Какой должен быть зазор между поршнем и цилиндром
Для обеспечения высокой компрессии в двигателе, а это сильно влияет на его КПД и прочие способности по отдаче, лёгкости запуска и удельному расходу, поршни должны стоять в цилиндрах с минимальным зазором. Но сводить его к нулю невозможно, из-за разной температуры деталей двигатель заклинит.
Поэтому зазор определяется расчётным путём и строго соблюдается, а необходимое уплотнение достигается применением пружинных поршневых колец в роли газового и масляного уплотнения.
Почему изменяется зазор между поршнем и цилиндром
Конструкторы автомобилей стремятся, чтобы детали двигателя работали в режиме жидкостного трения.
Это такой способ смазки трущихся поверхностей, когда благодаря прочности масляной плёнки или подаче масла под давлением и при требуемом расходе непосредственного соприкосновения деталей не происходит даже под значительной нагрузкой.
Не всегда и не во всех режимах подобное состояние можно удержать. Влияют на это несколько факторов:
- масляное голодание, подвода смазывающей жидкости, как это делается в подшипниках скольжения коленчатого и распределительного валов, под давлением в зону между поршнем и цилиндром не производится, а прочие способы смазки не всегда дают стабильный результат, лучше всего работают специальные масляные форсунки, но по разным причинам ставят их неохотно;
- некачественно сделанный или изношенный рисунок хонингования на поверхности цилиндра, призван он удерживать масляную плёнку и не давать ей полностью исчезнуть под усилием поршневых колец;
- нарушения температурного режима вызывают обнуление теплового зазора, исчезновение масляного слоя и появление задиров на поршнях и цилиндрах;
- применение некачественного масла с отклонением по всем значимым характеристикам.
Кажется, парадоксальным, но больше изнашивается поверхность цилиндра, хотя она обычно изготовлена из чугуна, это цельный чугунный блок или различные сухие и мокрые гильзы, залитые в алюминий блока.
Даже если гильза отсутствует, поверхность алюминиевого цилиндра подвергается специальной обработке, и на ней создаётся слой специального твёрдого износостойкого покрытия.
Связано это с более стабильным давлением на поршень, которое при наличии смазки почти не снимает с него металл при движении. А вот цилиндр подвержен грубой работе пружинных колец с высоким удельным давлением из-за малой площади контакта.
Естественно, поршень тоже изнашивается, даже если это происходит с меньшей скоростью. В результате суммарного износа обеих поверхностей трения зазор непрерывно увеличивается, причём неравномерно.
Нормы соответствия
В исходном состоянии цилиндр полностью соответствует своему названию, это геометрическая фигура с постоянным диаметром по всей высоте и окружностью в любом сечении, перпендикулярном к оси. Однако, поршень имеет куда более сложную форму, к тому же он располагает термофиксирующими вставками, в результате чего неравномерно расширяется при работе.
Для оценки состояния зазора выбирается разница диаметров поршня в зоне юбки и цилиндра в средней его части.
Формально принято считать, что тепловой зазор должен составлять примерно от 3 до 5 сотых долей миллиметра по диаметру у новых деталей, а его максимальная величина в результате износа не должна превышать 15 сотых, то есть 0,15 мм.
Разумеется, это некие средние значения, двигателей великое множество и отличаются они как разными подходами к конструированию, так и геометрическими размерами деталей, зависящими от рабочего объёма.
Результат нарушения зазора
При увеличении зазора, а обычно оно связано ещё и с ухудшением работоспособности колец, всё больше масла начинает проникать в камеру сгорания и расходоваться на угар.
Теоретически при этом должна снижаться компрессия, но чаще она наоборот, повышается, из-за обилия масла на компрессионных кольцах, герметизирующего их зазоры. Но это ненадолго, кольца коксуются, залегают, и компрессия пропадает окончательно.
Поршни при увеличенных зазорах нормально работать уже не смогут и начинают стучать. Стук поршневой хорошо слышно на перекладке, то есть в верхнем положении, когда изменяет направление своего движения нижняя головка шатуна, а поршень проходит мёртвую точку.
Юбка отходит от одной стенки цилиндра и выбирая зазор с силой ударяет по противоположной. С таким звоном ездить нельзя, поршень может разрушиться, что приведёт к катастрофе всего мотора.
Как проверить зазор между поршнем и цилиндром
Для проверки зазора используется измерительная аппаратура в виде микрометра и нутромера, эта пара обладает классом точности, позволяющим реагировать на каждую сотую долю миллиметра.
Микрометром замеряется диаметр поршня в зоне его юбки, перпендикулярно пальцу. Стержень микрометра фиксируется зажимом, после чего нутромер устанавливается на ноль при опоре своим измерительным наконечником на стержень микрометра.
После такого обнуления индикатор нутромера будет показывать отклонения от диаметра поршня в сотых долях миллиметра.
Замер цилиндра производится в трёх плоскостях, верхней части, средней и нижней, вдоль зоны хода поршня. Замеры повторяются вдоль оси пальца и поперёк.
В результате можно оценить состояние цилиндра после износа. Главное, что потребуется – это наличие неравномерностей типа «эллипс» и «конус». Первое – отклонение сечения от окружности в сторону овала, а второе – изменение диаметра вдоль вертикальной оси.
Наличие отклонений в несколько соток говорит о невозможности нормальной работы колец и необходимости ремонта цилиндров или замены блока.
Заводы стремятся навязывать клиентам блок в сборе с коленвалом (шорт-блок). Но часто оказывается гораздо дешевле отремонтироваться расточкой, в тяжёлых случаях – гильзовкой, с заменой поршней на новые стандартные или ремонтного увеличенного размера.
Даже не новых двигателях со стандартными поршнями существует возможность точного подбора зазоров. Для этого поршни распределяются по группам с отклонением диаметра на одну сотку. Это позволяет выставить зазор с идеальной точностью и обеспечить оптимальные характеристики мотора и его предстоящий ресурс.
на завтра. заметки мне по поводу маркировки и проверки зазоров на поршневой. есть кстати вопросы.
замер поршня
4. Для определения зазора измерьте диаметр цилиндра (смотрите подраздел) и диаметр поршня, который измеряют микрометром в плоскости, перпендикулярной оси поршневого пальца, на расстоянии 51,5 мм от днища поршня.
5. Измерьте щупом зазор между кольцами и канавками на поршне в нескольких местах по периметру. Если зазор превышает предельно допустимый (смотрите таблицу), замените поршни с кольцами.
Зазор между кольцами и канавками поршня: (таблица)
верхнее компрессионное кольцо-0,04-0,075mm
нижнее компрессионное кольцо-0,03-0,065mm
маслосъемное кольцо-0,02-0,055mm
Предельно допустимый зазор для всех колец-0,15mm
6 замерить зазор замка колец. нужно Вставить кольцо в цилиндр и продвинуть его поршнем, чтобы кольцо встало без перекосов. Если зазор превышает предельно допустимый, замените кольцо (смотрите таблицу). Если зазор меньше 0,25 мм, осторожно спилите надфилем концы кольца.
Зазор в замках поршневых колец: (таблица)
Номинальный-0,25-0,45mm
Предельно допустимый-1,0mm
примечания:
обозначения на поршне:
1-й ремонтный – треугольник,
2-й ремонтный – квадрат.
Обозначение группы по массе:
нормальная – “Г”,
увеличенная на 5 грамм – “ ”,
уменьшенная на 5 грамм – “-”.
17. Поверните поршневые кольца так, чтобы их замки располагались под углом 120° друг к другу.
Наминальные размеры цилиндров ипоршней:
Модель двигателя ВАЗ-21083
размерная группа-Е
диаметр цилиндра-82,04-82,05mm
диаметр поршня-82,005-82,015mm
Для подбора поршней к цилиндрам вычислите зазор между ними. Зазор определяется как разность между замеренными диаметрами поршня и цилиндра. Номинальный зазор равен 0,025-0,045 мм, предельно допустимый – 0,15 мм. Если зазор не превышает 0,15 мм, можно подобрать поршни из последующих классов, чтобы зазор был как можно ближе к номинальному. Если зазор превышает 0,15 мм, расточите цилиндры под следующий ремонтный размер и установите поршни соответствующего ремонтного размера.
я тут не понял чет. наминальный зазор-это зазор который должен быть между цилиндром и поршнем, так?
он написано должен быть 0,025-0.045mm. т.е. запихну я щуп 0.025mm между поршнем и стенкой цилиндра и он должен поместиться, так? но не более 0.045mm. т.е. щуп 0.046mm уже большой зазор. но тут же следующей строкой что предельнодопустимый зазор 0.15mm. я так понимаю что главное не юольше 0.15mm зазор должен быть, так? это максимум зазор получается. че тогда в первом предложении написано 0.045mm ?как бы между 0,045 и 0,15 растояние большое…ок. дальше написано если зазор не превышает 0.15mm то можно подобрать поршни большего размера чтобы был зазор ближе в 0,025-0,045…опять тупняк. не пойму, зачем? 0,15 это же максимальный как бы зазор и его превышать не льзя, а тут написано что если он не превышен то ставьте больше поршня чтоб он стал еще меньше…дальше еще интереснее сказано, если зазор больше 0,15, т.е. капец какой большой! то точите цилиндры под следующие рем размеры. тут единственное понятное и логичное. либо там опечатка либо я хз, но все таки расстояние между 0,025-0,045 и 0,15 большое…объясните мне кто-то что это значит. я понял следующее: зазор должен быть в пределах 0,025-0,045 это збс. но может быть больше, главное чтоб не больше 0.15mm! если больше то следующий рем размер точим и меняем поршневую
у меня влез щуп 0.25mm ((((((и группа Е. последняя((((еще и квадрат на поршне(((
Первый ремонтный размерувеличен на 0,4 мм, второй – на 0,8 мм.
Для поршней ремонтных размеров поставляются в качестве запасных частей кольца ремонтных размеров, увеличенные на 0,4 мм и на 0,8 мм. На кольцах первого ремонтного размера выбита цифра “40”, а второго – “80”.
Стрелка на днище поршня показывает, как правильно ориентировать поршень при его установке в цилиндр. Она должна быть направлена в сторону привода распределительного вала.
по поводу цифры у буквы Е это класс пальца. они делятся на 3 класса с шагом кажется в 0.04mm.
я правильно понял, что мои поршня должны быть по размеру:
номинальный размер (82,005-82,015) + ремонтный размер (0,8)= 82,805-82,815.
если прибавить еще толщину щупа который влез в зазор, то цилиндр размером:
поршень размером (82,805-82,815) + щуп (0,25)=83,055-83,065
а должны быть по размерам:
поршень размером (82,805 -82,815) + зазор номинальный (0,025 -0,045) =82,83
поршень размером (82,805 -82,815) + зазор номинальный ( 0,025 -0,045)=82,85
поршень размером ( 82,805- 82,815) + зазор номинальный (0,025 -0,045) =82,84
поршень размером ( 82,805- 82,815) + зазор номинальный ( 0,025 -0,045)=82,86
с зазором в 0,15=82,955-82,965
выходит что цилиндр может варировать щас при замере от 82,83mm до 82.965mm, но Нутрометра у меня нет проверить(((
правда в середине ноября будет микрометр и можно было бы замерить толщину поршня)))
итоги:
у меня безвтыковые поршни фирмы стк с последним классом (Е) с пальцем второго класса да и еще второго (последнего причем) ремонтного размера с увеличением 0.8mm. крутотень! блок гбц больше не ремонтнопригодный! Либо гильзование (интересно почем это дело, новый блок не дешевле ли?) либо новый блок! ГБЦ тоже испоганена и тоже на замену…что делать? как и планировал. собираю щас на том, что есть. меняю вклыдыши только. и ксати они тоже ремонтные! первый размер 0,25! еще и осевой люфт…катаю кое как полгода-год и покупаю новый двигатель если будет это возможно…