Поршневые кольца — что это, зачем они нужны и как работают?
Простой ответ: Поршневые кольца образуют уплотнение между поршнем и стенкой цилиндра, что предотвращает попадание газообразных продуктов сгорания в масляный поддон. Они регулируют потребление масла, предотвращая попадание избыточного моторного масла в камеру сгорания и как следствие его горения. Правильно функционирующие кольца жизненно важны для максимальной мощности и эффективной работы двигателя.
Подробный ответ: Большинство серийных автомобилей используют три типа поршневых колец:
Верхнее и второе кольца отвечают за плотное нажатие на стенку цилиндра и герметизацию камеры сгорания, удерживая картерные Газы и масло. Маслосъемное кольцо собирает масло со стенок цилиндра по пути вниз по цилиндру, возвращая его обратно в масляный поддон. Поскольку чрезвычайно тонкая пленка масла смазывает поверхность кольца и стенки цилиндра, это нормально, когда какое-то масло горит во время работы двигателя.
Однако, что собой представляет «нормальный» расход масла, зависит от типа и состояния износа двигателя.
Когда поршневые кольца становятся изношенными.
Изношенные кольца могут образовывать промежуток между поверхностью кольца и стенкой цилиндра. В процессе горения отработанные газы, которые приводят поршень в движение вниз по цилиндру и поворачивают коленчатый вал, могут пропускаться через поршень и перемещаться вниз по стенке цилиндра и попадать в масляный картер, отбирая с собой лошадиные силы и уменьшая эффективность работы двигателя. Такого рода пропуски также загрязняют моторное масло, снижая его производительность и срок службы.
Залегшие кольца могут привести к такому же сценарию. Чрезвычайно горячие газы из камеры сгорания могут разрушать масло, образуя отложения углерода в кольцевых каналах. Также могут образовываться побочные продукты бензина. Тяжелые отложения заставляют кольца залегать в масло отводящих каналах, и не разжиматься от поршня, образуя тем самым промежуток между кольцом и стенкой цилиндра, что приводит прорыву картерных газов и повышенному расходу моторного масла.
Синий дым из выхлопной труб, затрудненный запуск и потеря мощности.
Последствия изношенных колец часто легко заметить. Чрезмерное потребление масла может привести к выгоранию синего дыма из вашей выхлопной трубы, особенно при запуске до прогрева двигателя, и до того, как кольца расширились в цилиндре. Горение масла также означает, что вам также нужно чаще доливать масло.
Изношенные или залегшие кольца также могут привести к затрудненным запускам и снижению мощности. Когда двигатель останавливается, поршень все еще сжимает топливно-воздушную смесь перед сгоранием. Изношенные кольца, однако, позволяют части топливно-воздушной смеси проходить мимо камеры сгорания, что приводит к снижению компрессии и затрудненному запуску двигателя. Когда он работает, потеря компрессии лишает ваш двигатель мощности.
Предотвращение — лучшая практика
Предотвращение изношенных и застрявших колец жизненно важно для поддержания мощности на максимальном уровне, эффективности и срока службы вашего двигателя.
Это начинается с использования высококачественного синтетического масла, которое борется с износом и выдерживает высокие температуры, сохраняя поршни в чистоте. Например, синтетическое моторное масло серии BG 737 обеспечивает:
- На 75% больше защиты двигателя от износа и потери мощности, чем требуется в соответствии с ведущим отраслевым стандартом *, продлевая срок службы жизненно важных компонентов, таких как поршни и коленно-шатунный механизм.
- На 93% чистых поршней, чем требуется в соответствии с ведущим отраслевым стандартом *
Если вы подозреваете, что ваши кольца изношены или залегли, подумайте о том, чтобы использовать масло с большей вязкостью, рекомендованное заводом изготовителем (OEM). Некоторые OEM-производители рекомендуют диапазон вязкости, в зависимости от вашего климата (например, 5W-20, когда он холодный, 10W-30, когда он выше 0ºС). Использование наивысшей рекомендуемой вязкости может помочь сократить зазор между кольцами и стенкой цилиндра.
Вы также можете раскоксовать залегшие кольца, используя качественные очистители BG109 и BG211 или топливные присадки, предназначенную для очистки отложений, таких как очиститель топливной системы бензиновых двигателей BG 208 (044k) и очиститель топливной системы дизельных двигателей BG 244.
Поршневые кольца двигателя авто — основное назначение и из чего делают?
Расскажем про поршневые кольца двигателя автомобиля, какие бывают. Из чего делают поршневые кольца мотора. Назначение верхнего компрессионного, второго и маслосъёмного колец.
Какие бывают
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 отличие от компрессионных колец имеют сквозные прорези.
Некоторые производители изначально конструируют двигатели с повышенным расходом масла на угар из-за особой конструкции поршневых колец. Это делается:
- ради снижения потерь на трения;
- ради меньшего износа цилиндро-поршневой группы;
- освежается масло внутри большого межсервисного интервала.
Из чего делают
Одним из материалов, использованных для поршневых колец — чугун. Его структура позволяет ему удерживать масло, уменьшая износ. Широко используется также производная от ковкого чугуна — пластичный чугун. Он обладает большинством качеств чугуна и 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 такие кольца имеют свойства, аналогичные свойствам хромированных колец. Нержавеющая сталь также имеет способность противостоять высокой температуре, превосходящую хромированный чугун.
Для увеличения срока службы колец и обеспечения быстрой их приработки созданы молибденовые кольца. Его основа из чугуна с молибденовым покрытием. Молибден обладает многими противоизносными свойствами хрома, а в некоторых случаях может иметь большую сопротивляемость износу. С течением времени молибденовые кольца стали основными в двигателях, так как они долговечны, относительно легко прирабатываются и более надежны.
Верхние компрессионные кольца
Существует много конфигураций верхнего компрессионного кольца и различия 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 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.
Второе компрессионное и маслосъемное кольца
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.
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. 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. Несмотря 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 от того, как работают другие кольца. Если верхнее компрессионное кольцо обеспечивает качественное уплотнение, то беззазорное второе компрессионное кольцо менее важно. В реальности второе может быть средством при получении большей мощности.
Маслосъемные кольца важны для функционирования двигателей, особенно при использовании низкооктанового бензина. Моторное масло загрязняет камеры сгорания и головки поршней, что вызовет снижение мощности.
Что такое поршневые кольца? И что они делают? : Блог AMSOIL
В какой-то момент каждый начинающий редуктор или любопытный автолюбитель задается вопросом: Что такое поршневые кольца? А что делают поршневые кольца?
Проще говоря, поршневые кольца образуют уплотнение между поршнем и стенкой цилиндра , что предотвращает попадание продуктов сгорания под давлением в масляный картер. Они также регулируют расход масла , предотвращая попадание избыточного масла в камеру сгорания и его сгорание.
Правильно функционирующие кольца жизненно важны для максимальной мощности и эффективности двигателя.
Давайте углубимся.
Что делают поршневые кольца?
Большинство стандартных автомобильных поршней имеют три кольца, как показано здесь на этом новом автомобильном поршне.
Кольца верхнее и второе отвечают за плотное прижатие к стенке цилиндра и герметизацию камеры сгорания, удерживая продукты сгорания внутрь и масло наружу.
Маслосъемное кольцо соскребает масло со стенок цилиндра на пути вниз по цилиндру, возвращая его в масляный поддон. Поскольку чрезвычайно тонкая масляная пленка смазывает поверхность контакта кольца со стенкой цилиндра, сгорание некоторого количества масла во время сгорания является нормальным явлением. Однако то, что представляет собой «нормальный» расход масла, зависит от двигателя.
Купить AMSOIL Synthetic Motor Oil
Когда хорошие поршневые кольца выходят из строя
Изношенные кольца могут привести к образованию зазора между поверхностью кольца и стенкой цилиндра.
Во время сгорания сжатые газы, которые толкают поршень вниз по цилиндру и вращают коленчатый вал, могут продуваться поршнем и проходить по стенке цилиндра в масляный поддон, забирая с собой мощность и эффективность. Прорыв газов также загрязняет моторное масло, снижая его производительность и срок службы.
Застрявшие кольца могут привести к такому же сценарию. Чрезвычайно горячие продукты сгорания могут разрушать масло, образуя нагар в кольцевых канавках. Побочные продукты бензина также могут образовывать отложения. Сильные отложения приводят к тому, что кольца застревают в канавках, а не возвышаются над поршнем, что приводит к образованию зазора между кольцом и стенкой цилиндра, что способствует прорыву газов и расходу масла.
Синий дым, затрудненный запуск и потеря мощности
Негативные последствия поршневых колец часто легко заметить. Чрезмерный расход масла может привести к появлению клубов синего дыма из выхлопной трубы, особенно при запуске до прогрева двигателя и расширения колец в цилиндре.
Сжигание масла также означает, что вам также придется чаще доливать масло.
Изношенные или застрявшие кольца также могут привести к затрудненному запуску и снижению мощности л.с.
Когда двигатель вращается, поршень сжимает топливно-воздушную смесь перед сгоранием. Плохие кольца, однако, позволяют части топлива/воздуха выходить из камеры сгорания, эффективно снижая компрессию двигателя и затрудняя запуск двигателя. Когда он работает, пониженная компрессия лишает двигатель мощности.
На изображении выше верхнее кольцо застряло в своей канавке, на что указывает тот факт, что оно не возвышается над поршнем. Заклинившие поршневые кольца снижают мощность двигателя и позволяют газам сгорания попадать в масляный картер, загрязняя масло.
Поршневые кольца на изображении выше свободно находятся в своих канавках и работают исправно
Лучшее средство профилактики
Предотвращение износа и заедания колец жизненно важно для увеличения мощности, эффективности и срока службы вашего двигателя.
Все начинается с использования высококачественного синтетического масла, такого как AMSOIL Signature Series Synthetic Motor Oil, которое борется с износом и выдерживает экстремальные температуры, сохраняя поршни в чистоте.
Если вы подозреваете, что ваши кольца изношены или застряли, рассмотрите возможность использования масла с самой высокой вязкостью, которое рекомендует производитель оригинального оборудования (OEM). Некоторые OEM-производители рекомендуют диапазон вязкости в зависимости от вашего климата (например, 5W-20 в холодную погоду, 10W-30 при температуре выше 0ºF). Использование самой высокой рекомендуемой вязкости может помочь закрыть зазор между кольцами и стенкой цилиндра .
Вы также можете попробовать освободить застрявшие кольца, используя качественную промывку двигателя или топливную присадку, предназначенную для очистки от отложений, например AMSOIL Engine and Transmission Flush или AMSOIL P.i.® Performance Improver.
Магазин AMSOIL Synthetic Motor Oil
Обновлено.
Первоначально опубликовано 8 июля 2016 г.
Барьеры сгорания Поршневые кольца имеют решающее значение для исправности двигателя
Много лет назад поршневые кольца регулярно заменялись вместе с подшипниками и другими внутренними деталями двигателя при пробегах, намного меньших, чем у современных двигателей. Благодаря регулярной замене масла и фильтров многие двигатели теперь проходят 150 000 миль и более, не проявляя аппетита к маслу, и это стало настоящей проблемой для поставщиков и дистрибьюторов деталей двигателей. Сегодня восстанавливается гораздо меньше двигателей, чем даже десять лет назад. А те, которые восстанавливаются, восстанавливаются с гораздо большими пробегами, чем когда-либо прежде.
Состояние поршневых колец является одним из факторов, определяющих исправность двигателя. Кольца образуют барьер, отделяющий камеру сгорания от картера. Кольца герметизируют поршни относительно стенки цилиндра, предотвращая выброс давления сгорания на поршни. Они также соскребают масло со стенки цилиндра, когда поршень движется вниз, чтобы предотвратить сжигание масла в двигателе.
ЦИРК С ТРИ КОЛЬЦА
Почти все двигатели легковых автомобилей и легких грузовиков сегодня имеют три кольца на каждом поршне. У некоторых дизелей их четыре, а у некоторых экзотических гоночных двигателей — только два. Но для всего остального магическим числом является три. Каждое кольцо выполняет свою особую работу, и все три работают вместе, чтобы герметизировать компрессию, свести к минимуму прорыв газов и контролировать расход масла.
Верхнее кольцо является первичным кольцом управления компрессией, поскольку оно герметизирует камеру сгорания и принимает на себя основную часть тепла. Верхнее кольцо на большинстве двигателей последних моделей имеет молибденовое (молибденовое) покрытие для уменьшения износа и повышения долговечности. Хром — еще один облицовочный материал, который можно использовать для повышения износостойкости. Многие верхние кольца изготовлены из стали или ковкого чугуна, которые являются более прочными материалами, чем обычный чугун.
На многих японских двигателях верхнее кольцо имеет газонитридное покрытие для повышения долговечности. Хромированные кольца также используются во многих японских двигателях.
Помимо герметизации сгорания, верхнее кольцо также помогает охлаждать поршень, отводя тепло от поршня к блоку цилиндров. В большинстве двигателей последних моделей первое кольцо расположено очень близко к верхней части поршня. Десять лет назад ширина контактной площадки между верхней кольцевой канавкой и днищем поршня обычно составляла от 7,5 до 8 мм. Сегодня это расстояние уменьшилось до 3-3,5 мм в некоторых двигателях. Это сводит к минимуму щель прямо над кольцом, которое улавливает пары топлива, и предотвращает его полное сгорание при воспламенении воздушно-топливной смеси (это снижает выбросы). Но расположение верхнего кольца также означает, что оно подвергается воздействию гораздо более высоких рабочих температур.
Верхнее кольцо многих современных двигателей работает при температуре около 600 градусов по Фаренгейту, в то время как температура второго кольца достигает 300 градусов по Фаренгейту или меньше.
Обычные чугунные компрессионные кольца, которые отлично работают в стандартном Chevy V8 350, не выдерживают такой температуры. Вот почему многие двигатели последних моделей имеют верхние кольца из стали или ковкого чугуна. Сталь более долговечна, чем обычный чугун или даже ковкий чугун, и требуется для высокопроизводительных двигателей с высокими нагрузками, включая двигатели с турбонаддувом и наддувом, а также дизельные и высокопроизводительные двигатели.
Под верхним компрессионным кольцом находится второе компрессионное кольцо, которое является вторым компрессионным кольцом. Кольцо номер два помогает верхнему кольцу герметизировать сгорание, а также помогает нижнему масляному кольцу контролировать подачу масла. Большинство вторых колец имеют коническую поверхность с отрицательным поворотом. Это создает острую кромку, которая царапает стенку цилиндра для лучшего контроля масла. В некоторых новых конструкциях вторых колец теперь используется кромка типа «ворсистого», которая имеет больше эффекта ракеля, когда царапает стенку цилиндра.
Это помогает еще больше снизить трение и расход масла.
Третье кольцо маслосъемное. Обычно это кольцо, состоящее из трех частей (хотя некоторые из них состоят из четырех, двух или даже цельных частей), которое помогает распределять масло по стенке цилиндра для смазки и соскребает излишки масла, чтобы предотвратить возгорание масла. В маслосъемных кольцах, состоящих из трех частей, есть две узкие боковые планки и расширитель, который наматывается на поршень. Расширитель оказывает боковое и внешнее давление на боковые направляющие, поэтому они плотно прилегают к стенкам цилиндра.
НИЧТО НЕ ПРОДОЛЖАЕТСЯ ВЕЧНО
Постоянное царапание колец вверх и вниз о стенки цилиндра в конечном итоге изнашивает как кольца, так и поверхность отверстия. Цилиндры больше всего изнашиваются в верхней части, потому что там самые высокие нагрузки и температуры. Это приводит к конусному износу в верхней части цилиндра, что снижает компрессию и увеличивает прорыв газов и расход масла.
Конусность также заставляет кольца изгибаться внутрь и наружу при движении поршня вверх и вниз, что еще больше увеличивает износ колец и риск выхода из строя колец.
Кольца также могут быть повреждены в результате перегрева, преждевременного зажигания и детонации. Детонация особенно тяжела для колец, поскольку может привести к их поломке. И как только кольцо ломается, это все для компрессии и контроля масла. Двигатель будет дымить как туман от комаров, пока проблема не будет устранена. Сломанное кольцо также может разорвать отверстие цилиндра, возможно, повредив его до такой степени, что блок нельзя будет заточить, но его необходимо заменить или надеть втулку для устранения повреждения.
Кольца также становятся жертвами грязи. Нефильтрованный воздух, поступающий в двигатель, несет с собой микроскопические частицы, которые являются абразивными для колец и подшипников. Со временем это может значительно ускорить износ колец и подшипников. По этой причине воздушный фильтр никогда не следует снимать или заменять сеткой или фильтром низкого качества, которые плохо улавливают грязь.
Типичные признаки изношенных колец включают низкую компрессию, сжигание масла, загрязнение свечи зажигания и повышенный выброс углеводородов. Чрезмерный прорыв газов в картер также сократит срок службы масла из-за попадания в масло большого количества влаги и несгоревшего топлива. Система PCV поможет отсосать часть паров, но остальные образуют кислоты и шлам, которые могут еще больше повредить двигатель.
Некоторые говорят, что купить масло дешевле, чем платить за капитальный ремонт или новый двигатель. Но двигатель с изношенными кольцами и низкой компрессией также расходует топливо и может не пройти испытание на выбросы. Изношенные кольца также могут затруднить запуск двигателя в холодную погоду. Так что в конечном итоге кольца придется заменить.
ВОЗМОЖНОСТИ ПРОДАЖИ РАБОТЫ НА КОЛЬЦЕ
К тому времени, когда большинству двигателей требуется работа по кольцу, им также требуется много другой работы. Направляющие клапанов и клапаны также могут потребовать внимания.
Увеличенные зазоры в подшипниках и износ масляного насоса могут влиять на давление масла. Двигатель может издавать шум, плохо работать, давать пропуски зажигания или страдать от других последствий повышенного износа. В этот момент владелец транспортного средства должен принять решение: стоит ли ремонтировать двигатель, будет ли дешевле заменить двигатель или лучше забыть об этом и найти другой автомобиль?
«Модернизация» существующего транспортного средства часто является наиболее доступным вариантом, при условии, что остальная часть транспортного средства находится в достаточно хорошем состоянии. Так что, если владелец автомобиля выберет либо кольцевую работу, либо полный капитальный ремонт, у вас есть потенциальный клиент.
Ключевым моментом здесь является то, что покупателю потребуется гораздо больше, чем набор сменных колец. Ему понадобятся прокладки, масло и новый масляный фильтр. Также ему могут понадобиться поршни, подшипники, масляный насос и другие детали двигателя.
И ему потребуются специальные инструменты: ребристая развертка, жесткий хонинговальный станок или хонинговальная щетка, расширитель колец, компрессор колец, щупы и динамометрический ключ.
Для выполнения кольцевой операции необходимо снять головку(и) цилиндров, опустить масляный поддон и вытащить поршни из блока цилиндров. «Снова собрать Шалтая-Болтая» требует некоторой подготовки отверстий цилиндров, замены всего, что изношено или повреждено, установки новых прокладок головки блока цилиндров, прокладок поддона и прокладок коллектора (и болтов головки тоже, в зависимости от применения), повторной заливки картер с маслом и система охлаждения с антифризом. Следовательно, список деталей, необходимых для выполнения работы, может быть довольно длинным.
По крайней мере, вы будете продавать комплект прокладок для капитального ремонта вместе с комплектом колец. Если цилиндры изношены, блок придется расточить до увеличенного размера, что потребует новых увеличенных поршней и увеличенных колец.
Разборка двигателя также означает, что покупателю могут понадобиться крепежные детали и вставки для ремонта резьбы. Старые ржавые болты, которые не трогали в течение сотен тысяч миль или больше, не собираются легко разбираться. Если двигатель более поздней модели с болтами с головкой, рассчитанной на предельную мощность (TTY), большинство производителей автомобилей рекомендуют заменить болты. Болты с головкой TTY слегка растягиваются при затяжке. При повторном использовании велика вероятность, что они сломаются. Риск того не стоит, поэтому их всегда следует заменять новыми болтами TTY.
Одновременно следует заменить старые шланги и ремни, а также свечи зажигания и свечные провода, которые давно не менялись. Новый воздушный фильтр поможет сохранить двигатель в чистоте, а свежая охлаждающая жидкость в радиаторе поможет сохранить защиту от коррозии и ровную рабочую температуру. Многие специалисты также рекомендуют заменить термостат и кислородный датчик при капитальном ремонте двигателя.