Причины и характер изнашивания ЦПГ. Диагностика ЦПГ

К цилиндропоршневой группе относят гильзы, поршни, поршневые пальцы и кольца. Гильзы цилиндров отливают из специального чугуна и устанавливают в блок цилиндров. Во всех рассматриваемых конструкциях двигателей (кроме автомобилей ВАЗ) применяют мокрые гильзы. Они омываются снаружи охлаждающей жидкостью в рубашке охлаждения. Внутреннюю поверхность цилиндра называют зеркалом цилиндра. Во время работы двигателя в верхней части цилиндров сгорает рабочая смесь. При этом выделяются продукты окисления – оксиды углерода и азота, сернистого газа, пары воды и другие вещества. При работе двигателя с пониженными температурами (50…60 ^оС) охлаждающей жидкости и масла часть продуктов окисления, особенно пары воды, конденсируется на стенах цилиндров, вследствие чего образуются кислоты, вызывающие коррозию цилиндров. Кроме этого, разрушается масляная пленка и увеличивается износ цилиндров и поршневых колец. Зеркало цилиндров помимо коррозии подвергается нагарообразованию и механическому изнашиванию вследствие проникновения в двигатель пыли. Механическое изнашивание зеркала цилиндра в верхней части больше, чем в нижней, из-за более высокого давления газов. В двигателе автомобиля ЗИЛ-431410 для повышения износостойкости цилиндров в их гильзы запрессовывают вставки из специального чугуна, а на автомобилях ГАЗ-3307 гильзы отливают монолитными из высокопрочного чугуна без вставок. Поршень воспринимает давление газов во время рабочего хода и передает его через палец и шатун коленчатому валу. Кроме механических нагрузок поршень подвергается действию высоких температур в период сгорания топлива и расширения образовавшихся газов. Он нагревается также вследствие трения его боковой поверхности о стенки цилиндра. В автомобильных двигателях чаще всего устанавливают поршни, изготовленные из алюминиевого сплава. Они обладают достаточной прочностью, малой массой, высокой теплопроводностью и хорошими антифрикционными свойствами. Поршни во время работы нагреваются неравномерно. Чтобы компенсировать разную степень расширения, поршни делают овальной и конусной формы. Диаметр по оси бобышек у холодного поршня меньше, чем поперечный диаметр, так как большая масса металла расширяется интенсивнее. Диаметр головки меньше, чем юбки, поскольку верхняя часть нагревается интенсивнее. Поршневые пальцы соединяют поршень с верхней головкой шатуна. Они должны быть легкими, прочными и износостойкими, так как во время работы подвергаются трению и большим механическим нагрузкам, переменным по величине и направлению. Пальцы изготовляют из углеродистой и малоуглеродистой стали в виде пустотелых труб. В основном в двигателях рассматриваемых автомобилей применяют пальцы «плавающего» типа, т.е. поворачивающиеся как в верхней головке шатуна, так и в бобышках поршня (исключение составляют некоторые двигатели автомобилей ВАЗ, где палец запрессован в верхнюю головку шатуна). Поршневые пальцы фиксируют в поршне двумя стопорными кольцами. Пальцы изготовляют с высокой точностью и подбирают к поршням и шатунам. При сборке палец, поршень и шатун комплектуют из деталей только одной группы. Во избежание задиров на сопряженных поверхностях сборку пальца с поршнем следует проводить после нагрева поршня до температуры 55 ^оС. Нагревать поршни надо только в жидком и чистом масле. Поршневые кольца, надеваемые на поршень, создают плотное, подвижное соединение между поршнем и цилиндром. Компрессионные кольца обеспечивают создание давления в камере сгорания (компрессию) благодаря уменьшению количества газов, прорывающихся из камеры сгорания в картер, и отводят теплоту от головки к стенкам цилиндра. Маслосъемные кольца снимают излишки масла с зеркала цилиндра, чем препятствуют проникновению масла в камеру сгорания. Первое (верхнее) компрессионное кольцо работает в условиях высокой температуры, больших давлений и изнашивается быстрее других. Для повышения износостойкости первого кольца его наружную цилиндрическую поверхность подвергают пористому хромированию или напыливают наружную поверхность молибденом. Остальные кольца покрывают слоем олова для лучшей приработки их к цилиндрам. Поршневые кольца подвергают сложной обработке с целью наиболее выгодного распределения давления кольца на стенку гильзы и увеличения его срока службы. При установке колец на поршень их стыки (замки) должны быть расположены под углом 90^о один к другому.