Кольца поршня: Как выбрать поршневые кольца | Новости автомира

No comments

Содержание

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:

  • Верхним компрессионным;
  • Средним компрессионно-маслосъемным;
  • Нижним маслосъемным.

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:

  • Перепадов давления;
  • Влияния химически агрессивной среды;
  • Перепадов температур;
  • Сухого трения.

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 и

9 лучших производителей поршневых колец — Рейтинг 2020

Не стоит упускать из виду важность поршневых колец, ведь именно от них зависит динамика ДВС, расход топлива, пусковые свойства агрегата и токсичность выхлопных газов. Рассмотрим лучших производителей поршневых колец, а также их плюсы и минусы.

Содержание:

  1. Mahle
  2. TP
  3. NPR
  4. Prima
  5. RIKEN
  6. StapRi
  7. GOETZE
  8. СТК
  9. KOLBENSCHMIDT

Лучшие производители поршневых колец

Нижеприведенный список основан исключительно на отзывах автовладельцев. Он поможет вам отыскать наиболее оптимальный вариант поршневых колец.

Mahle

Описание. Компания поставляет свою продукцию на конвейеры большинства известных автопроизводителей. Сотрудники Mahle трудятся над оптимизацией размеров колец по отношению к поршням и цилиндрам разных модификаций.

Благодаря таким стараниям, запчасти бренда используются на автомобилях, участвующих в гонках «Формула-1», «Ле-Мана» и соревнованиях грузовиков.

Производственные мощности Mahle расположены в 32 странах. Разработка и тестирование инновационных решений проводится в научно-исследовательских центрах Словении, Люксембурга, Испании, Германии, США, Бразилии, Китая, Японии и Индии.

Поршневые кольца Mahle выдерживают температуру до 2000°C. В дизельных двигателях они не деформируются при давлении свыше 20 бар. Для того, чтобы кольца плотно прилегали к стенкам цилиндра, их толщина приравнивается к листу бумаги.

Чтобы вылить качественные комплектующие, используется чугун с графитовыми включениями, чугун со сфероидальными выделениями графита или профильные формы стального проката. Для продления срока эксплуатации деталей, на их поверхность наносятся тончайшие слои хрома, нитрита, молибдена или хром-керамики.

Комплектация. Была изменена с мая 2020 года. Теперь в ней отсутствует бумажная инструкция. Документ в PDF-формате можно скачать в каталоге во вкладке «Инструкция по монтажу».

Срок службы. Ресурс колец составляет 90 000 км пробега.

Плюсы Mahle

  1. Тихая и мягкая работа двигателя.
  2. Стабильная работа при высоких нагрузках.
  3. Длительный срок службы.

Минусы Mahle

  1. Дорогая стоимость.

 

TP

Описание. Компания выпускает маслосъемные, счищающие и компрессионные комплектующие. Они надежно герметизируют камеру сгорания от кривошипной камеры.

Так, отработавшие газы не попадают в кривошипную камеру, а со стенок цилиндра снимается лишнее масло. Качественные детали снижают расход масла. К кольцам TP предъявляются серьезные требования, так как они работают в условиях высоких температур, больших сил инерции и действия газов.

Точные технологические решения позволяют минимизировать количество токсичных веществ в отработавших газах.

Комплектация. Комплект поршневых колец TP включает в себя все виды деталей.

Срок службы. Составляет 130 000 км пробега.

Плюсы TP

  1. Очень большой ресурс.
  2. Низкое потребление масла.
  3. Усовершенствованная технология производства.

Минусы TP

  1. На рынке не реализуются оригинальные запчасти, поставляемые на конвейер.

 

NPR

Описание. Компания Nippon Piston Ring трудится в сфере разработки деталей для двигателей еще с 1931 года. Производитель поставляет свою продукцию на конвейеры двадцати всемирно известных брендов. В их числе: Mercedes, Toyota, Audi, Mitsubishi, Renault, BMW, Ford, Volvo, Mazda и Nissan.

Поршневые кольца производятся на заводах Японии. Комплектующие разрабатываются совместно с производителями двигателей.

Это позволяет учитывать особенности каждого конкретного мотора, подбирая оптимальные материалы и технологии. Компания практически отказалась от использования чугуна, так как он не отличается длительным сроком службы в жестких условиях.

Верхние кольца изготавливаются из легированной стали, которая выдерживает запредельные нагрузки, даже, если жаровой пояс поршня очень короткий.

Для повышения износостойкости, кольца NPR покрываются защитными слоями. На первую компрессионную комплектующую наносят твердый хромовый слой с мягким слоем олова.

На второе кольцо наносятся фосфаты или оксид железа. Трехкомпонентные маслосъемные кольца используются в бензиновых двигателях.

Комплектация. Поршневые кольца NPR комплектуются маслосъемными и компрессионными деталями.

Срок службы. Ресурс составляет 80 000 км пробега.

Плюсы NPR

  1. Наборное маслосъемное кольцо.
  2. Можно использовать полусинтетические масла.
  3. Низкий расход масла.

Минусы NPR

  1. Большой зазор между цилиндром и кольцом (до 0,9).

 

Prima

Описание. Комплектующие данной компании применимы для 8 и 16-клапанных двигателей. Они способны выдерживать экстремальные нагрузки.

Современное японское оборудование NPR и немецкое GOETZE позволяет выливать и обрабатывать кольца с высокой точностью.

Основной материал изготовления — чугун. Некоторые детали делаются из стальной ленты или металлокерамического железного порошка.

Для сокращения времени приработки колец применяется мягкое фосфатное покрытие. Для продление ресурса компрессионных деталей используются твердые слои хрома.

Помимо этих видов поверхностной обработки, Prima применяет оксидирование, молибденирование, лужение и хромомолибденирование.

Для литья поршневых колец используется несколько технологий:

  1. Индивидуальное литье с фасонным точением.
  2. Гильзовое литье с тепловым формированием замка.

Комплектация. Комплект поршневых колец Prima включает все необходимые элементы.

Срок службы. Ресурс составляет 60 000 км пробега.

Плюсы Prima

  1. Низкое потребление масла.
  2. Мягкость.
  3. Стабильная работа двигателя.

Минусы Prima

  1. Слабое место — 2-е компрессионное кольцо.

 

 

RIKEN

Описание. Японская компания RIKEN является неоспоримым лидером в сфере производства поршневых колец. Ее оборудование используется на заводах ВАЗ.

Концерн выпускает кольца для мотоциклов, грузовых и легковых автомобилей, лодочных моторов, а также сельскохозяйственной техники. На внутреннем рынке Японии, RIKEN представляет 50% от объема поршневых колец.

Производятся детали в Германии, Америке, Китае и Тайване. Товары поставляются на конвейеры Nissan, BMW, Ford, Isusu, Renault и прочих брендов. Вся продукция соответствует качеству ISO и TS.

Кольца RIKEN изготавливаются из высокоочищенного сплава алюминия и стали.

Технологии RIKEN нацелены на создание экологически чистого транспорта.

Комплектация. Комплект колец производителя включает компрессионные и маслосъемные элементы на все цилиндры.

Срок службы. Рекомендуются к замене через 20 000 км пробега.

Плюсы RIKEN

  1. Уровень масла не понижается даже спустя 10 000 км пробега.
  2. Чистое масло.
  3. Маркировка на каждом кольце для легкого определения подделки.

Минусы RIKEN

  1. Встречаются подделки.

 

StapRi

Описание. «Ставропольский завод поршневых колец» отливает кольца из специального серого чугуна. Смазку между кольцом и цилиндром обеспечивает шаровидный графит.

Деталь покрывают износостойким слоем молибдена или пористого хрома, который удерживает масло и снижает трение. Это особенно актуально для газовых двигателей, работающих с сухим трением.

На производственных мощностях StapRi стоит оборудование немецкой компании GOETZE. При изготовлении комплектующих учитываются жесткие международные нормы DIN.

Для разных модификаций моторов применяются различные формы колец — с минутным уклоном или «каплевидная бочка». Для придания антикоррозийных свойств, детали обрабатываются лужением или фосфатированием. Каждый элемент маркируется лазером.

Комплектация. Комплект StapRi включает компрессионные и маслосъемные кольца.

Срок службы. Ресурс составляет 150 000 км пробега.

Плюсы StapRi

  1. Длительный срок службы.
  2. Нормальные зазоры.
  3. Маркировка на каждом кольце.

Минусы StapRi

  1. Активно подделываются.

 

GOETZE

Описание. Немецкая компания GOETZE принадлежит концерну Federal Mogul. GOETZE — не жадный производитель. Он делится своим оборудованием, разработками и исследованиями с другими брендами, такими как ВАЗ или StapRi.

Вся продукция компании удовлетворяет требованиям ISO и проходит испытания в жестких условиях.

Наиболее знаменитой линейкой колец является «Нормформ». В комплекте учтена спецификация двигателей, чтобы минимизировать расход масла и снизить потери компрессии.

Кольца GOETZE покрываются хромо-керамическим покрытием CKS 36, обеспечивающим более длительный срок эксплуатации деталей. Компания отдельно разработала комплекты для б/у двигателей.

Кроме того, в арсенале производителя есть собственные технологии и патенты на металлические сплавы. GOETZE поставляет кольца для бензиновых и дизельных моторов легковых, грузовых, коммерческих автомобилей, а также тяжелого транспорта. Научно-исследовательский центр в Буршайде проектирует детали индивидуально под каждый конкретный ДВС.

Комплектация. Комплект поршневых колец GOETZE включает маслосъемные и компрессионные детали.

Срок службы. 40 000 км пробега.

Плюсы GOETZE

  1. Доступная стоимость.
  2. Низкий расход масла.
  3. Бесперебойная работа даже в жаркую погоду.

Минусы GOETZE

  1. Совместимы не со всеми поршнями.

 

СТК

Описание. Самарская компания СТК производит поршневые кольца на немецком оборудовании Goetze. Комплектующие характеризуются полным отсутствием зазора между рабочей поверхностью и цилиндром.

Тепловой зазор также минимален. Каждая деталь покрыта достаточным слоем хрома и фосфата. Хром производится на автоматах Blasberg.

На последнем этапе производства колец, их торцевые поверхности подвергаются обработке. Верхнее компрессионное кольцо обладает двухсторонней фаской на внутреннем диаметре. Поверхность маслосъемного элемента тщательно отполирована.

Пружинный расширитель оснащен переменным шагом.

В литье колец СТК используется чугун, прошедший термическую обработку. Каждая деталь обладает идеально круглой формой и оптимальной шероховатостью.

Комплектация. На рынке можно приобрести наборные СТК кольца или комплекты с поршнями.

Срок службы. Гарантийный срок службы поршневых колец СТК — 120 000 км пробега.

Плюсы СТК

  1. Низкое потребление масла.
  2. Тихая работа двигателя.
  3. Хороший зазор.

Минусы СТК

  1. Слабое место — маслосъемное кольцо.

 

KOLBENSCHMIDT

Описание. Поршневые кольца немецкой компании KOLBENSCHMIDT идеально подходят для замены. Они значительно снижают уровень расхода масла и минимизируют трение. Особое внимание производитель уделяет защитным покрытиям комплектующих.

Молибденовый слой позволяет кольцам бесперебойно выполнять свои функции даже в аварийном режиме. Хромовый слой увеличивает износостойкость трущихся элементов, продлевая их ресурс. Кроме того, KOLBENSCHMIDT использует хромокерамику и покрытие Diamond Coated. Эти слои состоят из хрома с сетками микротрещин с включениями твердых микроалмазов и керамики.

Изготовление поршневых колец KOLBENSCHMIDT состоит из четырех этапов:

  1. Литье заготовок.
  2. Изготовление внутреннего контура на токарном автомате.
  3. Шлифование поверхности.
  4. Фосфатирование.

Чтобы на деталях не остался след от пригара, поверхность покрывается молибденом, при помощи газопламенного или плазменного метода.

Комплектация. Поршневые кольца KOLBENSCHMIDT продаются в сборе или комплектуются вместе с поршнями и цилиндрами.

Срок службы. Ресурс составляет 60 000 км пробега.

Плюсы KOLBENSCHMIDT

  1. Доступная стоимость.
  2. Оптимальная толщина — 2 мм.
  3. Хороший срок службы.

Минусы KOLBENSCHMIDT

  1. Истирание колец по истечению регламентированного срока службы.

 

Какие поршневые кольца лучше купить

На рынке представлен богатый ассортимент поршневых колец. Поэтому, перед покупкой, стоит учесть несколько критериев.

Покрытие

Простые модели обойдутся дешевле, однако, и прослужат меньше. Лучше остановиться на кольцах, подвергшихся фосфатированию, молибденированию или лужению.

Материал

На высокофорсированные ДВС стоит устанавливать стальные комплектующие с поверхностной обработкой. Для спокойной городской езды подойдут и более дешевые чугунные варианты.

Толщина

Тонкие кольца требуются для двигателей с количеством оборотов свыше 6000. Стоит учесть, что срок службы таких комплектующих меньше, по сравнению со стандартными.

Отличие от подделки

На официальных сайтах производителей можно ознакомиться с тем, как должна выглядеть оригинальная упаковка. Обращайте внимание на присутствие голографических знаков, полосок и качество полиграфии. Каждая комплектующая должна быть промаркирована.

Некоторые бренды указывают, какого цвета должно быть то или иное кольцо. Контрафакты делаются из дешевых материалов, поэтому визуальный осмотр поможет разоблачить подделку.

Связанные материалы:

Поршневые кольца: описание,виды,устройство,назначение,фото,видео. | АВТОМАШИНЫ

Многим водителям знакомы принципы работы двигателя внутреннего сгорания. В нем много комплектующих, определяющих нормальное функционирование всех систем агрегата. Например, такие, казалось бы, незначительные детали, как поршневые кольца, выполняют достаточно важную функцию в работе мотора.

Если эти детали износились, это сразу отражается на производительности мотора, резко возрастает потребление топлива и моторного масла. Но для того, чтобы поставить новые кольца самостоятельно, нужно разобраться в их видах и особенностях. Если по незнанию поставить на поршень комплект не того диаметра или установить детали в неправильном порядке, это может быть чревато необходимостью капитального ремонта двигателя.

НАЗНАЧЕНИЕ ПОРШНЕВЫХ КОЛЕЦ

Не будем подробно разбираться в принципах работы двигателя внутреннего сгорания. Коснемся только вопроса соединения поршней и двигателя цилиндра. Как известно, оно является герметичным. Тем не менее, поршни легко скользят по внутренним кольцам цилиндра, не давая газам из надпоршневого пространства проникать в зазор между двумя поверхностями в картер агрегата.

Тем не менее, некоторая утечка газов все равно происходит даже на полностью исправном двигателе, но при качественных кольцах она составляет допустимую норму и никак не может повлиять на работу агрегата. В том случае, когда эти детали поршня значительно изнашиваются, количество проникающих в картер газов увеличивается.

Но существует и другое назначение, для выполнения ряда таких функций:

  • герметичное соединение поверхностей поршней и стенок цилиндра;
  • обеспечение нужного количества масла, находящегося на стенках цилиндра, и предотвращение его попадания в камеру сгорания;
  • кольца отводит тепло от поршней к стенкам цилиндра, что предотвращает их перегревание и коррозию.

Не трудно догадаться, что поршни выполняют свою задачу в крайне агрессивных условиях. С одной стороны, это экстремальные температуры, возникающие в процессе работы агрегата. С другой – условия масляного голодания в верхней части поршня. Данные задачи решаются за счет подбора материала для всех видов колец и их различная форма.

Важно!Качественные поршневые кольца должны быть достаточно узкими. Специалисты утверждают, что чем тоньше кольцо, тем эффективнее оно будет предотвращать вибрации поршней при высоких оборотах двигателя. Кроме того, они лучше справляются с трением в процессе хода поршня.

Но если двигатель имеет средние показатели мощности, то достаточно будет и обычных, более дешевых широких колец.

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.

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)
 нормальный1-й ремонтный2-й ремонтный
2101, 2103, 2108, 21081, 11117676,476,8
21011, 2105, 2106, 21217979,479,8
21082, 21213, 2110, 111138282,482,8

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: ес

Компрессионные и маслосъемные кольца: конструкции, неисправности, технология установки


Точку первого капремонта мотора во многом определяет ресурс «поршневой». В свою очередь слабым местом даже конструктивно совершенной ЦПГ является пара трения «кольца-цилиндр». По мере пробега диаметр цилиндра увеличивается, меняется и его геометрия. Колечки также не стоят на месте: рабочие кромки истираются по ходу пьесы. Впрочем, случаются и исключения из правил… В фокусе сегодняшнего разговора – основа мотористского дела: виды и конструкции колец, их ресурс и надежность, истоки склонностей современных двигателей к потреблению масла и суть подбора ремонтных комплектующих.

Поршневые кольца: что это и сколько их

какие маслосъемные кольца лучше

 


Для термостабильной работы и эффективной мощностной отдачи камера сгорания должна быть изолирована от картера и, в некоторых циклах, от воздухозаборника, словно вакуум. Добавим сюда еще то, что поршень нуждается в охлаждении. Ну и, разумеется, как в любой другой паре трения, между пакетом колец и цилиндром необходима смазка.

Совокупно с поставленными требованиями справляются два вида поршневых колец: компрессионные и маслосъемные. На каждое из них возлагаются свои задачи, отчего конструкции в корне отличны друг от друга. Но есть одна особенность, объединяющая двигатели внутреннего сгорания всех семейств – схема и количество используемых колечек.

Схема «стандарт» — это три уплотнителя: компрессионное кольцо №1, комбинированное компрессинно-скребковое кольцо №2 и маслосъемное колечко. Отсчет идет от днища поршня (самой верхней его точки).

  1. Компрессионное кольцо №1. Препятствует прорыву отработанных газов в картер двигателя и отводит до 55% тепла от поршня в стенки цилиндра.

маслосъемные кольца цена

  1. Компрессионно-скребковое кольцо №2. Оказывает помощь первому компрессионному кольцу, отводя около 30% тепла и блокируя доступ горячим газам в картер, и маслосъемному колечку, соскребая часть слоя масла со стенок цилиндров.
  2. Маслосъёмные кольцо. Выполняет исключительно роль удаления лишнего масла со стенок цилиндра. Конфигурация, как правило, двухрядная, а разновидностей конструкций не счесть.

Компрессионные кольца: конструкции и проблемы

Шагая вглубь эволюции колечек можно насчитать не один десяток различных конфигураций, имеющих свои положительные и отрицательные стороны. Впрочем, в отличие от маслосъемных собратьев, оптимальная геометрия, решающая максимум поставленных задач, найдена и успешно освоена в серийном производстве:

  • Цилиндрическая форма. Простой контур эффективно противостоит перегреву поршня и прорыву отработанных газов в картер, но неважно справляется с отложениями при склонности двигателя к масложору и образованию сажи. Кольцо подобной формы устанавливается в основном на бензиновые моторы и может иметь фаски и канавки с внутренней стороны, решающие проблему их скручивания.

раскоксовка маслосъемных колец

  • Коническое сечение. Форма заочно получила статус универсальной ввиду того, что выполняет две функции: регулировка толщины масляной пленки + барьер для отработанных газов. Изначально, на новом необкатанном двигателе нижняя кромка острая и оказывает сильное давление на цилиндр. По окончанию обкатки кромка закругляется, обеспечивая идеальное уплотнение и минимальное трение. Кроме того, за счет смещенной верхней части при движении поршня вверх кольцо немного отходит от стенок цилиндра, скользя по маслу (масляный клин). При движении же вниз заостренная кромка глубже проникает в масляную пленку, удаляя остатки после прохода масляного кольца. Контур отлично зарекомендовал себя при проектировании компрессионных колечек второго ряда для любых двигателей.

залегли маслосъемные кольца

  • Трапециевидная форма. Проблема с нагарообразованием и скоплением отложений в канавках под цилиндрические кольца особенно обострена у дизельных моторов с их склонностью к образованию сажи в ходе горения топлива. Трапециевидная форма канавки и колечка, установленного в нее с зазором, способствует измельчению нагара при движении поршня вверх-вниз. При этом все преимущества цилиндрического контура сохраняются. Кольца-трапеции встречаются практически на всех современных дизельных двигателях.

наборные маслосъемные кольца
При эксплуатации компрессионных колец со временем возникает одна проблема глобального характера – износ. В первую очередь на это указывает пониженная компрессия, которая восстанавливается до заводских значений при введении в цилиндр 2-4 кубиков масла. Еще один признак износа поршневых колец – специфический сизый дым из выхлопной трубы.

Всяческая раскоксовочная химия здесь, как правило, бессильна. Единственный верный путь – капитальный ремонт.

 

Маслосъемные колечки: конструктивные особенности и причины отказа

Отличительной особенностью МСК является двухпоясковая конструкция, оставляющая после себя минимальную толщину масляного слоя в области компрессионных колец, читай предохраняет их от закоксовывания. Из необъятного ассортимента маслосъемных уплотнений ныне используются два:

  • Коробчатое колечко с пружинным расширителем. Пружина эспандерного типа придает изначально жесткому коробчатому кольцу немного гибкости, отчего оно более плотно прилегает к цилиндру. Однако в момент «перекладки» гребни способны травить масло и этот факт нельзя расценивать как отрицательный. Просочившаяся в область компрессионных уплотнений смазка особенно полезна в высоконагруженных бензиновых двигателях с непосредственным впрыском и турбодизелях, где эти МСК активно используются. Также необходимо понимать, что даже при грамотно спроектированной поршневой группе, легкий масложор продлит срок службы компрессионных колец и цилиндров.

установка маслосъемных колец

  • Наборное колечко (два диска + распорная пружина-расширитель). Некогда востребованный минимальный расход масла на угар достигался как раз за счет использования наборных колец, состоящих из двух дисков толщиной 0,5…0,63 мм и пружины. За счет отсутствия жесткой связи между поясками они идеально прилегают к цилиндру, не пропуская масло в любом положении поршня. Чтобы избежать масляного голодания в зоне работы компрессионных колечек, форма второго компрессионного кольца здесь позволяет пропускать часть смазки. Такие кольца «ходят» дольше, но конструктивно склонны к закоксовыванию.

Продолжая короткий экскурс в основы строения маслосъемных колец, уместно поговорить о методах отвода масла, собранного между двумя поясками:

  • Отвод на внутреннюю поверхность поршня. Отверстия в поршневой канавке и в корпусе колечка (в случае коробчатого типа) открывают доступ маслу, скопившемуся между маслосъемными дисками, вглубь поршня.

кольца компрессионные и маслосъемные

  • Отвод на наружную поверхность поршня. Наличие поверхностных пазов снаружи поршня позволяет организовать слив по наружи.
  • Комбинированный вариант. Одновременное использование первого и второго методов.

Заботиться об отводе масла, скопившегося между дисками, необходимо в обязательном порядке. Отсутствие дренажа в этой области приведет к эффекту, подобному масляному клину, как в случае с вторым коническим компрессионным кольцом: колечки не снимают лишнее масло, а скользят по толстому слою смазки. Что же касается выбора схемы дренажа, то тут большую роль играют результаты реальных испытаний силовой установки.

Уместно отметить, что неоригинальные поршни порой не имеют отверстий для отвода масла. Если такие детали не доработать в домашних условиях, то появление масложора на откапиталенном двигателе неизбежно.

 


Основной бич маслосъемных колец – это склонность к закоксовыванию, читай залеганию, что ведет к масложору. Причинами этого принято считать:
  • Регулярный перегрев поршня, как результат интенсивной езды.
  • Склонность масла к нагарообразованию, как подтверждение поддельного происхождения или окончания срока службы.
  • Сочетания различных качеств, проявляющихся при езде на короткие расстояния и простаивании в пробках.

Необходимо отметить, что всякого рода раскоксовки, заливаемые в цилиндры, здесь практически бессильны… по разным причинам. Во-первых, кокс забивает поршневую канавку до стекловидного состояния. Во-вторых, маслосъемное кольцо – третье сверху, до которого едкая химия добирается не в том количестве, которое требуется для эффективного растворения. Казалось бы, здесь уместно поговорить о промывке двигателя димексидом, но неизведанные последствия дают мощный отпор этой идее. Итого, лучше достать поршни и промыть их в том же димексиде.

Что же до симптомов, то сопоставлять залегание МСК с потерей компрессии не стоит. Компрессионные кольца вполне могут сохранять натяг, в то время, как маслосъемные прекратят напрочь выполнять свои функции.
поменять маслосъемные кольца

Как подбирать поршневые кольца?

Замена поршневых колечек – это одна из операций капитального ремонта. Купить лицензионную оригинальную деталь безусловно важно, но это не единственный вопрос, на котором стоит фокусироваться. Основа капремонта – грамотная дефектовка с использованием поверенного измерительного инструмента высокой точности.

Не нужно быть экспертом, чтобы понимать, что одно дело заменить кольца на малом пробеге (60-80 тыс. км) по причине закоксовки, а совсем другое – замена колечек по причине физического износа, наступающего на пробеге, близком к проведению капремонта. Так вот, в первом случае, достаточно просто заменить комплект уплотнений, а во втором – необходимо детально осматривать всю «поршневую».

Предмет осмотра – это весьма обширная тема, излагать которую – удел отдельной статьи. Поэтому, остановимся на паре поршень-цилиндр. К моменту капремонта наступает такой износ цилиндров, при котором заводские кольца не в состоянии обеспечивать надежное уплотнение. Тогда говорят о том, что цилиндры необходимо расточить, а кольца и поршни – заменить на аналоги с ремонтными размерами.
установить маслосъемные кольца
Подробности о ремонтных размерах обычно указываются в книге по эксплуатации. Для покупки поршневых колец важно знать точную марку двигателя и размеры поршня/цилиндра. Фирма выбирается на свой вкус, но лучше оригинала обычно не отыскать. При этом важно овладеть навыками отличия подделки от оригинала. В их числе – осмотр кромок колечек (все должны быть одинаковыми), замка (цвета побежалости и грубой обработки не допускаются) и пр.

Как устанавливать поршневые уплотнения?

Монтаж поршневых колец не рекомендуется осуществлять вручную, без каких-либо приспособлений. Колечки – детали ажурные, могут и погнуться, а деформированное кольцо, как известно, ставить нельзя. В общем-то по этой причине не рекомендуется проверять кольца на упругость при изгибе, особенно при отсутствии соответствующих навыков.
маслосъемные кольца приоры
Если уж и решились опробовать колечки на изгиб, то помните следующее:

  • Первое компрессионное кольцо должно возвращаться в исходное состояние даже после сильного изгиба в 4-5 см.
  • Второе компрессионное колечко не такое упругое, как первое. Изгиб допускается до 1,5-2 см, далее оно гнется безвозвратно.

Правильная установка поршневых колец ведется с использованием щипцов. Первым ставится маслосъемный набор:
как ставить маслосъемные кольца

  • Коробчатая конструкция: сперва ставится пружина, затем кольцо с тем прицелом, что замок колечка должен быть на противоположной стороне от замка пружины.
  • Наборная конструкция: ставится в последовательности пружина-диск-диск. После установки и перед монтажом поршня в цилиндр проверяется совпадение цветных меток на пружинном расширителе и относительное расположение деталей в маслосъемном пакете: замки должны быть под 120 градусов друг к другу.

Что же до компрессионных колечек, то их установка ведется по принципу: второй ряд-первый ряд с ориентацией по метке «ВВЕРХ», «TOP» или цветным указателям. Верх кольца должен быть ориентирован в сторону камеры сгорания, противоположную от картера. Перед монтажом поршня в цилиндр необходимо сориентировать замки компрессионного первого и второго и маслосъемного колец под 120 градусов с тем условием, что не один из замков не должен быть напротив пальца поршня.
 

 



Поршневые кольца

Автор admin На чтение 6 мин. Просмотров 513

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, задача которых состоит в предотвращении прорыва газов из камеры сгорания в картер двигателя;
  • маслосъемные, предназначенные для удаления излишков моторного масла со стенок цилиндров.

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.Поршневые кольца

Поршневые кольца

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.Первое компрессионное

Первое компрессионное

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.
Второе компрессионное

Второе компрессионное

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.Маслосъемное кольцо

Маслосъемное кольцо

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)
нормальный1-й ремонтный2-й ремонтный
2101, 2103, 2108, 21081, 11117676,476,8
21011, 2105, 2106, 21217979,479,8
21082, 21213, 2110, 111138282,482,8

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.

Мне нравится1Не нравится

Монтаж поршней и поршневых колец

Самые большие проблемы поршневых колец и их повреждения возникают в результате неправильного обращения с ними при надевании на поршень. Здесь поршневое кольцо вообще подвергается самой большой механической нагрузке. Неумелое надевание колец невыгодно отражается на созданном в процессе производства контуре и распределении радиального давления кольца. В результате желаемый эффект уплотнения проявляется или лишь частично, или его нет вообще.

Поршневое кольцо можно растягивать до тех пор, пока внутренний диаметр не будет равен наружному диаметру поршня. Дальнейшее растягивание ведёт к деформации кольца, особенно на его спинке (рис. 1), что в установленном состоянии приводит к значительным проблемам с герметизацией.

Разрывы, отслаивание покрытия (прежде всего у колец, наполненных молибденом), меньшее усилие прижатия на спинке кольца и возникающие серповидные зазоры (рис. 2) являются проблемами, которые затрудняют работу кольца или вовсе выводят его из строя.

Внимание

Поршневые кольца с целью повышения упругости никогда не разгибать! При растягивании стыковых концов кольцо деформируется только на одном месте — в его спинке. Упругость кольца из-за этого не повышается. Наоборот, при усиленном разгибании кольцо теряет свою круглую форму и не может больше никогда правильно уплотнять,

Рис. 2

Монтаж и демонтаж поршневых колец

Проведите тщательную очистку бывшего в употреблении поршня от прилипшей грязи. Обращайте внимание особенно на то, чтобы кольцевые канавки были свободны от масляного нагара и грязи. Прочистите при необходимости отверстия для обратного стока масла с помощью сверла или другого подходящего для этого инструмента.

Обращайте внимание на то, чтобы не повредить боковые поверхности канавки при удалении из них масляного нагара. У нижней боковой поверхности канавки речь идёт об уплотняющей поверхности. При эксплуатации повреждения из-за царапин могут повлечь за собой чрезмерный расход масла или усиленный прорыв газов из камеры сгорания в картер двигателя.

Для монтажа и демонтажа поршневых колец непременно используйте специальные щипцы для ихустановки. Другие вспомогательные средства, как, напр., петли из провода или отвёртки повреждают и поршневое кольцо и поршень.

Никогда не натягивайте кольца рукой (исключение: маслосъёмные поршневые кольца со стальными пластинками). Существует не только опасность излома кольца, его деформации и растяжения, но и риск получить ранение от острых краев кольца, если оно разломается.

Внимание

Быстрое надевание поршневого кольца рукой без того, чтобы его сломать, доказывает, правда, ловкость механика, повреждает, тем не менее, поршневое кольцо в большинстве случаев уже при монтаже.

Монтажный набор для поршневых колец

Товарный № 50 009 913

Никогда не натягивайте кольца на поршень показанным способом (рис. 1). Если кольцо деформируется и больше не лежит ровно в канавке, то оно больше не вращается в этой канавке, изнашивается только с одной стороны или не совсем достаточно уплотняет. Тем не менее, дело обстоитхуже, если с колец с молибденовым покрытием слой молибдена сходит или надламывается. Если потеря скользящего слоя не происходит уже при монтаже, то это случается самое позднее при обкаткедвигателя. Скользящий слой отделяется и повреждает поршень и поверхность цилиндра. Поршень заедает в диаметре цилиндра, потому что горячие отработавшие газы продуваются между поршнем и стенкой цилиндра. Оторвавшиеся частички повреждают поршень и рабочие поверхности цилиндра.

Избегайте излишнего снятия и надевания поршневых колец. При каждом монтаже кольца немного деформируются. Не снимайте кольца с уже ранее собранных поршней снова, чтобы, например, ихзаново измерить. Соблюдайте последовательность монтажа колец. Сначала монтируется маслосъёмное поршневое кольцо, затем второе, после него — первое компрессионные поршневые кольца. Обращайте внимание при монтаже на маркировку. «Тор» означает, что эта сторона должна указывать наверх, к камере сгорания. Если Вы не уверены, или нет маркировки «Тор», тогда вставляйте кольцо с надписью наверх. «Тор» не значит, что речь идёт о первом компрессионном поршневом кольце.

Рис. 2

Проверьте, могут ли кольца свободно прокручиваться (вращаться) в кольцевых канавках.

Проверьте, исчезаетли полностью кольцо по всей длине окружности в кольцевой канавке, т.е., рабочая поверхность кольца не должна выходить за пределы юбки поршня. Это важно, так как при недостаточном зазоре на дне канавки(неправильное кольцо или нагар на дне канавки) работа кольца не гарантирована.

При монтаже маслосъёмных поршневых колец, состоящих из двух частей, всегда обращайте внимание на положение спирального витого пружинного расширителя (рис. 6).

Концы расширителя всегда должны быть расположены напротив стыка поршневого кольца.

Рис. 6

У состоящих из трёх частей колец правильное положение пружины-расширителя является обязательным для выполнения функции удаления масляной плёнки (рис. 1 и 2). В любом случае перед монтажом проверьте также у поршня с уже вставленными кольцами положение пружины-расширителя. Во время транспортировки концы пружины находятся в ненатянутом состоянии и могут находить друг на друга. Обе цветных маркировки на концах пружины должны быть видны (рис. 3). Если они не видны, то концы пружины перекрываются внахлёстку и кольцо не функционирует. Все стыки маслосъёмного поршневого кольца, состоящего из трёх частей (обе стальные пластины и пружина-расширитель), должны вставляться смещёнными на 120° по отношению друг к другу.

Сместите стыки поршневого кольца готового для монтажа поршня таким образом, чтобы они лежали примерно 120° по отношению друг к другу. Они помогают поршню и, соответственно, кольцам при первом запуске двигателя. Причина: при первом запуске двигателя сжатие несколько ниже, так как поршневые кольца ещё не приработались. При помощи смещения стыковых концов по отношению друг к другу можно помешать тому, чтобы при первом пуске двигателя слишком много газов просачивалось из камеры сгорания в картер двигателя и, вследствие этого, двигатель плохо заводился.

Вставка поршня во внутренний диаметр цилиндра

Если при ремонте уплотнительная поверхность блока цилиндров не подвергалась чистовой обработке, то основательно очистите её от остатков прокладки. Тщательно очистите все резьбовые отверстия от грязи, масла и охлаждающей жидкости, которая возможно ещё там есть. Проведите всю работу по очистке, прежде чем вставлять поршни в диаметры цилиндров. Смочите свежим моторным маслом все поверхности в поршне. Не забудьте поршневой палец и шатунный подшипник! При монтаже обращайте внимание на направление поршня (маркировка для монтажа на днище поршня, клапанных карманах). Очистите внутреннее отверстие цилиндра ещё раз ветошью и смочите его также моторным маслом. Проверьте Вашу натяжную ленту поршневого кольца на наличие повреждений и вмятин, устраните их и при необходимости поменяйте инструмент. При монтаже поршня обращайте внимание на то, чтобы натяжная лента или коническая монтажная втулка ровно лежала на уплотнительной поверхности головки блока цилиндров,

При монтаже поршня не должно быть сильного давления. Если поршень не хочет скользить внутри цилиндра, непременно проверьте натяжную ленту поршневого кольца. Не перекручивайте место открытия ленты таким образом, чтобы оно находилось на том же месте, где и стыковые концы колец.

Не устанавливайте поршни в двигатель без монтажного инструмента (риск получения травмы, опасность повреждения кольца). Если для монтажа используется рукоятка молотка, то на днище поршня может действовать только вес самого молотка. Никогда не используйте молоток для того, чтобы силой вогнать поршень в диаметр цилиндра! Если поршневые кольца не ломаются уже при монтаже, они всё-таки могут погнуться, и из-за этого не достаточнохорошо выполнять своё задание.

Рис. 1

 

Монтаж с применением силы вредит не только кольцам, но также может повредить поршень. Это важно особенно для поршней бензиновых двигателей. У нихжаровые или рабочие пояса очень тонкие, и при ударе кольца легко надламываюся или совсем разламываются. Результат: потеря мощности и скорый (и дорогой) ремонт.

Избегайте того, чтобы грязь и песок попадали в диаметр цилиндра, после того, как поршни уже встроены. Положите при необходимости чистую ткань на/в отверстия, чтобы предотвратить загрязнение. Особенно тогда, когда работы проходят в пыльной обстановке и/или вне помещения.


Типы поршневых колец и техническое обслуживание поршневых колец

Поршневые кольца производятся и классифицируются в зависимости от функции и удобства использования. Первичное использование поршневого кольца — герметизация камеры (в которой движется поршень), которая может быть камерой сгорания двухтактного или четырехтактного двигателя. Судовые двигатели имеют три или более типа колец, установленных по окружности поршня.

Поршневое кольцо является важной частью поршня, и его количество и функциональность различаются в зависимости от типа и мощности двигателя.В 2-тактных больших двигателях поршневые кольца компрессионного типа используются для уплотнения камеры сгорания, а грязесъемные кольца устанавливаются под ними для удаления отложений с гильзы и распределения масла по поверхности гильзы.

Прочтите по теме: Причины износа гильзы цилиндра и способы его измерения

Однако в небольших судовых двигателях используются разные типы поршневых колец для специальных целей. Например. маслосъемное кольцо используется в 4-тактном двигателе, поскольку это двигатель магистрального типа, а масло картера имеет прямой доступ к гильзе цилиндра и поршню.В этой статье мы рассмотрим различные типы поршневых колец, используемых в морских двигателях.

Типы и функции поршневых колец

Piston Rings

Piston Rings

Компрессионные кольца или кольца давления

Компрессионные кольца обеспечивают уплотнение над поршнем и предотвращают утечку газа со стороны сгорания. Компрессионные кольца расположены в первых канавках поршня. Однако это может отличаться в зависимости от конструкции двигателя.Основная функция этих колец — герметизация продуктов сгорания и передача тепла от поршня к стенкам поршня.

Масло регулируется путем срезания слоя масла, оставленного масляным кольцом, таким образом обеспечивая достаточную смазку верхних компрессионных колец. Кроме того, он также помогает верхнему компрессионному кольцу в уплотнении и передаче тепла.

Types of Piston Rings

Types of Piston Rings

Грязесъемное кольцо: Грязесъемное кольцо, также называемое кольцом Напье или резервным компрессионным кольцом, устанавливается под компрессионным кольцом.Их основная функция является для очистки поверхности гильзы от избыточного масла и действовать в качестве вспомогательной резервного кольца на остановку любой утечки газа дальше вниз, который избегал компрессионного кольца сверху. Большая часть грязесъемных колец имеет поверхность с углом сужения, которая обращена к нижней части для обеспечения очищающего действия при движении поршня к коленчатому валу.

Связанное чтение: Как внутренние силы в морских двигателях влияют на их работу?

Если грязесъемное кольцо установлено неправильно с углом сужения, ближайшим к компрессионному кольцу, это приводит к чрезмерному расходу масла.Это вызвано тем, что грязесъемное кольцо вытирает излишки масла в сторону камеры сгорания.

Кольца контроля масла / скребки

Маслосъемные кольца регулируют количество смазочного масла, проходящего вверх или вниз по стенкам цилиндра. Эти кольца также используются для равномерного распределения масла по окружности гильзы. Масло разбрызгивается на стенки цилиндра. Эти кольца также называются скребковыми кольцами, поскольку они соскабливают масло со стенок цилиндра и отправляют обратно в картер.Эти кольца не позволяют маслу выходить из пространства между лицевой стороной кольца и цилиндром.

Связанное чтение: Интеллектуальная система смазки цилиндров для современных судовых двигателей

В масляном кольце отверстия или прорези прорезаны в радиальном центре кольца, что позволяет избыточному маслу стекать обратно в резервуар. Масляные кольца могут быть как цельными, так и двухчастными. Чтобы увеличить контактное давление между кольцом и поверхностью гильзы, кольца могут иметь скошенные края либо на внешних сторонах площадок, либо напротив камеры сгорания, чтобы уменьшить расход масла за счет улучшенного соскабливания масла из канала.

Двухкомпонентные маслосъемные кольца состоят из чугуна или профилированного стального кольца и винтовой пружины, изготовленной из жаропрочной пружинной стали, которая действует по всей окружности кольца для поддержания давления и контакта.

Материал поршневого кольца:

Один из самых известных материалов, используемых при производстве поршневых колец, — чугун. Это связано с тем, что он содержит графит в пластинчатой ​​форме, который сам действует как смазка, помогая скользящему движению между кольцами и гильзой.На поршневые кольца нанесены сплавы и покрытия, и они будут варьироваться в зависимости от типа кольца, поскольку функциональность этих колец отличается друг от друга. Наиболее распространенной формой легирования чугуна является хром, молибден, ванадий, титан, никель и медь.

Материал поршневых колец держится тверже, чем гильза цилиндра, что обеспечивает максимальный срок службы.

Связанное чтение: Как изготавливаются поршневые кольца?

Поршень главного двигателя: Камера сгорания двухтактного морского двигателя — это большое пространство, производящее огромное количество тепла и напряжений.Верхние кольца поршня находятся в непосредственном контакте с камерой сгорания, поэтому они нуждаются в лучшей защите и покрытии, чтобы справиться с тепловым напряжением и обеспечить надлежащее уплотнение.

2 Stroke Piston Rings

2 Stroke Piston Rings

Многие новые конструкции были введены специально для больших двухтактных судовых двигателей. Некоторые из представленных важных разработок:

Двигатель MAN: Самое верхнее поршневое кольцо относится к типу контролируемого сброса давления, в котором на поверхности имеется несколько наклонных неглубоких канавок (с твердым хромированием), позволяющих некоторому давлению газа проходить через 2-е кольцо, тем самым снижая нагрузку на верхнюю часть кольцо.На концах колец имеется соединение типа «S».

Недавно была представлена ​​новая конструкция, представляющая собой модифицированную версию колец CPR, известную как кольца CPR Port on Plane (CPR POP). Изменено положение канавок, которые теперь размещены на нижней стороне кольца, поскольку было отмечено, что износ канавок колец CPR на рабочей стороне был быстрее, чем обычно.

CPR priston rings

CPR priston rings

Второе или промежуточное кольцо: Остальные кольца имеют косой вырез на концах.Все поршневые кольца имеют алюминиевое покрытие на внешней поверхности для облегчения приработки.

Wartsila Двигатель: В двухтактном двигателе Wartsila канавки поршневых колец на поверхности поршня закалены для обеспечения превосходной износостойкости. Верхнее поршневое кольцо (также известное как газонепроницаемое кольцо (GT) в Wartsila) имеет перекрывающиеся концы, чтобы избежать утечки газа благодаря асимметричной форме цилиндра. Они имеют хромокерамическое (CC) покрытие вместе с покрытием для приработки (RC).

Количество поршневых колец зависит от размера двигателя.Например. RTflex 35 будет иметь очень короткую юбку и оснащен тремя поршневыми кольцами, но двигатель RTA может иметь 5 поршневых колец.3

2 stroke marine engine 2 stroke marine engine

Четырехтактный двигатель:

Требование к поршневому кольцу в 4-тактном двигателе отличается, поскольку узел гильзы поршня открыт для отстойника. Следовательно, в 4-тактном пакете поршневых колец дополнительно требуются маслосъемные кольца. Обычно он состоит из 2-5 колец в зависимости от типа и спецификации двигателя.Обычно предусмотрены 2-4 компрессионных кольца для герметизации газов из камеры сгорания и 1-3 маслосъемных кольца для предотвращения попадания масла в камеру сгорания.

4 Stroke Piston rings

4 Stroke Piston rings

Компрессорные кольца обычно цилиндрического типа с конической поверхностью для эффективного газового уплотнения. Профили маслосъемного кольца содержат две площадки и вставленную цилиндрическую пружину для поддержки предварительного натяжения кольца.

Как работают поршневые кольца?

Как уже объяснялось, в поршне на разных уровнях предусмотрены кольца разных типов, которые выполняют разные задачи.
Самая верхняя канавка поршня состоит из компрессионного кольца, основная функция которого заключается в герметизации любых утечек внутри камеры сгорания во время процесса сгорания. Когда воздушно-топливная смесь воспламеняется, давление от продуктов сгорания прикладывается к головке поршня, вынуждая поршень к коленчатому валу.

Сжатые газы проходят через зазор между стенкой цилиндра и поршнем в канавку поршневого кольца. Во время процесса сгорания сила газов под высоким давлением прижимает поршневое кольцо к стенке гильзы цилиндра, что помогает ему образовывать эффективное уплотнение.Это давление, толкающее поршневое кольцо, пропорционально давлению газов сгорания.

Следующий набор колец в поршне, который расположен под компрессионным кольцом и над масляными кольцами, называется грязесъемными кольцами.
Они имеют конструкцию с конической поверхностью и служат для дополнительного уплотнения камеры сгорания. Как следует из названия, они помогают очистить стенку гильзы от излишков масла и загрязнений. Если какой-либо из дымовых газов смог пройти через компрессионное кольцо, эти газы будут заблокированы грязесъемным кольцом в хорошем состоянии.

Последний набор колец представляет собой масляные кольца, которые расположены в нижних канавках поршня, ближайшего к картеру. Основная функция масляного кольца — соскребать излишки масла со стенок гильзы цилиндра, когда поршень находится в движении. Большая часть протертого масла направляется в картер обратно в масляный поддон. Эти масляные кольца поставляются с пружиной, установленной сзади в 4-тактном двигателе, чтобы обеспечить дополнительный толчок для очистки гильзы.

Почему выходят из строя поршневые кольца?

Камера сгорания оказывает огромное давление на поршневые кольца.Если давление сгорания газа, производимого внутри камеры, выше обычного, это может повлиять на работу кольца. Это может быть из-за детонации и звона топлива из негерметичной форсунки или когда топливо смешано с грязным воздухом.

Загрязненное жидкое топливо или неправильный сорт цилиндрового масла также может повлиять на работу кольца. Когда кольцо начнет изнашиваться, станет очевидной их способность герметизировать дымовые газы.

Плохое качество топлива или масла в цилиндре, плохой процесс сгорания, неправильный выбор времени подачи топлива, изношенная гильза и т. Д.являются нормальной причиной износа поршневых колец. Наиболее частым признаком или признаком изношенного кольца является прохождение газа в картер или под поршень, известное как продувка.

Заедание кольца из-за нагара или отложений шлама, а также поломка или трещина на кольце из-за износа.

Что необходимо проверить при осмотре поршневого кольца

Осмотр поршневых колец является важной задачей для определения правильной работы поршневых колец с последующей очисткой или заменой поршневых колец (если они сломаны или изношены).

В двухтактных двигателях отверстие, содержащее верхнее кольцо, обычно находится в более высоком положении, чем канавка верхнего кольца четырехтактного двигателя.

При плановом осмотре

При обычном осмотре продувочного пространства поршневые кольца нажимаются с помощью отвертки. Это делается для проверки действия пружины или натяжения колец. Это также говорит о том, сломано кольцо или нет. Если кольцо сломано, пружина не сработает.

Piston Ring

Piston Ring

Кольца проверяются на предмет их мягкости в канавках, так как они могут застрять из-за нагара и, наконец, сломаться, что приведет к значительному повреждению гильзы.Также проверяется зазор между кольцом и канавкой и рассчитывается износ. Кольцо проверяется на наличие царапин и повреждений, а также оценивается общее состояние.

Связанное чтение: Основное руководство по техническому обслуживанию судовых двигателей для морских инженеров

При капитальном ремонте

При капитальном ремонте поршневые кольца полностью заменены на новый комплект. Но для списания колец необходимо учитывать следующие шаги: —

1) Если поршневое кольцо застряло в канавке.
2) Если осевая высота колец уменьшена, а зазор в кольцах и канавке велик.
3) Если слой хрома отслоился или поврежден.

Во время капитального ремонта канавки необходимо тщательно очистить от нагара и проверить на наличие повреждений кольцевые канавки.

Major Overhaul

Major Overhaul

Перед тем, как поставить поршневое кольцо, его необходимо предварительно прокатить скруглением в канавках. При этом кольцо полностью перемещается внутри канавок. С помощью этого теста мы можем проверить, что глубина канавок превышает радиальную ширину кольца.Вставляя поршень с замененными кольцами во гильзу, используйте хорошо смазанный инструмент для сжатия поршневых колец, который гарантирует, что кольца не будут прилипать к поверхности гильзы при входе в камеру сгорания.

Поршневые кольца вставляются внутрь изношенной гильзы, также проверяется стыковой зазор. Для колец небольшого поршня (например, компрессора) концы можно обработать с помощью фильтра для поршневых колец, но для судовых двигателей кольца должны быть отправлены в береговую мастерскую для ремонта, если стыковой зазор необычный.При надевании колец следует проверять их на наличие маркировки, указывающей, какая часть находится вверху или внизу, а также проверять различную маркировку для разных положений.

Кольца следует укладывать с помощью автодорожки, т.е. с помощью расширителя колец. Зазор между кольцом и канавкой проверяется с помощью щупа.

Осевой и радиальный зазор старого кольца проверяется и записывается для оценки степени износа за несколько часов эксплуатации.

Как выполняется установка поршневого кольца?

Перед установкой поршневого кольца новое или запасное кольцо проверяется на наличие маркировки и сравнивается со старым на тот же уровень или положение.Если старая маркировка поршневого кольца стерлась, проверьте руководство по идентификации поршневого кольца, чтобы его можно было поместить в соответствующую канавку.

Канавку необходимо тщательно очистить, чтобы в ней не осталось нагара и шлама. При очистке следует учитывать, что некоторые поршневые канавки покрыты специальной защитной пленкой. Они не должны быть повреждены ножом или шлифовальным инструментом.

После того, как канавка будет должным образом очищена, поршневое кольцо устанавливается с помощью инструмента для поршневых колец, который расширяет кольцо для вставки в канавку, сдвигая его с верхней части головки поршня.Убедитесь, что кольцо вставлено так, чтобы отметка оставалась на верхней стороне. На большинстве поршневых колец имеется маркировка «TOP», или поверхность с маркировкой идентификационного номера считается верхней поверхностью, если нет специальной маркировки.

Чрезвычайно важно правильно использовать расширитель колец, так как неправильное использование может повредить кольцо или нанести вред оператору, поскольку кольцо находится под постоянным натяжением.

В маленьких 4-тактных двигателях, если инструмент недоступен, кольцо можно расширить с помощью одежды или тряпок, имеющихся в машинном отделении.С каждой стороны концов колец кладут две ветоши, и их тянут так, чтобы кольца можно было расширить и вставить через верхнюю часть поршня.

После установки всех поршневых колец убедитесь, что отверстие или торец всех поршневых колец не совмещены, чтобы избежать утечки газа из камеры.

Ресурс поршневых колец

Как и все другие детали машинного оборудования, поршневое кольцо также подлежит капитальному ремонту и замене в установленный срок. Срок службы поршневого кольца полностью зависит от типа поршневого кольца, размера двигателя, на котором оно установлено, а также от рабочего состояния кольца и гильзы.

Для большого двухтактного поршневого кольца с внутренним диаметром примерно 900 мм общий срок службы кольца может составлять до 24 000 часов, а для двигателей меньшего размера с внутренним диаметром 500 мм — до 16 000 часов.

Для вспомогательных судовых 4-тактных двигателей, имеющих высокую скорость, срок службы поршневых колец обычно меньше, чем у 2-тактных двигателей. Средний срок службы морского 4-тактного высокоскоростного двигателя составляет примерно 8000 часов, после чего требуется обновление.

Заявление об ограничении ответственности: Мнения авторов, выраженные в этой статье, не обязательно отражают точку зрения Marine Insight. Данные и диаграммы, если они используются в статье, были получены из доступной информации и не были подтверждены каким-либо установленным законом органом. Автор и компания «Марин Инсайт» не утверждают, что они точны, и не принимают на себя никакой ответственности за них. Взгляды представляют собой только мнения и не представляют собой каких-либо руководящих принципов или рекомендаций относительно какого-либо курса действий, которым должен следовать читатель.

Данная статья или изображения не могут быть воспроизведены, скопированы, переданы или использованы в любой форме без разрешения автора и Marine Insight.

Теги: указатели моторного отсека поршневые кольца

.Поршневые кольца Grant

Создано в Sketch. Создано в Sketch. Переключить меню 1 (714) 996-0050
  • Войдите или зарегистрируйтесь
  • 0
    • Подарочные сертификаты Список желаний
    • Поиск Сбросить поиск ×
      • 0
      Поиск Сбросить поиск ×

          Главное меню

        • Насчет нас
        • Наша история