Двигатели внутреннего сгорания – это основная часть автомобиля, которая и позволяет ему перемещаться. Этот основной узел автотранспортного средства представляет тепловую машину. Внутри него химическая реакция сгорания топлива превращается в механическую энергию. Реализуется переход при освобождении энергии в процессе воспламенения. И все это происходит в камере сгорания топлива, с передачей газа через систему цилиндров с вращением коленчатого вала. А, чтобы детально разобраться в основе получения движения, важно рассмотреть работу таких частей, как цилиндро-поршневая группа, которая и выполняет нужную трансформацию.
Содержание
ЦПГ двигателя: что это
ЦПГ – это цилиндро-поршневая группа. Ее назначение – выполнение вращения коленчатого вала с передачей вращающего движения на ходовую часть автотранспортного средства. А отсюда усилие (движение) распространяется на ведущие колеса. Но, первоначально движение образуется именно в данной группе, где поршень, двигающийся по гильзе, передает движение далее по основным узлам.
В ЦПГ энергия сжатого газа трансформируется в поступательное движение. Далее оно преобразуется в крутящий момент, приводя в движение элементы кривошипно-шатунного механизма.
Состав поршневой группы
ЦПГ включает:
- Поршни. Эта деталь совершает возвратно-поступательное движение в направлении вверх-вниз.
- Гильзы. Это цилиндрическая полая деталь, внутри которой выполняется движение. Второе название этой детали – цилиндры.
- Компрессионные кольца. Они исключают зазор между поршнем и гильзой. Это важно, так как образование люфтов в этой части конструкции двигателя приводит к прорыванию горючих смесей и газов в картер. Конструктивно есть 2 компрессионных кольца.
- Маслосъемные кольца. По своему воздействию на гильзу эти кольца снимают излишки масла со внутренних стенок цилиндра (гильзы). Так они предотвращают образование сажи из-за возможного сгорания масла в камере. Присутствует чаще всего одно маслосъемное кольцо. Хотя, встречаются и другие конструкции с точки зрения количества разных видов колец.
- Поршневые пальцы. Они соединяют основную деталь и шатун. Фиксация выполняется опрессовкой в точке соприкосновения с шатуном. Там где палец крепится с поршнем, обеспечивается подвижное соединение, которое дает качающее движение.
- Юбка поршня. Она придает необходимую высоту цилиндрической части, которая соприкасается с внутренней поверхностью цилиндрического отверстия гильзы. Она является направляющей и может иметь цилиндрическую бочкообразную форму, либо коническую с небольшим углом уклона. Чтобы снизить потери на трении в этой части механизма, на эту поверхность наносится тонкий слой антифрикционного состава.
- Бобышка – конструктивный выступающий элемент, который обеспечивает необходимое зацепление.
- Шатунный механизм. Дает передачу поступательного движения на элемент коленчатого вала.
Читайте также: Мочевина для дизеля
Что такое поршень

Поршневая группа имеет один ключевой элемент. Состоит он из цилиндра с клапанами и самого поршня, который связан другими деталями с коленчатым валом. Суть его работы в цилиндре (гильзе), можно описать так:
- При его перемещении вниз, открывает впускной клапан, через который происходит впрыск ТВС – топливно-воздушной смеси.
- Поршень поднимается с одновременным закрытием клапана. Происходит сжатие ТВС. Он перемещается в верхнюю (мертвую) точку.
- В этот момент свеча зажигания образует искру. Происходит сгорание ТВС с выделением большого количества газов.
- Они оказывают давление. Это вызывает резкое перемещение поршня вниз.
- Открывается выпускной клапан, который позволяет отвести выхлопные газы через выпускной коллектор.
Так осуществляется работа с преобразованием и передачей сначала энергии сгорания с возвратно-поступательное движение. А потом с его трансформацией во вращательное.
Из чего состоит поршень

Поршни двигателя по своему конструктивному устройству объединяют 3 основные части, которые выполняют следующие функции:
- Днище поршня берет на себя усилие от газового воздействия и на эту часть приходится максимальная тепловая нагрузка.
- Уплотняющая часть исключает прорыв газа, а также передает максимальную часть тепла непосредственно к цилиндру.
- Тронк или направляющий элемент. Его функционал – это передача бокового усилия на стенку цилиндра, что позволяет поддержать корректное положение узла.
Если условно объединить днище и уплотняющую часть, то образуется так называемая головка поршня.
Чертёж поршня
Устройство поршня можно детально изучить на чертеже. Тут становится понятным, в каком направлении осуществляется перемещение и какие основные такты может совершать этот узел. Чертеж позволяет изучить, как выглядит поршень и какие размеры в мм имеют основные детали.
Как работает поршень
После того, как становится понятным принцип впрыска топлива, его сгорания и воздействия газов на детали основного узла, стоит изучить более подробно, как это линейное движение трансформируется во вращательное.
Чтобы передать усилия непосредственно от цилиндра к дальнейшим узлам двигателя, могут использоваться:
- Кривошипно-ползунный механизм со штоком. Такое сочетание узлов характерно для крейцкопфных двигателей.
- Шатун. Он соединяется с основным узлом при помощи сплошного или полого цилиндрического стержня, который называется пальцем.
Важно обратить внимание! Существуют и другие принципы устройства ЦПГ, которые обеспечивают наличие только 2 тактов. В этом случае схема функционирования выгляди т следующим образом:
- При перемещении поршня из нижней точки вверх, происходит впуск топлива в камеру сгорания и его поджигание искрой.
- Второй такт отмечается самим горением топлива. В этот момент происходит движение ключевой детали вниз. В этом же такте реализуется выпуск выхлопных газов.
НА ЗАМЕТКУ! Поршень – это не только конструктивный узел, который обеспечивает преобразование движения. Он также служит, чтобы отвести избыток тепла от камеры сгорания и обеспечить необходимую герметизацию камеры сгорания топлива.
Виды поршней
Виды детали обусловлены несколькими параметрами:
- По конструкции – цельные и составные. Для первых используют метод литья, так как по конфигурации деталь сложная. Для второго типа – различные виды соединений отдельных деталей. Второй вариант – предпочтителен, так как удается добиться более высоких эксплуатационных показателей.
- По материалам и технологии обработки цельных деталей их классифицируют на – литые и кованные. Литье происходит под давлением. Так удается получить более точную форму, а значит совершать меньшее количество дополнительных доводок. Для штамповки применяется алюминиевый сплав с добавлением кремний. Эта присадка позволяет получить более высокую прочность. И одновременно с тем, именно кремний дает возможность уменьшить расширение детали при воздействии высоких температур.
Маркировка поршней
Маркировка позволяет судить о:
- Размерах узла.
- Материале.
- Технологии производства. Обозначение содержит номер отливки, схема сборки составного узла.
- Допустимых зазорах.
- Направлении установки.
- Производителе.
И ряде других параметров. Маркировка включает набор – букв, цифр, дополнительных знаков.
Маркировка наносится на поверхности. Дополнительные обозначения набивают на днище. В эту группу знаков входят:
- Класс. Это две маркировки – по типу отверстия под стержень в поршне и основной диаметр.
- Направление сборки, которое обозначается стрелкой.
- Размер, который нужно установить при ремонте.
- Группа по массе.
Маркировка ЗМЗ
Примеры маркировки изделия от Заволжского моторного завода:
- 53-1004015-22.
- 524.1004015.
Базовое число аналогично группе автомобилей ВАЗ.
Маркировка ВАЗ
Маркировка узла производства ВАЗ зависит от модели. Для автомобиля 2110 маркировка обозначается – 1004015. Номинальный диаметр – 82 мм. После двух ремонтов он может быть увеличен до 82,8 мм. Допустимый интервал зазора в пределах – 0,025…0,045 мм.
Маркировка Тойота
Маркировка двигателя Toyota содержит:
- Латинские буквы. Обозначают размер отверстия под палец.
- Цифры. Указывают на габарит в области юбки.
- Стрелки. Обозначают направление установки.
Поршни завода «Мотордеталь»
Маркировка двигателей, которые производит завод «Мотордеталь — Кострома» объединяет:
- Знак EAL и название страны производителя.
- Группы по массе и диаметру.
- Номер.
- Знак ОТК.
- Дата производства.
- Допустимый зазор между взаимодействующими поверхностями.
Надписи выполняют лазерной гравировкой.
Читайте также: Датчик ДМРВ
Как правильно собрать поршень
Замена узла нужна при:
- Заеданиях и заклиниваниях. Они образуются в результате воздействия многочисленных тактов перегрева и охлаждения. Это свидетельствует об износе детали. Образуется из-за нарушения циркуляции масла и охлаждающего состава; засорах; неполадках в радиаторе или вентиляторе; повреждении помпы.
- Длительном применении неподходящего топлива с низким октановым числом. Здесь происходит сбой в работе топливных форсунок или системы зажигания. Могут появляться задиры на рабочих поверхностях.
- Разрушении колец. Это состояние вызывает излишне высокая температура в цилиндро-поршневой группе.
А также ряде других условий, когда нарушается полноценная работа двигателя.
Установка поршня в двигатель
Для этой манипуляции необходимо выполнить подбор детали. Купить рекомендуется оригинал или приближенный к нему узел, который будет соответствовать размерным и иным показателям. Ремонт выполняют:
- Приобретением и сменой только блока цилиндров вместе с кривошипно-шатунным механизмом.
- Полной заменой двигателя внутреннего сгорания. Этот вариант является более затратным, но гарантирует точное соответствие всех деталей и их слаженную работу в дальнейшем. Особенно в том случае, если приобретен оригинал завода производителя.
Если выполняется установка только нового узла, то выполняют следующие действия:
- Сливают остатки масла. Демонтируют головку вместе с прокладкой.
- Снимают нагар с верхней части гильзы. Вытаскивают поршень. Определяют причину сбоев.
- Замеряют диаметр. Это важно выполнить тщательно, чтобы верно подобрать габарит.
- Снимают поддон и спускают остатки масла.
- Осматривают дно на отсутствие обломков и металлических сломанных частей.
- Масляную пленку анализируют на просвет. Если в ней наблюдаются искринки, это указывает на износ вкладышей.
- Основную часть вытаскивают вместе с кольцами и шатуном. При наличии на нем задиров, трещин, посинения в области юбки и прочих дефектах, его меняют на новый. Чаще всего это происходит вместе с бронзовой втулки с головки, шатуном и пальцем, так как эти детали работают вместе.
Чтобы обеспечить корректное функционирование автомобиля, за этой услугой лучше обратиться к мастерам. И, хотя цена ремонта в этом случае существенно увеличивается, но зато обеспечивает бесперебойность и гарантию.