Как определяется износ канавок поршневых колец
Перейти к содержимому

Как определяется износ канавок поршневых колец

  • автор:

Износ поршней, поршневых колец и рабочей поверхности цилиндра

Износ поршней и колец из-за грязи

Поршень имеет молочно-серое пятно контакта на юбке с тонкими небольшими продольными рисками на жаровом поясе и на юбке поршня. Риски от токарной обработки поршня на юбке полностью сношены. Осевая высота поршневых колец существенно уменьшилась в результате износа и тем самым понизилось также тангенциальное напряжение.

Боковые поверхности компрессионных колец, особенно первого кольца, и боковые поверхности канавок под кольца изношены. Острые маслосъемные кромки поршневых колец имеют повреждения. В микроскопическом увеличении на боковых поверхностях поршневых колец видны следы в результате качения (флаттер). Цилиндры имеют бочкообразный износ. Максимальная величина диаметра находится приблизительно в середине поверхности перемещения колец.

Оценка повреждения

Риски на поршнях и поршневых кольцах, матовое пятно контакта на юбке поршня, следы качения на боковых поверхностях колец, а также бочкообразный износ цилиндра всегда являются следствием абразивных посторонних тел в масляном контуре. Изношенные на рабочих и на боковых поверхностях поршневые кольца больше не в состоянии достаточно уплотнять цилиндры от проникновения масла в камеру сгорания.

Одновременно повышается давление в картере двигателя за счет газов сжигания, протекающих мимо поршней. Это избыточное давление может привести к выходу повышенного количества масла на радиальных уплотнительных кольцах для вала, на уплотнениях клапана и на других местах уплотнения. Следы результата качения на кольцах возникают в том случае, если частицы грязи откладываются в канавке колец и кольцо при своем вращении все вновь и вновь движется по частице грязи, что оставляет типичные следы.

Возможные причины повреждения

Абразивные частицы грязи, попавшие в двигатель вместе со всасываемым воздухом из-за недостаточной фильтрации, напр., в результате:

  1. отсутствующих, дефектных, деформированных воздушных фильтров или некачественного их обслуживания
  2. негерметичных мест в системе всасывания, напр., перекос фланцев, отсутствие уплотнений или дефектные или пористые шланги
  3. частицы грязи, которые при капитальном ремонте двигателя не были полностью удалены

Часто детали двигателей при капитальном ремонте подвергаются пескоструйной или стеклоструйной обработке для очистки поверхности от трудно удаляемых отложений или остатков сгорания. Если при этом материал обработки проникает в материал двигателя и не будет тщательно удален, он может выйти в процессе работы двигателя и вызвать абразивный износ. Частицы истирания, появляющиеся при обкатке двигателя и затем в результате слишком поздней смены масла снова попавшие через масляный контур к паре скольжения и вызывающие износ. Особенно они наносят ущерб острым маслосъемным кромкам поршневых колец.

Как определяется износ канавок поршневых колец

Захаров Юрий Альбертович 1 , Шарагин Алексей Евгеньевич 2
1 Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, кандидат технических наук, доцент
2 Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, студент

Аннотация
В большинстве случаев 40-50 % дефектуемых поршней двигателей внутреннего сгорания автомобилей подлежат вторичному использованию. Такая ситуация возможна только при условии возможности восстановления поршневых канавок, причем, как правило, наибольший износ имеет первая канавка под компрессионное кольцо. То есть, восстановление геометрии поршневых канавок является лимитирующим фактором влияющим на дальнейшее определение назначение поршня ДВС.

REPAIR AND RESTORATION OF FLUTES OF PISTONS INTERNAL COMBUSTION ENGINES OF CARS

Zakharov Yury Albertovich 1 , Sharagin Alexey Evgenyevich 2
1 Penza state university of architecture and construction, Candidate of Technical Sciences, associate professor,
2 Penza state university of architecture and construction, student, Penza state university of architecture and construction

Abstract
In most cases 40-50% of the checked pistons of internal combustion engines of cars are subject to recycling. Such situation is possible only on condition of possibility of restoration of piston flutes, and, as a rule, the first flute under a compression ring has the greatest wear. That is, recovery of geometry of piston flutes is the limiting factor influencing further definition purpose of the DVS piston.

Библиографическая ссылка на статью:
Захаров Ю.А., Шарагин А.Е. Ремонт и восстановление канавок поршней двигателей внутреннего сгорания автомобилей // Современные научные исследования и инновации. 2015. № 1. Ч. 1 [Электронный ресурс]. URL: https://web.snauka.ru/issues/2015/01/46086 (дата обращения: 23.02.2024).

В связи с высоким износом основной части машинно-тракторного парка и низким его обновлением, а также высокой стоимостью запасных частей и ремонтов на стороне актуальным становится вопрос о ремонте и восстановлении деталей внутри предприятия [1-6]. Это относится и к цилиндро-поршневой группе, в состав которой входит поршень.

Поршень является одной из основных деталей поршневого двигателя внутреннего сгорания машин, именно он совместно с компрессионными кольцами и гильзой цилиндра обуславливает величину компрессии двигателя, его мощностные характеристики и стабильность работы. Поршень при работе двигателя воспринимает колоссальные нагрузки, совершая возвратно-поступательное движение, формируя условия для выполнения тактов работы ДВС. Соответственно, поршень во время эксплуатации подвержен износу и появлению эксплуатационных дефектов. При дефектации поршней обращают внимание на размеры и состояние посадочных отверстий под поршневой палец, на размеры и состояние самого поршневого пальца, а самое главное на состояние поршневых канавок, выточек на теле поршня под компрессионные и маслосъемные кольца. Как правило, 40-50% поршней бывших в эксплуатации пригодны к эксплуатации при условии надлежащего состояния поршневых канавок [1, 6]. Таким образом, техническое состояние поршневых канавок их макро и микрогеометрия определяют дальнейшую «судьбу» поршня при дефектации.

Главным выбраковочным параметром служит – размер первой поршневой канавки, так как сопряжение первое поршневое кольцо – канавка поршня изнашивается больше, чем другие.

В индивидуальном производстве в таких поршнях работоспособность сопряжения первое поршневое кольцо – канавка поршня может быть восстановлена применением дополнительной ремонтной детали [2-4].

Для этого в предварительно проточенную канавку поршня устанавливают пружинное кольцо в комплекте с поршневым кольцом номинального размера. Размеры пружинного кольца и канавки выбирают из условия обеспечения требуемого зазора между кольцом и канавкой поршня. Пружинные кольца изготавливают из стальной ленты У-7 или У-8 методом навивки с последующей термофиксацией. Толщина ленты должна быть в пределах 0,75…1 мм, а ширина равна размеру дополнительной канавки над первым кольцом. Температура термофиксации 400С° [4-5].

Достоинством данного метода восстановления работоспособности поршней является простота технологического процесса. Недостатком является недолговечность восстановленной части.

С целью увеличения срока службы гильз цилиндров ДВС промышленность выпускает увеличенные ремонтные поршни с наружным диаметром рабочей части больше нормальных на 0,7 мм [6]. Одновременно с этим отработанные поршни увеличенных размеров с незначительными износами наружной цилиндрической поверхности также могут продолжать работать.

Поршни, отвечающие техническим условиям для дальнейшей работы, отправляют на участок механической обработки для проточки с ремонтного размера на нормальный размер. После проточки наружную поверхность поршня шлифуют.

Обрабатывают поршни на токарно-винторезном станке, поршень укрепляют в приспособлении. Приспособление состоит из основания (конус Морзе), цилиндрической части, диска. Диск сделан для упора и центровки при обработке поршней двигателей различных марок [4-5].

Для углубления канавок поршней под компрессионные и маслосъемные кольца используют обычные резцы с пластинами твердого сплава и с шириной режущей грани, точно соответствующей размеру ширины канавок поршневых колец.

При соблюдении технических условий при механической обработке поршней на уменьшенные размеры и точном выполнении слесарно-подгоночных работ поршневые группы будут работать надежно.

Достоинством данного метода является большая экономия т. к. для восстановления работоспособности не требуется дополнительных материалов.

Недостатком является то, что данным методом можно восстанавливать поршневые канавки с небольшим износом.

Также применяют для восстановления поршневых канавок аргонно-дуговую наплавку. Для наплавки используют неплавящиеся вольфрамовые электроды. Их затачивают в виде карандаша. В зону дуги под определенным давлением подается аргон. Дуга разрушает поверхностную оксидную пленку, а аргон предохраняет расплавленный и присадочный материал от окисления. Присадочным материалом может быть проволока или полоса из того же сплава, что и основной материал. Допускается применение алюминиевой проволоки марки АК, содержащей до 5% кремния. Для сварки используют специальные установки УДГ-301, УДГ-501, УДАР-500 [4-5]. Защитный газ в этих установках подается автоматически с помощью электромагнитного клапана. Источником питания служит сварочный трансформатор с дросселем насыщения.

Достоинством является то, что восстановление производится материалом сходным по составу с основным, а так же высокая скорость наплавки.

Недостатком данного способа является наличие высокой температуры в зоне наплавки, что может привести к деформации детали.

Применяется для восстановления геометрии поршневых канавок метод пластического деформирования материала, заключающийся в осаждении наружного диаметра поршня в местах разделения поршневых канавок с последующим выглаживанием высаженного материала. Достоинством данного способа является простота и дешевизна его реализации. К недостаткам относят невозможность многократного восстановления таким способом.

Возможно для восстановления канавок поршней применение гальванического осаждения покрытий. Метод заключается в формировании на изношенной поверхности поршневых канавок слоя металла осажденного из электролита под действием химических реакций и электрического тока. Метод весьма эффективен при условии обеспечения высокой прочности сцепления осаждаемого покрытия с материалом поршня.

В настоящее время все чаще при восстановлении деталей машин находят полимерные материалы. К сожалению, для восстановления поршней ДВС они пока не подходят ввиду невысокой устойчивости полимеров к высоким температурам и ударно-вибрационным нагрузкам. Но возможно в ближайшем будущем полимерные материалы избавятся от этих недостатков и займут свое место среди технологий восстановления поршней ДВС автомобилей.

  1. Захаров, Ю.А. Основные способы упрочнения рабочей поверхности гильз цилиндров двигателей автомобилей [Текст] / Ю.А. Захаров, Л.А. Рыбакова // Молодой ученый. – 2015. – №1. – С. 157-160.
  2. Захаров, Ю.А. К вопросу о совершенствовании гальванических способов восстановления деталей мобильных машин [Текст] / Ю.А. Захаров, И.А. Спицын, Е.В. Ремизов, Г.А. Мусатов // Модели, системы, сети в экономике, технике, природе и обществе. – 2014. – №4(12). – С. 99-104.
  3. Захаров, Ю.А. Восстановление металлизацией деталей транспортно-технологических машин и комплексов [Текст] / Захаров, Е.В. Ремизов, Г.А. Мусатов // Молодой ученый. – 2014. – №19. – С. 199-201.
  4. Голубев, И.Г. Анализ технологических процессов восстановления деталей гальваническими покрытиями [Текст] / И.Г. Голубев, В.В. Быков, А.Н. Батищев, В.В. Серебровский, И.А. Спицын, Ю.А. Захаров // Состояние и перспектива восстановления, упрочнения и изготовления деталей / Сб. материалов. науч.-практ. конф. – Москва: МГУЛ, 1999 – С. 127-128.
  5. Голубев, И.Г. Мониторинг технологических процессов восстановления деталей [Текст] / И.Г. Голубев, В.В. Быков, А.Н. Батищев, В.В. Серебровский, И.А. Спицын, Ю.А. Захаров // Технический сервис в лесном комплексе / Сб. материалов. науч.-практ. конф. – Москва: МГУЛ, 2000.– С.31.
  6. Родионов, Ю.В. Производственно-техническая инфраструктура и основы проектирования станций технического обслуживания автомобилей и автотранспортных предприятий: учебное пособие [текст] / Ю.В. Родионов. – Пенза: ПГУАС, 2012. – 267 с.

© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Признаки неисправности поршневых колец

Что такое поршневые кольца, каковы признаки их неисправности и чем это чревато? Подлежат ли они ремонту или возможна только замена? А также о том, как не ошибиться при выборе новых поршневых колец, мы и поговорим в данной статье.

Поршневые кольца, их типы и назначение

По конструкции каждое поршневое кольцо представляет собой упругую пружинящую деталь в форме незамкнутого кольца, изготовленную из прочного, износостойкого металла, которую с незначительным зазором устанавливают в специальные канавки на головках поршней.

Поршневые кольца решают три основных задачи:

  • уплотняют скользящее движение поршня в цилиндре;
  • регулируют расход масла при этом;
  • предотвращают перегрев поршня, отводя от него лишнее тепло к стенкам цилиндра.

Существует два типа поршневых колец:

  • Компрессионные. Обеспечивают нужную герметичность, не допускают проникновения рабочих газов из надпоршневого пространства в картер.
  • Маслосъемные. Регулируют количество масла в цилиндре. Т.к. слишком малое его наличие между поршнем и стенками цилиндра может привести к перегреву поршня и даже заклиниванию его в цилиндре. А чересчур большое количество – к проникновению в камеру сгорания.

Практически на всех современных бензиновых и скоростных дизельных автомобильных двигателях на одном поршне имеется всего 3 кольца – 2 компрессионных и 1 маслосъемное, которое устанавливается ниже компрессионных колец.

Зазор поршневых колец

Между концами поршневых (незамкнутых) колец имеется зазор определенных размеров. После их установки в канавки поршня, они, принимая его форму, сжимаются, и зазор поршневых колец уменьшается до 0,15 – 0,5 мм. В техдокументации на двигатель указан необходимый размер этого зазора.

Весьма важно, чтобы он выполнялся. Т.к. при увеличенном зазоре возможно проникновение газов в картер движка и, как следствие, снижение его мощности. А последствия уменьшенного зазора могут быть гораздо серьезнее – вплоть до заклинивания колец в цилиндре. Потому незначительное увеличение зазора допускается, а его уменьшение недопустимо.

Возможные неисправности поршневых колец, их внешние признаки и причины

Основная неисправность поршневых колец – износ (преждевременный износ) в процессе продолжительной (неправильной) эксплуатации авто. Кольца отечественных производителей рассчитаны на 150, а ведущих мировых – на 300 тыс. км. Однако иногда служат и до 500 тыс. км.

Но вот неправильная эксплуатация авто может эти пробеги существенно снизить. Причем возможно и лавинообразное разрушение поршневых колец в результате сильного перегрева двигателя или его работы при недостаточной смазке.

Первым признаком неисправности колец может быть:

  • потеря двигателем мощности (снижение тяги в результате снижения компрессии);
  • повышенный расход масла (черный выхлоп, сизый дым, протечка масла через уплотнители);
  • увеличение расхода топлива.

Причем они между собой взаимосвязаны. Заметим также, что эти признаки МОГУТ свидетельствовать о возможной неисправности колец. Но необязательно являться виновником этих нарушений в работе двигателя.

Более точная диагностика колец заключается в проверке компрессии в цилиндрах и состояния цилиндропоршневой группы с помощью сжатого воздуха.

Замена поршневых колец

Поршневые кольца ремонту в принципе не подлежат, и требуется исключительно их замена. А, значит, потребуется приобретение новых. При их выборе обратите внимание вначале на упаковку. Производители качественных колец уделяют ей немалое внимание: это и само оформление, полная информация об изготовителе, дате выпуска, материале изготовления и пр.

Следует внимательно осмотреть и сами кольца на наличие дефектов, указан ли на них верх. Приложена ли инструкция по установке и т.д. Мы бы рекомендовали приобретать сертифицированные запчасти к двигателям мирового бренда MAHLE original.

* Применяемость деталей конкретно для Вашего автомобиля уточняйте у менеджеров по телефону: 8 800 555-43-85 (звонок по России бесплатный).

Производитель Артикул Наименование Применяемость*
MAHLE 03319N0 Кольца поршневые Audi
MAHLE 00114N0 Кольца поршневые Mercedes-Benz
MAHLE 03316N1 Кольца поршневые Audi
MAHLE 01108N1 Кольца поршневые Opel
MAHLE 01170N0 Кольца поршневые Opel
MAHLE 01195N1 Кольца поршневые Opel
MAHLE 01317N0 Кольца поршневые Ford
MAHLE 02158V0 Кольца поршневые Renault
MAHLE 02162N1 Кольца поршневые Renault
MAHLE 08316N0 Кольца поршневые BMW

Купить кольца поршневые большинства известных мировых брендов и другие запчасти к иномаркам можно в гипермаркете IXORA. Консультативную помощь в выборе товара всегда окажут наши менеджеры.

Полезная информация:

  • Почему стучит в двигателе автомобиля и можно ли по стуку определить его причины
  • Причины нестабильной работы двигателя на холостом ходу
  • Как отрегулировать клапана двигателя своими руками

Получить профессиональную консультацию при подборе товара можно, позвонив по телефону 8 800 555-43-85 (звонок по России бесплатный).

Оценка бывших в употреблении поршней

Рис. 1. Измерение зазора кольца по высоте

Возможно ли дальнейшее применение бывших в употреблении поршней, если устанавливаются новые поршневые кольца? Как измеряют зазор кольца по высоте? В каком случае кольцевая канавка считается изношенной? Для чего нужен щуп? Об этом вы узнаете здесь.

Если на бывший в употреблении поршень должны быть установлены новые поршневые кольца, то пригодность дальнейшего использования поршня определяется по величине зазоров колец по высоте. Соответствующее поршневое кольцо вставляют в очищенную кольцевую канавку, как показано на Рис. 1, после чего с помощью щупа измеряют зазор. Для определения зазора нового поршневого кольца по высоте в канавке бывшего в употреблении поршня лучше воспользоваться методом, представленным на рисунке, чем монтировать кольцо на поршень. Это объясняется тем, что монтирование поршневого кольца и его повторное снятие с поршня могут привести к деформации материала, которая отрицательно повлияет на работу кольца в дальнейшем.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *