Замена поршня: когда и как ее проводить?

когда и как ее проводить?

Цилиндры, поршни, кольца и другие детали ЦПГ во время работы двигателя подвержены колоссальным нагрузкам и экстремально высоким температурам.

Поршни являются основным преобразователем энергии ДВС, при этом они постоянно контактируют с внутренними стенками цилиндра и испытывают негативные последствия трения. Степень их износа увеличивается при недостаточной смазке, слишком малых зазорах в цилиндро-поршневой паре или деформации элементов.

Если неисправности возникли впервые, ограничиваются установкой нового комплекта колец. Сами поршни могут прослужить еще несколько таких замен, однако в дальнейшем также потребуют обновления.

Рассмотрим некоторые технологические нюансы, связанные с износом и заменой поршней.

Износу подвергаются прежде всего поршневые кольца, юбка и отверстия под палец.

В результате трения о внутреннюю поверхность цилиндра кольца изнашиваются по наружному диаметру, вследствие трения о торцы канавок поршней – по высоте.

Быстрее всех изнашивается первое поршневое кольцо и первая канавка поршня, так как это сочленение работает в самых тяжелых температурных, абразивных и нагрузочных условиях, зачастую при недостаточной смазке. Кольца обычно изнашиваются быстрее канавок. Они теряют свою упругость и постепенно разрушаются.

В канавках поршня больше всего изнашивается нижний торец, так как эта поверхность почти постоянно контактирует с кольцами и подвергается усиленному давлению с их стороны.

Концы поршневого пальца работают внутри бобышек, а его средняя часть – в верхней головке шатуна. Степень износа этих элементов определяется величиной фактического зазора между ними и пальцем. Для этого измеряют их диаметр в местах сопряжения с отверстиями. Если результаты выходят за допустимые пределы, поршень и палец подлежат замене.

Отверстия в бобышках поршня изнашиваются неравномерно, поэтому со временем приобретают овальную форму. Если их размер не превышает установленную норму, форму исправляют разверткой под размер ремонтного пальца большего диаметра. Диаметр втулки верхней головки шатуна также увеличивают.

Об износе юбки свидетельствуют многочисленные задиры на ее боковых поверхностях, увеличенный зазор между нижней частью тронка и стенками цилиндра (более 0,5 % диаметра гильзы).

Величину зазора измеряют с помощью щупа или индикаторного нутромера в разных частях цилиндра – в менее изношенной нижней и более изношенной средней. Делают это, отступая на 5-10 мм от нижнего края передней или задней стороны юбки поршня.

Поршень подлежит замене, если наблюдаются следующие явления:

• Большой зазор между поршнем и гильзой цилиндра
• Многочисленные задиры на юбке поршня
• Повреждения (царапины, трещины) на днище и жаровом поясе поршня, вызванные нарушением процесса сгорания топливно-воздушной смеси
• Неравномерный износ и деформация канавок для поршневых колец (в результате кольца интенсивно вибрируют, наблюдается повышенный расход масла и прорыв картерных газов)

При подборе нового поршня обязательно проверяйте его форму – она должна быть конусной. Расширение поршня при нагреве происходит неравномерно (больше всего на днище, меньше – на юбке), поэтому под воздействием высоких температур конус превращается в правильный цилиндр.

Степень конусности зависит от теплового режима двигателей – чем он выше, тем больше разница диаметров в верхней и нижней части поршня.

На днище поршня указан его диаметр в районе поршневых колец. Однако при выборе новой детали лучше ориентироваться на другую величину – диаметр нижней части юбки. В таком случае обкатка пройдет быстрее и безопаснее.

Зазор между нижней частью юбки поршня и стенками цилиндра должен составлять от 0,05 до 0,1 мм. Точное значение зависит от объема цилиндра и указано в мануале двигателя.

Правильность зазора между поршнем и цилиндром проверить несложно: после нагрева деталей до 150 С поршень опускают в гильзу и следят за его положением. При нормальном зазоре поршень не падает и не заклинивает, а плавно опускается под тяжестью собственного веса.

Выбирая поршни, обращайте внимание на фирму и материал. Дешевые алюминиевые комплекты от неизвестных производителей – вряд ли хороший вариант. Недорогие сплавы, из которых изготавливают такие поршни, не содержат кремния, придающего им прочность, а также не имеют должного теплового расширения.

Поршни из качественных износостойких материалов обеспечат отличные рабочие характеристики двигателя и позволят существенно увеличить межсервисные интервалы.

В целях максимального увеличения ресурса поршней некоторые производители наносят на их юбки антифрикционные покрытия. Сегодня сделать это может не только предприятие, но и любой автовладелец, так как такие составы начали выпускаться в удобных аэрозольных фасовках.

Для обработки деталей двигателя существует специальное твердосмазочное покрытие – MODENGY Для деталей ДВС. Он подходит как для промышленного применения, так и для частных случаев нанесения.

Состав с высокодисперсным дисульфидом молибдена и графитом предотвращает появление задиров на юбках поршня, может использоваться как для создания нового защитного слоя, так и для восстановления изношенного заводского покрытия.

Применение MODENGY Для деталей ДВС способствует уменьшению шума при работе двигателя, повышению его КПД и снижению расхода топлива.

Аэрозольный баллон позволяет наносить состав быстро и равномерно. Покрытие высыхает при комнатной температуре, что очень удобно для гаражных условий.

Перед использование материала поверхности необходимо подготовить с помощью Специального очистителя-активатора MODENGY – он гарантирует отличную адгезию покрытия и долгий срок его службы.

Осмотр и замену поршней можно производить без снятия двигателя с автомобиля. Разборка ГБЦ осуществляется следующим образом:

• После слива остатков масла головка демонтируется вместе с прокладкой ГБЦ
• С верхней части цилиндра снимается нагар (в противном случае не будет возможности вытащить поршень и определить его возможные неисправности)
• Диаметр цилиндра замеряется нутромером
• Поддон полностью разбирается, оставшееся масло сливается
• Дно осматривается на предмет наличия металлических обломков (колец, успокоителей цепи и пр. )
• Масляная пленка осматривается на свету: если она не начинает искриться, значит, вкладыши изношены и их нужно заменить
• Поршень аккуратно вытаскивается вместе с шатуном и кольцами; если на юбке имеются глубокие задиры, наблюдается прогар днища и поверхности в зоне верхнего компрессионного кольца, проводится замена поршня

Поршень, палец и бронзовая втулка верхней головки шатуна работают в тесном контакте, поэтому, как правило, подлежат замене вместе.

Чтобы отделить поршень от шатуна, нужно вынуть стопорные кольца из отверстий в бобышках, а затем с помощью пресса достать поршневой палец. При необходимости тем же прессом снимается бронзовая втулка.

Приступая к сборке комплекта «поршень-палец-шатун» необходимо убедиться, что они имеют одинаковые диаметры отверстий. Т.е. маркировка, нанесенная на один из бобышек поршня, торцы пальца и верхнюю головку шатуна, должна быть выполнена краской одного цвета.

Перед соединением поршень и шатун проверяются на параллельность осей с помощью контрольного приспособления с индикаторными головками.

Палец запрессовывается в отверстия бобышек поршня и верхней головки шатуна без использования ударной техники. Стопорные кольца вставляются в канавки бобышек. Готовые поршни с шатунами устанавливаются в гильзы цилиндров.

Возврат к списку

когда и как ее проводят?

Система ХАССП и ее роль в пищевой промышленности

Подшипники скольжения центробежных насосов будут работать надежнее с покрытиями MODENGY

Силиконовая смазка. Виды, свойства, предназначение

Антикоррозионная защита фланцевого крепежа с применением системы покрытий MODENGY

Колоссальные нагрузки и экстремально высокие температуры в процессе работы двигателя оказывают разрушительное воздействие на основные детали цилиндро-поршневой группы – цилиндры и поршни.

В результате постоянного контакта данная пара испытывает трение, сила которого увеличивается при недостаточной смазке, слишком малых зазорах и деформационных изменениях элементов.

При первичном возникновении проблем в работе поршневой группы ограничиваются, как правило, заменой колец. Сами поршни могут прослужить намного дольше (2-3 таких замены), однако рано или поздно они также потребуют обновления. Вместе с этим обычно производится расточка цилиндров в целях восстановления их правильной геометрии.

Далее рассмотрим, какие элементы поршня больше других подвержены износу, как определить его степень и предотвратить нежелательные последствия.

Виды износа конструктивных элементов поршня

Тяжелые условия работы цилиндро-поршневой группы сказываются, прежде всего, на состоянии поршневых колец, юбки поршня и отверстия под палец.

Износ колец

Наибольшему трению о внутреннюю поверхность цилиндра подвергаются поршневые кольца, которые изнашиваются по наружному диаметру и по высоте вследствие трения о торцы канавок.

Быстрее других изнашивается первое кольцо и первая канавка поршня, так как они работают в условиях самых высоких температур и нагрузок, испытывают влияние абразивов и недостаток смазки. В результате внутренних напряжений кольца теряют свою упругость и разрушаются.

В канавках прежде всего изнашивается нижний торец, почти постоянно контактирующий с кольцами (за исключением такта всасывания) и подвергающийся усиленному давлению с их стороны.

Неравномерный износ и деформация канавок вызывает сильную вибрацию поршневых колец, повышенный расход масла и прорыв картерных газов.

Забитые дренажные отверстия в нижней канавке вызывают угорание масла.

При замене поршневых колец канавки восстанавливают на токарном станке – для улучшения прилегания элементов. Если этого не делать, новые кольца в изношенном цилиндре будут деформироваться значительно быстрее старых из-за несоответствия форм и неравномерного распределения удельного давления.

Износ юбки

Об износе юбки поршня свидетельствует появление на ней многочисленных задиров, из-за которых зазор между нижней частью юбки и стенками цилиндра увеличивается. Двигатель при этом начинает работать более шумно.

Пределом износа считается образование зазора, составляющего около 0,5 % диаметра цилиндра. То есть для цилиндров диаметрами 50, 70, 80 мм предельный зазор составляет соответственно 0,25; 0,35; 0,4 мм.

Величину зазора измеряют с помощью щупа или индикаторного нутрометра в разных частях цилиндра – сначала в нижней, менее изношенной, затем в средней.

Износ бобышек

С внутренней стороны юбки имеются приливы (бобышки), в которых просверлены отверстия для поршневого пальца. Оба его конца работают внутри бобышек, а средняя часть – в верхней головке шатуна.

Для проверки износа бобышек измеряется их диаметр. Величина фактического зазора между бобышками и пальцем, а также диаметр последнего в местах сопряжения с отверстиями должны соответствовать определенным нормам. Если допустимые пределы нарушены, поршень и палец подлежат замене.

Отверстия в бобышках из-за неравномерного износа со временем становятся овальными. Если их размер при этом не превышает установленную норму, форму исправляют разверткой.

Если при осмотре поршней на днище и жаровом поясе наблюдаются царапины, трещины и другие повреждения, вызванные чаще всего нарушением процесса сгорания топливно-воздушной смеси, поршни нуждаются в замене.

Что следует учитывать при выборе новых поршней?

При подборе новых поршней необходимо обязательно проверять их форму: диаметр верхней части (на участке рядом с кольцами) должен быть меньше диаметра нижней. При нагреве поршней, который происходит неравномерно (больше всего на днище, меньше – на юбке) конус превращается в правильный цилиндр.

Степень конусности поршней зависит от типа двигателей и их теплового режима – чем он выше, тем конусность больше.

На днище поршней указан их диаметр в районе колец. Однако при выборе новых деталей лучше ориентироваться на другую, наибольшую величину – диаметр нижней части юбки. Зазор между ней и стенками цилиндра должен составлять от 0,05 до 0,1 мм (более точные значения указаны в мануале).

Проверить правильность зазора несложно: после нагрева поршня и цилиндра до 150 °С поршень опускают в гильзу и следят за его прохождением. При нужном зазоре он плавно опускается под тяжестью собственного веса – не заклинивает и не падает.

Выбирая поршневые комплекты, следует обязательно обращать внимание на фирму-производителя и материал. Дешевые алюминиевые детали неизвестных марок вряд ли прослужат долго. Недорогие сплавы с отсутствием кремния не обладают высокой прочностью и не имеют должного теплового расширения.

Отличные рабочие характеристики двигателя и увеличение межсервисных интервалов обеспечивают только поршни из качественных износостойких материалов.

В целях повышения прочности и ресурса поршней многие производители обрабатывают их юбки специальными антифрикционными материалами. Сегодня они доступны не только крупным предприятиям, но и всем автовладельцам. Антифрикционные твердосмазочные покрытия выпускает российская компания «Моденжи».

Для работы с двигателем в их линейке существует специальный аэрозольный состав – MODENGY Для деталей ДВС с дисульфидом молибдена и графитом. Он может использоваться как для создания нового защитного слоя на юбках поршней, так и для восстановления изношенного заводского покрытия.

После нанесения на юбки поршня связующие вещества, входящие в состав покрытия, полимеризуются, а твердые смазочные частицы равномерно распределяются по трущимся поверхностям, образуя прочную протекторную пленку. Она предотвращает появление задиров и снижает фрикционный износ поршней.

Сбалансированная аэрозольная упаковка позволяет наносить покрытие быстро и равномерно. При комнатной температуре состав высыхает за 12 часов, при нагреве до +170 °C – за 20 минут.

MODENGY Для деталей ДВС может использоваться не только на юбках поршней, но и в дроссельных заслонках, вкладышах распределительных и коленчатых валов, шлицевых соединениях, штоках клапанов.

Перед использование покрытия обязательна предварительная подготовка поверхностей. Отличную адгезию и долгий срок службы покрытия гарантирует Специальный очиститель‑активатор MODENGY. Он выпускается как отдельно, так и в наборе с покрытием, что позволяет не только добиться наилучшего результата, но и сэкономить.

Как поменять поршни самостоятельно?

Проверить состояние цилиндро-поршневой группы и диагностировать возможные неисправности можно самостоятельно, без снятия двигателя. Однако для этого потребуются определенные знания и навыки.

• Для начала слейте имеющееся внутри ГБЦ масло. После демонтажа головки проанализируйте состояние прокладки, если оно вызывает опасения – удалите ее полностью
• Обязательно снимите нагар с верхней части цилиндра, в противном случае вытащить поршень и оценить его исправность будет проблематично
• Замеряйте диаметр цилиндра при помощи нутромера. Прокручивая коленвал, убедитесь, что на гильзе имеются расточки – глубокие риски, расположенные в вертикальном положении
• Демонтируйте поддон, слейте остатки масла и осмотрите дно на предмет наличия металлических обломков (колец, успокоителей цепи и пр. ). Тщательно осмотрите масляной пленку – если на свету она не искрится – вкладыши изношены и требуют замены
• Аккуратно достаньте поршень вместе с шатуном и кольцами, проверьте их состояние. Если на юбке имеются глубокие задиры, наблюдается прогорание днища и поверхности в зоне первого компрессионного кольца, износ верхней канавки больше допустимого – необходимы дальнейшие действия по разборке поршня, а также его замене вместе с пальцем и бронзовой втулкой верхней головки шатуна
• Чтобы отделить поршень от шатуна, удалите из отверстий в бобышках стопорные кольца, с помощью пресса достаньте поршневой палец и шатун. В случае необходимости тем же прессом снимите бронзовую втулку
• Перед сборкой комплекта «поршень-палец-шатун» убедитесь, что маркировка на этих элементах выполнена краской одного цвета – то есть они имеют одинаковые диаметры отверстий
• Соедините поршень с шатуном, проверив параллельность осей с помощью контрольного приспособления с индикаторными головками
• Запрессуйте палец в отверстия бобышек поршня и верхней головки шатуна, затем вставьте в канавки бобышек стопорные кольца
• В качестве заключительного шага установите поршни с шатунами в гильзы цилиндров.

Причины замены поршней — UnderhoodService

Хотя поршни часто можно спасти при восстановлении или восстановлении двигателя, иногда их приходится заменять. На оригинальных поршнях могут быть изношены или повреждены кольцевые канавки, поршневые пальцы или юбки, а также могут быть трещины. Новые поршни также могут потребоваться, если цилиндры имеют слишком большой конусный износ, и блок необходимо расточить до увеличенного размера. Или, может быть, вы просто не хотите повторно использовать оригинальные поршни, если вы строите мощный двигатель или двигатель с высокой нагрузкой, такой как дизельный пикап малой грузоподъемности.

Отказ поршня
Поршень может выйти из строя по разным причинам. Худший вид отказа — это катастрофический взрыв, извергающий осколки внутри двигателя. Литой поршень может разлететься, как граната, если он ударит по клапану на высоких оборотах или если в камеру сгорания попадет твердый предмет. Основной причиной может быть обрыв цепи или ремня ГРМ (яркий пример необходимости профилактического обслуживания) или головка клапана может отломиться из-за усталостного разрушения (что может быть вызвано отсутствием концентричности между направляющая и седло клапана), либо тарелка клапана срывает верхнюю часть стержня клапана, либо протягивает фиксатор пружины.

Если ваш клиент ездит с высокопроизводительным двигателем, может произойти тесное столкновение между клапаном и поршнем, если обороты двигателя слишком высоки, что приведет к плаванию клапанов, или если сломается пружина клапана.

Тук-тук
Прогоревшие и сломанные поршни — еще одна проблема, с которой вы часто сталкиваетесь при разборке двигателя. Основной причиной здесь часто является перегрев двигателя, детонация (искровой стук) и/или преждевременное зажигание. Сюда входят проблемы, которые могут скрываться в системе охлаждения автомобиля, системе подачи топлива, системе зажигания и системе контроля выбросов.

Детонация может быть вызвана топливом с низким октановым числом, опережением опережения зажигания, неисправным или забитым клапаном EGR, обедненной топливной смесью (грязные топливные форсунки или слабый топливный насос), накоплением нагара в камере сгорания и в двигателе перегрев. Детонация может произойти, когда топливо самовозгорается из-за чрезмерного нагрева и давления. Внезапное повышение давления может действительно ударить по поршням и кольцам, что приведет к их поломке. Детонация также может повредить шатунные подшипники и прокладку головки блока цилиндров.

Преждевременное зажигание происходит, когда горячая точка внутри камеры сгорания воспламеняет топливо до срабатывания свечи зажигания. Это также вызывает повышенное давление и температуру, которые иногда могут прожечь дыру прямо в верхней части поршня! Преждевременное зажигание чаще всего происходит из-за перегрева двигателя и обедненной топливной смеси, но также может быть результатом использования свечей зажигания с неправильным диапазоном нагрева (слишком горячим).

Замена поршней, поврежденных детонацией или преждевременным зажиганием, в двигателе клиента может временно вернуть двигатель в эксплуатацию. Но новые поршни, скорее всего, постигнет та же участь, что и старые, если условия, вызвавшие проблемы, не будут диагностированы и устранены.

Задиры вдоль
Задиры — еще одно условие, которое может привести к повреждению поршней. Задиры часто являются результатом перегрева, но также могут быть причиной потери смазки, детонации и преждевременного зажигания. Когда двигатель работает на горячую, поршни вздуваются. Это уменьшает зазор между поршнем и стенками цилиндра. Отверстие цилиндра также может деформироваться, что усугубляет проблему. Если поршень изнашивается, он стирает металл со стороны поршня.

Место появления потертостей даст вам ключ к разгадке того, что могло их вызвать. Когда речь идет о перегреве, задиры будут в основном на верхних кольцевых площадках и по бокам рядом с пальцами запястья. На нижней стороне поршня также может быть масляный нагар и лак, указывающие на то, что он перегрелся. Потертости в области нижней юбки часто указывают на недостаток смазки (проверьте масляный насос и сетчатый фильтр). Задиры на кромках или углах упорных сторон поршня могут быть результатом деформации отверстия. Потертости на обеих сторонах упора указывают на заедание штифта запястья.

Нормальный износ также сказывается на поршнях. Постоянное давление и возвратно-поступательные движения в отверстии цилиндра вызывают износ юбки поршня, а также бобышек поршневого пальца и кольцевых площадок. Повышенные температуры и высокие нагрузки вызывают микросварку между кольцами и посадочными площадками, что приводит к быстрому износу посадочных площадок.

Иногда поршневой штифт высвобождается и вгрызается в цилиндр при каждом ходе поршня. Основной причиной здесь могла быть неправильная установка стопорных колец на полностью плавающем поршневом пальце, неправильная установка или установка запрессованного поршневого пальца, искривленный или погнутый шатун, чрезмерный осевой люфт в коленчатом валу или износ конуса. или смещение шатунной шейки коленчатого вала.

Проблемы с поршнями
Стук поршней — классический признак слишком большого зазора между поршнями и отверстиями цилиндров. Стук поршня наиболее слышен при первом запуске холодного двигателя, потому что тогда зазоры самые большие. Это не обязательно означает, что поршни изношены; некоторые новые двигатели будут немного стучать при первом запуске. Но если стук не исчезает при прогреве двигателя, это обычно означает износ поршней и/или цилиндров. Для подтверждения диагноза можно использовать тест на сжатие и/или тест на утечку.

Треснувший поршень или поршень с дыркой обычно сигнализирует о своем присутствии струей синего дыма в выхлопной трубе. В картер также будет поступать чрезмерное количество газов, что станет очевидным, если клапан PCV будет временно снят во время работы двигателя на холостом ходу. Проверка баланса мощности, проверка компрессии или проверка на утечку могут использоваться для локализации проблемы в конкретном цилиндре.

Когда заменять
Любые изношенные или поврежденные поршни подлежат замене. В большинстве случаев, если один поршень плохой, то и остальные тоже, менять надо все комплектом. Многие поршни, которые на первый взгляд находятся в хорошем состоянии и не имеют признаков задиров, возможно, все же придется заменить из-за износа посадочных площадок верхних колец. При повторном использовании поршня с изношенными контактными площадками кольца не будут должным образом герметизироваться, и двигатель будет расходовать масло. Износ или ослабление крепления в области штифта для запястья также требуют замены.

Еще одной причиной замены поршней может быть изменение коэффициента сжатия стока (например, при использовании других головок или головок послепродажного обслуживания, или при создании высокопроизводительного двигателя) или увеличение срока службы двигателя. Стандартные литые поршни хороши для повседневного вождения, но им может не хватить мощности, чтобы справиться с мощностью, превышающей стандартную, в модифицированном двигателе. В таком случае, вероятно, потребуется модернизация до заэвтектических поршней или кованых поршней.

Безопаснее всего заменить поршни поршнями из того же материала, что и оригинальные, или лучше. Сегодня многие двигатели последних моделей на заводе оснащаются заэвтектическими поршнями. Переход на более дешевые литые поршни может вызвать проблемы.

Заэвтектические поршни имеют более высокое содержание кремния (обычно 16-20% по сравнению с 8-11% для стандартного поршня), что делает их более твердыми, более износостойкими и намного прочнее, чем обычные литые сплавы. Следовательно, заэвтектические поршни лучше противостоят износу колец и задирам. Они также меньше расширяются, чем стандартные литые сплавы, что позволяет собирать их с меньшими допусками (помогает снизить уровень шума).

HP и Heavy Duty
Для высокопроизводительных и тяжелых условий эксплуатации обычно требуются заэвтектические или кованые поршни. Кованые поршни могут содержать от почти полного отсутствия кремния до 11,5%, в зависимости от сплава и области применения. Важным отличием здесь является способ изготовления кованых поршней: они выкованы под высоким давлением, а не отлиты. Процесс ковки увеличивает плотность металла и значительно повышает его прочность (до 40% и более по сравнению с обычными литыми поршнями). Ковка также увеличивает устойчивость к растрескиванию и может позволить поршню выдержать близкое столкновение с клапаном без разрушения. Кованые поршни обычно работают на 18-20% холоднее, чем литые поршни, что также является плюсом при работе в условиях высоких температур или производительности. Из-за этих различий кованые поршни обычно являются предпочтительным выбором для двигателей с турбонаддувом, наддувом и двигателей, работающих на закиси азота.

Некоторые люди думают, что те же тепловые характеристики, которые позволяют кованым поршням работать при более низкой температуре, также вызывают их большее набухание при нагревании. Следовательно, существует распространенное заблуждение, что кованые поршни всегда требуют больших зазоров между юбкой и стенкой — мнение, которое не обязательно верно, поскольку зазоры зависят от типа сплава, используемого в кованом поршне, конструкции самого поршня и области применения. в котором поршень будет использоваться. Некоторые кованые сплавы на самом деле имеют более низкий коэффициент теплового расширения, чем сплавы, обычно используемые в обычных литых поршнях! Одним из способов контроля теплового расширения поршня является его изготовление таким образом, чтобы поршень был слегка эллиптическим, а не круглым. Диаметр большинства поршней (как кованых, так и литых) составляет от 0,010 до 0,035 дюйма поперек оси поршневого пальца, чем диаметр, перпендикулярный пальцу («большая» ось). Это компенсирует большую массу в области поршневого пальца, из-за которой поршень раздувается вбок при нагреве. Это позволяет поршню заполнить отверстие по мере его нагрева для более плотного уплотнения по всему периметру.

Работа с теплом
На рост поршня также влияет разница температур между верхней и нижней частью поршня. Верхняя часть может быть на 300° F или более горячее, чем нижняя. Поскольку верхняя часть нагревается сильнее и набухает больше, чем нижняя, рост можно контролировать, сужая профиль юбки кверху. Типичный поршень имеет самую широкую ширину в нижней части юбки и самую узкую вверху (именно поэтому так важно всегда измерять поршень в месте, указанном производителем поршня, которое может быть либо перпендикулярно пальцу на осевой линии пальца, , 1 дюйм вверх от низа юбки или в верхней части юбки).

Если принять во внимание все эти факторы, могут быть значительные различия в рекомендуемых минимальных зазорах юбки между различными марками кованых поршней. В некоторых случаях (например, в двигателе с низкой степенью сжатия и средней выходной мощностью) кованый поршень может быть установлен с такими же зазорами, как литой поршень оригинального оборудования. В других случаях (высокая степень сжатия, высокая выходная мощность) поршням может потребоваться дополнительный зазор.

Наличие на поршне юбки с покрытием (и тип покрытия) также влияет на рекомендуемый зазор. Покрытия наносятся для предотвращения сухого пуска и задиров, а также для защиты поршня и цилиндров в случае потери смазки двигателем. Большинство современных двигателей имеют очень узкие зазоры между поршнем и стенкой (0,001 дюйма или менее), чтобы свести к минимуму прорыв газов и уменьшить раскачивание поршня. С покрытием зазор может быть уменьшен еще больше, и некоторые поршни с покрытием могут быть установлены с нулевым зазором!

Как узнать, когда поршень заменить поршень в мотоцикле или квадроцикле

Поршень является одним из многих изнашиваемых элементов вашей спортивной машины. Он может прослужить дольше, чем шины или цепь, но, когда придет время, к нему следует относиться как к обычному обслуживанию. Здесь мы рассмотрим ключевые советы, которые помогут вам понять, когда пришло время обновиться.

Поршни Wiseco для мотоциклов Поршни Wiseco для квадроциклов

Поршень в двигателе внутреннего сгорания, возможно, является одним из наиболее важных компонентов двигателя. Когда дело доходит до высокопроизводительных двигателей, используемых в спортивных приложениях, это также компонент, который регулярно заменяется и обслуживается. Знание того, когда следует заменить поршень и как он изнашивается, является ключом к поддержанию надежного двигателя. Чтобы помочь вам принять это решение, мы указали интервалы замены, износ поршня, почему важно заменить поршень и варианты замены поршня.

Интервалы замены поршня обычно указаны в заводском руководстве по обслуживанию вашей машины. На примере мотоциклов для бездорожья многие производители определяют график замены поршня и колец каждые шесть гонок или 15-30 часов для четырехтактного двигателя, в зависимости от машины. Если вы новичок в спорте или никогда не смотрели заводское руководство по обслуживанию, эти интервалы обслуживания могут показаться шокирующе короткими. Интервалы обслуживания основаны на графиках обслуживания, необходимых для обслуживания машины гонщика высокого уровня. К сожалению, для среднего гонщика указанные интервалы обслуживания обычно оказываются консервативными.

Рекомендуемые интервалы обслуживания поршня, указанные в вашем руководстве, могут шокировать, но фактическое требуемое время обслуживания зависит от многих переменных, которые различаются у каждого гонщика.

В действительности интервалы замены поршней должны устанавливаться в зависимости от того, как каждый владелец ездит и обслуживает свою машину. Это правда, что кованые поршни обладают большей прочностью и износостойкостью, но переменные, связанные с водителем и техническим обслуживанием, по-прежнему применимы. Объем двигателя, марка двигателя, техническое обслуживание воздушного фильтра, условия окружающей среды, стиль вождения и тип вождения, для которого используется машина, — все это влияет на то, как долго двигатель должен работать перед его обслуживанием. Мониторинг состояния двигателя с помощью периодических проверок, таких как компрессия и тесты на герметичность, — лучший способ, которым большинство гонщиков могут своевременно выполнять основные задачи обслуживания, такие как замена поршня и колец. Из-за большого количества переменных, влияющих на износ двигателя, просто невозможно указать график замены, который бы соответствовал потребностям каждого, кроме очень консервативного графика.

На самом деле существует слишком много переменных, чтобы установить официально рекомендуемое время замены поршня. Придерживаться короткого времени, рекомендованного в руководстве, для некоторых может быть излишним, но это держит вас в безопасности.

Износ поршня обычно происходит в четырех ключевых областях как для двух-, так и для четырехтактных двигателей, включая юбку поршня, отверстие поршневого пальца, кольцевые канавки и головку поршня. В следующий раз, когда будете разбирать верхнюю часть, следите за этими точками износа.

Износ юбки поршня

Юбки поршня испытывают нагрузку на большую и малую осевые стороны, что приводит к износу в этих областях.

В настоящее время на четырехтактных двигателях юбка поршня очень короткая и ограничена большой и малой упорными поверхностями поршня. Для справки: упорные поверхности соответствуют сторонам впускного и выпускного клапанов головки блока цилиндров. Двухтактные поршни используют ту же номенклатуру, но имеют гораздо более длинные и более выраженные юбки.

Износ юбки поршня происходит из-за осевой нагрузки, возникающей из-за собственной геометрии кривошипно-шатунного механизма при запуске двигателя. Пиковое давление сгорания возникает немного позже верхней мертвой точки, в результате чего поршень упирается в стенку цилиндра.

Износ юбки можно наблюдать как визуально, так и путем измерения диаметра юбки и сравнения его с диаметром, указанным в руководстве по обслуживанию. Износ юбки будет проявляться в виде полированной области на основной и второстепенной упорных поверхностях поршня.

Обратите внимание на полированные следы износа на кованом поршне слева и вертикальные следы износа на двухтактном литом поршне справа. Они отражают износ после значительного времени работы. Канавки на двухтактном поршне являются потенциальным признаком наличия пыли/грязи в цилиндре.

Ваши поршни могут иметь один из нескольких типов покрытия юбки. В поршнях Wiseco используются различные типы покрытий юбки в зависимости от поршня, включая покрытия ArmorGlide и ArmorFit. Эти покрытия наносятся трафаретной печатью и остаются на юбке в течение всего срока службы поршня. Вы, вероятно, заметите некоторый износ покрытия юбки после того, как поршень(-и) подвергнетесь износу, но если оно изношено на всем протяжении покрытия, велика вероятность того, что существует основная проблема, требующая расследования. Слишком маленький зазор, посторонний материал в цилиндре и неправильная подготовка цилиндра могут быть причинами чрезмерного износа юбки.

Этот поршень имеет покрытие юбки ArmorGlide. Тем не менее, характер износа указывает на возможность попадания в цилиндр посторонних материалов, таких как грязь.

В двухтактных двигателях износ юбки иногда можно услышать во время работы двигателя, что обычно известно как «стук поршня». Ритмичный металлический звук часто сопровождает разболтанный или изношенный поршень при работе двигателя на холостом ходу. Что можно услышать, так это то, что поршень качается взад и вперед в отверстии, когда он совершает возвратно-поступательное движение.

Головка поршня

Износ головки поршня происходит в результате агрессивной или неправильной настройки, а на четырехтактных двигателях — в результате повреждения или несвоевременной синхронизации клапанного механизма. Двигатели, работающие на обедненной смеси при полностью открытой дроссельной заслонке, будут иметь аномально высокие температуры сгорания, что может вызвать детонацию. Результаты детонации будут видны на днище поршня в виде ямок или эрозии поверхности.

Точечная коррозия в центре — явный признак детонации. Во многих случаях точечная коррозия и эрозия будут более очевидными, чем беднее условия работы.

Повреждение днища поршня из-за контакта с клапанным механизмом будет видно в виде вмятин или трещин возле карманов клапанов. Контакт клапанного механизма может произойти из-за смещения клапана, вызванного чрезмерным числом оборотов или неправильным синхронизацией клапанов.

Обратите внимание на полукруги на предохранительных клапанах. Это явный признак контакта клапана с поршнем.

Износ канавок колец

Поршневые кольца входят и выходят из своих канавок из-за воспламенения воздушно-топливной смеси в камере сгорания. Как только смесь воспламеняется, давление в цилиндре увеличивается, что возбуждает компрессионное кольцо и прижимает его к стенке цилиндра, заставляя его скользить в своей канавке.

В четырехтактных двигателях компрессионное кольцо переходит из нижней части кольцевой канавки в верхнюю кольцевую канавку в конце такта выпуска под действием сил инерции, действующих на кольцо.

Движение кольца во время работы со временем приведет к износу кольцевых канавок сверх расчетного размера. Значительное время работы также может привести к образованию нагара в кольцевых канавках, что повлияет на уплотнение кольца и его рабочие характеристики.

Износ колец и канавок может происходить из-за скольжения и возвратно-поступательного движения колец и может усугубляться углеродистыми отложениями, которые накапливаются в кольцевых канавках. Износ колец и канавок можно оценить путем тщательной очистки кольца и канавки и последующего измерения каждого из них. В большинстве руководств по техническому обслуживанию указаны характеристики ширины кольца, ширины канавки и зазора между поршневым кольцом и кольцевой канавкой.

Износ кольца можно легко наблюдать визуально, но его можно подтвердить, измерив осевую высоту и радиальную ширину и сравнив их с исходной спецификацией.

Износ отверстия поршневого пальца

Износ отверстия поршневого пальца происходит в результате нагрузки соединения поршневого пальца за счет инерции и нагрузки сгорания. Отверстие штифта для запястья обычно изнашивается и приобретает продолговатую форму. В некоторых двигателях износ отверстия поршневого пальца будет виден в верхней и нижней частях отверстия. Обычно часть канала ствола кажется полированной или полированной. В качестве альтернативы отверстие штифта для запястья можно измерить сверху вниз и из стороны в сторону. Оба измерения можно сравнить друг с другом, чтобы определить, насколько отверстие стало некруглым и с диаметрами, указанными в руководстве по обслуживанию.

Отверстия под штифты обычно изнашиваются и приобретают вертикальную овальную форму из-за толкающих и тянущих сил при работе двигателя. Визуальный осмотр может показать чрезмерный износ, а измерение вертикального и горизонтального диаметра может сказать вам, насколько он некруглый. Если это оказывается не по кругу, вероятно, пришло время для замены.

Важность регулярной замены поршня в высокопроизводительных спортивных двигателях невозможно переоценить. Если оставить его без присмотра, кумулятивный износ поршня в конечном итоге приведет к катастрофическому и дорогостоящему отказу двигателя. Как правило, слишком много времени на поршне может привести к постепенному и, наконец, полному выходу из строя юбки как в двух-, так и в четырехтактных двигателях.

Между поставщиками вторичного рынка и OEM-производителями существует множество вариантов замены поршня, которые могут оказаться ошеломляющими. Наиболее распространенное обновление и соображение, с которым сталкивается большинство гонщиков, — переходить на кованый поршень или нет. Кованые поршни могут быть хорошим обновлением для многих гонщиков, потому что они могут предложить дополнительную прочность и износостойкость по сравнению с литыми поршнями.

Кованые поршни обладают большей прочностью, чем литые, за счет использования различных алюминиевых сплавов и производственных процессов. Процесс ковки поршней приводит к получению готовых компонентов с более плотной молекулярной структурой и потоком зерен, оптимизированным для прочности. Для сравнения, литые поршни не отливаются под высоким давлением и имеют менее плотную или организованную молекулярную структуру, что в тяжелых случаях может привести к образованию пустот, включений и воздушных карманов.