Установка поршневых колец на дизель

Как самому заменить поршневые кольца в двигателе

Снижение работоспособности автомобиля может быть из-за многих факторов. Поэтому и «лечение» такой болезни необходимо подбирать правильно. Существенным фактором является уровень компрессии в камерах сгорания блока цилиндров. Для такого диагноза подойдет замена поршневых колец.

Дополнительными признаками послужат угар моторного масла и снижение экономичности при расходе топлива автомобиля. Более точную картину даст замер компрессии с помощью специальных приборов.

Проведение замера компрессии в цилиндрах

Рассмотрим пример работы на классических моделях ВАЗ. Замерять компрессию необходимо на теплом двигателе. Показания холодного мотора могут исказить картину. Для замеров потребуется специальный манометр, оснащенный резьбовым наконечником. Его можно купить в любом автомагазине.

Внешний вид компрессометра

Начинается проверка с выкручивания всех свечей из своих гнезд. Затем отключается центральный кабель с катушки зажигания. Устанавливаем нейтральную передачу и поворачиваем дроссельную заслонку максимально на открытие. После этого компрессометр ввинчиваем в одно из свечных отверстий. В это время помощник должен проворачивать ручку стартера. Два-три качка будет вполне достаточно.

Показания считаются нормальными, если на приборе устанавливались данные 12-13 кс/см 2 .

Уровень от 10 до 12 также допускается. Но если цифры оказались ниже 10 кг/см 2 , то это свидетельствует о низкой компрессии. Если же компрессия все-таки достигает удовлетворительного уровня, но немного с запозданием, то в этом случае ответственность может быть на клапанах.

Для уточнения можно в спорную камеру залить около 20 мл масла и снова прокрутить стартер, сделав замер. При установлении нормальной компрессии в 12 кг/см 2 , причина кроется в кольцах. Решить ее сможет правильная установка поршневых колец. Если же давление осталось низким, то причиной понижения служат клапаны.

Установка с помощью оправки

Разборка двигателя для замены колец

Перед заменой необходимо выполнить ряд подготовительных работ:

• необходимо слить отработанное моторное масло, ведь после установки новых колец нужно залить свежую рабочую жидкость;
• проводим ослабление приемной трубы глушителя;
• надо снять крышку клапанного механизма и выставить мотор по меткам;
• демонтируем звезду распредвала, а у переднеприводных ВАЗов снимаем болт крепления шкива ременной передачи, а затем и сам ремень ГРМ со шкивом;
• в классике ослабляем натяжитель, а затем также демонтируем цепь и звезду, установленную на распредвавле;
• потом демонтируем рокера с пружинами, раскладывая все в правильном порядке, чтобы собрать детали на свои места;
• снимаем головку блока, до этого нужно отсоединить коллектор;
• раскручиваем и избавляемся от поддона и маслонасоса;
• убираем крышки шатунов, а затем проталкиваем шатуны вверх, чтобы можно было вытащить их вместе с поршнем.

Проверка колец и поршней

Каждое кольцо с поршней снимается и проверяется в своем цилиндре. Чтобы не перепутывать их между собой, необходимо сразу раскладывать детали в определенном порядке. При поверке старых колец, наружный диаметр их не должен создавать зазор со стенками цилиндра больше, чем на 1 мм. Для сравнения можно вставить в тот же цилиндр новое кольцо.

Проверка теплового зазора в кольцах

Замеры обычно будут точнее в верхней части отверстия блока, так как том износ минимален.

Зазор можно проверить и в специальных калибрах. Нужно обратить внимание на тепловой зазор в поршневых кольцах, который должен быть в пределах от 0,25 до 0,45 мм. Его можно проверить щупом. Если параметр меньше, то допускается увеличение зазора с помощью подпиливания торцевой плоскости алмазным надфилем.

Диаметр поршней проверяется по нижней части (юбке). Делается это микрометром.

Необходимо сравнить этот показатель с таблицей допустимых значений. Дополнительно надо проверить зазор между канавкой поршня и кольцом. В случае превышения поршни надо менять. Предельное значение допуска составляет 0,15 мм. Поршни также проверяются визуально на наличие трещин и целостность перемычек под кольца. После промывки удовлетворительные поршни можно использовать дальше.

Процедура установки

Фирменные изделия проверенных производителей имеют удобную маркировку, благодаря которой понятно, как правильно установить поршневые кольца. На одной из сторон написано «TOP», что на английском означает «верх». Эта сторона должна быть направлена к камере сгорания или верхней части поршня.

Обозначение на сторонах колец

Если никакой надписи не обнаружилось, то должна быть проточка по всему диаметру. Такой ступенькой надо обращать кольцо вниз.

Обычно используют два метода установки. Один из них более безопасный, а второй чаще применяют или большие профессионалы или абсолютные новички. Оба подойдут для самостоятельного применения во время ремонта.

Установка с помощью металлических пластин

В первом случае понадобится нарезать несколько плоских кусочков жестянки, толщиной примерно от 0,3 до 0,5 мм. Три или четыре таких листа располагают по диаметру поршня. На них надеваются кольца. И опускаются до уровня прорези. Потом оправка для поршневых колец из пластин вынимается, и колечко садится в нужный паз. Способ прекрасно подходит для любого мастера.

Монтаж поршневого кольца

Второй вариант требует определенного опыта и умения. Он заключается в том, что нужно пальцами развести зазор, увеличивая внутренний диаметр кольца до той степени, чтобы пропустить через него поршень и установить в нужный паз. Минусы заключаются в том, что часто неопытные слесари ломают много колец, применив большее усилие, чем нужно.

Необходимые действия после установки колец

Когда каждое кольцо заняло свое место в пазу, то нужно установить прорези примерно на 120 градусов друг от друга. Таким образом снижается вероятность прорыва газов из топливной камеры в полость картера.

Неправильная установка поршневых колец

Есть данные, что первое кольцо удерживает около 75 % всей компрессии, а второе – около 20%.

Если термозазоры разведены, то при прорыве некоторого количества газа через первое кольцо, он не успеет попасть дальше, в отличие от более близкого положения второго зазора.

Ошибки при установке поршневых колец

Установка новых колец в цилиндры, имеющие износ, является абсолютно не эффективной. Это связано с тем, что изношенное отверстие имеет форму эллипса. Ожидаемой качественной притирки не может произойти.

Комплект поршневых колец

Также на больших оборотах второе кольцо, состоящее из чугуна, может банально лопнуть.

При эксплуатации кольца в канавках набивают выработку. Такие зазоры расгерметизируют камеру сгорания и из нее газы поступают в картер. А в обратном направлении заходит масло. Проработать такая конструкция может несколько тысяч километров, а потом снова надо проводить ремонт.

Также грубой ошибкой будет сознательная установка зазоров напротив друг друга. Газы перегревают один бок поршня, и получается деформированная деталь. Происходит выгорание металла и дополнительная деформация всех элементов.

Поршневая МТЗ 80 и МТЗ 82: установка шатунно-поршневой группы

Двигатели внутреннего сгорания оснащаются элементами, совершающими возвратно-поступательное движение, которое затем преобразуется во вращение коленчатого вала. Поршни и шатуны в процессе работы испытывают нагрузки, приводящие к износу деталей и снижению характеристик двигателя. Для обеспечения работоспособности техники требуется устанавливать новые детали ремонтного размера.

Поршневая группа двигателя Д 240

Для ремонта 4-цилиндровых тракторных двигателей МТЗ выпускаются специальные поршнекомплекты, состоящие из:

• чугунной гильзы;
• набора поршневых колец (включая 3 компрессионных и маслосъемное);
• пальца для установки поршня на шатуне;
• поршня;
• набора стопорных колец для фиксации пальца;
• уплотнительных резиновых прокладок, предотвращающих просачивание охлаждающей жидкости в щели между гильзой и блоком.

Стоимость набора зависит от производителя запасных частей. Например, цена комплекта МДК (изготовитель «МД Конотоп») составляет 2 тыс. руб., аналогичный набор от компании «Мотордеталь» обойдется в 3,5 тыс. руб. Существуют отдельные наборы поршневых колец, включающие детали для 4-цилиндрового мотора в сборе или для 1 цилиндра. Приобрести в Москве кольца возможно за сумму 860-2400 руб. (зависит от состава набора).

Установка шатунно-поршневой группы Д 245

Перед началом работ требуется взвесить поршни с предварительно установленными кольцами и шатуны. Допустимая разница в массе составляет 10 и 30 г соответственно, при увеличении значения возникает повышенная вибрация, выводящая силовой агрегат из строя. Если обнаружена увеличенная разница веса деталей, то потребуется приобрести новый комплект, рекомендуется взвешивать компоненты при покупке. Также взвешиваются и пальцы со стопорными кольцами, допускается разница массы до 10 г.

Описание последовательности работы по установке деталей:

1. Удалить возможные загрязнения с поверхности гильз, поршней, колец, вкладышей и коренных и шатунных шеек. Пыль протирается сухой чистой салфеткой с последующей продувкой деталей сжатым воздухом.
2. Установить палец в головку шатуна, деталь входит под усилием пальца руки, дополнительная смазка не применяется. Не допускается биение цилиндрической детали в подшипнике, палец не должен выпадать из посадочного гнезда под воздействием собственного веса.
3. Смонтировать на поршень верхнее компрессионное кольцо, которое отличается от детали, применяемой на атмосферных моторах. Кольцо имеет трапециевидное сечение, рабочая поверхность покрыта хромом (для снижения трения и сокращения зазора). В конструкции поршня для двигателей с наддувом предусмотрена вставка из специального материала, залитая в тело детали. В корпусе вставки выполнен паз для размещения верхнего кольца.
4. Установить второе компрессионное кольцо (с конусным профилем) и элемент для удаления масла с поверхности гильзы. Повторить процедуру для поршней оставшихся цилиндров двигателя. При монтаже следует контролировать метку «верх» (на части деталей замененную на слово «TOP»), нанесенную на торец детали около замочного соединителя. Надпись предназначена для корректной ориентации колец, располагается в сторону днища поршня.
5. Проверить легкость вращения колец в пазах, а затем распределить замки по окружности (через 180°). Проконтролировать взаимное размещение расширителя на маслосъемном кольце с положением замка, совпадение зазоров не допускается. На кольце имеется специальная метка (расположена в стороне от разъема), которая размещается в направлении к верхней части поршня.
6. Смазать внутренние поверхности гильз цилиндров, собранные поршни и шатунный механизм моторным маслом. Для обжатия колец перед установкой используется специальная оправка, облегчающая монтаж и предохраняющая кромки колец от сколов.
7. Затянуть крепления крышек шатунных опор динамометрическим ключом с приложением момента 180-200 Н/м.
8. Проверить усилие сопротивления вращению, провернув коленчатый вал за носок. Допустимое усилие составляет до 60 Н/м.
9. Проконтролировать взаимное положение днища поршня и верхней плоскости блока цилиндров. Заводская документация предусматривает выход поршня из блока на высоту 0,3-0,55 мм.
10. Проверить расстояние между боковой плоскостью поршня и поверхностью гильзы. Нормативами предусмотрен зазор не менее 0,2 мм (измерение производится на расстоянии 3 мм от верхней торцевой плоскости блока).

После установки деталей выполняется монтаж головки блока, если в процессе ремонта из узла удалялись седла и клапана, то следует смонтировать на место новые детали. Затем устанавливаются детали газораспределительного механизма (с последующей регулировкой зазоров между бойком и торцом стержня) и монтируется поддон, расположенный на нижней части картера.

После проведения сборки и заправки технологическими жидкостями силовой агрегат обкатывается в соответствии с рекомендациями, приведенными в заводской инструкции.

Неисправности поршневой группы двигателя

При износе компонентов поршневой группы в работе силового агрегата возникают неполадки:

1. При работе прогретого двигателя из выхлопного патрубка наблюдается дым синего цвета, указывающий на попадание масла в камеру сгорания. Проблема возникает при образовании слоя кокса на поршневых кольцах, который вызывает залегание элементов. Дополнительным симптомом поломки является снижение уровня моторного масла в картере.
2. Появление белого дыма в выхлопных газах прогретых дизелей (при нормативной нагрузке и отсутствии следов воды в топливе) указывает на снижение компрессии из-за износа или разрушения колец или стенок гильзы. Одновременно с появлением белого дыма наблюдается снижение мощности и крутящего момента силовой установки. Для восстановления работоспособности требуется демонтировать головку и проверить состояние элементов поршневой группы.
3. Затрудненный пуск двигателя (вне зависимости от температуры охлаждающей жидкости) при исправных системах подачи топлива и очистки воздуха указывает на повышение зазора в поршневой группе. При увеличении зазоров появляются глухие стуки, прослушиваемые по всей длине блока.
4. Стук (или звон), доносящийся из верхней части блока дизеля при изменении оборотов, указывает на появление зазоров между верхней втулкой шатуна и пальцем. Износ поршневых колец дополнительно усиливает шумовой эффект.

Диагностика состояния и дефектовка деталей поршневой

Для предварительной проверки состояния поршневой группы тракторного дизеля необходимо слить масло из картера, а затем демонтировать нижний поддон.

Затем снимается декоративная защитная крышка газораспределительного механизма и удаляется валик с кулачками привода клапанов, под которым размещены болты крепления головки у блоку цилиндров.

После снятия головки механик оценивает состояние детали, при обнаружении трещин силовой агрегат демонтируется с трактора и отправляется в сервисный центр для проведения капитального ремонта.

Для проверки состояния и замера размеров требуется демонтировать поршневую группу. В процессе разбора мотора удаляется масляная помпа с магистралями подачи жидкости к трущимся парам, а затем откручиваются болты крепления шатунных крышек. Поршни в сборе с шатунами извлекаются из гильз через верхнюю часть блока.

Проверка состояния элементов состоит из этапов:

1. Определить внутренний диаметр гильзы в зоне максимального износа (ближе к верхней части). Замер производится в 2 плоскостях — параллельной коленчатому валу, а затем параллельной направлению качания шатунного механизма.
2. Проконтролировать диаметр поршня около юбки (перпендикулярно оси поршневого пальца).
3. Оценить износ пазов, предназначенных для установки колец. Измерение производится щупом после очистки канавок и установки новых колец.
4. Зазора между пальцем и соответствующей втулкой в шатуне составляет не более 0,06 мм, при повышении значения детали подлежат замене.
5. Пальцы меняются при обнаружении овального сечения или износа на конус (более чем на 0,02 мм). Не допускается изгиб или скручивание шатуна (0,08 и 0,12 мм соответственно).

Таблица ремонтных размеров поршневой группы Д-240

Промышленностью выпускается 3 размерные группы поршневой для МТЗ Д-240:

Обозначение группы	Внутренний диаметр гильзы (минимум), мм	Внутренний диаметр гильзы (максимум), мм	Диаметр поршня, измеренный по юбке (минимум), мм	Диаметр поршня, измеренный по юбке (максимум), мм
М	110	110,02	109,88	109,90
С	110,02	110,04	109,90	109,92
Б	110,04	110,06	109,92	109,94

Детали отличаются диаметром сопрягаемых элементов, маркировка наносится на верхнюю часть стакана гильзы, не используемую при работе дизеля. Поршни маркируются нанесением соответствующей литеры на днище. При проведении капитального ремонта силового агрегата запрещается использование деталей из разных наборов.

Руководство по замене поршневых колец

То, что автомобилю требуется именно замена поршневых колец, а не какие-то другие ремонтные работы, расскажет сам двигатель. Признаки подобной неисправности проявляются довольно ярко, поэтому не заметить их будет сложно. Но прежде чем говорить о симптомах, нужно понять, что представляют собой кольца, и какую роль они играют в работе двигателя.

Что такое поршневые кольца, их назначение

Поршневые кольца представляют собой упругие незамкнутые элементы, которые устанавливаются в специальные канавки на корпусе поршня. Изготавливают их из стали или чугуна повышенной прочности, а сверху покрывают легирующим материалом. Легирующее покрытие еще больше увеличивает прочность, а также снижает скорость износа.

Обычно в поршень вставляются 3 кольца: 2 компрессионных (занимают 2 верхних канавки) и 1 маслосъемное (нижняя канавка). Задача компрессионных колец – не допустить прорыва раскаленных газов вдоль поршня в картер двигателя. Маслосъемное – снимает лишнее масло с зеркала цилиндра, не давая ему попасть в камеру сгорания. Кроме того, кольца снижают температуру поршня, передавая практически половину тепла его поверхности на стенки цилиндра.

Когда поршневые кольца перестают справляться с возложенными на них задачами, ввиду своего износа, двигатель автомобиля сигнализирует об этом проявлением соответствующих симптомов.

Признаки износа поршневых колец

О том, что износ дошел до критической стадии, свидетельствует синий или черный дым из выхлопной трубы. Это указывает на то, что излишки масла попали в камеру сгорания мимо маслосъемного кольца и сгорели там вместе с топливом. Черный дым, выходящий из трубки вентиляции картера, говорит о том, что компрессионные кольца из-за износа допускают прорыв газов из камеры сгорания в его полость.

Критический износ сопровождается снижением компрессии (способность удерживать давление) в цилиндрах двигателя. Это означает, что часть газов, образовавшихся при сгорании топливной смеси, которая должна была толкать поршень, прорвалась в картер, не совершив полезную работу. Именно это приведет к падению давления в цилиндре, следовательно, двигатель потеряет часть мощности. Наблюдается повышенные расход масла.

Проверяется компрессия специальным прибором – компрессометром. Когда номинальные значения давления неизвестны (нет инструкции по эксплуатации), сначала оно измеряется в сухом цилиндре, затем через свечное отверстие заливается немного моторного масла, и замер делается заново. Если компрессия повысится, значит, требуется замена колец. Подобные признаки могут наблюдаться и в случае их «залегания».

«Залегание» происходит, когда образовавшийся в канавках поршня нагар мешает пружинить поршневым кольцам, результатом чего становится снижение плотности их прилегания к поверхности цилиндра.

Такую проблему, если случай не сильно запущен, можно исправить при помощи специальных присадок к топливу. Двигатель, имеющий карбюраторную систему, можно попробовать очистить спреем для удаления нагара, который впрыскиваются непосредственно в карбюратор. Если удаление нагара с камеры сгорания эффекта не дало, то выход только один – замена поршневых колец и чистка канавок.

Как заменить поршневые кольца самостоятельно

Конечно, замена колец – процедура довольно трудоемкая. Она требует аккуратности и определенных умений, но по большому счету сложного в ней ничего нет (если не снимать двигатель). Для этого нужно:

• снять головку блока цилиндров, соблюдая все рекомендации производителя автомобиля;
• слить масло, снять защиту маховика и поддон картера двигателя;
• снять маслозаборник;
• провернув коленвал, установить нужный поршень в нижнюю мертвую точку;
• открутить крышку шатуна и снять ее;
• вытащить поршень вместе с шатуном из цилиндра, толкая его вверх деревянной рейкой;
• очистить поршень от нагара. По его маркировке установить класс поршня, приобрести соответствующий ему новый комплект поршневых колец;
• каждое новое кольцо перед установкой сначала вставляется в цилиндр для проверки зазора в замке. Зазор должен соответствовать величине, указанной в руководстве по эксплуатации автомобиля. Если он меньше необходимого, то торцы замка аккуратно подпиливаются надфилем;
• поршни тщательно очищаются от нагара. Отверстия, предназначенные для слива масла, также прочищаются подходящей деревянной палочкой. Очищенные канавки смазываются чистым моторным маслом;
• одеваются кольца начиная с маслосъемного. На одной из сторон кольца стоит маркировка «ТОР» (вверх), которая указывает, как оно должно быть установлено в поршень. Замки должны устанавливаться через 120 градусов относительно друг друга. Это исключит сквозное проникновение через них газов. Нельзя одевать кольца «витком», такая установка может сопровождаться появлением микротрещин, которые приведут к их поломке;
• произвести сборку в обратной последовательности, параллельно очищая все чистой ветошью и смазывая свежим моторным маслом. Поршни должны устанавливаться именно в те цилиндры, откуда они были сняты. Также и крышки шатунов с шатунными вкладышами должны надеваться на те же шатуны, с которых их сняли.

Если износ шатунных вкладышей позволяет использовать их повторно, то замену делать не стоит, так как для этого понадобится расточить шейки коленвала. Самостоятельно такую работу без опыта качественно выполнить не получится.

Инструменты, необходимые для проведения работ

Для замены колец понадобятся:

• наборы рожковых и накидных ключей, а также вороток с удлинителем и головками номиналом от 10 – 19;
• динамометрический ключ;
• спец. обжим (оправка).

Кроме того, понадобится герметик устойчивый к воздействию масла. Он пригодится во время установки прокладок поддона картера и клапанной крышки.

И вроде бы ничего сложного в перечисленных выше действиях нет, если замену производить не снимая двигатель с автомобиля. Однако есть нюансы, без учета которых двигатель с новыми кольцами долго не проработает. Когда цилиндр достигает предельной стадии износа, на поверхности его зеркала образуется «ступенька». Ударившись об нее, новое кольцо либо сразу сломается, либо получит трещину, которая в итоге все равно приведет к его поломке. Кроме того, канавки старого поршня также имеют износ, поэтому притирка новых колец к цилиндру будет затруднена или вовсе невозможна. Это значит, что дефектовку поршневой группы и цилиндров лучше доверить профессионалам.

Расточкой и хонингованием цилиндров также должны заниматься квалифицированные специалисты. К тому же эту работу выполнить без снятия двигателя невозможно. Поэтому перед тем как браться за дело, стоит хорошо подумать, реально оценить свои силы и возможности. Чтобы результатом ремонта не стала замена поршневой группы в целом, или того хуже – не пришлось бы сдавать двигатель в капитальный ремонт.