Зачем нужны поршневые кольца? Типы поршневых колец и их замена.

Двигатель каждого автомобиля имеет несколько колец вокруг поршня. Их задача — препятствовать выходу отработанных газов в картер двигателя, отводить тепло от поршня и снимать лишнее масло со стенок цилиндра. Если поршневые кольца изношены или повреждены, двигатель не будет работать должным образом.

Что такое поршневые кольца?

Эти кольца не зря называются поршневыми. Они крепятся к внешнему диаметру поршня ДВС (двигателя внутреннего сгорания) и служат в качестве уплотнения, предотвращающего попадание газов от сгорания под давлением в масляный картер.

Другая очень важная роль, которую они играют, заключается в регулировании расхода масла путем предотвращения попадания избыточного количества масла в камеру сгорания.

Форма поршневых колец в виде неполного круга или круга с небольшой выемкой. По конструкции они могут быть плоскими, перекрученными или L-образными.

Обычно для их изготовления используется легированная нержавеющая сталь или ковкий чугун. Оба материала обладают высокой прочностью на разрыв и термостойкостью, что делает их очень подходящими для работы в экстремальных условиях, в которых работают поршневые кольца.

Для дальнейшего повышения прочности и стойкости производители дополнительно обрабатывают кольца специальными материалами, такими как олово, хром и молибден.

Совет: если у вас есть возможность, остановитесь на кольцах из стали, обработанной молибденом, так как эти материалы обладают большей долговечностью, повышенной прочностью и термостойкостью. Чугун также является хорошим и гораздо более дешевым материалом, но он быстрее изнашивается и ломается.

Типы поршневых колец

 Существует два основных типа колец, которые устанавливаются на поршень:

• компрессионные,
• маслосъемные.

Компрессионные кольца обеспечивают герметичность камеры сгорания. На каждом поршне обычно имеется не более двух или трех компрессионных колец, которые, в свою очередь, делятся на верхние и нижние. Верхние обеспечивают герметичность всей системы, а нижние — герметичность рабочего блока, предотвращая попадание отработанных газов в картер.

Маслосъемные кольца предназначены для удаления излишков масла с поверхности цилиндра. С одной стороны, они удаляют излишки масла, а с другой — оставляют на цилиндре тонкий масляный фильтр, чтобы максимально снизить трение между цилиндром и поршнями.

Признаки, предупреждающие об изношенных поршневых кольцах

 Во время работы поршневые кольца подвергаются трению о поверхность цилиндра, воздействию высоких температур, различным химическим воздействиям. Экстремальные условия, в которых они работают, а также стиль вождения и даже плохое топливо изнашивают их и требуют замены.

 Как правило, комплект поршневых колец может “прослужить” от 250 до 300 000 км, прежде чем потребуется замена, но вполне возможно, что придется сделать это гораздо раньше, особенно если вы заметили несколько из следующих симптомов.  

Сильно дымит из выхлопной трубы.

 Если из выхлопной трубы автомобиля начинает выходить гораздо больше дыма, чем обычно, возможно, у вас проблемы с поршневыми кольцами.

 Обычно, если проблема действительно в кольцах, дым очень густой, серого или синего цвета, и пахнет горелым маслом. Цвет и запах указывают на то, что поршневые кольца изношены и пропускают масло в камеру сгорания. 

Большой расход масла

Если кольца изношены, то они пропускают масло в камеру двигателя, что означает, что придется гораздо чаще доливать масло. Если это произошло, лучше обратиться к механику, чтобы он проверил их состояние.

Плохое ускорение

 Если поршневые кольца изношены или повреждены, двигатель будет терять мощность, так как не будет иметь достаточной компрессии. Это означает, что когда вы пытаетесь увеличить ускорение, автомобилю потребуется много времени для его достижения.

Потеря мощности двигателя

 Когда речь идет о потере мощности двигателя то, скорее всего, вы проигнорировали все предыдущие симптомы и не обратили на них внимания. Полная потеря питания автомобиля указывает на необходимость немедленной замены поршневых колец, так как если вы продолжите движение, вероятность застрять на дороге очень высока.

Как устранить проблемы с поршневыми кольцами 

1. Профилактика

 Поршневые кольца — это расходные материалы, и наступит день, когда они износятся, и их нужно будет заменить. Но вы можете продлить срок их службы, если будете использовать высококачественное масло и такое же топливо.

 Хорошо использовать масло самой высокой вязкости, рекомендованное производителем вашего автомобиля, так как оно защитит кольца и даже поможет улучшить их подвижность и заполнить зазор между ними и стенкой цилиндра.

 Вы также можете попробовать освободить застрявшие кольца, промыв двигатель или используя топливную присадку, предназначенную для раскоксовки поршневых колец и удаления отложений.

2. Замена

 Если масло высокой вязкости и топливные присадки не помогают, то поршневые кольца необходимо заменить. Можно ли сделать это самому? Это довольно долгая и сложная процедура, поэтому не рекомендуется менять поршневые кольца самостоятельно.

 Ведь для того, чтобы заменить эти крошечные элементы, двигатель необходимо снять и разобрать, а это не простое дело. Кроме того, если вы неправильно вставите кольца, то создадите себе еще большие проблемы.

Как заменить поршневые кольца

Как уже было написано выше, не стоит пытаться самостоятельно снимать и разбирать двигатель. Это самая сложная и очень медленная часть при замене колец. Но если вы сможете справиться с этим, то сама замена будет относительно простой.

Чтобы удалить изношенные поршневые кольца, необходимо сначала слегка раздвинуть паз, пока они не выйдут из него. Это можно сделать либо специальными плоскогубцами, либо маленькой плоской отверткой.

Затем необходимо очистить поршень от нагара. Если этого не сделать, вам будет трудно установить его обратно в цилиндр после установки новых колец. Для удаления отложений можно использовать специальный инструмент или старое компрессионное кольцо, сломанное пополам.

Когда все готово, необходимо строго следовать инструкциям, которые вы найдете в комплекте поршневых колец, и установить их точно так, как описал производитель. Как только вы закончите и с этим, останется только собрать двигатель, установить его на место и провести пробный запуск.

Поделиться

Что такое поршневые кольца. Особенности, разновидности и для чего нужны

Сегодня мы узнаем, что называется автомобильными поршневыми кольцами двигателя, каково их основное предназначение, а также, какие существуют разновидности данных компонентов силовой установки

ЧТО ТАКОЕ ПОРШНЕВЫЕ КОЛЬЦА. ОСОБЕННОСТИ, РАЗНОВИДНОСТИ И ДЛЯ ЧЕГО НУЖНЫ

Добрый день, сегодня мы узнаем, что называется автомобильными поршневыми кольцами двигателя, каково их основное предназначение, а также, какие существуют разновидности этих немаловажных компонентов силовой установки. Кроме того, расскажем про особенности, из каких материалов изготавливают поршневые кольца и чем различаются детали друг от друга. В заключении поговорим о том, что такое компрессионные и маслосъемные кольца, для чего они нужны и какую роль играют эти ключевые элементы той или иной силовой установки транспортного средства.

Итак, что же такое автомобильные поршневые кольца и какие они бывают? Поршневыми кольцами называются специальные кольца незамкнутого типа, которые имеют небольшой зазор с своем строении и посажены в канавки поршней силовой установки того или иного транспортного средства. Все поршневые кольца подразделяются на два основных вида: на маслосъемные и компрессионные. Чтобы понимать, для чего нужны поршневые кольца автомобилю, необходимо знать, как они функционируют. Об это и другом мы подробно поговорим в нашей статье, чтобы понять, какие задачи выполняют эти ключевые элементы двигателя автомобиля.

ЧТО ТАКОЕ ТУРБОНАДДУВ. ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ 

Справочно заметим, что на сегодняшний день некоторые автопроизводители на примере компании «БМВ«, уже изначально создают силовые установки с повышенным расходом моторного масла, на так называемый угар, в связи со специфической конструкцией поршневых колец. Делается это в первую очередь для того, чтобы максимально снизить потери в процессе функционирования мотора на трения, а также ради меньшего износа цилиндро-поршневой группы. Кроме того, из-за такой необычной конструкции элементов двигателя, моторное масло, как бы освежается и тем самым увеличивается межсервисный интервал обслуживания.

1. Из какого материала изготавливают поршневые кольца

Большинство поршневых колец изготавливается из распространенного материла в автомобилестроении — чугуна. Структура данного материала дает возможность кольцам удерживать моторное масло, тем самым уменьшать износ силовой установки. Наиболее популярной разновидностью чугуна в производстве поршневых колец является ковкий чугун, который в народе называют еще пластичным. Такой вид чугуна обладает множеством положительных качеств, самое главное из которых — это способность упруго деформироваться. Это качество облегчает процесс установки колец в канавки поршней. 

Следующий тип материала, из которого изготавливают поршневые кольца — нержавеющая сталь. Данный материал является усовершенствованным видом хромированных чугунных колец. Сама по себе нержавейка — материал, который содержит определенное количество хрома. Такие кольца почти ничем не отличаются по свойствам от хромированных. В отличие от колец изготовленных из чугуна, стальные элементы способны лучше противостоять высокой температуре, а также ее резкому перепаду.

Кроме вышеописанных материалов существует еще один, который был создан с целью увеличения срока службы колец, а также обеспечения их ускоренной приработки. Этот материал называется молибден. Основа такого материала — чугун, а внешняя поверхность состоит из молибденового покрытия. В отличие от хрома, молибден обладает противоизносными свойствами и имеет большую сопротивляемость механическим воздействиям. На сегодняшний день большинство современных двигателей компонуются поршневыми кольцами из молибдена, так как они более надежны, долговечны чем стальные и чугунные, а также легко прирабатываются к узлам силовой установки.

2. Верхние комрессионные кольца двигателя

Что такое компрессионные кольца? Это разновидность поршневых колец двигателя автомобиля, которые предотвращают проникновение или прорыв газов из камеры сгорания цилиндров в картер силовой установки. Как правило, наружный диаметр таких колец в свободном состоянии будет меньше внутреннего диаметра цилиндра. Заметим, что небольшой участок компрессионных колец, специально срезан, такой вырез в этих деталях называется замком.

Заметим, что в природе существует большое множество конфигураций компрессионных колец, причем эти отличия на глаз порой трудно различить. Например, кольцо такого вида может иметь специальное небольшое перекручивание, то есть верхняя и нижняя поверхности детали не будут лежать плоско в канавке поршня, а они имеют вид слегка наклоненных. Таким образом, благодаря такой конструкции, верхний и нижний край лицевой поверхности вступают в контакт с отверстием цилиндра.

Как правило, компрессионные кольца производители конструируют таким образом, чтобы максимально ускорить их приработку поверхности к стенкам цилиндров, а также помочь уплотнению детали в верхней и нижней плоскостях канавки, которая служит специально для кольца. Отметим, что параметр перекручивания кольца достаточно мал и в большинстве случаев эта конструкторскаяособенность делается при помощи стачивания фаски, расположенной на внутреннем крае детали силовой установки.

3. Маслосъемное и второе компрессионное кольца двигателя

Что такое маслосъемные кольца? Это разновидность поршневых колец, которые препятствуют проникновению моторного масла из картера двигателя в камеру сгорания и обеспечивающие снятие излишек масла со стенок цилиндра. Кольца такого типа устанавливают в силовой установке ниже уровня компрессионных. Главным конструкторским отличием маслосъемных колец от компрессионных является наличие у первых специальных сквозных отверстий.

Кроме вышеописанных колец, есть еще один тип, который называется вторым компрессионным. Главной задачей этого элемента двигателя является дополнительное уплотнение верхнего маслосъемного кольца. Как правило, второе кольцо контролирует только газы, которые направляются мимо верхнего кольца, а давление с температурой при этом разнятся от показателей для верхнего компрессионного кольца. Поэтому к материалам и конструкции 2-го компрессионного кольца предъявляются менее требовательные запросы при производстве, так как эти параметры не являются критичными для его основных функций. Таким образом, 2-ое кольцо выполняет функцию, которая помогает маслосъемному кольцу избавится от лишнего моторного масла на стенках цилиндров. Этот процесс уберегает силовую установку от возникновения детонации, благодаря предотвращению попадания излишнего масла в камеру сгорания.

Как мы отмечали ранее, некоторые модели компрессионных колец специально изготавливаются слегка скошенными. Это делается для того, чтобы максимально содействовать функционированию маслосъемного кольца. Скос на таких кольцах, как правило, расположен у верхнего края детали. Принцип работы основного или первого компрессионного кольца осуществляется таким образом, что оно двигается поверх моторного масла при движении вверх в рабочей области цилиндра и удаляет, как скребок излишки технической жидкости при движении вниз. В том случае, если удаление масла по какой то причине основным кольцом невозможно, то второе кольцо расположенное за маслосъемным в принудительном порядке удаляет все оставшееся масло с поверхности стенок цилиндров.

Справочно заметим, что сегодня можно встретить в продаже вторые компрессионные кольцабез специального зазора. Данные элементы обладают новой и современной конструкцией, которая так и называется «без зазора«. Однако отметим, что изготовить кольцо полностью без зазора практически невозможно, так как мы просто потом их не сможем установить на поршень и при этом оно еще будет нерегулируемым, даже в том случае, если будут совсем небольшие отклонения формы отверстия цилиндра от окружности. Поэтому кольца «без зазора» оснащены специальным отверстием или разрезом, просто оно настолько минимально для отвода газов из камеры сгорания, что они проходят мимо элемента. Справочно для наглядности, ниже на изображении продемонстрирован диапазон зазоров в замках поршневых колец.

Благодаря новым технологиям при производстве поршневых колец, которые не обладают выраженными зазорами, узлы двигателя автомобиля благодаря им способны быстрее притереться друг к другу в процессе обкатки. При этом силовая установка способна выдавать чуть большую мощность при диагностике на стенде. Как правило, потребность в беззазорных поршневых кольцах напрямую зависит от того, как функционируют другие кольца мотора. В том случае, если компрессионное кольцо верхнего вида дает качественное уплотнение, то 2-ое, которое без зазора уже особо не играет никакой роли в процессе работы двигателя. Однако в реальности, на современных моторах, 2-ое компрессионное кольцо, которое идет без зазора действительно может быть средством для получения большей мощности и отдачи от силовой установки.

В заключении отметим, что наиболее важным типом поршневых колец для оптимального функционирования двигателя внутреннего сгорания того или иного транспортного средства являются маслосъемные элементы. Особенно важную роль они выполняют в случае систематического использования бензина с низким октановым числом. Благодаря этим кольцам происходит очистка камер сгорания цилиндров и головки поршней от моторного масла, которое их загрязняет. Кроме того, как следствие это способствует выработке силовой установкой максимально возможной мощности при необходимости.

БОЛЬШОЕ СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ. ОСТАВЛЯЙТЕ СВОИ КОММЕНТАРИИ, ДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ. 
ЖДЕМ ВАШИХ ОТЗЫВОВ И ПРЕДЛОЖЕНИЙ.

Поршневые кольца

Поршневые кольца предназначены для обеспечения герметичности внутрицилиндрового пространства, т.е. для предотвращения прорыва газов из этого пространства в картер двигателя. Одновременно поршневые кольца отводят в стенки цилиндра большую часть воспринимаемого днищем поршня тепла и препятствуют проникновению масла из картера двигателя внутрь цилиндров. В современных быстроходных, отличающихся высокой степенью сжатия двигателях, поршневые кольца применяют трех видов:

• Компрессионные поршневые кольца
• Маслосъемные поршневые кольца
• Компрессионно-маслосъемные поршневые кольца (комбинированные)

Компрессионные кольца.  Компрессионные поршневые кольца работают в очень тяжелых условиях, они подвергаются воздействию высоких температур, работают в условиях полужидкостного трения с большой переменной скоростью скольжения, а так же испытывают воздействие значительных сил давления газов, внутренних сил упругости и сил трения. Компрессионные кольца должны предотвратить попадание отработавших газов из камеры сгорания в кривошипную камеру. Для обеспечения необходимой герметичности нужны минимальный зазор между поршнем и стенкой цилиндра, наличие в этом зазоре устойчивой масляной пленки и высококачественная обработка поверхности цилиндра и поршня. Компрессионные кольца уплотняют поршень при помощи создаваемого ими лабиринта и прижатия колец к поверхности цилиндра. Проходя через этот лабиринт, состоящий из торцевых и радиальных зазоров между кольцами и стенками кольцевых канавок, газы постепенно расширяются, вследствие чего их давление и скорость истечения снижаются.

Маслосъемные кольца.  Целью их работы является максимальное уменьшение расхода масла, при постоянной и достаточной смазке деталей скольжения и одновременно минимальная газопроницаемость. Вследствие насосного действия компрессионных колец, а так же разряжения в цилиндре во время всасывания в камеру поступает масло, где оно частично сгорает. Маслосъемные кольца снимают лишнее масло со стенок цилиндров и предотвращают по мере возможности попадание смазочного масла в камеру сгорания.

Компрессионно-маслосъемные кольца (комбинированные). Компрессионно-маслосъемные кольца совмещают в себе основную функцию компрессионных и маслосъемных колец, это означает, они в основном предотвращают попадание отработавших газов в кривошипную камеру и снимают лишнее масло со стенки цилиндра. 

Конструкция и форма поршневых колец

Поршневое кольцо: термины

1. Зазор в замке ненапряженного поршневого кольца
2. Стыковые концы
3. Спинка кольца (напротив стыковых концов)
4. Рабочая поверхность кольца
5. Боковая поверхность кольца
6. Внутренняя поверхность кольца
7. Тепловой зазор (зазор в холодном состоянии)
8. Диаметр цилиндра
9. Радиальная толщина стенки
10. Осевой зазор
11. Высота поршневого кольца
12. Диаметр цилиндра
13. Внутренний диаметр канавки
14. Высота канавки
15. Радиальный зазор

Материалы для изготовления поршневых колец:

виды, функции, поломки и их устранение

Роботостроение: история развития и современные достижения отрасли

Пищевые смазки для куттера. Основные требования

Микротурбины Capstone: особенности и обслуживание

Ремонт компрессоров грузовых автомобилей

Виды поршневых колец

Поршневые кольца бывают маслосъемными и компрессионными.

Первые служат для удаления излишков масла с поршня и цилиндра. После прохода этих колец на поверхностях остается тонкая масляная пленка в несколько микрон. В канавках деталей располагаются радиальные отверстия или прорези, по которым собранное моторное масло возвращается в поддон.

Существуют составные маслосъемные кольца с пружинами-расширителями и литые чугунные. Первые состоят из двух тонких колец, а также радиального и осевого расширителей. Их производство не слишком затратно, поэтому составные кольца используются чаще литых. Некоторые поршни оснащаются двумя составными или литыми кольцами. Для того чтобы стабилизировать прижим, чугунные дополняются пружинным расширителем.

Компрессионные кольца отвечают за изоляцию камеры сгорания. На поршни их устанавливается не более трех.

Выделяют верхние и нижнее компрессионные кольца. Первые ускоряют приработку, второе дополнительно герметизирует камеру после маслосъемного кольца. Оно предотвращает попадание газов в картер, препятствует проникновению излишков моторного масла в камеру сгорания, предупреждает детонацию двигателя.

Функции поршневых колец

Обобщая вышесказанное, можно выделить следующие функции поршневых колец:

• Компрессия. Кольца изолируют камеру сгорания от картера. Предотвращая проникновение газов между поршнем и цилиндром, кольца способствуют их наиболее эффективному сжатию
• Экономия моторного масла. Достигается за счет работы маслосъемных колец, которые убирают часть смазки с поверхностей цилиндра и направляют ее в картер
• Теплообмен. Кольца передают тепло от поршня к стенкам цилиндра. При воспламенении топливно-воздушной смеси внутри камеры сгорания возникают температуры до +300 °C. Без отвода тепла высок риск поломки двигателя
• Уменьшение горизонтальных колебаний поршня. Плотно посаженные кольца удерживают поршень строго в горизонтальном направлении и не дают ему «гулять». Благодаря этому предотвращается износ ЦПГ двигателя

Конструкционные материалы для поршневых колец

Поршневые кольца изготавливают из высококачественного чугуна или легированной стали. Чугунные имеют меньший вес и быстрее прирабатываются, однако стальные обладают лучшей термостойкостью и более высоким пределом прочности. Кроме того, стальные кольца требуют нанесения твердого приработочного антифрикционного покрытия.

Чаще всего верхние стальные кольца имеют оловянное или хромовое покрытие, нижние – молибденовое напыление.

Современные силовые агрегаты могут иметь большее количество поршневых колец, чем их «предшественники». Это связано с их более высокой мощностью и необходимостью в интенсивном отводе тепла от поршней.

Типичные неисправности поршневых колец

Износ поршневых колец вызывает увеличение зазора между стенками цилиндра и поршнем. Это приводит к тому, что при воспламенении топливно-воздушной смеси газы проникают в картер и снижают эффективность работы двигателя. Ухудшаются также характеристики моторного масла.

То же самое происходит при залегании колец. Раскаленные газы проникают из камеры сгорания и разрушают масло, вследствие чего в кольцевых каналах образуются отложения. Кроме того могут появляться побочные продукты сгорания топлива.

Из-за тяжелых отложений кольца в канавках залегают, в результате чего снижается подвижность поршня. Из-за образовавшегося между кольцами и стенкой цилиндра зазора происходит прорыв картерных газов, повышается расход моторного масла.

Износ поршневых колец можно определить по некоторыми внешним признакам, например, по синему дыму из выхлопной трубы. Особенно это заметно при холодном пуске двигателя.

Вместе с поршневыми кольцами изнашиваются, как правило, юбки поршней. И если поврежденные кольца нуждаются исключительно в замене, то состояние поршней можно улучшить при помощи специальных антифрикционных покрытий – к примеру, MODENGY Для деталей ДВС.

Данное покрытие обладает широким диапазоном рабочих температур (от -70 до +260 °C), способствует снижению трения и износа поршней, защищает юбки от задиров. Применение покрытия уменьшает расход топлива, повышает мощность двигателя и делает работу силового агрегата менее шумной.

Примечательно, что MODENGY Для деталей ДВС отверждается при комнатной температуре. Покрытие не требует дополнительного оборудования для нанесения, так как имеет удобную аэрозольную фасовку.

Перед нанесением покрытия рекомендуется использовать Специальный очиститель-активатор MODENGY. Он не только убирает разнородные загрязнения, но и образует на поверхностях пленку, улучшающую адгезию покрытия.

Замена поршневых колец

Чтобы снять поршневые кольца, нужно развести их края в области замка до тех пор, пока деталь не покинет канавку. Делается это при помощи специальных щипцов или небольшой плоской отвертки.

После снятия колец канавки очищаются от нагара при помощи специального инструмента или старого компрессионного кольца, сломанного на две части.

Перед установкой новых колец следует обратиться к инструкции, которая прилагается к комплекту. В ней описывается последовательность работы и правильное расположение деталей.

После очистки канавок необходимо проверить их на предмет повреждения радиусов и боковых поверхностей.

Установку новых колец начинают с нижнего. Процедура выполняется при помощи специального цангового устройства.

По окончании работы проверяют зазоры боковых поверхностей. Если они превышают 0,1 мм, поршни подлежат замене.

Обкатка двигателя с новыми кольцами производится в течение 3-5 тыс. км. Она включает в себя стандартные действия: прогрев двигателя, запрет длительного простоя на холостом ходу, движение на высоких оборотах, с малой скоростью при повышенных передачах и т.д. По прошествии обкатки двигатель не следует подвергать нагрузкам еще 5-10 тыс. км.

Поршень,поршневые кольца и пальцы

Поршень,поршневые кольца и пальцы

Поршень. При рабочем ходе поршень воспринимает и передает через палец шатуну силу давления газов и, нагреваясь, отводит от них теплоту через кольца в стенки цилиндра. При вспомогательных тактах с помощью поршня создается разрежение в цилиндре для впуска воздуха или горючей смеси, сжимается этот воздух (или смесь) и выталкиваются из цилиндра отработавшие газы. В двухтактных двигателях поршень, кроме того, открывает и закрывает окна газораспределения.

Работая в условиях высоких температур и больших давлений, поршень испытывает также значительные нагрузки от сил инерции, вызванные переменной скоростью движения. К тому же трущиеся поверхности поршня и колец нельзя обильно смазывать во избежание попадания масла в камеру сгорания.

Изготавливают поршень из легкого, но прочного алюминиевого сплава, обладающего высокой теплопроводностью и небольшим коэффициентом трения. Различают четыре части поршня: днище А, головку Б, юбку В и бобышки Г.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Дополнительные материалы по теме:

Днище поршня карбюраторных двигателей плоское, поэтому проще в изготовлении и меньше нагревается при работе. Днище поршня двухтактных двигателей для лучшей продувки цилиндров выпуклое. В днище поршня дизелей имеется выемка — часть камеры сгорания. Форма выемки способствует лучшему перемешиванию воздуха с поступающим в цилиндр топливом и более полному его сгоранию. Для улучшения смесеобразования камеру сгорания смещают от оси поршня на 1…3 мм в сторону форсунки, а для увеличения прочности и улучшения отвода теплоты днище поршня делают массивным и с внутренними ребрами.

Головка поршня имеет четыре (в дизелях) или три (в карбюраторных двигателях) канавки под кольца. Вместе с кольцами она служит уплотняющей частью поршня. В нижней канавке и под ней просверлены отверстия 5 для отвода масла, снимаемого кольцом со стенок цилиндра. В головке поршня дизелей СМД-62, КамАЗ-740, СМД-18Н, Д-245 имеется чугунная или стальная вставка под верхнее поршневое кольцо. Она в 2…3 раза уменьшает изнашивание канавки по высоте.

В приливах под головкой поршня (бобышках) сделаны отверстия под поршневой палец и для подвода масла к нему, а также кольцевые канавки для стопорных колец. У поршней некоторых Двигателей с наружной стороны бобышек выполнены неглубокие выемки — холодильники. В них накапливается масло, охлаждающее бобышки.

Рис. 1. Поршень и его сечения:
1 — маслосбрасывающая кромка; 2 — канавка для маслосъемного кольца; 3 — канавка для стопорного кольца; 4 — сверление для подвода масла к поршневому пальцу; 5 — сверление для стока масла; 6 — канавки для компрессионных колец; 7 — выемка; 8— утолщение

Юбка поршня направляет движение поршня в цилиндре. В дизелях А-41, Д-240, ЯМЗ-240Б и Д-144 на ней проточена канавка для пятого поршневого кольца. Иногда нижний торец юбки выполнен в виде скребка, счищающего масло с зеркала цилиндра. Нижняя утолщенная часть придает ей жесткость.

Юбка поршня некоторых дизелей под бобышками укорочена. Благодаря этому снижается масса, а щеки коленчатого вала не задевают за поршень. Юбку делают конусной или бочкообразной, овальной в сечении, а у карбюраторных автомобильных двигателей еще и с разрезами. Это позволяет получить наименьший зазор между ней и стенками цилиндра в холодном двигателе и предупредить заклинивание поршня при его нагревании.

У нагревшегося во время работы поршня форма юбки приближается к цилиндрической, а зазор становится минимальным. Разрез юбки несколько ослабляет ее прочность, поэтому при установке поршня в цилиндр разрез нужно расположить со стороны наименьшего давления на цилиндр.

Некоторые конструктивные особенности. Для свободного перемещения поршня в цилиндре между ними имеется зазор, который выбирают так, чтобы расширяющийся от нагревания поршень не заклинило в цилиндре и было обеспечено образование масляной пленки. Излишне большой зазор может вызвать стук поршня о стенку цилиндра. Так как верхняя часть поршня нагревается больше нижней, вверху диаметр его несколько меньше, чем внизу.

Поверхность поршня нередко покрывают тонким слоем олова, чтобы улучшить его приработку и уменьшить изнашивание в первоначальный период работы. По массе, диаметрам юбки и отверстия под поршневой палец поршни делятся на несколько групп. Метки группы проставлены на днище поршня. На двигатель ставят поршни и цилиндры одинаковых групп. На некоторых поршнях имеются стрелки или иные обозначения, указывающие правильное расположение поршня в цилиндре.

Поршневые кольца. От их состояния зависят работоспособность и длительность нормальной работы двигателя. На поршне установлено от трех до пяти колец (рис. 2).

Компрессионные кольца установлены в верхней части поршня и нужны для уплотнения между цилиндром и поршнем. Они свободно входят в канавки поршня, но не пропускают газы из надпоршневого пространства в картер, и передают теплоту от нагретого поршня охлаждаемым стенкам цилиндра.

Кольца отливают из специального чугуна. Наружный диаметр кольца, имеющего вырез в стыке (замок), больше внутреннего диаметра цилиндра и свободно входит в канавку поршня. При установке поршня с кольцами в цилиндр за счет выреза их сжимают. Силой упругости, а также давлением газов, проникающих в канавку поршня, кольцо плотно, без просвета, прижимается к зеркалу цилиндра по всей окружности.

Рис. 2. Поршневые кольца и схема их действия:
а — сечения колец; б — детали сборного кольца; в — распределение давления газов на поршневые кольца; г — схема насосного действия колец; д—схема действия маслосъем-ного кольца; 1…8 — сечения компрессионных колец; 9…14 — сечения маслосъемных колец

В сечении поршневые кольца имеют разную форму. Верхнее кольцо наиболее нагружено от давления газов, сильно нагревается и работает при недостаточном смазывании. Оно прямоугольного сечения и прижимается к зеркалу цилиндра всей рабочей поверхностью. Чтобы эта поверхность кольца истиралась меньше, ее покрывают тонким пористым слоем хрома. Хром стоек против истирания, а его поры заполняются маслом. Кольцо тоже прямоугольного сечения, но с внутренней выточкой или фаской. Сопротивление изгибу такого кольца в верхней части уменьшается благодаря выточке. Поэтому при установке в цилиндр кольцо «скручивается» и прижимается к зеркалу цилиндра нижней кромкой. При этом края его торца упираются в верхнюю и нижнюю плоскости канавки, чем устраняется осевое перемещение кольца в ней, а его уплотняющее действие улучшается.

Кольцо — прямоугольное, но с небольшим наклоном рабочей поверхности. Рабочая поверхность кольца 4 бочкообразной формы и хромирована, поэтому лучше скользит по масляной пленке зеркала цилиндра; соприкасающиеся поверхности изнашиваются меньше.

Рабочая поверхность кольца наклонена под углом от 30’ до 90’, поэтому кольцо называется «минутным». У кольца наклон рабочей поверхности больше (до 10°). При движении поршня вверх масляная пленка, имеющаяся на зеркале цилиндра, подобно клину отжимает такое кольцо от поверхности трения, а при движении поршня вниз кольцо счищает масло с этой поверхности.

В кольце имеется проточка на нижней рабочей поверхности. Так образуется скребок для лучшего снятия масла с зеркала цилиндра. Сечение кольца представляет собой одностороннюю трапецию с наклоном к центру кольца. Трапециевидные кольца лучше прилегают к зеркалу и при появлении нагара в канавках не заклинивают в них.

Во время движения поршня кольца прижимаются то к верхним, то к нижним плоскостям канавок и создают этим необходимое уплотнение, препятствующее прорыву газов в картер через канавки. Однако при этом компрессионные кольца могут перекачивать в камеру сгорания масло, снимаемое ими со стенок цилиндра: когда поршень движется вниз, масло собирается в зазоре между кольцом и нижней плоскостью канавки, а когда перемещается вверх, это масло выдавливается в зазор между кольцом и верхней плоскостью канавки. Разрежение в цилиндре при такте впуска тоже способствует этому.

Маслосъемное кольцо установлено ниже компрессионных и необходимо для предотвращения чрезмерного поступления масла в камеру сгорания. Оно направляет снятое со стенок цилиндра масло в картер. Масло будет сниматься больше,

если увеличить удельное давление кольца на зеркало цилиндра. Для этого сечение кольца коробчатое. Сила упругости этого широкого кольца передается зеркалу цилиндра через две узкие рабочие кромки, между которыми имеется проточка и сквозные щели для отвода масла в картер.

В некоторых двигателях давление кольца на стенку цилиндра повышают установкой в канавку пружинящего радиального расширителя А в форме многогранника. Вместо одного кольца коробчатого сечения в канавку ставят два кольца 10 скребкового типа, иногда с общим радиальным расширителем.

В качестве радиального расширителя используют также упругую витую пружину Б с пропущенной в нее стальной проволокой.

Маслосъемное кольцо — сборное, состоит из двух тонких с хромированными рабочими кромками разрезных колец В, распираемых осевым Г и радиальным А расширителями. Вместо двух расширителей А и Г иногда ставят один тангенциальный расширитель Д.

В замках поршневых колец, вставленных в цилиндр, должен быть зазор для их расширения (удлинения) при нагревании. Чтобы Затруднить прорыв газов через этот зазор, его делают как можно меньшим, а замки соседних колец разводят в противоположные стороны по окружности, но так, чтобы они не оказались против бобышек поршня. На каждом изучаемом двигателе имеется свой набор поршневых колец (форма их сечения рассматривается на лабо-раторно-практических занятиях).

Поршневые пальцы шарнирно соединяют поршни с шатунами. Палец стальной, для облегчения пустотелый. Наружную его поверхность цементуют на глубину 1…2 мм, а затем шлифуют и полируют. Поэтому его трущаяся поверхность — твердая и износостойкая, а сердцевина остается вязкой и выдерживает большие ударные нагрузки. Во втулку головки шатуна палец вставляют с небольшим зазором, а в бобышки поршня — без зазора. Во время работы двигателя между нагретыми бобышками и пальцем появляется зазор, тогда палец может свободно поворачиваться и в шатуне, и в бобышках, поэтому его называют плавающим. От продольного смещения в бобышках палец удерживается двумя пружинящими стопорными кольцами.

Поршневые кольца для современных двигателей / Ремонт двигателей

Поршневые кольца относятся к самым, образно говоря, «влиятельным» деталям автомобиля. От их состояния впрямую зависит работоспособность машины — ее разгонная динамика, расход масла и топлива, пусковые свойства двигателя, токсичность выхлопных газов и многие другие эксплуатационные показатели.

На поршневые кольца в автомобильном двигателе возложены три основные задачи.

1. Газовое уплотнение камеры сгорания, то есть сведение к минимуму проникновения газов из цилиндра в картер и обратно.

2. Отвод теплоты от нагретого горячими газами поршня в более холодную стенку цилиндра, которая охлаждается жидкостью или потоком воздуха. Плохая теплопередача ведет к перегреву поршня, задирам, прогарам и заклиниванию его в цилиндре.

3. Управление смазыванием сопрягаемых деталей. Его цель в том, чтобы кольца, поршни и цилиндры не испытывали масляного голодания, но поступление масла из картера в камеру сгорания при этом должно быть если не исключено, то, по крайней мере, сильно ограничено.

Все эти функции выполняет комплект из трех поршневых колец: верхнего компрессионного, среднего компрессионно-маслосъемного и нижнего маслосъемного. При этом важно, чтобы кольца полноценно работали при любом скоростном и нагрузочном режиме двигателя. А условия у них очень нелегкие: тут и переменные силы давления и трения, и большие тепловые потоки, и действие агрессивных химических соединений.

Верхние компрессионные кольца

Особенно тяжело при работе двигателя приходится верхнему компрессионному кольцу. Именно оно воспринимает основную часть давления газа, достигающего при сгорании 5,5-6,0 МПа (в дизелях — до 15 МПа). Высока и температура верхнего кольца (200-250°С), поскольку оно передает от поршня к стенке цилиндра до двух третей той теплоты, что поступает в поршень при сгорании топлива.

И еще. Вблизи верхней мертвой точки (ВМТ) это кольцо неизбежно испытывает недостаток смазки. Когда давление в цилиндре возрастает, то увеличивается и прижатие кольца к стенке цилиндра. Но по мере приближения к ВМТ уменьшается скорость скольжения кольца по стенке цилиндра, поэтому пленка масла между кольцом и цилиндром легче продавливается, а при остановке кольца и вовсе разрывается. Возникает режим полусухого трения, вызывающий ускоренный износ трущихся деталей. Именно поэтому у двигателей с большим пробегом эта зона цилиндра оказывается наиболее изношенной.

Специфика работы верхнего кольца определяет его конструктивные отличия. Чтобы противостоять большим температурным и силовым воздействиям, применяют специальные материалы, чаще всего — легированный никелем, хромом и молибденом высокопрочный чугун с шаровидным графитом. В отличие от обычных серых чугунов он обладает всеми свойствами стали. Его предел прочности 1100-1300 МПа соответствует уровню конструкционной стали, и он не хрупок, то есть при высоких нагрузках пластически деформируется без поломки. Это очень важно в нештатных условиях, когда кольца испытывают пиковые ударные нагрузки (детонация у бензиновых двигателей или «жесткое» сгорание у дизелей).

Высокопрочный чугун превосходит многие марки стали по износостойкости, поскольку содержит во много раз больше углерода. Чтобы добиться тех же противоизносных свойств у стали, ее надо легировать большим количеством хрома, при этом изделия получаются заметно дороже чугунных. Применяются они редко, обычно в наиболее форсированных двигателях.

С ростом форсирования, тепловых и силовых нагрузок, а также с уменьшением высоты колец, что характерно для современных двигателей, стальные кольца используются все более широко, и эта тенденция в будущем сохранится.

Однако какое кольцо ни ставить в верхнюю канавку — стальное или чугунное — оно хорошо ведет себя только в канавке поршня в паре с алюминиевым сплавом. Сочетание же с чугунным цилиндром, напротив, оказывается неудачным. Если не применять особых мер, то в современных высокооборотных двигателях ресурс таких колец был бы всего несколько тысяч километров, да и цилиндр получил бы износ не меньше, чем кольцо.

Чтобы избежать этого, на верхние кольца наносят износостойкие покрытия. Больше всего распространено электролитическое хромирование — покрытие слоем твердого хрома толщиной 0,1-0,15 мм. Реже встречаются молибденированные кольца; такое покрытие дороже, хотя молибден превосходит хром по износостойкости и имеет лучшие противозадирные свойства, особенно при первоначальной приработке. Молибденированные верхние кольца чаще применяются на дизелях, но у некоторых видных фирм есть такая традиция и для бензиновых моторов. Существуют также кольца с твердыми покрытиями, наносимыми плазменным напылением, но они пока не получили широкого распространения из-за высокой стоимости.

Покрытие колец для конкретных моделей двигателей тщательно увязывают с материалом самого цилиндра. Поэтому при ремонте нельзя произвольно заменять кольца с покрытиями разного типа — иногда это может привести к отрицательному результату.

Чтобы повысить износостойкость колец и цилиндров, особенно в период приработки, верхним кольцам придают специальный бочкообразный профиль наружной поверхности. Смысл в том, чтобы сразу приблизиться к форме уже приработавшейся детали, что многократно сокращает период обкатки, а также уменьшается опасность задиров и прижогов.

Симметричная «бочка» на верхнем кольце применялась в течение многих лет всеми известными производителями поршневых колец. Она пришла на смену верхним кольцам прямого профиля. Дальнейшим совершенствованием идеи стала несимметричная «бочка» — она практически полностью соответствует форме детали «со стажем». При установке в изношенные цилиндры такие кольца не вызывают их ускоренного износа, что всегда было препятствием к использованию колец прямого профиля.

«Бочка» получается несимметричной после специальной обработки наружной поверхности или, чаще, при помощи фаски на верхней части внутренней поверхности кольца. Тогда в сжатом состоянии кольцо закручивается и наружная поверхность приобретает необходимую форму. Несимметричность «бочки» выдвигает определенные требования к установке кольца на поршень. Чтобы не перепутать верх и низ кольца (ошибка обернется ускоренным износом узла), на верхней торцевой поверхности кольца у замка ставят метку. У колец американских фирм это обычно небольшая сферическая лунка, а европейские производители предпочитают буквы «ТОР» (верх).

Очень важны и многие механические характеристики верхнего кольца — упругость, прилегание к цилиндру, характер распределения (эпюра) давления на стенку цилиндра, а также приспособляемость, то есть способность принимать форму цилиндра при ее отклонении от идеальной.

Упругость кольца характеризуется силой, необходимой для сжатия замка. Чем она больше, тем лучше уплотняющие свойства кольца и его приспособляемость, быстрее приработка. С другой стороны, при этом возрастают износы цилиндра, канавки поршня и самого кольца, увеличиваются потери мощности на трение в двигателе. Но сильно уменьшать упругость нельзя — могут не только нарушиться уплотняющие свойства кольца, но и появится опасность нежелательных колебаний — «флаттера» кольца. Поэтому конструкторы ищут здесь приемлемый компромисс.

Из сказанного ясно, что работоспособность и ресурс верхнего кольца определяются многими аспектами, но по значению на первый план следует поставить эпюру давления на стенки цилиндра. Рассмотрим это более подробно.

При установке кольца в идеально круглый цилиндр никаких просветов в их сопряжении быть не может. Это значит, что в каждой точке окружности кольцо давит на стенку цилиндра с какой-то определенной силой. По мере износа кольца эта сила уменьшается прежде всего у замка, причем тем скорее, чем выше давление газов в цилиндре. Приходит время, когда между наружной поверхностью кольца вблизи замка и стенкой цилиндра появляются просветы, из-за чего резко возрастает прорыв газов в картер, падает компрессия, ухудшается теплопередача от поршня.

Увеличить срок работы до этого момента можно, если у нового кольца вблизи замка обеспечить повышенное давление на стенку цилиндра. Так и делают. Соответственно эпюра давления приобретает характерную грушевидную или каплевидную форму, когда максимальное давление у замка в 1,4-1,6 раза выше, чем в среднем по окружности. Но изготовить такое кольцо сложно, поскольку в свободном состоянии оно должно быть некруглым с переменным радиусом. Здесь не обойтись без специальных технологий и дорогостоящего оборудования, что под силу только специализированным производствам.

Современные двигатели имеют явную тенденцию к уменьшению высоты верхнего компрессионного кольца. Если к концу 70-х — началу 80-х годов у бензиновых двигателей эта высота чаще всего составляла 1,75-2,0 мм, то десятилетием позже — 1,2-1,5 мм, а у некоторых моторов достигла 1,0 мм. Это не прихоть конструкторов: кольца меньшей высоты позволяют существенно снизить потери мощности на трение, имеют увеличенный ресурс на больших оборотах, а также менее склонны к прижогам и задирам, особенно при обкатке (для справки: у двигателей ВАЗ высота верхнего кольца составляет 1,5 мм, а у «волговских» и «москвичевских» моторов — 2,0 мм).

У дизелей для легковых автомобилей картина другая. Давление в цилиндре при сгорании здесь гораздо больше, поэтому требуются верхние кольца увеличенной высоты. В среднем она составляет 2,0 мм, но достаточно распространены и размеры 2,5-3,0 мм, особенно у дизелей с непосредственным впрыском и наддувом. В моторах малого объема встречаются кольца высотой 1,75 мм и даже 1,5 мм. Нередко у дизелей верхние кольца имеют не прямоугольный, а трапецеидальный профиль с одной или двумя коническими торцевыми поверхностями (углы конусов 6°, 7°, 10° или 14°). Такой профиль делает кольцо менее склонным к закоксовыванию в канавке поршня и менее подверженным износу при высоких давлениях, но более дорогим в производстве.

Высота кольца выдерживается при изготовлении с большой точностью (до 0,01 мм), иначе невозможно обеспечить требуемый зазор в канавке поршня. Для верхних колец он составляет в среднем 0,05-0,07 мм, для других — на 0,02-0,03 мм меньше. Очень важно также, чтобы торцевые поверхности были гладкими (шероховатость не более 0,63 мкм).

Средние компрессионно-маслосъемные кольца

Средние кольца двигателей работают в гораздо менее тяжелых условиях по давлению, температуре и смазке, поэтому они обычно не требуют специальных высокопрочных материалов. Чаще всего для средних колец используют серый легированный чугун с пластинчатым графитом. Серые чугуны, в отличие от высокопрочных, довольно хрупкие, но обладают высокой износостойкостью и без специальных покрытий (хотя покрытия средних колец тоже не редкость).

Помимо компрессионных функций средние кольца участвуют и в управлении смазкой. Так, при ходе поршня вниз кольцо должно снимать масло со стенок цилиндра, но пропускать его при ходе вверх, чтобы не собирать масло в камеру сгорания. Для этого наружную поверхность среднего кольца делают конической. Угол наклона образующей чаще всего лежит в пределах 0°60′-0°80′, из-за чего такие кольца называют «минутными».

Наклон получают либо непосредственно механической обработкой, либо закручиванием прямого кольца с фаской на верхней части его внутренней поверхности. Широко распространенные в прошлые годы «скребковые» средние кольца сейчас применяются реже. При тенденции к уменьшению высоты колец скребок трудно компонуется на тонкой детали и ослабляет ее сечение.

В отличие от бензиновых двигателей прошлых лет, имевших средние кольца высотой 2,0-2,5 мм, сейчас высота этих колец обычно лежит в пределах 1,5-1,75 мм. У дизелей она сохранилась на уровне 2,0-2,5 мм, причем средние кольца иногда получаются тоньше верхних. Сечение их обычно прямоугольное.

Средние кольца часто имеют увеличенную, по сравнению с верхними, радиальную ширину и упругость. Требования к эпюре давления на стенку цилиндра здесь менее строгие, поскольку давление и трение меньше. Но повышенное давление у замка, как правило, сохраняется, поэтому в наиболее форсированных двигателях, включая дизели, все-таки приходится применять хромовое или, реже, молибденовое покрытие. Иногда такая необходимость диктуется специфичным материалом гильзы цилиндра. Обо всем этом следует помнить при ремонте, особенно, если появилась идея применения более дешевых колец. Кстати, при сборке важно не перепутать верх и низ среднего кольца, иначе можно получить увеличенный в несколько раз расход масла.

Нижние маслосъемные кольца

Название «маслосъемное» говорит само за себя. Основное назначение нижнего кольца — снятие масла с поверхности цилиндра и сбрасывание его в картер через отверстия или пазы в канавке поршня. Специфика этой задачи подразумевает существенные конструктивные отличия нижнего кольца от тех, что расположены над ним.

Главные требования к маслосъемному кольцу — хорошая приспособляемость к стенкам цилиндра и высокое давление на них, без чего нельзя добиться эффективного снятия масла. После долгого пути развития признание получили два технических исполнения: коробчатое с эспандерной пружиной и наборное, состоящее из двух дисков и двухфункционального расширителя. Коробчатое кольцо получается скорее маслоуправляющим, в то время как наборное — чисто маслосъемное. Разница в терминологии отражает особенности действия. Коробчатое кольцо дает несколько больший расход масла, но одновременно лучшую смазку цилиндра, поршня и компрессионных колец. У наборного кольца диски не имеют жесткой связи, а двухфункциональный расширитель удерживает их на определенном расстоянии и прижимает к цилиндру. При толщине 0,5-0,7 мм диски очень хорошо приспосабливаются к поверхности цилиндра и снимают с нее масло практически полностью. В некоторых случаях, например, при высоких нагрузках (дизели, двигатели с наддувом), это достоинство наборных колец может превратиться в недостаток — ухудшится смазка узла, появится опасность задиров. Поэтому при ремонте высокофорсированных моторов лучше не рисковать и использовать только те кольца, которые рекомендованы изготовителем двигателя.

Приверженность фирм-производителей к маслосъемным кольцам того или иного типа нередко идет от традиции. Так, американские и японские фирмы на бензиновых двигателях почти всегда применяют наборные кольца, а европейские фирмы, напротив, чаще используют коробчатые. При прочих равных условиях оба типа колец обеспечивают примерно одинаковый рабочий ресурс, хотя процесс идет не совсем одинаково. Он довольно обычен: с уменьшением высоты гребешков увеличивается зазор в замке, а это приводит к резкому возрастанию расхода масла. У наборного кольца зазор в замках дисков меньше влияет на расход масла, поскольку замки обычно располагаются в разных местах по окружности поршня. Но по мере износа дисков упругость расширителя быстро падает и расход масла увеличивается из-за снижения давления дисков на поверхность цилиндра.

Двигатели прошлых лет имели весьма высокие маслосъемные кольца (примерно 4,0-5,0 мм). С 80-х, а особенно с начала 90-х годов высота стала уменьшаться — до 3,0-3,5 мм, а затем до 2,5-2,8 мм и даже до 2,0 мм у некоторых последних моторов (для сравнения: у двигателей ВАЗ и ГАЗ высота колец равна соответственно 4,0 и 5,0 мм). Вместе с уменьшением высоты компрессионных колец это позволяет снизить массу поршней.

Коробчатые маслосъемные кольца чаще всего изготавливают из серого легированного чугуна. Хотя этот материал хорошо работает в паре с чугунной гильзой, здесь нередко применяют хромовое покрытие. Хромируют или только рабочие гребешки кольца, или всю наружную поверхность. Нередко покрытие распространяют и на канавку, чтобы уменьшить трение пружины и улучшить равномерность давления кольца на стенку цилиндра. С этой же целью пружины иногда шлифуют, хромируют и полируют, а также делают с переменным шагом.

Диски наборных колец изготавливаются из углеродистой стали. Наружную поверхность диска хромируют и делают полукруглой для улучшения приработки. Материалом двухфункциональных расширителей чаще всего служит нержавеющая стальная лента, хотя встречается и углеродистая сталь. При сборке некоторые конструкции наборных колец требуют внимания — надо следить, чтобы концы расширителя не встали внахлест, иначе диски не будут давить на стенку цилиндра и кольцо не будет снимать масло.

Что еще полезно знать

Есть целый ряд типичных ошибок, которые встречаются в ремонтной практике при работе с поршневыми кольцами.

Некоторые механики стремятся сделать зазоры в замках колец минимальными (меньше 0,2 мм), что нередко приводит к задирам колец и цилиндров. Это не удивительно: при нагреве кольца зазор в замке уменьшается, и если он недостаточен, то кольцу ничего не останется, как врезаться в стенку цилиндра.

Замена колец на поршнях с разношенными канавками или при износе цилиндров более чем 0,05-0,07 мм обычно неэффективна, она ведет к заметному возрастанию расхода масла уже через 5-10 тыс. км пробега. Еще хуже, когда в цилиндр стандартного размера устанавливают кольца ремонтной размерности с припиленным замком. Из-за деформации эпюры давления кольца на стенку и появления просветов неприятности появятся довольно скоро, через несколько тысяч километров пробега.

А самую серьезную ошибку допускают те, кто меняет кольца вместе с поршнями без восстановления изношенных цилиндров. Новые поршни могут иметь какие-то размерные отклонения, в результате чего верхнее кольцо способно упереться в канавку, образовавшуюся на поверхности изношенного цилиндра возле ВМТ. В такой ситуации новые детали вряд ли выдержат и тысячу километров, если вообще не сломаются сразу.

Иногда неудачи в ремонте связаны с низким качеством самих колец. При нынешнем изобилии товарных запчастей этот вопрос требует самого серьезного внимания.

Сложность технических проблем, связанных с изготовлением поршневых колец, предполагает существование специализированных производств с точным и дорогостоящим оборудованием, с тщательным контролем качества на каждой операции (при отлаженной технологии их набирается около сотни). Из-за этого за рубежом производители автомобилей не берутся за самостоятельное изготовление колец, а заказывают их специализированным фирмам — там и опыта достаточно, и качество гарантировано. Многие из мировых производителей колец уже известны и у нас, в том числе своими кольцами для наших автомобилей. В первую очередь следует отметить одну из самых старейших и наиболее крупных производителей — немецкую фирму Goetze, известную своими достижениями в области технологий и изготовления поршневых колец для двигателей всех типов, одного из основных поставщиков массового производства автомобилей. Нельзя обойти вни- манием и другие широко известные фирмы и торговые марки, такие, как немецкие Schottle Motorenteile (SM), Kolbenschmidt (KS), Mahle, TRW, английский концерн AE Engine Parts, французскую фирму Perfect Circle, американские Sealed Power, Federal Mogul, Hastings, Grant, японские Riken, Nippon Piston Ring, бразильскую Cofap и другие. Все они производят огромную номенклатуру колец стандартных и ремонтных размеров для автомобилей практически всех марок и моделей. Большинство из них не только продают кольца в запчасти, но и являются поставщиками серийного производства.

На нашем рынке можно найти кольца на многие иностранные машины — как распространенных моделей, так и не очень. Цена комплекта колец на двигатель иномарки сильно колеблется в зависимости от многих обстоятельств. В среднем она лежит в пределах от 30-50 долл. для 4-цилиндровых двигателей прошлых лет выпуска, до 150-180 долл. для новейших моторов. «Оригинальные» кольца в упаковке производителя автомобиля обычно стоят дороже, чем те же самые изделия непосредственно от изготовителя колец.

При покупке поршневых колец для иномарок иногда полезно сопоставить марку автомобиля с производителем детали. Например, американские фирмы выпускают кольца как для американских автомобилей, так для европейских и японских. Немецкие фирмы обычно ограничивают свою номенклатуру европейскими и японскими автомобилями, а иногда и только европейскими (некоторые фирмы имеют отделения в США, которые соответственно и работают только на американский рынок). Если ориентироваться на «родные» для конкретного двигателя кольца, то лучше выбирать те фирмы, которые являются вероятными поставщиками для серийного производства. С этой точки зрения покупка, например, американских колец на европейскую машину может быть менее удачной, чем, скажем, немецких. Тем не менее дать какие-либо конкретные рекомендации (в частности, указать, что кольца такой-то фирмы лучше, чем другой) практически невозможно. То же самое и с ценами: то, что дешевле у одних, может быть дороже у других, и наоборот.

Опасность приобретения плохого товара наиболее реальна при покупке колец для распространенных немецких автомобилей. Здесь встречаются подделки под наиболее известные фирмы — Goetze, Schottle, Kolbenschmidt и некоторые другие. Опытным глазом выявить их несложно, поскольку качество обработки, покрытие и надписи при ближайшем рассмотрении сильно отличаются от оригинала. Упаковка поддельных колец тоже, как правило, не соответствует оригиналу (в частности, отсутствует голограмма, которой многие фирмы стали защищать свою продукцию).

Сложнее обстоит дело с кольцами для отечественных машин (в прошлом году наш журнал уже касался этой темы). Качество отечественных изделий нередко вызывает сомнения, особенно, если проверять кольца «на просвет» в калибре. Иной раз складывается впечатление, что некоторые наши производители вообще ничего не ведают о контроле своей продукции. Словом, если экономить на кольцах, то после покупки дешевого комплекта экономия вскоре может обернуться повторным ремонтом двигателя.

Вообще качество отечественных колец — вопрос особый. Сейчас их производством занимается довольно много предприятий. Отметим российские заводы в Мичуринске, Костроме, Ставрополе, Тольятти, Ижевске, Московской области, Лебединске, плюс производство в странах ближнего зарубежья — в Одессе и Запорожье (Украина), а также в Макинске (Казахстан). У каждого завода свои проблемы с сырьем, оборудованием, технологией, решаемые далеко не всегда успешно. Не везде есть хорошее оборудование: его цена достаточно высока и не всем по карману. Не все соблюдают технологии, особенно на последних операциях — притирка, снятие заусенцев и др. Но есть и общие для всех заводов проблемы.

Во-первых, это материал колец. Чугун, из которого делают заготовки, как правило, не соответствует по составу материалам иностранных фирм — в нем не хватает легирующих элементов (молибден и др.) из-за их высокой цены. Некоторые заводы перешли на стальные кольца, но качество лучше не стало, поскольку у этой технологии немало своих хитростей. Да и с качеством ленты для стальных колец тоже есть проблемы.

Во-вторых, недостаточный контроль качества. На него нужны деньги, и их не хватает. Итог убийственный: в готовой продукции некоторых заводов оказывается до 10% бракованных колец.

Ну и в-третьих — проблема особого свойства. Так уж повелось у нас, что в дело идет все, даже то, что уже ни на что не годится. На самом современном западном предприятии до 30% колец уходит в брак при последовательных операционных проверках, и никого это не пугает. У нас же бракованные кольца какими-то неведомыми путями обретают заводскую упаковку и тоже идут в продажу. Тем самым упомянутые выше 10% оборачиваются катастрофической цифрой. Поэтому вопрос о том, какие кольца лучше — «мичуринские» или, например, «ставропольские», звучит довольно наивно.

А ВАЗовское происхождение «вазовских» колец, продающихся на наших рынках, тоже не всегда надо считать фактом — нередко их делают даже не в России.

Из производителей колец для наших моторов в более далеком зарубежье стоит прежде всего отметить болгарский завод «Дружба». Работая на оборудовании немецкой фирмы Goetze, он выпускает вполне достойные кольца, по качеству почти не уступающие продукции своих знаменитых «родителей».

Вместе с тем надо заметить, что вообще с иностранными кольцами для наших машин ситуация сложная. Некоторые иностранные фирмы для вхождения на наш рынок снизили цены на кольца для российских моторов в два и более раза, чтобы приблизить их к ценам на аналогичные местные изделия. К сожалению, в ряде случаев это было сделано за счет применения более дешевых технологий и материалов. Известны случаи поставок некоторых колец или всего комплекта (при сохранении упаковки) из третьих стран, где головная фирма уже не вполне контролирует технологический процесс. Особенно это касается наиболее дешевых колец, цена которых может быть даже ниже, чем у наших.

Однако самые большие «сюрпризы» в ремонте двигателя связаны с подделками под тех или иных знаменитых производителей. Подделки иногда хорошо «замаскированы», имеют вполне добротную упаковку и отличить их от настоящих колец иной раз непросто. В то же время их качество (если таким словом вообще можно оценивать их потребительские свойства) может оказаться настолько низким, что двигатель выйдет из строя уже через несколько тысяч километров.

Подделывают, в основном, кольца наиболее известных фирм — чем больше колец выпускает или продает та или иная фирма, тем выше опасность купить подделку. Поэтому подделки колец фирм Goetze, Perfect Circle и Schottle не редкость. В то же время подделки под менее известные у нас торговые марки, например, АЕ, Mahle, Cofap, практически не встречаются.

Есть и более откровенные подделки. Так, широко известные индийские кольца для ВАЗовских моторов на деле являются подделкой под французскую фирму Perfect Circle — качество индийских колец даже внешне (включая упаковку) не выдерживает никакой критики, достаточно сравнить их с оригиналом. Например, настоящие кольца в отличие от поддельных имеют серо-черную коробку сравнительно большого размера со специальной голограммой (с 1998 г. цвет упаковки изменен на бело-красный), а кольца упакованы раздельно в специальных пакетах. Кроме того, в настоящем комплекте маслосъемные кольца — наборные (коробчатые кольца для вазовских моторов фирма не делает). Номер на упаковке поддельных колец также не совпадает с номером в каталоге фирмы. Так что отличить подделку не составит большого труда.

Подделки, как правило, дешевле. И чтобы снизить опасность до минимума, лучше ориентироваться на сравнительно более дорогие кольца. У дилеров соответствующих фирм-производителей их качество всегда гарантируется. Поэтому покупать кольца надежнее в специализированных магазинах, где есть соответствующие сертификаты на эту продукцию, а не на рынках, где в «фирменной» упаковке могут оказаться кольца сомнительного происхождения и такого же качества.

Как работают поршневые кольца — Блог NAPA Know How

Опубликовано 22 июля 2021 г. Джефферсон Брайант Ноу-хау проветрите. Поршни в блоке цилиндров должны быть герметизированы внутри каждого цилиндра, чтобы процесс был эффективным. Поскольку поршни совершают ход миллионы раз в течение всего срока службы двигателя, уплотнения имеют решающее значение. Это делается с помощью ряда колец, которые охватывают верхнюю половину поршня, герметизируя его со стенкой цилиндра. Когда поршневые кольца изнашиваются, эффективность двигателя снижается.

Как они работают

Поршневые кольца сделаны из металла, в стандартных двигателях используются чугунные кольца, в то время как в высокопроизводительных двигателях могут использоваться кольца из ковкого чугуна с поверхностью из хрома или хрома. Чугун хорош для восстановления запасов, но это все.

Это кольца, которые вы найдете на большинстве поршней. Слева — верхнее кольцо, второе кольцо, маслосъемные кольца, и этот конкретный набор имеет опорную рейку, которая используется на поршнях, где поршневой палец находится в середине маслосъемных колец. Кольца из ковкого чугуна

экономичны и подходят для высокопроизводительных двигателей. Когда их оставляют как есть (без облицовки дополнительным материалом), они, как правило, хороши примерно до двух лошадиных сил на кубический дюйм, поэтому безнаддувный двигатель объемом 350 кубических дюймов мощностью 600 л.с. может безопасно работать с простыми кольцами из ковкого чугуна. Чтобы увеличить мощность или добавить наддув или закись азота, кольца необходимо будет обновить.

Во многих высокопроизводительных поршневых кольцах используется кольцо из ковкого чугуна и добавляется покрытие, такое как плазменно-молибденовое покрытие, которое повышает твердость и защиту для увеличения числа оборотов и наддува. Многие драгстеры с лучшим топливом используют ковкие кольца из плазменного молибдена из-за их долговечности, но они также меняются при каждой поездке, так что примите это за то, что оно того стоит.

Современные двигатели имеют все более узкие поршневые кольца, отчасти из-за улучшения производственных процессов и улучшения качества материалов. Чем уже кольца, тем более хрупкими они становятся. По этой причине производительность сборки с использованием узких колец означает, что вам нужен самый прочный материал. Кольца на основе стали на 20 процентов (или более) прочнее, чем кольца из ковкого чугуна, что делает их идеальным выбором для узких колец.

Поскольку кольца сужаются, прочность должна увеличиваться. Кольца из ковкого чугуна очень прочные и щадящие. Обратите внимание на отметку «top» на лицевой стороне кольца, это указывает на верхнюю часть кольца. Не устанавливайте их вверх ногами. Кроме слов, может быть ямочка или точка.

Мощность — не единственное преимущество узкого стального кольца. Поскольку кольцо настолько узкое, оно уменьшает трение и в то же время может лучше прилегать к стенке цилиндра, поэтому двигатель работает более эффективно и лучше уплотняется. Это означает меньше прорывов масла и меньше выбросов. Стальные кольца служат дольше, но они требуют больше времени для приработки. Стальные кольца могут быть из простой углеродистой стали или нержавеющей стали, однако кольца из нержавеющей стали нельзя использовать в стандартном отверстии двигателя без азотирования титана или хрома.

Кольцевые покрытия, такие как плазменно-молибденовое покрытие, титан, хром и керамика, являются хорошими вариантами для высокопроизводительных двигателей. Эти покрытия часто используются для конкретных конструкций двигателей, таких как грязезащитные покрытия (хром для защиты от грязи). Азотирование хрома не отслаивается, как обычное хромирование.

Молибденовые кольца изнашиваются быстрее, чем хромированные, и обладают лучшей термостойкостью к истиранию. Недостатком колец с молибденовым покрытием является то, что при детонации молибденовый материал может быть значительно поврежден. Молибденовые кольца также не годятся для спиртового топлива.

Дизайн кольцевого профиля — еще одна переменная. В большинстве стандартных колец используется квадратная поверхность как для верхнего, так и для второго кольца. Эта конструкция функциональна и герметизирует цилиндр, но есть и лучшие альтернативы. Бочкообразные профили, расположенные по центру или со смещением, обеспечивают отличную герметизацию и долгий срок службы. Верхнее кольцо с квадратной поверхностью со временем изнашивается до естественной бочкообразной формы, такая форма с самого начала обеспечивает более длительный срок службы кольца.

Этот бочкообразный профиль снижает износ колец, поскольку все кольца естественным образом со временем приобретают бочкообразную форму. Этот конкретный профиль показывает, как выполняется заполнение плазмой. Только внешний край покрыт плазменным молибденом для долговечности.

Второе кольцо обычно имеет квадратную, коническую или ворсистую форму. Коническое лицо — это просто слегка наклонный край. Это сделано для улучшения очистки стенок цилиндров от масла. Основная работа второго кольца — контроль масла, герметизация камеры сгорания — далекое второе место. Профиль Napier представляет собой кольцо с квадратной поверхностью и канавкой в ​​виде крючка, вырезанной на нижней стороне. Эта канавка отводит масло от стенки цилиндра, уменьшая трение и улучшая контроль масла. Кольца Napier восприимчивы к повреждениям от сильного наддува. Это связано с тем, что крючок истончает кольцо по краю.

Это кольцо в стиле напье, обратите внимание на то, как внешний край имеет форму крючка. Эта канавка отводит масло от стенок цилиндра, уменьшая трение и образование газов. Этот профиль является конструкцией Napier. Область подрезки смывает масло со стенки и в сторону, уменьшая трение. Фото предоставлено Federal-Mogul. Этот бочкообразный профиль снижает износ колец, поскольку все кольца естественным образом со временем приобретают бочкообразную форму. Этот конкретный профиль показывает хромированный слой. Только внешний край покрыт покрытием для прочности. Фото предоставлено Federal-Mogul

Верхнее кольцо предназначено для контроля 90 процентов дымовых газов, второе кольцо регулирует последние 10-20 процентов. Последний набор колец называется маслосъемными кольцами, эти кольца соскребают большую часть масла со стенок цилиндра. Масляные кольца на самом деле состоят из трех частей: двух тонких колец из хромированной или азотированной стали с гофрированным расширительным кольцом в центре. Как производительные, так и серийные двигатели имеют одинаковую конструкцию, и не зря — она работает. Два тонких кольца независимо друг от друга уплотняют стенки цилиндра, в отличие от одинарного маслосъемного кольца. Гофрированный расширитель обеспечивает слив масла для быстрого удаления масла.

Маслосъемные кольца состоят из трех отдельных частей, вместе они отлично справляются со своей задачей. Когда все три компонента маслоотделителя собраны вместе, они выглядят так. Верхнее и нижнее кольца царапают стенки цилиндра, а компенсационное кольцо поддерживает их движение. Фотография предоставлена ​​компанией Federal-Mogul

При выходе из строя поршневых колец

Поршневые кольца должны справляться с рядом проблем. Плохой газ (детонация и стук), грязный воздух и топливо, а также загрязненное масло сокращают срок службы поршневых колец. Обслуживание фильтров вашего двигателя и регулярная замена масла имеют большое значение в том, как долго прослужат кольца. Как только кольца изнашиваются, их способность герметизировать дымовые газы становится очевидной.

Первым признаком износа поршневых колец является прорыв газов. Обычно это видно через выхлопную трубу. Клубы синего дыма из выхлопной трубы означают, что двигатель сжигает масло. Вы можете заметить, что моторное масло разряжается быстрее, чем раньше. Дымление масла впервые появляется при холодном пуске двигателя. Когда двигатель прогревается, поршни и кольца расширяются, герметизируя стенки, уменьшая прохождение масла через кольца. Со временем кольца изнашиваются до такой степени, что постоянно прорываются газы, и машина все время дымит. Это также может быть связано с изношенными сальниками клапанов.

Еще одна проблема, связанная с прорывом картерных газов, — попадание продуктов сгорания в картер. Это означает наличие топлива и побочных продуктов сгорания в масле. Когда эти химические вещества проникают в масло, оно теряет свою вязкость и способность охлаждать и смазывать двигатель. Вы должны менять масло чаще, чтобы поддерживать двигатель в чистоте.

В конце концов, износ становится настолько сильным, что происходит потеря мощности, слишком много продуктов сгорания уходит в картер и слишком много масла попадает в камеру сгорания. Это приводит к загрязнению свечей зажигания и плохой работе двигателя.

Есть очень хорошие жидкие химикаты для ремонта слегка изношенных колец двигателя. Эти продукты покрывают кольца толстой масляной пленкой, которая на время помогает им герметизировать стенки двигателя. Они не вечны и работают только на слабо и умеренно изношенных двигателях. Последствия изношенных колец на какое-то время маскируются, но двигатель нуждается в капитальном ремонте.

Ознакомьтесь со всеми деталями двигателя , доступными в NAPA Online, или доверьтесь одному из наших 17 000 пунктов обслуживания AutoCare NAPA для планового технического обслуживания и ремонта. Для получения дополнительной информации о поршневых кольцах обратитесь к знающему специалисту в местном магазине NAPA AUTO PARTS.

Категории

Ноу-хау

Теги

двигатель внутреннего сгорания, двигатель, блок двигателя, восстановление двигателя, поршень, поршневое кольцо, поршневые кольца, короткий блок где-нибудь еще. Его карьера началась в автомобильной аудиоиндустрии в качестве менеджера магазина, а затем он проложил себе путь до должности дизайнера продукции в Rockford Fosgate. В 2003 году он начал писать технические статьи для журналов и с тех пор работает автомобильным журналистом. Его работы были представлены в Car Craft, Hot Rod, Rod & Custom, Truckin’, Mopar Muscle и многих других. Джефферсон также написал 4 книги и выпустил бесчисленное количество видеороликов. Джефферсон управляет Red Dirt Rodz, своей личной студией в гараже, где производятся все его журнальные статьи и технические видеоролики.

Как правильно подобрать поршневые кольца и установить зазор

| Инструкции – Трансмиссия

Почему выбор поршневых колец и зазор так важны для надлежащей обкатки, мощности и долговечности

Что делает выбор поршневых колец и зазор колец столь важными для срока службы и мощности двигателя? Более того, что делает первый запуск двигателя столь важным для надлежащей обкатки и долговечности? Эти первые несколько минут работы двигателя закладывают основу для мощности, эффективности и срока службы двигателя. В идеальном мире все сборки двигателей должны включать динамометрический стенд для правильной обкатки двигателя. Однако, если вы похожи на большинство из нас, вы вряд ли сможете позволить себе сборку двигателя, не говоря уже о дополнительных расходах на динамометрический сеанс. На динамометрическом стенде изготовитель двигателя загружает двигатель и сильно нажимает на педаль газа, чтобы посадить поршневые кольца и подшипники, что сложнее сделать на открытой дороге.

Однако обкатка двигателя опережает наш рассказ. Выбор поршня и колец — вот с чего все начинается. Прежде чем мы перейдем к типам поршневых колец, нам нужно поговорить о том, что делают поршневые кольца. Хотя работа поршневых колец очевидна — герметизация цилиндра и контроль масла, — другая не менее важная функция — передача тепла от поршня к стенке цилиндра посредством прямого контакта. Масло также отводит разрушительное тепло. Поскольку поршневые кольца стали тоньше для уменьшения трения, повышения эффективности и большей мощности, передача тепла от поршня к стенке цилиндра стала более важной и явно более жесткой для поршней.

Перед проверкой торцевого зазора поршневого кольца проверьте совместимость кольца с поршнем. Кольца подходят к канавкам? Проверьте боковые зазоры кольца для подтверждения.

Если вы планируете высокопроизводительное вождение, выбор поршневых колец так же важен, как и выбор поршней. Выбор зависит от того, как будет использоваться ваш двигатель. Существует три основных типа поршней: литые, заэвтектические и кованые. Литые поршни, как правило, являются олдскульными и в свое время устанавливались на большинство легковых и грузовых автомобилей. Заэвтектические поршни отлиты с высоким содержанием кремния и выбраны из-за их твердости и стоимости. Они не намного дороже литых и долговечнее. Кованые поршни очень прочные и могут выдерживать большие нагрузки. Это единственный выбор для высокопроизводительных приложений. Недостатком кованых поршней является скорость расширения. Для них требуются большие зазоры между поршнем и стенкой цилиндра, поскольку они используют агрессивные скорости расширения. В результате они шумны при холодном запуске с очень предсказуемым грохотом, который сменяется тишиной по мере прогрева двигателя.

Ширина кольца является первым критерием при выборе кольца, которое зависит от того, как вы собираетесь использовать свой двигатель. Если вы собираетесь участвовать в гонках или участвовать в соревнованиях по экономии топлива, вам нужны более тонкие поршневые кольца, которые создают меньше трения и потребляют меньше энергии. Более обычные размеры поршневых колец (более широкие) подходят для круизеров выходного дня и ежедневных поездок на работу, потому что они лучше изнашиваются и выдерживают большие нагрузки. Вы получите от них больше жизни. Боковые зазоры канавок поршневых колец

должны составлять в среднем от 0,001 до 0,004 дюйма. Обратитесь к производителю поршней за рекомендуемыми зазорами.

Когда-то стандартные комплекты колец представляли собой 5/64-дюймовые верхние компрессионные и вторичные кольца, за которыми следовал 3/16-дюймовый комплект маслосъемных колец. Эти размеры относятся к толщине кольца. Толщина 5/64 дюйма (0,078 дюйма) требовала значительного давления на стенку цилиндра для надлежащего уплотнения. Производители поршневых колец называют это радиальным натяжением. Обратной стороной этого является трение. Наибольшее трение в любом пакете поршневых колец создают маслосъемные кольца. Однако комбинированное трение всех трех колец является значительным. Это лишает двигатель мощности и экономичности.

Автомобильные инженеры со временем поняли, что более тонкий пакет поршневых колец уменьшит внутреннее трение и повысит эффективность. Начиная с 1980-х годов заводские двигатели поставлялись с пакетом поршневых колец 1,5 мм / 1,5 мм / 3,0 мм для уменьшения трения. Поскольку поршневые кольца стали тоньше, величина радиального натяжения, необходимая для их уплотнения относительно стенки цилиндра, значительно снижается. Это происходит потому, что, когда мы уменьшаем общую площадь поверхности кольца, соприкасающегося со стенкой цилиндра, радиальное натяжение может быть уменьшено, чтобы создать такую ​​же нагрузку на кольцо.

Поршневые кольца, установленные в поршне, расширяются за пределы кольцевых площадок, как и было задумано. Когда они сжимаются стенкой цилиндра, они должны упираться в стенку цилиндра. Торцевой зазор предназначен для расширения при повышении температуры. Слишком маленькие торцевые зазоры могут привести к заклиниванию колец и отказу двигателя.

Уменьшая радиальное напряжение на стенке цилиндра с помощью тонкого поршневого кольца, мы также уменьшаем трение, возникающее при соприкосновении кольца со стенкой цилиндра. Мы повышаем мощность за счет снижения внутреннего трения в нескольких цилиндрах. Также можно с уверенностью сказать, что более тонкие поршневые кольца лучше герметизируются, а это означает, что прорыв газов через кольца (потеря мощности) уменьшается. Это означает, что больше давления в цилиндре (тепловой энергии) захватывается над поршнями, вознаграждая нас большей суммой мощности. Постепенно индустрия послепродажного обслуживания предлагает нам более широкий выбор комбинаций поршней и колец.

Поршневые кольца Total Seal от Summit Racing Equipment предлагают расширенную линейку тонких пакетов колец с низким коэффициентом трения для прогрессивных производителей двигателей, с ультратонкими поршневыми кольцами серии Advanced Profile с верхним и вторым кольцами толщиной 0,9 мм и маслосъемным кольцом толщиной 2 мм. По данным Summit Racing, замена типичного пакета тонких колец размером 1/16/1/16/3/16 дюймов на комбинацию Total Seal Ultra-Thin 0,9/0,9/2 мм снижает внутреннее трение на целых 90 процентов. Именно эта передовая кольцевая технология дает нам как производительность, так и эффективность.

Усовершенствованная технология изготовления поршневых колец не может быть дешевой. Набор классических 1/16-дюймовых колец Total Seal от Summit для диаметра цилиндра 4,030 дюйма стоит чуть более 100 долларов. Вторичные кольца Total Seal Gapless стоят чуть менее 400 долларов за комплект. Кольцевые проставки стоят еще дороже — почти 500 долларов. Пакеты поршневых колец

состоят из трех типов и трех операций. Слева направо расположены верхнее компрессионное кольцо, вторичное компрессионное кольцо и маслосъемные кольца. Верхнее компрессионное кольцо удерживает горячие расширяющиеся газы над поршнем. Вторичное компрессионное кольцо служит резервным для верхнего кольца, а также обеспечивает определенный контроль масла, поднимая масло вверх по стенке цилиндра. Маслосъемные кольца очищают стенку цилиндра при ходе вниз.

Для высокопроизводительных приложений важнее выбрать правильную конфигурацию поршня и степень сжатия, а также выбрать оптимизированный пакет колец. Это должно начаться с выбора правильного материала кольца. Ширину и тип кольца можно выбрать после выбора материала. JE Pistons, например, предлагает огромный выбор материалов для колец, который поначалу может показаться ошеломляющим. Во-первых, это углеродистая сталь , которая является гораздо более податливым материалом, чем традиционный чугун, и может выдерживать более высокие температуры без потери качества и лучше противостоять детонации. Чугун по своей природе хрупкий и не такой прочный, как закаленная кованая сталь. Верхние кольца из закаленной стали работают настолько хорошо, что даже автопроизводители в настоящее время используют их все больше в серийных двигателях для обеспечения долговечности. Сталь имеет больше смысла, если вы планируете наддув, закись азота или чрезмерное сжатие, потому что она лучше переносит экстремальные условия, чем железо.

Кольца с хромированным покрытием когда-то были популярны, но потеряли популярность и больше не используются производителями двигателей. Проблема со многими хромированными кольцами заключалась в том, что они были чрезвычайно твердыми и их было трудно взломать из-за их твердости. Более того, они не очень хорошо справлялись с детонацией. Рекомендуется их не использовать.

Здесь, над поршнем, вся мощность создается за счет отключения подачи топлива/воздуха. Работа компрессионных колец состоит в том, чтобы удерживать эту тепловую энергию. Невозможно использовать всю тепловую энергию, произведенную при выключении зажигания, потому что большая ее часть уходит через выхлопную систему и систему охлаждения.

Некоторые стальные кольца из нитрида предлагаются с прочным плазменным молибденовым покрытием в дополнение к газовому нитриду для долговечности. Верхние кольца из нитрида стали являются хорошим выбором для высокопроизводительных приложений, однако они не всегда оптимальны, поскольку могут быть дорогими. JE Pistons предлагает множество вариантов колец, если у вас ограниченный бюджет. Закаленный ковкий чугун является хорошим вариантом для дорожных двигателей и шагом вперед по сравнению с традиционным чугуном с добавлением магния в серый чугун для повышения пластичности, поскольку ковкий чугун более гибкий. Он реже ломается. Фактически, ковкий чугун примерно в два раза превосходит по прочности на растяжение серый чугун и изгибается, а не ломается, когда подвергается высоким нагрузкам. Это делает ковкий чугун отличным верхним кольцом, когда вы беспокоитесь о стоимости. JE Pistons сообщает нам, что кольца из ковкого чугуна предлагаются с поверхностным покрытием из плазменного молибдена (молибдена), чтобы сделать их более совместимыми со стенками цилиндров из чугуна.

Компания JE Pistons добавляет свой пакет колец Premium Race серии — отличный пример верхнего кольца из ковкого чугуна, в котором используется более современная технология плазменно-молибденовой вставки, которая создает чрезвычайно твердую, пористую, износостойкую поверхность, которая удерживает масло и улучшает смазку и в то же время снижает внутреннее трение. Плазма применяется путем напыления на кольцо порошка сплава, содержащего хром, молибден и никель вместе с другими элементами, в небольшой канал на поверхности кольца. При сильном нагреве порошкообразный металл превращается в брызги расплава, обладающие адгезионными характеристиками, которые снижают вероятность отслаивания и разрушения. Такой подход означает более быструю обкатку и лучшую герметизацию цилиндра.

Второе поршневое кольцо не выдерживает сильного нагрева и давления, как верхнее кольцо. JE Pistons сообщает нам, что их пакет колец Plasma Moly является отличным выбором, требующим использования верхнего кольца из нитрида углеродистой стали с вторым кольцом из ковкого чугуна. Менее дорогой версией этой комбинации является комплект колец Sportsman Series , который включает верхнее кольцо из ковкого чугуна с плазменным напылением в сочетании со вторым кольцом из серого чугуна, что является более доступным комплектом колец.

Масляные кольца в третьей канавке более простые, и в большинстве пакетов колец для двух уплотнительных колец используется углеродистая сталь. Расширитель в середине двух колец может быть разным, но главный вопрос, который вы хотите себе задать, — как будет использоваться двигатель? После того, как вы сделали выбор материала колец, вы можете перейти к следующему уровню принятия решений в отношении конструкции верхнего и второго колец, стилей поверхности, радиальной толщины и, возможно, любых специальных обработок, таких как притирка и/или ультра- или критическая обработка. закончить шаги. Весь этот процесс направлен на оптимизацию кольцевого уплотнения и улавливание давления в цилиндре над поршнем, где оно может быть преобразовано в мощность.

Торцевой зазор поршневого кольца следует проверять на всех поршневых кольцах, в том числе на предварительно зазоре. Поскольку хонингование стенок цилиндра может варьироваться, никогда не принимайте торцевые зазоры как должное. Торцевые зазоры поршневых колец должны быть больше в высокопроизводительных двигателях из-за более высоких температур и давлений сгорания.

Если вы хотите сэкономить деньги и не собираетесь участвовать в гонках, Summit Racing Equipment и Speedway Motors предлагают широкий выбор литых, заэвтектических и даже кованых поршней Speed ​​Pro практически для всех двигателей, произведенных в Детройте. Заэвтектические поршни — хороший компромисс между коваными и литыми, если вы просто собираетесь путешествовать. Технический персонал Summit может посоветовать вам, что лучше выбрать, а также правильный пакет колец для выбранного вами поршня.

Существует две точки зрения на установку поршневых колец. Некоторые строители используют расширители, а другие накатывают их. Хитрость в любом случае состоит в том, чтобы свести к минимуму деформацию кольца и осторожно обращаться с каждым кольцом во время установки. Расширитель масляного кольца устанавливается первым, строго следуя инструкциям производителя кольца. Концы расширителя должны соприкасаться и никогда не перекрываться. Маслосъемные кольца аккуратно прикатывают, стараясь не поцарапать посадочные поверхности колец. Установка поршневых колец зависит от личных предпочтений и техники. В то время как некоторые строители используют расширители колец и проявляют большую осторожность, другие осторожно накатывают их, уделяя особое внимание тому, чтобы не задеть кольцевые площадки. Главное, о чем следует помнить, это свести к минимуму деформацию, которая может повредить кольцо и привести к его неправильной посадке. Стенки этих цилиндров имеют красивую штриховку, которая будет полезна для посадки кольца. Однако в них есть пыль и мусор, смешанные с маслом, и их необходимо очистить, а затем покрыть моторным маслом. Верхние и вторичные компрессионные кольца имеют особую форму, которая отражает то, что они делают. Это вторичное компрессионное кольцо из ковкого чугуна с внутренней ступенькой. Стандартные пакеты колец представляли собой верхнее компрессионное и вторичное кольца размером 5/64 дюйма (справа), за которыми следовал пакет маслосъемных колец размером 3/16 дюйма. Гораздо более тонкие 1,5-мм кольцевые пакеты (слева) появились в 19-м веке.80 с для уменьшения трения и лучшей герметизации. Расширитель маслосъемного кольца проверяется на правильность установки перед установкой. Сделайте это, когда вы проверяете торцевые зазоры колец. Мы видели неправильно упакованные поршневые кольца, и вы не хотите обнаружить это при сборке двигателя. Концы расширителя должны упираться друг в друга. Рекомендуемый зазор компрессионного кольца зависит от того, как будет использоваться двигатель. С диаметром отверстия 4000 дюймов и высокопроизводительным уличным использованием вам понадобится торцевой зазор 0,018 дюйма с верхним кольцом. Это только предполагаемый номер. Чем больше тепла мы направляем на кольца, тем больше должен быть зазор. Обратитесь к производителю поршня и колец за подробностями в зависимости от выбранного типа кольца и того, как будет использоваться ваш двигатель. Это шлифовальная машина для поршневых колец, на которой изготовитель двигателя может обрезать концы колец до нужного зазора. Торцевые зазоры колец проверяются, а затем тщательно шлифуются до нужного размера. После того, как торцевые зазоры колец обрезаны по размеру, изготовитель двигателя обрабатывает эти области, чтобы предотвратить задиры на канавках колец и стенках цилиндров. Компрессионным кольцам требуется пространство для перемещения и расширения, поэтому эти спецификации есть. Боковые зазоры должны быть в среднем от 0,001 до 0,002 дюйма в зависимости от того, как вы собираетесь использовать двигатель. Боковые зазоры могут достигать 0,004 дюйма в экстремальных условиях. За кольцом в канавке также должно быть место. На этом рисунке показан пример установки поршневых колец, а также правильное расположение торцевых зазоров колец. Торцевые зазоры колец и боковые зазоры варьируются от производителя к производителю и от типа кольца к типу кольца. Перед установкой поршневых колец промойте их в моторной смазке или моторном масле с вязкостью 30, не содержащем моющих присадок. Вы хотите, чтобы эти ребята были скользкими для хорошей посадки колец. Поршневые кольца JE, которые доступны в Summit Racing Equipment, предлагают вам множество вариантов колец в зависимости от того, как вы собираетесь эксплуатировать свой двигатель.

Популярные страницы

• Лучшие электромобили — модели электромобилей с самым высоким рейтингом

• Сколько стоит Tesla? Вот разбивка цен

• Лучшие гибридные автомобили — модели гибридных автомобилей с самым высоким рейтингом

• Каждый электрический внедорожник, который можно купить в США в 2022 году

• Это самые экономичные пикапы, которые вы можете купить 9016

  Это внедорожники с лучшим расходом топлива

Популярные страницы

• Лучшие электромобили — модели электромобилей с самым высоким рейтингом

• Сколько стоит Tesla? Вот разбивка цен

• Лучшие гибридные автомобили — модели гибридных автомобилей с самым высоким рейтингом

• Каждый электрический внедорожник, который можно купить в США в 2022 году

• Это самые экономичные пикапы, которые вы можете купить 9016

  Это внедорожники с лучшим расходом топлива

4 Симптомы износа поршневого кольца (и стоимость замены)

Поршневые кольца — это то, о чем большинство людей слышали раньше, но никогда не видели.

В основном это связано с тем, что эти кольца глубоко интегрированы во все части автомобильного двигателя.

Но что произойдет, если одно из этих поршневых колец выйдет из строя? Давай выясним!

В этой статье объясняются общие признаки неисправности поршневых колец, функции, расположение и стоимость замены, если вам необходимо их заменить. Сначала мы посмотрим на знаки.

4 Признаки неисправности поршневых колец

Наиболее распространенным признаком неисправности поршневых колец является синий дым из выхлопной трубы вашего автомобиля вместе с падением уровня моторного масла.

Основные симптомы плохих или неудачных поршневых колец включают в себя:

• Большое количество масла исчезает
• Утечки масла
• Слабое ускорение
• Слабое ускорение
• .0117

Из-за жизненно важной роли поршневых колец существуют некоторые основные симптомы, на которые следует обратить внимание. Вот более подробный список наиболее распространенных признаков неисправности поршневых колец.

Исчезновение большого количества масла 

Когда поршневые кольца выходят из строя, они не могут предотвратить утечку масла в цилиндр; как только масло вытечет, оно смешается в процессе сгорания.

Медленно и постепенно все моторное масло вытечет в цилиндр, и вы станете свидетелем падения уровня моторного масла в вашем автомобиле. Придется чаще доливать масло.

Если бы вы меняли масло каждые 5000 миль, вы могли бы почувствовать, что вашему автомобилю требуется масло на 3000 миль. Если вы стали свидетелем такого явления, не теряйте времени и записывайтесь на прием к автомеханику. Профессионал продиагностирует маслосъемные колпачки и поршневые кольца двигателя и порекомендует заменить их при необходимости

Утечки масла

При износе поршневых колец вы получите высокое давление внутри картера. Это приводит к выходу из строя уплотнений двигателя и утечке масла. Если вы видите много разных течей масла, обязательно нужно проверить давление в картере.

Вы можете сделать это, дав двигателю поработать на холостом ходу и осторожно открыв крышку маслозаливной горловины. Давления быть не должно вообще, а небольшой вакуум. Если маслозаливная крышка улетает вместе с валившим дымом – возможно, у вас плохие поршневые кольца.

Слабое ускорение

При повреждении поршневых колец камера сгорания двигателя теряет давление. Это приводит к потере мощности двигателя, поскольку поршень не может полностью сжать топливно-воздушную смесь. В результате двигатель вырабатывает меньше мощности в каждом цикле.

Вы можете давить на газ до предела, но все еще не чувствуете, что ваша машина ускоряется, как раньше. Потеря ускорения может означать, что вам придется заменить поршневые кольца.

Как только вы замените старые на новые, вы получите более высокое сжатие и немедленно почувствуете изменение мощности вашего автомобиля.

Синий дым из выхлопной трубы 

Изношенные поршневые кольца не только ухудшают рабочие характеристики, но и вызывают появление синего дыма из выхлопной трубы вашего автомобиля. Когда масло смешивается с топливно-воздушной смесью и сгорает, из выхлопной трубы выходит густое синее облако дыма. Обычно это первый симптом, который вы заметите, так как он проявляется почти сразу.

В случае возникновения такой проблемы следует как можно скорее обратиться к механику. Чем дольше вы игнорируете проблему, тем более серьезной она станет. В конечном итоге другие детали двигателя будут повреждены, что приведет к более высокой стоимости ремонта.

Поршневые кольца Функция

Поршневые кольца помогают поддерживать давление в камере сгорания, известной как область внутри каждого цилиндра, что облегчает сгорание.

Поршневые кольца представляют собой уплотнение между поршнем и стенками цилиндра, сохраняющее давление в камере сгорания и масло в картере. Если они испортятся или выйдут из строя, двигатель вашего автомобиля начнет терять мощность, и могут возникнуть буквально сотни других проблем, если их не решить быстро.

Расположение поршневых колец

Поршневые кольца расположены внутри блока цилиндров, внутри цилиндра, обернутого вокруг поршней.

Поэтому их невозможно увидеть, не разбирая весь двигатель, поэтому для их диагностики необходимо проверить их течеискателем или измерителем компрессии.

Стоимость замены поршневых колец

Стоимость замены поршневых колец составляет от 1000 до 5000 долларов США, в зависимости от модели автомобиля и трудозатрат. Поршневые кольца стоят от 40 до 200 долларов в зависимости от количества цилиндров в вашем автомобиле. Стоимость труда составляет от 1000 до 4000 долларов.

Поршневые кольца маленькие, но их замена стоит дорого. В основном это зависит от марки и модели вашего автомобиля, но в среднем вы можете заплатить от 40 до 200 долларов только за поршневые кольца. Это звучит немного, но подождите, пока вы не добавите стоимость рабочей силы к общей сумме.

Так как поршневые кольца расположены глубоко в двигателе, механик должен разобрать двигатель и извлечь старые поршневые кольца и заменить их новыми. Весь этот процесс требует времени и точности.

После установки новых поршневых колец двигатель необходимо собрать и установить на место. На всю работу у вашего механика уйдет 16 или более часов. Сертифицированный механик, вероятно, сделает это быстрее и, скорее всего, правильно.

Для правильной установки поршневых колец необходимо измерить колпачок кольца и установить их в правильном порядке. Вы также должны проверить и измерить стенки цилиндров на предмет износа перед установкой новых поршневых колец.

Стоимость правильной замены поршневых колец может составлять от 1000 до 4000 долларов США, в зависимости от двигателя.

Если вы знаете, как заменить их самостоятельно, вы можете сделать это довольно дешево. Но будьте готовы к большой работе, для которой вам потребуется много знаний.

Кроме того, при разборке двигателя вам может понадобиться заменить другие детали, и вам может даже потребоваться переделать блок двигателя.

Часто задаваемые вопросы о поршневых кольцах

Можно ли заменить поршневые кольца, не снимая двигатель?

Хотя поршневые кольца можно заменить, не снимая двигатель, для этого нет веских причин. Для замены поршневых колец потребуется снять головку блока цилиндров и масляный поддон, поэтому, скорее всего, быстрее и проще будет полностью снять двигатель. Вы также хотите, по крайней мере, отточить цилиндры перед установкой новых поршневых колец, и для этого процесса вам нужен чистый блок двигателя.

Каков срок службы поршневых колец?

Поршневые кольца двигателей рассчитаны на срок службы современных автомобилей. Не существует фиксированного графика обслуживания, когда они должны быть заменены, и в большинстве автомобилей вы никогда не замените поршневые кольца в течение всего срока службы автомобиля. Однако, если вы не обслуживаете свой автомобиль должным образом или вам просто не повезло, они могут выйти из строя.

Можно ли водить машину с неисправным поршневым кольцом?

Нет, не рекомендуется ездить на автомобиле с неисправным поршневым кольцом. Если ваши поршневые кольца плохие, это может привести к повреждению стенок цилиндра, что может привести к необходимости замены всего блока цилиндров, если вы его не исправите.

Как повреждаются поршневые кольца?

Поршневые кольца можно повредить несколькими способами. Наиболее распространенной причиной поломки является износ. Со временем кольца могут изнашиваться, задираться или трескаться. Это может произойти из-за простых вещей, таких как слишком высокая температура или давление, или если вы не обслуживаете двигатель должным образом. Другими причинами повреждения поршневых колец является попадание в двигатель посторонних предметов (камней, грязи и т.п.).

Была ли эта статья полезной?

ДаНет

Описание материалов поршневых колец

Toggle Nav

Поиск

Кольца есть кольца, верно? Неправильный! В дополнение к толщине и диаметру, существует несколько различных материалов колец, стилей и покрытий, доступных для максимизации производительности в различных условиях работы двигателя.

Не так давно поршневые кольца были одинаковыми. Они были тяжелыми, толстыми, и вы могли использовать любой материал, какой только захотите, лишь бы это был чугун. Сегодня производители высокопроизводительных двигателей имеют широкий выбор материалов, когда речь идет о материалах и отделке поршневых колец. Это прямой результат стремления к более прочным материалам колец, способным выдерживать суровые условия более высоких температур и давлений в цилиндрах.

Компания JE предлагает поршневые кольца из различных материалов, стилей и покрытий для различных областей применения. Если готовое кольцо не позволяет его разрезать, можно также воспользоваться специальными услугами по изготовлению колец, такими как шлифовка, притирка и резка дамбы.

Прежде чем мы углубимся в материалы, необходимо рассмотреть функции поршневого кольца. В то время как герметизация давления сгорания является очевидной целью, не менее важной функцией является передача тепла от поршня к стенке цилиндра. По мере того, как кольца становятся тоньше, эта функция теплопередачи становится еще более важной. В-третьих, кольца должны минимизировать количество масла, попадающего в камеру сгорания. В то время как многие энтузиасты думают, что основная задача второго кольца — резервное копирование для герметизации давления в цилиндре, реальность такова, что 80 процентов его предполагаемой функции — это контроль масла, чтобы убрать оставшееся масло со стенки цилиндра, не удаленное маслосъемным кольцом.

Для высокопроизводительного двигателя покупатель поршня сталкивается не только с выбором правильной конфигурации поршня и степени сжатия, но и с выбором оптимизированного пакета колец. Большая часть этого процесса выбора продиктована тем, как будет использоваться двигатель. Это должно начинаться с выбора надлежащего материала кольца. Ширину кольца и дизайн можно выбрать после окончательной обработки материала.

 Шлифование и притирка колец помогают создать кольца индивидуальной высоты и могут обеспечить точную настройку радиального натяжения колец (силы, которую они оказывают на стенку цилиндра). Это также может помочь создать чрезвычайно гладкую, плоскую поверхность, которая способствует уплотнению кольца.

В действующем каталоге поршней JE перечислено множество материалов колец, которые на первый взгляд могут показаться сложной задачей. Первая — углеродистая сталь, которая является гораздо более ковким материалом, чем чугун, способна выдерживать более высокие температуры, не теряя самообладания, и лучше выдерживает приступы детонации. Чугун по своей природе очень хрупок и поэтому не так прочен, как кованая сталь, закаленная газом. Верхние кольца из газового нитрида настолько хорошо работают в стольких различных областях применения, что теперь даже производители оригинального оборудования тратят дополнительные деньги на этот кольцевой материал для серийных двигателей.

Хотя это звучит как универсальный материал, углеродистая сталь также является отличным выбором для двигателей с высоким давлением в цилиндрах, таких как закись азота, турбодвигатели, двигатели с наддувом и двигатели с высокими оборотами.

Азотированные стальные верхние кольца — превосходное кольцо с точки зрения долговечности и прочности. Они изготовлены из кованой стали для обеспечения прочности и пластичности, а процесс азотирования делает их чрезвычайно твердыми и устойчивыми к детонации.

Кольца с хромированной поверхностью были популярны несколько лет назад, но теперь они также уступили прогрессу и редко используются в современных высокопроизводительных двигателях. Проблема со многими хромированными накладками заключалась в том, что они были чрезвычайно твердыми и трудными для правильной обкатки и часто страдали от отслаивания или растрескивания под воздействием детонации. Большинство гусеничных лент теперь перешли на пакеты колец из нитрида стали. Некоторые кольца из нитрида стали предлагаются с плазменным молибденовым покрытием в дополнение к газовому нитриду.

Верхние кольца из нитрида стали являются отличным выбором для дорожных условий, но могут не требоваться с точки зрения стоимости для каждого двигателя. JE предлагает другие варианты для экономных производителей двигателей. Закаленный ковкий чугун — отличный выбор для серьезных уличных двигателей, которые не требуют совместимости с высокотемпературными характеристиками гоночного двигателя. Ковкий чугун представляет собой шаг вперед по сравнению с обычным чугуном. В серый чугун добавлен магний для повышения пластичности, что делает этот материал более склонным к изгибу, а не к разрушению.

Кольца из серого железа многие годы были основным продуктом. Хотя их более чем достаточно для второго кольца в уличных приложениях, их хрупкий характер делает их ниже номинала для прямой работы в настройках верхнего кольца.

Некоторые производители двигателей предпочитают более старую технологию, с которой они имели успех в прошлом, включая кольца из углеродистой стали с более твердой хромированной поверхностью (указаны в каталоге как кольца серий JC и JXC). Этот процесс совместим со всеми материалами цилиндров, кроме никасила.

Прочность на растяжение ковкого чугуна примерно в два раза выше, чем у серого чугуна, и он имеет тенденцию изгибаться, а не ломаться, когда подвергается нагрузке. Это делает его отличным выбором лучшего кольца, когда важна цена. Чаще всего кольца из ковкого чугуна предлагаются с плазменным молибденовым (молибденовым) покрытием, чтобы сделать их более совместимыми с железными цилиндрами.

Серия Premium Race от JE — отличный пример верхнего кольца из ковкого чугуна, в котором используется более современная технология инкрустации из плазменно-молибденового сплава. Нанесение плазменного молибдена создает несколько пористую, но чрезвычайно твердую износостойкую поверхность, которая удерживает масло и улучшает смазку, а также снижает трение. Плазма создается путем распыления легированного порошка, содержащего хром, молибден и никель вместе с другими микроэлементами, в небольшой канал на поверхности кольца. При сильном нагреве этот порошкообразный металл превращается в брызги расплава, обладающие превосходными характеристиками адгезии, которые снижают вероятность отслаивания. Эта дополнительная пористость также улучшает начальную приработку колец, сокращая время, необходимое кольцам для оптимального уплотнения.

Во времена маслкаров толщина колец 5/64 дюйма была самой современной. Благодаря современным материалам, покрытиям и профилированию более тонкие кольца стали новым продуктом. Показано верхнее кольцо толщиной 1 мм рядом с изношенной монеткой.

До сих пор обсуждение было сосредоточено на верхнем кольце. Второе кольцо подвергается гораздо меньшему нагреву и давлению, чем его старший брат, и поэтому не требует столь дорогого материала. Например, пакет колец Plasma Moly, указанный в таблице колец JE, представляет собой превосходный пакет колец, в котором верхнее кольцо из нитрида углеродистой стали, а второе кольцо из ковкого чугуна. Менее дорогой версией этой комбинации будет комплект колец серии Sportsman, в котором верхнее кольцо из ковкого чугуна с плазменным напылением сочетается со вторым кольцом из серого чугуна.

Пакеты маслосъемных колец, как правило, менее громоздки с точки зрения материалов, при этом в большинстве вариантов предлагается углеродистая сталь для двух уплотнительных колец. Конструкция расширителя может измениться, но самый важный вопрос для маслосъемных колец – установить общее натяжение в зависимости от того, как будет развернут двигатель.

После того, как вы сделали выбор материала кольца, вы можете перейти к следующему уровню принятия решений в отношении конструкции верхнего и второго кольца, формы поверхности, радиальной толщины и, возможно, любой специальной обработки, такой как притирка и/или ультра или критические этапы отделки. Весь этот процесс направлен на оптимизацию кольцевого уплотнения и улавливание всего давления в цилиндре в камере сгорания, где оно может принести наибольшую пользу.

АВТОРСКИЕ ПРАВА © 2022 JEPISTONS ВСЕ ПРАВА ЗАЩИЩЕНЫ. JE PISTONS ЯВЛЯЕТСЯ ЧАСТЬЮ СЕМЕЙСТВА БРЕНДОВ-ПОБЕДИТЕЛЕЙ ГОНОК

Поршневые кольца — основные, типы, работа, применение

Начнем статью о поршневых кольцах! Мы собрали все о поршневых кольцах с точки зрения определения, типов, областей применения, установки и т. д. Совершенно очевидно, что каждая крошечная часть любого механизма имеет огромное значение? Иногда люди делают акцент на размере и весе, чтобы сделать вывод о функционировании, но в сложном механизме каждая деталь имеет значение, большая она или маленькая.

• Когда дело доходит до одного из самых блестящих и полезных изобретений человечества, двигатель занимает первое место.
• Двигатель представляет собой массивную машину, состоящую из множества частей.
• Поршень в двигателе является жизненно важной частью, которая используется для функционирования сердечника или хода.
• Одной из хрупких, но полезных частей поршня являются поршневые кольца.

Что такое поршневые кольца?

Поршневые кольца Basic

Здесь мы разбираемся с поршневыми кольцами, и это исчерпывающая информация, которая будет очень полезна для тех, кто интересуется автомобилями. Этот отрывок не только предоставит целостное представление о поршневых кольцах, но и поможет при установке и устранении неисправностей.

Приготовьтесь к важной информации об эффективной и чувствительной части поршня.

Перед тем, как заняться поршневыми кольцами, очень важно осмотреть поршень, к которому он прикреплен.

Что такое поршневые кольца? функция определения

Базовые знания P

iston

Поршень — это часть двигателя, которая помогает в процессе сгорания. Это компонент цилиндрической формы, который скользит вперед и назад в отверстии цилиндра с усилием, создаваемым в камере сгорания.

• В основном изготавливаются из литого алюминиевого сплава.
• Основной причиной использования этого сплава является получение столь необходимой теплопроводности при легких свойствах.
• Это свойство помогает материалу эффективно проводить и передавать тепло.

Основными частями поршня являются головка поршня, отверстие под поршневой палец, поршневой палец, юбка, кольцевые канавки, кольцевые кромки и поршневые кольца. Головка поршня является наиболее важной частью поршня, так как она должна выдерживать тепло и силы на уровне номинала во время работы двигателя.

Одной из частей этой головки поршня является поршневое кольцо. Дальнейший анализ поршневого кольца приведен ниже.

Поршневое кольцо Определение

Поршневое кольцо — это разрезное кольцо, используемое для обеспечения надлежащего уплотнения между стенкой цилиндра и поршнем. Основные свойства, которые необходимы этим кольцам, должны сохранять свою первоначальную форму, выдерживая массивную нагрузку,

Эти атрибуты могут быть получены только при использовании металла для его изготовления, способного обеспечить все это.

Обычно поршневые кольца изготавливаются из чугуна.

Функции поршневых колец

Функции этих колец жизненно важны, поскольку они придают головке поршня различные свойства. Вот некоторые из функций этого поршневого кольца:

• Они используются для поддержания сжатия газа между стенкой цилиндра и поршнем.
• Крайне важно убедиться, что воспламенение не просачивается в отверстие из-за действия цилиндра и поршня.
• Это основная функция поршневого кольца, которая помогает предотвратить утечку, что, в свою очередь, помогает обеспечить достаточную мощность.
• Поршневые кольца — это детали, которые помогают создать минимальную пленку смазочного масла, предотвращающую задиры из-за повторяющегося процесса зажигания.
• В то время как зажигание происходит тысячу раз в минуту, регулировка путем подачи небольшого количества масла происходит за счет этой детали.
• Основной функцией поршневых колец является передача тепла цилиндру от головки поршня. Из-за воспламенения газа температура повышается и в конечном итоге достигает 300 градусов.
• Опасно для жизни, так как может повредить двигатель; поршневые кольца помогают эффективно отводить это тепло.
• Предотвратив самый летальный процесс детонации, с помощью поршневого кольца можно легко предотвратить удары поршня о стенку цилиндра.
• Это также предотвращает поломку двигателя и обеспечивает бесперебойную работу.

Эти функции полезны, но необходимо получить поршневые кольца, чтобы понять основные функции.

XPH — ваш дом для запасных частей BMW, Audi, Ford Mustang, VW, Porsche и Nissan GTR.

Типы поршневых колец

Три разных типа поршневых колец выполняют разные функции. Ниже приведено краткое описание, которое поможет вам понять то же самое:

• Компрессионное кольцо
• Грязесъемное кольцо
• Масляное кольцо

Типы поршневых колец

Попробуем разобраться во всех типах поршневых колец,

Компрессионное кольцо

Компрессионное кольцо – это тип поршневого кольца, которое ближе всего к газам сгорания. Он также выдерживает большие рабочие температуры, а также химическую коррозию. Компрессионные кольца могут передавать почти все тепло в камере сгорания на стенку поршня цилиндра.

• В большинстве двигателей использовались компрессионные кольца с конической или бочкообразной поверхностью.
• Компрессионные кольца с цилиндрической поверхностью представляют собой поршневые кольца, способные обеспечить смазку стенки цилиндра и поршня на всем протяжении.
• Компрессионные кольца с конической поверхностью обеспечивают очищающее действие, предотвращающее попадание избыточного масла в камеру сгорания.

Грязесъемное кольцо

Это кольцо используется для обеспечения оптимальной и постоянной толщины масляной пленки, которая помогает смазывать открытые участки компрессионного кольца. Его также называют опорным компрессионным кольцом, кольцом Нейпира или скребковым кольцом.

• Форма грязесъемного кольца, используемого в двигателях, представляет собой коническую угловую поверхность, обращенную к масляному резервуару.
• Основная функция этого кольца заключается в обтирании поршня при его движении к коленчатому валу.

Масляное кольцо

Эти кольца представляют собой единое целое, оснащенное двумя очень тонкими рабочими поверхностями или направляющими. Маслосъемные кольца расположены с каждой стороны расширителя.

• В двигателях используется маслосъемное кольцо из трех частей, оснащенное расширителем и двумя направляющими.
• При этом поршень подвергается повышенному давлению на стенку цилиндра.
• Имея надлежащие знания о различных типах поршневых колец, пришло время углубиться в некоторые аспекты конструкции, которые помогают получить все эффективные функции.

Весна пришла! Сэкономьте на нашем бестселлере WAGNER TUNING BMW F CHASSIS N55 CATTED DOWNPIPE

Конструктивные особенности поршневых колец

Получая всестороннюю информацию о поршневых кольцах, очень важно вникать в особенности конструкции этих поршневых колец. Есть некоторые атрибуты, которые следует учитывать при проектировании.

Собственное давление

Поршневое кольцо помогает герметизировать камеру сгорания за счет собственного давления.

• Сила внутренней пружины способствует расширению поршневого кольца.
• Это одно из наиболее важных соображений, которым необходимо следовать при проектировании поршневых колец.

Радиальная посадка

• Радиальная посадка является одним из распространенных и эффективных атрибутов, которые следует учитывать.
• Радиальная посадка имеет полезные функции, поскольку обеспечивает эффективное уплотнение.

Приложенное давление

Приложенное давление следует учитывать, поскольку оно тесно связано с собственным давлением. Приложенное давление — это давление, которое возникает, когда в двигателе происходит расширение. Учитывая это приложенное давление в аспекте дизайна, это делает его весьма полезным.

Контактное давление

Одним из главных факторов, учитываемых при проектировании поршневых колец, является контактное давление. Это давление просто зависит от различных атрибутов, таких как воздействие продуктов сгорания, материал поршневых колец и свободный зазор поршневых колец.

• Материалом, используемым для изготовления этих поршневых колец, является чугун с оптимальными свойствами.
• Конструктивные соображения полезны при выборе эффективного поршневого кольца в соответствии с потребностями.

В основном вышеуказанные атрибуты необходимы двигателям Briggs and Stratton, которые относятся к простым типам.

Станьте экспертом «Зеленого пояса шести сигм», освоив такие концепции, как диаграмма «Рыбья кость»/Исикава, анализ первопричин, взаимосвязь и статистический анализ данных, работая над отраслевыми вариантами использования и проектами.

Основная обработка поршневых колец

Как мы уже обсуждали, различные виды поршневых колец доступны в поршнях в определенных точках, которые выполняют определенные задачи.

• Верхняя часть поршня оснащена компрессионным кольцом, которое обеспечивает герметизацию любых протечек внутри камеры сгорания во время процесса сгорания.
• Когда происходит воспламенение топливовоздушной смеси, то давление продуктов сгорания смещается на головку поршня, что заставляет его двигаться в сторону коленчатого вала.

Посмотрите ХОРОШЕЕ ВИДЕО от инженера Объяснение

Второе — это грязесъемные кольца, расположенные над маслосъемными кольцами и под компрессионными кольцами.

• Конструкция этих колец имеет слегка сужающуюся поверхность.
• Также помогает герметизировать камеру сгорания.
• В основном используются для протирки стенки гильзы от загрязнений и излишков масла.
• Это способствует общему эффективному функционированию поршня.

И последнее, но не менее важное: поршневое кольцо, расположенное в нижней канавке, известно как буровая вышка.

• Главной функцией этого поршневого кольца является удаление лишнего масла со стенок цилиндра.
• Это обязательная функция, которая способствует эффективной работе поршня.
• Эти нефтяные вышки также оснащены пружиной, которая обеспечивает дополнительный толчок для вкладыша, что помогает при протирании.

Присоединяйтесь к тысячам компаний, которые процветают благодаря интеллектуальной технологии электронного обучения LearnWorlds, отмеченной наградами поддержке и вдохновляющему контенту.

Этапы установки поршневых колец

Приведенные ниже этапы помогут вам понять основной процесс установки этих поршневых колец на головку поршня.

• В первую очередь необходимо проверить, относятся ли кольца к одному и тому же классу. Жизненно важно получить всесторонние характеристики поршневого кольца, чтобы установить его в нужном месте.
• Вы также можете обратиться к руководству, которое поможет установить его точно в канавку.
• Канавка, в которую будут устанавливаться эти кольца, должна быть тщательно очищена. Убедитесь, что не должно быть шлама или нагара.
• Во время очистки следите за наличием специальной защитной пленки на канавках поршня; они не должны быть повреждены любой ценой. Избегайте использования шлифовальных или режущих инструментов.
• После очистки поршневое кольцо следует установить с помощью специального приспособления, расширяющего кольцо. Это помогает легко вставлять кольцо в канавку, но соскальзывает с головки поршня.
• Существует специальная маркировка, показывающая верхнюю часть поршневых колец, что помогает при неправильной установке.
• Инструкция по установке поршневых колец подробно описана в статье.

Особое примечание

Рекомендуется использовать расширитель колец, так как это может привести к повреждению кольца. В дополнение к этому могут быть некоторые смертельные проблемы, такие как несчастные случаи, поскольку это обеспечивает регулярное напряжение.

В случае отсутствия инструмента можно использовать тряпки или кусочки ткани, которые помогают эффективно расширять кольца.

Кроме того, после установки всех колец проверяйте открытие всех поршневых колец. Если они не были совмещены, то сохраняется возможность утечки газа.

Причины выхода из строя поршневых колец

При получении целостного представления о поршневых кольцах важно иметь представление о причинах выхода из строя поршневых колец. Вот некоторые из них:

Чрезмерное давление

Из-за избыточного давления поршневых колец, так как камера сгорания оказывает сильное давление, производительность кольца ухудшается.

Стук и детонация топлива являются основными причинами выхода из строя поршневых колец.

Загрязненное топливо

Износ поршневых колец происходит при использовании неподходящего или загрязненного топлива. Это вызывает кажущуюся потерю герметичности дымовых газов.

Кроме того, к износу поршневых колец также приводит качество цилиндрового масла, неправильное время дуэли, несовершенный процесс сгорания и изношенная гильза.

Признаком износа поршневого кольца является прорыв газов, т. е. газ, проходящий под поршнем.

Шлам и нагар

Шлам и нагар также являются причиной растрескивания или поломки кольца, что также является существенной причиной износа поршневых колец.

Избыточное потребление масла

Когда потребление масла значительно увеличивается, это свидетельствует о повреждении поршневых колец.

Определить можно по густому дыму из выхлопной трубы. Это из-за того, что масло жрет.

Низкая производительность

Когда общая производительность ухудшается, это явный признак того, что ваши поршневые кольца нуждаются в замене.

Потеря мощности двигателя в результате повреждения поршневого кольца.

Оптимальный срок службы

Поскольку мы знаем, что каждая деталь машины имеет определенный жизненный цикл, поршневое кольцо также имеет свой срок замены и капитального ремонта. Срок службы поршневого кольца зависит от различных факторов, таких как размер двигателя, тип поршневого кольца и рабочее состояние колец.

• В частности, общий срок службы кольца для большого двухтактного поршневого кольца может составлять до 24000 часов.
• Для двигателей меньшего размера может достигать 15000 часов.
• В тяжелой технике или автомобилях, использующих 4-тактные двигатели, составляет примерно 6000-8000 часов.
• После этих предельных значений рекомендуется заменить поршневые кольца.

Распространенные мифы о поршневых кольцах

Если у вас есть надлежащие знания об этих деликатных деталях, это может быть полезно, но если чего-то не хватает, это может вызвать проблемы. Это происходит из-за обмана и мифов о поршневых кольцах.

Здесь мы также приводим некоторые из мифов и точные факты об этом:

Миф: Его можно хранить как угодно

Люди часто думают, что это поршневое кольцо прочное и его можно хранить как угодно. Если вы храните его без какой-либо безопасности, это может привести к снижению качества и несчастным случаям.

Рекомендуется хранить эти поршневые кольца в защитном слое масла, который помогает предотвратить коррозию и ржавчину.

Миф: не требует обслуживания

Распространен миф о том, что поршневые кольца могут работать долгое время без обслуживания. Рекомендуется проводить надлежащее техническое обслуживание при ухудшении характеристик двигателя.

Уход за поршнем достаточно прост, так как не требует специальных методов; только некоторые меры предосторожности могут обеспечить максимальную жизнь.

Курс автомобильной инженерии с высоким рейтингом

Автомобильная техника 101: Руководство для начинающих по ремонту автомобилей

Автомобильная техника: автомобильные основы и продвинутый уровень

Автомобильная техника; Гибридные электромобили

Сделай сам — диагностика электрооборудования автомобиля — начинающий

Самостоятельно — диагностика электрооборудования автомобиля — средний уровень

Автомобильная инженерия; Common Rail Direct Injection (CRDI)

Основы двигателей внутреннего сгорания — двигатели внутреннего сгорания

Гибридные и электрические транспортные средства для начинающих ПОЛНЫЙ курс 2021

Автомобильная безопасность: понимание автомобильных аварий для начинающих

Гибридные автомобили. Основы и принципы работы

Введение в автомобилестроение. Производительность

Автомобильная промышленность 102: Аккумулятор, система зарядки и система запуска

Заключение

Поршневое кольцо имеет множество применений. Основная функция этих колец заключается в герметизации камер сгорания в дизельных двигателях. Этот отрывок посвящен целостным знаниям о поршневых кольцах с учетом их работы, установки и конструкции.

В дополнение к стандартной информации причина повреждения поршневых колец поможет вам решить проблемы. Это также помогает в правильной установке поршневых колец.

Хотя этой информации достаточно, мы можем углубиться в эту тему.

Наши видео

См. YouTube

Наши приложения

Проверьте наши «Mechstudies — The Learning App». термодинамика

Интенсивные и экстенсивные свойства

Что такое давление

Теорема Бернулли

Расходомер Вентури

Основы насоса

Шаровой клапан

Сифон

Справочные статьи

Поршневые кольца | Заказать комплекты и комплекты поршневых колец двигателя онлайн

Оригинальные запасные поршневые кольца MAHLE OE

Оригинальные запасные поршневые кольца MAHLE OE

$33,99 — $269,99

$33,99 — $269,99

$33,99 — $269,99

Поршневые кольца Federal Mogul оригинального качества

Поршневые кольца Federal Mogul оригинального качества

16,99–242,99 долл. США

16,99–242,99 долл. США

$16,99 — $242,99

Mopar Аксессуары Детали двигателя

Mopar Аксессуары Детали двигателя

1,06–1177,99 долл. США

1,06–1177,99 долл. США

$1,06 — $1177,99

Традиционные поршневые кольца Total Seal Classic Race

Традиционные поршневые кольца Total Seal Classic Race

25,99–308,99 долл. США

25,99–308,99 долл. США

25,99–308,99 долл. США

Поршневые кольца Speed-Pro Plasma Moly

Поршневые кольца Speed-Pro Plasma Moly

$87,99 — $282,99

$87,99 — $282,99

$87,99 — $282,99

Поршневые кольца с газовыми отверстиями Total Seal Gas

Поршневые кольца с газовыми отверстиями Total Seal Gas

211,99 $ — 695,99 $

211,99 – 69 долларов США5,99

211,99–695,99 долл. США

Поршневые кольца серии SRP Sportsman

Поршневые кольца серии SRP Sportsman

$101,02 — $178,10

$101,02 — $178,10

$101,02 — $178,10

Оригинальные поршневые кольца MAHLE для дизельных двигателей

Оригинальные поршневые кольца MAHLE для дизельных двигателей

$17,89 — $502,99

$17,89 — $502,99

17,89–502,99 долл. США

Поршневые кольца UEM Pistons KB Performance

Поршневые кольца UEM Pistons KB Performance

$54,99 — $192,99

$54,99 — $192,99

$54,99 — $192,99

Сухая пленка Total Seal Quickseat в порошке

Сухая пленка Total Seal Quickseat в порошке

18,99 $

18,99 $

$18,99

Поршневые кольца Speed-Pro HellFire

Поршневые кольца Speed-Pro HellFire

169,99 $ — 204,99 $

169,99 $ — 204,99 $

169,99 $ — 204,99 $

JE поршневые кольца

JE поршневые кольца

21,50–367,08 долл. США

21,50–367,08 долл. США

21,50–367,08 долл. США

Total Seal TS1 Поршневые кольца без зазоров 2-го кольца

Total Seal TS1 Поршневые кольца без зазоров 2-го кольца

$43,43 — $355,99

$43,43 — $355,99

$43,43 — $355,99

Поршневые кольца MAHLE Original Performance

Поршневые кольца MAHLE Original Performance

$42,99 — $186,99

$42,99 — $186,99

$42,99 — $186,99

Поршневые кольца Mahle Performance

Поршневые кольца Mahle Performance

$5,99 — $186,74

$5,99 — $186,74

5,99–186,74 долл. США

Поршневые кольца Total Seal AP Steal без зазоров с верхним кольцом

Поршневые кольца Total Seal AP Steal без зазоров с верхним кольцом

60,99–418,04 $

60,99–418,04 $

60,99–418,04 долл. США

Инструменты Proform для выпрямления поршневых колец

Инструменты Proform для выпрямления поршневых колец

$22,99 — $150,96

$22,99 — $150,96

22,99–150,96 долл. США

Поршневые кольца Wiseco

Поршневые кольца Wiseco

$10,49- $243,99

10,49–243,99 долл. США

10,49–243,99 долл. США

Обычные поршневые кольца Total Seal TNT

Обычные поршневые кольца Total Seal TNT

205,99 $ — 305,97 $

205,99 $ — 305,97 $

205,99–305,97 долл. США

Поршневые кольца Total Seal без зазоров Max Seal

Поршневые кольца Total Seal без зазоров Max Seal

45,99 $ — 400,99 $

45,9 $9 – 400,99 долларов США 90 005

$45,99 — $400,99

Расширитель поршневых колец Total Seal

Расширитель поршневых колец Total Seal

14,39 $

14,39 $

14,39 $

Стальное верхнее кольцо Total Seal TNT с комплектами поршневых колец 2-го кольца без зазоров

Стальное верхнее кольцо Total Seal TNT с комплектами поршневых колец 2-го кольца без зазоров

$375,89 — $433,99

$375,89 — $433,99

$375,89- $433,99

Верхние поршневые кольца из обычной стали AP Total Seal

Верхние поршневые кольца из обычной стали AP Total Seal

29,99–415,75 $

29,99–415,75 $

29,99–415,75 долл.