Поршень ВАЗ 2112. Основные размеры. Параметры мотора
Поршневая ВАЗ. Поршень.
Основные размеры. Поршень ВАЗ 2112.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Особенности конструкции.
Изделие разрабатывалось для шестнадцатиклапанного двигателя. Камера сгорания в шеснадцатиклапанной головке имеет увеличенный объем. Для обеспечения необходимой степени сжатия двигателя, общий объем камеры сгорания был уменьшен за счет применения в конструкции выступа — вытеснителя. Поршень имеет выборки под клапана, но глубина их не достаточна, для чтобы исключить соприкосновение с клапанами при обрыве ремня ГРМ.
Основные маркировки в литье, нанесенные на деталь.
1. Обозначение модели изделия – символы «21» и «12», в районе отверстия под палец.
2. Обозначение производителя – «ВАЗ», на юбке с внутренней стороны.
3. Обозначение литейной оснастки -буквы и цифры, на юбке с внутренней стороны.
4. Обозначение литейного сплава АЛ40 – «40», на юбке с внутренней стороны .
Основные маркировки наносимые на днище.
Все маркировки наносимые на днище соответствуют маркировкам применяемым для поршней 21083, 2110, 2112. (Смотреть описание поршней 2110.)
Основные размеры
Классы диаметров поршней и классы отверстий под поршневой палец соответствуют размерам применяемым для моделей 21083, 2110, 2112. (Смотреть описание поршней 2110.)
Применяемость поршня 2112-1004015.
| Двигатель | Блок цилиндров, высота блока, мм. |
Колен. вал радиус кривошип. мм. |
Шатун, длина шатуна, мм. |
Поршень, компрессион. высота, мм |
Недоход поршня в блоке, мм |
|---|---|---|---|---|---|
| ВАЗ 2112 | 2112-1002011 194,8 |
2112-1005016 35,5 |
2110-1004045 121,0 |
2112-1004015 37,9 |
0,4 (от плоскости днища) |
* — расчетные размеры могут отличаться от фактических в пределах допусков на изготовление указанных деталей.
Поршни ВАЗ 2112: Замена, Размеры, Маркировка, Кованые
Для любого автомобиля двигатель – основная его составляющая. От того насколько надежно работает силовой агрегат зависит безопасность движения, срок эксплуатации машины, комфорт водителя и пассажиров при перемещении.
Вырывающийся позади автомобиля из выхлопной трубы сизый дым указывает на неполадки мотора. Чаще всего в этом случае требуется замена поршневой на ВАЗ 2112.
Оглавление
Замена
Размеры
Маркировка
Кованые
Замена
Замена поршня ВАЗ 2112 производится с учетом соответствия определенному классу поршня новое поршневое кольцо.
Кольца выбираются согласно их обозначения:
на кольцах с номинальными размерами обозначение отсутствует;
маркировку «40» имеет ремонтное кольцо, диаметр которого больше на 0,4 миллиметра;
маркировку «80», увеличенное на 0,8 миллиметров.
Перед установкой колец щупами нужно замерять зазор между кольцом и поршневой стенкой соответствующей кольцу канавки. На фото показан пример выполнения операции.
Существует инструкция, указывающая допустимые зазоры между элементами. Такие данные приведены в таблице.Кольцо Допустимые зазоры между кольцами и стенками канавок на поршне
Кольцо верхнее компрессионное 0,04 — 0,075
Кольцо нижнее компрессионное 0,03 — 0,065
Кольцо для съема масла 0,02 — 0,055
Если величина допустимого зазора больше, нужно заменить поршневые кольца на автомобиле ВАЗ 2112.
Для установки маслосъемного и верхнего компрессионного кольца существует маркировка «ТОР» или «ВАЗ», которая после монтажа должна находиться вверху.
Вниз проточкой нужно ориентировать нижнее компрессионное кольцо.
Процесс установки элементов на поршень:
замок детали раздвигается таким образом, чтобы его удобно было одеть на поршень;
сначала замок кольца нужно завести на поршень;
затем ставится на место тыльная часть элемента.
Начало установки на поршень новых колец от расширителя кольца маслосъемного. После установки кольца замок расширителя и замок кольца должны быть развернутыми между собой на 180 градусов.
По окончании монтажа элементов на поршень, нужно их сориентировать так, чтобы на компрессионном верхнем кольце замок располагался под углом 45 градусов к оси расположения поршневого пальца. Замок нижнего компрессионного кольца разворачивается на 180 градусов, поворачивается на 90 градусов замок на маслосъемном кольце по отношению такого же элемента на верхнем компрессионном кольце.
Итак:
При нарушении технологии установки деталей на поршень может в цилиндр проникать масло, а это послужит причиной образования нагара, располагающегося на стенках в камере сгорания. Помимо этого из глушителя будет виден дымный выпуск, и к тому же увеличится расход масла.
Кольца на поршень можно одевать только специальными щипцами, а лучше в специальном приспособлении.
После сборки кольца, поршень, зеркало цилиндра хорошо нужно смазать новым маслом для двигателя.
Оправка, которой обжимаются кольца, надевается на поршень. Для того чтобы детали самоустановились нужно по оправке слегка постучать ручкой молотка.
Перед установкой вкладышей в нижней крышке шатуна нужно насухо вытереть постели шатуна и крышки.
Внутренняя часть вкладышей и шатунная шейка коленвала смазываются новым маслом для моторов.
Поршень заводится в гильзу блока. Но перед этим его нужно сориентировать так, чтобы имеющаяся на днище детали стрелка, была направлена в сторону, где находится шкив коленчатого вала.
Поршень утопится в цилиндре. При этом оправку прижимают к блоку, а по низу поршня аккуратно простукивается ручкой молотка. Вместе с тем нужно следить, за правильным продвижением шатуна к шейке коленчатого вала.
На шатун крепится крышка, моментом, приблизительно пять кгс/м затягиваются гайки.
Совет: Шатунные крышки изготавливаются не взаимозаменяемыми деталями. На них и на самом шатуне указан номер цилиндра, где должен устанавливаться шатун. Когда замена поршневой произведена, цифры на шатуне располагаются с одной стороны.
После монтажа последнего поршня силовой агрегат собирается в последовательности обратной его разборки.
Размеры
ПОРШЕНЬ 2112-1004015
Диаметр поршня (номинальный), мм: 82,0
Диаметр поршня (1-й ремонт), мм: 82,4
Диаметр поршня (2-й ремонт), мм: 82,8
Высота поршня(без вытеснителя), мм: 64,3
Компрессионная высота, мм: 37,9
Жаровой пояс, мм: 7,5
Высота канавки под 1-е компрессионное кольцо, мм: 1,53 — 1,55
Высота канавки под 2-е компрессионное кольцо, мм: 2,02 — 2,04
Высота канавки под маслосъемное кольцо, мм: 3,957 — 3,977
Смещение отвертия под палец, мм: 1
Рекомендованный зазор в цилиндре, мм: 0,025-0,045
Поверхность днища поршня: с вытеснителем
Высота вытеснителя, мм: 1,25
Объем вытеснителя, см 3: 3,41 ±0,03
Глубина выборки под впускной клапан, мм: 3,19
Глубина выборки под выпускной клапан, мм: 3,06
Общий объем выборок в поршне, см 3: 0,638 ± 0,08
Расстояние, на котором определяется фактический диаметр поршня, мм: 55
Покрытие / микропрофиль: микропрофиль
Вес, г.: 350,0
Поршневой палец 2110-1004020
Диаметр поршневого пальца, мм: 22
Поршневые кольца 21083-1000100
Высота колец, мм: 1,5/2,0/3,95
Стопорные кольца 21213-1004022
Маркировка
Основные маркировки в литье, нанесенные на деталь.
1. Обозначение модели изделия символы 21 и 12, в районе отверстия под палец. 2. Обозначение производителя ВАЗ, на юбке с внутренней стороны. 3.
Обозначение литейной оснастки -буквы и цифры, на юбке с внутренней стороны. 4. Обозначение литейного сплава АЛ40 40, на юбке с внутренней стороны. Основные маркировки наносимые на днище. Все маркировки наносимые на днище соответствуют маркировкам применяемым для поршней 21083, 2110, 2112.
Основные размеры Классы диаметров поршней и классы отверстий под поршневой палец соответствуют размерам применяемым для моделей 21083, 2110, 2112. Применяемость поршня 2112-1004015. * — расчетные размеры могут отличаться от фактических в пределах допусков на изготовление указанных деталей.
Кованые
Понятно, что поршень должен быть как можно легче, прочнее и как можно меньше изменять свою форму при нагреве и других воздействиях.
Вот типичный портрет современного поршня для двигателя автомобиля или мотоцикла. Он (поршень) отливается из аллюминиевого сплава с добавлением кремния и в холодном состоянии имеет овальную форму, чтобы при нагреве поршня, в силу упомянутых выше причин, приблизиться к цилиндрической. А для того, чтобы оптимизировать по форме пятно контакта юбки поршня с цилиндром, профиль юбки поршня делают бочкоообразным – причем с запасом, чтобы поршень сохранил форму бочонка и в горячем состоянии.
Кроме того, с целью свести к минимуму температурную деформацию поршня, в тело поршня заливают стальные, термокомпенсирующие вставки, которые призваны удерживать область бобышек от чрезмерного расширения. Главный недостаток литых поршней – процесс литья не свободен от большого процента технологического брака, внутри металла будущего поршня остаются пустоты, возникают трещины. Да и твердость сплава после литья и закалки относительно не высока: 80 единиц по шкале Бринеля.
Поэтому, чтобы соблюсти необходимую прочность литого поршня, его массу приходится увеличивать. К примеру обычный, заводской поршень для 16V двигателя ВАЗ, получаемый литьем в кокиль, весит 370 грамм. Как альтернатива заводским, литым поршням появились кованые поршни. В принципе их правильнее называть штампованными, т.к. поршни получают не многократной обработкой давлением, а однократной. Заготовка поршня помещается в матрицу, прижимается пуансоном и полуфабрикат поршня готов. Естественно окончательную форму поршня он приобретет только после механической обработки.
Штамповка поршня под давлением позволяет упрочнить металл и одновременно сделать поршень гораздо более легким, прочным, надежным и долговечным.
При этом возникает проблема невозможности ( вернее большой сложности ) запрессовки в поршень термокомпенсирующих вставок и вследствии этого необходимость в более тщательном подборе профиля поршня.В качестве сырья для изготовления кованных поршней используют высококремнистый алюминий (содержание кремния 10-18%), подвергнутый предварительной деформации, в виде прутка, прошедшего многократную протяжку через фильеры. В процессе такой протяжки сечение прутка уменьшается вчетверо и при этом ликвидируются поры в металле будущего поршня и изменяется его структура. Пруток режется, и болванками закладывается в гидравлический пресс.
Усилие в 250 тонн и температура 500градусов, поддерживаемая системой индукционного нагрева, делает чудеса: металл будущего поршня, словно пластилин, за несколько секунд растекается между матрицей и пуансоном, принимая форму заготовки поршня. Поскольку процесс изготовления поршня протекает при неизменной температуре, называется он изотермической штамповкой. Постоянный нагрев играет здесь большую роль, ведь если температура в зоне матрицы упадет, то возможна недоштамповка поршня, те неравномерное распределение металла.
Если температура повысится – то алюминий будущего поршня попросту начнет плавиться. В результате изотермической штамповки из предварительно деформированного металла и последующего цикла закалки и обязательного старения, получается заготовка под будущий кованый поршень с высокими механическими характеристиками – твердость 130 единиц и отсутствие технологического брака типа каверн, раковин и трещин. Комплект облеченных поршней версии «Тюнинг» весит на 50 грамм легче, по сравнению со стандартными, заводскими ВАЗ-овскими поршнями.
«Революционным» в национальных гоночных классах стал переход на поршни с 2мя кольцами, без среднего кольца. При этом за счет одновременного изменения профиля поршня заметного возрастания расхода масла не произошло.
Поршень ВАЗ 21124. Основные размеры
Поршневая ВАЗ. Поршень.
Основные размеры. Поршень ВАЗ 21124.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Особенности конструкции.
Глубина выборок под клапана,на днище, исключает возможность соприкосновения клапанов с поршнем при обрыве ремня ГРМ.
Основные маркировки в литье, нанесенные на деталь.
1. Обозначение модели изделия – символы «21» и «124», в районе отверстия под палец.
2. Обозначение производителя – «ВАЗ», на юбке с внутренней стороны.
3. Обозначение литейной оснастки -буквы и цифры, на юбке с внутренней стороны.
4. Обозначение литейного сплава – «АЛ34», на юбке с внутренней стороны .
Основные маркировки наносимые на днище.
Все маркировки наносимые на днище соответствуют маркировкам применяемым для порш 21083, 2110, 2112. (Смотреть описание порш.2110.)
Основные размеры
Классы диаметров поршней и классы отверстий под поршневой палец соответствуют размерам применяемым для моделей 21083, 2110, 2112. (Смотреть описание порш. 2110.)
Применяемость поршня 21124-1004015.
| Двигатель | Блок цилиндров, высота блока, мм. |
Колен. вал радиус кривошип. мм. |
Шатун, длина шатуна, мм. |
Поршень, компрессион. высота, мм |
Недоход поршня в блоке, мм |
|---|---|---|---|---|---|
| ВАЗ 21124 | 11193-1002011 197,1 |
11183-1005016 37,8 |
2110-1004045 121,0 |
21124-1004015 37,9 |
0,4 (от плоскости днища) |
* — расчетные размеры могут отличаться от фактических в пределах допусков на изготовление указанных деталей.
шатунно-поршневая группа двигателя ваз 2110 | ваз 2111
Особенности устройства шатунно-поршневой группы ваз 2110, ваз 2111, ваз 2112
Основные размеры шатунно-поршневой группы даны на рис. 2-34. На части двигателей 2110 может быть установлена шатунно-поршневая группа от двигателей 21083. Ремонт ее описан в Руководстве по ремонту автомобилей ваз 2108, ваз 2109.
Рис. 2-34. Основные размеры шатунно-поршневой группы ваз 2110, ваз 2111, ваз 2112
Поршень — алюминиевый, литой. При изготовлении строго выдерживается масса поршней. Поэтому при сборке двигателя подбирать поршни одной группы по массе не требуется. По наружному диаметру поршни разбиты на пять классов (А, В, С, D, Е) через 0,01 мм. Наружная поверхность поршня имеет сложную форму. Поэтому измерять диаметр поршня необходимо только в плоскости, перпендикулярной поршневому пальцу, на расстоянии 55 мм от днища поршня. По диаметру отверстия под поршневой палец поршни подразделяются на три класса (1, 2, 3) через 0,004 мм. Классы диаметров поршня и отверстия под поршневой палец клеймятся на днище поршня (рис. 2-35). Поршни ремонтных размеров изготавливаются с увеличенным на 0,4 и 0,8 мм наружным диаметром. Увеличению на 0,4 мм соответствует маркировка в виде треугольника, а увеличению на 0,8 мм — в виде квадрата. Стрелка на днище поршня показывает как правильно ориентировать поршень при его установке в цилиндр. Она должна быть направлена в сторону привода распределительного вала.
Поршневой палец — стальной, полый, плавающего типа, т.е. свободно вращается в бобышках поршня и втулке шатуна. В отверстии поршня палец фиксируется двумя пружинными стопорными кольцами. По наружному диаметру пальцы подразделяются на три класса через 0,004 мм. Класс маркируется краской на торце пальца: синяя метка — первый, зеленая — второй, а красная — третий класс.
Поршневые кольца ваз 2110 || ваз 2112 изготовлены из чугуна. Верхнее компрессионное кольцо — с хромированной бочкообразной наружной поверхностью. Нижнее компрессионное кольцо скребкового типа. Маслосъемное кольцо — с хромированными рабочими кромками и с разжимной витой пружиной. На кольцах ремонтных размеров ставится цифровая маркировка «40» или «80», что соответствует увеличению наружного диаметра на 0,4 или 0,8 мм.
Шатун — стальной, кованый. Он обрабатывается вместе с крышкой и поэтому они в отдельности невзаимозаменяемы. Чтобы при сборке не перепутать крышки и шатуны, на них клеймится номер цилиндра, в который они устанавливаются (см. рис. 2-35). В верхнюю головку шатуна запрессована стале-бронзовая втулка. По диаметру отверстия этой втулки шатуны подразделяются на три класса через 0,004 мм (так же, как и поршни). Номер 5 класса клеймится на крышке шатуна. По массе верхней и нижней головок шатуны подразделяются на классы (табл. 2-1), маркируемые либо буквой, либо краской на крышке шатуна. На двигатель должны устанавливаться шатуны одного класса по массе. Подгонять массу шатунов можно удалением металла с бобышек на верхней головке и на крышке до минимальных размеров 33 и 32 мм (рис. 2-36). После удаления металла с крышки шатуна, на ней необходимо клеймить классы шатуна по отверстию под поршневой палец и по массе.
Рис. 2-35. Маркировка поршня и шатуна:
1 — стрелка для ориентирования поршня в цилиндре; 2 — ремонтный размер; 3 — класс поршня; 4 — класс отверстия для поршневого пальца; 5 — классы шатуна по массе и по отверстию в верхней
Поршень ВАЗ 2110. Поршень ВАЗ 2108. Основные размеры.
Основные размеры. Поршень ВАЗ 2110. Поршень ВАЗ 21083.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Особенности конструкции.
Глубина выборок под клапана,на днище порш. 2110, исключает возможность соприкосновения клапанов с поршнем при обрыве ремня ГРМ.
В конструкции поршня 2110 и в конструкции всех последующих моделей, применяется свободная посадка поршневого пальца. Зазор в отверстии головки шатуна и в отверстиях в поршне обеспечивает свободное вращение пальца. В осевом направлении палец фиксируется стопорными кольцами. Для этого в поршне, в отверстиях под палец, предусмотрены установочные канавки для стопорных колец. На внешней стороне отверстий под поршневой палец, в верхней части, имеются небольшие углубления, которые облегчают установку и снятие стопорных колец. Кроме того, они способствуют доступу масла в зону контакта.
Такая конструкция упрощает процесс сборки и обеспечивает равномерный износ трущихся поверхностей, увеличивая ресурс деталей. Классы диаметров поршней и классы отверстий под поршневой палец принятые для модели 21083 соответствуют классам моделей 2110, 2112, 21124.
Основные маркировки в литье, нанесенные на деталь.
1. Обозначение модели изделия – символы «21» и «10», в районе отверстия под палец.
2. Обозначение производителя – «ВАЗ», на юбке с внутренней стороны.
3. Обозначение литейной оснастки -буквы и цифры, на юбке с внутренней стороны.
4. Обозначение литейного сплава – «АЛ34», на юбке с внутренней стороны .
Основные маркировки наносимые на днище.
1. Маркер ориентации — « » при установке, должен указывать направление в сторону привода распредвала
2. Маркер класса – один из символов ( « А »,« В»,« С»,« D »,« Е ») определяет отклонение по наружному диаметру.
3. Маркер группы массы поршня:
« » – нормальная;
« + » – увеличенная на 5 г.
« – » – уменьшенная на 5 г.
4. Маркер класса отверстия поршневого пальца –одна из цифр (« 1 », « 2 », « 3 » ) определяет отклонение по диаметру отверстия под поршневой палец.
Маркировка класса отверстии дополнительно наносится краской на внутренней стороне днища:
синий цвет — 1-й класс
зеленый цвет — 2-й класс
красный цвет — 3-й класс
Дополнительно, для ремонтных поршней.
5. Маркер для ремонтных изделий:
« » — 1-й ремонт (диаметр увеличенный на 0,4мм от номинального размера.)
« » — 2-й ремонт (диаметр увеличенный на 0,8мм от номинального размера.)
|
Особенности конструкции.
Глубина выборок под клапана,на днище поршня 21083, исключает возможность соприкосновения клапанов с поршнем при обрыве ремня ГРМ.
Особенностью конструкции поршня ВАЗ 21083, которая отличает его от поршня 2110, является способ фиксации поршневого пальца. В конструкции дели 21083 поршневой палец (21213-1004020 или 2101-1004020 ) запрессовывается в верхнюю головку шатуна 2108-1004045. Плотная посадка определяет положение пальца и предотвращает его смещение. Диаметр отверстий в бобышках поршня обеспечивает поршневому пальцу и шатуну свободный угловой поворот. На боковой поверхности, на площадке возле отверстия под поршневой палец, присутствует маркировка модели – «21» и «083». По геометрическим параметрам, нет отличий между поршнями моделей ВАЗ 21083 и ВАЗ 2110.Основные размеры
| Класс поршня по наружному диаметру | A | B | C | D | E |
|---|---|---|---|---|---|
| Диаметр поршня 82.0 (мм) | 81,965-81,975 | 81,975-81,985 | 81,985-81,995 | 81,995-82,005 | 82,005-82,015 |
| Диаметр поршня 82.4 (мм) | 82,365-82,375 | 82,375-82,385 | 82,385-82,395 | 82,395-82,405 | 82,405-82,415 |
| Диаметр поршня 82.8 (мм) | 82,765-82,775 | 82,775-82,785 | 82,785-82,795 | 82,795-82,805 | 82,805-82,815 |
| Класс отверстия под поршневой палец | 1 | 2 | 3 |
|---|---|---|---|
| Диаметр отверстия под поршневой палец(мм) | 21,982-21,986 | 21,986-21,990 | 21,990-21,994 |
Применяемость поршня 21083-1004015.
(длина шатуна ваз 21083 и его размеры)
| Двигатель | Блок цилиндров, высота блока, мм. |
Колен. вал радиус кривошипа, мм. |
Шатун, длина шатуна, мм. |
Поршень, компрессион. высота, мм |
Недоход поршня в блоке, мм |
|---|---|---|---|---|---|
| ВАЗ 21083 | 21083-1002011 194,8 |
2108-1005016 35,5 |
2108-1004045 121,0 |
21083-1004015 37,9 |
0,4 |
Применяемость поршня 2110-1004015. Шатун ваз 2110 параметры.
| Двигатель | Блок цилиндров, высота блока, мм. |
Колен. вал радиус кривошипа, мм. |
Шатун, длина шатуна, мм. |
Поршень, компрессион. высота, мм |
Недоход поршня в блоке, мм |
|---|---|---|---|---|---|
| ВАЗ 2110 | 2110-1002011 194,8 |
2112-1005016 35,5 |
2110-1004045 121,0 |
2110-1004015 37,9 |
0,4 |
| ВАЗ 2111 | 2110-1002011 194,8 |
2112-1005016 35,5 |
2110-1004045 121,0 |
2110-1004015 37,9 |
0,4 |
| ВАЗ 21114 | 21114-1002011 197,1 |
11183-1005016 37,8 |
2110-1004045 121,0 |
2110-1004015 37,9 |
0,4 |
| ВАЗ 11183 | 11183-1002011 197,1 |
11183-1005016 37,8 |
2110-1004045 121,0 |
2110-1004015 37,9 |
0,4 |
* — расчетные размеры могут отличаться от фактических в пределах допусков на изготовление указанных деталей.
Какие ремонтные размеры поршней 08 ?
Ремонтные поршни бывают двух размеров. Поршни номинального размера не маркируются. Поршни первого ремонтного размера изготавливаются с увеличенным на 0,4 мм диаметром и имеют маркировку в виде символа «треугольник». Поршни второго ремонтного размера имеют увеличенный на 0,8 мм диаметр и маркируются символом «квадрат».
Поршневая группа ВАЗ. Поршни ВАЗ. Констукция. Размеры. Маркировка
Поршневая ВАЗ. Поршень. Много картинок, листайте ниже
Конструкция поршня ВАЗ
Поршневая группа двигателя включает в себя — поршень, поршневые кольца и поршневой палец. Общая конструкция поршневой группы сложилась еще в период появления первых двигателей внутреннего сгорания. С тех пор ни один из элементов поршневой группы не утратил своего функционального назначения.
Поршень, является наиболее важным элементом любого двигателя внутреннего сгорания.
Именно на эту деталь, выпадает основная нагрузка по преобразованию энергии расширяющихся газов в энергию вращения коленчатого вала. Свойства, которыми должен обладать поршень, трудно совместимы и технически тяжело реализуемы. Вот некоторые требования, которым должна соответствовать эта деталь:
— температура в камере сгорания может достигать более 2000°С а температура поршня, без риска потери прочности материала, не должна превышать 350°С;
— после сгорания бензино-воздушной смеси, давление в камере сгорания может достигать 80 атмосфер. При таком давлении, оказываемое на днище усилие, будет составлять свыше 4-х тонн. Толщина стенок и днища поршня должна обеспечивать возможность выдерживать значительные нагрузки. Но любое увеличение массы изделия приводит к увеличению динамических нагрузок на элементы двигателя, что в свою очередь, ведет к усилению конструкции и росту массы двигателя;
— зазор между поршнем и поверхностью цилиндра должен обеспечивать эффективную смазку и возможность перемещения с минимальными потерями на трение. Но в тоже время зазор должен учитывать тепловое расширение и исключить возможность заклинивания.
— изготовление должно быть достаточно дешевым и отвечать условиям массового производства.
Очертания поршня за более стопятидесятилетнюю историю двигателя внутреннего сгорания мало изменились.
В конструкции поршня можно выделить несколько зон, каждая из которых, имеет свое функциональное назначение.
Днище поршня – поверхность, обращенная к камере сгорания. Днище, своим профилем, определяет нижнюю поверхность камеры сгорания.
Форма днища зависит от формы камеры сгорания, расположения клапанов, от особенности подачи топливо-воздушной смеси в камеру сгорания и объема самой камеры.
маркировка поршней
Днища разных моделей применяемых на двигателях ВАЗ приведены на рисунке. Поршни ВАЗ 21213 и ВАЗ 21230 отличаются нанесенной маркировкой.
Маркировка наносится на поверхность рядом с отверстием под поршневой палец.
На поршне ВАЗ 21213 нанесены цифры -«213», на модели ВАЗ 2123 — «23».
На модели ВАЗ 21080, ВАЗ 21083, ВАЗ 21100 нанесена соответствующая маркировка — «08»,»083″, «10».
Поршень 2108 имеет диаметр 76мм , модели 21083 и 2110 — 82мм.
Поршни ВАЗ 2112 и ВАЗ 21124, имеют соответствующую маркировку — «12»и «24» и отличаются глубиной выборки под клапана.
Модели 21126 и 11194 отличаются диаметром.
маркировка поршней ваз 2106, подгруппа
таблицу с ремонтными размерами поршней (маркировка и подгруппа )смотрите здесь
Если углубления на днище увеличивают объем камеры сгорания, то для уменьшения объема применяют вытеснители. Вытеснителем называют объем металла, который находится выше плоскости днища.
«Жаровым поясом»(огневым) , называют расстояние от днища до канавки первого поршневого кольца. Чем ближе располагаются поршневые кольца к днищу, тем более высокой тепловой нагрузке они подвергаются, тем больше сокращается их ресурс.
Уплотняющий участок — это участок канавок, расположенных на боковой цилиндрической поверхности поршня. Канавки предназначены для установки поршневых колец. Поршневые кольца обеспечивают подвижное уплотнение. На всех моделях для двигателей ВАЗ, выполнены две канавки под компрессионные кольца и одна канавка под маслосъемное кольцо.
В канавке под маслосъемное кольцо есть отверстия, через которые отводится излишек масла во внутреннюю полость поршня. Уплотняющий участок выполняет еще одну очень важную функцию — через установленные поршневые кольца, осуществляется отвод значительной части тепла от поршня к цилиндру. Если конструкция изделия не будет предусматривать эффективный отвод тепла от днища, то это приведет к его прогоранию.
По расчетам, через компрессионные кольца, передается до 60-70% выделенного тепла. Однако это требует плотного прилегания поршневых колец к цилиндру и к поверхностям канавок. Для обеспечения работоспособности, торцевой зазор первого компрессионного кольца в канавке должен составлять 0,045-0,070мм.
Для второго компрессионного кольца зазор — 0,035-0,060мм, для маслосъемного – 0,025-,0050мм. Между внутренней поверхностью кольца и канавки должен быть радиальный зазор — 0,2-0,3мм.
Головку поршня образуют днище и уплотняющая часть.
Расстояние от оси поршневого пальца до днища, называют компрессионной высотой поршня.«Юбкой», называют нижнюю часть поршня. На этом участке находятся бобышки с отверстиями – место, куда устанавливается поршневой палец. Внешняя поверхность юбки, исполняет роль опорной и направляющей поверхности. Юбка обеспечивает соосность положения детали к оси цилиндра блока.
Кроме того, боковая поверхность юбки участвует в передаче к цилиндру возникающих поперечных усилий. На поверхность юбки(или на все изделие) могут наноситься защитные покрытия улучающие прирабатываемость и снижающих трение.
Покрытие слоем олова позволяет сгладить неточности профиля и предотвратить наволакивание алюминия на поверхности цилиндра. Могут применяться покрытия созданные на основе графита и дисульфида молибдена. Другой способ, снижающий потери на трение – нанесение на юбке канавок специального профиля. Глубина канавок составляет 0,01-0,015мм. При движении, канавки не только удерживают масло, но и создают гидродинамическую силу, которая препятствует контакту со стенками цилиндра.
Одним из факторов определяющих геометрию поршня, является необходимость снижения сил трения. Для этого требуется обеспечение определенной толщины масляного слоя в зазоре между поршнем и стенками цилиндра. Причем маленький зазор повлечет за собой увеличение сил трения и как следствие повышение нагрева деталей и их ускоренный износ а возможно и заклинивание.
Слишком большой зазор, увеличит шумность двигателя, приведет к росту динамических нагрузок на сопрягаемые детали и будет способствовать их ускоренному износу. Поэтому величина зазора подбирается в соответствии с рекомендациями для конкретного типа двигателя.
В истории применения конструкций поршней для двигателей ВАЗ, просматриваются этапы влияния нескольких европейских конструкторских школ. На первых моделях двигателей ВАЗ применяется «итальянская» конструкция. Поршни отличаются большой компрессионной высотой, широкой опорной поверхностью юбки. Поверхность изделия покрыта слоем олова. В разработке последующих конструкций принимают участие немецкие компании.
У поршней уменьшается компрессионная высота. На юбке применяется микропрофиль – специальный профиль канавок, для удержания смазки в зоне трения. Поршни моделей ВАЗ 21126 и ВАЗ 11194 получают Т-образный профиль и рассчитаны на установку «тонких» поршневых колец. Так внешне сравнивая модели от 2101 до 21126, можно получить представление об общих тенденциях совершенствования конструкции , основанных на новых научных разработках.
В процессе работы, различные участки поршня нагреваются не равномерно, следовательно, и тепловое расширение будет больше там, где выше температура и больше объем металла.
В связи с этим, на уровне днища размер выполняют меньшим, чем диаметр в средней части. Таким образом, в продольном сечении профиль будет коническим. Нижняя часть юбки тоже может иметь меньший диаметр. Это позволяет, при движении вниз, в пространстве между юбкой и цилиндром, создавать масляный клин, который улучшает центрирование в цилиндре.
Для компенсации тепловых деформаций, в поперечном сечении поршень выполнен виде овала. Это связано с тем, что в районе бобышек под поршневой палец сосредоточен значительный объем металла. При нагреве, в плоскости поршневого пальца, расширение будет осуществляться в большей степени. Овальность и бочкообразность детали в холодном состоянии, позволяет иметь поршень, приближающийся к цилиндрической форме, при работающем двигателе.
Такая форма изделия создает сложности при контроле его диаметра. Фактический диаметр можно определить, только замеряя его в плоскости перпендикулярной оси отверстия под поршневой палец на определенном расстоянии от днища.
При этом, для разных моделей это расстояние будет отличаться. Тепловые нагрузки порождают еще одну проблему. Поршни изготавливают из алюминиевого кремнесодержащего сплава, а для блока цилиндров используют чугун. У этих материалов разная теплопроводность и разный коэффициент теплового расширения. Это приводит к тому, что в начале работы двигателя, поршень нагревается и увеличивается в диаметре быстрее, чем увеличивается внутренний диаметр цилиндра.
При и без того малых зазорах, это может приводить к повышенному износу цилиндров, а в худшем случае, к заклиниванию поршня. Для решения этой проблемы, во время отливки поршня, в тело заготовки внедряют специальные стальные или чугунные элементы, которые сдерживают резкое изменение диаметра. Для уменьшения теплового расширения и отвода тепла, на некоторых типах двигателя, используются системы подачи масла во внутреннюю полость поршня.
Поршневой палец обеспечивает шарнирное соединение поршня и верхней головки шатуна. Во время работы двигателя, на поршневой палец воздействуют значительные переменные силы.
Палец и отверстия под палец должны сопрягаться с минимальным зазором, обеспечивающим смазку. На двигателях ВАЗ используется два типа шарнирного соединения «поршень-палец-шатун». На поршнях моделей 2101, 21011, 2105, 2108, 21083 – палец устанавливается в верхней головке шатуна по плотной посадке, исключающей его вращение. Отверстие в поршне под поршневой палец выполнено с зазором, обеспечивая свободное вращение.
В дальнейшем от этой схемы отказались и перешли на схему с «плавающим» пальцем. На поршнях моделей 21213, 2110, 2112, 21124, 21126, 11194, 21128 – палец устанавливается с минимальным зазором и в головке шатуна, и в отверстиях поршня. Для исключения осевого смещения пальца, в поршне, в отверстиях под поршневой палец устанавливаются стопорные кольца. Во время работы, у пальца есть возможность проворачиваться, обеспечивая равномерный износ поверхностей.
Для обеспечения надежной смазки пальцев, в бобышках предусмотрены специальные отверстия.
По результатам фактического замера отверстия под поршневой палец, поршням присваивается одна из трех категорий(1-я, 2-я, 3-я). Разница в размерах для категорий составляет — 0,004мм. Номер категории клеймится на днище. Для обеспечения необходимого зазора, поршневые пальцы, по наружному диаметру подразделяются на три класса.
Отличие в размерах составляет — 0,004 мм. Маркировка класса производится краской по торцу пальца: синий цвет — первый класс, зеленый — второй, красный — третий класс. При сборке, поршню первой категории должен подбираться палец первого класса и т.д.
Особенностью работы шатунного механизма, является то, что до достижения верхней мертвой точки, поршень прижат к одной стороне цилиндра, а после прохождения ВМТ – к другой стороне цилиндра.
При приближении к верхней мертвой точке, на поршень действует максимальная нагрузка, следовательно растет сила давления на палец. Возростающие силы трения препятствуют повороту поршня на пальце. При таких условиях поворот может происходит скачкообразно, со стуком о стенку цилиндра.
Для того, чтобы снизить динамические нагрузки и шум, применяют поршни со смещенным отверстием под поршневой палец. Ось отверстия смещена в горизонтальной плоскости от оси поршня. В работающем двигателе это приводит к возникновению момента силы, который облегчает преодоление сил трения. Такое конструктивное решение позволяет добиться плавности, при смене точек контакта поршня с цилиндром.
На такие изделия обязательно наносится метка для правильной ориентации при его установке. Однако, чем больше будет износ цилиндров и юбки, тем в большей степени будет проявляться стук в цилиндре.
Существуют поршни, в которых применяется не только горизонтальное смещение оси пальца, но и вертикальное. Такое смещение ведет к уменьшению компрессионной высоты.
Поршни, с дополнительным смещением оси отверстия под палец вверх, применяются для тюнинговой доработки двигателя. В качестве основной характеристики для таких поршней используется величина смещения, указывающая на сколько смещен центр отверстия под палец, по сравнению со стандартным изделием.
На рынке продаж, поршень представлен значительным количеством отечественных и иностранных производителей. Независимо от производителя, они должны соответствовать требованиям, рассчитанным для конкретной модели двигателя. Поршни, входящие в комплект, не должны отличаться по массе более чем на ±2,5 грамм. Это позволит снизить вибрации работающего двигателя. Для розничной сети, в комплекты подбираются поршни одной весовой группы. В случае необходимости можно осуществить подгонку поршня по массе.
Зазор между цилиндром и поверхностью поршня должен соответствовать величине установленной для данной модели двигателя.Поршни номинального размера по своему диаметру относят к одному из пяти классов. Различие между классами составляет 0,01 мм.
Классы маркируются на днище буквами — (А, В, С, D, Е).
В качестве запасных частей поставляются поршни классов — А, С, Е. Этих размеров достаточно, чтобы осуществить подбор деталей для любого блока цилиндров и обеспечить необходимый зазор.
Поршни ВАЗ 11194 и ВАЗ 21126 имеют только три класса (A, B, C) с размерным шагом — 0,01 мм. Кроме номинальных размеров, изготавливаются поршни 2-х ремонтных размеров, с увеличенным наружным диаметром на 0,4 и 0,8 мм.
Для распознавания, на днищах ремонтных изделий ставится маркировка: символ «треугольник» соответствует первому ремонтному размеру(с увеличением наружного диаметра на 0,4 мм), символ «квадрат» — увеличение диаметра на 0,8 мм. До 1986 г. ремонтные размеры отличались от современных.
Так для двигателя 2101 существовало три ремонтных размера: на 0,2мм., 0,4мм., 0,6 мм; для двигателя 21011 два размера: 0,4 мм. и 0,7 мм.
В качестве материала для изготовления поршней применяются сплавы алюминия. Использование кремния в составе сплава, позволило снизить коэффициент теплового расширения и увеличить износостойкость.
Сплавы, где содержание кремния может достигать 13%, называют – эвтектическими. Сплавы с более высоким содержанием кремния относят к заэвтектическим сплавам. Повышение процента содержания кремния улучшает теплопроводные характеристики, однако приводит к тому, что при охлаждении в сплаве происходит выделение кремния в виде зерен размером 0.5-1.0мм.
Это приводит к ухудшению литейных и механических свойств. Для улучшения физико-механических свойств, в сплавы вводят легирующие добавки меди, марганца, никеля, хрома.
Существует два основных способа получения заготовки поршня. Отливка в кокиль – специальную форму, является более распространенным способом. Другой способ — горячая штамповка(ковка). После этапов механической обработки, изделие подвергают термической обработке для повышения твердости, прочности и износостойкости, а также для снятия остаточных напряжений в металле.
Структура кованого металла позволяет повысить прочностные характеристики изделия. Но есть существенные недостатки кованых изделий классической конструкции( с высокой юбкой)– они получаются более тяжелыми. Кроме того, в кованных деталях, невозможно использовать термокомпенсирующие кольца или пластины. Увеличенный объем металла ведет к увеличенной тепловой деформации и необходимости увеличивать зазор между поршнем и цилиндром.
И как следствие – повышенный шум, износ цилиндров, расход масла. Применение кованых поршней оправдано в тех случаях, когда большую часть времени двигатель автомобиля эксплуатируется на предельных режимах.
В современном конструировании поршней, наблюдаются следующие тенденции: уменьшение веса, использования «тонких» поршневых колец, уменьшение компрессионной высоты, использование коротких поршневых пальцев, применение защитных покрытий.
Все это, нашло свое применение, в конструкции Т-образных поршней. Наименование конструкции обусловлено схожестью профиля детали с буквой «Т». На этих изделиях, юбка уменьшена и по высоте и по площади направляющей части. В качестве материала для изготовления таких поршней используется заэвтектический сплав, с большим содержанием кремния. Поршни Т-образной конструкции практически всегда изготавливаются горячей штамповкой.
Принятие разработчиками решения о применении той или иной конструкции поршня всегда предшествует расчет и глубокий анализ поведения всех узлов шатунно-поршневой группы.
Детали современных двигателей рассчитаны на пределе возможностей конструкции и материалов. В таких расчетах предпочтение отдается конструкциям с минимальной стоимостью обеспечивающих утвержденный ресурс и не более. Поэтому любое отклонение от штатных режимов работы двигателя ведет к сокращению ресурса тех или иных деталей и узлов.
Вопрос-ответ
Для чего выемки на поршнях ваз?
Это выемки под клапана. Для того что бы не погнуло клапана при обрыве.