Почему залегли поршневые кольца, симптомы залегания

Чем измерить компрессию

Чтобы оценить техническое состояние цилиндров и элементов поршневой группы, используется специальный прибор – компрессометр.

В его комплектацию входят элементы:

1. Стрелочный манометр с градуировкой шкалы от 0 до 2,4 МПа. Для дизельного мотора потребуется прибор со шкалой до 4 мегапаскалей.
2. Гибкий шланг с наконечником для присоединения к свечному отверстию.
3. Обратный клапан.
4. Устройство сброса давления.
5. Переходные насадки для разной резьбы в свечных отверстиях.

Простая комплектация прибора – манометр, оснащенный обратным клапаном и конической резиновой насадкой. При измерении ее не нужно вкручивать, достаточно сильно прижать рукой.

Манометр служит для измерения давления. Обратный клапан предназначен для удерживания воздуха в приборе до достижения максимального давления. Оно возникает уже за 5-10 рабочих циклов. Далее показания устанавливаются на «0», сбросив давление специальной кнопкой. В дизельном моторе компрессия измеряется через отверстия форсунок, которые могут иметь разную резьбу. Поэтому в комплекте есть переходники.

Проверка без прибора

Существует простой способ измерения компрессии без специальных устройств. Если нужно узнать, какой цилиндр неисправен, можно выкрутить свечи и вращать мотор стартером. При этом отверстие закрывается пальцем и проверяется выпуск и всасывание воздуха. Если неисправность серьезная, например, прогорел клапан – то в цилиндре воздух будет слабее выталкиваться и засасываться.

Проверка маслом

Если диагностика выявила низкую величину компрессии, то можно узнать, в чем конкретная причина. Во все цилиндры заливается по 30 мл моторного масла и вновь измеряется давление.

1. Если компрессия возросла до нормального значения – то значит проблема в износе поршней и цилиндров либо в поршневых кольцах.
2. Если после заливки масла давление плохое только в некоторых цилиндрах – то возможны поломка колец, прогорание клапанов или поршней.

Более точная диагностика проводится только компрессометром.

Компрессионные кольца: конструкции и проблемы

Шагая вглубь эволюции колечек можно насчитать не один десяток различных конфигураций, имеющих свои положительные и отрицательные стороны. Впрочем, в отличие от маслосъемных собратьев, оптимальная геометрия, решающая максимум поставленных задач, найдена и успешно освоена в серийном производстве:

Цилиндрическая форма

Простой контур эффективно противостоит перегреву поршня и прорыву отработанных газов в картер, но неважно справляется с отложениями при склонности двигателя к масложору и образованию сажи. Кольцо подобной формы устанавливается в основном на бензиновые моторы и может иметь фаски и канавки с внутренней стороны, решающие проблему их скручивания

Коническое сечение. Форма заочно получила статус универсальной ввиду того, что выполняет две функции: регулировка толщины масляной пленки + барьер для отработанных газов. Изначально, на новом необкатанном двигателе нижняя кромка острая и оказывает сильное давление на цилиндр. По окончанию обкатки кромка закругляется, обеспечивая идеальное уплотнение и минимальное трение. Кроме того, за счет смещенной верхней части при движении поршня вверх кольцо немного отходит от стенок цилиндра, скользя по маслу (масляный клин). При движении же вниз заостренная кромка глубже проникает в масляную пленку, удаляя остатки после прохода масляного кольца. Контур отлично зарекомендовал себя при проектировании компрессионных колечек второго ряда для любых двигателей.

Трапециевидная форма. Проблема с нагарообразованием и скоплением отложений в канавках под цилиндрические кольца особенно обострена у дизельных моторов с их склонностью к образованию сажи в ходе горения топлива. Трапециевидная форма канавки и колечка, установленного в нее с зазором, способствует измельчению нагара при движении поршня вверх-вниз. При этом все преимущества цилиндрического контура сохраняются. Кольца-трапеции встречаются практически на всех современных дизельных двигателях.

При эксплуатации компрессионных колец со временем возникает одна проблема глобального характера – износ. В первую очередь на это указывает пониженная компрессия, которая восстанавливается до заводских значений при введении в цилиндр 2-4 кубиков масла. Еще один признак износа поршневых колец – специфический сизый дым из выхлопной трубы. Всяческая раскоксовочная химия здесь, как правило, бессильна. Единственный верный путь – капитальный ремонт.

Как выбрать новые поршни при покупке?

На отечественном рынке представлен большой ассортимент данной продукции. Обычно затрудняются выбрать между технологией изготовления поршней — кованые или литые. Первые разновидности значительно дороже. Вторые — более распространены. Перед тем, как делать выбор — нужно понять, требуется ли автомобилю увеличение стандартной мощности. Если да, то однозначно дать предпочтение кованым аналогам.

Поршни регулярно подвергаются высоким нагрузкам, поэтому от их качества непосредственно зависит отдача ДВС. Немаловажным параметром также является масса изделия. Производители стараются делать их лёгкими, но одновременно прочными.

При выборе рекомендуется обратить внимание на немецкие бренды Kolbenschmidt, Mahle, Prima. Неплохо зарекомендовали себя выпуском такой продукции российские Мотордеталь-Кострома и СТК

Поршень 6D16 ME072549 (комплект 6 шт.) для двигателя 6D16 на Mitsubishi

Проводим раскоксовку

Поскольку закоксовка колец – одна из самых распространенных причин падения компрессии в цилиндре, то рассмотрим, как все устранить.

Итак, предположим, что в одном из цилиндров отмечено падение давления. Заливка масла в него и повторный замер показали увеличение компрессии. Вердикт – залегание или поломка колец.

Чтобы провести раскоксовку, понадобиться специальная промывочная жидкость (к примеру, «LAVR»).

Можно воспользоваться и старым проверенным методом – самостоятельно изготовить такую жидкость, смешав керосин с ацетоном (в пропорции 1:1).

А далее действуем так:

1. Прогреваем двигатель;
2. Выкручиваем все свечи зажигания;
3. Устанавливаем поршни в ряд (при помощи ключа для проворачивания коленчатого вала и 4-х равных по длине прутов);
4. Шприцом заливаем жидкость во все цилиндры (в инструкции к средству указывается требуемое количество. Обычно это 50-70 гр. на каждый цилиндр);
5. Накрываем свечные отверстия ветошью и оставляем двигатель откисать на 10-12 часов. Желательно также периодически «шевелить» поршни, немного прокручивая коленчатый вал в разные стороны;
6. Проводим продувку цилиндров (крутим коленчатый вал стартером, чтобы удалить остатки средства);
7. Ставим на место свечи зажигания;
8. Запускаем двигатель (заводиться он будет «туго»);
9. После заводки даем ему время поработать на холостом ходу 5-7 минут. Поначалу работа мотора будет сопровождаться сильной дымностью и перебоями, но постепенно все нормализуется;
10. Выезжаем на трассу и даем двигателю максимально возможные нагрузки, чтобы удалить из цилиндров остатки нагара.

После поездки проводим замеры компрессии. Если показатели улучшились и давление во всех цилиндрах приблизилось к одному уровню, проводим замену масла и продолжаем эксплуатацию авто.

В случае, когда показатели в цилиндре, где было отмечено падение, улучшились, но недостаточно, можно еще раз провести раскоксовку, залив чистящую жидкость только в этот цилиндр.

Подробнее читайте раскоксовка двигателя своими руками.

Но здесь стоит отметить, что путем промывки было только устранено залегание колец, а вот что стало причиной этого – еще придется разобраться.

Если же раскоксовка положительного результата не принесла, или причина падения кроется не в кольцах, придется проводить серьезные ремонтные работы – снимать головку блока для проведения ее восстановления или замены прокладки ГБЦ.

Возможно, потребуется снятие поршней и замена поврежденных колец.

Важно почитать: в чем опасность дыма из выхлопной трубы. Чтобы не являлось причиной падения компрессии в одном из цилиндров, без внимания эту проблему оставлять нельзя, и необходимо как можно раньше провести все ремонтные работы, чтобы такая неисправность не привела к более серьезным поломкам

Чтобы не являлось причиной падения компрессии в одном из цилиндров, без внимания эту проблему оставлять нельзя, и необходимо как можно раньше провести все ремонтные работы, чтобы такая неисправность не привела к более серьезным поломкам.

Как определить разную компрессию в цилиндрах без компрессометра.

Понятие о компрессии

Компрессией называют максимальное давление для камеры сгорания, которое создаётся поршнем внутри цилиндра при достижении верхней мёртвой точки (ВМТ) на такте сжатия.

Замеры нужны для того, чтобы проверить герметичность камеры. При этом герметичность узла зависит от текущего состояния нескольких важных элементов:

• поршни;
• компрессионные кольца;
• клапана с седлом;
• прокладки ГБЦ;
• тепловой зазор в ГРМ.

Принципиально сложного в замерах компрессии в двигателе на самом деле ничего нет. Проведя проверку, можно понять, какие неисправности есть в двигателе и сколько ещё прослужит ДВС в таком состоянии.

Учитывая информативность, которую даёт замер компрессии, такая диагностическая процедура стала очень распространённой и востребованной.

Несмотря на общий принцип работы ДВС, конструктивно моторы на разных авто отличаются. Отсюда и разные показатели компрессии.

Чтобы определить оптимальные параметры конкретной машины, нужно заглянуть в техническую документацию. Именно на эти цифры и следует опираться, делая замеры и сравнивая их с оптимальными для вашего автомобиля.

Принимайте во внимание ещё один важный момент. Замеры компрессии на моторах, которые эксплуатируются достаточно давно, не обязательно должны строго соответствовать норме

Из-за постепенного износа компрессия падает. Но как только падение идёт ниже предельного значения, это сигнал об износе ЦПГ двигателя. Следовательно, мотору предстоит капитальный ремонт.

Разница в компрессии между цилиндрами может немного отличаться. Но разбежность не должна превышать 1 кгс/см2.

Иными словами, стремиться к идеальным значениям не всегда нужно. Главное, чтобы двигатель был в нормальном рабочем состоянии. Погрешность всегда допускается.

Причины падения компрессии в одном цилиндре

Бывает и так, что в одном из цилиндров произошло падение давления, причем значительно (в некоторых случаях компрессия может снизиться до 3-4 кгс/см кв.).

И такие результаты диагностики – повод беспокоиться, ведь в силовой установке возникли неисправности.

Причинами падения компрессии в одном из цилиндров выше нормы могут стать:

• КОМПРЕССИОННЫЕ КОЛЬЦА. Эти элементы играют одну из самых важных ролей, поскольку в их задачу входит обеспечение герметичности в паре «поршень-цилиндр». Если кольца повреждены (лопнули) или залегли, они начнут пропускать рабочие газы в подпоршневое пространство, из-за чего и происходит значительное падение компрессии;
• КЛАПАНЫ. Через эти элементы производится впуск составляющих горючей смеси и отвод отработанных газов. Но при такте сжатия клапаны закрыты, что обеспечивает герметизацию камеры сгорания. Но если у клапана из-за нарушения процессов горения подгорели кромка тарелки и посадочное седло, или же нарушен тепловой зазор, и он получается немного поджатым, то герметичность камеры не соблюдается, что и сказывается на компрессии;
• ПОРШЕНЬ. Виной падения давления в цилиндре этот элемент становиться редко, но все же бывают ситуации, когда причина кроется именно в нем. В результате все тех же изменений процессов, возможно прогорание днища поршня. Происходит это обычно из-за нарушения угла зажигания. А если поршень прогорел, то герметичности не будет;
• ГОЛОВКА БЛОКА. Хоть и редко, но бывает так, что в камере сгорания появляются трещины и другие дефекты, сказывающиеся на потере компрессии. Также головка может стать причиной потери давления в каком-то цилиндре в случае, если ее повело из-за перегрева. Из-за изменения геометрии, головка в некоторых местах просто не прилегает плотно к прокладке. Даже банальная недостаточная затяжка болтов ГБЦ может сказаться на компрессии;
• ПРОКЛАДКА ГБЦ. Из-за внутренних дефектов или перегрева может произойти пробой этой прокладки. В результате один из цилиндров соединяется с каналом системы охлаждения или смазки, другим цилиндром (в таком случае сильное падение компрессии наблюдается в двух цилиндрах), также пробой может вести наружу из двигателя. Читайте больше про признаки пробитой подкладки ГБЦ.

Также читайте почему не тянет двигатель автомобиля.

Установка поршневых колец

Общий порядок проведения работ: Сначала приводят в порядок поршни (в сборе с шатунами). Они должны быть чистыми, ничто не должно мешать свободному передвижению колец и ходу масла (сливные отверстия в канавках). Далее подготавливают блок: все цилиндры должны быть очищены и промыты. Обязательно убрать нагар в верхней части, как это делалось для измерения кольца. Смазывают поверхности моторным маслом. Проверяют тепловые зазоры новых запчастей на предмет брака. После этого проверяют торцевые зазоры (кольцо необязательно надевать: можно вставить сбоку и измерить зазор щупом). Теперь первый поршень комплектуют кольцами. Его можно установить в тисках, закрепив за шатун (сильно зажимать не надо). Кольца устанавливают снизу вверх.

Установка маслосъемного кольца: — Коробчатое. Сначала на поршень, в канавку устанавливается расширитель (в замке витки спирали должны не зацепляться между собой, а просто состыковываться). На него надевают коробчатое кольцо. Оно разводится легко, и специнструмент вряд ли понадобится. Его замок следует отвести от замка расширителя на 180°, если это не противоречит инструкции. — Составное. Сначала устанавливается нижнее кольцо, затем расширитель, и сверху второе. Такой расширитель склонен собираться внахлест. Это может привести к тому, что кольцо займет неправильное положение, выйдя поверх наружного диаметра расширителя, и может произойти задир цилиндра. На новых запчастях такое встречается редко, и все же нужно быть очень внимательным. Необходимо проверить точность расположения стыка пружинного расширителя. Правильная установка поршневых колец не имеет альтернативы.

Второе компрессионное кольцо может иметь метку, которой нужно располагать его вверх, но она встречается не всегда. Выборку в форме ступени, обычно ориентируют вниз.

На верхних кольцах обычно стоит слово TOP — это верхняя сторона. — Верхнее компрессионное кольцо разводят специальными щипцами на небольшую ширину, которая только-только позволит надеть его на поршень. Чрезмерное разгибание приводит к потере упругости в районе спинки (точка, противоположная замку). Такая деталь нормально работать не будет. Также нельзя заводить кольцо в канавку одним концом, а потом перетаскивать другой. — Поршень в сборе необходимо смазать и развести замки между собой. Расположение замков всегда описывается в руководстве по ремонту. Одни производители рекомендуют все три замка развести через 120о, другие предписывают развести компрессионные на 180о, а замок маслосъемного поставить между ними. Замки также смещают от оси поршневого пальца на 30о.

Причины износа поршневой группы

Постоянная эксплуатация машины неминуемо приводит к повреждениям ПГ. Как и любые другие элементы силового агрегата, поршни изнашиваются по причине устаревания или из-за перегрева, вызванного нарушением процесса сгорания.

Чем вызывается износ днища поршня?

Задиры на днище поршня образуются по причине засорения или деформации масляной форсунки, установки элементов с другими размерами, неисправности в системе охлаждения.

На поршнях подержанных машин часто заметны следы от ударов. Вызываются они чересчур большим выступом поршня или неправильной подгонкой торцевой стороны ГБЦ. Это же происходит из-за отложений моторного масла на головке элемента, необычно узким зазором в клапанном приводе и неправильной установкой фаз ГРС.

Повреждения также определяются по наплывам металла на элементах. Такое происходит при неисправном инжекторе — количество впрыска определяется в этом случае системой неверно. Это же укажет на недостаточное сжатие, позднее или ранее зажигание.

Если на днище поршня и в полости камеры сгорания наблюдаются трещины, это свидетельство неисправной форсунки или недостаточной компрессии. Подобное также возможно при неграмотной чиповке двигателя, когда за счёт модернизации пытаются увеличить мощность агрегата.

проверка поршня на износ

Причины повреждения колец

Как правило, это случается из-за эрозии материала в зоне колец, вызванного неправильной установкой, избытком горючего в камере сгорания, нарушением теплового зазора между поршнем и его цилиндром. Такое же происходит при сильном осевом истирании канавки поршней и вибраций.

Другая причина — радиальный износ, связанный с приготовлением смеси. Любое нарушение процесса сгорания топлива, а также недостаточное давление сжатия приводят к такой неисправности.

Осевой износ возможен и в результате банального загрязнения, когда частички сажи прилипают в канавке из-за недостаточного фильтрования. Это могут быть опилки, остатки после струйной очистки или любые другие продукты истирания.

Отчего повреждается юбка поршня?

Несколько причин способствуют этому — деформация шатуна, криво установленные цилиндры, чрезмерный люфт шатунного подшипника. В этих случаях на юбке образуется асимметричное, чётко различимое пятно.

Возможны также задиры под углом 45 градусов и другие следы трения, вызванные чрезмерно тесной посадкой пальца или ошибкой при установке шатуна горячего прессования. Причиной также называют малый процент сжатия, перебои в зажигании, разбавление масла бензином.

Основные признаки, указывающие на выработку ресурса:

• синий цвет выхлопа;
• активный нагар свечей зажигания;
• падение мощности ДВС;
• неустойчивая работа агрегата на нейтральных оборотах — быстро определяется по сильным вибрациям ручки КПП.

И, конечно, самый главный признак — повышенный расход моторного масла.

Нормальная компрессия

Значение давления – «компрессию» принято замерять. По ее значению можно определить исправность двигателя, а также износ на стенках цилиндра и состояние колец на поршне. Нормальное значение колеблется от 10 до 12 атмосфер, у различных производителей машин по-разному.

Однако нормальной компрессией считается также небольшой разбег, так например в 1 и 4 цилиндрах показатель может быть немного меньше, например на 0,3 – 0,5 атмосферы. Это погрешность считается допустимой. Это зависит от загруженности поршней – у каких она больше те изнашиваются быстрее. То есть, например в наших ВАЗ значения могут быть 10,0 во всех 4 «горшках», либо в 1 и 4 – «9,5», а во «2 и 3» – 9,9 атм. Главное запомнить – это нормально, волноваться и бить барабаны не стоит. Просто желательно лить нормальное масло и не насиловать двигатель.

Замена поршневых колец

Чтобы снять поршневые кольца, нужно развести их края в области замка до тех пор, пока деталь не покинет канавку. Делается это при помощи специальных щипцов или небольшой плоской отвертки.

После снятия колец канавки очищаются от нагара при помощи специального инструмента или старого компрессионного кольца, сломанного на две части.

Перед установкой новых колец следует обратиться к инструкции, которая прилагается к комплекту. В ней описывается последовательность работы и правильное расположение деталей.

После очистки канавок необходимо проверить их на предмет повреждения радиусов и боковых поверхностей.

Установку новых колец начинают с нижнего. Процедура выполняется при помощи специального цангового устройства.

По окончании работы проверяют зазоры боковых поверхностей. Если они превышают 0,1 мм, поршни подлежат замене.

Признаки износа 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:

• двигатель теряет мощность;
• машина очень плохо заводится «на холодную»;
• в отдельных случаях мотор с трудом запускается «на горячую»;
• наблюдается повышенный расход моторного масла;
• двигатель дымит синим или серым дымом;
• увеличивается расход топлива;

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.

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.