Кольца поршневые своими руками
Autoservice-ryazan.ru

Автомобильный портал

Кольца поршневые своими руками

МОЙ МОТОЦИКЛ

1 — поршень; 2 — компрессионные кольца; 3 — маслосъемные кольца; 4 — поршневой палец; 5 — стопорное кольцо; а — донышко поршня; б — юбка; в — отверстие под палец; г — термоизоляционная канавка; д — канавка для компрессионых колец; е — канавки для маслосъемных колец

Отсутствие запасных частей — больной вопрос для многих владельцев мотоциклов. И если для современной техники найти детали можно, то представьте, чего стоит найти комплектующие для мотоцикла, снятого с производства лет 20 или, тем более, 50 назад.

Понятно, что не реально изготовить в кустарных условиях поршневые кольца для импортного мотоцикла, развивающего высокие, обороты и имеющего большую удельную мощность. Но для людей, занимающихся антикварной техникой или ставящих перед собой прозаическую задачу ремонта подержанного мотоцикла для эксплуатации в хозяйственных целях, самодельные поршневые кольца могут быть единственным выходом из положения. Но и в этом случае изготовление поршневых колец упрощенным способом целесообразно лишь в качестве крайнего варианта, когда не удается обеспечить двигатель заводскими кольцами.


1. Оправка для обработки поршневых колец диаметром 78 мм по внутренней поверхности:
1 —корпус оправки; 2 —накидная гайка.
Один из общеизвестных способов изготовления поршневых колец, подобных по качеству заводским, следующий: из маслоты чугуна (отрезок литой толстостенной чугунной трубы) улучшенного качества вытачивают на токарном станке заготовки кольца диаметром несколько большим, чем требуемый; затем по окружности из кольца вырезают небольшую часть; при сведении торцов заготовки кольцо пружинит, но приобретает овальную форму. Для получения правильной окружности заготовки несколько колец надевают на цилиндрическую оправку, сводят концы в замке, зажимают с торца гайкой и протачивают снаружи до размера, соответствующего диаметру цилиндра. После этой операции кольцо становится круглым, но с различной радиальной толщиной стенки. Кольца устанавливают в оправку — трубу, закрепляют и протачивают изнутри. Они приобретают заданный внутренний диаметр и равную радиальную толщину по всей окружности. Затем шлифуют боковые поверхности колец, доводя их высоту до соответствия канавкам поршня.

Для изготовления небольшого количества поршневых колец описанный способ, требующий применения двух оправок, слишком трудоемок и дорог. Ниже рекомендуется простой способ, к которому приходится прибегать при изготовлении нескольких штук, хотя и уступающих по качеству кольцам заводского производства, но дающих, однако, возможность дальнейшей эксплуатации мотоцикла.

Кольцо, надетое на трубу для термообработки.

В качестве материала для колец подбирают болванку мелкозернистого серого чугуна. Например, для изготовления колец диаметром 76 мм можно использовать в качестве заготовки трубу с наружным диаметром 80-85 мм и внутренним диаметром 55-60 мм, Трубу следует закрепить в патроне токарного станка и за один установ проточить по наружному и внутреннему диаметрам, обеспечивая шероховатость поверхности 0,63 мкм. Наружный диаметр делается на 0,3-0,5 мм больше диаметра цилиндра. Затем следует отрезать кольца с небольшим припуском на доводку по высоте. Высоту колец подгоняют к канавкам поршня шлифованием боковых поверхностей вручную на наждачной шкурке, расстеленной на толстом стекле и доводкой на чугунной плите с абразивной пастой.
Подогнанные кольца следует разрезать ножовочным полотном, специально сточенным с боков на наждачном круге до толщины 0,5-0,8 мм. При некотором навыке можно перекусить кольца кусачками или перерубить осторожно зубилом. Подогнать зазор в замке кольца по цилиндру, в случае необходимости, припиливая надфилем торцы кольца. Выпилить надфилем выемки в замке кольца, взаимодействующие со стопорным штифтом в канавке поршня (для двухтактных двигателей).
Таким образом получается кольцо правильной формы, равностороннее, с разрезом, но не обладающее необходимой упругостью. Для придания кольцу упругости в сжатом состоянии концы его разводят в стыке в стороны на расстояние, равное примерно пятикратной радиальной толщине кольца. (Для колец диаметром 76 мм разводка на 12-15 мм). С этой целью кольца надевают на трубу подходящего диаметра, причем в месте расположения стыков колец на трубе должна быть снята лыска примерно на 1/6 окружности для того, чтобы цилиндрическая форма кольца была меньше нарушена. Вместе с трубой кольца нагревают в муфельной печи до 800-850°С, выдерживают при этой температуре 20-25 минут и охлаждают в масле. Затем следует новый нагрев до 400°С и охлаждение на воздухе.
Изготовленные кольца имеют правильную форму, однако по упругости и ресурсу уступают заводским. При сборке самодельные кольца следует надевать на поршень с повышенной осторожностью, при помощи тонких стальных пластинок, обеспечивающих минимальный развод колец в стыках.

В серьезной технической литературе для поршневых колец всех четырехтактных и спортивных двухтактных двигателей рекомендуется применять серый перлитовый чугун, следующего химического состава:

С = 3.75-3.9%; Мn = 0.5-0.75%;
Si = 2,4-2,6%; Р=0.35-0.5%;
Сr =0.25-0.35%; Ti =0,08-0.18%;
Си = 0.25-0.5%; S — не более 0.05%; Fe — остальное.

Несмотря на это, по слухам, некоторые антикварщики успешно делают кольца из канализационных чугунных труб. Следует только иметь в виду, что ездят они с такими кольцами не очень многой не спеша.

Как провести замену поршневых колец своими руками?

Поршневые кольца требуют замены, как правило, независимо от пробега автомобиля. В основном зависит эта процедура от качества заливаемого в двигатель масла, частоты его замены и т. п. Узнаем для начала, а какие же симптомы укажут на выход их из строя?

СИМПТОМЫ, УКАЗЫВАЮЩИЕ НА ИЗНОС ПОРШНЕВЫХ КОЛЕЦ

Автомобиль стал больше расходовать топлива? Это один из первых симптомов, указывающих на то, что кольца износились и требуется их замена. Дело в том, что при износе поршневых колец снижается компрессия двигателя (об этом подробнее написано ниже). Это вынуждает водителя транспортного средства сильнее давить на газ, пытаясь заставить мотор работать как раньше. В итоге либо топливом заливаются свечи из-за переобогащённой смеси, либо излишки бензина попадают в картер.

Двигатель начинает троить, и повышается расход топлива. Может снизиться также и мощность двигателя. Многие водители со стажем именно по этому признаку определяют время, когда надо менять кольца. И это правильно, ведь мощность двигателя напрямую зависит от состояния колец. Вся поршневая группа должна обеспечивать необходимый уровень компрессии для того, чтобы двигатель функционировал оптимально. Существует даже специальное значение компрессии, которое в норме должно равняться 9. Износ поршней, поршневых колец Повышенный расход масла, как правило, в большинстве случаев дополняется снижением мощности двигателя.

Маслосъёмные кольца не успевают убирать остатки смазки с поверхности цилиндра, а в результате этого излишек масла попадает в камеру сгорания. Здесь то, что не успевает сгореть, улетает в катализатор и выходит через выхлопную трубу. Вот вам и следующий симптом: когда из глушителя идёт сизый дым, то это свидетельствует о сгорании масла. Но повышенный расход масла не всегда можно причислить к признакам, свидетельствующим об износе поршневых колец. «Маслоедом» мотор становится по нескольким причинам, и об этом можно прочитать в специальной литературе.

Поршневые кольца способны одновременно выполнять несколько функций.

Герметизация камеры сгорания, посредством чего не допускается проникновение газов в картер. Поршневые кольца защищают сам поршень от перегрева. Дело в том, что на головке поршня постоянно концентрируется тепло, а кольца способны направлять его к цилиндру, интенсивно омываемому ОЖ. Благодаря поршневым кольцам равномерно распределяется масляная плёнка по поверхности цилиндра. Кроме того, не допускается проникновение масла непосредственно в саму камеру сгорания. Чтобы кольца работали эффективно, они должны равномерно прилегать ко всей поверхности цилиндра. По истечении определённого времени сам цилиндр меняет свою форму, тем самым увеличиваются зазоры в каналах.

Таким образом, нарушается упругость колец. Что происходит затем — понятно. Нарушается герметизация, газы проникают в картер, начинается повышенный износ уже всей поршневой группы. Одним словом, когда эти детали изношены, только грамотный порядок замены поршневых колец на новые поможет решить проблемы, описанные выше. Ниже будет представлен алгоритм замены колец своими руками. Многие начинающие водители страшатся самостоятельно выполнить операцию, так как приходится снимать двигатель. Кроме того, сам процесс кажется сложным только на первый взгляд и требующим узкоспециализированных знаний. Спешим успокоить. Это не совсем так. Поменять кольца на новые вполне удастся и одному человеку, не особо разбирающемуся во всей специфике. Даже двигатель снимать не нужно в большинстве случаев, а достаточно наличия определённых инструментов.

Хотелось бы отметить, что определить, надо ли снимать двигатель или нет, всё-таки придётся. Для этого существует специальный метод, подразумевающий снятие головки. Визуально осматриваются цилиндры и оценивается их состояние. Первоочерёдно обращается внимание на дефекты, которые могут виднеться на стенках гильз. Лучше всего попросить кого-нибудь, кто разбирается, проверить всё и сказать, нужен ли демонтаж двигателя или нет, чтобы всё было изначально правильно сделано. Если же вы уверены на все 100%, что «полетели» только кольца и не нужны ни расточка блока цилиндров, ни капитальный ремонт двигателя, то мотор снимать точно не нужно. Хотелось бы предупредить, что снимать головку цилиндров несложно, но вот обратно собрать не так уж и легко. Именно поэтому браться за проверку состояния самостоятельно лучше не надо. Если знакомы со специалистом в этой области, то попросите его. Процедура проверки не займёт много времени, и, скорее всего, специалист даст согласие.

Порядок самостоятельной замены поршневых колец

Во-первых, нужно приобрести новый комплект поршневых колец, а при покупке не забыть проверить упаковку, сами кольца.

Во-вторых, будут необходимы такие инструменты:

  • набор головок с трещоткой;
  • набор ключей;
  • динамометрический ключ;
  • обжим для колец;
  • ключи-шестигранники.

Приступая к работе, желательно снять поддон картера, заранее слив масло. Рекомендуется также демонтировать масляный насос и проверить его на износ.

Схема того, как делается замена поршневых колец, достаточно проста, если понятен принцип работы авто. Процесс замены колец следует выполнять в таком порядке:

  • снять клемму плюса с АКБ;
  • слить тосол;
  • снять декоративную накладку двигателя, открутив 4 гайки;
  • демонтировать впускной коллектор, сделав это в несколько этапов. Сначала вывести тросик привода дроссельной заслонки. Потом отсоединить дроссельный узел целиком, снять катушку зажигания и бронепровода. Затем снять все шланги с верхней части коллектора, запомнить всё или даже сфотографировать, чтобы не возникло путаницы во время сборки. Ослабить все хомуты, соединяющие верхние и нижние патрубки;
  • снять клапанную крышку, выкрутив все болты и отсоединив шланги;
  • снять с двигателя всё навесное оборудование;
  • демонтировать топливные шланги и отсоединить контакт, который идёт к датчику включения вентилятора;
  • открутить 2 болта, которые фиксируют термостат. При этом нужно полностью снять или же сдвинуть в сторону (если это возможно при конструкции конкретного автомобиля) все шланги;
  • перейти к демонтажу ролика генератора и крышки ремня ГРМ;
  • открутить натяжной ролик ремня ГРМ, снять ремень и демонтировать шкивы распредвалов. Снять вторую часть пластмассового кожуха. При выполнении этих работ распредвал зафиксировать с помощью тонкой монтировки – это не даст ему прокручиваться;
  • демонтировать кожух с выпускного коллектора и снять сам коллектор. Выполняя сборку выпускного коллектора, вместо старых гаек лучше установить новые медные;
  • со всех датчиков мотора снять разъёмы. Снять связку проводов, идущих на форсунки;
  • снять ГБЦ, выкрутив в точно установленном порядке 10 болтов;
  • забраться под машину, причём поддон к этому времени уже должен быть снят. Открутить 3 болта на маслозаборнике и снять его, лёгко покачивая;
  • провернуть коленвал так, чтобы нужный поршень оказался в нижней мёртвой точке;
  • снять крышку шатуна и вытолкнуть наверх поршни всех цилиндров 4
  • почистить поршни от нагара;
  • снять старые и поставить новые кольца. Первым установить маслосъёмное кольцо, а в завершение все кольца стянуть специальной оправкой;
  • выполнить обратную сборку.
Читать еще:  Компьютерная диагностика автомобиля что дает

Замена поршневых колец закончена. Осталось проверить внутреннее состояние агрегата и убедиться в том, что всё работает качественно.

ПРОВЕРКА РАБОТОСПОСОБНОСТИ И ОБКАТКА МОТОРА

После того как двигатель собран, необходимо убедиться в его работоспособности. Его необходимо завести и дать поработать некоторое время на холостых оборотах. Если он работает устойчиво, можно считать, работа завершена успешно. Следует помнить, что новым деталям нужна обкатка, и чем аккуратнее она будет выполнена, тем дольше прослужит отремонтированный силовой агрегат.

Обкатка длится 2–3 тысячи километров. Чтобы замена не прошла впустую, во время обкатки необходимо соблюдать следующие правила:

  1. мотор нельзя сильно нагружать;
  2. по возможности следует избегать полной загрузки автомобиля (в идеале водитель должен ездить в одиночку);
  3. не желательно преодолевать затяжные подъемы;
  4. категорически нельзя, особенно в течение первой тысячи километров поднимать обороты коленвала выше трех тысяч;
  5. перед поездкой двигатель нужно прогревать.

Изготовление самодельных компрессионных поршневых колец.

Отсутствие запасных частей – больной вопрос для многих владельцев мотоциклов. И если для современной техники найти детали можно, то представьте, чего стоит найти комплектующие для мотоцикла, снятого с производства лет 20 или, тем более, 50 назад.

Понятно, что не реально изготовить в кустарных условиях поршневые кольца для импортного мотоцикла, развивающего высокие обороты и имеющего большую удельную мощность. Но для людей, занимающихся антикварной техникой или ставящих перед собой прозаическую задачу ремонта подержанного мотоцикла для эксплуатации в хозяйственных целях, самодельные поршневые кольца могут быть единственным выходом из положения. Но и в этом случае изготовление поршневых колец упрощенным способом целесообразно лишь в качестве крайнего варианта, когда не удается обеспечить двигатель заводскими кольцами.

Один из общеизвестных способов изготовления поршневых колец, подобных по качеству заводским, следующий: из маслоты чугуна (отрезок литой толстостенной чугунной трубы) улучшенного качества вытачивают на токарном станке заготовки кольца диаметром несколько большим, чем требуемый; затем по окружности из кольца вырезают небольшую часть; при сведении торцов заготовки кольцо пружинит, но приобретает овальную форму. Для получения правильной окружности заготовки несколько колец надевают на цилиндрическую оправку, сводят концы в замке, зажимают с торца гайкой и протачивают снаружи до размера, соответствующего диаметру цилиндра. После этой операции кольцо становится круглым, но с различной радиальной толщиной стенки. Кольца устанавливают в оправку – трубу, закрепляют и протачивают изнутри. Они приобретают заданный внутренний диаметр и равную радиальную толщину по всей окружности. Затем шлифуют боковые поверхности колец, доводя их высоту до соответствия канавкам поршня.

1. Оправка для обработки поршневых колец диаметром 78 мм по
внутренней поверхности: 1 – корпус оправки; 2 – накидная гайка.

Для изготовления небольшого количества поршневых колец описанный способ, требующий применения двух оправок, слишком трудоемок и дорог. Ниже рекомендуется простой способ, к которому приходится прибегать при изготовлении нескольких штук, хотя и уступающих по качеству кольцам заводского производства, но дающих, однако, возможность дальнейшей эксплуатации мотоцикла.
В качестве материала для колец подбирают болванку мелкозернистого серого чугуна.* Например, для изготовления колец диаметром 76 мм можно использовать в качестве заготовки трубу с наружным диаметром 80-85 мм и внутренним диаметром 55-60 мм. Трубу следует закрепить в патроне токарного станка и за один установ проточить по наружному и внутреннему диаметрам, обеспечивая шероховатость поверхности 0,63 мкм. Наружный диаметр делается на 0,3-0,5 мм больше диаметра цилиндра. Затем следует отрезать кольца с небольшим припуском на доводку по высоте. Высоту колец подгоняют к канавкам поршня шлифованием боковых поверхностей вручную на наждачной шкурке, расстеленной на толстом стекле и доводкой на чугунной плите с абразивной пастой.

Подогнанные кольца следует разрезать ножовочным полотном, специально сточенным с боков на наждачном круге до толщины 0,5-0,8 мм. При некотором навыке можно перекусить кольца кусачками или перерубить осторожно зубилом. Подогнать зазор в замке кольца по цилиндру, в случае необходимости, припиливая надфилем торцы кольца. Выпилить надфилем выемки в замке кольца, взаимодействующие со стопорным штифтом в канавке поршня (для двухтактных двигателей).

Таким образом получается кольцо правильной формы, равностороннее, с разрезом, но не обладающее необходимой упругостью. Для придания кольцу упругости в сжатом состоянии концы его разводят в стыке в стороны на расстояние, равное примерно пятикратной радиальной толщине кольца. (Для колец диаметром 76 мм разводка на 12-15 мм). С этой целью кольца надевают на трубу подходящего диаметра, причем в месте расположения стыков колец на трубе должна быть снята лыска примерно на 1/6 окружности для того, чтобы цилиндрическая форма кольца была меньше нарушена. Вместе с трубой кольца нагревают в муфельной печи до 800-850°С, выдерживают при этой температуре 20-25 минут и охлаждают в масле. Затем следует новый нагрев до 400°С и охлаждение на воздухе.

зготовленные кольца имеют правильную форму, однако по упругости и ресурсу уступают заводским. При сборке самодельные кольца следует надевать на поршень с повышенной осторожностью, при помощи тонких стальных пластинок, обеспечивающих минимальный развод колец в стыках.

*) В серьезной технической литературе для поршневых колец всех четырехтактных и спортивных двухтактных двигателей рекомендуется применять серый перлитовый чугун, следующего химического состава:
C = 3,75-3,9%; Mn = 0,5-0,75%;
Si = 2,4-2,6%; P = 0,35-0,5%;
Cr = 0,25-0,35%; Ti = 0,08-0,18%;
Cu = 0,25-0,5%; S – не более 0,05%; Fe – остальное.

Несмотря на это, по слухам, некоторые антикварщики успешно делают кольца из канализационных чугунных труб. Следует только иметь в виду, что ездят они с такими кольцами не очень много и не спеша.

Правильная замена и установка поршневых колец, признаки износа

Появление характерных признаков неисправности двигателя, таких, как резкое ухудшение динамики, увеличение расхода топлива и моторного масла, проблемы с запуском двигателя, особенно в холодное время года, говорит о том, что износ силового агрегата достиг предела, и без постороннего вмешательства дальнейшая эксплуатация машины невозможна. Перечисленные признаки говорят о резком падении компрессии. Если мотор не «ушатан» окончательно, то вернуть ему бодрость, скорее всего, поможет замена поршневых колец.

В целях экономии замену можно произвести своими руками. Помимо финансовой выгоды, хозяин авто может быть абсолютно уверен, что поршневые кольца поменяны, причем именно на те, которые он купил, и работа сделана качественно. К сожалению, оставляя машину в автосервисе, владелец не может точно знать, насколько добросовестно мастера выполнили свою работу, поскольку статистика упрямо твердит, что обманывают повсюду, в том числе и на официальных сервисах.

О том, как заменить поршневые кольца своими руками, написано в данной статье.

Вкратце, схема процедуры такова:

  • демонтируется головка блока цилиндров;
  • проверяется состояние колец и решается вопрос о необходимости снятия мотора с автомобиля;
  • затем старые меняются на новые, и двигатель собирается в обратном порядке.

Далее каждый этап будет рассмотрен более подробно.

Прежде чем ставить новые кольца

Прежде чем приступать к работе, нужно обзавестись всем необходимым. Для операции потребуются гаечные ключи, головки, желательно, с трещоткой, динамометрический ключ и съемник поршневых колец.

Выбирая в магазине автозапчастей новый комплект, следует обратить внимание как на внешний вид упаковки, так и на сами кольца.

На упаковке должна быть полная информация о них, а именно: кто изготовитель, из чего сделаны и т. п. На кольцах также должна быть маркировка, обозначающая верхнюю сторону, сами они не должны иметь никаких изъянов, кроме того, на упаковке или внутри должна быть инструкция, в которой описывается правильная установка поршневых колец.

Если продавец утверждает, что небольшие дефекты притрутся – он откровенно врет, пытаясь всучить некондиционный товар, лучше отказаться от такой покупки, поскольку деньги будут потрачены впустую.

Подготовительный этап

Прежде всего, нужно отключить аккумуляторную батарею. После этого потребуется слить охлаждающую жидкость из системы охлаждения и моторное масло из поддона картера. Замена поршневых колец возможна двумя способами: со снятием двигателя с автомобиля и без. Определить, нужно ли снимать мотор, поможет проверка: необходимо снять головку блока цилиндров и визуально оценить состояние гильз.

Если же выработки нет, новые можно ставить, не снимая мотор с автомобиля. Этапы работы по замене поршневых колец, за исключением демонтажа двигателя для проведения реставрационных работ, одни и те же.

Читать еще:  Как быстро научиться водить машину механику женщине

Замена поршневых колец

Процесс замены начинается с демонтажа поддона картера. Дополнительно желательно снять масляный насос и проверить, насколько сильно он изношен. Затем нужно открутить крышки шатунов и вытолкнуть шатуны с поршнями вверх. Важно помнить, что крышки шатунов нельзя менять местами, каждую впоследствии необходимо прикрутить к своему шатуну.

Следующий этап – непосредственно, замена поршневых колец. Проще всего произвести замену, если имеется съемник поршневых колец. Он представляет собой щипцы, разжимающие кольца. Главное – не переусердствовать и не разжать слишком сильно, поскольку они могут попросту сломаться. Если же приспособление для установки поршневых колец взять негде, можно обойтись тонкой отверткой с плоским жалом. Задача, конечно, усложнится, но справиться с ней можно. Ставить их необходимо с осторожностью, чтобы не поцарапать поршни отверткой.

После снятия старых колец нужно удалить нагар из канавок, который помешает установке нового комплекта. Идеальное орудие для этой процедуры обломок старого кольца, поэтому одно из них нужно сломать. Также нагар необходимо счистить с днища поршней, если он там есть. Для облегчения задачи можно смочить поверхность керосином. Действовать, опять же нужно аккуратно, чтобы не оставить царапин.

Порядок установки следующий: первым устанавливается маслосъемное кольцо, затем второе и первое компрессионные. Из-за того, что второе компрессионное и маслосъемное кольца работают в менее тяжелых условиях, чем первое компрессионное, к металлу, из которого они изготавливаются, предъявляются менее строгие требования, поэтому кольца более хрупкие. При их монтаже следует проявлять особую осторожность. Ненароком сломать первое компрессионное кольцо практически невозможно.

Следующий ответственный этап работы – установка поршней обратно в цилиндры. Чтобы поставить поршни на место, потребуется оправка для поршневых колец, иначе они будут препятствовать входу поршней в цилиндры. Она может быть как универсальной, рассчитанной на поршни разных диаметров от 50 до 150 мм, или изготовленной специально под конкретный размер. При помощи этого приспособления осуществляется обжимка поршневых колец, после чего поршень вгоняется в смазанный моторным маслом цилиндр путем аккуратного постукивания по днищу каким-нибудь неметаллическим предметом.

Проверка работоспособности и обкатка мотора

После того как двигатель собран, необходимо убедиться в его работоспособности. Его необходимо завести и дать поработать некоторое время на холостых оборотах. Если он работает устойчиво, можно считать, работа завершена успешно. Следует помнить, что новым деталям нужна обкатка, и чем аккуратнее она будет выполнена, тем дольше прослужит отремонтированный силовой агрегат.

Обкатка длится 2–3 тысячи километров. Чтобы замена не прошла впустую, во время обкатки необходимо соблюдать следующие правила:

  1. мотор нельзя сильно нагружать;
  2. по возможности следует избегать полной загрузки автомобиля (в идеале водитель должен ездить в одиночку);
  3. не желательно преодолевать затяжные подъемы;
  4. категорически нельзя, особенно в течение первой тысячи километров поднимать обороты коленвала выше трех тысяч;
  5. перед поездкой двигатель нужно прогревать.

Как правильно установить поршневые кольца?

Каждый водитель внимательно следит за своим автомобилем. Нередко бывает, что двигатель быстро расходует масло, а машина словно тяжело едет. Причиной может стать снижение давления в камере сгорания. Решить эту группу проблем может установка новых поршневых колец.

Предназначение поршневых колец

Эти детали служат уплотнителем между поршнем и цилиндром. Они ответственны за выполнение 2 функций:

  1. Не дают излишкам моторной смазки спускаться в отсек внутреннего сгорания, оставляя небольшой слой смазки на стенках детали. Это делает маслосъемное кольцо.
  2. Делают герметичной камеру сгорания и отводят горячие газы от поршня. Это задача для компрессионных колец.

Первое компрессионное кольцо выплавляют из надежного и прочного материала, который выдерживает большие градусы температуры, но не сильно расширяться при нагреве. Специальное покрытие на детали снижает процент трения и защищает от коррозии. Форма кольца дугообразная с концевым зазором. Это необходимо, чтобы после установки запчасть плотно прижимала поршень.

Второе компрессионное также плотно прилегает к поршню и помогает снимать излишнюю смазку. Оно не контактирует с большими температурами, поэтому изготавливают его из менее прочных материалов. Различное строение изделий объясняется разным действием.

Маслосъемное кольцо расположено ниже всех. Оно убирает излишки масла и оставляет тонкую пленку смазки, что уменьшает силу трения компрессионных и продлевает срок их службы. Смена поршневых деталей поможет вернуть мотору первоначальные качества.

Как выбирать поршневые кольца?

К выбору запчастей нужно подойти со всей серьезностью. Не стоит покупать недорогие детали, потому как прослужат они мало, и придется их снова менять. Внимательно рассмотрите комплект на предмет отсутствия сколов или повреждений. Лучше предпочесть поршневые круги с надписью, обозначающей вверх изделия. Например, запчасти GMP соответствуют всем техническим характеристикам качества.

Инструменты и приспособления для работы

Для самостоятельной замены деталей понадобятся:

  1. Расширитель поршневых колец, для того, чтобы развести запчасти и не повредить их.
  2. Ключ со встроенным динамометром и набор насадок под него.
  3. Обжимное устройство.
  4. Молоток для простукивания деталей.
  5. Тиски, чтобы закрепить поршень.
  6. Моторное масло для свежей обработки.
  7. Ветошь, чтобы убрать старую смазку с деталей.

Возможно понадобятся еще некоторые приспособления. Но это уже дело личных предпочтений. Так как вышеуказанный инвентарь хорошо справляется с поставленной задачей.

Инструкция по правильной установке поршневых колец на поршень

Ремонт автомобиля при желании и наличии свободного времени возможно выполнять самостоятельно. Владелец транспортного средства должен соблюдать схемы, порядок и последовательность инструкции.

Подготовка

Перед предстоящим монтажом колец проводят подготовительные мероприятия:

  • снимают клеммы аккумулятора, чтобы двигатель был обесточен;
  • сливают масло и антифриз;
  • убирают крышку цилиндра и смотрят, в каком виде находятся гильзы;
  • изучают руководство по эксплуатации, которое идет вместе с новыми запчастями.

Установка на поршень

Подготовка выполнена, можно приступить к монтажу колец на поршень, для этого его закрепляют в зажиме. Деталь будет прочно зафиксирована, и не понадобится сторонняя помощь. Далее убирают остатки нагара старой смазывающей жидкости с поршня. В противном случае кольца не ровно встанут. Необходимо соблюдать очередность установки комплекта. Маслосъемное идет первым:

  • устанавливают пружину;
  • сверху крепят само кольцо.

Затем второе и первое компрессионные. При установке главное не перестараться и не растянуть изделия, чтобы они не дали трещину. Для этого лучше использовать расширитель поршневых кругов. С помощью этого инструмента раздвигают детали до нужного размера и насаживают на поршень.

Важным моментом является соблюдение ориентирование изделий относительно поршня. Если пренебречь этим правилом, может ощутимо возрасти расхода топливной жидкости. Если верить инструкции, расположение замков поршневых колец друг от друга должно быть на 120°. Каждое кольцо имеет свою надпись с пометками. Верхние имеют маркировку «тор», и этой стороной кольцо и должно быть направлено в сторону днища поршня.

Установка поршней в цилиндр

Специальное зажимное приспособление используют для легкого входа поршня в цилиндр. Такое устройство можно сделать из железной банки или купить в магазине. Для лучшей проходимости его изнутри смазывают машинным маслом. Затягивать гайку прибора нужно, соблюдая меру, чтобы оно сдвигалось вокруг поршня от умеренной нагрузки.

Далее слегка постукивают молотком по приспособлению, чтобы оно хорошо встало на поршень. После его снимают с опоры и убирают бугель. Заранее смазанный свежим маслом шатун надевают на поршень. Устанавливать поршень нужно ровно. Ориентиром станут соседние, если их не снимали или установили раньше.

Молотком стараются добиться равного обхвата гильзы обжимным устройством. Когда нужная плотность прилегания достигнута, нужно несильными ударами вбить деталь в цилиндр.

Далее крепится шатун. Тут тоже есть свои нюансы. Сначала наживляют шурупы стяжки вручную. Дальше можно воспользоваться динамометрическим ключом, и затянуть болты до конца. Но главное не перестараться, так как это может повлиять на работу двигателя.

В завершении собирают мотор и поддон картера возвращают на место.

Проверка работы двигателя

Монтаж завершен, настало время проверить результат. При первом запуске для диагностики слушают работу двигателя. Отсутствие посторонних звуков и вибраций является хорошим показателем. Первое время мотор нужно поберечь. Не нужно нагружать машину, ездить по бездорожью или пренебрегать прогревом. Еще важный момент – не допускать поднятие оборотов более чем на 3 тыс.

При соблюдении данных рекомендаций поршневые кольца прослужат долгое время.

Технология производства поршневых колец

Поршневые кольца предотвращают утечку газов из камеры сгорания в картер через зазор между поршнем и гиль­зой, обеспечивают необходимое сжатие воздуха в цилиндре, отводят тепло от поршня, устраняют попадание масла в ка­меру сгорания. Они должны хорошо прилегать к стенкам цилиндра, сохранять упругие свойства при нагреве и обла­дать хорошими антифрикционными свойствами и износостой­костью.

Твердость колец обычно 190…230 НВ. Готовые кольца подбирают к цилиндрам с твердостью, на 10. 20 НВ меньше твердости втулок. Если твердость колец несколько пре­вышает твердость втулки, это нельзя считать недостатком. В отношении износа поршневые кольца находятся в худших условиях, чем втулки, так как работа трения, отнесенная к единице поверхности кольца, всегда больше, чем у втулки. Поэтому диаметральный износ кольца в несколько раз боль­ше, чем у втулок цилиндра. Кроме этого, следует иметь в виду, что кольца из мягкого чугуна (с твердостью меньше 170 НВ), насыщаясь твердыми частицами (продуктами сго­рания, износа и т. д.), вызывают усиленный износ цилиндров.

Исходя из условий работы поршневых колец, материалом для их изготовления служит обычно чугун марок СЧ21и СЧ24 с повышенным содержанием фосфора (до 0,5. 0,9 %) и с присадками хрома или других легирующих элементов.

В быстроходных двигателях для колец, главным образом верхних, часто используют марганцовистую сталь 65Г или жаропрочную молибденовую 50М, что повышает прочность и упругость колец. Для придания стальным кольцам анти­фрикционных свойств и уменьшения износа их покрывают пористым хромом.

Для ускорения приработки и повышения износостойкости применяется разнообразное покрытие: лужение, свинцевание, фосфатирование, оксидирование и другое. Иногда в кольцах предусматриваются канавки для антифрикционного материала.

В качестве заготовок для чугунных поршневых колец применяются литые полые барабаны (маслоты) на несколько колец с отлитым на одном конце фланцем для удобства закрепления на станке, а также литая заготовка на одно кольцо.

Читать еще:  Почему компрессия в цилиндрах разная

Преимущества индивидуальной отливки заключаются в том, что в ней, благодаря небольшому сечению, получается однородная мелкозернистая структура с повышенными механическими свойствами, оставляются меньшие припуски, удешевляется механическая обработка и лучше используется естественная упругость наружных слоев материала. Этот метод применяется, главным образом, в массовом производ­стве для колец диаметром менее 180 мм, так как он связан с большими первоначальными затратами на устройство слож­ной формовки и отливки колец (в виде многорядных стопок).

Заготовки отливаются в земляные и металлические формы, применяется также центробежное литье (для маслот). В по­следнем случае на рабочей поверхности колец получается слой наиболее плотного мелкозернистого и однородного ме­талла. В сечении заготовки могут иметь форму окружности (цилиндр) или овала; выбор формы определяется последую­щим методом механической обработки.

Заготовкой для стальных колец служит катаная калиброванная полоса.

Требования к механической обработке поршневых колец следующие:

1) должны быть обеспечены упругие свойства, которые соответствовали бы увеличению рабочего зазора в замке а до зазора а в свободном состоянии (рис. 5);

Рис. 5. Поршневые кольца

2) должна быть обеспечена цилиндричность кольца в сжатом состоянии. Радиальный зазор (просвет) между кольцом и калибром (соответствующим номинальному диа­метру цилиндра) допускается не более чем в двух местах на дуге, не более 30 ° в одном месте и должны быть не более 0,02 мм для колец с наружным диаметром до 160 мм; 0,03 мм для колец с наружным диаметром от 160 до 320 мм; 0,05 мм для колец с наружным диаметром свыше 320 мм;

3) колебания радиальной толщины в одном кольце не должны превышать 0,1 мм при диаметре до 160 мм и 0,2 мм при диаметре свыше 160 мм;

4) коробление торцевой поверхности кольца не должно быть более 0,03 мм для диаметра до 320 мм и 0,05 мм для диаметра свыше 320 мм;

5) допуск параллельности торцевых поверхностей на диа­метр кольца не должен быть больше допуска на его высоту;

6) наружная цилиндрическая и коническая поверхности верхнего компрессионного кольца диаметром до 250 мм для четырехтактного двигателя должны быть покрыты пористым хромом.

Верхние компрессионные кольца для двухтактных двига­телей, а также четырехтактных диаметром свыше 250 мм должны иметь на этих поверхностях приработочное покры­тие или приработочные вставки;

7) на поверхностях готовых колец не допускаются тре­щины, раковины, рыхлости, лыски, заусенцы и забоины;

8) шероховатость обработанных поверхностей колец дол­жна быть не менее указанной на рис. 5, а.

Поршневые кольца изготовляют несколькими методами, которые различаются способом достижения упругих свойств, а также формой получаемой заготовки. Как известно, гото­вое кольцо в рабочем (сжатом) состоянии должно иметь форму окружности, в свободном же состоянии оно прини­мает овальную форму.

1-й способ: упругие свойства кольца достигаются за счет выреза части кольца — а. Этот способ применяется при изготовлении колец со ступенчатым замком.

При этом возможны несколько вариантов изготовления:

1) заготовка цилиндрической формы; предварительное точение по цилиндру; разрезка на отдельные кольца; вырез части кольца; стягивание кольца; окончательная обработка для получения цилиндрической формы. Недостаток: кольцо при стягивании встык перед окончательной обработкой при­нимает овальную форму; поэтому приходится оставлять большой припуск на чистовую обработку, и неравномерность его съема при точении приводит к перераспределению напря­жений в кольце и впоследствии вызывает его деформацию и нарушение сопрягаемости с поршнем и цилиндром. Способ отличается большой трудоемкостью;

2) заготовка цилиндрической формы; предварительное точение по овалу с помощью копира. Форма овала должна быть такой, чтобы кольцо после вырезания а и сжатия концов встык приобрело правильную цилиндрическую форму. При этом варианте улучшается качество колец. Недоста­ток: необходимость в сложных копирных устройствах и зна­чительные отходы при предварительном точении;

3) заготовка овальной формы, может быть в виде бара­бана или индивидуальной отливки, соответствует форме коль­ца в свободном состоянии; литейные припуски на наружной и внутренней поверхностях 4. 5 мм. Из каждого барабана вырезают 8. 10 колец. Этот вариант характеризуется до­статочно высоким качеством колец и малыми отходами ме­талла.

Применяется следующий порядок операций при обработке заготовок колец крупного диаметра с вырезом части кольца (поршне­вое кольцо со ступенчатым замком закрытого типа);

операция 05 – предварительная обточка и расточка барабана по овалу на специальном копировальном карусельном станке. Вдоль образующей барабана в плоскости малой оси эллипса резцом наносится риска, обозначающая место будущего замка у колец;

операция 10 – термообработка для снятия напряжении (от­пуск с нагревом до 450. 500 °С и медленное охлаждение вместе с печью);

операция 15 – разрезка барабана на отдельные кольца с при­пуском на торцах под шлифование – выполняется на кару­сельном станке;

операция 20 – разметка ступенчатого замка с учетом участ­ка в под вырезку (рис. 6, а);

операция 25 – ступенчатая обработка кольца (фрезеруется ступень на левой части; вырезается участок в; фрезеруется внутренняя стенка левой части по радиусу R, затем правой части; фрезеруется скос 1);

операция 30 – слесарная обработка замка (опиловка, стяжка замка, сверление отверстия и клепка соединение колец);

операция 35 – окончательная шлифовка торцевых плоско­стей на плоскошлифовальном станке;

операция 40 – окончательная обточка и расточка (рис. 6, б). Кольца собирают пачкой, устанавливают на планшайбу 1 станка, центрируют хомутом 2, зажимают сверху диском 3 и протачивают, предварительно сняв хомут 2. Затем кольца зажимают боковыми планками 4и окончательно растачи­вают. Операция производится на карусельном станке.

Фаски на кольце снимают при установке в станок по од­ному кольцу;

операция 45 – окончательная припиловка замка; при этом заклепки, стягивающие кольца, удаляются;

операция 50 – контроль качества изготовления; осуществля­ется в соответствии с ГОСТ 7295-81.

2-й способ: упругие свойства кольца достигаются спе­циальной термообработкой (термофиксация замка). Этот способ имеет широкое применение при производстве колец диаметром до 500 мм (иногда и больше) с косым или пря­мым замком. Процесс обеспечивает незначительные отходы материала, высокую производительность и достаточно хоро­шее качество изготовляемых колец.

Рис. 6. Обработка поршневого кольца с вырезом его части:

а) кольцо со ступенчатым замком закрытого типа;

б) обточка и расточка кольца

Заготовка – цилиндрический барабан (маслота) с флан­цем или лапками со стороны прибыли (для удобства закреп­ления на станке).

Порядок операций обработки колец по 2-му способу при мелкосерийном производстве:

операция 05- подготовка установочной базы (рис. 7, а): под­резка торца 1со стороны фланца и проточка пояска 2с до­пуском 0,2 мм. Операция производится на токарном или карусельном станке;

Рис. 7. Обработка поршневых колец с термофиксацией замка

операция 10 – черновая расточка и обточка на токарном или карусельном станке (рис. 7, б). Маслота закрепляется флан­цем в планшайбе и центрируется диском 1 по пояску 2. Об­работка ведется одновременно двумя резцами обточным 3и расточным 4. Здесь же производится отрезка пробного кольца для испытания на твердость;

операция 15 – термообработка для снятия напряжений (на­грев до 450°С, выдержка 4 ч, медленное охлаждение вместе с печью). Испытание на твердость, проверка микрострук­туры на пробном кольце;

операция 20 – предчистовая обточка на размер D + 0,6 мм с допуском 0,1 мм. Чистовая расточка; отрезка колец на размер ; установка по 2-й операции; отрезка колец с по­мощью державки со ступенчатым расположением резцов (рис. 7, б);

операция 25 – предварительное шлифование торцов на размер на плоскошлифовальном станке с магнитным столом;

операция 30 – прорезка замка на горизонтально-фрезерном станке. (Кольцо помещается в приспособлении, установлен­ном на столе станке. Фреза узкая, толщиной 0,5. 0,8 мм, равной зазору замка а. В случае применения более толстой фрезы увеличение зазора в замке компенсируется увеличе­нием припуска по наружному диаметру);

операция 35- термофиксация замка (нагрев до 600 °С, вы­держка 2 ч с охлаждением на воздухе). Кольца надеваются на оправку (рис. 7, в); расстояние между концами колец фиксируется сухарем 1, размер которого около 1,2 а. Затем кольца сжимаются по торцам и фиксируются клином 2, после чего направляются в печь. После термофиксации кольца при­обретают овальную форму и при сжатии до круглой формы обладают необходимой упругостью (на упругость, твердость и остаточную деформацию кольца проверяют по ГОСТ 7295-81);

операция 40 – окончательное шлифование торцов в размер Н на плоскошлифовальном станке с магнитным столом (с по­следующим размагничиванием колец);

операция 45 – чистовая обточка на размер D с допуском h9на токарном станке, расточка внутреннего диаметра. Обра­батываются три-четыре кольца вместе (рис. 7, г). Кольца устанавливаются в накидную шайбу 1, закрепляются дис­ком 2 и тягой 3с помощью пневматического устройства 4.После закрепления шайбу 1 отводят влево. Фаски снимают у каждого кольца отдельно;

операция 50 – калибровка замка в размер а на горизон­тально-фрезерном станке. Кольцо устанавливается в калиб­ровочную выточку приспособления, равную диаметру цилин­дра. Иногда калибровка осуществляется слесарями вручную с проверкой щупом в кольцевом калибре;

операция 55 – зачистка кромок, фасок и т. д.

Метод термофиксации применяется и при изготовлении стальных колец. Заготовку – катаную полосу – навивают спиралью на цилиндр, разрезают на отдельные кольца. На­девают на оправку с распоркой, сжимают с торцов дисками и подвергают термофиксации. Дальнейшая обработка ана­логична рассмотренной.

3-й способ: упругие свойства кольца достигаются пу­тем накатки (насечки) внутренней поверхности. Заготовка – цилиндрический барабан или индивидуальные отливки. За­мок прорезают с шириной рабочего зазора а. Затем следует накатка на токарном или карусельном станке каленым риф­леным роликом. Благодаря эксцентричному расположению детали накатка захватывает только дугу, приблизительно равную 2/3 длины окружности и расположенную против замка.

Недостатки: значительные напряжения и пластические де­формации, величина которых не регулируется. При работе вследствие рекристаллизации материала кольцо может поте­рять свои упругие свойства.

Преимущества: экономия металла (малые припуски) и простота механической обработки. Рекомендуется для нена­пряженных двигателей.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector