Главная » Разное » Как подобрать кольца к поршню по размеру

Как подобрать кольца к поршню по размеру


Как подобрать поршневые кольца по размеру поршня. Блог › Поршневые кольца двигателя. Основное назначение

Поршневые кольца - это незамкнутые кольца, которые с небольшим зазором (до нескольких сотых долей миллиметра) посажены в канавках на внешних поверхностях поршней в двигателях внутреннего сгорания. В данной статье мы поговорим про поршневые кольца двигателя, какие они бывают и основное предназначение колец двигателя.

Поршневые кольца по назначению разделяют на компрессионные и маслосъемные. Компрессионные кольца предотвращают порыв газов из камеры сгорания в картер. Наружный диаметр кольца в свободном состоянии больше внутреннего диаметра цилиндра, поэтому часть кольца вырезана. Вырез в поршневом кольце называют замком.

Маслосъемные кольца препятствуют проникновению масла из картера в камеру сгорания, снимая излишки масла со стенки цилиндра. Их устанавливают ниже уровня компрессионных. Они в отличии от компрессионных колец имеют сквозные прорези.

Из чего делают кольца двигателя?

Одним из первых эффективных материалов, использованных для поршневых колец, был ковкий чугун. Он сочетается с чугуном, используемым в блоках цилиндров, а его пористая структура позволяет ему удерживать масло, уменьшая износ. Широко используется также производная от ковкого чугуна, известная как пластичный чугун. Он обладает большинством качеств чугуна, а кроме этого, он может упруго деформироваться, что облегчает установку колец.

Поршневые кольца, сделанные из нержавеющей стали, являются усовершенствованием хромированных чугунных колец. По сути, нержавеющая сталь является материалом, в который входит большое количество хрома. И нет ничего странного в том, что такие кольца имеют свойства, аналогичные свойствам хромированных колец. Нержавеющая сталь также имеет способность противостоять высокой температуре, превосходящую хромированный чугун.

При попытках увеличения срока службы колец и обеспечения быстрой их приработки, были созданы молибденовые кольца. Такое кольцо является обычно кольцом с основой из чугуна с молибденовым покрытием поверхности. Молибден обладает многими противоизносными свойствами хрома, а в некоторых случаях он может иметь даже большую сопротивляемость износу. С течением времени молибденовые кольца стали основными в двигателях, так как они долговечные, относительно легко прирабатываются и более надежные.

Верхние компрессионные кольца двигателя

Существует много конфигураций верхнего компрессионного кольца и различия между некоторыми трудно уловимы. К примеру, кольцо может иметь преднамеренное небольшое перекручивание. Другими словами, верхняя и нижняя поверхности кольца не лежат плоско в канавке для кольца, а слегка наклонены, и только верхний или нижний край лицевой (рабочей) поверхности контактирует с отверстием цилиндра.

Кольца сконструированы таким образом, чтобы ускорить приработку поверхностей поршневых колец и стенок цилиндров и помогать уплотнению кольца в верхней и нижней частях канавки для кольца. Величина перекручивания кольца очень мала и оно обычно делается путем стачивания фаски на внутреннем крае кольца.

Другим важным типом компрессионного кольца, хотя и не такого, как обычное плоское или перекрученное кольцо, является поршневое кольцо с L-образным участком, чья способность к уплотнению зависит от усилия, развиваемого давлением газов, действующих на заднюю сторону большого выступа в форме буквы «L». Только эти кольца развивают дополнительное усилие, прикладываемое к стенкам цилиндров, когда в цилиндре имеется высокое давление, например, в такте сжатия и особенно в момент после сгорания рабочей смеси. Конечно, когда высокого давления в цилиндре нет, кольцо ослабляется, уменьшая трение и износ.

Второе компрессионное и маслосъемное кольца двигателя

Основная задача второго компрессионного кольца - обеспечение дополнительного уплотнения после верхнего маслосъемного кольца. Из-за этого второе кольцо обычно «следит» только за газами, которые проходят мимо верхнего кольца, а давление и температура отличаются от значений для верхнего компрессионного кольца. Соответственно материалы и конструкция второго кольца являются менее критичными.

Однако, второе кольцо имеет важную дополнительную функцию: оно помогает маслосъемному кольцу, действуя как «скребок», предотвращает попадание излишнего масла в камеру сгорания и возникновение детонации.

Некоторые вторые компрессионные кольца специально сделаны скошенными, чтобы содействовать работе маслосъемного кольца, а скос наименьший у верхнего края кольца. При этом оно стремится двигаться поверх масла при движении вверх в цилиндре и будет удалять масло при движении вниз. Если удаление масла является проблемой, то такой тип кольца принудительно удаляет масло, хотя второе кольцо с плоской поверхностью вместе с маслосъемным кольцом «нормального» усилия - это все, что нужно.

Второе компрессионное кольцо без зазора является новой конструкцией. Используемый здесь термин «без зазора» в чем-то неправильный, т. к. вообще невозможно изготовить кольцо полностью без зазора - его будет невозможно установить на поршень, и кольцо будет нерегулируемым даже при самых малых отклонениях формы отверстия цилиндра от окружности. Не обращая внимания на это, кольцо можно сделать без видимого зазора для газов, проходящих мимо кольца. При использовании этих колец двигатель прирабатывается быстрее в процессе обкатки, и он выдает немного большую мощность при проверке на стенде.

Потребность в беззазорных кольцах зависит в той или иной степени от того, как работают другие кольца. Если верхнее компрессионное кольцо обеспечивает качественное уплотнение, то беззазорное второе компрессионное кольцо менее важно. Однако, в реальности дело обстоит не так и второе беззазорное компрессионное кольцо может быть реальным средством при получении большей мощности на коленчатом валу.

Маслосъемные кольца очень важны для функционирования двигателей, особенно при использовании низкооктанового топлива. Моторное масло, которое остается в камере сгорания, будет уменьшать октановое число топлива, что может привести к детонации. Оно также может загрязнять камеры сгорания и головки поршней, что обязательно вызовет снижение мощности двигателя.

И пару видео в нагрузку))Приятного просмотра.

Назначение поршневых колец

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 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 ис

ziko55.ru

Поршневые кольца — Лада 2107, 1.8 л., 2004 года на DRIVE2

Как не ошибиться при выборе поршневых колец для автомобилей ВАЗ?

На рынке автозапчастей сегодня есть все — от самой мелкой детали до двигателя и кузова. Казалось бы, проблема, которая лет десять-пятнадцать назад стояла очень остро, наконец-то решена. Но не тут-то было. Подобрать качественные детали для замены непросто, особенно это касается вкладышей шатунных и коренных подшипников, элементов цилиндропоршневой группы —
поршней, колец. Именно качество и надежность этих деталей кардинально влияют на срок работы двигателя после "лечения".

Немного истории

Самые первые поршневые кольца для ВАЗ изготавливались на специализированном заводе в Мичуринске, но устаревшие технологии 50-х годов не
соответствовали требованиям ВАЗ к качеству продукции. Выбраковка мичуринских колец достигала порой 75-80%, поэтому руководство ВАЗ приняло решение об организации данного производства в собственном "доме". С этой целью заключили договор между ВАЗ и японской фирмой "Рикен", которая поставила в Тольятти оборудование для производства поршневых колец, что
позволило снизить количество брака до 25%. Казалось бы, и эта цифра велика, однако по сравнению с другим импортным оборудованием преимущество японского в качестве было неоспоримым.

В настоящее время на ВАЗ выпускают поршневые кольца трех номинальных размеров (76, 79, 82 мм), на каждый из которых приходится по два ремонтных (0,4 и 0,8 мм). Материалом для изготовления колец является специальный высокопрочный или серый чугун марки РИК-40 и РИК-20, который имеет высокие противоизносные свойства, превосходящие по качеству материалы колец других заводов (в Мичуринске, Ставрополе). Контроль качества осуществляется после каждого технологического перехода в течение всего процесса производства.

Особенности маслосъемных колец

В основной массе маслосъемные кольца выпускаются двух типов — хромированные и нехромированные, однако не так давно появились и стальные кольца с пружинным элементом, предназначенные пока лишь для установки при ремонте двигателя. Стальные маслосъемные кольца изготавливают только номинального размера.

Хромированные кольца имеют сечение с двумя симметричными выступами и предназначены для установки в двигателях ВАЗ-2106, 2108, 21083, 2121, 1111. А появились они после рождения ВАЗовских двигателей для "восьмерок" и " девяток". Эти двигатели имеют повышенную степень сжатия и более нагруженные режимы работы, поэтому в процессе эксплуатации обычные маслосъемные кольца изнашивались намного быстрее, чем верхнее компрессионное, покрытое хромом. Чтобы уравнять их пробег, начали покрывать хромом и маслосъемные кольца вышеперечисленных двигателей, что позволило
продлить жизнь кольцам почти в два раза.

Что касается нехромированных колец, то их выступы несимметричны, и устанавливаются они на двигатели ВАЗ-2101, 21011, 2103, 2105 и на 2106 для АЗЛК 2141. Это, пожалуй, единственная деталь, позволяющая отличить хромированное кольцо от обычного, так как по цвету они почти одинаковы. Будьте внимательны, чтобы вам "по ошибке" не продали "мичуринские" кольца,
имеющие "подкошенные" выступы.

Расширительные пружины также имеют свои отличительные особенности: переменный шаг навивки витков, отшлифованная поверхность по наружному диаметру и торцам. Возможности подделки маловероятны. Такие отличительные черты можно получить, только имея специальное дорогостоящее оборудование, которое есть пока лишь на ВАЗ.

Но бывают случаи, когда пытаются продать уже закончившие свой "жизненный путь" кольца, которые перед этим тщательно чистят и вымывают. Обнаружить
это нетрудно, стоит лишь взглянуть на профиль и высоту выступов. Как правило, они либо отсутствуют, либо проявляются едва заметно. Да и пружинное кольцо практически невозможно полностью очистить от масла и
грязи.

Стальные маслосъемные кольца за рубежом получили широкое распространение. Их большой срок службы, меньшая масса и стоимость, надежность и качество
выполняемой работы говорят о необходимости их внедрения и на всех ВАЗовских моделях. Однако из-за отсутствия необходимого количества материала для их
серийного производства (нержавеющая сталь для пружинного элемента и углеродистая лента для колец) их применение пока ограничено и распространяется лишь на ремкомплекты. Моторесурс стальных колец — 150-200 тыс. км, что, бесспорно, подтверждает их преимущество над чугунными.

Самая главная отличительная черта ВАЗовских стальных маслосъемных колец — хромовое покрытие самих колец и расширительных пружин, у мичуринских и других оно отсутствует. На поверхности колец хром создает специфический матовый оттенок, заметный, если только хорошо присмотреться.

Компрессионные кольца

Компрессионные кольца, как и маслосъемные, имеют свой профиль. Верхнее компрессионное кольцо является наиболее нагруженным, изготавливается оно из
высокопрочного серого чугуна, а поверхность по наружному диаметру хромируется. Нижнее компрессионное кольцо менее нагружено, поэтому его не хромируют, а для того, чтобы оно частично выполняло маслосъемную функцию, нижнюю часть делают в виде клина для снятия остатков масла.

Как и маслосъемные, ВАЗовские компрессионные кольца также имеют свои отличительные черты. Эти кольца с одной стороны (а иногда и с двух) по наружному диаметру имеют фаску, у колец другого происхождения этой фаски нет. При первом взгляде ее трудно заметить, однако на ощупь можно определить (контроль, аналогичный проверке доллара).

Еще одной отличительной особенностью являются торцы, которые в ходе технологического процесса на ВАЗ зачищаются шкуркой, и даже фосфатирование
не может скрыть следов данной обработки. После обработки шкуркой торцы получаются осветленными и закругленными, у других же эта особенность отсутствует.

Хромовое покрытие создает матовый цвет, поэтому его нетрудно отличить от стального блеска нехромированных колец. Как уже отмечалось, в настоящее время на ВАЗ выпускаются кольца трех номинальных размеров — 76, 79, 82 мм и только двух ремонтных размеров — 0,4 и 0,8 мм. Если при покупке вам
предлагают 0,7 или 0,6 мм, — это первый признак подделки.

Фирменные метки и упаковки

На каждом кольце обязательно имеется маркировка. Справа от замка ставится слово "ВАЗ", а если это ремонтный размер, то слева от замка ставится цифра
40 или 80, что соответствует ремонтным размерам 0,4 и 0,8 мм. Обнаружить подделку иногда очень тяжело, так как в современных условиях сделать " фирменную" метку не так уж и сложно. Однако и здесь, если постараться,
можно выявить "фальшь". Заводскую метку ставит автомат, а значит место ее установки всегда строго фиксировано. В случае, когда этим занимается
" рукодельщик", всегда имеются отклонения от заводского "места". Это несложно заметить при тщательном осмотре даже одного комплекта колец.
Упаковки также имеют свои фирменные секреты. Все кольца, которые идут на запчасти, упаковываются в пакетики по 3 штуки (два компрессионные и одно
маслосъемное — цилиндрокомплект). На пакетиках устанавливается кодовый номер комплекта, модель двигателя и размер колец. В дальнейшем такие
комплекты расфасовываются по типоразмерам и упаковываются в фирменные коробочки по четыре цилиндрокомплекта. На пакетах и коробках надписи всегда имеют один шрифт, и запомнить его не составит труда, к тому же, на коробке должен быть штамп ОТК, а все точки склеивания коробки тоже располагаются в
строго определенных местах.

Чтобы было проще ориентироваться в номенклатуре поршневых колец, выпускаемых на ВАЗ, предлагаем перечень, представленный в таблицах 1 и 2.

Споры вокруг выбора колец

Любой автомобилист мечтает, чтобы каждая деталь двигателя его машины служила как можно дольше. Однако в случае с поршневыми кольцами это мнение
разделилось. Одни утверждают, что лучше устанавливать кольца, имеющие небольшую долговечность (30-40 тыс. км — в случае мичуринских колец). Этим вы сможете оградить от износа стенки цилиндров и тем самым продлите жизнь двигателю. Другие же настаивают на том, что лучше устанавливать ВАЗовские кольца — более долговечные (пробег до замены 150-200 тыс. км), так как все равно после такого пробега придется заниматься шлифовкой коленчатого вала и заменой его вкладышей, а заодно можно заняться и мелким ремонтом цилиндропоршневой группы. Наличие двух ремонтных размеров позволит еще
дважды избежать расточки цилиндров, что в сумме даст пробег 450-600 тыс. км. А теперь посчитайте, во сколько обойдется вам разборка и сборка двигателя через каждые 30-40 тыс. на протяжении 600 тыс. км пробега.

Таблица 1. Чугунные поршневые кольца
Модель двигателя Размер колец на упаковке Обозначение комплекта
ВАЗ-2101 76 мм нормальный 2101-1000100-10
ВАЗ-2103 76,4 мм ремонтный 2101-1000100-31
76,8 мм ремонтный 2101-1000100-32
ВАЗ-2108 76 мм нормальный 2108-1000100-10
ВАЗ-21081 76,4 мм ремонтный 2108-1000100-31
76,8 мм ремонтный 2108-1000100-32
ВАЗ-21011 79 мм нормальный 21011-1000100-10
ВАЗ-2105 79,4 мм ремонтный 21011-1000100-31
79,8 мм ремонтный 21011-1000100-32
ВАЗ-2106 79 мм нормальный 2106-1000100-10
ВАЗ-2121 79,4 мм ремонтный 2106-1000100-31
79,8 мм ремонтный 2106-1000100-32
ВАЗ-21083 82 мм нормальный 21083-1000100-10
ВАЗ-21213 82,4 мм ремонтный 1083-10001200-31
ВАЗ-2110 82,8 мм ремонтный 21083-1000100-32
ВАЗ-1111 76 мм нормальный 1111-1004029
76,4 мм ремонтный 1111-1004031
76,8 мм ремонтный 1111-1004032
ВАЗ-11113 82 мм нормальный 11113-1004029
82,4 мм ремонтный 11113-1004031
82,8 мм ремонтный 11113-1004032

Таблица 2. Ремкомплекты со стальными маслосъемными кольцами
Двигатель Размер колец Обозначение автокомплекта
ВАЗ-2101 76 мм
нормальный 2108-10040029

ВАЗ-2103 — —
ВАЗ-2108 — —
ВАЗ-21081 — —
ВАЗ-21011 79 мм нормальный 2106-1004029
ВАЗ-2106 — —
ВАЗ-2121 — —
ВАЗ-21083 82 мм нормальный 21083-1004029
ВАЗ-21213 — —
ВАЗ-21073 — —
ВАЗ-1111 76 мм нормальный 1111-1004029-01

www.drive2.ru

Поршневые кольца

Поршень и цилиндр двигателя внутреннего сгорания имеют близкие размеры, однако, с какой бы высокой точностью они не изготавливались, между ними все равно остается зазор, через который в картер могли бы свободно проходить газы, образующиеся в результате сгорания рабочей смеси, а из картера в камеру сгорания попадало бы моторное масло. Для предотвращения этих крайне нежелательных явлений применяются поршневые кольца.

Они представляют собой незамкнутые кольца, посаженные с небольшим зазором в предназначенных для этой цели поршневых канавках. По своему предназначению они делятся на две группы:

Компрессионные поршневые кольца имеют наружный диаметр немного больше диаметра цилиндра. Чтобы деталь могла поместиться внутри, в ней делается вырез, называемый замком. Поверхность компрессионного кольца изготавливается ровной, без каких-либо выемок. Маслосъемные кольца, в отличие от них, имеют сквозные прорези, предназначенные для отвода масла.

Количество колец, устанавливаемых на один поршень, может варьироваться. На заре автомобильной эры, когда двигатели были тихоходными, чтобы как можно лучше справиться с потерями компрессии, их количество доходило до семи. В современных двигателях для каждого поршня, как правило, применяется три: два компрессионных и одно маслосъемное. У спортивных автомобилей с высокооборотистыми форсированными моторами инженеры довольно часто ограничиваются и вовсе двумя.

Какие материалы применяются для изготовления поршневых колец

При изготовлении колец применяются различные материалы, такие, как чугун, нержавеющая сталь, хром и молибден. Чугун сочетает в себе невысокую стоимость и достаточно высокие эксплуатационные характеристики, чем вызвано его широкое распространение.

В состав нержавеющей стали входит большое количество хрома для увеличения жаростойкости и сопротивляемости износу. Благодаря этому кольца из «нержавейки», как и хромированные, лучше сопротивляются высоким температурам, нежели чугунные. Поскольку первое компрессионное кольцо работает в условиях недостатка смазки, необходимо учитывать и этот фактор при выборе материала для него. Как нельзя лучше для покрытия подходит все тот же хром. Хромированные изделия намного лучше сопротивляются истиранию.

Молибден применяется в качестве покрытия рабочей части колец с целью увеличения их ресурса. Помимо этого, молибденовые поршневые кольца быстрее прирабатываются к стенкам цилиндров, что особенно важно в случае их замены при проведении капитального ремонта двигателя.

Анатомия поршневых колец

Не следует думать, что для всех колец из комплекта применяется один и тот же металл. На применяемый материал основное влияние оказывает расположение поршневых колец на поршне. Поскольку все поршневые кольца работают в разных условиях, то и требования, предъявляемые к сплавам, из которых они изготовлены, различны.

Первое компрессионное кольцо

В наиболее тяжелых условиях находятся первые компрессионные кольца, поэтому к ним предъявляются наиболее высокие требования по жаростойкости и сопротивляемости износу. Чаще всего их изготавливают из чугуна с противоизносной вставкой из молибдена.

На первый взгляд все компрессионные кольца выглядят одинаково, однако их конфигурация может существенно различаться. Например, верхнее может быть немного перекручено. В результате с поверхностью цилиндра контактирует только его кромка, а не вся поверхность. Благодаря этому, уменьшаются потери на трение, и сокращается время приработки.

Другой тип – компрессионные кольца с L-образным участком. Их отличительная особенность – способность менять степень уплотнения в зависимости от давления, оказываемого рабочими газами на тыльную часть большого L-образного выступа. Под давлением они расширяются, улучшая компрессию (во время такта сжатия), когда давление уменьшается, диаметр наоборот, уменьшается, при этом уменьшается трение и износ деталей. Какие из колец лучше, каждый решает сам, поскольку у всех имеются свои преимущества.

Второе компрессионное кольцо

Условия его работы менее напряженные, поэтому требования, предъявляемые к материалу, из которого оно изготовлено, менее жесткие. Второе компрессионное кольцо выполняет двойную задачу:

  1. обеспечивает дополнительное уплотнение, задерживая газы, прорвавшиеся через первое;
  2. работает наподобие скребка, препятствуя попаданию моторного масла в камеру сгорания.

Нередко вторые компрессионные кольца имеют форму усеченного конуса, т.е. диаметр верхней части меньше, чем диаметр нижней. Благодаря такой конструкции, при движении поршня вниз со стенок цилиндра удаляется масло.

Оба компрессионных кольца имеют только одно правильное положение для установки, переворачивать их ни в коем случае нельзя, иначе они будут неправильно работать. Для предотвращения ошибок при монтаже на их верхней стороне ставится маркировка, например, «Т» или «TOP».

Маслосъемные кольца

Они устанавливаются под компрессионными. В отличие от последних, их поверхность не сплошная, она имеет окошки, предназначенные для отвода моторного масла. В современных двигателях маслосъемные кольца устанавливаются по одному на каждый поршень, раньше они устанавливались по несколько, особенно в двигателях, предназначенных для стационарного использования.


Подбор запчастей

При выполнении капремонта двигателя необходимо правильно подобрать поршневые кольца, поскольку неправильный подбор приведет либо к отсутствию необходимой компрессии, либо к заклиниванию поршней в цилиндрах с последующим разрушением колец и образованием многочисленных задиров на поршнях и стенках цилиндров. Рассмотрим на примере двигателя ВАЗ-2111, как правильно подобрать нужные детали.

Существует таблица ремонтных размеров поршней и колец, с помощью которой подобрать подходящий диаметр деталей достаточно легко. Базовый диаметр цилиндров мотора ВАЗ-2111 составляет 82 мм, ремонтные поршни имеют увеличенный диаметр: на 0,4 мм для первого ремонта и на 0,8 мм – для второго. Кольца под ремонтные размеры также имеют увеличенный диаметр, и на них проставляется соответствующая маркировка.

В общих чертах процесс капремонта двигателя ВАЗ-2111 выглядит так: цилиндры растачиваются под первый ремонтный размер, при этом оставляется небольшой припуск на хонингование. Затем старые поршни заменяются на новые увеличенного диаметра, и на них монтируются поршневые кольца первого ремонтного размера.

Таблица ремонтных размеров существует для всех двигателей, и подобрать нужный диаметр не составит труда для любого мотора, будь то двигатель ВАЗ или Субару.

Модель двигателя (ВАЗ) Размер колец (мм)
нормальный 1-й ремонтный 2-й ремонтный
2101, 2103, 2108, 21081, 1111 76 76,4 76,8
21011, 2105, 2106, 2121 79 79,4 79,8
21082, 21213, 2110, 11113 82 82,4 82,8

Какие кольца лучше

Вопрос, какие поршневые кольца лучше приобрести для замены, не дает покоя многим автовладельцам. При имеющемся многообразии выбор сделать нелегко. Ответить можно так: если цель замены– восстановление нормальной работоспособности мотора, вполне достаточно штатных, если же владелец хочет улучшить характеристики двигателя, лучше обратить внимание на более «навороченные» изделия, например, хромированные или молибденовые.

znanieavto.ru

Volkswagen Touareg 2.5 › Бортжурнал › Поршневые кольца. Устройство, виды, функции поршневых колец. №1

Привет всем зашедшим. В качестве ликбеза решил выложить материал по кольцам. Букв будет много, но весьма полезно и познавательно. Уверен, что нижеописанная информация известна далеко не всем.
1. Требования к поршневым кольцам.
Поршневые кольца для двигателей внутреннего сгорания должны отвечать всем требованиям, предъявляемым к динамическому линейному уплотнению. Они должны не только выдерживать термические и химические нагрузки, но и выполнять ряд функций. Кроме того, они должны обладать следующими свойствами:
Функции поршневых колец:
Предотвращение (за счет уплотнения) прорыва газов из камеры сгорания в картер, во избежание снижения давления газов и, следовательно, мощности двигателя
Уплотнение, т. е. предотвращение попадания смазывающего масла из кривошипной камеры (картера) в камеру сгорания
Обеспечение наличия на стенке цилиндра масляной пленки точно заданной толщины
Распределение смазочного масла по стенке цилиндра
Стабилизация движения поршня (качание поршня) – особенно на холодном двигателе и большом зазоре между поршнем и цилиндром
Передача тепла (отвод тепла) от поршня к цилиндру
Свойства поршневых колец:
Низкое трение во избежание существенных потерь мощности двигателя
Высокая износостойкость и сопротивление термомеханической усталости, химическим нагрузкам и горячей коррозии
Поршневое кольцо не должно вызывать чрезмерный износ цилиндра, иначе значительно сокращается срок службы двигателя.
Длительный срок службы, эксплуатационная надежность и эффективность затрат в течение всего времени эксплуатации
2. Основные функции поршневых колец
2.1. Уплотнение от прорыва отработанных газов
Основной функцией компрессионных поршневых колец является предотвращение прорыва газов между поршнем и стенками цилиндра в картер. В большинстве двигателей это достигается за счет использования двух компрессионных поршневых колец, образующих лабиринт для газов.
В силу конструктивных особенностей, поршневые кольца для двигателей внутреннего сгорания не обеспечивают 100%-ого уплотнения, поэтому в картер всегда проникает небольшое количество газов. Это нормальное явление, полностью исключить прорыв газов невозможно в связи с особенностями конструкции колец.
Однако в любом случае необходимо избежать чрезмерного прорыва горячих отработанных газов между поршнем и стенкой цилиндра. Иначе это повлекло бы за собой снижение мощности, повышенный нагрев компонентов и прекращение смазывания. Всё это отрицательно сказалось бы на сроке службы и работе двигателя. Различные уплотняющие и прочие функции колец, а также возникающий прорыв газов будут подробнее рассмотрены ниже.

Уплотнение от прорыва отработанных газов.


2.2. Съем и распределение масла
Поршневые кольца не только обеспечивают герметичность между камерой сгорания и полостью картера, но и регулируют толщину масляной пленки. Кольца равномерно распределяют масло по стенке цилиндра. Съем избыточного количества масла осуществляется в основном маслосъемным поршневым кольцом (3-е кольцо), а также комбинированным компрессионным/скребковым кольцом (2-е кольцо).

Съем и распределение масла


2.3. Отвод тепла
Еще одна важная функция поршневых колец заключается в регулировании температуры поршня. Основная часть (около 70 %) тепла, поглощенного поршнем при сгорании топлива, отводится через поршневые кольца к цилиндру. Решающую роль при этом играют компрессионные поршневые кольца.
Отсутствие постоянного отвода тепла поршневыми кольцами привело бы к образованию на поршне задиров или даже к расплавлению поршня всего за несколько минут. В связи с этим очевидно, что поршневые кольца всегда должны иметь оптимальный контакт со стенкой цилиндра. Некруглости цилиндра или блокирование поршневых колец в кольцевых канавках (нагарообразование, грязь, деформация) с течением времени приводят к повреждениям поршня, вызванным перегревом из-за недостаточного отвода тепла.

Отвод тепла


3. Типы поршневых колец
3.1. Компрессионные поршневые кольца
Цилиндрические компрессионные поршневые кольца

Цилиндрическое компрессионное кольцо

Цилиндрическое компрессионное кольцо с внутренней фаской

Цилиндрическое компрессионное кольцо с внутренним углом


Цилиндрические компрессионные поршневые кольца – это кольца, имеющие прямоугольное поперечное сечение. У таких колец боковые поверхности параллельны друг другу. Данный тип компрессионных поршневых колец является самым простым и наиболее распространенным. В настоящее время кольца этого типа используются преимущественно в качестве первого компрессионного кольца во всех бензиновых, а иногда и в дизельных двигателях легковых автомобилей. Наличие внутренних фасок и углов вызывает скручивание колец в установленном (напряженном) состоянии. Фаска или внутренний угол, расположенные по верхней кромке, вызывают «положительное скручивание кольца». Более подробное описание воздействия скручивания колец будет описано ниже.
Конические кольца – компрессионные поршневые кольца с маслосъемной функцией

Коническое кольцо

Коническое кольцо с нижней внутренней фаской

Коническое кольцо с нижним внутренним углом


Конические кольца используются на двигателях любых типов (бензиновых и дизельных, для легковых и грузовых автомобилей) и устанавливаются, как правило, во вторую кольцевую канавку. Эти кольца выполняют двойную функцию. Они помогают компрессионному кольцу в противодействии прорыву газов, а маслосъемному кольцу – в регулировании толщины масляной пленки.Рабочая поверхность конических колец имеет коническую форму. В зависимости от исполнения, угловое отклонение рабочей поверхности в сравнении с кольцом прямоугольного сечения составляет от 45 до 60 угловых минут. Благодаря такой форме новое коническое кольцо контактирует с поверхностью цилиндра только по нижней кромке. По этой причине в данной области возникает высокое механическое давление на поверхность и происходит желаемый съем материала. В результате этого запланированного износа, возникающего в период приработки, уже после непродолжительной эксплуатации образуется идеально закругленная кромка, которая обеспечивает оптимальное уплотнение. За период эксплуатации в несколько сотен тысяч км pабочая поверхность кольца теряет коническую форму, и коническое кольцо начинает выполнять функцию кольца прямоугольного сечения. Обладая теперь свойствами кольца прямоугольного сечения, бывшее коническое кольцо по-прежнему обеспечивает надежное уплотнение. По причине того, что газы оказывают давление на кольцо также спереди (из-за проникновения газов в зазор между цилиндром и рабочей поверхностью поршневого кольца), усиление действия давления газов несколько снижается. За счет этого во время приработки кольца незначительно уменьшаются давление прижима и степень износа. Конические кольца выполняют не только функцию компрессионных поршневых колец, но и обладают хорошими маслосъемными свойствами. Этому способствует смещенная внутрь верхняя кромка кольца. При движении поршня вверх, от нижней к верхней мертвой точке, кольцо скользит по масляной пленке. Под действием гидродинамических сил (образование масляного клина) кольцо слегка отходит от поверхности цилиндра. При движении поршня в обратном направлении кромка кольца проникает глубже в масляную пленку и таким образом снимает слой масла, отводя его в сторону картера. На бензиновых двигателях конические кольца устанавливаются также в первую кольцевую канавку. Фаска или внутренний угол, относительно нижней кромки, вызывают отрицательное скручивание кольца.

Давление газов на коническое кольцо


Скребковые кольца:

www.drive2.ru

Как выбрать поршневые кольца | Новости автомира

Все автолюбители знают, что одним из основных элементов ДВС является поршень. Однако не все принимают во внимание тот факт, что без специальных колец поршни не могут нормально выполнять свои функции. Маслосъемные и компрессионные кольца являются важными деталями двигателя внутреннего сгорания, так как от них зависит разгонная динамика авто, расход масла и топлива, токсичность выхлопа и пусковые свойства агрегата. Эксперты Авто.про решили разобраться с тем, как устроены поршневые кольцами и с какими проблема могут столкнуться водители, владеющие автомобилей с изношенными кольцами.

Назначение и конструкция

Для начала стоит определиться с тем, какими бывают поршневые кольца. Это понятие охватывает кольца двух типов и одного промежуточного подтипа. На первый взгляд подобные изделия практически одинаковы – незамкнутые кольца, которые при установке утапливаются в канавки поршней. Однако различия в их конструкции все же есть:

  1. Компрессионные кольца. Они предотвращают попадание горячих газов в картер двигателя из камер сгорания. Наружный диаметр таких колец несколько больше внутреннего диаметра цилиндров, так они имеют вырез, называемый замком;
  2. Маслосъемные кольца. Предотвращают попадание масла уже из картера двигателя в камеры сгорания. Как следует из названия, кольца снимают масло со стенок цилиндров. Имеют сквозные прорези, чем отличаются от компрессионных колец, а устанавливаются ниже последних;
  3. Компрессионно-маслосъемные. Ближе к компрессионным, однако имеют специфическую геометрию, благодаря которой они способны как удалять излишки масла, так и герметизировать камеру сгорания.

Стоит отметить, что некоторые автоконцерны проектируют двигатели из расчета на то, что они будут иметь повышенный расход масла. Как ни странно, обусловлено это специфической конструкцией поршневых колец. Несмотря на очевидную парадоксальность такого решения, в нем есть смысл. Во-первых, в таких двигателях потери на трения ниже, чем в тех, что экономнее расходуют масло. Во-вторых, цилиндро-поршневая группа подобных агрегатов изнашивается медленнее. Поршни подавляющего большинства двигателей оснащены тремся кольцами:

Верхнее кольцо герметизирует камеру сгорания. Как правило, изнашивается быстрее остальных двух колец, так как воспринимает сильные нагрузки: высокие температуры, давление, контакт с химически агрессивными отработавшими газами. Повышенный расход масла в большинстве случаев обусловлен износом именно этих колец. Обычно их изготавливают из чугуна, легированного хромом, молибденом и никелем или же из легированных сталей с дополнительным износостойким покрытием.

Компрессионно-маслосъемные кольца берут на себя сразу несколько функций. Первая: дополнительная герметизация камер сгорания. Вторая: предотвращение излишнего расхода масла. По факту, кольцо одновременно и перекрывает доступ к камере сгорания, и снимает излишки масла по ходу движения поршня от верхней точки к нижней. Такие кольца имеют более сложную форму, нежели обычные компрессионные. В подавляющем большинстве случаев на изготовление таких колец идет легированный чугун с пластинчатым графитом – материал менее прочный, нежели, например, чугун, легированный молибденом.

Нижние маслосъемные кольца, как несложно догадаться по их названию, берут на себя задачу снятия масла со стенок цилиндров и дальнейшего его отведения в картер двигателя через специальные пазы или отверстия. Маслосъемные кольца бывают двух видов:

  1. Наборные, включающие в себя пару колец и двухфункциональный расширитель;
  2. Коробчатые с эспандерной пружиной.

Основное требования к маслосъемным поршневым кольцам: способность быстро и качественно прирабатываться к стенкам цилиндра. Проще говоря, кольцо должно по максимуму заполнять свободное пространство, так как это увеличивает эффективность снятия масла. На изготовление маслосъемных колец идет углеродистая сталь или же серый легированный чугун. Если гильзы цилиндров выполнены из чугуна, то маслосъемные кольца поршня должны быть хромированными.

Почему поршневые кольца выходят из строя

Читателю может показаться, что в силу простой конструкции и использования износостойких материалов поршневые кольца должны иметь огромный, практически неисчерпаемый эксплуатационный ресурс. Практика успела показать, что кольца даже самых надежных двигателей изредка нуждаются в замене, хотя и случаи, когда мотор эксплуатировался в течение многих лет без замены основных комплектующих, встречаются. Стоит понимать, что поршневые кольца, а в особенности верхние компрессионные, страдают от:

Последний пункт стоит разобрать подробнее. Когда поршень приближается к критической точке, в месте расположения компрессионного кольца количество смазка быстро уменьшается. При этом возрастает давление и температура. Как только поршень останавливается, масляная пленка разрывается. Дальнейший путь до нижней точки компрессионное кольцо может и вовсе пройти в условиях сухого трения, что приводит к его быстрому износу. По этой причине именно верхние кольца проверяют самыми первыми – они изнашиваются быстрее остальных. Компрессионно-маслосъемные кольца испытывают намного меньшие нагрузки, так что и выходят из строя они намного реже обычных компрессионных. Так как кольца берут на себя сразу две функции, они имеют особую форму: коническую с небольшим углом наклона. На их эксплуатационном ресурсе это практически не сказывается.

По факту самыми живучими являются маслосъемные кольца – они испытывают небольшие нагрузки, так как отвечают лишь за отвод излишков масла. В предыдущем разделе уже было указано, что такие кольца имеют более сложную форму, чем компрессионные: два пояса, собирающие остатки масла, а также специальная кромка для отвода смазочного материала. Усложнение конструкции негативно сказывается на эксплуатационном ресурсе изделия, но в силу малых нагрузок, оно редко нуждается в замене.

Признаки неисправности

Первое, на чем читателю стоит заострить свое внимание, так это на величине зазора поршневых колец. Принимая форму канавок поршня, кольца образуют зазор в 0.15-0.50 мм. В технической документации двигателя указана точная величина зазора, однако в среднем она попадает в указанный диапазон. При значительном увеличении зазора будут наблюдаться проблемы с двигателем. К основным признакам неисправности поршневых колец обычно относят:

  1. Падение мощности силового агрегата, обусловленное снижением компрессии;
  2. Повышение расхода горючего;
  3. Серьезное увеличение расхода масла.

Пробег недорогих поршневых колец обычно не превышает 150 тыс. км. Более дорогие аналоги от известных производитель могут «отходить» порядка 300 тыс. км, хотя известно немало случаев, когда пробег колец превышал отметку в 500 тыс. км. Неисправность поршневых колец бывает сложно выявить без непосредственного осмотра поршней. Однако определить степень их износа можно по неявным признакам. К ним относят:

  1. Появление черного дыма. Причина кроется в том, что часть газов из камер сгорания проходит через компрессионные кольца с попадает в картер двигателя. При этом падает давление в цилиндрах и, соответственно, мощность двигателя;
  2. Появление голубого дыма, имеющего сизый оттенок. Указывает на факт попадание смазочного материала в камеры сгорания;
  3. Появление выхлопа белого цвета. Обычно появление белого выхлопа обусловлено наличием влаги. Если цвет выхлопа не изменился после продолжительного прогрева двигателя, имеет смысл проверит маслосъемные кольца;
  4. Изменение состава топливно-воздушной смеси. Зачастую смесь переобогащается, на что указывает едкий черный дым и хлопки в системе выхлопа.

Даже если автолюбитель наблюдает что-то из вышеуказанного, не стоит сразу приступать к частичной разборке двигателя и осмотру поршневых колец. Для начала стоит проверить свечи зажигания. Если они покрыты масляном нагаром и свежей смазкой, вероятнее всего, целостность поршневых колец нарушена. Также имеет смысл проверить воздушный фильтр и воздушную гофру – на них не должно быть следов масла.

Существует одна достаточно надежная проверка: запустите двигатель и оставьте его поработать на холостом ходу, прислушиваясь. Переключите передачу. Если двигатель нестабилен, трясется, то давление в его цилиндрах неравномерно – это указывает на износ первых двух поршневых колец. Хорошо слышимые стуки могут указывать на недостаток смазки. Ответственными за эту неисправность узлами могут быть как маслосъемные кольца, так и, например, масляный насос. В этом случае требуется осмотр и диагностика на СТО.

Выбор новых колец

Подобрать новые поршневые кольца несложно. Мы живем в век развития цифровых технологий, так что поиск нужных запчастей сильно упрощают интернет-магазины. Они помогут найти как оригинальные поршневые кольца, так и более дешевые аналоги. Сразу отметим, что кольца являются ответственным элементом поршневой группы, так ни экономить на их покупки, ни тем более надеяться на взаимозаменяемость деталей разных моделей не стоит. Вести поиски можно по:

Все чаще автолюбители ведут поиски по параметрам своего транспортного средства и техническим параметрам двигателя. Это достаточно надежный способ поиска, однако его надежность сильно падает, если поиски ведутся в интернет-магазинах с сомнительной репутацией. Хорошие ресурсы имеют продвинутую кросс-базу, которая позволяет найти не только оригинальные поршневые кольца, но и сразу подбирает подходящие аналоги. Аналогам стоит уделить особое внимание. На вторичном рынке можно найти кольца из таких материалов:

Кроме того, кольца из указанных выше материалов могут иметь особое защитное покрытие. Например, молибденовое или хромое. Кольца с защитными покрытиями обходятся дороже более «простых» моделей, но зато имеют больший эксплуатационный ресурс. На высокофорсированные двигатели имеет смысл ставить стальные кольца с защитным покрытием, тем временем как маломощные двигатели поддержанных городских автомобилей можно оснастить более доступными чугунными кольцами.

При выборе автолюбитель также может столкнуться с изделиями стандартной ширины и с тонкими кольцами. Практика успела показать, что тонкие кольца являются самыми дорогими, а их изготовлением занимается ограниченное число производителей. В первую очередь они предназначены для установки на двигатели с оборотами свыше 6000 в минуту. При этом важно понимать, что нестандартные кольца служат несколько меньше стандартных, так что и менять их придется чаще.

Экскурс по производителям

В силу кажущейся простоты изготовлены поршневых колец сегодня из выпускает большое число фирм. Многие фирмы работают исключительно на рынок своей страны, однако усилиями мелких поставщиков их продукция получает некоторое распространение в мире. Вторичный рынок стран Восточной Европы богат товарами от разных брендов и… подделками. О подделках мы поговорим чуть позже, а пока выделим несколько брендов, под именами которых автолюбитель сможет найти действительно качественные поршневые кольца:

Продукцию именно этих компаний с высокой вероятностью удастся найти и у фирм-упаковщиков. Указанные выше производители также являются поставщиками на конвейеры автомобильных концернов, что говорит о стабильно высоком качестве выпускаемых ими изделий. К несчастью, именно их продукцию часто подделывают. Больше всего подделок под Victor Reinz и Goetze. При выборе поршневых колец обращайте внимание на:

  1. Упаковку. К примеру, на упаковках поддельных колец Mahle отсутствует защитная полоска и другие защитные элементы. Также обращайте внимание на качество полиграфии;
  2. Общее качество изделия. Многие подделки отлично имитируют фирменный продукт, но в некоторых случаях визуальный осмотр позволяет выявить контрафакт. Особое внимание уделите маркировке.

Как показывает практика, выявить поддельные поршневые кольца проще всего именно по упаковке. Настоятельно рекомендуем узнать о защитных признаках продукции всех вышеуказанных компаний и сопоставлять полученные данные с реальным положением дел – если упаковка предложенного вам кольца отличается от фирменной, перед вами точно подделка.

Существует и продвинутый способ выявления подделок, который, впрочем, подойдет не всем автолюбителям. Дело в том, что твердость поршневых колец должна соответствовать определенным нормам. В случае компрессионных колец из чугуна марок СМ или ВЧ (самые распространенные на вторичном рынке) твердость должна составлять 96-112НВ и 100-112НВ соответственно. Если у вас есть возможность проверить соответствие колец стандартам, проблем с подделками не будет – вы сможете их выявить и вернуть продавцу.

Вывод

Поршневые кольца являются важным элементом поршней двигателя. От качества их исполнения и соответствия определенной концерном геометрии буде зависеть работоспособность силового агрегата, его топливная экономичность, мощностные показатели, расход горючего и экологичность. Автолюбители редко сталкиваются с необходимостью замены поршневых колец, так как даже относительно недорогие имеют значительный эксплуатационный ресурс. К несчастью, поршневые кольца известных фирм часто подделывают. Советуем покупать запчасти в проверенных местах и тщательно изучать каждое изделие – так вы серьезно уменьшите вероятность того, что покупаемые поршневые кольца окажутся поддельными.

avto.pro

Volkswagen Touareg 2.5 › Бортжурнал › Поршневые кольца. Устройство, виды, функции поршневых колец.№2

Продолжим.
3.2. Маслосъемные поршневые кольца
Назначение
Конструкция маслосъемных поршневых колец позволяет распределять масло по стенке цилиндра и снимать с нее избыточное масло. Для улучшения функций уплотнения и съема масла, маслосъемные поршневые кольца оснащаются, как правило, двумя маслосъемными рабочими поясками. Каждый их этих рабочих поясков снимает со стенки цилиндра избыточное масло. Таким образом, как у нижней кромки маслосъемного поршневого кольца, так и между рабочими поясками скапливается определенное количество масла, которое необходимо удалить из области кольца. Поскольку при движении поршня он качается внутри цилиндра, функция уплотнения выполняется тем лучше, чем ближе друг к другу расположены рабочие пояски кольца.

Маслосъемное поршневое кольцо


Прежде всего, масло, снимаемое верхним рабочим пояском и скапливающееся между обоими поясками, подлежит удалению из этой зоны, так как иначе оно может проникать в область над маслосъемным поршневым кольцом, что потребует его съема вторым компрессионным кольцом. Для этой цели коробчатые маслосъемные кольца и маслосъемные кольца из 2-х частей имеют между рабочими поясками продольные прорези или отверстия. Через эти отверстия в самом кольце масло, снимаемое верхним рабочим пояском, выводится на обратную сторону кольца. Оттуда дальнейший отвод снятого масла может осуществляться разными способами. Один из этих способов предусматривает отвод масла через отверстия в поршневой канавке к внутренней поверхности поршня, чтобы оно могло стекать обратно в масляный поддон. При наличии так называемых поверхностных пазов (cover slots) снятое масло выводится обратно на наружную поверхность поршня через расположенную вокруг бобышки выемку. Также используется комбинированный вариант, когда масло отводится сразу обоими способами. Оба этих способа отвода масла надежно зарекомендовали себя и успешно используются, в зависимости от формы поршня, процесса сгорания топлива или цели применения. Теоретически сложно дать общий ответ, какой из этих способов лучше. По этой причине, выбор оптимального способа для конкретного поршня зависит от результатов различных практических испытаний.
Коробчатые маслосъемные поршневые кольца

Маслосъемное поршневое кольцо


В современном моторостроении коробчатые маслосъемные поршневые кольца больше не используются. Их упругость обеспечивается только за счет собственного поперечного сечения. Поэтому такие кольца относительно более жесткие, имеют меньшую подвижность и менее плотно прилегают к стенке цилиндра, вследствие чего их уплотняющая способность хуже, чем у маслосъемных поршневых колец, состоящих из нескольких частей. Коробчатые маслосъемные кольца с прорезями изготавливают из серого чугуна.
Типы конструкции:

Маслосъемное коробчатое кольцо с прорезями


Маслосъемные поршневые кольца из 2-х частей (конструкция с пружинным расширителем)
Такие маслосъемные поршневые кольца состоят собственно из самого кольца (кольцевой детали) и расположенной за ним спиральной пружины. Поперечное сечение кольца намного меньше, чем у коробчатого маслосъемного поршневого кольца. Это придает кольцу относительную гибкость и позволяет ему оптимально прилегать к стенке цилиндра. Канавка для пружинного расширителя, расположенная на внутренней стороне кольца, имеет либо полукруглую, либо V-образную форму. Упругость как таковая обеспечивается за счет спиральной нажимной пружины из жаропрочной пружинной стали. Она расположена внутри кольца и прижимает его к стенке цилиндра. Во время эксплуатации пружина плотно прилегает к обратной стороне кольца, образуя с ним единое целое. Хотя пружина в кольце не прокручивается, всё кольцо в целом – так же, как и другие кольца – свободно вращается в кольцевой канавке. У состоящих из 2-х частей маслосъемных поршневых колец радиальное давление всегда распределяется симметрично, так как давление прижима имеет одинаковую величину по всей окружности спиральной пружины. Шлифование пружин по наружному диаметру, более плотное расположение витков в области замка поршневого кольца и защита тефлоновой оболочкой позволяют увеличить срок службы пружин. За счет этих мер уменьшается износ от трения между кольцом и спиральной пружиной. Собственно кольца маслосъемных колец из двух частей изготавливают из серого чугуна или стали. У состоящих из нескольких частей маслосъемных поршневых колец зазор в замке ненапряженного кольца, т. е. расстояние между стыковыми концами самого кольца в демонтированном состоянии, без установленной внутри пружины-расширителя, является незначительным. В особенной степени это касается стальных колец, у которых данный зазор может быть равным нулю. Это не является дефектом или основанием для рекламации.

Маслосъемное коробчатое кольцо с прорезями и пружинным расширителем


Маслосъемные поршневые кольца из 3-х частей
Данные маслосъемные кольца состоят из 3-х частей: двух тонких стальных пластинок (колец) и распорной пружинырасширителя, прижимающей кольца к стенкам цилиндра. Маслосъемные поршневые кольца со стальными пластинками либо имеют хромированные рабочие поверхности, либо со всех сторон обработаны азотированием. Последние отличаются повышенной износостойкостью как в области pабочей поверхности, так и в месте контакта пружины-расширителя и пластинок (вторичный износ). Состоящие из 3-х частей маслосъемные поршневые кольца оптимально прилегают к стенкам цилиндров и находят применение преимущественно в бензиновых двигателях легковых автомобилей.

Маслосъемное поршневое кольцо из 3-х частей

3.3. Типичная комплектация поршня кольцами
Комплексные требования, предъявляемые к поршневым кольцам, не могут быть выполнены при использовании только одного поршневого кольца. Это можно осуществить только с помощью нескольких поршневых колец различных типов. В современном автомобильном моторостроении устоявшимся решением является комбинация из компрессионного поршневого кольца, комбинированного компрессионного и маслосъемного поршневого кольца и отдельного маслосъемного поршневого кольца. Поршни с более чем тремя кольцами встречаются сегодня сравнительно редко.

1 Компрессионное поршневое кольцо 2 Комбинированное компрессионное и маслосъемное поршневое кольцо 3 Маслосъемное поршневое кольцо


3.4. Наиболее подходящее поршневое кольцо
Не существует ни лучшего поршневого кольца, ни лучшей комплектации поршня кольцами. Каждое поршневое кольцо является «специалистом» в своей области. В конечном счете, любое исполнение и сочетание колец представляют собой компромисс для удовлетворения абсолютно разным и отчасти противоположным требованиям. Изменение в отношении хотя бы одного поршневого кольца может нарушить баланс работы всего комплекта колец. Окончательный подбор поршневых колец для двигателя новой конструкции всегда осуществляется как на основании результатов интенсивных тестов на испытательном стенде, так и с учетом нормальных условий эксплуатации. Приведенная ниже таблица не претендует на полноту, однако показывает в целом, как различные характеристики колец отражаются на их различных функциях.

Полный размер


Продолжение следует

www.drive2.ru

Износ поршневых колец | Весёлый Карандашик

Пока бензокоса или бензопила работает исправно, у Вас не появится интереса к изучению возможных в будущем причин отказа в работе двигателя, будь он  4Т или 2-х тактным. Даже когда соблюдаются все предписанные условия эксплуатации и рекомендуемые виды топливных составляющих, никто не может гарантировать безотказную работу двигателя и его долговечность, так как все предписания указываются только Р-Е-К-О-М-Е-Н-Д-О-В-А-Н-О. Нет гарантии соответствия указанным о высококачественной сборке таких же высококачественных деталей, а так же соблюдение РЕКОМЕНДОВАННЫХ предписаний самим пользователем при эксплуатации.

Не буду высказываться в научно-техническую сторону обязательных правил эксплуатации и ремонта двигателей внутреннего сгорания, так как об этом есть кому писать и говорить, а всего лишь поделюсь тем, что сделали мы в конкретно описываемом случае ремонта двухтактного двигателя бензокосы. Обойдёмся без всякого рода критики и смазливых высказываний, ведь это всего лишь неопределённая ситуация, о которой пойдёт речь.

В одном из случаев очередного ремонта бензокосы все технические параметры для оптимальных условий работы её двигателя находились в пределах нормы. Эксплуатация бензокосы в течении двух сезонов подряд была на уровне заботливого хозяина, а внешний вид напоминал свежий распакованный экземпляр. И если бы кто не знал о данной бензокосе, как и где её использовали, то, наверняка, сказал бы, что это бракованное изделие. Двигатель завести никто не смог, хотя владелец её утверждал, что последний раз не возникали трудности в запуске двигателя, который проработал около двух часов подряд и был остановлен через выключатель стоп-двигатель.

Настораживало описание владельца о прожорливости двигателя с незначительными прострелами и некоторую потерю оборотов на холостом режиме. Появление слабого дымка пользователь компенсировал уменьшением количества масла в топливной смеси. Боялся, что переборщил с маслом. Наконец-то! Признался.

Со временем, при оптимальной эксплуатации двигателя, износ поршневых колец всё равно происходит, ещё и самим собой. В одних случаях раньше того самого гарантированного времени, в других случаях помогают этому сами владельцы-пользователи.

В конкретном случае, при последнем запуске двигателя, компрессия была ещё достаточна для запуска двигателя на холодной(вязкой) топливной смеси. А пользователь ещё и уменьшал количество масла в смеси, тем самым увеличивая степень износа поршневой группы.

Что тут интересного может быть? Обычное дело. Заменить колечки и снова в работу. Ну, если бы всё так просто, как пишется. Люди в поле, а коса дома, да и в запасе только кольца 44 -го размера вместо требующихся 42-ых. Как тут быть?

Самостоятельная шлифовка поршневых колец под размер.

Пришлось подгонять имеющиеся поршневые кольца под меньший размер. Необходимо было выполнить условия, при которых поршневое кольцо приняло бы абсолютно круглую форму и полностью прижималось бы ко всей поверхности цилиндра.

Поршневые кольца изготавливают с размерами согласно полученным эпюрам для равномерного усилия прижатия поршневого кольца к стенкам цилиндра, а в нашем случае новое, большее поршневое кольцо обладало большей силой, нежели нормальное, изготовленное по размеру. Более того, при неудачной установке колец на поршень, возможна деформация кольца, что ведёт к последующему неравномерному износу кольца и стенки цилиндра.

Важным фактором для замены поршневых колец служит и потеря их упругости. На малых оборотах двигателя и при малых нагрузках старые и перегретые поршневые кольца не обеспечат достаточное  уплотнение между цилиндром, даже когда их размер всё ещё соответствует эксплуатационному допуску. На больших оборотах двигателя и в нагрузке такие поршневые кольца ещё достаточно уплотнятся и двигатель будет работать как и прежде, что и происходило в случае с описываемой бензокосой.

У имеющихся в нашем распоряжении поршневых колец был увеличен размер по высоте на 0,6 мм и кольцо не подходило по размеру с размером канавки на поршне. Радиальная ширина кольца соответствовала размеру старых колец, а вот радиальный размер пришлось подгонять множественными пробами, что бы не перестараться и не увеличить концевой зазор.

Напомню, что это всего лишь неопределённая ситуация, а не обязательная рекомендация к возможному использованию в очередном или в запланированном ремонте. /Смотреть видео/

Размер по высоте уменьшали притиркой на заточном круге и ручной шлифовкой на поверхности отрезного круга. Отрезной круг удобен тем, что армирован стекловолокном, которое уменьшает площадь соприкосновения притирочной поверхности с абразивом и не позволяет абразиву углубляться в поверхность притирки.

На концевом зазоре поршневых колец, после обрезки одного конца, подточкой круглым надфилем восстановили вторую половину концевого замка. Обязательно после каждой подточки поршневое кольцо вставляли в цилиндр и проверяли величину образующегося концевого зазора в сжатом состоянии.

Если зазор получится больше регламентированного, то двигатель вообще не заведётся. Это уже проверено.

Малые двухтактные двигатели очень чувствительны к уровню компрессии из-за малого рабочего объёма. Пробовали запускать севшие двигатели на жирной топливной смеси с низкооктановым бензином, который позволял заводиться двухтактным двигателям со слабой компрессией, но работать такой двигатель  не мог, он явным образом тупил и дымил.

После подгонки поршневого кольца под нужный размер на всех имеющихся кромках с внутренней и на рабочей поверхности плоским надфилем выполнили едва заметную фаску для лучшей притирки колец и для хорошего уплотнения.

Через час работы двигатель завели и владелец косы успел на покос. Бензокоса у него работает каждую неделю, а колечки поршневые менять не собирается. То ли лишний раз разбирать двигатель не хочет, то ли доволен её работой и самостоятельный ремонт бензокосы его уже больше не беспокоит.

Поделись с друзьями

vesyolyikarandashik.ru

ПОДБОР И УСТАНОВКА ПОРШНЕВЫХ КОЛЕЦ НА ПОРШЕНЬ — DRIVE2

autopribor.ru/articles/ro…shnevyh-kolec-na-porshen/

Поршневые кольца устанавливаются на поршень только после соединения поршня с шатуном.
Если повторно устанавливаются снятые поршни, тщательно очистите их, особенно канавки для поршневых колец и отверстия для удаления масла, расположенные в канавке поршневого кольца.
Поршень устройство автомобиля
Снятый поршень
Очистить канавки поршня от отложений углерода можно при помощи специального приспособления или при помощи куска старого поршневого кольца. При прочистке канавок поршневых колец проявляйте осторожность и не допускайте снятия металла поршня.
Поршень — очистка поршневых канавок
Поршень — очистка кольцевых канавок
Поршень, устройство автомобиля
Очистка колцевых канавок при помощи приспособления
Перед установкой колец в канавки поршня проверьте концевой зазор замка поршня в цилиндре и боковой зазор между кольцом и стекой канавки поршня.
Проверка зазора в замке кольца:
Вставьте поршневое кольцо в цилиндр. Для установки кольца в положение, перпендикулярное оси цилиндра, выровняйте кольцо в цилиндре при помощи перевёрнутого поршня. При установке нового кольца в цилиндр, который не растачивался, протолкните кольцо на глубину хода поршня, поскольку в своей верхней части цилиндр может иметь из-за износа увеличенный диаметр.
Поршневое кольцо — установка кольца в цилиндр
При помощи набора плоских щупов замерьте зазор в замке поршневого кольца.
Зазор должен соответствовать техническим нормам, указанным в заводской инструкции. Этот зазор лежит в пределах 0,5 ? 0,15 мм (обычно 0,4 мм) в зависимости от диаметра поршня. Если зазор меньше установленной нормы, его можно отрегулировать подпиливанием торцов замка кольца.

Поршневые кольца — проверка зазора замка
Поршневые кольца — замок кольца
Специальные приспособления для подпиливания торцов замка при помощи алмазного круга. Такие приспособления применяются в условиях предприятия по капитальному ремонту двигателя.
Поршневые кольца — замок кольца
Осевой (вертикальный) зазор между торцевой поверхностью кольца и канавкой поршня:
При помощи набора плоских щупов проверьте зазор между торцевой поверхностью кольца и поверхностью канавки. Для проведения этой проверки нет необходимости устанавливать кольцо на поршень. Зазор проверяется по всей окружности поршня. Сравните величину зазора с указанной в заводской инструкции. Обычно этот зазор равен 0,04 ? 0,08 мм. Если зазор больше установленной нормы, замените поршень или подберите кольцо увеличенной толщины

Поршневые кольца — проверка зазора
Установка колец на поршень:
Поршневые кольца устанавливаются на поршень после соединения поршня с шатуном при помощи поршневого пальца.
Внимательно рассмотрите компрессионные кольца и определите, какое из кольцо верхнее, а какое второе. Найдите на кольцах метку, указывающую какой стороной кольца должны устанавливаться в сторону днища поршня (вверх).
Метки могут иметь вид: «ТОР», «Т», «•» или «?».
Поршневые кольца — метки
Обычно информация о метке и о способе определения верхнего кольца имеется на упаковке набора поршневых колец.
Первым устанавливается маслосъёмное кольцо.
При установке коробчатого маслосъёмного кольца с расширителем в виде спиральной пружины, замок пружины необходимо сместить на 180? относительно замка самого кольца.

При установке составного маслосъёмного кольца сначала установите расширитель (расширители). Убедившись, что расширитель встал правильно, установите нижнее пластинчатое кольцо и потом верхнее пластинчатое кольцо. Расположите замки пластинчатых колец под углом 180? относительно друг друга.

Детали составного маслосъёмного кольца устанавливаются руками, без применения специального приспособления.

Определите, какое из компрессионных колец является нижним, и какой стороной его необходимо устанавливать в сторону днища поршня.
Осторожно, при помощи специального приспособления, установите кольцо.

Внимание:
Не устанавливайте компрессионные поршневые кольца руками. Используйте для установки колец специальное приспособление. Установленное руками кольцо может быть безвозвратно испорчено, при этом не существует возможности достоверно убедиться в исправности кольца.

Не разжимайте концы компрессионных колец более чем это необходимо для установки колец на поршень.

Поршневые кольца — установка
Таким же способом установите верхнее компрессионное кольцо.
Убедитесь, что все кольца легко, без заеданий вращаются в своих канавках по всей окружности и при сжатии кольца полностью могут быть утоплены в канавки, без выступания за пределы поверхности поршня.
Еще раз проверьте зазор между боковой поверхностью компрессионных колец и стенкой канавки поршня (по вертикали).
Непосредственно перед установкой поршня с кольцами в цилиндр установите замки всех поршневых колец под углом 120?

Часто в руководстве по ремонту автомобиля указывается направление замков поршневых колец, в этом случае устанавливайте поршневые кольца в строгом соответствии с указаниями руководства. Но если подобные указания в руководстве по ремонту отсутствуют необходимо соблюдать общие правила.

Не располагайте замки поршневых колец посередине опорных поверхностей поршня, особенно основной поверхности. Не располагайте замки поршневых колец на стороне торцевых поверхностей поршневого пальца.

Поршневые кольца — установка
Непосредственно перед установкой собранной шатунно-поршневой группы ещё раз убедитесь, что замки поршневых колец расположены правильно.

www.drive2.ru

Ззамена поршневых колец. О том, как подобрать кольца правильно, и грамотно произвести замену

В  этой статье мы рассмотрим, в каких случаях может потребоваться обновление (замена) поршневых колец и поговорим о том, каким образом можно определить, когда мотору потребуется именно такой вид ремонт. Чтобы вывести окончательный вердикт и дать точные ответы на этот вопрос, и также на другой: можно ли обойдись ли при ремонте двигателя лишь заменой колечек, или же при его вскрытии могут быть обнаружены и более серьёзные проблемы, которые повлекут за собой куда более серьёзные «бабловливания»?

Итак, как показывает статистика, когда наступает время поменять лишь поршневые кольца, то довольно часто после вскрытия и снятия головки, из тени вылезают и иные болезни двигателя, которыми он «болел» от Вас в тайне. Итак, рассмотрим список симптомов – которые говорят о том, что необходимо заменять поршневые кольца:
*  Пожалуй, первым и главным симптомом является снижение мощности автомобиля, точнее его двигателя. Оно и чаще всего становится основной причиной, из-за которой хозяин автомобиля принимает решение поменять кольца, ибо мощность, которая выдаётся двигателем, непосредственно зависит от «здоровья» колец и в целом от состояния самой поршневой группы. Все эти узлы должны гарантировать необходимую степень компрессии, которая необходима для того, чтобы двигатель работал нормально. Так что не зря, когда снижается тяга двигателя, в поле зрения водителей чаще всего попадают именно поршневые кольца.
*  второй симптом, это увеличившийся расход масла. Данный симптом чаще всего идёт в качестве «бонуса» с первым, ибо изношенными маслосъёмными кольцами со стенок цилиндров не успевается убираться масло, и в результате этого оно попадает внутрь камеры сгорания, где часть сгорает, а часть улетает в выхлопную трубу. Не стоит также думать, что если наблюдается критичный повышенный расход масла, то в этом виноваты поршневые кольца, ибо причин, по которым двигатель может стать «маслоедом», довольно много, но это уже тема для другого разговора.
*  Этот симптом можно назвать не третий, а 2Б. Так как здесь не все так однозначно. Разъясним - в некоторых случаях, когда появляется расход масла именно из-за поршневых колец, как ни странно, но может и не быть потери компрессии, так как масло может стать на стенках цилиндров этаким «дополнительным уплотнителем». Лучше ехать в таких случаях на диагностику выхлопа, и там Вам вычислят, сколько процентов сгорает масло, и отсюда можно выяснить, в чём кроется причина.
*  Симптом третий. Увеличивается в след за расходом масла и расход горючего, так как при подсевших кольцах уровень компрессии падает, и, следовательно водитель сильнее начинает давить на газ, чтобы попытаться заставить двигатель нормально работать . В итоге, после таких попыток либо получаем свечи залитые бензином, из-за переобогащения топливно-воздушной смеси, либо в (дизелях) солярка в картере - она, из-за нехватки кислорода не успевает догорать в цилиндре, и в силу своей текучести, через изношенные поршневые колечки без труда попадет в поддон. По любому, двигатель при обоих этих раскладах, скорее всего, будет троить.

Далее вам следует определиться сразу, будете ли вы снимать мотор для выполнения работ, или произведете замену - оставив его на своём месте. Чтобы определиться с этим вопросом, мы рекомендуем на месте снять головку, дабы узнать о состоянии цилиндров, а точнее выработку или же выявить иные дефекты на стенках гильзы. Вероятно, когда то мотор Вы перегревали, и на стенках цилиндров, из-за появившихся задиров, поршневые кольца вышли из строя. В общем, удалите крышку ГБЦ, и станет ясно, снимать двигатель или нет. Кстати есть такие двигатели, которые пока не снимаются, их поддон не вскрыть. В это время может выясниться, что просто заменой колец не обойтись, возможно, потребуется также и расточка блока цилиндров, ибо при обнаруженной выработке, уже не помогут ни какие новые кольца. И в связи с этим следует задуматься о таком ходе развития событий, и о том, хватит ли у Вас денежных средств на новый поршневой комплект, оплату работы специалистов расточника и иные расходы. Так что, мы к тому, что, казалось бы, безобидная замена поршневых колец, может превратиться в полномасштабны кап ремонт мотора Вашего авто.

О замене поршневых колец

Итак, после того, как разобрались с симптоматикой и определились в том, что пора провести замену колец, вам необходимо будет сделать следующие действия:
*  шаг один, разумеется, начинается с покупки новых поршневых колечек, - тут стоит посмотреть на визуальную сторону - внешний вид упаковки и, конечно, самих колец. У хороших поршневых колец довольно привлекательный и монументальный внешний вид, они должны быть окрашены грамотно, безо всяких «косяков и ляпов». На них чётко должна соблюдаться маркировка с указанием вверх или вниз. Ну а сама же упаковка напоминает работу профессиональных дизайнеров, и такой товар будет, скорее всего, является качественным. Ну а если Вам попадётся по дешевке нечто непонятное в бумажной обёртке, что тут сказать...
*  шаг два, вскрываем головку блока цилиндров – думается, что и дурак сможет снять, главное, чтобы потом правильно поставить обратно на своё место.
*  третий шаг, оценить состояние головки и цилиндров – понять, нуждаются ли они в каком либо виде восстановления трещины на головке и т.д., расточке цилиндров, притирке клапанов,
*  четвёртый шаг, слить моторное масло, чтобы вскрыть поддон картера,
*  далее, удалить масляный насос, если при работе мешает, а заодно проверить и его состояние,
*  шестой шаг, нужно открутить крышки шатунов, после этого выталкиваем их вверх, и предварительно с верхушки цилиндра очистив нагар. Также не стоит путать местами крышки шатунов - каждая крышка к своему шатуну.
*  а теперь настала пора самого обновления поршневых колец. Для того чтобы без проблем и грамотно снять поршневые кольца или поставить, в специальных магазинах продаются специальные щипцы. Ну а если не имеются такие, то зовём на помощь обычную маленькую плоскую отвёрточку, и собственную аккуратность. В принципе, можно старые сточенные кольца и сломать, и при желании можно всё сделать аккуратно и быстро. Но все же, сломать хотя бы одно компрессионное кольцо можно, ибо на старых поршнях, в их канавках (под кольцами) образуется нагар, который и Вам не позволит затолкать в гильзу поршень с новыми колечками, если его предварительно не счистить. И в свою очередь, половинка старого компрессионного кольца идеальный инструмент, если его применять в этой роли при очистке канавок от нагара.
*  и последний шаг. Сама установка поршневых колец, которое  дело тонкое. Как правило, маслосъёмные и средние компрессионные кольца сами по себе довольно хрупкие, так что следует быть внимательным при их установке, а что насчёт самого верхнего компрессионного, то оно очень прочное, и чтобы сломать его при инсталляции - надо быть конченным дебилом. Ещё кое-что - если вы приобрели поршневые кольца высокого качества, то в упаковке должен присутствовать регламент (инструкция и прочая «инфа») по их установке, где должен быть хорошо описан порядок их расположения и также указывается сторона, которой кольцо должно быть установлено (стоять) вниз или вверх.

Вот, к примеру, регламент по установке поршневых колечек от MAHLE - известного производителя поршневой продукции. Подобная рекомендация присутствует в каждой упаковке Махлевских поршневых колец  этого производителя. Хот оригинал написан на корявом и битом русском, видать немцы, как и китайцы, с русскимне очень-то ладят. Так что, текст немного отредактирован.

Итак:
*  Перед тем, как сделать монтаж колец, кольцевые канавки должны быть обязательно тщательно очищены. И убедитесь в том, что не повреждены боковые поверхности канавок и радиусы на нижней поверхности (дне) канавок.  Монтаж колец должен осуществляется с помощью специального цангового приспособления.
*  Итак, монтаж. Начинать его следует с нижнего кольца. Но необходимо, при этом, избегать чрезмерно больших усилий, ибо кольца запросто могут деформироваться, и в дальнейшем не будут в состоянии гарантировать безупречную компрессию.
*  Следует обратить внимание на обозначение TOP! При проведении монтажа колец с маркировкой TOP рекомендуется устанавливать их вверх, то есть в сторону днища поршня, той стороной, на которой расположена маркировка кольца.
*  Когда «монтажируются» кольца с эспандерной пружиной, то нужно расположить стык пружины, а точнее концы пружины с проволочной вставкой, со смещением на 180 градусов по отношению к стыку кольца. Когда у эспандерной пружины имеется тефлоновая рубашка, то следует убедиться в том, что она находится в зоне стыка кольца.
*  При монтаже трехсоставных колец из стальных ламелей требуется особенная тщательность. После того, как установлены пружины, следует ламели монтировать так, чтобы у стыков ламелей было направление в сторону отверстия под палец. Когда монтируется верхняя ламель, то следует удерживать концы пружины, для избежание перехлеста. Нужно проверить цветовую маркировку. И после этого надо произвести монтаж нижней ламели.
*  За поршнями с фиксаторами в канавках против проворачивания поршневых колец стоит следить,  дело в том, что стыки колец должны размещаться на фиксирующих штифтах.
*  Далее, распределить стыки колец равномерно по окружности поршня после полной сборки. К примеру, под углом сто двадцать градусов на поршне о трёх кольцах.
*  Проверьте сразу же после монтажа боковых поверхностей на их «зазорность». Допустимы значения зазора до 0.100 мм. Ну а если значение зазора больше, чем эта величина, то без замены поршней не обойтись.
*  Об износе. Учитывается и допускается некоторый износ рабочей поверхности цилиндров при монтаже колец. У него эта величина не должна превышать допустимое значение 0.100 мм - в зависимости от диаметра цилиндра. Необходимо заменить гильзу на новую, при обнаружении большого износа, или же расточить под размер ремонтного поршня соответствующего размера.
*  Не допускается использование хромированных поршневых колец в цилиндрах о хромированной рабочей поверхности.

reno.by

Поршневые кольца — Википедия

Несжатые поршневые кольца: два верхних — компрессионные, нижнее — маслосъёмное. Поршневые кольца на ГАЗ-52, два типа:
1 — компрессионные кольца
2 — чугунное маслосъёмное
Справа составное маслосъёмное кольцо:
3 — радиальный расширитель
4 — осевой расширитель
5 — тонкие стальные маслосъёмные кольца, верхнее и нижнее

Поршневы́е ко́льца — это незамкнутые кольца, которые с небольшим зазором (до нескольких сотых долей миллиметра) посажены в канавках на внешних поверхностях поршней в поршневых двигателях (таких как двигатели внутреннего сгорания или паровые двигатели) и поршневых компрессорах.

Поршневые кольца выполняют три главные функции[1]:

  1. уплотнение (герметизацию) камеры сгорания (или камеры расширения). Компрессионные кольца поддерживают компрессию - с изношенными, поломанными или залёгшими кольцами двигатель потеряет мощность или вообще не запустится;
  2. увеличение теплоотдачи от поршня через стенку цилиндра, не допуская перегрева и задира поршня;
  3. регулирование толщины плёнки моторного масла на цилиндре (во всех четырёхтактных двигателях и в двухтактных двигателях) с раздельной смазкой[2].

Материал[править | править код]

Поршневые кольца изготавливают из высококачественного серого или ковкого чугуна, либо легированной стали. Теплостойкость и предел прочности стальных выше, зато чугунные дешевле и легко прирабатываются даже без покрытия. Стальные в любом случае покрывают антифрикционным приработочным, а часто и твёрдым покрытием[3].

Распространённый вариант - верхние стальные, с покрытием пористым хромом и оловом, вторые - с покрытием молибденом либо чугунные без покрытия, и маслосъёмные литые из чугуна или наборные стальные. В этом случае сначала прирабатывается более мягкий материал второго кольца (молибден), а дальше по мере приработки функции основного уплотнения переходят к более долговечному кольцу с хромовым покрытием. Ранние двигатели с ресурсом до промежуточного ремонта менее 100.000 км имели, как правило, чугунные кольца без покрытия. Ввиду низкой точности старых поколений колец, это было вынужденное решение. Кроме того, число колец (4-6) и даже их высота была в ранних конструкциях больше. Крупноразмерные двигатели имеют большее число колец в том числе и для улучшения теплоотвода от поршня.

Обычно верхнее кольцо и кольцо, регулирующее подачу смазки, покрываются хромом или оловом[4] или нитридами[5], в частности, с помощью плазменного напыления[6] или имеют керамическое покрытие, созданное с помощью PVD-процесса[7]. Для улучшения параметров трения и ещё большего улучшения износостойкости, многие современные дизельные двигатели имеют верхнее поршневое кольцо, покрытое модифицированным пористым хромом с помощью процесса, известного как CKS[4] или GDC[4], который имеет включения из частиц алмазов или оксида алюминия. В некоторых типах двигателей, с никасиловой или алюсиловой поверхностью цилиндра, применяют поршневые кольца без твёрдого покрытия. Нарушение этого условия ведёт к быстрому (обычно невосстановимому) разрушению блока.

Эпюра давления[править | править код]

Каждое кольцо получено путём точного разрезания чугунной или стальной трубы, причём заготовка овальная по сечению. Этим обеспечивается необходимая эпюра давления кольца на поверхность цилиндра, гарантирующая плотное прилегание и надёжную приработку кольца. В случае круглой заготовки после её разрезания, кольца бы не прилегали у замка. Фактически для нового кольца максимальное контактное давление достигается именно у замков, на некотором расстоянии от них минимально, и на остальной части имеет среднее значение. Кольца в канавках разворачивают таким образом, чтобы угол между замками был равным (для 3-х колец 120°, двух — через 180°). При этом эпюры давлений колец не будут совпадать, и износ по диаметру выравнивается. Кроме того, так получается лабиринт, уменьшающий прорыв газов[8].

Материал колец должен сохранять необходимую упругость, так как компрессионные кольца расширителей не имеют. Когда прилегание обеспечено, основной прижим кольцу обеспечивает газовое давление. Чтобы несколько уменьшить трение в таких условиях, кольца ранних моделей имели фаски по наружной поверхности сверху. В последние годы снижения трения достигают уменьшением высоты колец, но кольца всё равно имеют ориентацию для установки к днищу поршня (надпись "TOP"). Неправильная ориентация может увеличить расход масла на угар, а значит (в условиях контроля токсичности) сделает невозможным эксплуатацию двигателя.

Замок[править | править код]

Стык или замок между торцами поршневого кольца после монтажа в цилиндр сокращается до небольшой величины. Зазор в замке составляет для отечественных ДВС по инструкции примерно 0,45-0,6 мм на диаметр поршня 100 мм для верхних поршневых колец, у маслосъёмных - несколько выше. Монтажный зазор кольца у импортных двигателей меньше примерно в 2 раза, так как точностью изготовления обеспечено прилегание, а значит, защита от перегрева с возможным смыканием замка. Фактически, высокие зазоры, указанные в русских инструкциях моторов ВАЗ, ГАЗ, ИЖ, ЯМЗ и др. - не исправленный анахронизм, так как качество колец с момента разработки этих моторов намного улучшилось[9]. В некоторых моторах ранее применялись косые замки колец, что не получило дальнейшего развития.

Компрессионные кольца[править | править код]

Основной функцией компрессионных (верхних) колец является герметизация камеры сгорания. Более трёх компрессионных колец на автомобильный поршень обычно не устанавливают, так как степень уплотнения поршня увеличивается незначительно, а потери на трение возрастают.

На двухтактных бензиновых двигателях с кривошипно-камерной продувкой устанавливают только компрессионные кольца. Кольцо в замке соответствует форме и расположению стопорного штифта (предохраняет от поломки кольца при провале замка в окно, устанавливается только на двигателях с окнами в цилиндре).

Обычно поперечное сечение компрессионного поршневого кольца имеет прямоугольную форму. Край кольца имеет либо цилиндрические профиль (верхнее уплотнительное кольцо), либо фаску, либо сужающуюся по натуральному логарифму форму (второе уплотнительное кольцо). При работе кольца несколько скручиваются благодаря зазору в канавке, что облегчает их приработку. Ранее активно применялись так называемые "минутные" кольца, но в последние годы преобладает бочкообразный профиль колец, обеспечивающий меньший расход масла[10].

Маслосъёмные кольца[править | править код]

В бензиновых двухтактных двигателях с кривошипно-камерной продувкой маслосъёмные кольца не нужны. Специальное масло сгорает в таких моторах вместе с топливом.

Маслосъёмные кольца предназначены для снятия лишнего моторного масла, которое смазывает поверхность цилиндра, поршня и уплотнительные кольца. Кольцо сконструировано таким образом, чтобы оно оставляло масляную плёнку толщиной лишь несколько микрометров на поверхности цилиндра, по мере того как поршень опускается. В канавке маслосъёмного кольца на поршне имеются радиальные отверстия или прорези, по которым снимаемое со стенки цилиндра масло возвращается в поддон.

Маслосъёмные кольца могут быть чугунные литые с прорезью (показано на нижней фотографии слева) или стальные составные с пружинами-расширителями. Составное кольцо состоит из тонких верхнего и нижнего кольца и двух расширителей (радиального и осевого). Бывает два исполнения таких расширителей: так называемая "лапша" и современные, с использованием фигурного расширителя. Составные стальные кольца несколько дешевле в производстве, поэтому встречаются чаще литых чугунных. Иногда на поршень устанавливается два маслосъёмных колец (литых или составных). В последнее время чугунные кольца также обычно снабжают пружинным расширителем для стабилизации прижима.

Поломка или износ колец вследствие нагрузок в цилиндре[править | править код]

Поршневые кольца подвергаются износу, когда они двигаются вверх и вниз вместе с поршнем в цилиндре. Износ происходит как вследствие взаимодействия с механическими деталями (стенками цилиндра и поршневыми канальцами), так и вследствие воздействия на них горячих отработанных газов. Имеет место также химический износ, так как в топливе (особенно в дизельном) содержится сера. Для минимизации степени износа их изготовляют из износостойких материалов, таких как чугун, и они имеют специальное покрытие, повышающее износостойкость. Имеются также данные, что износ колец пропорционален запылённости поступающего в цилиндр воздуха[11].

Кроме износа можно встретить поломку кольца на несколько частей, а также залегание (закоксовывание) из-за того, что в канавке скопились несгоревшие частицы сажи, масла и др. Основными причинами закоксовывания являются низкое качество применяемого масла, несвоевременная его замена с последующим осмолением, длительный повышенный расход масла из-за пропуска манжет клапанов, неправильного монтажа сборного маслосъёмного кольца, и других причин. В некоторых случаях (использование растительного масла вместо солярки, "партизанское" подсыпание сахара в бензин) виной залегания является топливо.

Потеря упругости колец обычно происходит ввиду нарушений режима обкатки и/или низкого качества поддельных поршневых колец. При плохом прилегании и больших прорывах горячих газов кольцо необратимо теряет упругость (садится), с дальнейшим последующим ростом прорыва газов и расхода масла.

В случае значительного износа поршневой канавки растёт риск поломки верхнего поршневого кольца. В цилиндре в результате объёмного сгорания (дизель) или детонации (искоровой) регулярно проходят ударные волны, которые вызывают вибрацию и соударение кольца с канавкой. Поэтому чем выше зазор, тем такие динамические нагрузки выше. Кроме того, по мере разнашивания канавок и увеличения зазора в стыке колец растёт расход масла. Таким образом, расход масла является ремонтным критерием для замены колец с поршнями и (во многих случаях) расточки блока.

Подгонка и монтаж новых поршневых колец[править | править код]

После длительной работы в цилиндре двигателя образуется овальный износ и ступенька в верхней части цилиндра, куда доходит верхнее кольцо. Изнашиваются как кольца, так и поршни, постепенно увеличивается прорыв газов и растёт расход масла. Наступает время промежуточного или капитального ремонта.

При капитальном ремонте изношенный цилиндр, как правило, подвергают растачиванию и/или хонингованию, устанавливаются новые ремонтные поршни несколько большего диаметра (на автомобильных двигателях следующий ремонтный размер, как правило, на 0,5 мм больше) и кольца ремонтного размера. В случае допустимого ещё состояния цилиндров замене подлежат кольца, иногда и поршни. Согласно современным инструкциям, установка колец следующего ремонта с подточкой не разрешена, однако в целях снижения затрат на ремонт применяется.

Замечание: при установке колец следующего ремонта нужно производить тщательную проверку прилегания по зеркалу. Обычно при этом приходится после подточки и выставления минимального зазора в стыке незначительно подрабатывать поршневое кольцо в районе замка по наружному диаметру(!), лучше наждачным бруском. Если это не проконтролировать, то некоторое время будет повышенный расход масла, и риск перегрева на обкатке увеличится.

Поршень должен иметь зазор в цилиндре согласно инструкции. Обычно смазанный моторным маслом поршень должен под своим весом легко опускаться в цилиндре (при комнатной температуре). Если поршень будет иметь более плотную посадку, то тепловое расширение вследствие нагревания приведёт к задиру и снижению ресурса мотора. С другой стороны, если зазор между поршнем и стенками цилиндра слишком велик, при работе будет прослушиваться стук поршня, и из-за повышенных зазоров в замках колец ресурс до ремонта уменьшится. Сами поршневые кольца, благодаря наличию зазора, могут в небольших пределах изменять свой диаметр, что позволяет избежать заклинивания. Этого небольшого изменения диаметра достаточно, чтобы компенсировать температурное расширение и сжатие. Если кольца без поршня вставить в новый или отремонтированный цилиндр, то зазор должен составить около 0,2—0,4 мм (более конкретные данные — см. инструкцию по эксплуатации). Если зазор меньше — кольца подтачивают надфилем, если больше — устанавливают из большего ремонтного набора.

Над канавками кольца проводят, подкладывая под них тонкие металлические пластинки (несколько штук по длине окружности), либо используют съёмник колец. При установке поршня с кольцами в цилиндр, последние сжимают с помощью оправки или самодельного жестяного хомута.

Поршень (ДВС)

ru.wikipedia.org

Лада 2108 БАГИРА › Бортжурнал › на завтра. заметки мне по поводу маркировки и проверки зазоров на поршневой. есть кстати вопросы.

замер поршня
4. Для определения зазора измерьте диаметр цилиндра (смотрите подраздел) и диаметр поршня, который измеряют микрометром в плоскости, перпендикулярной оси поршневого пальца, на расстоянии 51,5 мм от днища поршня.

4

5. Измерьте щупом зазор между кольцами и канавками на поршне в нескольких местах по периметру. Если зазор превышает предельно допустимый (смотрите таблицу), замените поршни с кольцами.

5


Зазор между кольцами и канавками поршня: (таблица)
верхнее компрессионное кольцо-0,04-0,075mm
нижнее компрессионное кольцо-0,03-0,065mm
маслосъемное кольцо-0,02-0,055mm
Предельно допустимый зазор для всех колец-0,15mm

6 замерить зазор замка колец. нужно Вставить кольцо в цилиндр и продвинуть его поршнем, чтобы кольцо встало без перекосов. Если зазор превышает предельно допустимый, замените кольцо (смотрите таблицу). Если зазор меньше 0,25 мм, осторожно спилите надфилем концы кольца.

Зазор в замках поршневых колец: (таблица)
Номинальный-0,25-0,45mm
Предельно допустимый-1,0mm


примечания:
обозначения на поршне:
1-й ремонтный – треугольник,
2-й ремонтный – квадрат.
Обозначение группы по массе:
нормальная – “Г”,
увеличенная на 5 грамм – “ ”,
уменьшенная на 5 грамм – “-”.

17. Поверните поршневые кольца так, чтобы их замки располагались под углом 120° друг к другу.

Наминальные размеры цилиндров ипоршней:
Модель двигателя ВАЗ-21083
размерная группа-Е
диаметр цилиндра-82,04-82,05mm
диаметр поршня-82,005-82,015mm

Для подбора поршней к цилиндрам вычислите зазор между ними. Зазор определяется как разность между замеренными диаметрами поршня и цилиндра. Номинальный зазор равен 0,025-0,045 мм, предельно допустимый – 0,15 мм. Если зазор не превышает 0,15 мм, можно подобрать поршни из последующих классов, чтобы зазор был как можно ближе к номинальному. Если зазор превышает 0,15 мм, расточите цилиндры под следующий ремонтный размер и установите поршни соответствующего ремонтного размера.

я тут не понял чет. наминальный зазор-это зазор который должен быть между цилиндром и поршнем, так?
он написано должен быть 0,025-0.045mm. т.е. запихну я щуп 0.025mm между поршнем и стенкой цилиндра и он должен поместиться, так? но не более 0.045mm. т.е. щуп 0.046mm уже большой зазор. но тут же следующей строкой что предельнодопустимый зазор 0.15mm. я так понимаю что главное не юольше 0.15mm зазор должен быть, так? это максимум зазор получается. че тогда в первом предложении написано 0.045mm ?как бы между 0,045 и 0,15 растояние большое…ок. дальше написано если зазор не превышает 0.15mm то можно подобрать поршни большего размера чтобы был зазор ближе в 0,025-0,045…опять тупняк. не пойму, зачем? 0,15 это же максимальный как бы зазор и его превышать не льзя, а тут написано что если он не превышен то ставьте больше поршня чтоб он стал еще меньше…дальше еще интереснее сказано, если зазор больше 0,15, т.е. капец какой большой! то точите цилиндры под следующие рем размеры. тут единственное понятное и логичное. либо там опечатка либо я хз, но все таки расстояние между 0,025-0,045 и 0,15 большое…объясните мне кто-то что это значит. я понял следующее: зазор должен быть в пределах 0,025-0,045 это збс. но может быть больше, главное чтоб не больше 0.15mm! если больше то следующий рем размер точим и меняем поршневую
у меня влез щуп 0.25mm ((((((и группа Е. последняя((((еще и квадрат на поршне(((

Первый ремонтный размерувеличен на 0,4 мм, второй – на 0,8 мм.
Для поршней ремонтных размеров поставляются в качестве запасных частей кольца ремонтных размеров, увеличенные на 0,4 мм и на 0,8 мм. На кольцах первого ремонтного размера выбита цифра “40”, а второго – “80”.

Стрелка на днище поршня показывает, как правильно ориентировать поршень при его установке в цилиндр. Она должна быть направлена в сторону привода распределительного вала.

по поводу цифры у буквы Е это класс пальца. они делятся на 3 класса с шагом кажется в 0.04mm.

я правильно понял, что мои поршня должны быть по размеру:
номинальный размер (82,005-82,015) + ремонтный размер (0,8)= 82,805-82,815.
если прибавить еще толщину щупа который влез в зазор, то цилиндр размером:
поршень размером (82,805-82,815) + щуп (0,25)=83,055-83,065
а должны быть по размерам:
поршень размером (82,805-82,815) + зазор номинальный (0,025-0,045)=82,83
поршень размером (82,805-82,815) + зазор номинальный (0,025-0,045)=82,85
поршень размером (82,805-82,815) + зазор номинальный (0,025-0,045)=82,84
поршень размером (82,805-82,815) + зазор номинальный (0,025-0,045)=82,86
с зазором в 0,15=82,955-82,965
выходит что цилиндр может варировать щас при замере от 82,83mm до 82.965mm, но Нутрометра у меня нет проверить(((
правда в середине ноября будет микрометр и можно было бы замерить толщину поршня)))

итоги:
у меня безвтыковые поршни фирмы стк с последним классом (Е) с пальцем второго класса да и еще второго (последнего причем) ремонтного размера с увеличением 0.8mm. крутотень! блок гбц больше не ремонтнопригодный! Либо гильзование (интересно почем это дело, новый блок не дешевле ли?) либо новый блок! ГБЦ тоже испоганена и тоже на замену…что делать? как и планировал. собираю щас на том, что есть. меняю вклыдыши только. и ксати они тоже ремонтные! первый размер 0,25! еще и осевой люфт…катаю кое как полгода-год и покупаю новый двигатель если будет это возможно…

www.drive2.ru

Смотрите также