Диагностика дизельных двигателей: топливная система, цилиндропоршневая группа и другие элементы

Диагностика дизельных двигателей: топливная система, цилиндропоршневая группа и другие элементы

Цилиндр и поршень: что нужно знать об этих деталях и как продлить срок их службы?

Смотрите также

Цилиндр и поршень – ключевые детали любого ДВС. В замкнутой полости цилиндро-поршневой группы (ЦПГ) происходит сгорание топливно-воздушной смеси. Газы, образующиеся при этом, воздействуют на поршень – он начинает двигаться и заставляет вращаться коленчатый вал.

Цилиндр и поршень обеспечивают оптимальный режим работы двигателя в любых условиях эксплуатации автомобиля.

Рассмотрим эту пару подробнее: конструкцию, функции, условия работы, возможные проблемы при эксплуатации элементов ЦПГ и пути их решения.

Принцип работы цилиндро-поршневой группы

Современные двигатели внутреннего сгорания оснащены блоками, в которые входят от 1 до 16 цилиндров – чем их больше, тем мощнее ДВС.

Внутренняя часть каждого цилиндра – гильза – является его рабочей поверхностью. Внешняя – рубашка – составляет единое целое с корпусом блока. Рубашка имеет множество каналов, по которым циркулирует охлаждающая жидкость.

Внутри цилиндра находится поршень. В результате давления газов, выделяющихся в процессе сгорания топливно-воздушной смеси, он совершает возвратно-поступательное движения и передает усилия на шатун. Кроме того, поршень выполняет функцию герметизации камеры сгорания и отводит от нее излишки тепла.

Поршень включает следующие конструктивные элементы:

  • Головку (днище)
  • Поршневые кольца (компрессионные и маслосъемные)
  • Направляющую часть (юбку)

Бензиновые двигатели оснащены достаточно простыми в изготовлении поршнями с плоской головкой. Некоторые модели имеют канавки, способствующие максимальному открытию клапанов. Поршни дизельных ДВС отличаются наличием на днищах выемок – благодаря им воздух, поступающий в цилиндр, лучше перемешивается с топливом.

Кольца, установленные в специальные канавки на поршне, обеспечивают плотность и герметичность его соединения с цилиндром. В двигателях разного типа и предназначения количество и расположение колец могут отличаться.

Чаще всего поршень содержит два компрессионных и одно маслосъемное кольцо.

Компрессионные (уплотняющие) кольца могут иметь трапециевидную, бочкообразную или коническую форму. Они служат для минимизации попадания газов в картер двигателя, а также отведения тепла от головки поршня к стенкам цилиндра.

Верхнее компрессионное кольцо, которое изнашивается быстрее всех, обычно обработано методом пористого хромирования или напылением молибдена. Благодаря этому оно лучше удерживает смазочный материал и меньше повреждается. Остальные уплотняющие кольца для лучшей приработки к цилиндрам покрывают слоем олова.

С помощью маслосъемного кольца поршень, совершающий возвратно-поступательные движения в гильзе, собирает с ее стенок излишки масла, которые не должны попасть в камеру сгорания. Через дренажные отверстия поршень «забирает» масло внутрь, а затем отводит его в картер двигателя.

Направляющая часть поршня (юбка) обычно имеет конусную или бочкообразную форму – это позволяет компенсировать неравномерное расширение поршня при высоких рабочих температурах. На юбке расположено отверстие двумя выступами (бобышками) – в нем крепится поршневой палец, служащий для соединения поршня с шатуном.

Палец представляет собой деталь трубчатой формы, которая может либо закрепляться в бобышках поршня или головке шатуна, либо свободно вращаться и в бобышках, и в головке (плавающие пальцы).

Поршень с коленчатым валом соединяется шатуном. Его верхняя головка движется возвратно-поступательно, нижняя вращается вместе с шатунной шейкой коленвала, а стержень совершает сложные колебательные движения. Шатун в процессе работы подвергается высоким нагрузкам – сжатию, изгибу и растяжению – поэтому его производят из прочных, жестких, но в то же время легких (в целях уменьшения сил инерции) материалов.

Конструкционные материалы деталей ЦПГ

Сегодня цилиндры и поршни двигателя чаще всего производят из алюминия или стали с различными присадками. Иногда для внешней части блока цилиндров используют алюминий, имеющий небольшой вес, а для гильзы, контактирующей с движущимся поршнем, – более прочную сталь.

В отличие от чугуна, который применялся ранее для изготовления деталей ЦПГ, внедрение алюминия – намного более легкого, но износостойкого материала – стало толчком к появлению мощных и высокооборотистых двигателей.

Современные автомобили, особенно с дизельными ДВС, все чаще оснащаются сборными поршнями из стали. Они имеют меньшую компрессионную высоту, чем алюминиевые, поэтому позволяют использовать удлиненные шатуны. В результате боковые нагрузки в паре «поршень-цилиндр» существенно снижаются.

Из специального высокопрочного чугуна с легирующими добавками (молибденом, хромом, вольфрамом, никелем) производятся сегодня поршневые кольца – части ЦПГ, которые наиболее подвержены износу и деформациям.

Значительные механические и тепловые циклические нагрузки отрицательно сказываются на работоспособности элементов цилиндро-поршневой группы. В то же время от их состояния напрямую зависит стабильная компрессия двигателя, обеспечивающая его уверенный холодный и горячий запуск, мощность, экологичность и другие эксплуатационные показатели.

Именно поэтому для изготовления поршней и других деталей ЦПГ применяются материалы, обладающие высокой механической прочностью, хорошей теплопроводностью, незначительным коэффициентом линейного расширения, отличными антифрикционными и антикоррозионными свойствами.

В целях снижения потерь на трение производители поршней покрывают их боковую поверхность специальными антифрикционными составами на основе твердых смазочных частиц: графита или дисульфида молибдена. Однако со временем заводское покрытие разрушается, поршни снова испытывают высокие нагрузки, под влиянием которых изнашиваются и выходят из строя.

Одним из самых эффективных антифрикционных покрытий поршней является MODENGY Для деталей ДВС.

Состав на основе сразу двух твердых смазок – высокоочищенного дисульфида молибдена и поляризованного графита – применяется для первоначальной обработки юбок поршней или восстановления старого заводского покрытия.

MODENGY Для деталей ДВС имеет практичную аэрозольную упаковку с оптимально настроенными параметрами распыления, поэтому наносится на юбки поршней легко, быстро и равномерно.

На поверхности покрытие создает долговечную сухую защитную пленку, которая снижает износ деталей и препятствует появлению задиров.

MODENGY Для деталей ДВС полимеризуется при комнатной температуре, не требуя дополнительного оборудования.

Для подготовки поверхностей перед нанесением покрытия их необходимо обработать Специальным очистителем-активатором MODENGY. Только в таком случае производитель гарантирует прочное сцепление состава с основой и долгий срок службы готового покрытия. Оба средства входят в Набор для нанесения антифрикционного покрытия на детали ДВС

Методы охлаждения и смазывания цилиндро-поршневой группы

В каждом цикле работы двигателя при температуре, достигающей +2000 °С, сгорает большое количество топливно-воздушной смеси. При этом все детали цилиндро-поршневой группы испытывают экстремальные температурные воздействия, поэтому нуждаются в эффективном охлаждении – воздушном или жидкостном.

Наружная поверхность цилиндров ДВС с воздушным охлаждением покрыта множеством ребер, которые обдувает встречный или искусственно созданный воздухозаборниками воздух.

При водяном охлаждении жидкость, циркулирующая в толще блока, омывает нагретые цилиндры, забирая таким образом излишек тепла. Затем жидкость попадает в радиатор, где охлаждается и вновь подается к цилиндрам.

Второй по важности момент после отвода тепла – система смазки цилиндров. Без нее поршни рано или поздно подвергаются заклиниванию, что может привести к поломке двигателя.

Для того чтобы масляная пленка дольше удерживалась на внутренних поверхностях цилиндров, их подвергают хонингованию, т.е. нанесению специальной микросетки. Стабильность слоя масла гарантирует не только максимально низкое трение в паре «поршень-цилиндр», но и способствует отведению лишнего тепла из ЦПГ.

Неисправности ЦПГ и их диагностика

Даже грамотная эксплуатация автомобиля не гарантирует, что со временем не возникнет проблем с его цилиндро-поршневой группой.

О неисправностях деталей ЦПГ свидетельствует увеличение расхода масла, ухудшение пусковых качеств двигателя, снижение его мощности, появление каких-либо посторонних шумов при работе. Эти моменты нельзя игнорировать, так как стоимость ремонта цилиндро-поршневой группы иногда равна стоимости автомобиля в целом.

Под влиянием очень высоких нагрузок и температур:

  • На рабочих поверхностях цилиндров появляются трещины, сколы, пробоины
  • Посадочные места под гильзу деформируются
  • Днища поршней оплавляются и прогорают
  • Поршневые кольца разрушаются, закоксовываются, залегают
  • На теле поршней возникают различные деформации
  • Зазоры между поршнем и цилиндром сужаются, вследствие чего на юбках появляются задиры
  • Наблюдается общий износ цилиндров и поршней

Перечисленные неисправности цилиндро-поршневой группы неизбежны при перегреве двигателя. Он может возникнуть из-за нарушения герметичности системы охлаждения, отказа термостата или помпы, сбоев в работе вентилятора охлаждения радиатора, поломки самого радиатора или его датчика.

Точно определить состояние цилиндров и поршней можно с помощью специализированной диагностики самой ЦПГ (при полной разборке двигателя) или других автомобильных систем (например, воздушного фильтра).

В ходе сервисных работ измеряется компрессия в цилиндрах ДВС, берутся пробы картерного масла и пр. – все это помогает оценить исправность работы цилиндро-поршневой группы.

Ремонт цилиндро-поршневой группы двигателя включает замену маслосъемных и компрессионных колец, установку новых поршней, шатунов, восстановление (расточку) цилиндров.

Степень износа последних определяется с помощью индикаторного нутрометра. Трещины и сколы на стенках устраняются эпоксидными пастами или путем сварки.

Новые поршни – с нужным диаметром и массой – подбирают к гильзам, а поршневые пальцы – к поршням и втулкам верхних головок шатунов. Шатуны предварительно проверяют и при необходимости восстанавливают.

Как продлить ресурс ЦПГ?

Ресурс цилиндро-поршневой группы зависит от типа двигателя, режима его эксплуатации, регулярности обслуживания и многих других факторов. Срок службы ЦПГ отечественных автомобилей, как правило, меньше, чем у иномарок: около 200 тыс. км против 500 тыс.

Для того, чтобы детали ЦПГ вырабатывала свой ресурс полностью, рекомендуется:

  • Использовать моторное масло, рекомендованное автопроизводителем
  • Осуществлять замену масла и охлаждающей жидкости строго по регламенту
  • Следить за температурным режимом работы двигателя, не допуская его перегрева и холодного запуска
  • Регулярно проводить диагностику автомобиля
  • Применять для обслуживания автокомпонентов специальные средства, которые могут защитить их от усиленного износа и максимально продлить срок службы

Присоединяйтесь

© 2004 – 2020 ООО “АТФ”. Все авторские права защищены. ООО “АТФ” является зарегистрированной торговой маркой.

Повреждения деталей ЦПГ и их причины

При работе ДВС в системе поршень-гильза происходят обратно-поступательные движения с высокими значениями скоростей, а также огромными нагрузками. Ненадлежащее техническое обслуживание может привести к ускоренному износу элементов и вызвать частичную техническую неисправность двигателя или вовсе полный отказ.

В большинстве случаев диагностика позволяет выявить лишь малую часть проблем. Определить техническое состояние и причины поломки можно при осмотре отдельных компонентов, что поможет сделать приведенная ниже информация.

Повреждения гильзы цилиндра

Деформация цилиндра

  • Неравномерная или ненадлежащая затяжка головки блока
  • Ненадлежащее состояние поверхностей головки и блока
  • Грязная или повреждённая резьба крепежа головки блока
  • Несоответствующая прокладка головки блока
  • Отложения в системе охлаждения
  • Некачественная посадка бурта гильзы, несоответствующее выступание гильзы, ненадлежащее состояние нижнего посадочного места гильзы
  • При сухих гильзах слишком слабая посадка гильзы так же вредна, как и слишком тугая
  • В посадочных местах блока при сухих гильзах возникает контактная коррозия, посадочное место должно быть тщательно обработано для обеспечения прилегания гильзы по всей площади.
  • Отдельно стоящие цилиндры воздушного охлаждения должны быть строго параллельны блоку и головке, при единой головке цилиндры должны быть одинаковой высоты, очень важна исправность воздуховодов.
Читать еще:  Доработка свечей зажигания для экономии топлива

Отрыв бурта гильзы цилиндра

  • Некачественно обработано посадочное место гильзы в блоке
  • Не соблюдены предписанные порядок и моменты затяжки
  • Применены прокладки несоответствующей толщины

Кавитация

  • Не соблюдён зазор поршень/цилиндр (установлены б/у поршни)
  • Ненадлежащая посадка гильзы в блоке
  • Пониженное давление в системе охлаждения
  • Ненадлежащее качество охлаждающей жидкости

Повреждения поршня

Эрозия материала на днище поршня (дизельный двигатель)

  • Неисправная форсунка
  • Неисправный нагнетательный клапан в топливном насосе высокого давления
  • На форкамерных двигателях — дефект форкамеры

Эрозия на днище и жаровом поясе поршня (бензиновый двигатель)

Качество топлива не соответствует степени сжатия двигателя, бензин в дизельном топливе, масло в камере сгорания

  • Ненадлежащий угол опережения зажигания Негерметичные выпускные клапаны
  • Значительное количество нагара в камере сгорания
  • Слишком высокая температура впускного воздуха, общий перегрев

Прихват от перегрева, в основном на головке поршня

  • Эксплуатация необкатанного двигателя с высокими нагрузками
  • Повышенная температура в камере сгорания из-за неисправности системы питания
  • Неисправность системы охлаждения

Разрушение перемычек между канавками поршневых колец (дизельный двигатель)

  • Неисправная форсунка
  • Низкая компрессия в цилиндре
  • Дефект форкамеры
  • Неправильное или чрезмерное пользование пусковыми средствами
  • Цилиндр при неработающем двигателе заполнился водой или топливом (гидроудар)

Трещины на днище и вокруг камеры сгорания в поршне

  • Неисправность системы питания
  • Дефект форкамеры
  • Перегрев двигателя
  • Неисправность моторного тормоза

Износ поверхностей из-за избытка топлива в камере сгорания

  • Избыток топлива в камере сгорания в дизеле из-за неисправности топливной системы
  • Пониженная компрессия
  • На дизелях ненадлежащий зазор между поршнем и головкой

Задиры при недостаточном зазоре между поршнем и цилиндром

  • Ненадлежащая обработка блока при ремонте – диаметр цилиндра меньше допустимого размера
  • Головка блока перетянута или затянута неравномерно, повреждена или загрязнена резьба на элементах крепления головки к блоку цилиндров, не смазаны опорные места для гаек и болтов в головке
  • Имеются повреждения привалочных поверхностей блока цилиндров и головки блока
  • Некачественная прокладка головки блока
  • Деформация цилиндров из-за неравномерного охлаждения – накипь или грязь в системе охлаждения
  • Не подготовлены посадочные места для гильз в блоке
  • Нагружение двигателя без предварительного прогрева

Задиры на боковой поверхности поршня рядом с бобышками

  • Нагружение двигателя без предварительного прогрева
  • Деформация цилиндра при перегреве двигателя
  • Недостаточный зазор между пальцем и бобышкой поршня

Сухой прихват на юбке (недостаток масла)

  • Неисправность системы смазки или полное отсутствие масла в двигателе
  • Недостаточное разбрызгивание масла из-за малого зазора в шатунных вкладышах

Задиры на поршне только с одной стороны

  • Воздушные и паровые пробки в системе охлаждения из-за выхода из строя термостата или водяного насоса, а также загрязнения в полости охлаждения в блоке, приводят к местному перегреву и прекращению охлаждения

Задиры на боковой поверхности (сухой прихват)

  • Неисправности системы охлаждения

Как самостоятельно диагностировать неисправности дизельного двигателя

23 августа 2019 Категория: Полезная информация.

Дизельные двигатели — надёжные и ресурсные агрегаты. Но как любой другой сложный механизм, дизельный ДВС бывает, сталкивается с проблемами. В основном на ресурс дизеля напрямую влияет состояние топливной аппаратуры, поэтому быстрое обнаружение и устранение неисправностей может продлить жизнь мотору и отсрочить капитальный ремонт.

Признаки неисправности дизельного двигателя

  • Затруднённый запуск
  • Снижение мощности
  • Повышенный топливный расход
  • Чёрный или сизый выхлоп
  • Жесткая работа, повышенный шум
  • Неравномерная работа на холостом ходу, двигатель «троит»
  • Колебания частоты оборотов коленчатого вала, то есть обороты «плавают»
  • Частые поломки свечей накаливания
  • Повышение уровня масла в картере

Как производят диагностику дизельного двигателя на СТО

Основных способов проверить состояние дизельного двигателя у владельца при обращении на сервис три.

Визуальный осмотр, анализ шумов во время работы мотора позволяет опытному мастеру быстро оценить состояние двигателя и узлов топливной аппаратуры, опираясь на состояние воздушного фильтра, вид свечей накаливания, звук работы ТНВД на холостых оборотах и под нагрузкой и так далее.

Замеры определённых параметров дизельных двигателей в основном связан с замерами давления топлива в магистрали, компрессии в цилиндрах. Часто к замерам прибегают после визуального осмотра и анализа шумов: мастер предполагает локализацию проблемы и нуждается в уточнениях. Обычно вручную замеряют показатели старых дизелей с механическим ТНВД. Для такой диагностики снимают топливные форсунки, замеряют компрессию, давление картерных газов, проверяют фазы газораспределения и так далее.

Компьютерная диагностика дизельного двигателя. Проводится специальным сканером. Основана на выявлении неисправностей дизеля на основании данных работы датчиков и управляющей электроники.

Компьютерная диагностика современных дизелей способна проверить:

  • топливную систему
  • систему управления
  • исполнительные устройства двигателя.

В ходе компьютерной диагностики анализируют особенности «электрической» части работы форсунок, определяют показатели температуры, устанавливают показатели компрессии. Затем все данные собираются воедино; результаты выводятся на экран вместе с рекомендациями по устранению. Это современный, простой и быстрый метод, который позволяет установить дефекты без необходимости демонтировать дизельный мотор с машины.

Что можно сделать для самостоятельной экспресс-диагностики дизельного двигателя

Одни владельцы выполняют такие меры в качестве профилактики и из любопытства, другие — пытаются самостоятельно установить причины, почему дизель вдруг отказался заводиться, работает непривычно или «не едет», ещё до обращения к специалистам. В любом случае, такая проверка дизельного двигателя своими руками экономит время и финансы.

Перечислим основные методы самостоятельной диагностики исходя из признаков неисправности.

Присмотреться

Профилактический осмотр двигателя, по-хорошему, необходимо проводить каждую неделю.

Итак, водитель подходит к машине. Не запуская двигатель, следует провести такие действия:

  • визуальный осмотр подкапотного пространства
  • осмотр состояния и степени натяжения приводных ремней
  • проверка целостности проводки
  • проверка воздушного фильтра
  • измерение уровня масла в картере двигателя
  • измерение уровня антифриза в бачке
  • измерение уровня тормозной жидкости
  • проверка целостности топливных шлангов и патрубков
  • проверка топливного фильтра

Затем мотор запускается, прогревается до рабочих температур. После полезно газануть: цвет выхлопа тоже расскажет о проблемах.

Прислушаться

Для тех владельцев, которые дорожат своим авто, привычно беспокоиться о том, что звук мотора как-то изменился. Нужно прислушаться к дизелю на холостом ходу, а затем и в процессе движения.

  • стрекотание при запуске, исчезает при нагревании;
  • приглушенный шум с частотой вдвое реже частоты оборотов коленвала при работе дизеля на холостом ходу;
  • звонкий стук со стороны ЦПГ;
  • хлопки, в том числе на холостом ходу.

Не всегда пугающий владельца шум исходит от самого мотора: стрёкот, свист и стук может издавать и навесное оборудование, и коробка передач.

Определять точную локацию шума будет проще, если у вас есть механический стетоскоп. В крайнем случае, можно сделать аналог из палки и пустой жестяной или пластиковой балки.

Обращайте внимание на:

  • тональность звука: звонкий или глухой
  • зависимость звука от оборотов двигателя: становится ли шум громче и чаще с набором оборотов либо, наоборот, пропадает.

Провести простой эксперимент

Во время самостоятельного осмотра и диагностики двигателя полезно также провести «бумажный тест».

Во время работы прогретого двигателя поднесите чистый белый лист бумаги на расстояние порядка 1-2 см к выхлопной трубе. Ждите минуту, затем подсушите бумагу на солнце или с помощью салонной печки.

Осталось оценить состояние высохшей бумаги:

  • Лист чистый, без грязного налёта и следов от выхлопных газов — двигатель работает исправно;
  • Заметны следы масла или коричневые разводы — имеет место «масложор», на сервисе дизель приготовят то ли к замене маслосъёмных колпачков, то ли к серьёзному ремонту.
  • Заметен масляный налёт, но цвет бумаги не изменился — вероятно, антифриз просачивается в камеру сгорания и масло смешивается с охлаждающей жидкостью, так бывает при пробое прокладки клапанной крышки блока цилиндров или повреждении (пробое) ГБЦ.

Также бумажный тест покажет проблемы в работе выхлопаной системы. При нормальной работе выхлопной системы лист будет только вибрировать от выходящего потока газов. Если же лист начнёт буквально засасывать внутрь выхлопной трубы, это признаки прогоревшего клапана EGR, проблем с регулировкой газораспределительного механизма, прогоранием банок выхлопной системы. Нужно наведаться в сервис.

Купить сканер

Некоторые владельцы предпочитают не обращаться на сервис раз-два в год, а приобрести инструменты для «домашней» компьютерной диагностики. Останется только подключить сканер к ноутбуку или даже смартфону через специальный адаптер — и вуаля, компьютерная диагностика двигателя всегда под рукой.

Вместо сканера с диагностическим разъемом OBDII может выступать ноутбук со специальным ПО (например, Torque Pro или Check-Engine) и переходниками для подключения.

Отличие в том, что ПК подключается к разъёму на приборной панели автомобиля кабелем, а вот девайсы вроде планшета или смартфона можно связать с машиной по беспроводной связи. Поэтому для самостоятельной диагностики лучше использовать именно сканер-адаптер OBDII.

Порядок действий такой:

  1. Обнаружить универсальный диагностический разъем в салоне автомобиля, обычно он рядом с предохранителями.
  2. Подключить в него через адаптер ПК, планшет, смартфон с заранее скачанным для нужной марки автомобиля софтом
  3. После синхронизации устройств данные отобразятся на дисплее
  4. После успешной инициализации необходимо запустить мотор и запустить программу для диагностики.
  5. На дисплее будет отображаться информация: данные о температуре топлива и его расходе, об оборотах двигателя, а также оповещения, графики, сигналы и предупреждения об ошибках в работе ЭБУ двигателя и его систем. Главное — суметь считать код неисправности (ошибки) двигателя. После этого его можно будет расшифровать, просто погуглив, и тем самым получить прямое руководство к действию.

После обнаружения и устранения ошибок при помощи компьютерной диагностики не лишним будет проверить двигатель на ошибки повторно.

Важно учитывать, что достоверность показаний прибора могут искажать попавшие на корпус смартфона солнечные лучи и высокая влажность.

В отдельных случаях двигателю потребуется углубленная диагностика, которую можно провести только дорогостоящим профессиональным оборудованием в сочетании с профильными знаниями мастера.

Итого

Даже если владелец не сможет самостоятельно определить причины неисправности дизельного двигателя, внимательное наблюдение и «конспект» основных выявленных закономерностей не будет лишним.

Точно и максимально подробно описав мастеру проявления неисправностей, владелец экономит время специалиста и уберегает себя от лишних расходов.

Читать еще:  Слабые места хендай крета. наиболее возможные первые неисправности и болезни в creta

Топливные дизельные форсунки найдёте в нашем каталоге

Цилиндр и поршень как основные элементы автомобильного двигателя

  1. Что такое цилиндр и поршень?
  2. Из чего изготавливают цилиндры и поршни?
  3. Охлаждение ЦПГ
  4. Система смазки цилиндров
  5. Неисправности при эксплуатации

Цилиндр и поршень являются одними из основных деталей любого двигателя внутреннего сгорания. Нижняя плоскость ГБЦ, днище поршня и стенка цилиндра образуют замкнутую полость, где происходит сгорание топливно-воздушной смеси. Поршень, который находится в цилиндре, преобразует энергию образовавшихся газов в поступательно движение, тем самым приводя в движение коленчатый вал.

Цилиндр и поршень прирабатываются в ходе эксплуатации автомобиля, обеспечивая эффективность и наилучшие режимы работы двигателя.

В данной статье мы подробно рассмотрим пару «цилиндр-поршень»: конструкцию, функции, условия их работы, а также проблемы, которые могут возникнуть при эксплуатации ЦПГ.

Что такое цилиндр и поршень?

Современные двигатели могут иметь от 2 до 16 цилиндров, которые объединены в блок цилиндров. От количества цилиндров зависит мощность ДВС.

Внутренняя часть цилиндра является его рабочей поверхностью и называется гильзой, а внешняя, которая составляет единое целое с корпусом блока – рубашкой. По каналам рубашки циркулирует охлаждающая жидкость.

Внутри цилиндра совершает возвратно-поступательное движение поршень. Он передает энергию давления газов на шатун коленвала, герметизирует камеру сгорания и отводит из нее тепло. Состоит поршень из днища (головки), уплотняющих колец и направляющей части (юбки).

Поршни для бензиновых двигателей имеют плоское днище. Они меньше нагреваются при работе и проще в изготовлении. Они могут обладать специальными канавками, которые способствуют полному открытию клапанов. В дизельных двигателях поршни имеют специальную выемку заданной формы на дне. Она служит для того, чтобы воздух, поступающий в цилиндр, лучше смешивался с топливом.

Плотность соединения поршня и цилиндра обеспечивают поршневые кольца. Их расположение и количество зависит от типа и назначения двигателя. Наиболее часто встречающееся исполнение – одно маслосъемное и два компрессионных кольца.

Компрессионные кольца предотвращают попадание газов в картер двигателя из камеры сгорания и отводят тепло к стенкам цилиндра от головки поршня. По форме они бывают коническими, бочкообразными и трапециевидными.

Верхнее компрессионное кольцо изнашивается быстрее других, поэтому его наружная поверхность подвергается напылению молибдена или пористому хромированию. Благодаря такой подготовке первое кольцо становится более износостойким и лучше удерживает моторное масло. Другие уплотняющие кольца покрываются слоем олова для улучшения приработки к цилиндрам.

Маслосъемное кольцо служит для удаления излишков масла со стенок цилиндра, тем самым предотвращая их попадание в камеру сгорания. Через специальные отверстия в стенках поршня масло попадает внутрь последнего, а затем направляется в картер.

Направляющая часть (юбка) поршня может быть конусообразной или бочкообразной. Такая конструкция позволяет компенсировать расширение при воздействии высоких температур. На юбке находится отверстие с двумя бобышками, где крепится поршневой палец трубчатой формы, соединяющий поршень с шатуном.

Палец поршня может устанавливаться следующим образом:

Свободный ход в бобышках поршня и головке шатуна (плавающие пальцы)

Вращение в бобышках поршня и фиксация в головке шатуна

Вращение в головке шатуна и фиксация в бобышках поршня

Шатун соединяет поршень с коленвалом. Его верхняя головка движется возвратно-поступательно, а нижняя вращается совместно с шатунной шейкой коленчатого вала, стержень совершает сложное колебательное движение. При работе шатун подвергается растяжению, изгибу и сжатию, поэтому его производят жестким и прочным, а, чтобы уменьшить инерционные силы – легким.

Из чего изготавливают цилиндры и поршни?

Материалы, используемые при производстве деталей ЦПГ, должны обладать высокой механической прочностью, хорошей теплопроводностью, малой плотностью, незначительным коэффициентом линейного расширения, антифрикционными и антикоррозионными свойствами.

Цилиндры изготавливают из чугуна или стали с различными присадками. Это нужно для того, чтобы детали могли выдержать высокие нагрузки. Сегодня блоки цилиндров чаще всего производят из алюминия, а внутренние части цилиндров – из стали, благодаря чему вес конструкции снижается.

Поршни внутри цилиндра двигаются с высокой скоростью и подвержены воздействию высоких давлений и температур. Изначально для производства этих деталей использовался чугун, но с развитием технологий основным материалом для поршней стал алюминий. Это позволило обеспечить меньшую нагрузку на поршни, лучшую теплоотдачу и рост мощности ДВС.

На современных автомобилях, особенно с дизельными двигателями, используются сборные стальные поршни. Они весят меньше алюминиевых, а за счет меньшей компрессионной высоты позволяют использовать шатуны большей длины, тем самым снижая боковые нагрузки в паре «цилиндр-поршень».

Для производства поршневых колец используется высокопрочный серый чугун с добавлением хрома, молибдена, никеля или вольфрама. Эти материалы улучшают приработку элементов и обеспечивают их высокую износо- и термостойкость.

Некоторые производители автокомпонентов для снижения потерь на трение покрывают боковую поверхность поршней специальными материалами на основе графита или дисульфида молибдена. Однако со временем заводское покрытие разрушается и ему требуется восстановление.

Одним из самых эффективных средств для восстановления антифрикционного слоя или нанесения материала на новые поршни является покрытие поршней MODENGY для деталей ДВС. Состав на основе высокоочищенного дисульфида молибдена и графита имеет практичную аэрозольную упаковку с оптимальными параметрами распыления.

Материал равномерно наносится на юбки поршней, не требует высоких температур для полимеризации и создает на поверхности сухую смазочную пленку, которая в течение длительного времени снижает износ и препятствует образованию задиров.

Для подготовки поверхностей перед нанесением покрытия рекомендуется провести их обработку Специальным очистителем-активатором MODENGY. Он убирает все загрязнения с деталей и обеспечивает прочное сцепление покрытия с основанием.

Охлаждение ЦПГ

При работе двигателя выделяется огромное количество тепла. Например, температура сгоревших газов может достигать +2000 °C. Именно поэтому цилиндро-поршневая группа нуждается в эффективном охлаждении.

В современных двигателях система охлаждения может быть жидкостной или воздушной. В первом случае цилиндры ДВС покрыты снаружи большим количеством специальных ребер, которые охлаждаются искусственно созданным или встречным потоком воздуха.

Жидкостное охлаждение подразумевает охлаждение цилиндров при помощи охлаждающей жидкости, которая циркулирует в толще блока снаружи цилиндров. Нагретые элементы отдают часть тепла ОЖ, которая затем попадает в радиатор, охлаждается и заново поступает к цилиндрам.

Система смазки цилиндров

Если внутри цилиндра отсутствует смазочный материал, поршень будет заклинивать, что со временем приведет к поломке двигателя. Для удержания моторного масла на внутренних поверхностях цилиндров на них наносят микросетку при помощи хонингования.

Благодаря этому на стенках всегда находится некоторое количество масла, что снижает трение между поршнем и цилиндром, а также способствует отведению излишков тепла внутри ЦПГ.

Неисправности при эксплуатации

Даже, если эксплуатация автомобиля была правильной и все жидкости менялись вовремя, со временем все равно могут возникнуть проблемы с цилиндро-поршневой группой. Их основная причина заключается в сложных условиях работы ЦПГ.

Высокие нагрузки и температуры приводят к:

Деформации посадочных мест под гильзу

Разрушению, залеганию, закоксовыванию колец

Задирам на юбках поршней из-за сужения зазора между поршнем и цилиндром

Возникновению пробоин, трещин, сколов на рабочих поверхностях цилиндров

Оплавлению или прогару днища поршней

Различным деформациям на теле поршней

Эти и другие неисправности ЦПГ неизбежно возникают при перегреве ДВС, который может быть вызван неисправностью термостата, помпы или разгерметизацией системы охлаждения, сбоями в работе вентилятора охлаждения радиатора, самого радиатора или его датчика.

Определить проблемы в работе цилиндро-поршневой группы можно отметив увеличение расхода масла, ухудшение запуска двигателя, снижение мощности, возникновение стука и шума при работе ДВС. Подобные моменты не следует игнорировать, так как неисправности в ЦПГ неизбежно приведут к дорогостоящему ремонту.

Точно определить состояние поршней и цилиндров позволяет разборка ЦПГ, а также осмотр других систем автомобиля, например, воздушного фильтра. Помимо этого, в ходе диагностики производится замер компрессии в цилиндрах, берутся пробы масла из картера и т.п.

Ресурс ЦПГ зависит от типа двигателя, его режима эксплуатации, сервисного обслуживания и других параметров. В среднем для отечественных автомобилей он составляет около 200 тыс. км, для иномарок – до 500 тыс. км. Существуют так называемые «двигатели-миллионники», ресурс которых может превышать 1 млн. км пробега.

Ремонт цилиндро-поршневой группы двигателя включает в себя замену компрессионных и маслосъемных колец, восстановление и расточку цилиндров, установку новых шатунов и поршней.

Износ цилиндров определяется при помощи специального прибора – индикаторного нутрометра. Сколы и трещины на стенках заваривают или заделывают эпоксидными пастами.

Новые поршни подбираются по массе и диаметру к гильзам, а поршневые пальцы – к втулкам верхних головок шатунов и поршням. Шатуны предварительно проверяют на предмет повреждений и при необходимости восстанавливают или заменяют.

Диагностика бензиновых и дизельных двигателей VAG

Дефекты и поломки деталей цилиндро-поршневой группы (rus.) Техническая информация Kolbenschmidt AG. В фирменном пособии детально рассмотрены причины, условия и последствия выхода из строя деталей цилиндро-поршневой группы двигателей. Каждая поломка описывается индивидуально с анализом причин и фотографиями поврежденных деталей.

Диагностика дизельных двигателей. Системы с насос-форсунками Bosch (rus.) Контур низкого давления, Контур высокого давления, Проверка насос-форсунок, Демонтаж и монтаж насос-форсунок, Управление цикловой подачей топлива, Рециркуляция ОГ, Регулирование давления наддува. Руководство по диагностике и ремонту.

Повреждения поршней – как выявить и устранить их (rus.) В фирменном учебном пособии компании Kolbenschmidt приведены способы быстрой диагностики поршней при ремонте двигателя, детально описаны поломки поршневого пальца, повреждения на стопорах пальцев, повреждения поршневых колец, задиры в бобышках поршневых пальцев, стук поршней, причины чрезмерного расхода масла и др. Пособие великолепно иллюстрировано – для каждого случая повреждения или поломки приводятся фото, схемы, диаграммы и т.п. Каждая поломка или неисправность детально анализируется и указываются причины дефектов. 104 страницы.

Расход масла и потери масла (rus.) В фирменном учебном пособии компании Kolbenschmidt детально рассмотрено множество самых различных причин повышенного расхода масла (негерметичность уплотнений, разные утечки, большой зазор в турбонагнетателе, износ ТНВД и др.). Пособие прекрасно иллюстрировано. 28 страниц.

Ремонт алюминиевых блоков цилиндров (rus.) В фирменном учебном пособии компании Kolbenschmidt описаны основы и особенности создания алюминиевых блоков цилиндров, рассмотрены концепции конструирования блоков, представлены технологии ремонта и проблемы обработки рабочих поверхностей, приведены процессы установки гильз цилиндров и др. 100 страниц.

Mahle. Компоненты двигателей и фильтры: дефекты, их причины и профилактика (rus.) В фирменном учебном пособии компании MAHLE (Германия) рассмотрены общие вопросы появления неисправностей в двигателе (абразивный износ, гидроудар, повышенный расход масла и др.). Детально описаны возможные повреждения днищя поршня и поршневых канавок, юбки поршня, бобышек поршневых пальцев, гильз цилиндров, клапанов, подшипников скольжения. Проанализированы возможные причины появления этих дефектов. Даны сведения о фильтрах, особенностях их работы и возможных дефектах, приведен словарь терминов.

Читать еще:  Как устранить распространенные причины поломки системы зажигания daewoo matiz?

Поршневые кольца для двигателей внутреннего сгорания (rus.) Техническая брошюра Kolbenschmidt Pierburg AG. Фирменное, прекрасно иллюстрированое, учебное пособие по современным поршневым кольцам, выпущенное всемирно известной компанией Kolbenschmidt (Германия). Очень подробно дана информация по функциям поршневых колец, особенностям их работы в двигателе, детально рассмотрена конструкция современных видов колец, даны сведения по материалам, покрытиям и др. Описана диагностика функционирования колец в двигателе, приведены особенности монтажа колец и ремонта двигателя при замене колец.
Содержание: Основная информация о поршневых кольцах, Предъявляемые к поршневым кольцам требования, Три основные задачи поршневых колец, Виды поршневых колец, Наименования в поршневом кольце, Конструкция и форма поршневых колец, Функции и свойства, Монтаж и сервис, Оценка бывших в употреблении элементов, Оценка уже бывших в работе отверстий цилиндров, Монтаж поршней и поршневых колец, Запуск двигателя и его обкатка, Проблемы при уплотнении и повреждения колец, Смазывание и расход масла.

Руководство по определению неисправностей деталей и узлов автомобиля (SKF) (rus.) Техническая информация компании SKF. Подшипники ступиц колес, Водяные помпы, Ремни ГРМ, Натяжители и ролики ремня ГРМ, Элементы подвески. Опыт показывает, что большинство «дефектных» деталей, возвращаемых дистрибьюторам SKF, на самом деле таковыми не являются. Обычно их преждевременная поломка происходит из-за других факторов: от повреждений, вызванных смежными компонентами и системами, сбоями в их работе, до неправильной установки. “Руководство по определению неисправностей деталей и узлов автомобиля” компании SKF поможет Вам установить истинную причину выхода из строя изделия и причину поломки прямо на месте. В руководстве приведено описание наиболее распространенных признаков и причин преждевременных выхо-дов из строя, которое можно использовать как базовую информацию при их анализе.

Неисправности клапанов и их причины (rus.) Техническая информация Motorservice. В кратком, но информативном виде рассмотрены основные неисправности и дефекты клапанов в эксплуатации. Каждый случай сопровождается описанием и фотографией дефекта.

Ruville GmbH. Компоненты клапанного механизма (rus.) Техническая информация Ruville GmbH. В брошюре приведена подробная информация о конструкции и принципе действия компонентов клапанного механизма двигателя. Также рассматривается диагностика повреждений, оценка повреждений компонентов клапанного механизма с фотографиями.
Содержание: История, Клапанный механизм, Конструкция и принцип действия компонентов клапанного механизма, Системы регулирования фаз газораспределения, Текущий ремонт и сервисное обслуживание, Диагностика повреждений, оценка повреждений.

Компоненты клапанного механизма (rus.) Техническая брошюра Ruville GmbH. В фирменном материале приведена информация по истории развития клапанных механизмов, их конструктивных схемах, преимуществах и недостатках отдельных решений. Особое внимание уделено способам диагностики и ремонта клапанных механизмов.
Содержание: История, Клапанный механизм, Требования, Варианты конструкции, Зазор в клапанах, Регулирование зазоров клапанов, Конструкция и принцип действия компонентов клапанного механизма, Тарельчатые толкатели, Механический тарельчатый толкатель, Гидравлический тарельчатый толкатель, Кулисные коромысла с опорным компенсатором, Двуплечие коромысла со вставным компенсатором, Качающиеся коромысла со вставными компенсаторами, Верхнеклапанный механизм, Переключаемые компенсаторы зазоров клапанов, Системы регулирования фаз газораспределения, Общие сведения, Обзор различных концепций регулировки фаз газораспределения, Компоненты системы регулирования фаз газораспределения и их назначение, Регуляторы фаз газораспределения, Аксиально-поршневой регулятор, Пластинчатый регулятор, Различия между цепным и ремённым регуляторами, Различия между регулировкой фаз газораспределения на впуске и на выпуске, Клапан управления, Вставной клапан, Центральный клапан, Текущий ремонт и сервисное обслуживание, Замена механических тарельчатых толкателей, Замена гидравлических тарельчатых толкателей, Замена кулисного коромысла с опорным гидрокомпенсатором, Замена двуплечего коромысла со вставным гидрокомпенсатором, Общая информация для мастерских, Рекомендации по удалению воздуха из гидравлических компенсаторов зазоров клапанов в двигателе, Рекомендации по замене регуляторов фаз газораспределения, Диагностика повреждений, оценка повреждений, Общая оценка повреждений, Шумы во время прогрева двигателя, Появление шумов, когда двигатель прогрет, Появление шумов при «нагнетании», Остаточная грязь, Оценка повреждений компонентов клапанного механизма, Оценка повреждений тарельчатых толкателей, Оценка повреждений кулисных коромысел, Оценка повреждений системы регулировки фаз газораспределения.

Motor Service. Повреждения поршней – как выявить и устранить их (rus.) 4-e издание 2014 г. Техническая информация фирмы Kolbenschmidt.
В информативном учебном пособии фирмы Kolbenschmidt (это уже 4-е, обновленное издание этого пособия) приведены процедуры быстрой диагностики поршней при ремонте двигателя, детально описаны поломки поршневого пальца, повреждения на стопорах пальцев, повреждения поршневых колец, задиры в бобышках поршневых пальцев, стук поршней, причины чрезмерного расхода масла и др. Пособие великолепно иллюстрировано – для каждого случая повреждения или поломки приводятся фото, схемы, диаграммы и т.п. Каждая поломка или неисправность детально анализируется и указываются причины дефектов. В конце материала приведен словарь применяемых терминов.

Ruville GmbH. Компоненты ременного привода (rus.) Техническая информация Ruville GmbH. В брошюре приведена подробная информация о конструкции ременного привода привода, приведена информация по конструктивным особенностям, дефектам и неисправностям привода.
Содержание: Ремённые приводы в автомобилях, Газораспределительный механизм, Привод вспомогательных агрегатов, Натяжные и обводные ролики в ремённом приводе, Натяжные узлы для ГРМ, Натяжные узлы для привода вспомогательных агрегатов, Шкивы генератора с обгонной муфтой (механизм свободного хода генератора), Технические характеристики и принцип действия, Конструкция шкива генератора с обгонной муфтой, Хранение шкивов генератора с обгонной муфтой и обращение с ними, Проверка работы, Диагностика повреждений, Сервисное обслуживание.

Расход масла и утечка масла (rus.) Техническая информация Motorservice. 3-е издание, 2015 год. В фирменном учебном пособии описаны функции моторного масла, детально рассмотрено множество самых различных причин повышенного расхода масла (негерметичность уплотнений, разные утечки, расход на угар и др.). Пособие отличается информативностью и прекрасно иллюстрировано.

The Motor Oil Bible (eng.) Все что только можно знать о моторном масле. 🙂

Federal Mogul Corp. Техническое руководство по подшипникам (rus.) Техническая информация корпорации Federal Mogul Corp.
В фирменном материале дана базовая информация по подшипникам скольжения, используемых в поршневых двигателях. Подробно рассмотрены вопросы конструкции и технологии производства подшипников, аспекты их смазки и износа, эксплуатации и ремонта.
Содержание: Введение, Основные положения, Особенности конструкции вкладыша подшипника скольжения, Втулки и упорные шайбы, Шатунные шейки, Зазор подшипника, Масляная пленка, Материалы для подшипников скольжения, Технологии Federal-Mogul, использующиеся в материалах для подшипников, Заключение. 32 стр.

Elring. Прокладки головки блока цилиндров (rus.) В технической информации фирмы Elring Klingen AG описаны требования к прокладкам, особенности их конструкции и функционирования. Представлены типичные дефекты прокладки головки блока цилиндров: проникновение отработавших газов, утечки масла и охлаждающей жидкости и др. Проанализированы причины появления этих дефектов (перегрев и прогар, механические воздействия и т.п.). Представлена правильная технология установки прокладок на двигателе. Пособие хорошо иллюстрировано.

Техническая брошюра по фильтрам (rus.) Техническая информация Kolbencshmidt Pierburg AG. В фирменной технической информации рассмотрены вопросы фильтрации топлива, масла, воздуха. Даны базовые понятия фильтрации. Описаны различные конструкции фильтров, особенности их производства и эксплуатации.

Общая информация

Автомобильные двигатели. Теория и ТО (rus.) Классическое учебное руководство по конструкции, техническому обслуживанию, диагностике и ремонту автомобильных двигателей, предназначенное для обучения специалистов автосервиса в соответствии с программой сертификации Общества автомобильных инженеров США (SAE).
Материал книги, сопровождаемый сериями фотоснимков, охватывает все системы двигателя и включает описание их принципа работы и характеристик, признаков и причин возникновения типичных неисправностей, методик диагностики и ремонта с учетом особенностей конструкции различных типов серийных двигателей, а также технологий восстановления и замены изношенных деталей. В США эта книга выдержала четыре издания и является одним из самых популярных учебников по теории и техническому обслуживанию автомобильных двигателей. 592 стр. 45 Мб.
Содержание: Инструменты, крепеж и техника безопасности при выполнении работ, Принцип работы и типы двигателей, Принцип работы и методы диагностики системы смазки двигателя, Принцип работы и диагностика системы электроснабжения и электрического пуска, Принцип работы и диагностика системы зажигания, Принцип работы и диагностика топливной системы и системы снижения токсичности выхлопных газов, Принцип работы и диагностика системы охлаждения, Диагностика состояния двигателя, Демонтаж и разборка двигателя, Очистка двигателя, дефектоскопия и ремонт трещин в деталях двигателя, Измерения и расчеты, выполняемые при ремонте двигателей, Впускной и выпускной коллекторы, Техническое обслуживание головки блока цилиндров и направляющей втулки клапана, Техническое обслуживание клапана и седла клапана, Техническое обслуживание распределительного вала и клапанного механизма, Конструкция и техническое обслуживание блока цилиндров, Поршни, поршневые кольца и шатуны, Коленчатые валы и подшипники, Сборка двигателя, Установка двигателя в автомобиль и подготовка к работе, Приложения, Словарь терминов, Предметный указатель.

Проверка и замена компонентов вспомогательной трансмиссии. Замена ремня ГРМ (rus.) Видео. Учебный курс Dayco.
В видеоуроке рассказывают как правильно проверять ремни ГРМ, как определить степень износа деталей и компонентов, также подробно показывается поэтапный процесс подмены ремня ГРМ. 108 Мб.

VW Golf, VW Scirocco или VW Jetta – Тюнинг (rus.) 12 Mb. Эта книга – руководство, которое поможет тем, кто интересуется тюнингом Golf, Scirocco или Jetta. Теоретические и практические возможности повышения мощности и улучшения шасси разъясняются на многочисленных примерах. Так же прилагается обзор ассортимента покупных деталей и возможностей фирм, занимающихся выпуском аксессуаров для тюнинга.

Корки Белл – Maximum Boost / Турбонаддув (rus.) Турбонаддув. Проектирование, установка и испытания систем турбонаддува на русском языке.

Ремонт двигателей зарубежных автомобилей (1999) (rus.) Хрулев А.Э. Процессы, происходящие в автомобильных двигателях, их влияние на износ деталей и возникновение неисправностей. Особенности конструкции двигателей , влияющие на технологию их ремонта. Системы управления двигателем. Основные неисправности двигателей и их диагностика. Ремонт двигателей в специализированных мастерских и гаражах. Особенности демонтажа двигателей. Разборка двигателя. Дефектация деталей двигателя и подготовка их к ремонту. Способы ремонта и восстановления деталей двигателей. Сборка двигателя. Установка, запуск и эксплуатация двигателя после ремонта. Основные неисправности двигателей после ремонта, их причины и способы устранения. Приложения.

Если вы не нашли информацию по своему автомобилю – посмотрите ее на автомобили построенные на платформе вашего авто.
С большой долей вероятности информация по ремонту и обслуживанию подойдет и для Вашего авто.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector