Поршневые кольца

Строительные машины и оборудование, справочник

Категория:

   Устройство и работа двигателя

Публикация:

   Поршневые кольца

Читать далее:

   Поршневой палец

Поршневые кольца

На поршне устанавливают компрессионные и маслосъемные кольца. Компрессионные кольца уплотняют поршень в цилиндре и служат для предотвращения прорыва газов через зазор между юбкой поршня и стенкой цилиндра. Маслосъемные кольца снимают излишки масла со стенок цилиндров, препятствуя проникновению его в камеру сгорания.

Компрессионные кольца устанавливают в верхние канавки на головке поршня (два-три кольца). Маслосъемные кольца (одно или два) располагают под компрессионными кольцами на головке или одно кольцо размещают внизу на юбке.

Компрессионные кольца изготовляют из чугуна путем их индивидуальной отливки и последующей обработки; торцовую поверхность колец шлифуют. На кольце делают прямой вырез, называемый замком и позволяющий кольцу пружинить.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Дополнительные материалы по теме:

Кольцо плотно (с зазором 0,02—0,08 мм) подгоняют по высоте к канавке поршня, и в свободном состоянии оно имеет диаметр, несколько больший диаметра цилиндра. При установке в цилиндр поршня вместе с кольцом его предварительно сжимают, а затем оно вследствие упругости плотно прилегает к стенке цилиндра, обеспечивая хорошее уплотнение поршня. Для возможности свободного расширения кольца при нагревании в замке кольца, установленного в цилиндр, должен быть зазор 0,2—0,4 мм.

Рис. 1. Поршневые кольца и эпюра давления

Для обеспечения хорошей приработки компрессионных колец к цилиндрам иногда применяют кольца с наклонной (конусной) наружной поверхностью, а также кольца, имеющие фаску с внутренней или наружной стороны (скручивающиеся кольца). Из-за наличия фаски при сжатии и установке в цилиндр такие кольца перекашиваются, и их наружная поверхность располагается под углом к стенке цилиндра. Для правильной установки скручивающихся колец на поршне на них с верхней стороны иногда делают метки.

Чтобы улучшить приработку и повысить износоустойчивость колец, на их трущуюся поверхность наносят специальные покрытия. Верхнее компрессионное кольцо (одно или два кольца), работающее в наиболее тяжелых условиях, обычно покрывают пористым хромом (общая толщина покрытия 0,10—0,15 мм, толщина слоя пористого хрома 0,04—0,06 мм). Хромированная поверхность износоустойчива, а пористый слой хрома хорошо удерживает в себе смазку. Это значительно повышает износоустойчивость кольца и улучшает условия работы колец, расположенных ниже. Остальные кольца для лучшей прирабатываемости обычно подвергают электролитическому лужению (толщина слоя олова 0,005—0,01 мм).

Для увеличения плотности прилегания кольца к стенке цилиндра его изготовляют таким образом, что в свободном состоянии форма кольца отклоняется от окружности, вследствие чего при сжатии его и установке в цилиндр обеспечивается правильное распределение давления кольца на стенку цилиндра по всей окружности (кольца с корректированным давлением). Круговая диаграмма (эпюра) давления такого кольца на стенки цилиндра показана на рис. 1, б.

Маслосъемные кольца, также изготовляемые из чугуна, имеют сквозные прорези, а иногда еще и канавку на наружной поверхности. Маслосъемные кольца устанавливают в канавки с отверстиями. При движении поршня маслосъемное кольцо снимает излишнее масло со стенок цилиндра, и через прорези на кольце и отверстия в поршне масло отводится в картер.

Кроме чугунных маслосъемных прорезных колец, применяют также стальные составные маслосъемные кольца, состоящие из двух стальных плоских колец (дисков), между которыми установлен осевой расширитель, прижимающий их к стенкам канавки. Для облегчения прижатия колец к стенке цилиндра под ними в канавке установлен радиальный расширитель. Оба расширителя представляют собой стальные гофрированные пружинящие кольца.

Рекламные предложения:

Читать далее: Поршневой палец

Категория: —
Устройство и работа двигателя

Главная → Справочник → Статьи → Форум

Герои огненного круга: почему нельзя экономить на поршневых кольцах

dvizhok. su

Двигатель, долго служивший верой и правдой, чаще всего не умирает в одно мгновение – он, как и живой организм, постепенно стареет, утрачивая прежнюю прыть и требуя к себе бережного отношения. Опытные водители знают типичные признаки такой усталости: падает мощность, растет расход масла и топлива, затруднен холодный пуск.

Обычно причиной является износ деталей поршневой группы – об этом свидетельствует равномерное падение компрессии (давления, развиваемое поршнем при сжатии смеси) во всех цилиндрах. И если ситуация не перешла в разряд критических, вернуть былую бодрость мотору можно малой кровью. Например, ограничиться лишь заменой поршневых колец — из-за конструктивных особенностей и жестких условий работы они больше других деталей поршневой группы подвержены износу.

Впрочем, иногда поршневые кольца приходится менять вскоре после переборки двигателя. Они теряют свои свойства (упругость, повреждение покрытия) из-за неквалифицированного монтажа колец на поршень и поршня в цилиндр, небрежной обкатки агрегата или установленных при ремонте деталей низкого качества – так ведут себя подделки под именитый бренд или низкосортный «ноунэйм». Кольцо, выполненное из несоответствующего материала и без необходимого покрытия, быстро изнашивается, выходит из строя и может повредить другие детали поршневой группы. Как минимальное зло — кольца перестают плотно прилегать к стенкам цилиндра и не обеспечивают должного уплотнения. Последствия: потеря двигателем мощности и повышенный расход масла и топлива.

С ремонтом тянуть не стоит. Долгая работа мотора с изношенными кольцами может привести к повреждению других деталей (поршней, цилиндров). И тогда двигатель точно придется «капиталить», а это повлечет куда большие денежные и временные затраты. Более того, мотор может сломаться в самый неподходящий момент: когда срочно нужно доставить груз клиенту или вдали от цивилизации, где отказ техники часто имеет трагические последствия. Но какие поршневые кольца выбрать, чтобы установить и больше про них не вспоминать?

Уж точно, не покупать «кота в мешке»! Не тот случай, когда стоит рисковать, ставя на карту здоровье двигателя. Берите запчасти в надежных магазинах и на хорошо зарекомендовавших себя интернет-ресурсах. А из брендов лучше предпочесть те, у которых большой опыт и заслуженное десятилетиями доверие потребителей.

Одним из ведущих производителей поршневых колец в мире на сегодняшний день является компания Nippon Piston Ring (NPR). У нее колоссальный опыт в разработке и изготовлении деталей для двигателя, ведь она была основана аж в 1931 году. Ее дочернее предприятие NPR of Europe (бренд NE) поставляет свою продукцию на конвейеры почти двух десятков легковых и грузовых автозаводов – в их числе Toyota, Mercedes, Mitsubishi, Audi, BMW, Renault, Volvo, Ford, Nissan, Mazda. А доверие автопроизводителей говорит о многом. Кроме того, поршневые кольца NE производится на собственных заводах компании в Японии, а уж японцы, как ни кто другой, строго следят за качеством выпускаемых деталей.

Уникальность деталей NE состоит в том, что поршневые кольца разрабатывает совместно с производителями двигателей. А это означает, что точно подобраны не только материалы и технологии производства, но и учтены специфические требования к деталям, работающим в конкретном моторе. Такой подход повышает эффективность работы и надежность деталей.

Один из трендов современного двигателестроения – это снижение массы деталей шатунно-поршневой группы. Чем поршень легче, тем меньше энергии требуется, чтобы его привести в движении. Соответственно, меньше расход топлива и количество вредных выбросов в атмосферу. Лишние граммы у поршня пытаются снять отовсюду – в том числе и с самой нагруженной верхней части, уменьшая высоту жарового пояса (расстояние от днища поршня до канавки первого кольца). При этом на поршневые кольца (особенно первое) приходятся более высокие тепловые и механические нагрузки. Применявшиеся ранее чугунные кольца в столь жестких условиях долго не проработают.

Поэтому верхние поршневые кольца NE сделаны из легированной стали. Они имеют более высокие теплостойкость и предел прочности, а значит, смогут взять на себя ту дополнительную нагрузку, которую сбросил с себя поршень, получив короткий жаровый пояс. Кроме того, у поршня можно уменьшить высоту канавок под кольца и расстояние между ними, чтобы он скинул драгоценные граммы.

Повышенную износостойкость стальных колец обеспечивают специальные покрытия – технологи NPR постоянно совершенствуют их рецептуру. Так первое компрессионное кольцо чаще всего имеет твердое хромовое покрытие и плюс мягкое олово для быстрой приработки. Второе компрессионное кольцо испытывает куда меньшие нагрузки, поэтому, как правило, его делают из чугуна. Но обязательно наносят оксид железа или фосфаты для хорошей приработки и защиты от износа. Третье, маслосъёмное кольцо, предназначено для снятия лишнего моторного масла, смазывающего поверхность цилиндра, поршня и компрессионных колец. Патент на трехкомпонентные маслосъемные кольца технологии Nifflex компания NPR приобрела более полувека назад. Конструкция осталась прежней и по сей день, но характеристики улучшились радикально. Такие кольца получили широкое распространение для бензиновых двигателей.

Из-за конструктивных просчетов многие современные моторы, даже будучи новыми, чрезмерно потребляют масло. Установка стальных колец  NE не исправит ошибки разработчиков двигателей, но масложор немного усмирит. Эти кольца обладают более высоким коэффициентом упругости, и потому лучше прилегают к стенкам цилиндра, что позволяет снизить расход масла и улучшить герметизацию камеры сгорания. Кроме того, у стальных колец NE также ниже износ рабочей поверхности и, соответственно, больше срок службы.

В заключении — маленькая ремарка. Если случится менять кольца вместе с поршнями, учтите, что NE предлагает их в комплекте. Это не только удобно, но и надежно – производитель ручается за идеальную подгонку этих деталей и гарантирует их долгую бесперебойную работу.

Поршневые кольца авиационных поршневых двигателей Тип и конструкция

Поршневые кольца предотвращают утечку давления газа из камеры сгорания и сводят к минимуму просачивание масла в камеру сгорания. [Рисунок 1] Кольца входят в поршневые канавки, но выпружиниваются, прижимаясь к стенкам цилиндра; при правильной смазке кольца образуют эффективное газовое уплотнение.

Рисунок 1. Обработанные кольца вокруг поршня

Конструкция поршневых колец

Большинство поршневых колец изготавливаются из высококачественного чугуна. [Рисунок 2] После изготовления колец их шлифуют до желаемого поперечного сечения. Затем они разрезаются так, чтобы их можно было надеть на внешнюю часть поршня и в кольцевые канавки, которые выточены в стенке поршня. Поскольку их целью является герметизация зазора между поршнем и стенкой цилиндра, они должны достаточно плотно прилегать к стенке цилиндра, чтобы обеспечить газонепроницаемость. Они должны оказывать одинаковое давление во всех точках стенки цилиндра и должны плотно прилегать к краям кольцевых канавок. 9Рис. 2. Поршневой узел и типы поршней В некоторых двигателях в верхней канавке компрессионного кольца используются хромированные поршневые кольца из мягкой стали, поскольку эти кольца могут лучше выдерживать высокие температуры, присутствующие в этой точке. Хромированные кольца должны использоваться со стальными стенками цилиндров. Никогда не используйте хромированные кольца на хромированных цилиндрах.

Компрессионное кольцо

Целью компрессионных колец является предотвращение утечки продуктов сгорания через поршень во время работы двигателя. Они размещаются в кольцевых канавках непосредственно под головкой поршня. Количество компрессионных колец, используемых на каждом поршне, определяется типом двигателя и его конструкцией, хотя в большинстве авиационных двигателей используются два компрессионных кольца плюс одно или несколько маслосъемных колец.

Поперечное сечение кольца прямоугольное или клиновидное с конической поверхностью. Коническая поверхность представляет собой узкую опорную кромку к стенке цилиндра, что помогает уменьшить трение и обеспечить лучшее уплотнение.

Маслосъемные кольца

Масляные кольца устанавливаются в канавках непосредственно под компрессионными кольцами и над отверстиями под поршневые пальцы. На поршень может быть одно или несколько маслосъемных колец; два кольца могут быть установлены в одну канавку или в отдельные канавки. Масляные кольца регулируют толщину масляной пленки на стенке цилиндра. Если в камеру сгорания попадает слишком много масла, оно сгорает и оставляет толстый слой нагара на стенках камеры сгорания, головке поршня, свечах зажигания и головках клапанов. Этот углерод может вызвать заедание клапанов и поршневых колец, если он попадет в кольцевые канавки или направляющие клапанов. Кроме того, углерод может вызвать пропуски зажигания свечей зажигания, а также детонацию, преждевременное зажигание или чрезмерный расход масла. Чтобы избыточное масло могло вернуться в картер, в дне канавок маслосъемных поршневых колец или в площадках рядом с этими канавками просверлены отверстия.

Маслосъемное кольцо

Маслосъемное кольцо обычно имеет скошенную поверхность и устанавливается в канавку в нижней части юбки поршня. Кольцо устанавливается царапающей кромкой в ​​сторону от головки поршня или в обратном положении, в зависимости от положения цилиндра и серии двигателя. В обратном положении маслосъемное кольцо удерживает избыточное масло над кольцом при ходе поршня вверх, и это масло возвращается в картер маслосъемными кольцами при ходе поршня вниз.

СВЯЗАННЫЕ ПОСТЫ

• Поршневые двигатели
• Коленчатые валы
• Шатуны
• Поршни
• Цилиндры 90 059
• Порядок воспламенения
• Клапаны
• Механизм работы клапанов

Поршневые кольца с улучшенными характеристиками — журнал изготовителей двигателей

Когда вы строите мощный двигатель, какие поршневые кольца следует использовать? Кольца варьируются от чугуна до ковкого чугуна и стали, с различными размерами, профилями кромок и износостойкими покрытиями. Есть много доступных вариантов и много вопросов, на которые нужно ответить. Некоторые комплекты поршней поставляются с кольцами, а другие нет, поэтому выбор остается за вами.

Тип колец, который является «лучшим» для любого конкретного двигателя, будет зависеть от ожидаемой мощности двигателя, типа топлива, которое он будет использовать, и типа гонок или рабочих условий, в которых он будет работать.

Двигатель, предназначенный для использования в уличных условиях, не будет подвергаться таким же нагрузкам и условиям, как двигатель, предназначенный для работы на грунтовой дороге, полосе сопротивления или в лодке. Какой бы тип колец вы ни выбрали, они должны обеспечивать наилучшее сочетание контроля герметичности, долговечности, термостойкости и маслоотделения.

Материалы колец

Вообще говоря, стальные поршневые кольца более долговечны, чем кольца из ковкого чугуна, а кольца из ковкого чугуна более долговечны, чем кольца из чугуна. В течение последнего десятилетия большинство серийных двигателей оснащались на заводе стальными верхними компрессионными кольцами, чтобы выдерживать более высокие рабочие температуры и нагрузки современных двигателей с более высокой мощностью.

Тем не менее, многие двигатели драгстеров Top Fuel по-прежнему используют кольца из ковкого чугуна с плазменно-молибденовым покрытием. Почему? Потому что кольца из молибдена обеспечивают уплотнение и смазку, необходимые в этой чрезвычайно сложной области применения. Конечно, кольца меняются после каждого запуска, что нецелесообразно для большинства других типов двигателей.

Кольца с молибденовым покрытием из ковкого чугуна по-прежнему являются лучшим выбором для многих традиционных типов дорожных и полосовых двигателей. Они являются наиболее экономичным выбором для типичных безнаддувных двигателей SB/BB Chevy или Ford и могут безопасно выдерживать компрессионные нагрузки до двух лошадиных сил на кубический дюйм.

Добавки мощности, такие как закись азота, турбокомпрессор или нагнетатель, значительно увеличивают тепловую нагрузку в камере сгорания, что также увеличивает риск детонации, повреждающей кольца. Для двигателей с более высокими выходными характеристиками настоятельно рекомендуется переход на более прочное стальное кольцо.

Серый чугун — хрупкий материал с очень низкой прочностью на растяжение по сравнению с ковким чугуном или сталью. Кольца из чугуна дешевле, чем кольца из ковкого чугуна или стали, и идеально подходят для двигателей с умеренными характеристиками. Но по мере увеличения выходной мощности двигателя чугунные кольца вскоре достигают своего предела.

Ковкий чугун — это прочный материал для колец, который уже много лет используется как в высокопроизводительных двигателях, так и в дизельных двигателях. Таким образом, кольца из ковкого чугуна являются хорошей модернизацией по сравнению с кольцами из серого чугуна в двигателях с более высокой мощностью. Однако стальные кольца могут обеспечить повышение прочности на растяжение и усталостной прочности на 20 и более процентов по сравнению с ковким чугуном.

Одной из причин, по которой все больше и больше колец в настоящее время изготавливают из стали, является более узкая лицевая сторона, которая сейчас используется во многих комплектах колец (как для оригинального оборудования, так и для вторичного рынка). Более тонкие кольца с низким натяжением уменьшают трение и лучше прилегают к стенке цилиндра. Следовательно, они обеспечивают лучшую герметизацию и меньшее количество газов.

Традиционный 5/16? компрессионное кольцо может создавать натяжение от 7 до 8 фунтов по сравнению с натяжением в полфунта в компрессионном кольце диаметром 0,7 мм в двигателе NASCAR. Это значительное снижение трения и сопротивления. Но для этого также требуется более прочный и долговечный материал кольца.

По словам одного поставщика колец, с которым мы беседовали, существует два основных типа стальных колец, которые производятся для вторичного рынка. Одним из них является углеродистая сталь, которая используется в комплектах колец как для высокопроизводительных двигателей, так и для комплектов замены OEM последних моделей. Он на 35 процентов прочнее серого чугуна, может быть покрыт молибденом, хромирован или работать без покрытия в канале ствола.

Другим типом стали является нержавеющая сталь, которая является предпочтительным материалом для беговых колец NASCAR, NHRA Pro Stock и других высокотехнологичных приложений толщиной всего 0,7 мм. Кольца из нержавеющей стали не могут работать в отверстии из чугуна без какой-либо обработки поверхности, такой как газовое азотирование или PVD (физическое осаждение из паровой фазы) со сплавом титана или хрома.

Кольцевые покрытия

Доступны кольца без покрытия (гладкие), с молибденовым покрытием или с каким-либо типом обработки поверхности PVD (титан, хром или керамика). Нитрид титана является очень популярной обработкой поверхности высокопроизводительных стальных колец в гоночных двигателях высокого класса, поскольку он снижает трение и повышает износостойкость. Обработка колец нитридом хрома предлагает многие из тех же преимуществ и, как правило, более популярна для двигателей с дорожными характеристиками и даже для многих серийных двигателей.

Нитрид хрома также является популярным покрытием для колец, которые устанавливаются в двигатели для внедорожных гонок, поскольку грязь не прилипает к хрому и не царапает цилиндры. Но, как указал другой поставщик колец, молибденовые кольца так же хорошо работают в двигателях для бездорожья, при условии, что двигатель имеет хорошую фильтрацию воздуха, предотвращающую попадание грязи.

Хромированные азотированные кольца с PVD-покрытием отличаются от традиционных хромированных колец. Обработка поверхности азотированных хромированных колец методом PVD очень хорошо прилипает к кольцу и не трескается и не отслаивается, как хромированные кольца с гальваническим покрытием, в неблагоприятных условиях эксплуатации. Хромированные кольца существуют со времен Второй мировой войны и изготавливаются путем гальванопокрытия хрома на поверхности кольца.

Хромированные кольца стали популярным выбором для внедорожных и внедорожных двигателей из-за их способности противостоять истиранию, вызванному переносимыми по воздуху загрязняющими веществами. Однако хромированные кольца имеют примерно на 1000 градусов по Фаренгейту меньшую устойчивость к истиранию, чем кольца с молибденовым покрытием. Поскольку нагрев является основным фактором почти для любого применения, молибден является предпочтительным покрытием поверхности кольца в течение многих лет.

Молибденовые кольца обычно прирабатываются быстрее, чем хромированные, быстрее достигают полной герметизирующей способности и обеспечивают значительно более высокую стойкость к истиранию. Некоторые поставщики колец улучшают стойкость молибденового покрытия к истиранию, комбинируя его с никель-хромовым сплавом (что увеличивает срок службы поверхности на 65 процентов по сравнению с обычными кольцами с молибденовым покрытием).

Единственным недостатком молибдена является то, что материал облицовки может быть поврежден сильной детонацией двигателя, и он может быть несовместим с некоторыми покрытиями канала ствола, такими как сплавы на основе никеля/карбида или алюминия. Для таких применений правильным выбором будет стальное кольцо с PVD-покрытием. Некоторые поставщики колец также не рекомендуют использовать молибденовые кольца в двигателях, в которых топливо на спиртовой основе используется в течение длительного периода времени.

Профили колец

Поршневые кольца доступны со всеми видами профилей кромок, включая квадратную поверхность, коническую поверхность, центральный цилиндр, смещенный цилиндр и ленточный профиль. Верхнее компрессионное кольцо обычно имеет бочкообразную поверхность, а второе кольцо часто представляет собой кольцо с конусной или тонкой поверхностью. Причина использования различных профилей заключается в том, чтобы оптимизировать производительность кольца для работы, которую оно должно выполнять.

Верхнее кольцо в первую очередь представляет собой компрессионное уплотнительное кольцо. Его единственная задача — герметизировать камеру сгорания и предотвратить прорыв газов. Верхнее кольцо принимает на себя основную нагрузку тепла и сжатия, поэтому оно должно быть прочным и долговечным.

Верхнее компрессионное кольцо с бочкообразной поверхностью обычно обеспечивает наилучшее сочетание уплотнительной способности и износостойкости. Кольцо с квадратной поверхностью хорошо уплотняется, но в конечном итоге из-за изгиба кольца при движении поршня вверх и вниз приобретает бочкообразный профиль. Придание кольцу бочкообразного профиля снижает износ кольца и продлевает срок его службы.

Работа второго кольца обычно на 80-90% состоит в контроле масла и на 10-20% в герметизации. Второе компрессионное кольцо дублирует верхнее компрессионное кольцо с точки зрения уплотнения, но в основном действует как маслосъемное. На поверхность второго кольца нанесен небольшой конус (от 2 до 4 градусов), чтобы оно соскребало масло со стенки цилиндра при движении поршня вниз.

Подрезание нижней кромки 2-го торца кольца для создания канавки (канавка крюка или профиль скребка) еще больше улучшает маслосъемную способность кольца, особенно в двигателях без наддува. Канавка также обеспечивает разгрузку под поверхностью кольца для отвода картерных газов. Из-за этого второе кольцо типа Napier обычно является лучшим выбором для контроля масла.

Важно отметить, что второе кольцо, очевидно, является направляющим кольцом и должно быть установлено правильной стороной вверх, иначе оно будет перекачивать масло в неправильном направлении и увеличит расход масла.

Для двигателей, работающих на летучих видах топлива, таких как нитрометан, и двигателей, работающих с большим наддувом, таких как выдыхаемый спирт и дизельные тягачи для грузовиков и тракторов, вторые кольца типа Napier НЕ являются лучшим выбором. Двигатели этого типа работают с таким высоким давлением в цилиндре, что второе кольцо вынуждено справляться со значительно более высоким давлением газа.

Следовательно, многие двигатели, работающие на выдувном спирте, используют второе кольцо из ковкого чугуна в стиле обратного кручения или используют верхнее кольцо во второй канавке поршня. Некоторые также используют кольцо в стиле Дайкса с кольцом из ковкого чугуна с плазменной молибденовой поверхностью во второй канавке.

Третье кольцо представляет собой маслосъемное кольцо, обычно состоящее из трех частей с парой тонких масляных направляющих из хромированной или азотированной стали, поддерживаемых расширителем. Преимущества конструкции из трех частей: низкая стоимость, хорошая совместимость с отверстием цилиндра, простота установки и возможность производителя колец изменять натяжение маслосъемных колец по мере необходимости.

Трехкомпонентная конструкция широко используется как в оригинальных, так и в высокопроизводительных кольцах. По общему мнению, традиционная конструкция маслосъемного кольца из трех частей отлично работает, так зачем с ней возиться? Маслосъемное кольцо, состоящее из трех частей, обеспечивает хороший обратный слив масла, хорошее боковое уплотнение масляной канавки и позволяет двум направляющим плотно прилегать к отверстию цилиндра независимо друг от друга, чего не может сделать цельное маслосъемное кольцо. Маслосъемное кольцо, состоящее из трех частей, также имеет меньшую массу, что снижает силы инерции и повышает стабильность кольца, особенно при более высоких оборотах двигателя.

Цельные маслосъемные кольца используются во многих дизельных двигателях с низкой частотой вращения и в некоторых европейских бензиновых двигателях, но они относительно редко используются здесь для повышения производительности. Однако они существуют и успешно используются в различных двигателях F-1, NASCAR и NHRA Pro Stock.

Цельные маслосъемные кольца доступны по специальному заказу, они очень дороги и сильно отличаются от традиционных маслосъемных колец из трех частей. Но у них есть свои преимущества. По словам одного поставщика этих колец, их цельное маслосъемное кольцо диаметром 4,180? отверстие цилиндра с 1,5-миллиметровой канавкой для масляного кольца в поршне оказывает нагрузку всего около 10 ньютонов на отверстие цилиндра.

Конечно, обычные маслосъемные кольца из трех частей также стали тоньше, чтобы уменьшить натяжение и трение. Традиционная тройка, 3/16? толстое масляное кольцо, которое раньше создавало 20 фунтов. натяжения теперь заменено меньшими и более тонкими маслосъемными кольцами из трех частей, которые создают натяжение всего от 3 до 4 фунтов. Меньшее натяжение означает меньшее трение и большую мощность.

Зазоры колец

Независимо от того, какой тип колец вы выберете для двигателя, зазоры концов колец должны соответствовать применению. Чем больше мощность двигателя, тем больше тепла он выделяет в камере сгорания и тем больше расширяется верхнее кольцо в ответ на все это тепло.

По мере расширения кольца расстояние между концами кольца в кольцевом зазоре сужается. Надеюсь, зазора достаточно, чтобы концы кольца не вытягивались слишком сильно и не упирались друг в друга, вызывая истирание кольца.

Двигатели с добавками мощности, такими как закись азота, турбонагнетатель или нагнетатель, очевидно, нагревают камеру сгорания больше, чем большинство безнаддувных двигателей, поэтому при установке колец требуется больший зазор в концевом зазоре.

Эмпирическое правило для верхнего компрессионного кольца: 0,0045? концевого зазора на дюйм диаметра отверстия для двигателя без наддува и 0,006? для приложения сумматора мощности. Более того, многие поставщики колец рекомендуют открывать второе кольцо .005? до 0,010? больше, чем зазор верхнего кольца в двигателях без наддува, чтобы предотвратить скопление газа между верхним и вторым кольцами.

Это может привести к тому, что верхнее кольцо будет трепетать или подпрыгивать, что приведет к потере герметичности. Но в форсированном двигателе второе кольцо подвергается большему воздействию газов и должно иметь такой же зазор, как и верхнее кольцо.

Производители поршневых колец публикуют рекомендации по концевым зазорам в своих каталогах и на своих веб-сайтах. Всегда обращайтесь к этим рекомендациям, так как они будут варьироваться от одного производителя к другому в зависимости от типа используемых колец, из чего они сделаны (чугун имеет более высокую степень теплового расширения, чем сталь) и области применения.

Заключительные мысли о выборе кольца

Хотя на эту тему написаны книги, мы можем свести ее к следующим пунктам:

1) Каков общий бюджет вашего двигателя и какой процент вы тратите на кольца? Например, если вы покупаете набор экзотических цельных маслосъемных колец, которые стоят почти 600 долларов для V8, одни только кольца могут стоить больше, чем поршни! Такие дорогие затраты на комплект колец не имели бы особого смысла для типичного уличного двигателя, но могут быть оправданы для двигателя Pro Stock с высокой стоимостью.

2) Вы ​​строите безнаддувный двигатель или тот, который будет максимально нагружен закисью азота, турбонагнетателем или нагнетателем? Чем выше выходная мощность, тем прочнее материал кольца, который потребуется, чтобы выдерживать тепло и давление.

3) Как будет использоваться двигатель? Драг-рейсинг, буксировка грузовиков, кольцевая трасса, морской транспорт, движение по улицам и т. д. Если приложение представляет собой двигатель с уличными характеристиками, сколько времени он реально проведет на полном газу? Выберите кольцевую облицовку, обеспечивающую такую ​​долговечность, которая соответствует области применения.

4) Как часто будет обновляться двигатель? Должны ли кольца прослужить десятки тысяч километров (как на улице) или их будут менять каждый сезон?

5) Какие типы колец используют другие в аналогичных приложениях? Если определенный тип кольца или облицовочного материала отлично подходит для всех остальных, попытка быть первопроходцем может оказаться дорогостоящей!

6) Какие типы колец доступны для диаметра цилиндра двигателя и конфигурации поршня? Для некоторых применений (например, двигателей с необычно большим диаметром цилиндра или чрезвычайно короткими легкими поршнями) это может немного ограничить ваши возможности.