Поршень двигателей ЗМЗ-402, ЗМЗ-405, ЗМЗ-406, ЗМЗ-409, размеры
Цилиндро-поршневая группа — гильза, поршень и поршневые кольца, играет важнейшую роль в работе двигателя, являясь основным ресурсоопределяющим конструктивным модулем. В процессе работы детали цилиндро-поршневой группы подвергаются значительным циклическим, механическим и тепловым нагрузкам, которые повторяются тысячи раз в минуту.
Поршень 53-1004015 для двигателя ЗМЗ-402, общие сведения, маркировка.
Поршень 53-1004015 диаметром 92 мм применяется для четырех цилиндровых двигателей семейства ЗМЗ-402 рабочим объемом 2.5 литра и для восьми цилиндровых двигателей семейства ЗМЗ-511 рабочим объемом 4.25 литра. Маркировка размерных групп по диаметру поршня наносится на днище поршня.
Поршень изготовлен из специальных многокомпонентных алюмиево-кремнистых сплавов АК12ММгН легированных хромом, магнием, никелем, медью, цинком, оловом. Это обеспечивает его высокую жаропрочность, износостойкость в тяжелых условиях работы и низкий коэффициент линейного расширения.
Бочкообразный вертикальный профиль и овальный горизонтальный профиль поршня обеспечивает требуемые равномерные зазоры в паре гильза-поршень во время температурных расширений в процессе работы двигателя, что позволяет обеспечивать стабильные эксплуатационные характеристики двигателя в процессе всего срока эксплуатации.
Маркировка поршня 53-1004015.
Маркировка под поршневой палец.
Поршень 406.1004015 для двигателя ЗМЗ-406, общие сведения, размеры и маркировка.
Поршень 406.1004015 диаметром 92 мм применяется для четырех цилиндровых 16-ти клапанных двигателей семейства ЗМЗ-4062.10, ЗМЗ-4063.10 рабочим объемом 2.3 литра. Кроме стандартного размера в 92 мм изготавливаются поршни ремонтных размеров 92.5 мм и 93.0 мм. Поршень сделан из сплава АК12ММгН, обладающего высокой твердостью и стабильностью механических свойств при высоких температурах работы двигателя.
В конструкции поршня применена стальная терморегулирующая вставка, исключающая повышенный нагрев юбки поршня, что обеспечивает стабильность геометрических параметров даже в самых экстремальных условиях эксплуатации автомобиля.
Верхняя часть головки поршня имеет шесть кольцевых канавок треугольной формы глубиной 0.35 мм для создания лабиринтного уплотнения, это снижается прорыв газов, тем самым разгружаются поршневые кольца от газовых сил, что позволяет улучшить характеристики двигателя.
Юбка поршня имеет бочкообразный вертикальный профиль и овальный горизонтальный профиль, это обеспечивает оптимальный зазор пары цилиндр-поршень при повышенной температуре, снижает потери на трение.
Диаметром поршня (диаметром юбки) является его максимальный размер, измеренный под прямым углом к оси поршневого пальца на расстоянии 46 мм от плоскости днища поршня. В днище поршня имеются выточки под клапана. Расстояние от плоскости днища до оси отверстия под поршневой палец — 38+-0.07 мм.
Диаметр головки поршня 406.1004015 занижен до 91.45 мм у стандартного поршня, и до 91.95 мм, 92.45 мм у ремонтных размеров соответственно. Это связано с тем, что температура головки поршня всегда выше чем юбки, и головка расширяется сильнее, чем юбка.
Маркировка размерных групп наносится на днище поршня ударным способом. Поршни 406.1004015 стандартного и ремонтных размеров по диаметру юбки разбиваются на пять размерных групп с допусками, мм :
По диаметру отверстия под поршневой палец поршни 406.1004015 разбиваются на четыре размерные группы :
Поршень 409.1004015 для двигателя ЗМЗ-409, общие сведения, размеры.
Поршень 409.1004015 диаметром 95.5 мм применяется для четырех цилиндровых 16-ти клапанных двигателей семейства ЗМЗ-409.10, ЗМЗ-4092.10 рабочим объемом 2.7 литра. Кроме стандартного размера в 95.5 мм изготавливаются поршни ремонтных размеров 96.0 мм и 96.5 мм.
Диаметром поршня является его максимальный размер, измеренный под прямым углом к оси поршневого пальца на расстоянии 50.8 мм от плоскости днища поршня. В днище поршня имеется углубление в 4.1 мм и диаметром 76 мм, и четыре выточки под клапана. Расстояние от плоскости днища до оси отверстия под поршневой палец — 34+-0.
05 мм.
Диаметр головки поршня занижен до 94.85 мм у стандартного поршня, до 95.35 мм и 95.85 мм у ремонтных размеров соответственно. Это сделано в связи с тем, что температура головки поршня всегда выше, чем юбки, и головка расширяется сильнее, чем юбка.
Поршень 405.1004015 для двигателя ЗМЗ-405, общие сведения.
Поршень 405.1004015 применяется для четырех цилиндровых двигателей семейства ЗМЗ-40522.10, ЗМЗ-40524.10, ЗМЗ-40525.10 рабочим объемом 2.5 литра. Он аналогичен поршню 409.1004015, но имеет меньшую глубину камеры сгорания в днище поршня.
как определить и устранить неисправности деталей двигателя?
Одним из важнейших рабочих элементов двигателя внутреннего сгорания является цилиндро-поршневая группа (ЦПГ), включающая в себя поршень с компрессионными и маслосъемными кольцами, а также гильзу цилиндра.
Детали ЦПГ работают в условиях высоких температур и повышенных нагрузок. В результате на рабочих поверхностях поршней и цилиндров возникают задиры, они быстро изнашиваются и требуют ремонта.
В данной статье мы рассмотрим самые распространенные причины выхода из строя поршней двигателя, способы профилактики проблем и их устранения.
Основные причины выхода поршней из строя
Поршень представляет собой подвижный элемент, перемещающийся между нижней и верхней точкой цилиндра. Движение поршня возникает вследствие давления газов при сгорании воздушно-топливной смеси.
В процессе работы поршень нагревается и существенно увеличивается в размерах из-за расширения металла. Избежать заклинивания внутри цилиндра позволяет консусообразная конструкция детали. Максимально увеличенная в диаметре нижняя часть поршня (юбка) нагревается и расширяется не так сильно, как головка. В результате при высоких температурах поршень приобретает цилиндрическую форму и свободно перемещается внутри цилиндра.
Охлаждению поршней способствует циркуляция моторного масла.
При его дефиците ЦПГ перегревается, поршни увеличиваются в размерах и испытывают повышенное трение о стенки цилиндров. В результате на взаимодействующих поверхностях появляются многочисленные задиры, могут возникнуть заедания и заклинивания.
Возможные причины перегрева поршней:
- Нарушение циркуляции моторного масла и охлаждающей жидкости
- Выход из строя термостата
- Засорение радиатора
- Повреждение помпы
- Неисправность вентилятора охлаждения
При недостатке смазки поршневой палец приобретает синий цвет, в зоне бобышек возникают зазоры. Перегрев головки поршня между нижней частью поршня и верхней канавкой компрессионного кольца ведет к образованию задиров.
Подобные неисправности могут появляться не только из-за общего перегрева двигателя, но и по причине использования несоответствующего (низкооктанового) топлива, нарушения регулировки топливных форсунок, неисправности системы зажигания и т.
д.
Чрезмерно высокая температура в ЦПГ может привести к разрушению поршневых колец и их посадочных мест, появлению трещин, оплавлению днищ и прочим повреждениям, полностью выводящим поршни из строя.
Виды износа поршней
Определить необходимость ремонта или замены деталей ЦПГ можно по состоянию поршней, колец и их посадочных мест.
О том, что следует принимать меры, предупреждающие поломку двигателя, говорят следующие явления:
- Залегание поршневых колец
- Износ канавок
- Износ отверстий в бобышках
- Износ поршня по диаметру
- Трещины и задиры на юбке
- Нагар на днище поршня
Нагар с днища поршня счищается при помощи тупого металлического скребка или щетки. Из канавок он удаляется при помощи специального приспособления.
Определить присутствие трещин на поршне можно на слух.
Поршни, имеющие трещины, глубокие царапины и большой износ по диаметру, не подлежат ремонту – только замене.
Изношенные канавки протачиваются на токарном станке при помощи кольца с наружным диаметром, равным внутреннему центрирующему пояску поршня. Это позволяет устанавливать кольца большей высоты. Протачивать канавки необходимо с учетом размеров установленных ремонтных колец.
Износ отверстий в бобышках устраняется их развертыванием под увеличенный диаметр при помощи раздвижной отвертки с направляющим хвостовиком. Короткие развертки использовать нельзя, так как ими можно легко нарушить перпендикулярность оси пальца с осью поршня. После операции развертывания необходимо произвести проверку перпендикулярности на специальном устройстве.
Делается это следующим образом. Поршень надевается на палец устройства и придвигается вплотную к стойке. Штифт индикатора, закрепленный на стойке, должен соприкасаться с поршнем. Стрелка индикатора покажет определенное отклонение – его величину необходимо зафиксировать. Далее поршень снимается и надевается на палец другой стороной. Разница в полученных измерениях не должна превышать 0,05 мм. Если она больше, поршень забраковывается.
Если на юбку поршня было нанесено заводское защитное покрытие, которое повредилось в процессе эксплуатации, крайне желательно провести операцию по его восстановлению. Специальные антифрикционные покрытия снижают коэффициент трения, способствуют дополнительному охлаждению поверхностей и уменьшают износ деталей.
Восстановить покрытие или нанести новый защитный слой позволяют материалы, выпускаемые сегодня в качестве более простых в нанесении и эффективных альтернатив заводским составам.
Рассмотрим технологию нанесения антифрикционного покрытия на юбку поршня на примере наиболее популярного материала – MODENGY Для деталей ДВС.
Первым делом поверхность юбки тщательно очищается доступным механическим или химическим способом от прочно сцепленных загрязнений: нагара, оксидных пленок, остатков старого покрытия и пр. Затем на поршень надевается трафарет, чтобы защитить те участки, на которые попадание нежелательно.
Далее поверхность юбки заливается Специальным очистителем-активатором MODENGY, который обеспечивает высокую адгезию покрытия и максимальный срок его службы. Через 15 мин Очиститель полностью испаряется, оставляя полностью подготовленную поверхность (касаться ее руками нельзя).
Покрытие MODENGY Для деталей ДВС упаковано в удобный аэрозольный баллон, который перед использование тщательно встряхивается.
Первый слой материала наносится на поверхность с расстояния 20-30 сантиметров.
Процедура производится быстрыми повторяющимися движениями. Спустя 10 минут материал приобретает матовый оттенок и позволяет наносить второй слой покрытия (при необходимости). Общая толщина защитной пленки должна составлять 10-20 мкм.
Поршни со свежим покрытием не рекомендуется перемещать до его полной полимеризации (12 часов при комнатной температуре или 20 минут в печи при температуре +200 °C).
После завершения работ сопло распылительной головки следует обязательно прочистить. Для этого нужно перевернуть баллон вверх дном и нажать на клапан распылительной головки, направляя струю от себя. Удерживайте его в таком положении необходимо до тех пор, пока из сопла не начнет выходить чистый газ.
Как подобрать новый поршень и кольца?
Поршни подбираются в соответствии с ремонтным размером цилиндров. Маркировка ставится обычно на днище детали.
Каждый поршень выбирается индивидуально для получения зазора нужного размера. Его величина определяется с помощью специальной ленты-щупа, которая протягивается между цилиндром и поршнем. С противоположной от разреза юбки стороны устанавливается динамометр. Усилие на приборе при движении щупа сквозь зазор не должно превышать установленных пределов.
Проверить, правильно ли подобран поршень, легко опытным путем: деталь должна плавно перемещаться в установленном вертикально цилиндре под тяжестью собственного веса.
Помимо зазора, необходимо учитывать вес поршней – максимальная разница в весе деталей одного комплекта не должна превышать 5 грамм.
Изношенные и потерявшие упругость поршневые кольца заменяют новыми..jpg)
Их ремонтный размер должен соответствовать размерам цилиндра и поршня.
Чтобы подобрать кольцо по цилиндру, его нужно поместить в гильзу, выровнять поршнем и при помощи щупа замерить зазор в стыке. Если он отсутствует или недостаточен, то стык увеличивается напильником. Слишком большой зазор указывает на непригодность кольца для данного цилиндра.
Для подбора по поршню кольцо «прокатывается» по канавке детали. Если зазор слишком мал, кольцо заедает. В таком случае его торцевая часть подлежит шлифовке при помощи наждачной бумаги.
Упругость новых поршневых колец проверяется специальным прибором. Величина нагрузки должна равняться значению зазора в стыке кольца, установленного в цилиндр.
Детали поршня — детали ProX Racing
Материалы поршня
Сплав:
Поршни изготовлены из алюминиевых сплавов, так как они легкие. Содержание и состав сплава определяется применением и системой двигателя.
Литые поршни и кремний:
Литые поршни могут содержать больше кремния по сравнению с коваными поршнями. Процессы литья допускают более высокое содержание кремния. Кроме того, двухтактные двигатели имеют более низкое давление в цилиндрах по сравнению с четырехтактными двигателями. Литые поршни идеально подходят для двухтактных двигателей. Поршни ProX Racing Parts отлиты под действием силы тяжести из алюминиевого сплава с содержанием кремния примерно 18%.
Почему кремний важен:
- Уменьшает тепловое расширение. Нагрев изменяет геометрию поршня. Холодный поршень имеет другую форму, чем поршень, достигший рабочей температуры. Низкие характеристики теплового расширения позволяют поршням работать с более жесткими допусками, что повышает производительность. Чем лучше поршень подходит к отверстию цилиндра, тем лучше он работает.
Лучшая производительность означает большую мощность! - Свойство кремния в поршнях оказывает большое влияние на ходовые свойства поршня в чугунном или никасиловом отверстии цилиндра. Это обеспечивает лучшие характеристики износа и увеличивает срок службы поршня за счет уменьшения износа юбки поршня.
Лучшая производительность означает большую мощность!Покрытия поршней
Покрытие юбки:
Большинство поршней ProX поставляются с покрытием. Покрытия на юбках поршней улучшают износ в процессе, когда вы только что запустили двигатель. Новый поршень должен получить возможность приспособиться к цилиндру, как поршневые кольца. Мы разработали новое покрытие юбки, которое не только способствует износу в процессе, но и помогает уменьшить трение после износа. Черное покрытие изготовлено из деликатной смеси материалов и повышает производительность.
Анодирование:
Анодирование помогает противостоять нагреву алюминиевого сплава поршня. Хотя алюминий легкий, а содержание кремния важно для обеспечения наилучших характеристик при работе в цилиндре, это не лучший материал для теплопередачи.
Процесс сгорания создает много тепла, поэтому анодирование областей поршня, где тепло играет важную роль, является ключевым для конкретных применений. Не во всех случаях требуются поршни с анодированными участками, поскольку производительность или охлаждение двигателя не делают этого необходимым. Так что неанодированный поршень все равно очень хороший поршень!
Следующие части поршня в основном анодированы:
- головка поршня
- кольцевые канавки
- отверстия под поршневой палец
Для надлежащего кольцевого уплотнения необходим перерыв в процедуре. Обратитесь к руководству по техническому обслуживанию, чтобы узнать о надлежащих процедурах обкатки, обслуживании воздушного фильтра и соотношениях предварительной смеси масла.
Особенности поршня
Смазочные отверстия:
Когда деталь работает в двигателе, масло обеспечивает смазку. Чтобы масло попадало в нужные части поршня, мы добавили специальные отверстия для смазки в большинстве наших поршней.
Система двигателя определяет способ смазки двигателя/поршня. Двухтактные двигатели смазывают поршень маслом в топливе (смесь). 4-тактные поршни смазываются маслом в картере двигателя. Масло принудительно закачивается в определенные области двигателя.
Двухтактные поршни имеют смазочные отверстия в бобышках пальцев для смазки поршневого пальца и в юбке выпускного клапана для увеличения смазки, если выпускное отверстие цилиндра перекрыто.
4-тактные поршни имеют отверстия для смазки в бобышках пальца, чтобы также смазывать поршневой палец, и вы найдете множество отверстий для смазки в канавке пакета маслосъемных колец. Эти отверстия будут подавать и возвращать масло в эту конкретную область поршня.
Спецификации поршней Lycoming – технологии сгорания
| Номер детали | ОЕМ | Отверстие | Комп. Передаточное число | Клапан Конфигурация | Приблизительно Масса в граммах | Компенсатор Высота ** | ФАУ ПМА |
| ASC1021 FL | Лайкоминг | 5,125 | 10:1 | Параллельный | 1230 | 1,945 | № |
| ASC9521 Флорида | Лайкоминг | 5,125 | 9,5:1 | Параллельный | 1205 | 1,913 | № |
| ASC10007 | Лайкоминг | 5,125 | 8,7:1 | Угол | 1115 | 2,050 | № |
| ASC10207 | Лайкоминг | 5,125 | 8,7:1 | Угол | 1330 | 2,050 | Да |
| ASC10545 | Лайкоминг | 5,125 | 7,3:1 | Угол | 1365 | 1,785 | Да |
| ASC11487 | Лайкоминг | 5,125 | 10:1 | Угол | 1175 | 2,130 | № |
| ASC15157 | Лайкоминг | 5,125 | 9:1 | Параллельный | 1095 | 1,885 | № |
| ASC15357F | Лайкоминг | 5,125 | 9:1 | Параллельный | 1275 | 1,885 | № |
| АСК75089Ф | Лайкоминг | 5,125 | 8,5:1 | Параллельный | 1240 | 1,853 | Да |
| ASC75413F | Лайкоминг | 5,125 | 7:1 | Параллельный | 1120 | 1,715 | № |
| ASC69958F | Лайкоминг | 4,875 | 6,5:1 | Параллельный | 1000 | 1,723 | № |
| ASC69841F | Лайкоминг | 4,875 | 7,5:1 | Параллельный | 1090 | 1,833 | № |
| ASC69885F | Лайкоминг | 4,875 | 8,5:1 | Параллельный | 1140 | 1,923 | № |
| ASC76172 | Лайкоминг | 4,875 | 8,7:1 | Угол | 1130 | 2,060 | № |
| ASC653009 | Континенталь | 5. Разное |