Механическая часть двигателя / Ремонт - Механическая часть двигателя / Замена поршневых колец

Замена поршневых колец

Замена поршневых колец - это ремонт цилиндропоршневой группы, при котором двигатель разбирают, извлекают поршни, измеряют цилиндры и устанавливают новые компрессионные и маслосъемные кольца.

Поршневые кольца герметизируют камеру сгорания, отводят тепло от поршня к стенке цилиндра и регулируют количество моторного масла на рабочей поверхности. Их износ, залегание или разрушение могут вызвать низкую компрессию, прорыв газов в картер, синий дым и повышенный расход масла.

Установка нового комплекта поршневых колец имеет смысл только при допустимой геометрии цилиндров, исправных поршнях и пригодных канавках. При критической овальности, конусности или глубоких задирах требуется расточка, установка ремонтных поршней, гильзование или капитальный ремонт.

Основное правило: новые кольца не восстанавливают изношенный цилиндр. Ремонт без измерения диаметра, овальности, конусности и зазоров поршневых канавок часто дает кратковременный результат.

Сначала определяют источник расхода масла. Причиной могут быть сальники клапанов, турбокомпрессор или вентиляция картера.
Компрессионные и маслосъемные кольца выполняют разные функции.
Каждое кольцо проверяют в конкретном цилиндре по зазору в замке.
Поршневые канавки измеряют, а не только очищают.
После хонингования блок тщательно отмывают от абразива.
Направление и расположение замков определяются документацией двигателя и комплекта.

Содержание

Функции поршневых колец
Типы колец
Когда нужна замена
Когда причина не в кольцах
Диагностика до разборки
Оценка расхода масла
Компрессия и пневмотест
Эндоскопия цилиндров
Давление картерных газов
Разборка двигателя
Маркировка деталей
Извлечение поршней
Осмотр старых колец
Очистка поршней
Проверка канавок
Дефектовка поршней
Измерение цилиндров
Овальность и конусность
Хонингование
Когда нужна расточка
Зазор в замке
Боковой зазор
Маркировка и направление
Маслосъемное кольцо
Расположение замков
Установка колец
Установка поршня
Шатуны и вкладыши
Окончательная сборка
Первый запуск
Обкатка
Типичные ошибки
Когда замены недостаточно
Безопасность
Товарные группы TESMA
Частые вопросы

Функции поршневых колец

ограничение прорыва газов в картер;
передача тепла от поршня к цилиндру;
удаление лишнего масла со стенки цилиндра.

Полной газонепроницаемости не существует. Небольшой поток картерных газов присутствует даже в исправном двигателе.

Эффективность уплотнения зависит от:

геометрии цилиндра;
шероховатости поверхности;
состояния поршневых канавок;
давления сгорания;
температуры;
смазки;
работы вентиляции картера.

Типы поршневых колец

Верхнее компрессионное кольцо

Работает в наиболее горячей зоне и воспринимает основную часть давления газов. Оно может иметь специальное покрытие, фаску и асимметричный профиль.

Второе компрессионное кольцо

Дополняет уплотнение и участвует в контроле моторного масла. Его нельзя переставлять на место верхнего.

Маслосъемное кольцо

Снимает лишнее масло и направляет его через отверстия поршня обратно в картер.

Оно может быть цельным или состоять из двух тонких дисков и расширителя.

Когда может потребоваться замена

подтвержден износ поршневых колец;
кольца потеряли подвижность;
компрессия снижена из-за поршневой группы;
пневмотест показывает большой поток в картер;
повышен расход масла;
появляется синий дым;
кольцо сломано;
двигатель ремонтируется после перегрева;
цилиндры хонингуются или растачиваются;
устанавливаются новые поршни;
проводится капитальный ремонт.

Кольца не являются обычной регламентной деталью.

Когда причина расхода масла может быть другой

изношены сальники клапанов;
увеличен зазор направляющих клапанов;
неисправен турбокомпрессор;
заблокирована вентиляция картера;
неисправен маслоотделитель;
есть наружная утечка;
используется неподходящее масло;
масло поступает через систему наддува;
повреждена прокладка головки блока.

Диагностика до разборки

реальный расход масла;
наружные утечки;
цвет и режим появления дыма;
компрессия по цилиндрам;
результат пневмотеста;
давление картерных газов;
состояние свечей;
эндоскопия цилиндров;
состояние турбокомпрессора;
работа вентиляции картера;
давление моторного масла;
история перегревов.

Оценка расхода моторного масла

Устранить наружные утечки.
Установить контрольный уровень.
Использовать одинаковую методику измерения.
Записывать пробег и долив.
Учитывать нагрузку и обороты.

Основная страница: «Повышенный расход моторного масла».

Отсутствие видимого дыма не исключает сгорание масла.

Компрессия и пневмотест

Сильный выход воздуха в картер может указывать на кольца, поршень или цилиндр. Небольшой поток является нормальным и оценивается сравнительно.

Мокрый тест компрессии не заменяет измерение деталей.

Эндоскопия цилиндров

Эндоскопия цилиндров двигателя позволяет увидеть:

вертикальные задиры;
следы перегрева;
повреждение днища поршня;
масляные отложения;
попадание постороннего предмета;
остатки сетки хона.

Эндоскоп не измеряет диаметр и овальность.

Давление картерных газов

Повышенное давление может быть вызвано:

износом колец;
повреждением поршня;
задирами цилиндра;
заблокированной вентиляцией картера;
неисправным клапаном вентиляции;
ошибкой подключения шлангов;
слишком высоким уровнем масла.

Сначала проверяют систему вентиляции картера.

Разборка двигателя

Для доступа могут потребоваться:

снятие двигателя;
демонтаж головки блока;
снятие масляного поддона;
снятие маслоприемника и насоса;
демонтаж балансирного механизма;
снятие шатунных крышек;
удаление верхней ступеньки износа;
снятие форсунок охлаждения поршней.

Маркировка деталей

номер цилиндра;
направление поршня;
положение шатуна;
положение шатунной крышки;
расположение замков вкладышей;
размерная группа поршня;
маркировка цилиндра;
положение масляных форсунок.

Шатунные крышки нельзя менять местами и переворачивать.

Извлечение поршней

Проверить верхнюю ступеньку цилиндра.
Защитить шейку коленчатого вала.
Снять шатунную крышку.
Осторожно вытолкнуть поршень вверх.
Не ударять металлическим инструментом по шатуну.
Не повредить масляную форсунку.
Сохранить крышку вместе с шатуном.

Осмотр старых колец

Кольца неподвижны

Возможны нагар, перегрев или окисленное моторное масло.

Кольцо сломано

Проверяют канавку, перемычку поршня, цилиндр, детонацию и правильность предыдущей сборки.

Неравномерный контакт

Возможны овальность цилиндра, деформация кольца или перекос шатуна.

Забиты масляные отверстия

Масло не отводится из маслосъемной канавки.

Очистка поршней

Нельзя повреждать:

днище;
канавки;
перемычки;
юбку;
отверстие пальца;
антифрикционное покрытие;
маслоотводные отверстия.

Все отверстия маслосъемной канавки должны быть полностью очищены.

Проверка поршневых канавок

ширина канавки;
боковой зазор кольца;
параллельность поверхностей;
износ опорной плоскости;
трещины перемычек;
задиры;
чистота отверстий.

Разбитая канавка требует замены поршня.

Дефектовка поршня

трещины и прогар;
задиры юбки;
диаметр в контрольной точке;
овальность;
зазор в цилиндре;
состояние пальца;
стопорные кольца;
покрытие;
маркировка направления.

Поврежденный поршень не восстанавливается только новыми кольцами.

Измерение цилиндров

Цилиндры измеряют нутромером в нескольких направлениях и на разной высоте.

Определяют:

фактический диаметр;
овальность;
конусность;
различия между цилиндрами;
пригодность для стандартного размера.

Подробнее: «Износ цилиндров двигателя».

Овальность и конусность

Овальность означает различие диаметра в перпендикулярных направлениях. Конусность означает различие диаметра по высоте цилиндра.

Последствия:

неполное прилегание колец;
прорыв газов;
расход масла;
локальный перегрев;
быстрый износ новых деталей;
неравномерная компрессия;
поршневой стук.

Хонингование цилиндров

Правильная поверхность:

удерживает моторное масло;
помогает кольцам приработаться;
удаляет полированную поверхность;
формирует требуемую микрогеометрию.

После обработки блок отмывают до полного удаления абразивных частиц.

Когда требуется расточка или гильзование

диаметр превышает норму;
овальность или конусность слишком велики;
есть глубокие задиры;
повреждена гильза;
есть трещина;
невозможно получить правильный зазор поршня;
цилиндр деформирован после перегрева.

Возможны расточка под ремонтный поршень, установка новой гильзы цилиндра, замена блока или двигателя.

Проверка зазора в замке

Установить кольцо в цилиндр.
Выровнять его поршнем.
Измерить зазор щупом.
Повторить измерение в нужных зонах.
Сравнить с заводским диапазоном.
Закрепить кольцо за конкретным цилиндром.

Маленький зазор может привести к смыканию концов после нагрева и разрушению поршня или цилиндра.

Большой зазор увеличивает прорыв газов.

Боковой зазор в канавке

Маленький зазор способен заклинить кольцо после нагрева. Большой вызывает ударное движение и перекачивание масла.

Изношенная канавка требует замены поршня.

Маркировка и направление

Кольца могут иметь:

обозначение TOP;
точку или букву;
фаску;
ступенчатый профиль;
асимметричное покрытие.

Направление определяется инструкцией конкретного комплекта.

Сборка маслосъемного кольца

Установить расширитель.
Проверить, что его концы не накладываются.
Установить нижний диск.
Установить верхний диск.
Проверить свободное движение.
Развести замки по схеме.

Расположение замков колец

Замки располагают по схеме производителя и не оставляют на одной линии.

Универсальной схемы углов для всех двигателей не существует.

Установка колец на поршень

Очистить поршень и канавки.
Сверить профили колец.
Установить маслосъемное кольцо.
Установить второе компрессионное кольцо.
Установить верхнее кольцо.
Использовать расширитель колец.
Не растягивать детали чрезмерно.
Проверить маркировку.
Проверить подвижность.
Расположить замки по инструкции.

Установка поршня в цилиндр

Очистить и смазать цилиндр.
Смазать поршень и кольца.
Проверить направление поршня.
Установить оправку.
Полностью сжать кольца.
Защитить шейку коленчатого вала.
Осторожно ввести поршень.
Остановиться при сильном сопротивлении.
Направить шатун на шейку.
Установить вкладыши и крышку.

Шатуны и вкладыши

Проверяют:

геометрию шатунов;
поршневые пальцы;
втулки верхних головок;
нижние головки;
шатунные болты;
вкладыши шатунные;
шейки коленчатого вала;
масляные отверстия.

Окончательная сборка

соблюдать моменты и углы затяжки;
заменить одноразовые болты;
установить новые прокладки;
проверить насос и маслоприемник;
очистить масляные каналы;
проверять вращение коленчатого вала;
правильно установить фазы ГРМ;
установить новый масляный фильтр;
залить подходящее моторное масло;
удалить воздух из системы охлаждения.

Могут потребоваться комплекты прокладок, прокладка головки блока цилиндров и новые болты головки.

Первый запуск

Проверить уровни жидкостей.
Создать предварительное давление масла.
Убедиться в подаче масла.
Запустить без резкого повышения оборотов.
Измерить давление масла.
Проверить утечки.
Контролировать температуру.
Остановить двигатель при сильном стуке или отсутствии давления.

Обкатка новых колец

не давать максимальную нагрузку сразу;
не держать постоянные обороты долго;
не оставлять двигатель надолго без нагрузки;
изменять обороты и нагрузку;
контролировать уровень масла;
контролировать температуру;
проверять утечки;
выполнить предусмотренную раннюю замену масла и фильтра;
повторно оценить компрессию и расход масла.

Типичные ошибки

замена колец без измерения цилиндров;
установка в изношенные канавки;
отсутствие необходимого хонингования;
неправильная шероховатость;
плохая мойка блока;
перепутаны верхнее и второе кольца;
неправильная ориентация;
не измерен зазор в замке;
наложены концы расширителя;
замки расположены на одной линии;
кольца чрезмерно растянуты;
повреждение оправкой;
перепутаны поршни и крышки шатунов;
оставлены поврежденные вкладыши;
не проверен масляный насос;
запуск без давления масла;
не устранена причина перегрева или детонации.

Когда замены колец недостаточно

большая овальность цилиндров;
чрезмерная конусность;
глубокие задиры;
треснувшие поршни;
разбитые канавки;
поврежденные перемычки;
деформированные шатуны;
поврежденные шейки коленчатого вала;
низкое давление масла;
деформированный блок;
комплексный износ двигателя.

Требуются ремонтные поршни, гильзование или капитальный ремонт двигателя.

Правила безопасности

надежно закреплять двигатель на стенде;
не работать под агрегатом, удерживаемым только краном;
защищать шейки коленчатого вала;
не вращать двигатель с незатянутыми крышками;
использовать защиту глаз;
учитывать токсичность растворителей;
не оставлять инструмент внутри двигателя;
не запускать без проверки фаз;
использовать динамометрический ключ;
правильно утилизировать жидкости.

Товарные группы TESMA

Цилиндропоршневая группа

Коленчатый вал и подшипники

Прокладки и крепления

Система смазки

Кольца и поршни подбирают по VIN-коду, коду двигателя, OEM-номеру, номинальному или ремонтному диаметру, толщине колец, высоте поршня, диаметру пальца, размерной группе и результатам измерения цилиндров.

Частые вопросы

Можно ли заменить кольца без расточки блока?

Можно, если диаметр, овальность, конусность и поверхность цилиндров соответствуют норме.

Уменьшится ли расход масла после замены?

Только если причиной были кольца, а цилиндры и поршни пригодны.

Можно ли очистить залегшие кольца без разборки?

Раскоксовка иногда помогает при небольших отложениях, но не устраняет механический износ и повреждения.

Обязательно ли хонингование?

Решение зависит от поверхности цилиндра и требований новых колец.

Зачем измерять зазор каждого кольца?

Фактический размер цилиндров может отличаться, поэтому кольца проверяются индивидуально.

Почему кольца нельзя устанавливать одинаково?

Они имеют разные функции, профили, покрытия и направление.

Почему двигатель продолжает дымить?

Возможны масло в выпуске, неправильная установка, сальники клапанов, турбина, недостаточная приработка или износ цилиндров.

Можно ли оставить старые поршни?

Да, если канавки, юбки, пальцы и размеры соответствуют допускам.

Нужно ли менять шатунные вкладыши?

Их состояние и масляный зазор обязательно проверяют после демонтажа.

Когда оценивать окончательный расход масла?

После предусмотренного периода приработки и контрольного пробега.

Связанные страницы базы знаний TESMA

Что еще прочитать по этой теме

Вывод

Замена поршневых колец начинается с подтверждения причины расхода масла, снижения компрессии или прорыва картерных газов.

После разборки измеряют цилиндры, поршни, канавки, зазоры в замках и боковые зазоры. Новые кольца устанавливают только после подтверждения пригодности цилиндров или правильной механической обработки.

Надежный результат зависит от чистоты блока после хонингования, правильной ориентации колец, исправной системы смазки, точной сборки и режима приработки. При критическом износе цилиндров или поршней требуется полноценный ремонт двигателя.