Что нужно знать о поршневых кольцах ВАЗ
Ход колена 2101, 2103, 21213: ход 2101 — 66мм (в обиходе называется низким) ход 2103 — 80мм ход 21213 — 80мм (более сбалансирован за счёт более развитых противовесов, видимо в ущерб весу) ход 2130 — 82мм Есть тюненские колена ходом 84,86,88 мм. Но стоят они от 10тысяч
Диаметр поршней на классику 2101 — 76мм 21011,2105 — 79мм 21213 — 82мм 2108 — 82мм (ставились для ездунства на 76 бензе, для экспорта) Имеется много кованых поршней любого стокового диаметра, а максимум 84мм Одна из основных геометрических характеристик поршня — компрессионная высота. Она определяется расстоянием от его днища до оси поршневого пальца. Для классического мотора ВАЗ она составляет 38 мм. Есть поршни с меньшей компрессионной высотой, например поршни ТРТ. Высота составляет 31 мм.
Длины шатунов на классические моторы (какие бывают): Все шатуны 2101 длинной 136 мм но есть 213 шатун такой же длинны, но там палец прессуется в поршень а не в шатун. Есть шатуны укороченные на 7мм(как пример: запихать 80ое колено в низкий блок) Есть два вида: укороченные — производятся сразу на 7мм короче(г.Луганск, Украина, произ-ль: «Луганский завод коленчатых валов»), и усаженные, то есть берётся стоковый шатун и под нагревом усаживается, делали при совке, но они не очень желательны, и по общему мнению опасны, поскольку в месте усадки обязательно будет напряжение, и может показаться «рука дружбы»
Имеем двигатель 2101 или 21011 объемами 1,2 и 1,3 соответсвенно, что мы можем получить? из 2101 блока мы можем получить объем 1,5 и 1,6 литра, из 21011 блока 1,6 и 1,7. Что для этого нужно? 1. Коленвал 2103 (если где услышите коленвал 2106 или 2121 то имейте ввиду, что в двигателе 2106 стоит КВ 2103, на ниве 2121(!) ставили двигатель 2106), либо 21213 (он будет получше) 2. Шатуны Укороченные, Если увеличиваем объем шатунами то поршни можно оставить родные, все зависит от ресурса мотора, если точим то берем новые поршни) 3. Поршни (В случае если ставим родные или 213 шатуны)
остальное по мурзилке.
Пример получения 1,7 литра на 011 блоке: 1. Коленвал 2. Шатун 129 мм (как вариант, либо родной или 213) 3. Поршни 82 мм (тут зависит от шатуна, если укороченный то ставим Нивовский поршень с двигателей 21213, если Шатун будет родной или 213 то ставим поршень с меньшей компрессионной высотой) 4. Точим цилиндры до 82 мм Так получается 1,7 литра) Для объемов 1,5 и 1,6 тот же самый порядок, только мы будем выбирать между шатунами и поршнями, в этом случае существует такое понятие как R/S (rod to stroke ratio) разница длинны шатуна и хода коленвала. И ему уделяется достаточно серьезное внимание при доработке моторов. Многие источники считают, что «золотой серединой» является величина R / S, равная 1,75
Эффект большого R/S:
ЗА:Позволяет поршню дольше находиться в ВМТ, что обеспечивает лучшее горение топливной смеси, т.е. более полное сгорание топливной смеси, более высокое давление на поршень после прохождения ВМТ, более высокая температура в камере сгорания. В результате хороший момент на средних и высоких оборотах. Длинный шатун уменьшает трение пары «поршень-цилиндр», а это особенно важно при рабочем ходе поршня.
ПРОТИВ: Мотор, собранный с достаточно большим значением R / S не обеспечивает хорошее наполнение цилиндров на низких и средних частотах вращения КВ, из-за снижения скорости воздушного потока (из-за уменьшения скорости движения поршня после ВМТ, в момент открытия впускного клапана). Большая вероятность появления детонации из-за высокой температуры в камере сгорания и длительного времени нахождения поршня в ВМТ.
Эффект малого R / S :
ЗА:Обеспечивает очень хорошую скорость наполнения цилиндров на низких и средних частотах вращения КВ, так как скорость движения поршня от ВМТ больше, разряжение нарастает быстрее, что улучшает наполнение цилиндров, более высокая скорость движения топливовоздушной смеси делает смесь более гомогенной (однородной) что способствует лучшему сгоранию. Преимущества: более низкие требования к доработке и диаметрам каналов ГБЦ, чем на моторе с высоким соотношением R / S.
ПРОТИВ: Малая величина RS означает, больший угол наклона шатуна. Это значит, что большая сила будет толкать поршень в горизонтальной плоскости. Для мотора это означает следующее:
1. Большая нагрузка на шатун (особенно на центр шатуна), что делает разрушение шатуна более вероятным. Разрушение шатуна само по себе мало вероятно, кроме случаев обрыва, при заклинивании и гидроударе, как правило, шатун рвется у верхней или нижней головки под углом приблизительно 45 градусов к оси шатуна. 2. Увеличение нагрузки на стенки блока цилиндров, большая нагрузка на поршни и кольца, увеличение рабочей температуры вследствие повышенного трения, как результат, более быстрый износ стенок цилиндра, колец, и ухудшении условий смазки. Износ этого участка зависит от величины смещения оси пальца относительно оси поршня и от значения максимального угла наклона шатуна, т.е. при применении «кованных» поршней со смещенным пальцем, износ будет меньше чем при применении стандартных поршей. 3. Более короткий шатун также увеличивает скорость движения поршня, что влияет на износ и увеличение трения. Максимальная скорость поршня приходится на угол около 80 градусов поворота коленчатого вала от ВМТ, для мотора с коленвалом 74,8 мм при 5600 оборотов в минуту она равна 22,92 м/с при шатуне 121 мм., и 22,80м/с., при шатуне 129 мм.
Наиболее весомым является зависимость ускорения поршня от длины шатуна. Большие значения ускорения положительно влияют на наполнение цилиндров на малых оборотах, что ведет к «тяговитости» двигателя в следствии лучшего наполнения. Но на высоких оборотах из-за инерционности потока во впускной трубе происходит эффект запирания на впускном клапане (т.е объем цилиндра над поршнем растет быстрее, чем может заполняться через клапанную щель, что ведет к ухудшению наполнения и мощностных характеристик на высоких оборотах). В случае длинного шатуна на малых оборотах происходит обратный выброс смеси, но на высоких нет явления запирания.
По вполне понятным причинам, АВТОВАЗ комплектует свои моторы шатуном 136 мм (он обеспечивает 06-му мотору R/S = 1,7, что вполне удовлетворительно). Но для «тюнингаторов», использующих КВ с большим радиусом кривошипа, шатун 136 мм обеспечивает не очень хорошее отношение R/S, поэтому на рынке «нестандартных», а-ля «спортивных» запчастей существуют и продаются шатуны с длинной – 129, 132 мм, цена их правда не столь привлекательна, она колеблется от 70 до 200 долларов за комплект. Еще не стоит забывать, что «экстра ходы» поршня компенсируются уменьшением компрессионной высоты поршня (смещением поршневого пальца вверх) или увеличением высоты блока цилиндров. Т.к. компрессионную высоту можно уменьшать до определенного предела, то следующим шагом будет замена блока цилиндров на более высокий, что повлечет за собой немалые расходы финансовых средств. Все эти действия направлены для того, чтобы увеличить значение R/S.
Основные характеристики ДВС 21213
| Объём, в см3 | 1690 |
| Основное топливо: | бензин АИ-92 |
| Макс. мощность, л. с. | 83 (при 5200 об/мин) |
| Макс. крутящий момент, Н·м | 127 (при 3000 об/мин) |
| Конфигурация блока цилиндров: | в один ряд |
| Количество цилиндров | 4 |
| Количество клапанов | 8 |
| Макс. скорость, км/ч | 153 |
| Время разгона до 100 км/ч, сек. | 17 |
| Расход топлива при смешанном цикле | 11,5 |
| Эконорма | Россия-83 |
| Диаметр цилиндра, мм | 82 с отклонением до +0.05 |
| Ход поршня, мм | 80 |
| Ремонтные размеры поршней и цилиндров, мм: | |
| первого ремонта (маркировка на поршне — треугольник, на кольцах — 40) | 82.4 |
| второго ремонта (маркировка на поршне — квадрат, на кольцах — 80) | 82.8 |
| Ремонтный замер по диаметру (для расточки) опор коленвала | 54.52 с отклонением до +0.013 |
| Степень сжатия | 9,4 |
| Система питания | двухкамерный карбюратор |
| Охлаждение | жидкостное |
| Клапанной механизм | SOHC |
| Материал блока цилиндров | чугун |
| Наличие гильз в цилиндрах | конструкцией не предусмотрено |
| Материал головки | сплав алюминия |
| Ресурс до капитального ремонта, км | 80 000 (фактический ≈ 120 000 км) |
| Количество тактов | четыре |
| Очередность работы цилиндров | 1-3-4-2 |
| Макс. обороты, об/мин | 8000 |
| Вес, кг: | 117 |
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 модели ВАЗ 21080, ВАЗ 21083, ВАЗ 21100 нанесена соответствующая маркировка — «08»,»083″, «10».
Поршни ВАЗ 2112 и ВАЗ 21124, имеют соответствующую маркировку — «12»и «24» и отличаются глубиной выборки под клапана.
Модели 21126 и 11194 отличаются диаметром.
Ремонтные размеры цилиндров и поршней мотора ВАЗ 21213 при проведении капитального ремонта
| Ремонтный размер цилиндра, мм | Класс поршня и цилиндра | Диаметр поршня, мм | Диаметр цилиндра после расточки, мм | Диаметр цилиндра после хонингования, мм |
| 1 ремонт | ||||
| 82,4 | A | 82,34-82,35 | 82,37-82,38 | 82,40-82,41 |
| B | 82,35-82,36 | 82,38-82,39 | 82,41-82,42 | |
| C | 82,36-82,37 | 82,39-82,40 | 82,42-82,43 | |
| D | 82,37-82,38 | 82,40-82,41 | 82,43-82,44 | |
| E | 82,38-82,39 | 82,41-82,42 | 82,44-82,45 | |
| 2 ремонт | ||||
| 82,8 | A | 82,74-82,75 | 82,77-82,78 | 82,80-82,81 |
| B | 82,75-82,76 | 82,78-82,79 | 82,81-82,82 | |
| C | 82,76-82,77 | 82,79-82,80 | 82,82-82,83 | |
| D | 82,77-82,78 | 82,80-82,81 | 82,83-82,84 | |
| E | 82,78-82,79 | 82,81-82,82 | 82,84-82,85 | |
Ремонт шатуннопоршневой группы двигателя ВАЗ-2123
Основные размеры шатунно-поршневой группы показаны на рисунке 1.
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 (A, B, C, D, E) через 0,01 мм. Наружная поверхность поршня имеет сложную форму.
По высоте она бочкообразная, а в поперечном сечении — овальная. 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
Поршни ремонтных размеров изготавливаются с увеличенным на 0,4 и 0,8 мм наружным диаметром.
На днищах этих поршней ставится маркировка в виде треугольника или квадрата.
Треугольник соответствует увеличению наружного диаметра на 0,4 мм, а квадрат — на 0,8 мм.
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, тесть свободно вращается в бобышках поршня и втулке шатуна. Палец фиксируется в поршне двумя стальными 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 — 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 (расширителем).
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. Шатун обрабатывается вместе с крышкой и поэтому они в отдельности не взаимозаменяемы.
Чтобы при сборке не перепутать крышки и шатуны, на них клеймится номер 6 (см. рисунок 2) цилиндра, в который они устанавливаются.
При сборке цифры на шатуне и крышке должны находиться с одной стороны
В верхнюю головку шатуна запрессована сталебронзовая 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 верхней головке шатуна.
По массе верхней и нижней головок шатуны подразделяются на классы (таблица), маркируемые краской на стержне шатуна.
На двигатель должны устанавливаться шатуны одного класса по массе. Подгонять массу шатунов можно удалением металла с бобышек на головках до минимальных размеров 16,5 и 35,5 мм (рисунок 3).
Классы шатунов по массе верхней и нижней головок
| Масса головок шатуна, г. | класс | Цвет | |
| Верхней | Нижней | ||
| 186±2 | 519±3 | А | белый |
| 525±3 | В | голубой | |
| 531±3 | С | красный | |
| 190±2 | 519±З | D | черный |
| 525±3 | Е | фиолетовый | |
| 531±3 | F | зеленый | |
| 194±2 | 519±3 | G | желтый |
| 525±3 | H | коричневый | |
| 531±3 | I | оранжевый | |
С выпуска 2012 года массы головок шатунов немного изменились
| Масса головок шатуна, г. | класс | Цвет | |
маркировки
Подбор поршня к цилиндру
Расчетный минимальный зазор между поршнем и цилиндром (для новых деталей) равен 0,025— 0,045 мм. Он определяется как разность минимального размера цилиндра и максимального размера поршня и обеспечивается установкой поршней того же класса, что и цилиндры.
Максимально допустимый зазор (при износе деталей) —0,15 мм.
Если у двигателя, бывшего в эксплуатации, зазор превышает 0,15 мм, то необходимо заново подобрать поршни к цилиндрам, чтобы зазор был возможно, ближе к расчетному.
В запасные части поставляются поршни классов A, C, E. Этих классов достаточно для подбора поршня к любому цилиндру при ремонте двигателя, так как поршни и цилиндры разбиты на классы с небольшим перекрытием размеров.
Например, к цилиндрам классов B и D может подойти поршень класса C.
Разборка и сборка
Извлеките из поршня стопорные кольца поршневого пальца, выньте палец и отсоедините шатун от поршня.
Снимите поршневые кольца.
Шатунные болты запрессованы в шатун. Поэтому, чтобы не нарушить посадки болта в шатуне, не допускается выпрессовывать болты из шатунов при разборке двигателя и шатунно-поршневой группы.
Если некоторые детали шатунно-поршневой группы не повреждены и мало изношены, то они могут быть снова использованы. Поэтому при разборке пометьте их, чтобы в дальнейшем собрать группу с теми же деталями и установить в прежний цилиндр двигателя.
Сборка
Перед сборкой подберите палец к поршню и шатуну. У новых деталей класс отверстий под палец в шатуне и поршне должен быть идентичен классу пальца.
У деталей бывших в эксплуатации, для правильного сопряжения необходимо, чтобы поршневой палец, смазанный моторным маслом, входил в отверстие поршня или шатуна от простого нажатия большого пальца руки (рисунок 4) и не выпадал из него, если держать поршень как показано на рисунке 5.
Выпадающий палец замените другим, следующей категории. Если в поршень вставлялся палец третьей категории, то замените поршень палец и шатун.
Сборка шатунно-поршневой группы выполняется в порядке, обратном разборке.
После установки поршневого пальца смажьте его моторным маслом через отверстия в бобышках поршня.
Поршневые кольца устанавливайте в следующем порядке.
Смажьте моторным маслом канавки на поршне и поршневые кольца.
Ориентируйте поршневые кольца так, чтобы замок верхнего компрессионного кольца располагался под углом 45˚ к оси поршневого пальца, замок нижнего компрессионного кольца — под углом приблизительно 180˚ к оси замка верхнего компрессионного кольца, а замок маслосъемного кольца — под углом приблизительно 90˚ к оси замка верхнего компрессионного кольца
Нижнее компрессионное кольцо устанавливайте выточкой вниз (см. рисунок 1). Если на кольце нанесена метка «Верх» или «ТОР», то кольцо устанавливайте меткой вверх (к днищу поршня).
Перед установкой маслосъемного кольца проверьте, чтобы стык пружинного расширителя располагался со стороны, противоположной замку кольца.
Проверка технического состояния
Очистите поршень от нагара и удалите все отложения из смазочных каналов поршня и шатуна.
Тщательно осмотрите детали. Трещины любого характера на поршне, поршневых кольцах, пальце, на шатуне и его крышке не допускаются. Если на рабочей поверхности вкладышей имеются глубокие риски, то замените вкладыши новыми.
Зазор между поршневыми кольцами и канавками проверяйте набором щупов, как показано на рисунке 6, вставляя кольцо в соответствующую канавку.
Расчетный зазор (округленный до 0,01 мм) для новых деталей составляет для верхнего компрессионного кольца 0,04—0,07 мм, для нижнего — 0,03—0,06 мм и для маслосъемного — 0,02—0,05 мм. Предельно допустимые зазоры при износе —0,15 мм.
Зазор в замке поршневых колец проверяйте набором щупов, вставляя кольца в калибр (рисунок 7), имеющий диаметр отверстия, равный номинальному диаметру кольца с допуском 0,003 мм.
Для колец нормального размера диаметром 82 мм можно применять калибр 67.8125.9502.
Зазор должен быть в пределах 0,25—0,45 мм для всех новых колец. Предельно допустимый зазор при износе — 1 мм.
Слабые места силового агрегата ВАЗ 21213
Водяной насос (помпа) отмечается частыми выходами из строя на новых автомобилях после 2 000 км.
Сальники в следствие низкого качества требуют более частой замены, чем это требуется согласно руководству по эксплуатации.
Генератор имеет высокую вероятность отказа. Как правило, он сгорает даже на новых авто не достигших пробега 4 000-10 000 км.
Стартер имеет низкий ресурс работы без ремонта.
На коробке передач, одним из частых дефектов является вылет пятой передачи. Кроме того, появляется не полное включение передач.
Прокладка клапанной крышки со временем теряет свойства, и пропускает масло наружу.
Соединения патрубков системы охлаждения в местах установки хомутов не надежные и очень рано теряют герметичность, что чревато потерей тосола.
Радиатор течет. Проблема происходит по причине появления трещин в трубном пакете радиатора сопровождающихся потерей охлаждающей жидкости. Данный дефект принял массовый характер.
Термостат не обеспечивает тепловой режим охлаждающей жидкости системы охлаждения двигателя. Проявление данной проблемы не является исключением. Причина дефекта в отказе клапанного механизма внутри термостата. Для проверки исправной работы термостата достаточно после запуска мотора опустить ладонь на нижний (отводящий) шланг, по которому горячий тосол циркулирует в радиатор для охлаждения. При исправной работе термостата через некоторое время шланг должен стать горячим, если шланг остался холодным термостат подлежит замене.
Расширительный бачок трескается и вытекает тосол. Появление трещин происходит по причине отказа паровоздушного клапана в пробке бачка вследствие повышения давления.
Вакуумный усилитель тормозов (ВУТ). Проявляется тугостью педали тормоза. Возможно плавание оборотов при выжиме педали тормоза, а также шипение. Проблема решается заменой вышедших из строя резинотехнических изделий, заменой хомутов в соединениях.
маркировка поршней ваз 2106, подгруппа
Если углубления на днище увеличивают объем камеры сгорания, то для уменьшения объема применяют вытеснители. Вытеснителем называют объем металла, который находится выше плоскости днища.
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.
Недостатки силового агрегата ВАЗ 21213
Слабых мест и недостатков у силового агрегата и систем обеспечивающих его работу достаточно много. Мотор не для поездок на дальние расстояния и не для городских условий. Низкий ресурс мотора говорит о его ненадёжности. Тем не менее автовладельцы закрывают глаза на проблемы двигателя ввиду высокой проходимости автомобилей. Имеется определённое неудобство при ремонте цилиндров расточкой до ремонтных размеров, так как конструкция не предусмотрены гильзы. Куда проще было бы и дешевле, в гаражных условиях без демонтажа мотора осуществлять замену гильз при капитальном ремонте двигателя самостоятельно. ДВС 21213 требует большего внимания, времени и денежных средств на содержание в исправном состоянии, обслуживание и ремонт.
PS. Уважаемые Нивоводы! Жду ваших комментариев, вопросов и отзывов по возникшим проблемам, слабым местам и недостаткам в процессе эксплуатации, обслуживании и ремонте движка ВАЗ 21213.
Тепловой зазор поршневых колец
ПК представляют собой пружинные диски с одним разрезом – при установке на поршень они разжимаются, а в гильзе плотно прижимаются к ее стенкам. Чтобы достигалось максимальное сжатие рабочей смеси, стенки цилиндров должны быть максимально гладкими (без дефектов), а форма внутренней полости идеально круглой. На поршне ПК размещаются в специальных канавках, причем, они посажены неплотно, и на холодном поршне перемещаются в канавках свободно.
Поршневые кольца имеют тепловые зазоры:
Зазоры обязательно должны быть определенными, если они больше или меньше положенного значения, поршневая группа быстро выйдет из строя. Следует учитывать тот фактор, что при нагреве металл расширяется, и если тепловой зазор ПК будет слишком маленьким, поршневая группа начнет перегреваться. При больших зазорах не обеспечивается герметичность, возникают потери мощности.
Для легковых автомобилей, как правило, устанавливаются следующие зазоры:
По мере износа зазоры в ПК увеличиваются, и они не должны превышать:
Признаки и причины износа (поломки) поршневых колец
На автомобилях ВАЗ в процессе эксплуатации происходит износ двигателя, так же выходят из строя ПК. Кольца могут:
Часто поломка деталей происходит вследствие перегрева ДВС, в этом случае в цилиндрах уменьшается компрессия, и мотор теряет мощность. Признаками неисправных ПК является:
