Как самому заменить поршневые кольца

Замена поршневых колец

Необходимость замены поршневых колец может возникнуть как в результате отдельной неисправности или сильного износа самих колец, так и входить в общий комплекс работ по ремонту или тюнингу двигателя. Замена поршневых колец без расточки блока цилиндров или подбор поршневых колец по размеру уже после проведения данной операции предполагает ряд точных измерений при помощи микрометра и нутромера. Также правильная установка поршневых колец на поршень требует соблюдения определенных условий и рекомендаций.

Для оптимального подбора необходимо отдельно учитывать не только размеры поршневых колец по таблице и взаимозаменяемость деталей, но и материал изготовления. Дополнительно потребуется уделить особое внимание вопросу теплового зазора и ряду других особенностей.

Подбор поршневых колецРекомендуем также прочитать статью о том, как подобрать поршневые кольца по размеру. Из этой статьи вы узнаете о тонкостях и нюансах самостоятельного подбора поршневых колец для бензинового или дизельного двигателя.

Добавим, что во время подбора следует отдельно учитывать тот факт, что в цилиндрах, которые имеют на зеркале покрытие хромом, запрещается использование хромированных поршневых колец.

Назначение и устройство поршневых колец

Назначение поршневых колец

Для лучшего понимания нюансов касательно диагностики неисправности и замены поршневых колец необходимо сначала рассмотреть их устройство и назначение. Поршневые кольца обеспечивают необходимую герметичность камеры сгорания (надпоршневого пространства) в процессе совершения поршнем возвратно-поступательных движений. Кольца бывают:

  • компрессионными — верхнее (первое) и второе (среднее, промежуточное) кольцо;
  • маслосъёмное кольцо (нижнее);

Компрессионные кольца не позволяют газам из камеры сгорания попадать в картер ДВС. Маслосъёмные кольца осуществляют удаление масла со стенок цилиндра и предотвращают проникновение смазки в камеру сгорания. Кольца имеют немного овальную форму и не являются цельными, так как имеют разрез. Такой разрез называется замком поршневого кольца. Также поршневые кольца обеспечивают до 50% отвода тепла и эффективно охлаждают поршень. Через кольца избыточный нагрев передается на стенки цилиндров. По этой причине к материалам изготовления колец выдвигаются особые требования, так как они подвержены не только механическим, но и температурным нагрузкам.

Поршневые кольца являются стальными или чугунными деталями, которые имеют определенную упругость и способны пружинить. Указанные кольца устанавливаются на головку поршня, то есть на верхнюю часть. На головке выполнены специальные канавки для установки поршневых колец. Поршневые кольца дополнительно покрываются легирующим материалом, который обеспечивает деталям повышенную прочность и добавляет стойкости к износу. Торцевая часть колец имеет специальную форму «бочки», а также покрыта особым антифрикционным легирующим составом.

На торцевую часть колец, которая контактирует со стенками цилиндра, в качестве покрытия наносится олово или медь. Нанесение данного материала обусловлено задачей качественной притирки (приработки) поршневых колец после сборки нового двигателя или проведения капитального ремонта ДВС. Добавим, что поршневые кольца специально не изготавливаются из высокопрочной легированной стали, так как такие кольца не смогут нормально притереться в цилиндре двигателя. По этой причине инженеры и производители всегда выдерживают определенный баланс для достижения необходимой прочности колец, при этом сохранив способность приработки. Решением стало указанное выше нанесение сплавов на поверхность детали.

Признаки износа поршневых колец

Износ поршневых колец

Чтобы понять, надо ли менять поршневые кольца, необходимо  изучить симптомы, которые прямо или косвенно укажут на необходимость такой замены. Сразу отметим, что не стоит рассчитывать на ту сумму, которую изначально озвучил механик или автосервис в ответ на вопрос заказчика, сколько стоит замена поршневых колец.

Дело в том, что поменять только поршневые кольца и полностью решить проблему зачастую не удается, так как после вскрытия мотора обычно выявляются дополнительные скрытые дефекты. По этой причине необходимо заранее быть готовым к более серьезным расходам на ремонт двигателя.

Надвигающаяся замена поршневых колец определяется по следующим признакам:

От общего состояния колец и всей ЦПГ зависит показатель компрессии, по которому можно определить состояние мотора. Обычно при описанных выше симптомах компрессия в цилиндрах снижается, растет давление картерных газов.

Замер компрессииРекомендуем также прочитать статью о том, как самому измерить компрессию в двигателе. Из этой статьи вы узнаете об особенностях и доступных способах замера компрессии двигателя своими руками.

Потеря мощности, повышение расхода топлива и затрудненный запуск чаще всего являются главными причинами, которые заставляют владельца менять поршневые кольца или делать комплексный ремонт ДВС. Силовой агрегат с неисправными кольцами плохо заводится, особенно после простоя в холодное время года. При езде под нагрузкой такой двигатель не «тянет».

Неисправности поршневых колец могут быть вызваны естественным износом, а также перегревом двигателя. Во втором случае даже на новом моторе кольца теряют свои свойства и перестают выполнять прямое назначение. Наиболее подвержены перегреву маслосъёмные кольца коробчатого типа.

Значительный расход моторного масла часто возникает по причине того, что изношенное маслосъемное кольцо не убирает в должном количестве масло со стенок цилиндров и активно пропускает смазку через неплотности в камеру сгорания. Результатом становится закоксовка и дымление двигателя. Также остатки несгоревшего в двигателе масла активно загрязняют систему выпуска, выводя из строя фильтры и катализаторы. Проблема еще больше усугубляется.

Для точной диагностики состояния ЦПГ замеры компрессии необходимо подкреплять анализом цвета и содержания выхлопных газов. Дело в том, что ухудшение качества уплотнения поршневыми кольцами может компенсироваться моторным маслом. В этом случае показатель компрессии бывает приближен к допустимому, при этом расход масла все равно будет увеличен.

Помните, эксплуатация двигателя с изношенными кольцами заставляет в значительной мере прогрессировать износ зеркала цилиндра.  По этой причине менять поршневые кольца необходимо как можно раньше после точного определения неисправности. Данная рекомендация поможет избежать увеличения стоимости последующего ремонта двигателя.

Повышенный расход топлива в случае проблем с поршневыми кольцами возникает в результате того, что  компрессия снижена и мощность упала. Параллельно с этим водитель продолжает ездить в привычном темпе, сильнее нажимая на педаль газа для компенсации потерь.  В результате в цилиндры попадает обогащенная топливно-воздушная смесь, которая не полностью сгорает. Свечи зажигания в подобных условиях часто заливает топливом.

Еще одним неприятным моментом является попадание бензина или солярки через изношенные поршневые кольца в картер двигателя и последующее перемешивание горючего с моторным маслом. Масло в системе смазки разжижается, теряет свои защитные и другие полезные свойства, а износ нагруженных деталей ЦПГ и КШМ при этом сильно возрастает.

Добавим, что сегодня достаточно широко распространена практика использования присадки для очистки поршневых колец в масло или в топливо. Также владельцы иногда заливают в цилиндры так называемую раскоксовку двигателя. Это делается для того, чтобы почистить нагар в камере сгорания и попытаться вернуть подвижность залегающим поршневым кольцам для увеличения компрессии.

Необходимо отметить, что при появлении явных признаков неисправности (сильное дымление, большой расход масла, низкая компрессия и т.д.) присадка вместо замены поршневых колец является или временной мерой, или вовсе не помогает исправить ситуацию.

Как правильно установить поршневые кольца

Установка поршневых колец на поршень

Чтобы ответить на вопрос, как заменить поршневые кольца не снимая двигатель, необходимо на начальном этапе произвести дефектовку ЦПГ. Для этого потребуется осуществить снятие головки блока цилиндров, после чего производится оценка общего состояния поршней и стенок цилиндров.

Это делается для выявления возможных дефектов (задиров на стенках, износа, разрушения или оплавления поршня и т.д.). Добавим, что существуют двигатели, на которых невозможно оценить состояние ЦПГ без снятия поддона. Зачастую высока вероятность того, что одной замены колец на новые может оказаться недостаточно, так как при выявлении серьезной выработки необходимо растачивать блок цилиндров .

Отметим, что установка новых компрессионных колец без снятия двигателя в изношенные цилиндры крайне не рекомендуется. Дело в том, что в процессе эксплуатации на зеркале цилиндра образуется так называемая ступень. После установки новых деталей высока вероятность поломки поршневых колец об указанную ступеньку, что потребует повторной разборки и более дорогостоящего ремонта двигателя.

Более того, кольца изнашивают как зеркало цилиндра, так и внутреннюю поверхность канавки поршня. По указанным причинам новые поршневые кольца, которые ставятся без замены поршней и ремонта цилиндров, или совсем не притираются, или притирка происходит очень медленно и неэффективно.

С учетом вышесказанного оптимальным вариантом будет расточка блока цилиндров, выполнение хонингования цилиндров, после чего производится установка новых ремонтных поршней и поршневых колец. Без снятия двигателя такой ремонт произвести не представляется возможным. При этом положительные результаты ремонта со снятием мотора намного более прогнозируемы.

В любом случае, меняются кольца на снятом двигателе или замена поршневых колец производится без снятия агрегата, общий порядок действий следующий:

  • осуществите снятие ГБЦ;
  • выполните дефектовку ГБЦ, БЦ и ЦПГ;
  • проведите соответствующие измерения для определения необходимого размера поршневых колец;
  • приобретите поршневые кольца, подходящие по размерам и эксплуатационным характеристикам;
  • слейте моторное масло и реализуйте вскрытие поддона картера;
  • при необходимости снимите масляный насос;
  • далее потребуется удалить нагар в верхней части цилиндра;
  • затем выполните откручивание головок (крышек) шатунов и выталкивайте их наверх (отмечайте каждую головку, так как при последующей сборке головка шатуна должна соответствовать тому шатуну, откуда она была снята).

Чтобы разобраться с тем, как правильно поставить кольца на поршень, следуйте дальнейшим рекомендациям. Сами поршневые кольца меняются относительно просто. Для снятия старых колец необходимо развести края кольца в области замка до того момента, пока кольцо не выйдет из канавки на поршне. Данную процедуру можно совершать как посредством специальных щипцов, так и при помощи небольшой плоской отвертки.

После необходимо удалить из канавок на поршне нагар. Если этот нагар не снять, тогда после установки новых поршневых колец поршень будет сложно установить обратно в цилиндр. Для удаления нагара из поршневых канавок можно воспользоваться старым компрессионным кольцом, которое для удобства ломается на две части.

Завершив процедуру по очистке канавок поршня необходимо изучить инструкцию по установке колец, которая прилагается к новому комплекту.  В такой инструкции содержится порядок установки поршневых колец на поршень, то есть последовательность их правильной установки и порядок расположения. Также указывается верхняя или нижняя сторона, согласно чему поршневое кольцо должно быть установлено с верхним или нижним расположением специальной метки.

При установке колец на поршень требуется соблюдать аккуратность, так как среднее компрессионное и нижнее маслосъемное кольцо отличаются повышенной хрупкостью. Что касается верхнего кольца, данный элемент прочнее остальных, но также требует правильного подхода при установке.

Установка колец на поршень

Установка поршневых колец

Далее будут рассмотрены выдержки из инструкции по установке поршневых колец производителя Mahle, а также добавлены отдельные советы и рекомендации.

  1. После очистки канавок от нагара необходимо убедиться, что на их боковых поверхностях и радиусах нет повреждений.
  2. Для монтажа колец используйте специальное цанговое приспособление.
  3. Установку колец необходимо начинать с нижнего поршневого кольца. Избегайте лишних усилий, чтобы исключить возможную деформацию колец.
  4. Перед установкой найдите на кольце маркировку в виде надписи TOP (от англ. «верх»). Кольца с такой маркировкой нужно ставить в сторону днища поршня маркированной стороной.
  5. Если производится монтаж колец, которые имеют эспандерную пружину, тогда место стыка в виде концов пружины с проволочной вставкой размещается с учетом рекомендуемого смещения на 180° градусов относительно стыка поршневого кольца. В случае наличия у эспандерной пружины рубашки из тефлона, данный элемент должен находиться в области размещения стыка кольца.
    Кольца, которые состоят из нескольких ламелей, после монтажа пружины необходимо располагать с учетом того, чтобы стыки указанных ламелей были направлены на отверстие поршневого пальца. Во время размещения верхней ламели концы пружины необходимо фиксировать.
  6. Если поршень имеет специальные фиксаторы в своих канавках, которые предотвращают проворачивание колец, тогда стыки поршневых колец должны находиться на штифтах для фиксации.
  7. После завершения установки необходима проверка зазора боковых поверхностей. Если показатель укладывается в рамки до 0.100 мм, тогда такой зазор допускается. Выявление увеличения зазора от максимально допустимого указывает на необходимость приобретения и установки новых поршней.
  8. Во время установки необходимо учесть степень износа зеркала цилиндра. Такой износ считается допустимым при значении 0.100 мм (с учетом диаметра цилиндра). Если зазор оказывается больше, тогда блок цилиндров требует перегильзовки или расточки под ремонтные поршни.

Как уже было сказано выше, повышенное внимание при установке следует уделять как взаимному расположению и ориентации, так и типу поршневых колец. Маслосъёмные кольца отличаются от компрессионных уникальным п-образным профилем, а также имеют в своей конструкции расширительную пружину.

Второе компрессионное кольцо оснащается скребком-кромкой, так как частично участвует в процессе съема масла параллельно работе маслосъёмного кольца. Наличие кромки на поршневом кольце обычно указывает на то, что такое кольцо устанавливается с учетом нижнего расположения кромки. Во время установки колец на поршень необходимо тщательно дозировать усилие. В противном случае можно с легкостью сломать поршневое кольцо.

Также добавим, что после установки колец на поршень и помещения его в цилиндр кольца осуществляют плотное прилегание к стенкам цилиндра. В замках образуется так называемый тепловой зазор. После при помощи щупа необходимо промерить этот зазор, который не должен превышать показатели 0.25-0.45 мм. Если указанный зазор окажется меньше, тогда кольцо не сможет нормально разместиться в канавке поршня. Для решения проблемы можно воспользоваться надфилем и аккуратно удалить лишние доли миллиметров.

Что касается правильного расположения, для предотвращения прорыва газов через замки колец необходимо знать, как ставить поршневые кольца. При правильной установке кольца надеваются на поршень с учетом смещения по окружности. В качестве примера можно рассмотреть установку 3-х поршневых колец.  При такой установке замки необходимо ставить так, чтобы каждый из замков располагался через 120 ° относительного другого.

Обкатка двигателя после замены поршневых колец

Выхлопная труба

Независимо от того, производилась только замена поршневых колец или двигатель прошел капитальный ремонт, мотору потребуется обкатка. Это вызвано необходимостью приработки новых деталей. Обкатывать двигатель после замены поршневых колец следует аналогично обкатке мотора нового бензинового или дизельного автомобиля.

Двигатель после замены колец нельзя эксплуатировать в тяжелых нагруженных режимах (высокие обороты при езде, простой на холостых оборотах, движение с малой скоростью на повышенных передачах и т.д.) минимум 3-5 тыс. км. Также не следует начинать поездку без предварительного прогрева ДВС.

Далее рассмотрим мнения опытных автомехаников и ответим на общий вопрос, сколько нужно обкатывать двигатель после замены поршневых колец. Среди специалистов достаточно распространено утверждение, что для полной притирки колец потребуется около 10-15 тыс. км. Отсюда следует вывод — после минимальной обкатки автомобиля после капремонта двигателя или замены колец (до 5 тыс. км.) крайне не желательно раскручивать силовой агрегат выше среднего диапазона оборотов еще около 5 или даже 10 тыс. км. пробега.

Подведем итоги

В исправном атмосферном бензиновом или дизельном двигателе, который эксплуатируется в нормальных условиях, средний ресурс поршневых колец может составлять от 150 до 350 тыс. км. Высокофорсированные «атмосферники» и моторы с турбонаддувом (особенно бензиновые) могут нуждаться в замене колец уже при пробеге около 100 тыс. км. Усредненные показатели приводятся по причине того, что на срок службы поршневых колец сильно влияют следующие факторы:

  • режимы работы ДВС;
  • качество моторного масла;
  • работоспособность систем смазки, охлаждения и т.д.

Например, поршневые кольца могут немедленно выйти из строя в случае перегрева двигателя. Износ колец сильно увеличивается при эксплуатации мотора на несоответствующем рекомендуемому, грязном или попросту низкосортном масле. Проблемы с запуском холодного двигателя или неустойчивая работа агрегата на холостом ходу могут заставить водителя «подгазовывать» на холодном двигателе, в результате чего поршневые кольца очень сильно и быстро изнашиваются.

Напоследок добавим, что если была произведена замена поршневых колец и не запускается двигатель без видимых причин, тогда возможно разрушение колец в случае непрофессиональной установки новых деталей в цилиндры без ремонта. В этом случае распространенной проблемой является то, что после замены поршневых колец нет компрессии, которая необходима для сжатия смеси и нормального холодного запуска. Такая неисправность может быть результатом неправильно подобранных ремонтных размеров деталей или других ошибок во время проведения ремонта.

В том случае, если после замены поршневых колец машина дымит, тогда следует оценить интенсивность дымления и цвет выхлопных газов. В самом начале процесса приработки поршневых колец появление сине-серого дыма допускается, далее интенсивность дымления и цвет должны постепенно нормализоваться. Если после первых 1-3 тыс. км. этого не происходит, тогда потребуется провести повторную диагностику силового агрегата.

Поделиться:

Нет комментариев

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.

5 × три =