В двигателе поршень с шатуном образуют так называемую шатунно-поршневую группу. При этом необходимо выделить отдельно поршневую группу, состоящую из поршня, поршневого пальца и поршневых колец. Сами поршневые кольца в свою очередь делятся на компрессионные (два верхних кольца) и маслосъемные (одно нижнее кольцо) кольца. Маслосъемные кольца могут быть выполнены цельными, либо разборными.
Существует два вида соединения поршня с шатуном:
• с плавающим пальцем;
• с фиксированным пальцем.
Соединение поршня с плавающим пальцем
При таком соединении шатуна с поршнем поршневой палец может проворачиваться как в верхней головке шатуна, так и в бобышках поршня. Поршневой палец фиксируется при помощи стопорных колец, для которых выполнены специальные проточки в бобышках поршня. При сборке необходимо всегда устанавливать только новые стопорные кольца.
В верхнюю головку шатуна в таких соединениях запрессовывается бронзовая втулка.
При сборке правильно подобранный поршневой палец, смазанный маслом, должен проходить в головку шатуна от усилия большого пальца руки.
В бобышки поршня палец должен входить с небольшим натягом и не выпадать из него при переворачивании. Для соединения поршня с шатуном поршня нагреваются в горячей воде с температурой 65-85 °С.
Поршневой палец подбирается к поршню одного класса (группы). Группы метятся цветной меткой на бобышках поршня или его днище, а на поршневом пальце не его торце. Необходимо подбирать поршня и пальцы одной группы, допускается применение соседней группы, но с обязательной проверкой соединения пальца с поршнем.
Соединение поршня с фиксированным пальцем
В данном случае поршневой палец неподвижен в верхней головке шатуна, но поршень подвижен в соединении с поршневым пальцем. Это всем известные моторы АвтоВАЗа. Для соединения с поршневым пальцем шатун нагревают до температуры 240 °С и с помощью специального приспособления быстро соединяют с пальцем, так как шатун быстро остывает. Остывший шатун «намертво» зажимает палец в своей головке (натяг 0.01-0.042мм) и потому нет необходимости в какой-либо фиксации поршневого пальца. В таких шатунах бронзовая втулка не устанавливается.
В соединении поршня с шатуном, поршневой палец служит осью качания шатуна. Это необходимое условие, так как при возвратно-поступательном движении поршня, необходимо, чтобы верхняя и нижняя головки шатуна имели шарнирное соединение.
Например, в верхней головке шатуна это бронзовая втулка (плавающий палец), а в нижней головке – вкладыш шатуна на шейке коленчатого вала.
Поршневой палец воспринимает все силы, возникающие между поршнем и шатуном. Это сила инерции, появляющаяся во время изменения направления движения поршня, сила давления сжимаемой топливной смеси или воздуха в дизелях, а также и огромная сила давления расширяющихся газов (до 4 тонн). Дополнительно палец получает еще и изгибающее усилие, и усилие среза.
Подобные нагрузки могут привести к тому, что палец может получить овальность, что приведет к его заклиниванию в бобышках поршня или верхней головке шатуна. Овальность поршневого пальца может служить и причиной возникновения трещин в бобышках поршня и его разрушения.
Большинство современных двигателей имеют в своей конструкции соединения поршня с шатуном плавающие пальцы.
Рис. 3.69. Специальный инструмент и приспособления для сборки шатунно-поршневой группы: 1 — втулка для установки поршня в правильное положение; 2 — упор для установки поршневого пальца; 3 — приспособление для запрессовки поршневого пальца; 4 — упор поршня; 5 — рукоятка; 6 — направляющий элемент поршневого пальца
Для соединения пальца с шатуном потребуется специальный инструмент и приспособления (рис. 3.69). Номера специального инструмента и приспособлений для разборки двигателя по каталогу запасных частей: – приспособление для запрессовки поршневого пальца — 0139-AZ; – упор поршня — 0139-Q (для двигателей TU9), 0132-D3Y (для двигателей TU1—TU2—TU3—TU5); – направляющий элемент поршневого пальца — 0139-P; – рукоятка — 0139-N; – упор для установки поршневого пальца — 0132-D2Z. 
Рис. 3.70. поршневого пальца: 1 — поршневой палец; 2 — направляющий элемент поршневого пальца; 3 — упор поршня; 4 — приспособление; 5 — рукоятка; А — зажим; В — винты
Установите палец 1 (рис. 3.70) первого поршня на направляющий элемент 2. Заверните рукоятку от руки до упора, не прилагая большого усилия. Установите на палец упор 3. Откройте зажим A. 
Рис. 3.71. Установка поршня в приспособлении для запрессовки поршневого пальца: 1 — упор поршня; В — винты; С — бобышка; D — стержень; Е — контргайки
Полностью выверните винты В. Примечание При установке поршня на упор поверните его бобышкой C вверх (рис. 3.71). Установите поршень на упор 1. Вставьте стержень D. Заверните винты В до касания поршня. Затяните контргайки Е. Затяните стержень D, зафиксировав поршень. 
Рис. 3.72. Установка шатуна в приспособление: 1 — стержень; А — зазор; В — упор
Вставьте шатун в сборе с крышкой (без вкладыша) в поршень и отцентрируйте его с помощью приспособления (рис. 3.72). Отрегулируйте положение и высоту упора В под шатуном так, чтобы зазор А был равен 0,1 мм. Снимите шатун. Установите шатуны на электрический подогреватель. Положите в каждую верхнюю головку шатуна щепотку порошка олова. Нагревайте шатуны до тех пор, пока не расплавится олово (приблизительно до 250° С). Смажьте поршневые пальцы перед их установкой. Постарайтесь установить поршневой палец в отверстие поршня одним движением. Удалите оставшиеся капли олова. 
Рис. 3.73. Ориентация поршня с шатуном
При сборе поршня с шатуном маркировочная метка «DT» должна быть направлена вверх (рис. 3.73). Вставьте шатун в поршень, при это замок А вкладышей шатуна должен быть ориентирован по отношению к поршню, как показано на рис. 3.73 . Примечание При установке на двигатель замок вкладышей А должен быть направлен в сторону выпускного коллектора. Быстро вставьте поршневой палец до упора. Подождите несколько секунд прежде, чем снимать с приспособления шатун в сборе с поршнем.
Вам потребуются: динамометрический ключ, молоток (желательно с бойком
из мягкого металла или полиуретана), приспособление для установки поршней в цилиндры, те же ключи, что и для разборки двигателя, отвертка, монтажная лопатка.
1. Вставьте шатун в поршень, смажьте поршневой палец моторным маслом и запрессуйте его в шатун на том же приспособлении, на котором палец выпрессовывали, или с помощью молотка и подходящей оправки, вставленной во внутреннее отверстие пальца.
Поршень должен прижиматься бобышкой к верхней головке шатуна в направлении запрессовки пальца, что позволит ему занять правильное положение.
Палец вставляют вверхнюю головку шатуна снатягом, поэтому для облегчения сборки и сохранения его посадки рекомендуется нагреть шатуны, поместив их верхними головками на 15 мин в нагретую до 240°С электропечь. Температуру нагрева шатуна можно проконтролировать с помощью термохромного карандаша. Для правильного соединения пальца с шатуном запрессуйте палец как можно быстрее, так как после его остывания положение пальца изменить уже нельзя.
2. Установите поршневые кольца в порядке, обратном снятию.
При установке не разжимайте кольца больше, чем необходимо, чтобы не деформировать или не сломать их.
Маркировка «М1» или «М2» на компрессионных кольцах должна быть направлена вверх.
3. Сориентируйте кольца, как показано на рис. 5.9. Установите кольца на остальные поршни.
4. Уложите в постели блока цилиндров верхние вкладыши коренных подшипников.
Вкладыши устанавливайте так, чтобы установочный усик вкладыша совместился с выемкой на постели.
5. Смажьте вкладыши моторным маслом.
6. Установите упорные полукольца в среднюю опору постели коленчатого вала.
7. Установите коленчатый вал в блок цилиндров.
8. Уложите вкрышки коренных подшипников нижние вкладыши, совместив усики вкладышей с выемками на крышках.
Верхние и нижние вкладыши коренных подшипников могут различаться по расположению отверстия для подвода масла. Вкладыши устанавливайте так, чтобы эти отверстия совпали с отверстиями каналов для подвода масла в постелях опор коренных подшипников.
После установки вкладышей в гнезда их концы немного выступают наружу, поэтому для правильного ориентирования вкладышей при окончательной затяжке болтов крепления крышек подшипников проследите, чтобы вы ступание обоих концов было одинаковым.
9. Смажьте моторным маслом коренные шейки коленчатого вала.
10. Смажьте моторным маслом вкладыши в крышках коренных подшипников коленчатого вала.
Рис. 5.9. Расположение замков поршневых колец перед установкой поршня вцилиндр: 1–расширителя маслосъемного кольца и верхнего компрессионного
кольца; 2–верхнего кольца составного маслосъемного кольца; 3–нижнего компрессионного кольца; 4–нижнего кольца составного маслосъемного кольца
11. Установите крышки коренных подшипников согласно порядковым номерам, сориентировав пометкам.
Для установки крышек подшипников коленчатого вала пользуйтесь молотком с мягким бойком, изготовленным из латуни, свинца или полиуретана. Устанавливать крышки затяжкой крепежных деталей запрещено, так как в этом случае будут повреждены посадочные поверхности крышек и блока цилиндров.
12. Установите болты крышек и равномерно затяните моментом, указанным в приложении 1.
Болты крепления крышек коренных подшипников обязательно замените новыми.
13. Проверьте правильность сборки, провернув коленчатый вал рукой на несколько оборотов. Вал должен вращаться свободно и плавно.
14. Установите вкладыши в шатуны, совместив установочный усик вкладыша с выемкой на шатуне.
15. Смажьте моторным маслом зеркала цилиндров, поршни, поршневые кольца и шатунные вкладыши.
16. Установите на поршень приспособление для сжатия колец и, заворачивая винт, сожмите кольца.
17. Проверните коленчатый вал так, чтобы его шатунная шейка, на которую монтируют шатунно-поршневую группу, установилась в ВМТ. Установите поршень в цилиндр в соответствии с маркировкой номера цилиндра на шатуне, нажмите (например, ручкой молотка) на поршень и сдвиньте его из оправки в цилиндр. Аналогично установите поршни в остальные цилиндры.
При установке поршней в цилиндры стрелка на поршне должна быть обращена к передней части двигателя.
Устанавливайте поршень в цилиндр осторожно, чтобы не повредить нижней головкой шатуна шатунную шейку коленчатого вала.
18. Установите шатунные вкладыши в крышки шатунов, совместив установочный усик вкладыша с выемкой на крышке.
19. Смажьте моторным маслом шатунные вкладыши в крышках шатунов и шатунные шейки коленчатого вала.
20. Установите крышку шатуна, соединив шатун с шейкой коленчатого вала и совместив метки на шатуне и крышке.
21. Вверните шатунные болты, не затягивая их окончательно.
22. Затяните шатунные болты моментом, указанным в приложении 1.
23. Проверьте легкость перемещения шатуна вдоль шатунной шейки. При заедании отверните шатунные болты и повторно затяните их номинальным моментом.
24. Проверьте боковой зазор шатуна, он должен быть 0,070–0,242 мм. Увеличенный зазор указывает на чрезмерный износ щек кривошипов коленчатого вала. В этом случае замените коленчатый вал.
25. Аналогично закрепите крышки остальных шатунов.
26. Проверьте осевой зазор коленчатого вала, он должен быть 0,092–0,303 мм. Увеличенный зазор указывает на износ опорных полуколец коленчатого вала или постели среднего коренного подшипника (табл. 5.13).
В этом случае замените коленчатый вал. Если это не приведет к уменьшению осевого зазора, придется заменить блок цилиндров.
27. Установите задний сальник коленчатого вала (см. «Замена сальников коленчатого вала» ).
