Цилиндр в машине это: что нужно знать об этих деталях и как продлить срок их службы?

Содержание

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


Цилиндр и поршень – ключевые детали любого двигателя. 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 силовой агрегат.


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 двигателей 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 с 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 двигателями, 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.


Поршневые кольца, наиболее подверженные износу и деформациям, производят из специального высокопрочного чугуна с легирующими добавками (молибденом, хромом, вольфрамом, никелем).


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 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 повреждения

  • 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.км.


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

  • Использовать моторное масло, одобренное автопроизводителем

  • Осуществлять замену масла и охлаждающей жидкости строго по регламенту

  • Следить за температурным режимом работы двигателя, не допускать 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

Не работают один/два цилиндра: что делать? » АвтоНоватор

Missing. Все водители знают эту проблему, только на народно – механическом сленге она называется чуть-чуть по-другому.

Не работает один цилиндр, что делать?

«Троит двигатель» — именно так называется неисправность, когда не работает один цилиндр в двигателе. Бывают случаи, когда не работают два цилиндра, сразу. Но, это происходит очень редко. Поэтому рассмотрим подробно ситуацию с тем, когда не работает один цилиндр.

Тем более, причины возникновения неисправности, их поиск и устранение, в одинаковой мере относятся к ситуации, когда не работают два цилиндра.

По каким признакам вы узнаете, что не работает один цилиндр двигателя? А всё просто. По вибрации кузова, перебоям в рабочем цикле и странному звуку отличающемуся от равномерной работы двигателя. Вы поймёте. Если троит двигатель, это нельзя не заметить по поведению авто.

У водителя мало знакомого с устройством и принципом работы ГБЦ и самого блока цилиндров, возникает вопрос, — а можно ли двигаться (более того долго ездить, если не работает один цилиндр).

В принципе, да, можно. Но, это продлится недолго. Двигатель выйдет из строя или вы «наездите» себе проблем с двигателем, количество которых заставит вас раскошелиться не на кругленькую, а на огромнокруглую цифру.

Прежде, чем проанализировать причины, по которым может не работать один/два цилиндра, коротко рассмотрим последствия пренебрежения данной неисправностью.

К чему приводит движение с неработающим цилиндром двигателя

Топливо, поступая в неработающий цилиндр, не сгорает. Оно перемешивается с маслом. Смывает его с зеркала цилиндра и поступает в картер. Мало того, что сухая поверхность цилиндра подвергается механическим повреждениям, т.н. задиры, так и масло разбавленное бензином, не выполняет свои функции по смазке остальных, работающих цилиндров.

Это, соответственно также ведет к выходу из строя остальных цилиндров. То есть расточка блока цилиндров, а может быть и гильзование, вам обеспечены на 100%.

Ещё одна неприятная новость, если не работает один цилиндр – возможность перегрева двигателя со всеми вытекающими последствиями. Двигатель начинает менять температурный режим. Он греется, ведь масло потеряло своё качество, а оно помимо смазки, выполняет и функцию теплоотвода.

Где искать причину неработающего цилиндра

Ремарка такова, что проверка и поиск причины проводятся в условиях гаража. Есть два варианта: механика и электрика (зажигание). Начинать нужно идти по лёгкому пути, а именно с диагностики зажигания.

  • Свечи зажигания. Определяем их работоспособность по старинке. Визуально боковой электрод и изолятор должны быть светло-коричневыми, но никак не черными с хлопьями нагара. Закопченный электрод говорит либо о слишком обогащенной смеси, либо о том, что ее забрызгивает маслом. Искрообразование. Вставив свечу в ВВ провод подносим ее на расстояние 1-2 см к блоку цилиндров и делаем прокрутку стартером. Если искра это расстояние «проскакивает», то свеча в порядке, если нет, то меняем.
  • Высоковольтные провода. Проверяем их на наличие механических повреждений. Проверяем их наконечники. Если на наконечнике ВВ провода есть налет светло-серого цвета, то это указывает на его работу в экстремальном режиме. Сопротивление ВВ проводов проверяется  мультиметром. На разных двигателях разная длина ВВ проводов и разное сопротивление. Если не сказано другого, то за постоянную величину сопротивления принято считать 20 Ком. Если сопротивление выше, надо искать причину в ВВ проводе.
  • Распределитель зажигания. Если свеча неисправна, то в крышке распределителя зажигания мы увидим «пробой». Обязательно проверяем «уголёк», можно чуть растянуть пружинку.
  • Банально перепутаны ВВ провода. И именно из-за этого не работают один или два цилиндра.

Далее переходим к механике.

  • Инжектор. Вполне возможно, что не работает один цилиндр из-за проблем с инжектором. Это либо неисправность самой форсунки, либо инжектор забился некачественным топливом, вернее тем, что в нём много есть.  Кстати, будьте осторожны и разборчивы при применении «супер — чудо» очистителей топлива, которые продаются на каждом углу. В идеале, диагностику и чистку форсунок нужно проводить на стенде.
  • ГРМ. Топливо – воздушная смесь попадает в цилиндры в неправильном количестве и неправильного качества. Здесь причин масса. Ремень неправильно установлен, выработка натяжителей, сальник. Выработка распределительного вала, износ гидрокомпенсаторов. Прогорела прокладка ГБЦ, как правило, из-за перегрева двигателя (внимательно посмотрите на себя, когда хотите спросить, — почему он перегрелся) во время спортивного стиля езды, или снижения уровня охлаждающей жидкости.

Вот такие они, традиционные причины того, что не работает один цилиндр двигателя. И это ещё неполный перечень. В любом случае поиск причины приведет вас к желаемому результат, и вы устраните эту неисправность. Самостоятельно либо при помощи сервиса.

  • Автор: Андрей