью, на юбке поршня появляются задиры, а внутренняя поверхность цилиндра быстро изнашивается. Если продолжать ездить на машине с такой неполадкой, степень износа цилиндра достигнет такого уровня, что можно «проскочить» ремонтный размер. То есть износ или задир будет больше, чем диаметр любого поршня, предназначенного для ремонта двигателя требуемой модели.

Почему появляется стук юбки поршня

При работе мотора поршень двигается в цилиндре вверх-вниз, а шатун описывает окружности нижней частью, закрепленной на коленчатом валу. Таким образом, шатун при движении вверх и вниз давит на цилиндр через поршень в боковом направлении. При нахождении в ВМТ происходит перекладка поршня, то есть боковое давление шатуна меняет направление на 180 градусов.

Если выработка гильзы и поршневых колец превысила допустимые значения, стакан «болтается», юбка поршня начинает ударять в стенку цилиндра. Из-за этих ударов и появляется посторонний звук в работе двигателя.

Стук может слабеть или вовсе исчезать после прогрева двигателя. Это объясняется просто. Когда мотор не прогрет, происходит перекладка поршня на холодную. Температура деталей двигателя еще мало отличается от окружающей среды. Износ дает о себе знать.

Нагреваясь, алюминиевый поршень расширяется быстрее чугунного цилиндра. Алюминий имеет больший коэффициент теплового расширения, чем чугун. Таким образом, технологический зазор приходит в норму (или приближается к ней), и перекладка поршня происходит без биения. Стук становится тише или не слышен совсем.

Металлический стук в моторе

Если в двигателе слышны стуки, которые усиливаются при нагрузках, значит, в цилиндрах и поршневой группе имеется серьезная проблема. Автохимия в таких случаях, как правило, не спасает. Необходимо сразу обращаться к профессионалам по ремонту автомобилей.

Часто посторонние шумы в моторе являются стуком поршневой группы. Подобный звук сигнализирует о несоответствии зазоров между поршнем и цилиндром. Это серьезная неисправность, которую необходимо устранить в срочном порядке.

Важно не спутать стук юбки поршня с такими звуками от вкладышей, гидрокомпенсаторов, шатунов и других деталей мотора. Опытные мастера определяют природу постороннего шума, прослушивая работающий двигатель с помощью фонендоскопа.

Легкий способ решения проблем ЦПГ

Очевидно, что стоимость услуги по расточке и полировке цилиндров относительно высока. Если вовремя принять меры, можно существенно сократить расходы, отодвинув замену поршневой группы на десятки тысяч километров пробега. При небольшом износе цилиндров и поршневых колец можно добавить в моторное масло триботехнический состав Suprotec Active Plus или аналогичные ему средства.

Присадка частично восстанавливает изношенные поверхности, уплотняет зазор и способствует лучшему съему масла со стенок цилиндра. В большинстве случаев это позволяет восстановить ресурс двигателя до приемлемых параметров – улучшается динамика автомобиля, исчезает сизый дым из выхлопной трубы.

Триботехнический состав (или присадка) для восстановления и продления ресурса нефорсированных бензиновых двигателей объемом до 1,6 литра, поддержания рабочих характеристик: компрессии, мощности, приемистости, эффективного расхода топлива.

Важно помнить, что если после применения триботехнического состава «Супротек» или аналогичного ему средства улучшений нет, значит, нужен ремонт. Не следует превышать дозу, указанную на упаковке, надеясь, что все обойдется. Лучшее решение – немедленно обратиться в надежный автосервис.

Особенности подборки и замены ЦПГ.

Приобретая комплект ЦПГ(иногда он называется гильзо-поршневая группа), не забудьте взвесить все поршни и шатуны. Если вы меняете шатуны, взвесьте новые, если нет, взвесьте старые. Разница в весе пары поршень-шатун для любого цилиндра не должна превышать 3-5 грамм. При разнице 10-15 грамм двигатель будет трястись во время работы. Разница в 20 и больше грамм будет сокращать ресурс мотора. Возможно удастся компенсировать разницу в весе используя более тяжелые шатуны с самыми легкими поршнями, и самые легкие шатуны с самыми тяжелыми поршнями.

Удобней менять ЦПГ на снятом двигателе. Замена ЦПГ на двигателе, установленном на автомобиле возможна лишь на моторах, в которых вставные гильзы можно просто выбить.

На остальных автомобилях остается снимать блок, везти его к токарю или шлифовщику, и высверливать(шлифовать в ноль) старые гильзы, затем нагревать блок, и специальным аппаратом засовывать в него новые гильзы. Но такие двигателя не рассчитаны на смену гильз, поэтому долго такой мотор после замены ЦПГ не проработает. Если вы приобрели отдельно гильзы отдельно поршни, то придется в любом случае вести блок на расточку. Чтобы подогнать гильзы под цилиндры. Приобретение подогнанных комплектов избавит от этой необходимости.

Как продлить ресурс ЦПГ?

Ресурс цилиндро-поршневой группы зависит от типа двигателя, режима его эксплуатации, регулярности обслуживания и многих других факторов. Срок службы ЦПГ отечественных автомобилей, как правило, меньше, чем у иномарок: около 200 тыс. км против 500 тыс.км.

Для того, чтобы детали ЦПГ вырабатывали свой ресурс полностью, рекомендуется:

Pемонт ЦПГ четырёхтактного двигателя японского мотоцикла

Но перед покупкой уточните резьбу внизу прибора и сравните с резьбой свечного отверстия вашего цилиндра (ориентируемся по резьбе свечи зажигания), так как на японских моторах бывают разные свечи по диаметру резьбы.

Впрочем если не найдёте прибор с резьбой как у вашей свечи, то дело можно исправить, выточив соответствующий резьбовой переходник.
Кстати у меня был прибор заводского исполнения, но он не подходил для моей дизельной машины, так как манометр рассчитан на меньшее давление (для карбюраторных машин), да и резьбовая часть не подходила для отверстий свечей накаливания. Изготовить новый самодельный прибор для дизеля, мне удалось подобрав соответствующий манометр (обычный советский), а так же латунный пруток и вентиль от мотоциклетной камеры.
Что получилось, можно увидеть на фотографии, перейдя по ссылке выше к статье»ремонт двигателя». Этот самодельный прибор по сей день исправно работает. Так что компрессиметр совсем несложно изготовить, если есть знакомый токарь.

Замерьте с помощью компрессиметра давление сжатия в каждом из цилиндров. Для этого необходимо естественно выкрутить свечи зажигания, ну и желательно отключить подачу топлива и систему зажигания, так как при включенном зажигании и не нагруженных свечах, может выйти из строя коммутатор (на карбюраторных) или блок управления двигателем на инжекторных моторах.

После замеров, прежде чем снимать двигатель с мотоцикла, нужно определить сначала для верности, в чём причина плохой компрессии, так как это может быть не только от износа ЦПГ, но и просто от закоксовывания колец, например если байк долго стоял. Поэтому прежде чем разбирать долго стоявший аппарат, нужно провести его раскоксовку и очистку.

При снятии распредвалов и их крышек постелей (подшипников скольжения) естественно помечаем где какая деталь была, даже болты.

Ведь каждый подшипник скольжения приработан только к своей поверхности шейки распредвала и это важно.
На V образных и 1 цилиндровых моторах вынимать распредвалы не нужно, если клапанный механизм не препятствует надеванию головки ключа на крепёжные болты головки, а цепь распредвалов расположена сбоку головки.
В этом случае нужно всего лищь снять звёздочки с валов (съёмником) ну и естественно цепь. На многих японских двигателях масло к ГРМ подводится по специальной отдельной магистрали (трубке).

Важно не забыть отсоединить штуцера этой трубки, иначе можно попасть в 50$, смяв или оторвав её.

Перед самым демонтажом головки цилиндров, убедитесь, что открутили именно её крепёж. Бывают экзотические конструкции в виде многослойного сандвича, а площадка постелей распредвала соединена с блоком камер сгорания, и блок камер непосредственно крепится к цилиндрам.
Крепёжные болты могут быть спрятаны под слоем отложений или смеси продуктов износа и масла. Поэтому будьте внимательны и не раскручивайте то что не надо, чтобы лишний раз не напрягать резьбу крепежа и стыковку притертых (приработанных) деталей.
Откручивать болты головки следует по схеме крест-накрест и от краёв к центру головы.

Убедившись что открутили все болты (болты пометьте где какой был), аккуратно отделяйте голову, чтобы не повредить сопрягаемые идеально ровные плоскости головки и блока цилиндров.

Затем пометив принадлежность каждого поршня к своему цилиндру, аккуратно отделите блок цилиндров от картера двигателя и снимите его.
Теперь освобождаем поршни от шатунов, вынув с помощью длинногубцев стопорные кольца, фиксирующие поршневой палец. При извлечении стопорных колец, советую прикрыть картер двигателя чистой ветошью, а то если колечко упадёт внутрь картера, извлечь его от туда будет не так то просто.
Изготовленное мной приспособление для выпрессовки и запрессовки пальца из поршня или в поршень.

Вытолкнуть палец «плавающего» типа (свободная посадка) из поршня очень легко, если конечно он не прихвачен нагаром. А если прихвачен, то советую его смочить керосином и спустя некоторое время вытолкнуть с помощью нехитрого приспособления на фото слева.

Мне удалось его изготовить из полоски железа и валявшегося в гараже кронштейна (просверлил и нарезал в нём резьбу для штока), не знаю даже от чего. Можно просто использовать подходящий брусок стали и приварить к нему гайку с резьбой для винта (перед приваркой гайки сверлим в бруске отверстие).
Под винт при выдавливании подкладываем бобышку, близкую по диаметру как у пальца.
А ударную технику при извлечении пальца использовать не советую, так как легко погнуть шатун всего на пару соток, и впоследствии эти пару соток будут постоянно сокращать ресурс мотора.
После снятия блока к картера и отделения поршней от шатунов, поршневая группа у вас в руках — поздравляю, теперь дело за ремонтом.
а эта приспособа только для запрессовки пальца
Деффектовка деталей ЦПГ японского двигателя.

Ремонт деталей ЦПГ четырёхтактного японского двигателя можно осуществить двумя способами. Первый и самый простой способ — это выкинуть изношенную поршневую на свалку. Но это для состоятельных байкеров, для которых 600 — 800 зелёных денег- семечки.

Второй способ более лоялен для кошелька менее состоятельного байкера и поэтому рассмотрим его подробнее. При этом способе необходимо отделить годные детали от металлолома. Начать следует с оценки зазора поршень- цилиндр. Воспользовавшись щупами (см. фото) снимите с поршней компрессионные и маслосъёмные кольца. Уложите кольца на столе так, как они располагаются в двигателе и на поршнях.
Затем вставьте поршни в цилиндры и калиброванным щупом измерьте зазоры, их величины и допуски износа ЦПГ приведены в таблице справа. И даже если зазоры больше нормы, то это вовсе не значит, что и поршень и цилиндр изношены оба.

Чаще изнашивается поршень и это не удивительно, так как он изготовлен из более мягкого алюминиевого сплава.

Идем далее. Предположим вам посчастливилось приобрести оригинальные японские поршни или восстановить родные. Однако их долговечность напрямую зависит от того, насколько хорошо сохранилась геометрическая цилиндричность гильз двигателя. Износ цилиндров определяется в трёх точках, которые указаны в статье «ремонт двигателя»(выше в тексте есть ссылка), но мне нетрудно повторить.

Определяется износ нутромером (о приборе можно почитать здесь) по поясу вблизи точки остановки верхнего поршневого кольца в ВМТ, затем замеряем в средней части, ну и в нижней части зеркала гильзы (10 — 15 мм от кромки гильзы). Затем всё это замерьте развернув цилиндр на 90 градусов, чтобы определить овал.
Если пренебречь этими измерениями и зеркало гильзы цилиндра окажется бочкообразным и овальным, то новые дорогостоящие поршни сотрутся в утиль за какую то сотню километров пробега вашего байка.
К тому же при сборке мотора с новыми поршнями и овально-бочкообразными цилиндрами, нормальной компрессии вы всё равно не добьётесь. Поэтому изношенные и геометрически неправильные стволы (цилиндры) блока вашего двигателя, следует обязательно расточить. Эта услуга довольна доступна в любом автосервисе даже в глубинке и не дорога (30 — 50$) (хотя и не в любом, об этом чуть ниже).

Под какой размер точить? Для ответа на этот вопрос, нужно изучить маркировку своих изношенных поршней (ремонтный номер) и узнав номер изношенного поршня купить новый, следующего ремонтного размера.

Далее отдав ремонтникам-расточникам новые поршни, дайте им задание обеспечить зазор между новым поршнем и цилиндром придерживаясь правила: лучше пусть он будет на 0,03 мм больше, чем на 0,01 мм меньше допустимого (зазор смотрим в таблице ниже).
А в идеале конечно расточники должны попасть точно посередине от 0,03 до 0,06 мм. Хотя для цилиндров большего диаметра (например двухцилиндровых V твинов) зазор поршень-цилиндр должен быть естественно больше. Точное значение находим в мануале двигателя.
После расточки, цилиндры необходимо отхонинговать, но в большинстве ремонтных мастерских эту операцию не делают правильно. Почему? В двух словах не расскажешь, это тема отдельной статьи, и кто всё же хочет правильно расточить и отхонинговать цилиндры своего двигателя, то очень советую почитать вот эту статью.

Часто бывает, что при измерении цилиндров и поршней выявляется приятная новость: к работе они пригодны (выработка допустима — смотрим в таблице справа). Вывод — компрессия пропала из-за сильного износа поршневых колец. Убедиться в этом можно проверив износ торцевых поверхностей колец.

Для этого нужно вставить кольцо в верхнюю часть цилиндра на глубину 20 — 40 мм и подровнять его в цилиндре донышком поршня, а затем замерить щупом зазор в замке кольца (нормальный зазор опять же смотрим в таблице). Подробнее о замене колец я написал вот тут. Другая причина плохой компрессии — это потеря плоскости колец и образование ступенчатой выработки.
Её можно увидеть как грубо выполненную букву L, но не путайте износ с точно сделанной буквой L — фирменной проточкой, которая бывает на самом верхнем кольце некоторых двигателей. Обнаружив вышеперечисленные дефекты, меняйте кольца. Но замечу, что фирменные оригинальные детали стоят не меньше 50$, а всё что дешевле — металлолом (изделия левых «фирм»).
И последняя причина потери компрессии, о которой я уже упоминал — это закоксованность поршневых канавок, которая нарушает подвижность упругих поршневых колец. А раз кольца не пружинят, то и давление газов не будут держать.

О раскоксовке без разборки мотора я уже упоминал, и об этом читаем перейдя по ссылке выше в тексте. Но раз вы уже разобрали двигатель, то следует смочить канавки поршней специальным раскоксовывателем или керосином.

Затем через час-полтора вычистите грязь из канавок с помощью обломка старого кольца, но действуйте осторожно, так как алюминиевый сплав довольно мягкий.
Можно собирать японца.
Прокладку головки двигателя и прокладку цилиндров, советую установить новую.
Сборку двигателя ведите в обратной последовательности и если вы следовали моему совету о фотографировании или отметке деталей, то сборка мотора полетит очень быстро, как в передачах Дискавери.
Прокладки головки и цилиндров советую поставить новые, особенно если у вас двигатель с водяным охлаждением, а не воздушно-масляным. Устанавливая новые поршни на шатуны, ориентируйте их стрелкой на донышке в сторону выпускных каналов.

Устанавливая кольца, следует учесть, что на некоторых двигателях на кольца нанесены метки Top, Ex, или Rn и эти метки при сборке должны быть обращены к донышку поршня. Замки поршневых колец располагаем под углом 25° к оси впуск-выпуск (см. фото).

Одновременное введение сразу двух поршней в блок цилиндров потребует ещё одной пары рук, так что без помощника здесь не обойтись. Один надевает блок цилиндров, а другой сжимает кольца оправками (см.
фото) и направляет поршни к цилиндрам, поправляя блок. Об оправках для сжатия колец и для установки поршней в цилиндры, я написал очень подробно отдельную статью, и желающие могут почитать её вот тут.

Болты головки затягивайте в 3 приёма по принципу от центра к краям и крест накрест (это можно увидеть на фото в статье «ремонт двигателя», перейдя по ссылке выше в тексте).

Источник