Заміна поршневих кілець

Необхідність заміни поршневих кілець може виникнути як в результаті окремої несправності та сильному зношенні самих кілець, так і входити в загальний комплекс робіт по ремонту або тюнінгу двигуна. Заміна поршневих кілець без розточення блоку циліндрів або підбір поршневих кілець за розміром вже після проведення даної операції передбачає ряд точних вимірювань за допомогою мікрометра й нутромера. Також правильна установка поршневих кілець на поршень вимагає дотримання певних умов і рекомендацій.

Для оптимального підбору необхідно окремо враховувати не тільки розміри поршневих кілець по таблиці і взаємозамінність деталей, але і матеріал виготовлення. Додатково буде потрібно приділити особливу увагу питанню теплового зазору і ряду інших особливостей.

Рекомендуємо також прочитати статтю про те, як підібрати поршневі кільця за розміром. З цієї статті ви дізнаєтеся про тонкощі і нюанси самостійного підбору поршневих кілець для бензинового або дизельного двигуна.

Додамо, що під час підбору слід окремо враховувати той факт, що в циліндрах, які мають на дзеркалі покриття хромом, забороняється використання хромованих поршневих кілець.

Призначення і будову поршневих кілець

Для кращого розуміння нюансів щодо діагностики несправності та заміни поршневих кілець необхідно спочатку розглянути їх будову і призначення. Поршневі кільця забезпечують необхідну герметичність камери згоряння (надпоршневого простору) в процесі здійснення поршнем зворотно-поступальних рухів. Кільця бувають:

• компресійними — верхнє (перше) і друге (середнє, проміжне) кільце;
• маслос’емного кільце (нижня);

Компресійні кільця не дозволяють газам з камери згоряння потрапляти в картер ДВС. Маслос’емниє кільця здійснюють видалення масла зі стінок циліндра і запобігають проникненню мастила в камеру згоряння. Кільця мають трохи округлу форму і не є цілісними, так як мають розріз. Такий розріз називається замком поршневого кільця. Також поршневі кільця забезпечують до 50% відведення тепла і ефективно охолоджують поршень. Через кільця надлишковий нагрів передається на стінки циліндрів. З цієї причини до матеріалів виготовлення кілець висуваються особливі вимоги, так як вони схильні не тільки механічним, але і температурних навантажень.

Поршневі кільця є сталевими або чавунними деталями, які мають певну пружність і здатні пружинити. Зазначені кільця встановлюються на головку поршня, тобто на верхню частину. На голівці виконані спеціальні канавки для установки поршневих кілець. Поршневі кільця додатково покриваються легирующим матеріалом, який забезпечує деталям підвищену міцність і додає стійкості до зношування. Торцева частина кілець має спеціальну форму «бочки», а також покрита особливим антифрикційним легирующим складом.

На торцеву частину кілець, яка контактує зі стінками циліндра, в якості покриття наноситься олово або мідь. Нанесення даного матеріалу обумовлено завданням якісної притирання (підробітки) поршневих кілець після складання нового двигуна або проведення капітального ремонту ДВС. Додамо, що поршневі кільця Спеціально не виготовляються з високоміцної легованої сталі, так як такі кільця не зможуть нормально притертися в циліндрі двигуна. З цієї причини інженери і виробники завжди витримують певний баланс для досягнення необхідної міцності кілець, при цьому зберігши здатність підробітки. Рішенням стало вказане вище нанесення сплавів на поверхню деталі.

Ознаки зносу поршневих кілець

Щоб зрозуміти, чи треба міняти поршневі кільця, необхідно вивчити симптоми, які прямо або побічно вкажуть на необхідність такої заміни. Відразу відзначимо, що не варто розраховувати на ту суму, яку спочатку озвучив механік або автосервіс у відповідь на питання замовника, скільки коштує заміна поршневих кілець.

Справа в тому, що поміняти тільки поршневі кільця і ??повністю вирішити проблему часто не вдається, тому що після розтину мотора зазвичай виявляються додаткові приховані дефекти. З цієї причини необхідно заздалегідь бути готовим до більш серйозних витрат на ремонт двигуна.

Насувається заміна поршневих кілець визначається за такими ознаками:

• двигун втрачає потужність;
• машина дуже погано заводиться «на холодну»;
• в окремих випадках мотор насилу запускається «на гарячу»;
• спостерігається підвищена витрата моторного масла;
• двигун димить синім або сірим димом;
• збільшується витрата палива;

Від загального стану кілець і всієї ЦПГ залежить показник компресії, за яким можна визначити стан двигуна. Зазвичай при описаних вище симптомах компресія в циліндрах знижується, зростає тиск картерних газів.

Рекомендуємо також прочитати статтю про те, як самому виміряти компресію в двигуні. З цієї статті ви дізнаєтеся про особливості і доступні способи виміру компресії двигуна своїми руками.

Втрата потужності, збільшення витрати палива і утруднений запуск найчастіше є головними причинами, які змушують власника міняти поршневі кільця або робити комплексний ремонт ДВС. Силовий агрегат з несправними кільцями погано заводиться, особливо після простою в холодну пору року. При їзді під навантаженням такий двигун не «тягне».

Несправності поршневих кілець можуть бути викликані природним зносом, а також перегрівом двигуна. У другому випадку навіть на новому моторі кільця втрачають свої властивості і перестають виконувати пряме призначення. Найбільш схильні до перегріву маслос’емниє кільця коробчатого типу.

Значний витрата моторного масла часто виникає через те, що зношене маслос’емноє кільце не прибирає в належній кількості масло зі стінок циліндрів і активно пропускає мастило через нещільності в камеру згоряння. Результатом стає закоксовка і димлення двигуна. Також залишки незгорілого в двигуні масла активно забруднюють систему випуску, виводячи з ладу фільтри і каталізатори. Проблема ще більше ускладнюється.

Для точної діагностики стану ЦПГ виміри компресії необхідно підкріплювати аналізом кольору і вихлопних газів. Справа в тому, що погіршення якості ущільнення поршневими кільцями може компенсуватися моторним маслом. В цьому випадку показник компресії буває наближений до допустимого, при цьому витрата масла все одно буде збільшений.

Пам’ятайте, експлуатація двигуна з зношеними кільцями змушує значною мірою прогресувати знос дзеркала циліндра. З цієї причини міняти поршневі кільця необхідно якомога раніше після точного визначення несправності. Дана рекомендація допоможе уникнути збільшення вартості подальшого ремонту двигуна.

Підвищений витрата палива в разі проблем з поршневими кільцями виникає в результаті того, що компресія знижена і потужність впала. Паралельно з цим водій продовжує їздити в звичному темпі, сильніше натискаючи на педаль газу для компенсації втрат. В результаті в циліндри потрапляє збагачена паливно-повітряна суміш, яка в повному обсязі згорає. Свічки запалювання в подібних умовах часто заливає паливом.

Ще одним неприємним моментом є потрапляння бензину або солярки через зношені поршневі кільця в картер двигуна і подальше перемішування пального з моторним маслом. Масло в системі змащення розріджується, втрачає свої захисні та інші корисні властивості, а знос навантажених деталей ЦПГ і КШМ при цьому сильно зростає.

Додамо, що сьогодні досить широко поширена практика використання присадки для очищення поршневих кілець в масло або в паливо. Також власники іноді заливають в циліндри так звану раскоксовку двигуна. Це робиться для того, щоб почистити нагар в камері згоряння і спробувати повернути рухливість залягає поршневим кільцям для збільшення компресії.

Необхідно відзначити, що при появі явних ознак несправності (сильне задимлення, велика витрата масла, низька компресія і т.д.) присадка замість заміни поршневих кілець є або тимчасовим заходом, або зовсім не допомагає виправити ситуацію.

Як правильно встановити поршневі кільця

Щоб відповісти на питання, як замінити поршневі кільця не знімаючи двигун, необхідно на початковому етапі зробити дефектовку ЦПГ. Для цього буде потрібно здійснити зняття головки блоку циліндрів, після чого проводиться оцінка загального стану поршнів і стінок циліндрів.

Це робиться для виявлення можливих дефектів (задирів на стінках, зносу, руйнування або оплавлення поршня і т.д.). Додамо, що існують двигуни, на яких неможливо оцінити стан ЦПГ без зняття піддона. Найчастіше висока ймовірність того, що однією заміни кілець на нові може виявитися недостатньо, так як при виявленні серйозної вироблення необхідно розточувати блок циліндрів.

Відзначимо, що установка нових компресійних кілець без зняття двигуна в зношені циліндри вкрай не рекомендується. Справа в тому, що в процесі експлуатації на дзеркалі циліндра утворюється так звана щабель. Після установки нових деталей висока ймовірність поломки поршневих кілець про зазначену сходинку, що потребують повторної розбирання і більш дорогого ремонту двигуна.

Більш того, кільця зношують як дзеркало циліндра, так і внутрішню поверхню канавки поршня. З наведених причин нові поршневі кільця, які ставляться без заміни поршнів і ремонту циліндрів, або зовсім не притираються, або притирання відбувається дуже повільно і неефективно.

З урахуванням вищесказаного оптимальним варіантом буде розточування блоку циліндрів, виконання хонінгування циліндрів, після чого проводиться установка нових ремонтних поршнів і поршневих кілець. Без зняття двигуна такий ремонт зробити не представляється можливим. При цьому позитивні результати ремонту зі зняттям мотора набагато більш прогнозовані.

У будь-якому випадку, змінюються кільця на знятому двигуні або заміна поршневих кілець проводиться без зняття агрегату, загальний порядок дій наступний:

• здійсните зняття ГБЦ;
• виконайте дефектовку ГБЦ, БЦ і ЦПГ;
• проведіть відповідні вимірювання для визначення необхідного розміру поршневих кілець;
• придбайте поршневі кільця, які підходять за розмірами і експлуатаційними характеристиками;
• злийте моторне масло і реалізуйте розтин піддону картера;
• при необхідності зніміть масляний насос;
• далі потрібно видалити нагар у верхній частині циліндра;
• потім виконайте відкручування головок (кришок) шатунів і виштовхуйте їх наверх (відзначайте кожну головку, так як при подальшій збірці головка шатуна повинна відповідати тому шатуну, звідки вона була знята).

Щоб розібратися з тим, як правильно поставити кільця на поршень, дотримуйтесь подальших рекомендацій. Самі поршневі кільця змінюються відносно просто. Для зняття старих кілець необхідно розвести краю кільця в області замка до того моменту, поки кільце не вийде з канавки на поршні. Дану процедуру можна здійснювати як за допомогою спеціальних щипців, так і за допомогою невеликої пласкої викрутки.

Після необхідно видалити з канавок на поршні нагар. Якщо цей нагар не відкинеш, тоді після установки нових поршневих кілець поршень буде складно встановити назад в циліндр. Для видалення нагару з поршневих канавок можна скористатися старим компресійним кільцем, яке для зручності ламається на дві частини.

Завершивши процедуру з очищення канавок поршня необхідно вивчити інструкцію по установці кілець, що додається до нового комплекту. У такій інструкції міститься порядок установки поршневих кілець на поршень, тобто послідовність їх правильної установки і порядок розташування. Також вказується верхня або нижня сторона, згідно з чим поршневі кільця має бути встановлено з верхнім або нижнім розташуванням спеціальної мітки.

При установці кілець на поршень потрібно дотримувати акуратність, так як середнє компрессионное і нижнє маслос’емноє кільце відрізняються підвищеною крихкістю. Що стосується верхнього кільця, даний елемент міцніше інших, але також вимагає правильного підходу при установці.

Установка кілець на поршень

Далі будуть розглянуті витяги з інструкції по установці поршневих кілець виробника Mahle, а також додані окремі поради і рекомендації.

1. Після очищення канавок від нагару необхідно переконатися, що на їх бічних поверхнях і радіусах немає пошкоджень.
2. Для монтажу кілець використовуйте спеціальне цангові пристосування.
3. Установку кілець необхідно починати з нижнього поршневого кільця. Уникайте зайвих зусиль, щоб виключити можливу деформацію кілець.
4. Перед установкою знайдіть на кільці маркування у вигляді напису TOP (від англ. «Верх»). Кільця з таким маркуванням потрібно ставити в сторону днища поршня маркованої стороною.
5. Якщо проводиться монтаж кілець, які мають еспандернимі пружину, тоді місце стику у вигляді решт пружини з дротяної вставкою розміщується з урахуванням рекомендованого зміщення на 180 ° градусів щодо стику поршневого кільця. У разі наявності у еспандернимі пружини сорочки з тефлону, даний елемент повинен знаходитися в області розміщення стику кільця.
   Кільця, які складаються з декількох ламелей, після монтажу пружини необхідно розташовувати з урахуванням того, щоб стики зазначених ламелей були спрямовані на отвір поршневого пальця. Під час розміщення верхньої ламелі кінці пружини необхідно фіксувати.
6. Якщо поршень має спеціальні фіксатори в своїх канавках, які запобігають провертання кілець, тоді стики поршневих кілець повинні знаходитися на штифтах для фіксації.
7. Після завершення установки необхідна перевірка зазору бічних поверхонь. Якщо показник вкладається в рамки до 0.100 мм, тоді такий зазор допускається. Виявлення збільшення зазору від максимально допустимого вказує на необхідність придбання і установки нових поршнів.
8. Під час установки необхідно врахувати ступінь зносу дзеркала циліндра. Такий знос вважається допустимим при значенні 0.100 мм (з урахуванням діаметра циліндра). Якщо зазор виявляється більше, тоді блок циліндрів вимагає перегільзовкі або розточування під ремонтні поршні.

Як вже було сказано вище, підвищена увага при установці слід приділяти як взаємного розташування і орієнтації, так і типу поршневих кілець. Маслос’емниє кільця відрізняються від компресійних унікальним п-образним профілем, а також мають у своїй конструкції розширювальну пружину.

Друге компресійне кільце оснащується скребком-крайкою, так як частково бере участь в процесі знімання масла паралельно роботі маслос’емного кільця. Наявність кромки на поршневому кільці зазвичай вказує на те, що таке кільце встановлюється з урахуванням нижнього розташування кромки. Під час установки кілець на поршень необхідно ретельно дозувати зусилля. В іншому випадку можна з легкістю зламати поршневі кільця.

Також додамо, що після установки кілець на поршень і поміщення його в циліндр кільця здійснюють щільне прилягання до стінок циліндра. У замках утворюється так званий тепловий зазор. Після за допомогою щупа необхідно проміряти цей зазор, який не повинен перевищувати показники 0.25-0.45 мм. Якщо зазначений зазор виявиться менше, тоді кільце не зможе нормально розміститися в канавці поршня. Для вирішення проблеми можна скористатися надфілем і акуратно видалити зайві частки міліметрів.

Що стосується правильного розташування, для запобігання прориву газів через замки кілець необхідно знати, як ставити поршневі кільця. При правильній установці кільця надягають на поршень з урахуванням зсуву по колу. Як приклад можна розглянути установку 3-х поршневих кілець. При такій установці замки необхідно ставити так, щоб кожен із замків розташовувався через 120 ° відносного іншого.

Обкатка двигуна після заміни поршневих кілець

Незалежно від того, проводилася тільки заміна поршневих кілець або двигун пройшов капітальний ремонт, мотору потрібно обкатка. Це викликано необхідністю підробітки нових деталей. Обкатувати двигун після заміни поршневих кілець слід аналогічно обкатці мотора нового бензинового або дизельного автомобіля.

Двигун після заміни кілець можна експлуатувати в важких навантажених режимах (високі обороти при їзді, простий на холостих обертах, рух з малою швидкістю на підвищених передачах і т.д.) мінімум 3-5 тис. Км. Також не слід починати поїздку без попереднього прогріву ДВС.

Далі розглянемо думки досвідчених автомеханіків і відповімо на загальне питання, скільки потрібно обкатувати двигун після заміни поршневих кілець. Серед фахівців досить поширене твердження, що для повної притирання кілець буде потрібно близько 10-15 тис. Км. Звідси випливає висновок — після мінімальної обкатки автомобіля після капремонту двигуна або заміни кілець (до 5 тис. Км.) Вкрай не бажано розкручувати силовий агрегат вище середнього діапазону оборотів ще близько 5 або навіть 10 тис. Км. пробігу.

Підведемо підсумки

У справному атмосферному бензиновому або дизельному двигуні, який експлуатується в нормальних умовах, середній ресурс поршневих кілець може становити від 150 до 350 тис. Км. Високофорсовані «атмосферники» і мотори з турбонаддувом (особливо бензинові) можуть потребувати заміни кілець вже при пробігу близько 100 тис. Км. Усереднені показники наводяться у зв’язку з тим, що на термін служби поршневих кілець сильно впливають такі чинники:

• режими роботи ДВС;
• якість моторного масла;
• працездатність систем змащення, охолодження і т.д.

Наприклад, поршневі кільця можуть негайно вийти з ладу в разі перегріву двигуна. Знос кілець сильно збільшується при експлуатації мотора на невідповідному рекомендованому, брудному або просто низькосортному маслі. Проблеми з запуском холодного двигуна або нестійка робота агрегату на холостому ходу можуть змусити водія «подгазовивать» на холодному двигуні, в результаті чого поршневі кільця дуже сильно і швидко зношуються.

Наостанок додамо, що якщо була проведена заміна поршневих кілець і не запускається двигун без видимих ??причин, тоді можливе руйнування кілець в разі непрофесійної установки нових деталей в циліндри без ремонту. В цьому випадку поширеною проблемою є те, що після заміни поршневих кілець немає компресії, яка необхідна для стиснення суміші і нормального холодного запуску. Така несправність може бути результатом неправильно підібраних ремонтних розмірів деталей або інших помилок під час проведення ремонту.

У тому випадку, якщо після заміни поршневих кілець машина димить, тоді слід оцінити інтенсивність димленія і колір вихлопних газів. На самому початку процесу підробітки поршневих кілець поява синьо-сірого диму допускається, далі інтенсивність димленія і колір повинні поступово нормалізуватися. Якщо після перших 1-3 тис. Км. цього не відбувається, тоді потрібно провести повторну діагностику силового агрегату.