21Июн

Износ маслосъемных колец: Маслосъемные кольца признаки износа

Содержание

Признаки износа или залегания поршневых колец двигателя

Срок службы поршневых колец двигателя автомобиля может варьироваться в разных пределах.

Для двигателей автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099, 2105, 2107 это 150-200.000 км пробега. Во многом скорость износа поршневых колец зависит от тяжести условий эксплуатации двигателя, применения качественного или наоборот некачественного моторного масла, правильности работы двигателя (наличия перегрева, детонации), качества изготовления самих колец.

Далее приведен перечень признаков износа (поломки) или залегания поршневых колец, обнаружив которые стоит провести проверку их исправности путем измерения компрессии в цилиндрах двигателя и проведя анализ показаний компрессометра.

Признаки износа (поломки, залегания) поршневых колец двигателя

— Сильное дымление из глушителя

Дым серо-синий (сизый). Дымит постоянно: и при пуске, и при работе на холостых, и при движении. Кратковременное дымление при пуске или перегазовке является признаком износа маслосъемных колпачков.

Причины: моторное масло плохо удаляется со  стенок цилиндров при работе двигателя и вместе с отработанными газами выбрасывается через выпускные клапана в выпускной тракт и далее в глушитель. Отсюда сизый дым. Капли масла можно ощутить на своей руке подставив ее к выпускному отверстию глушителя при работающем двигателе.

— Моторное масло в корпусе воздушного фильтра

Изношенные или залегшие кольца пропускают газы, образовывающиеся в камерах сгорания при работе двигателя в поддон (картер двигателя). В картере повышается давление газов, которые через систему вентиляции картера двигателя выбрасываются в корпус воздушного фильтра. Они насыщены моторным маслом, забивают воздушный фильтр двигателя и карбюратор.

Масло в корпусе воздушного фильтра двигателя автомобиля
— Течь моторного масла под сальники и уплотнители двигателя

Повышенное давление газов в картере двигателя заставляет моторное масло сочится, откуда только можно (сальники распределительного и коленчатого валов, прокладка и маслозаливная горловина клапанной крышки, прокладка поддона).

— Сильное дымление из сапуна

Будет заметно, если снять крышку с корпуса воздушного фильтра двигателя. Тут сильная струя сизого дыма хлопками выходит из отверстия вентиляции картера. Аналогичную картину наблюдаем сняв шланг с сапуна двигателя.

Сопутствующие признаки

— Забивается карбюратор

Его воздушные жиклеры ГДС обеих камер

— Черный нагар на свечах зажигания

Черный нагар на электродах свечей зажигания плюс замасливание резьбы.

— Повышенный расход моторного масла

— Двигатель «троит» на холостых

— Снижение мощности и приемистости двигателя

— Провалы при нажатии на педаль «газа»

— Повышенный расход топлива

— Повышенный шум при работе двигателя

Если после проведения замера компрессии установлено, что указанные признаки имеют причиной износ или залегание поршневых колец, то сначала проводим раскоксовывание поршневых колец и если не помогло, то производим их замену (на двигателях автомобилей 2108, 2109, 21099 можно не снимать двигатель для выполнения этой процедуры, а на 2105, 2107 его придется снимать).

Примечания и дополнения

— Сопутствующими неисправностями к износу поршневых колец могут быть: износ цилиндров, износ поршней.

— Залегание поршневых колец – потеря ими упругости в результате перегрева или закоксовывание канавок под кольца в результате применения некачественного моторного масла. В результате кольца перестают выполнять свою функцию – эффективно снимать моторное масло со стенок цилиндров и создавать определенное давление при движении поршня вверх (компрессия).

Поршневые кольца залегли из-за нагара

— Бывают ситуации, когда залегает или выходит из строя только маслосъемные кольца, а компрессионные работают. В такой ситуации двигатель будет дымить и расходовать масло, но компрессия будет в норме.

Еще статьи по двигателям автомобилей ВАЗ

— Не тянет двигатель, почему и что делать?

— Нагар на клапанах

— Двигатель глохнет после нажатия на педаль газа

— Двигатель вибрирует, причины

— Карбюраторный двигатель не запускается, причины связанные с карбюратором

— Снимаем распределительный вал с двигателя 2108, 21081, 21083

Как проверить маслосъемные кольца не разбирая двигатель

Отчего масло интенсивно расходуется на угар

В исправном двигателе маслосъемные колпачки и кольца ответственно снимают остатки смазки со штока клапана и стенок цилиндра соответственно. На высоких оборотах производительность этого процесса падает, но в общем зачете расход масла не превышает нормы, предписанной производителем. У одних это 1 л/10 000 км, у других – это 0,3 л/10 000 км, а третьи вовсе могут ничего не доливать между сервисными интервалами, поскольку не крутят мотор выше 3 500 об/мин.

Естественно, когда потребление смазки вдруг выросло, скажем, до 1л/1 000 км, да еще и сизый дым пошел из выхлопной – это сигнал о нарушении маслосъемных функций. Причин тому несколько:

  • Залегли маслосъемные кольца.
  • Задубели колпачки.
  • Износились направляющие втулки клапанов.

В итоге, неплохо было бы определить без разборки, какая именно группа деталей дала сбой. Возможно ли это – тема следующего параграфа.

Маслосъемные колпачки или кольца: как определить, из-за чего появился сизый дым

Если вы бегло изучали вопрос, то наверняка заметили, что противоречивой информации предостаточно. К примеру, вокруг той же компрессии сплошные споры: одни утверждают, что при нормальном давлении в цилиндрах повода лезть в поршневую нет, другие твердят, что это вовсе не показатель при имеющемся раскладе. А касательно взаимосвязи между температурой мотора, положением педали газа и временем появления сизого дыма так и вовсе не понятно, что к чему.

Сразу же отметим, что никакой связи между компрессией и дефектными маслосъемными кольцами нет. Во-первых, колечки, которые соскребают масло с цилиндров, изнашиваются или залегают первыми, а компрессионные продолжают работать как положено. Во-вторых, даже при слегка подношенных компрессионных и убитых маслосъемных кольцах, компрессия будет в норме, поскольку масло остается на стенках цилиндров.

Вместе с тем негласные отличия, позволяющие определить, что конкретно вышло из строя: колпачки или маслосъемные кольца, существуют. Разница состоит в том, что каждая группа деталей выдает сизый дым в разные промежутки времени.

Симптомы проблем с колпачками

В старину на задубевшие или изношенные сальники клапанов указывал клуб сизого дыма, который вырывался из выхлопной трубы сразу же после пуска двигателя. К слову, эти наблюдения не потеряли актуальность и в нынешнее время. Уже при таком раскладе не лишним будет поинтересоваться, сколько стоит работа, и что еще поменять при замене маслосъемных колпачков на двигателе.

Точно приговорить колпачки к замене поможет такой тест:

  1. Прогреть мотор до рабочей температуры.
  2. Дать двигателю поработать 5-7 минут в прогретом состоянии.
  3. Резко выжать педаль газа на 5-10 секунд, и наблюдать в этот момент за выхлопными газами.

При проблемах с сальниками в первые секунды режима «газ в пол» из глушителя вылетает облако дыма с ярким сизым оттенком. Для лишней убежденности повторите попытку газануть до отказа еще 2-3 раза. Наблюдения таковы, что в последующие циклы клуб дыма будет терять насыщенность, а то и вовсе может пропасть.

К сведению. Наиболее достоверной считается диагностика по цвету выхлопа, при которой «газ в пол» дается после прогрева и работы мотора на рабочей температуре в течение 5-7 минут. Сизый оттенок при таких условиях получается куда более насыщенным, чем при утреннем старте и прочих прогазовках.

Чем объясняется такая расстановка приоритетов? Если колпачок изношен, то при работе двигателя масло будет стекать по штоку клапана. Будет ли оно скапливаться на тарелке клапана или сразу попадать в цилиндры – решает угол положения дроссельной заслонки. Так, на холостом ходу скорость воздушной массы невелика, масло не удаляется с тарелки, а продолжает скапливаться. Как только вы резко (важно именно нажать именно так) выжимаете педаль газа, воздух или топливно-воздушная смесь (в зависимости от вида впрыска топлива) затягивает скопившуюся маслоэмульсию в цилиндры и она сгорает, образуя сизый дымок.

На оборотах зловещего оттенка не будет, да, собственно, и быть не должно. Масло не успевает скапливаться, а сразу попадает в цилиндры, и сгорает небольшими долями, отчего не влияет на цвет выхлопных газов.

Стоит отметить, что при наличии нового катализатора цвет выхлопа может и вовсе не поменяться, поскольку он качественно превращает CH в водяной пар. На полудохлом каталитическом нейтрализаторе или установленном пламегасителе картина же проявляется во всей красе: дымность есть.

Как определить неисправность маслосъемных колец

Подношенные колечки дают о себе знать при нагрузке. В реальности это выглядит так: цвет выхлопных газов меняется при движении на подъем при полувыжатой педали газа. Стоит отметить, что смотря в зеркало заднего вида, вы вряд ли сделаете правильный вывод. Клуб дыма обычно быстро рассеивается. Однако водитель идущей сзади машины вполне может зафиксировать его появление.

К сведению. Бытует мнение, что начальную стадию износа следует определять во время переключения передач. Если в этот момент появляется синеватый дымок, то кольца вскоре потребуется заменить.

При критическом износе колец дым идет во время движения постоянно и вне зависимости от ландшафта под колесами. Кроме того, наблюдается усиление дымления с повышением скорости.

Из-за чего еще может появиться выхлоп сизого оттенка

Дефектная турбина и неисправная вентиляция картерных газов также могут стать причиной появления дыма. Что отличает эти поломки от текущих колпачков или маслосъемных колец, так это характер дымления: здесь дыма много + он может появляться и исчезать в любое время. К примеру, двигатель «ровно» работает на ХХ и вдруг начинает дымить, а через минуты 3-4 перестает.

Выявить, в чем дело, помогут несколько рекомендаций:

  • Турбина «гонит» масло в выхлопную трубу. Дым появляется только после прогрева выпускного тракта. Возможна течь масла на стыках деталей выпускной системы.
  • Вентиляция картерных газов не отсекает масло от воздушной смеси. Забился маслоотделитель в результате использования некачественной моторной смазки. Впускной коллектор весь в потеках маслоэмульсии, причем четко за вентиляционным отверстием.

Напутственные рекомендации

При неудовлетворительных результатах диагностики опытные владельцы обычно действуют методом исключения. Сначала предпринимается попытка раскоксовать маслосъемные кольца. Если вы впервые столкнулись с таким понятием, рекомендуем почитать, что такое раскоксовка и зачем она нужна двигателю, а также о технологии декаборнизации поршневых колец с использованием димексида , как одного из недорогих и эффективных средств.

Если попытка удаления кокса не принесла результатов, то планируются работы с ГБЦ. Если и замена маслосъемных колпачков обернулась безуспешно, то производится «капиталка».

Рано или поздно, но перед владельцем автомобиля встанет вопрос о том, почему дымит двигатель, как понять это кольца или колпачки. Для новых машин этот вопрос возникает в обозримом будущем, а вот для машин с «возрастом» появление дыма из выхлопной трубы, можно ожидать в любой момент. Для его появления существует много разных причин, некоторые из них даже не связаны с техническим состоянием двигателя. Избавиться от этого явления также можно несколькими способами.

Дымит двигатель, как понять это кольца или колпачки на первый взгляд сложно, а многим водителям вообще представляется невозможным без его полной разборки. В этой статье постараемся показать, что это выполнимо даже в условиях гаража. Не требуется какого-то специального оборудования, будет достаточно наличия компрессометра для проведения диагностики состояния поршневой группы мотора.

Содержание

Почему появляется дым из выхлопной трубы?

Чтобы понять причины появления такой проблемы, нужно немного окунуться в принцип работы двигателя внутреннего сгорания, вспомнить какие процессы в нём происходят. Для воспламенения горючей смеси её необходимо сжать. Этим в цилиндрах занимается поршень, на который для уплотнения устанавливаются поршневые кольца. Между поршнем, кольцами и стенками цилиндра происходит трение. Для снижения износа трущихся деталей в их рабочую зону подается моторное масло. Износ маслосъемного кольца является виновником попадания масла в камеру сгорания.

Второй путь, по которому моторное масло может попасть в камеру сгорания, является зазор между клапаном и направляющей втулкой.

Для недопущения попадания масла в зону сгорания топлива, стержень клапана и направляющую втулку уплотняют с помощью маслосъемных колпачков. Когда материал, из которого изготовлены сальники клапанов, теряет свою упругость, открывается доступ масла в цилиндр. Но бывает и так, что обе неисправности совпадают, моторное масло проникает в цилиндр и через изношенные кольца, и сквозь твёрдые маслосъемные колпачки.

Методы диагностики

Определить, что же случилось с мотором можно инструментальным способом и в результате наблюдений за работой мотора. Об этом и поговорим. Обратить внимание на состояние мотора, нужно не дожидаясь обильного появления дыма из выхлопной трубы. Тревогу бить пора уже тогда, когда замечено резкое уменьшения его уровня без видимых протечек.

Во время поездок на машине понаблюдайте за поведением мотора своего авто в зеркало заднего вида, это может о многом поведать владельцу о его состоянии. Если после торможения двигателем резко надавить на педаль газа и в этот момент из глушителя вырвется клубок сизого дыма, это верный признак износа маслосъемных колпачков. Такой же эффект будет когда производится запуск мотора после длительной стоянки автомобиля. Это объясняется проникновением масла, находящегося в головке блока цилиндров, через зазор между стержнем клапана и направляющей втулкой, в камеру сгорания.

Несколько иначе ведёт себя мотор при износе или закоксовывании поршневых колец. В этом случае дым проявляется при работе мотора с нагрузкой, при движении на подъём, при обгонах и резком наборе скорости, за автомобилем остаётся неприятный дымный след. Косвенными показателями износа поршневых колец может служить потеря мощности двигателем, трудный пуск и повышенный расход топлива.

О таких проблемах может подсказать состояние свечей зажигания. Выкрутите свечи и внимательно их осмотрите, их вид может о многом рассказать водителю. Если рабочая зона свечи имеет чёрный цвет, это верный признак износа поршневых колец. Излишки масла на стенках цилиндра сгорают и частично в виде нагара остаются на головке поршня, тарелках клапанов и свечах зажигания. Очистка свечей от нагара поможет, но лишь на короткое время, так как в таком случае для мотора нужна помощь механиков.

Инструментальная проверка

Несколько слов нужно сказать и о том, как с помощью приборов проверяют техническое состояние мотора. Для этого нужно иметь прибор под названием компрессометр. Приобретать его для одной проверки двигателя не имеет смысла, но можно с большой уверенностью утверждать, что в гаражном кооперативе он у кого-то найдётся. Можно также с большой уверенностью утверждать, что проверка с его помощью даёт правильный ответ о состоянии мотора.

Проверку компрессии нужно проводить только на прогретом двигателе до рабочей температуры. Нужно вывернуть свечи из головки цилиндров, поставить машину на ручной тормоз, а рычаг переключения передач в нейтральное положение. Далее следует с усилием вставить головку компрессометра в гнездо свечи зажигания. После этого самостоятельно или с мощью помощника на несколько секунд провернуть стартером коленчатый вал двигателя. Прибор покажет компрессию в этом цилиндре.

При её низком значении рекомендуется произвести повторную проверку, но перед этим залить в цилиндр 20-30 грамм моторного масла. Увеличение после этого величины компрессии подтвердит износ поршневых колец. Также снижению компрессии может содействовать закоксовывание поршневых колец. С этим можно бороться, но это тема для другой статьи.

Чтобы как можно дольше не сталкиваться с этой проблемой, соблюдайте все рекомендации по эксплуатации данные заводом изготовителем. Почему дымит двигатель, как понять это колпачки или кольца после прочтения этой статьи должно стать понятным. Поэтому нужно стараться делать так, чтобы мотор длительное время работал с чистым выхлопом.

Автор: Максим Марков

Многие автолюбители и владельцы подержанных автомобилей сталкиваются с такой проблемой как дым при запуске силового агрегата, либо при наборе больших оборотов, и ничего не поймут, откуда он появляется. При этом в некоторых случаях мотор дымит белым дымом, либо дымит черным дымом. Конечно же, это свидетельство о том, что существуют некоторые проблемы с колпачками или поршневыми кольцами. Ниже будет рассказано о том, что делать, когда дымит двигатель, как понять кольца или колпачки являются причиной появления дымления в двигателе.

Причина появления дыма в выхлопной трубе

Для того чтобы разобраться в вопросе, почему дымит двигатель, нужно иметь представление что в нем происходит во время работы.

В камере сгорания образуется топливная смесь, которая сжимается поршнем, и поджигается искрой от свечи зажигания. Смесь подается через впускные клапана, а отработанная выводиться через выпускные клапана. Поршни имеют специальные маслозаборные кольца, они нужны для того, чтобы собирать излишки масла на стенах цилиндров, чтобы они не попадали в камеру сгорания.

Клапаны движка также имеют специальные сальники (колпачки), которые служат для того, чтобы масло, находящееся в головке цилиндров не попадало в камеру сгорания. Кроме этого, большую роль также играют свечи, и если у них слабая искра, или зазоры между электродами неправильно выставлены, то топливная смесь в моторе будет сгорать не полностью.

Исходя из этого, можно выделить такие причины, дымления двигателя.

  1. Свечи зажигания . Если свечи зажигания неисправны, то есть выдают слабую искру, либо зазоры между их электродами выставлены неправильно, то топливная смесь сгорает не полностью, и выводиться из камеры сгорания, синим дымом. В самых тяжелых случаях он может быть черный.
  2. Маслозаборные кольца поршней . Как было указано выше, маслозаборные кольца выполняют функцию, связанную с очисткой стенок цилиндров от излишнего масла, чтобы оно не попало в камеру сгорания. На них воздействует мощная сила трения. В случае их износа масло попадает в камеру сгорания, и воспламеняется вместе с топливной смесью. В таком случае появляется черный дым. Аналогичные функции выполняют также и кольца двигателя, которые также отбирают лишнее масло с поверхности цилиндров и могут изнашиваться со временем.
  3. Колпачки клапанов . Это сальники, которые служат для того, чтобы масло, находящееся в головке цилиндров, не смогло попасть в камеру сгорания, и изготавливаются из плотной резины. Когда она изнашивается, то смазочный материал попадает в камеру сгорания и воспламеняется. При этом образовывается белый дым (либо сизый).

О последних двух причинах дымности будет рассказано ниже. Если автолюбитель будет замечать появление голубого или синего дыма, ему нужно обратить пристальное внимание на работу свечей зажигания силового агрегата и провести их диагностику, либо поменять.

Нужно запомнить, что иногда причиной появления дыма в выхлопной трубе может послужить плохой бензин. В нем могут находиться различные присадки или добавки, которые и будут создавать дым черного или другого цвета. Эта проблема обычно пропадает при заправке другим топливом.

Диагностика неисправности масляных колец двигателя


Как было указано выше, если двигатель дымит черным цветом, значит вся проблема в том, что масляные кольца поршня изношены, и смазочные материалы попадают в камеру сгорания.

Игнорирование данной проблемы может привести к тому, что кольца не будут убирать смазку, в связи с чем, ее постоянно нужно будет доливать. Кроме этого, могут залегти кольца, и их нужно будет раскоксовывать. Как раскоксовывать кольца, которые залегли, можно узнать из других публикаций. Но делать это лучше на специализированном СТО.

Теперь перейдем к рассмотрению вопроса, как диагностировать данную проблему.

Существует два способа, первый это проверка компрессии, о котором детально будет рассказано ниже.

Второй, это диагностика при работающем силовом агрегате.

Для того чтобы определить проблему с кольцами, нужно, в обязательном порядке разогреть мотор до рабочей температуры, так как эта проблема появляется только при работе силового агрегата на горячую.

Затем давить на педаль газа, давая стандартные или повышенные обороты. Если с выхлопной трубы будет идти черный дым, значит проблема в кольцах, и их нужно менять.

Как заменить поршневые кольца в данном случае. Тут придется разобрать головку цилиндров, извлечь поршни, купить новый набор колец и заменить их. Если автомобиль иностранного производства, то лучше доверить такую работу специалистам, поскольку сделать это не снимая двигатель, будет проблематично.

Важно запомнить, что если проблема в кольцах, то двигатель вообще будет плохо заводиться после долгого простоя.

Диагностика неисправности колпачков клапанов


Если двигатель дымит белым, значит проблема в колпачках. У белого дыма также может быть сизый оттенок. Исходя из этого, автолюбителю нужно в срочном порядке поменять сальники на клапанах, иначе его ждет большое потребление масла двигателем.

Такую проблему можно выявить на холодную работу мотора, или в процессе движения.

Рассмотрим первый случай. Автолюбитель должен поставить машину в гараж или другое место, и дождаться пока мотор охладиться. После этого, поставить на нейтральную передачу, и завести мотор, давая обороты.

При заводке таким образом, с выхлопной трубы повалит дым белого или сизого цвета. Значит, масло попадает в камеру сгорания через колпачки клапанов.

При втором способе от водителя требуется наблюдательность. При движении машины, необходимо разогнать ее, затем произвести торможение мотором, и снова надавить на педаль газа, давая значительные обороты. При этом нужно постоянно смотреть в зеркало заднего вида. Если повалит белый или сизый дым, значит можно смело диагностировать неисправность колпачков.

Что делать в таком случае. Эту проблему можно решить у себя в гараже. Нужно просто снять старые сальники и поменять их на новые. Такая работа не требует больших навыков и с ней справиться даже новичок.

Важно запомнить, что если с замененными сальниками машина все равно будет дымить, то проблема может быть в других узлах двигателя, поэтому в данном случае лучше обратиться к специалистам и провести профессиональную диагностику.

Диагностика с помощью компрессии


Выявить вышеуказанные проблемы с силовым агрегатом можно при специальной диагностике с помощью компрессометра. Это прибор, который измеряет давление. Делать такую диагностику можно у себя в гараже.

Для этого понадобиться помощь знакомого и наличие самого прибора.

Чтобы ее правильно провести, нужно придерживаться следующего алгоритма. Для начала нужно поставить автомобиль в гараж, и прогреть его двигатель до рабочей температуры.

После этого отсоедините свечу первого цилиндра, и вставьте туда компрессометр. С помощью стартера, на несколько секунд заведите мотор (прокрутите коленвал), и запомните давление, которое показывает прибор. Далее нужно залить в камеру цилиндра не больше 20 грамм масла, и снова прокрутить коленвал. Если давление в первом случае низкое, а втором случае повыситься, значит, проблема в поршневых кольцах и их нужно однозначно менять.

Далее снимается вторая и последующие свечи, и проводятся аналогичные манипуляции.

Как видно ничего сложного в такой диагностике нет, но она помогает выявить одну из проблем появления дыма.

Важно запомнить, что потеря мощности двигателя при больших оборотах или нагрузках также свидетельствует о том, что поршневые кольца изношены.

Причина появления дыма разного цвета из выхлопной трубы может свидетельствовать о нескольких проблемах в силовом агрегате. Если их диагностировать вовремя, то больших отклонений в работе мотора не появиться. Если запустить, тогда могут наступить серьезные поломки, и большие затраты на их исправление.

Повышенный расход масла в двигателе

Существует много причин расхода масла, и все они связаны с устройством и принципом работы двигателя. Как нетрудно предположить, одна из основных причин — износ деталей. Когда изнашиваются поршневые кольца и стенки цилиндров, зазоры увеличиваются и маслосъемное кольцо хуже снимает масло, которое остается на стенках цилиндра и сгорает. Также расход масла может быть связан с износом маслосъемных колпачков на клапанах. Резина, из которой они изготовлены, подвержена износу, на ней появляются микротрещины. В результате масло не снимается со стержня клапана и попадает во впускной или выпускной тракт. При попадании во впускной тракт масло засасывается в цилиндр и сгорает вместе с топливом. Если масло попадает в выпускной тракт, то его сгорание происходит под действием высокой температуры отработавших газов.

Часто причиной расхода масла является износ перемычек на поршнях. Расстояние между ними увеличивается и возникает так называемый насосный эффект поршневых колец. Его можно описать так: поршень идет вниз, кольцо начинает прилегать к верхней перемычке и собирает масло; затем поршень идет вверх, поршневое кольцо прилегает к нижней перемычке и масло выдавливается в камеру сгорания.

Двигатели, оборудованные турбокомпрессором, традиционно расходуют больше масла. А почти все современные дизельные двигатели, как правило, с турбонаддувом. В процессе работы турбокомпрессор сильно нагревается. Больше всего при этом греется турбинное колесо, передающее нагрев подшипнику скольжения, который смазывается и охлаждается моторным маслом через подводящую трубку. Очень высокие температуры в турбине приводят к тому, что масло выгорает. Если сравнивать обычный атмосферный двигатель и двигатель с турбонаддувом, расход масла в последнем будет больше при одинаковых условиях. Причиной расхода масла на угар может также стать неисправность топливной системы. Если впрыск происходит поздно, топливо сгорает не равномерно, а взрывообразно. Из-за этого в камере сгорания резко повышается температура и масло, естественно, быстрее выгорает. Если забивается вентиляция картера, то возрастает давление картерных газов. Они остаются внизу и выдавливают масло через прокладки и сальники.

Если износ произошел в области головки блока двигателя, то это не самое худшее, обычно изнашиваются маслосъемные колпачки или направляющие клапанов, а они достаточно легко меняются.

Гораздо хуже, если закоксовались поршневые кольца. Это может произойти по разным причинам: избыточное попадание масла в камеру сгорания, перегрев двигателя, работа мотора при температуре ниже рабочей, использование моторного масла, не удовлетворяющего требованиям производителя техники, некачественное топливо и др. Более того, избыточное попадание масла в камеру сгорания провоцирует образование высокотемпературных отложений, приводящих впоследствии к перегреву поршня. Эти отложения изолируют сам поршень, не давая ему нормально охлаждаться. Температура неизбежно повышается и больше всего от этого страдают алюминиевые поршни.

Поршневые кольца — маслосъемные и компрессионные — всегда должны оставаться свободными, чтобы обеспечить плотное прилегание поршня к стенкам цилиндра. Если кольцо залегает, оно уже не может прижиматься к поршню при его перемещении. Как известно, поршень никогда не прилегает всей поверхностью плотно к стенкам цилиндра, иначе он не сможет свободно перемещаться. В зависимости от того, какой такт он делает — рабочий ход или такт сжатия, он незначительно отклоняется от оси цилиндра (так называемая перекладка поршня). Свобода поршневого кольца как раз и компенсирует эти движения. Вне зависимости от положения поршня кольцо всегда должно быть правильно сориентировано и прижато к поверхности стенок цилиндров. Поэтому если поршневые кольца залегли, закоксовались, то они уже не могут выполнять свои функции компенсации наклона поршня. Герметизация цилиндра резко падает, не осуществляется съем масла со стенок цилиндров, и оно начинает сгорать.

Выявить причину повышенного расхода масла в большинстве случаев помогает элементарная диагностика неисправностей. Например, проверка состояния камеры сгорания с помощью эндоскопа. Процесс проверки чрезвычайно прост: выкручивается форсунка, после чего в камеру сгорания опускается специальный зонд с камерой и подсветкой. Подобный метод диагностики позволяет оценить состояние поршня, цилиндра, клапанов. Если на клапане имеется большое количество отложений, это говорит или о некачественном топливе, или о попадании масла.

Часто проблемы с двигателем можно определить по его работе. К примеру, если износились или соскочили маслосъемные колпачки, появляется характерный сизый дым при запуске: масло подтекает, скапливается на клапанах и при запуске начинает быстро сгорать. Если масло проникает через цилиндр в камеру сгорания, тогда двигатель будет дымить постоянно.

Признаки износа поршневых колец питбайка

Количество просмотров: 597

Когда пробег подходит к 100 моточасам, пора бы уже задуматься о замене поршневых колец.

Но иногда износ может случится раньше или позже, все зависит от режимов эксплуатации. Признаки износа колец все же есть, причем значительно типичные. Описанные признаки были замечены на двигателе YX 150 Electro.

Первое и, пожалуй, самое банальное – это когда кикстартер (или же стартер) подозрительно легко прокручивает мотор. Соответственно, компрессия стала значительно меньше, но это могут быть и клапана, так что быть полностью уверенным по этому признаку нельзя.

Второе – это типичный запах горелого масла под нагрузкой, но и тут быть уверенным нельзя, потому что это могут быть и маслосъемные колпачки.

Третий признак. Это тот случай, когда масло откатало свои положенные 100 часов, выработалось, и питбайк стал как-то странно работать: обороты плавают, холостые не держатся. Но стоит поменять масло на новое – и все это пропадает, и мотор работает стабильно и четко.

Происходит следующее: новое масло образует плотную устойчивую пленку на стенке цилиндра, благодаря чему повышается компрессия, и кольца не пропускают в той степени, в какой на отработавшем масле. Вот это уже верный признак, указывающий именно на износ колец.

Четвертое – при трешевом износе колец, когда их вообще там нет, начинает валить дым из сапуна, потому что отработавшие газы прорываются через поршень кольца и шарашат в сапун.

Пятое. А тут уже вопросы к запуску. При износе колец не редки переливы и забрызгивание свечи, но это может быть и банально не настроенный карбюратор. Но если вы уверенны, что с карбом все супер, тогда не в порядке кольца.

Шестое (замечено именно на 150 с карбюратором VM 24). Раньше в теплое время года мотор отказывался работать с вытянутым подсосом, а уж тем более заводиться. Но теперь, по мере износа, когда компрессия уже не первой свежести, мотору требуется большее количество топлива, ведь кольца пропускают и топлива в нормальном режиме (без подсоса) уже не хватает.

Итог: По одному из перечисленных признаков судить об износе колец нельзя, нужно чтобы было хотя бы 2-3. А вообще лучше не затягивать, и к 100 часам пробега поменять кольца и не париться еще ближайшие 100 часов. 


Маслосъемные колпачки. Признаки и причины износа. Рекомендации по выбору

Маслосъемные колпачки (сальники) препятствуют попаданию масла в камеру сгорания и позволяют экономно расходовать масло.

Различие между маслосъемными колпачками и маслосъемными кольцами. Часто неопытные автовладельцы спрашивают, как определить, что стоит на их автомобиле: кольца или колпачки. Ответ заключается в том, что для оптимальной работы двигателя необходимо наличие как маслосъемных колец, так и колпачков. Кольца снимают остатки масла с движущегося поршня и обеспечивают смазку поршня, а маслосъемные колпачки устанавливаются на ножках клапанов. По сути обе запчасти выполняют одну и ту же функцию: защищают камеру сгорания от попадания масла.

Попадание масла в камеру сгорания ДВС чревато появлением нагара на клапане и на стенках цилиндра газораспределительной камеры. Вследствие чего двигатель будет работать хуже и быстрее выйдет из строя. Кроме прочего попадание масла в камеру сгорания ухудшает качество бензино-воздушной смеси и забивает канавки поршневых колец.

Признаки износа маслосъемных колпачков:

  1. Повышенный расход масла автомобиля. Расход масла может достигать до 1 литра масла на 1000 км.
  2. Появление синего дыма из выхлопной трубы при запуске двигателя или при торможении.
  3. Электроды на свечах замаслены и засалены.

Причины износа:

  1. Время. Со временем маслосъемные колпачки неизбежно теряют свою эластичность и пропускают больше масла. Для отечественных автомобилей после преодоления 20 000 километрового пробега рекомендуется обязательная замена.
  2. Условия работы. Износ колпачков обусловлен их постоянной работой. Каждый раз (от 150 до 12000 раз в минуту), когда клапан открывается, колпачок снимает излишки масла с него.
  3. Химическое воздействие. Колпачки изготавливаются из резины и находятся в агрессивной химической среде продуктов сгорания и масляной взвеси. Неизбежно со временем каучук теряет эластичность и твердость и маслосъемные колпачки выходят из строя.

На что необходимо обратить внимание при покупке маслосъемных колпачков:

Конечно, рекомендуется применять только те колпачки, которые предназначены для конкретного двигателя, но это не всегда возможно и целесообразно. Во-первых новые колпачки на старом моторе могут оказаться весьма кстати и улучшат прилегание, во-вторых оригинальные колпачки могут оказаться дорогими или недоступными и имеет смысл заказать аналоги, если замена необходима здесь и сейчас.

Для того, чтобы подобрать нужный колпачок и он не соскакивал и подходил по размеру необходимо соблюсти следующие правила подбора:

  1. Аналог может быть выше оригинала только на 0,5 мм. В противном случае тарелка пружины может повредить колпачок.
  2. Диаметр колпачка не может быть слишком большим, должен свободно проходить через пружину клапана.

На сегодняшний день отечественные производители колпачков уступают импортным.

Мы рекомендуем использование мировых производителей-фирм AE (Payen), Elring, Glazer, Goetze и Reinz.

Во избежание покупки некачественной или контрафактной продукции приобретайте маслосъемные колпачки и другие запчасти в нашем интернет-магазине. Мы гарантируем правильный подбор запчастей и обеспечим замену запчасти или возмещение стоимости в случае брака или неправильного подбора.

Опубликовано: 07.09.2016

Маслосъемные кольца: признаки износа :: SYL.ru

Маслосъемные кольца являются одними из самых важных элементов двигателя. Что же это за детали, куда их устанавливают и как их заменить — обязательно знать каждому автовладельцу, чтобы в любое время помочь своему железному другу.

Что собой представляют эти детали

Маслосъемные кольца относятся к поршневым кольцам и играют большую роль в работе автомобиля. Данная деталь состоит из верхнего компрессионного, компрессионно-маслосъемного и нижнего маслосъемного кольца. Именно от их работы зависят следующие параметры: величина разгонной мощности, насколько токсичны выхлопные газы, запуск двигателя и величина расхода топлива и масла. Поэтому так важно отслеживать их техническое состояние.

Функции маслосъемных колец

Главной функцией таких колец является отведение тепла от поршня. Иначе это грозит поршню различными дефектами — например, прогарами или задирами, что приводит к нарушению работы запчасти и всего механизма в целом. В итоге деталь заклинит в цилиндре. Также именно маслосъемные кольца отвечают, насколько герметична камера сгорания, а значит, минимизируют попадание газов из картера в цилиндр и обратно. Кроме этого, происходит регулировка того, как смазываются сопрягаемые элементы. Здесь важно помнить, что как недостаток масла, так и его избыток могут вывести двигатель из строя.

Конструкция колец

Перед тем как рассматривать неисправности и выяснять, когда требуется замена или раскоксовка маслосъемных колец, нужно узнать их конструкционные особенности. Неразъемных деталей на сегодняшний день уже не производится, так как они уже непопулярны. У таких деталей повышенная жесткость, из-за чего они недостаточно прилегают к поверхности и плохо удаляют масло.

Сегодня производятся детали, в состав которых входит две или три части. Такие детали называются «наборные маслосъемные кольца».

Первый вариант состоит из самого маслосъемного кольца и спиральной пружины. Плюсы такого изделия: оно достаточно гибкое, из-за чего плотно прилегает к стенкам цилиндра. Пружина прижата к кольцу так сильно, что деталь выглядит цельной. Кольца из трех элементов состоят из следующих элементов: распорной пружины и двух стальных пластинок. Применяются они обычно в автомобилях с бензиновыми двигателями. Достоинство данной конструкции в том, что она максимально плотно прилегает к цилиндру.

Работа компрессионного кольца

Больше всех нагрузки у компрессионного кольца, поэтому при его изготовлении применяют специальные легированные материалы. Поверхность его покрывается износостойким ыеществом, для того чтобы кольцо могло устоять перед давлением газов и высокой температурой. Когда кольцо приближается к верхней мертвой точке, смазки становится меньше, а растущее давление в цилиндре обеспечивает более плотное прилегание кольца к цилиндру. При этом происходит и снижение скорости движения, а при полной остановке может разорваться маслянистая пленка. В таком случае у компрессионного кольца происходит сухое трение во время работы, а значит, и быстрый его износ.

Работа среднего и самого маслосъемного кольца

На среднем кольце нагрузка гораздо меньше. При его производстве используют легированный чугун. На форсированных двигателях компрессионно-маслосъемное кольцо покрывают износостойким материалом. Это потому, что у замка давление остается высоким. По названию этого кольца можно догадаться, что оно выполняет и компрессионную работу, и участвует в смазке. Для того чтобы масло не попадало в камеру сгорания, угол конуса наружной поверхности составляет не более 80 г. Главной задачей компрессионно-маслосъемных колец является снятие масла с цилиндра и предотвращение попадания его в камеру сгорания.

Сами маслосъемные кольца выполняют только одну функцию: снимают масло и отводят его в картер. Для максимально качественного выполнения этой задачи конструкция предусматривает два пояса, и каждый из них занимается снятием остатков масла. В итоге сбор жидкости происходит между поясами и внизу детали. Чтобы ее устранить, имеются специальные колпачки с продолговатыми прорезями, по которым выводится жидкость. Далее она стекает в поддон или остается на внешней стороне поршня.

Проверка состояния маслосъемных колец

В работе поршневым колпачкам и маслосъемным кольцам приходится нелегко, поэтому естественный износ никто не отменяет. Обычно данный комплект ходит около 150 тысяч километров, а в некоторых случаях и в два раза больше. Но добиться таких показателей можно только в том случае, когда осуществляется правильная эксплуатация транспортного средства. В большинстве же случаев ремонтировать двигатель придется раньше. Частая замена маслосъемных колец может быть обусловлена следующими факторами: некачественное или неподходящее масло, несвоевременная его замена. Также важно следить за воздушным фильтром, особенно если частым маршрутом является запыленная местность. Кроме этого, топливный фильтр должен быть исправен.

Нежелателен и перегрев или сильная нагрузка самого двигателя. В этом случае образуется нагар в поршневых канавках. Если залегли маслосъемные кольца, то поршень не будет достаточно плотно прилегать к цилиндру. Это значительно снижает мощность автомобильного двигателя. Чтобы маслосъемные кольца прослужили как можно дольше, нужно соблюдать некоторые правила. Кратковременные поездки в зимнее время опасны для двигателя, так как он не прогревается до оптимальной температуры. Также зимой не стоит чрезмерно нагружать его, из-за недостаточной смазки может произойти перегрев. В результате этого происходит заклинивание и образование на стенках цилиндра и поршня дефектов. В этом случае происходит полный износ колпачков и перегородок между канавками. Неблагоприятны для авто и постоянные городские пробки.

Признаки износа колец и их диагностика

Узнать, когда маслосъемным кольцам необходим ремонт или замена, можно по некоторым факторам:

  • расход масла в двигателе стал гораздо больше;
  • в начале движения или после недолгой остановки — появление сизого дыма;
  • протечка и испарение масла в колпачках, уплотнительных прокладках и т. д.;
  • имеет значение и цвет подтекаемой жидкости: если она темная, то нужно заменить уплотнители;
  • следующим этапом будет проверка свечей, если они грязные, то нужно обратиться в автосервис или самостоятельно произвести ремонт.

При обнаружении каких-либо признаков износа в первую очередь нужно обратить внимание на маслосъемные кольца. Проверку колпачков произвести довольно легко. Нужно снять шланг вентиляции, если давление в картере высокое, то колпачки вышли из строя.

Раскоксовка маслосъемных колец

Не во всех случаях нужно полностью заменять детали. Если имеется нагар или залегли кольца, то поможет раскоксовка. Существует следующий рецепт, чтобы восстановить данные элементы без разбора двигателя. Нужно приготовить смесь, в состав которой входит ацетон и керосин в равных пропорциях. После этого свечи зажигания выкручиваются, а приготовленная смесь заливается в цилиндр через отверстия. Нужно подождать 9 часов. По прошествии этого времени вкручиваем свечи на место, производим запуск двигателя и ездим на высоких оборотах. После этого рекомендуется заменить масло в двигателе и фильтр.

Специальный раскоксователь можно купить и в магазине. В принципе, получается то же самое, но необходимо почитать инструкцию. Заливается раскоксовыватель также в свечные отверстия, только времени на раскисление нагара уходит меньше — как правило, 15 минут, но это нужно уточнить в инструкции.

Замена деталей

Раскоксовка может помочь исключительно при нагаре, но если детали износились, то их нужно только менять. Замена колец и маслосъемных колпачков может быть произведена и своими руками. Производится она с помощью специального съемника, оправки для запрессовки, металлического прутика, еще понадобится пинцет и рассухариватель. При покупке новых колпачков и колец лучше всего отдавать предпочтение оригинальным деталям, ведь подделки хватит ненадолго. Тем более что материал покрытия верхних колец в идеале должен подходить к материалу двигателя.

Сначала нужно снять все узлы и механизмы, чтобы подобраться к деталям. Первым производится снятие воздушного фильтра, затем топливного насоса и распределителя зажигания. Для демонтажа корпуса привода вспомогательных элементов разъединяем соединение на болтах. Затем идет снятие минусовой клеммы и зубчатого шкива. Чтобы освободить крышку головки блока — снять привод массы. Теперь откручиваем гайки переднего и заднего корпуса подшипников распредвала.

Снимаем шпонку распредвала и достаем сальник. Выставляем поршень в ВМТ, вынимаем свечу, вставляем прут в отверстие, чтобы не выпал клапан, после этого нужно сжать пружины и вынуть два сухаря, выпрессовываем кольца.

Установка новых деталей на места происходит точно в обратном порядке. Маслосъемные кольца ВАЗовских моделей меняются в той же последовательности.

Поршневые кольца — RacePortal.ru

 При этом необходимо отметить, что незначительная часть газов из камеры сгорания всё равно проникают во внутренне пространство картера даже нового, вполне исправного, двигателя. Уплотнение при помощи поршневых колец в технике называется уплотнением лабиринтного типа, в уплотнениях подобного типа всегда происходит некоторая утечка газов. Но эта утечка на исправном двигателе обычно лежит в диапазоне 0,5 – 1,0%. Находящиеся в картере двигателя газы называются картерными газами. По мере износа цилиндропоршневой группы двигателя количество картерных газов увеличивается.

 Кроме уплотнения поршневые кольца выполняют ещё две задачи. Регулируют количество масла на стенках цилиндра, необходимого для смазывания, как самих колец, так и поршня, и отводят тепло от поршня к стенкам цилиндра.

Предназначение поршневых колец:

 Обеспечение герметичности между поршнем и стенками цилиндра. Регулирование количества масла, необходимого для смазывания соединения поршня и цилиндра, и предотвращения попадания масла в камеру сгорания двигателя. Отвод тепла от поршня к стенкам цилиндра.

 Эти три задачи поршневые кольца выполняю в очень тяжёлых условиях под воздействием высоких тепловых и механических нагрузок. Тепловое напряжение поршневых колец возникает под воздействием горячих рабочих газов и под воздействие трения колец о стенки цилиндра, происходящего в условиях масляного голодания в верхней части поршня. Успешное решение этих задач решается как за счёт конструкции колец, так и правильного подбора материала изготовления колец.

 Тип колец Поршневые кольца делятся на два типа: Компрессионные,маслосъёмные.

1-Компрессионное кольцо

1.1-Молибденовая противоизносная вставка

2-Второе компрессионное кольцо

3-Маслосъёмное кольцо

3.1. Верхняя маслосъёмная пластина

3.2. Тангенциальный расширитель

3.3. Нижняя маслосъёмная пластина

 Поршень с поршневыми кольцами Фотография разреза поршня современного бензинового двигателя с установленным на него типичным комплектом поршневых колец в соответствии со схемой, данной на верхнем рисунке. Компрессионные кольца обеспечивают необходимую герметичность, а маслосъёмные кольца регулируют количество масла на стенках цилиндра. Именно регулируют, а не полностью удаляют, поскольку полное или слишком большое удаление масла приведёт к масляному голоданию соединения поршня со стенками цилиндра в верхней части поршня и последующему заклиниванию поршня в цилиндре.

 Ранее двигатели были тихоходными, и количество поршневых колец на одном поршне доходило до 5 – 7. Но почти все современные бензиновые двигатели и быстроходные автомобильные дизельные двигатели имеют на одном поршне всего три поршневых кольца – два компрессионных кольца и одно маслосъёмное. Хотя поршни двигателей форсированных спортивных автомобилей, постоянно работающие на высоких оборотах, могут иметь всего два кольца. А поршни дизельных автомобильных двигателей, для облегчения запуска, могут иметь четыре кольца, три из которых компрессионные.

Поршневые кольца — терминология
  •  Концевой зазор в свободном состоянии
  • Концевой зазор в сжатом состоянии
  • Торсионная закрутка кольца после сжатия
  • Компрессионные поршневые кольца

 

 Первое (верхнее) компрессионное кольцо, установленное в канавку поршня, находящегося в цилиндре двигателя, должно принять абсолютно круглую форму (это выполняется, если сама гильза цилиндра не имеет деформаций) и быть прижатым к поверхности цилиндра по всей наружной окружности поршневого кольца. Для обеспечения этого, упругое поршневое кольцо изготавливается не в виде правильной окружности, а в виде дуги переменного радиуса, большего, чем диаметр цилиндра и имеющее в свободном состоянии достаточно больший зазор (1) между концами кольца. При установке в цилиндр кольцо сжимается и зазор (2) в замке кольца становится 0,15 ÷ 0,5 мм. Точное и максимально допустимое значение этого зазора указывается в технической документации двигателя. Обеспечение регламентированной величины зазора очень важно, увеличенный зазор способствует прорыву газов в картер двигателя и снижению мощности. Но ещё опасней уменьшенный зазор в замке поршневого кольца.

 Во время работы, в результате нагрева кольцо расширяется и при уменьшенном зазоре может произойти заклинивание поршневого кольца в цилиндре, что приведёт к образованию задиров на зеркале цилиндра, поломке межкольцевых перегородок поршня или поломке самого кольца. Поэтому допустимо небольшое увеличение зазора, но недопустимо уменьшение зазора в замке поршневого кольца.Ведущие производители поршневых колец производят кольца с постепенно уменьшающимся через 0,1 мм зазором, таких подбираемых размеров может быть до 15. 

 Некоторые производители поршневых колец выпускают «беззазорные» поршневые кольца. Разумеется, невозможно изменить природное свойство металлов к расширению при повышении температуры, кольцо, установленное в цилиндр двигателя без зазора, обязательно заклинит. Но многое можно решить за счёт удачной конструкции. В этом случае поршневое кольцо состоит из двух плоских колец, установленных друг на друга и повёрнутых относительно друг друга на 180º. При этом верхнее кольцо имеет форму буквы «L», а нижнее кольцо вставлено в выемку верхнего кольца, за счёт чего высота такого кольца получается не более высоты стандартного кольца.

 Когда-то замки поршневых колец старых тихоходных двигателей, для уменьшения прорыва газов через замок кольца имели сложную форму, но в современных высокооборотных двигателях прорыв газов через замок кольца незначителен. Поэтому современные кольца имеют только прямоугольную форму замка.

 Правильная установка поршневых колец Переменный радиус дуги поршневого кольца берётся не произвольно, а рассчитывается для обеспечения необходимой эпюры силы прижатия кольца к стенкам цилиндра. Во время работы поршневое кольцо изнашивается неравномерно. В результате экспериментов определено, что наиболее интенсивно кольцо изнашивается в районе замка. Поэтому первоначальное увеличение силы прижатия кольца в зоне замка увеличивает срок службы кольца. Но точно рассчитанная эпюра усилий кольца может измениться в результате непрофессиональной установки кольца на поршень. Современные, очень тонкие компрессионные поршневые кольца не допускается устанавливать на поршень руками. Для этого необходимо использовать специальное приспособление, обеспечивающее равномерное разжатие кольца по всей окружности и ограничение максимального разжатия. Установка кольца руками, с увеличенным и неравномерным расжатием, значительно сокращает срок службы кольца.

 Прижатие компрессионных колец к стенкам гильзы цилиндра

 На этом рисунке видно, что газы из камеры сгорания через зазор между жаровым поясом поршня и стенкой цилиндра и через зазор между стенкой перегородки и поршневым кольцом попадают во внутреннюю полость поршневого кольца. При этом давление во внутренней полости верхнего компрессионного кольца практически равно давлению в камере сгорания. За счёт давления газов на внутреннюю поверхность кольца происходит дополнительное прижатие поршневого кольца к стенкам цилиндра. Некоторая часть газов также попадает во внутреннюю полость второго компрессионного кольца. Поскольку первое компрессионное кольцо дросселирует давление газов, давление во внутренней полости второго компрессионного кольца мотет быть равно 30 – 60%, от давления во внутренней полости первого компрессионного кольца.

 С учётом того, что все процессы в двигателе происходят достаточно быстро, давление из внутренних полостей поршневых колец не падает до следующего такта рабочего хода, это явление называется аккумулированием давления. Аккумулирование давления обеспечивает приемлемую работу поршневых колец, частично потерявших свою упругость в результате старения или перегрева. Потерявшие упругость поршневые кольца будут удовлетворительно работать на режиме высоких нагрузок двигателя, но при работе двигателя в режиме низких нагрузок поршневые кольца не обеспечат необходимое уплотнение. Поэтому, исправными можно считать поршневые кольца серийного легкового автомобиля, обеспечивающие прижатие к стенкам цилиндра за счёт собственной упругости.

 Некоторые производители поршневых колец заявляют, что до 90% усилия прижатия поршневых колец возникает за счёт давления рабочих газов двигателя. Возможно, кольца с подобными технически характеристиками подойдут только для специальных спортивных двигателей, постоянно работающих в диапазоне высоких оборотов и высоких нагрузок, Но вряд ли такое кольцо будет успешно работать в двигателе серийного автомобиля. Специально подготовленные поршневые кольца, как и многие другие детали двигателя, могут улучшить работу двигателя на строго определённых режимах оборотов и нагрузки. Но при этом значительно ухудшить работу двигателя на остальных режимах.

 Очень важным эксплуатационным размером является боковой зазор между кольцом и канавкой поршня, поскольку именно от него зависит давление в поршневой канавке. В среднем этот зазор равен 0,04 ÷ 0,08 мм. От величины этого зазора также зависят ударные нагрузки на перегородки поршневых колец и, соответственно, шумность работы двигателя, возрастающие при увеличении зазора или вероятность заклинивания (потери подвижности) поршневых колец при уменьшении зазора.

 Многие автомеханики считают, что поршни не подлежат дальнейшей эксплуатации по причине износа направляющей части (юбки) поршня, но обычно износ направляющей части поршня незначителен. Разумеется, если поршень не работал в режиме масляного голодания, и на поверхности поршня и стенок цилиндров не образовались задиры. На самом деле поршень часто выбраковывается по причине недопустимого износа канавки верхнего компрессионного кольца.

При производстве и высота поршневых колец, и высота канавки поршня имеют некоторый разброс, поэтому, для обеспечения необходимого зазора, иногда бывает возможность подбора поршневого кольца необходимой высоты.

 Форма второго компрессионного кольца отличается от формы первого компрессионного кольца. Иногда из-за своеобразной формы наружной поверхности второе компрессионное кольцо называется скребковым Это кольцо работает не только как компрессионное, но и участвует в регулировании количества масла на стенках цилиндров, то есть частично выполняет задачу маслосъёмного кольца. Нижняя часть рабочей поверхности второго кольца изготавливается в виде скребка, который при перемещении поршня вниз снимает со стенок цилиндра лишнее масло. Нижнее компрессионное кольцо работает в значительно более лёгких условиях. И температура в зоне кольца и давление газов на кольцо (соответственно сила прижатия кольца к стенке цилиндра) значительно ниже по сравнению с подобными показателями, оказывающими воздействие на верхнее кольцо. Оба компрессионные кольца допускается устанавливать только в одном положении. На верхней поверхности компрессионного поршневого кольца ставится метка «Т», «ТОР» или другие. Кольцо всегда устанавливается этой меткой вверх. Неправильно установленное поршневое кольцо, неправильно работает.

 

 Маслосъёмные кольца устанавливаются ниже компрессионных поршневых колец. На поршни двигателей современных легковых автомобилей устанавливается всего по одному маслосъёмному кольцу. Хотя старые двигатели, особенно предназначенные для стационарного применения, использовали по несколько маслосъёмных колец.

 Маслосъёмные кольца предназначены для регулирования количества масла, находящегося на стенках цилиндра. Тут не очень подходит русская поговорка: «Кашу маслом не испортишь». Масла на стеках цилиндра должно быть не как можно больше, а ровно сколько необходимо. Недостаточное количество масла приведёт к масляному голоданию и, вследствие этого, к повышенному износу поршневых колец, поршня и поверхности цилиндра. В некоторых тяжёлых условиях работы двигателя при наличии масляного голодания могут произойти задиры в соединение поршня с цилиндром, и даже полное заклинивание поршня в цилиндре. Так же нежелательно излишнее количество масла на стенках цилиндра. Лишнее масло, через компрессионные кольца попадает в камеру сгорания двигателя. Что приводит к повышенному расходу масла, образованию нагара на стенках камеры сгорания, клапанах и свече зажигания. Нагар от сгоревшего масла в камере сгорания и на клапанах значительно ухудшает некоторые технические характеристики двигателя. Во время работы двигателя система смазки разбрызгивает в нижней внутренней полости цилиндра большое количество смазки, необходимого для смазывания поршневого пальца и охлаждения поршня.

 При перемещении поршня вниз, маслосъёмное кольцо своими кромками собирает излишнее масло со стенок цилиндра и через дренажные отверстия в канавке поршня направляет его во внутреннюю полость поршня. Далее масло стекает в масляный поддон, возвращаясь в систему смазки двигателя.

 Для надёжной работы двигателя на стеке цилиндра должен находится тонкий слой масла, установленной толщины. Слой масла зависит не только от маслосъёмного кольца, но и от качества обработки поверхностей, как самих стенок цилиндров, так и поршня. Иногда можно слышать мнение, что чем чище отполирована поверхность стенки цилиндра, тем меньше сила трения и тем лучше работает двигатель. На самом деле это не так.

 Составные трёхкомпонентные маслосъёмные кольца оставные маслосъёмные кольца с различными типами расширителей

 Различные типы тангенциальных расширителей составных маслосъёмных колец

 

 

Составное четырёхкомпонентное кольцо
  1. Верхняя плоская пластина
  2. Осевой расширитель
  3. Радиальный расширитель
  4. Нижняя плоская пластина

 

Материалы поршневых колец

 К материалам, из которых изготавливаются поршневые кольца, предъявляются очень высокие требования. Во время работы температура верхнего компрессионного кольца достигает 300º С. При этой температуре кольцо должно сохранять эластичность, обладать низким коэффициентом трения по материалу, из которого изготовлены стенки цилиндров, и иметь высокую износоустойчивость. До 50 ÷ 60% всех потерь на трение в двигателе приходится на трение между поршневыми кольцами и стенками цилиндра.

 Обычно компрессионные поршневые кольца двигателей серийных автомобилей изготавливаются из специальных сортов прочного легированного чугуна, но в последнее время компрессионные кольца, особенно высокофорсированных двигателей, изготавливаются из стали. Для повышения износостойкости компрессионных колец на них рабочую поверхность наносится хромовое или молибденовое покрытие. Пористый хром, применяемый для покрытия поршневых колец, удерживает на своей поверхности необходимое количество масла. Эти покрытия имеют не только высокую износостойкость, но и уменьшенный коэффициент трения в паре с чугуном, из которого изготовлен блок цилиндров или вплавленные гильзы цилиндров алюминиевого блока. На поршневые кольца молибден наносится методом плазменного напыления. Поскольку молибден достаточно дорогой металл, обычно он наносится только на верхнее компрессионное кольцо, при этом перед напылением молибдена на рабочей поверхности кольца делается тонкая пазовая проточка. По своим физическим качествам хромированные поршневые кольца несколько отличаются от поршневых колец с молибденовым покрытием.

 Неисправности поршневых колец

 Основной неисправностью поршневых колец является их износ в процессе продолжительной эксплуатации. Ресурс поршневых колец двигателей отечественных автомобилей приблизительно равен 150000 км. (Вернее состояние соединения между поршневыми кольцами и стенками цилиндров). Кольца современных автомобилей передовых производителей могут служить до 300000 км, правда, иногда приходится слышать от владельцев, что двигатель их автомобиля уже прошёл 500000 км. Пробег лучших грузовых автомобилей-тягачей может быть более 1000000 км. Но эти пробеги могут быть значительно уменьшены неправильной эксплуатацией. К ускоренному износу поршневых колец приводит несвоевременная замена масла в двигателе, использование не подходящего для этого двигателя или загрязнённого мала. Несвоевременная замена воздушного фильтра и, тем более, эксплуатация автомобиля вообще без воздушного фильтра или езда по пыльным дорогам. Применение некачественного топлива или несвоевременная замена топливного фильтра. К тяжёлым условиям можно отнести постоянную эксплуатацию автомобиля в городских пробках. Очень вредны для колец кратковременные поездки, при которых двигатель не успевает прогреться до нормальной рабочей температуры, особенно в зимнее время. Не допускается эксплуатация двигателя с высокими нагрузками, до его полного прогрева. Система управления двигателя некоторых высокофорсированных автомобилей не позволяет двигателю развивать полную мощность, пока температура масла в двигателе не достигнет установленного предела. Именно масла, а не охлаждающей жидкости системы охлаждения.

 Бывают случаи быстрого, лавинообразного разрушения поршневых колец. Это может произойти или из-за сильного перегрева двигателя или в результате работы двигателя в условиях недостаточной смазки. В таких случаях возможно заклинивание колец в цилиндре, образование задиров на стенках цилиндра и поршне, разрушение поршневых колец и перегородок между кольцевыми канавками поршня. Такое состояние двигателя диагностируется достаточно легко. Признаком недопустимого износа поршневых колец является повышенное потребление масла. Если двигатель малолитражного автомобиля расходует более 0,5 литра масла на 1000 км и при этом при трогании с места после остановки перед светофором наблюдается появление из системы выпуска сизого дыма, можно предположить что поршневые кольца двигателя имеют недопустимый износ. В этом случае может наблюдаться повышенное давление картерных газов двигателя, которое можно определить, отсоединив шланг системы принудительной вентиляции картера двигателя. Также о большом давлении картерных газов свидетельствуют протечки масла через сальники, прокладки и другие уплотнения двигателя.

 

Для более точного диагностирования необходимо проверить компрессию в цилиндрах двигателя и проверить состояние цилиндропоршневой группы методом утечки сжатого воздуха.

Прямоугольное поршневое кольцо

Первоначально компрессионное поршневое кольцо в разрезе имело достаточно простую прямоугольную форму, но со временем форма колец стала значительно сложнее. Самый распространённый вид современных компрессионных поршневых колец.

Верхнее компрессионное кольцо

Первое (верхнее) компрессионное кольцо

Поршневые кольца —

Второе компрессионное кольцо

Второе компрессионное кольцо

Кольцо имеет наружную (рабочую) поверхность, непосредственно соприкасающуюся со стенками цилиндра, внутреннюю поверхность, направленную в сторону центра окружности кольца и две боковые поверхности, верхнюю и нижнюю. В результате эволюции двигателя форма разреза кольца перестала быть прямоугольной. Для обеспечения большей долговечности кольца, его более быстрой притирке к поверхности цилиндра, уменьшения вероятности закоксовывания колец в канавках поршня и для обеспечения других рабочих характеристик кольца форма разреза кольца стала довольно сложной и очень разнообразной.

Раскрытие секретов маслосъемных колец

«Проткните его отточенным шариком, вставьте новый комплект колец — и вы готовы к работе».

Не так давно это могло считаться приемлемой практикой для мягкого уличного двигателя. Хотя это все еще может быть подходом для производителей двигателей на заднем дворе, двигатели внутреннего сгорания 21-го века достигли точки, когда внимание к деталям может окупиться меньшим внутренним трением, большей мощностью и крутящим моментом, меньшим количеством прорыва газов и даже превосходным контролем масла. .

Среди всего внимания, уделяемого поршневым кольцам, слишком мало внимания уделялось маслосъемным кольцам. Но в тройке поршней с тремя кольцами пакет маслосъемных колец создает большее трение, чем сумма двух других колец вместе взятых. Так что, возможно, нам следует начать с некоторых технических деталей, которые могут вас удивить. Одним из подходов к повышению мощности и эффективности любого двигателя может быть уменьшение трения типичного маслосъемного кольца без ущерба для контроля масла. Начнем с того, что обычно называют стандартными натяжными маслосъемными кольцами.

Нет ничего необычного в том, что концы расширителя маслосъемного кольца не соприкасаются при размещении в отверстии. Однако при размещении в канавке поршня и установке маслосъемных колец кольца давят на расширитель и создают необходимое натяжение. По словам Кейта Джонса, мало что можно получить, если отрегулировать концы, загнув их внутрь.

Стандарт не такой уж и стандартный

Для уличных двигателей почти все рекомендации призывают к «стандартному» комплекту маслосъемных колец и избегают использования маслосъемных колец с малым сопротивлением из-за риска попадания слишком большого количества масла в камеру сгорания.
Оказывается, то, что называют «стандартным» натяжным маслосъемным кольцом, совсем не стандартизировано. Мы включили диаграмму, созданную с использованием данных, предоставленных Total Seal , которая предлагает некоторую интересную информацию. Сила, указанная в прилагаемой таблице, выражена в фунтах-силах (фунт-сила).

Таблица радиального натяжения

Нагрузки, указанные для каждого кольца в этой таблице, представляют собой фактическую радиальную (наружу) силу, действующую на кольцо. Это не количество трения, создаваемого движением поршня в отверстии.Это важное различие, которое не следует упускать из виду.

Комплект колец Масляное кольцо Радиальное растяжение

(фунт-сила)

Улучшение
Стандартный 3/16 (0,187 дюйма) 20           —
Стандартный 3,0 мм (0,118 дюйма) 11  -9 фунтов силы = 45%
Ультратонкий 2.0 мм (0,078 дюйма) 8,0 -12 фунтов силы = 60%
Это не фунт-фут или крутящий момент, который представляет собой крутящее движение. Сила в фунтах — это радиальное или направленное наружу натяжение на стенку цилиндра, создаваемое маслосъемным кольцом при сжатии в цилиндре. Эти измерения фунт-силы были получены с помощью очень сложного (и дорогого — около 60 000 долларов США) инструмента, используемого Total Seal для измерения этой силы. Эти показания фунт-силы не отражают трение скольжения, хотя здравый смысл подсказывает, что более высокое радиальное натяжение, безусловно, будет способствовать увеличению трения скольжения.

(слева) Радиальная ширина маслосъемного кольца помогает определить его радиальное натяжение. Здесь мы измеряем масляное кольцо диаметром 3,0 мм, которое имеет размер 0,110. (Справа) На этом наборе маслосъемных колец сравнивается стандартное маслосъемное кольцо 3/16 дюйма (внизу) и маслосъемное кольцо размером 3/16 дюйма из пакета высокопроизводительных колец размером 1/16 дюйма с другим расширителем (в центре) и маслосъемное кольцо диаметром 3,0 мм (вверху), используемое в типичном двигателе LS 6,0 л. Два верхних расширителя представляют собой более распространенную конструкцию с гибким вентиляционным отверстием, а нижний называется SSU, который представляет собой более старую конфигурацию, аналогичную гибкому вентиляционному отверстию, но повернутую на бок.Спид говорит, что гибкая вентиляция — более эффективная конструкция.

Типичная комбинация поршневых колец с высокими эксплуатационными характеристиками представляет собой верхнее кольцо размером 1/16 дюйма, второе кольцо размером 1/16 дюйма и маслосъемное кольцо размером 3/16 дюйма. «Стандартный» 3/16-дюймовый (0,187-дюймовый) пакет маслосъемных колец, как указано в таблице, создает значительное радиальное натяжение в 20 фунтов силы. Что интересно, так это спецификация для «стандартной» последней модели 3-миллиметрового (0,117-дюймового) комплекта маслосъемных колец, измерение радиального натяжения Total Seal резко падает с 20 фунтов силы до 11 фунтов силы — удивительное снижение радиального натяжения на 45 процентов.

Что стоит подчеркнуть, так это то, что оба этих маслосъемных кольца считаются «стандартными» по натяжению. Например, самое низкое радиальное натяжное кольцо — кольцо диаметром 3 мм — является стандартным заводским маслосъемным кольцом в последних моделях двигателей LS. Мы узнали, что есть много способов добиться хорошего контроля масла и при этом снизить трение, если правильно выбрать компоненты маслосъемного кольца.

Чтобы уменьшить сопротивление маслосъемного кольца, в большинстве методов «низкого натяжения» используется комбинация данного расширителя с более тонким маслосъемным кольцом с радиальной шириной стенки.Более широкое маслосъемное кольцо на этой фотографии взято из маслосъемного кольца диаметром 3/16 дюйма, а более узкое кольцо взято из пакета маслосъемных колец диаметром 3,0 мм для двигателя LS объемом 6,0 л. Оба предназначены для использования в стволе диаметром 4,00 дюйма.

Меньше напряжения, больше контроля

Интервью с Китом Джонсом и Лейком Спидом-младшим из Total Seal предлагают некоторые технически подкованные идеи о том, как эти цифры напрямую связаны с дорожными двигателями и как искушенный и знающий производитель двигателей может создать свой собственный комплект маслосъемных колец.Но прежде чем мы углубимся в это, давайте рассмотрим некоторые детали конструкции маслосъемного кольца, которые помогут нам разумно создать этот пакет маслосъемного кольца.

Почти все современные маслосъемные кольца изготавливаются по технологии трехкомпонентной конструкции. Расширитель представляет собой большую центральную часть, удерживаемую парой маслосъемных колец. Расширитель можно рассматривать как пружину, которая нагружается при установке в сочетании с верхним и нижним маслосъемными кольцами. Масляные кольца предназначены для снятия масла со стенок цилиндра и проталкивания его внутрь к отверстиям для возврата масла или прорезям, прорезанным на внутренней стороне канавки маслосъемного кольца поршня.

Испытание на трение при скольжении

Вот некоторые числа, которые мы получили, используя простую цифровую рыбью шкалу на 4,155-дюймовом маленьком блоке Chevy, тестируя комплект колец 1/16, 1/16, 3/16 дюймов. Каждое кольцо было протестировано индивидуально, и Кит Джонс из Total Seal предполагает, что номера верхних и вторых колец кажутся немного завышенными для применения, в то время как номера маслосъемных колец ближе к тому, что они испытали. По отношению друг к другу цифры совпадают, что означает, что маслосъемное кольцо предлагает наибольший потенциал для улучшения с точки зрения снижения общего трения.

Кольцо Раздвижной

Трение

Верх 6–7 фунтов
2 4–4,5 фунта
Масло 18–19 фунтов
Думайте о работе маслосъемного кольца, состоящего из трех частей, как о полном контроле масла. Затем следует точное управление, демонстрируемое вторым масляным кольцом. Вообще говоря, 80 процентов работы второго кольца состоит в том, чтобы очистить оставшееся масло, не удаленное маслосъемным кольцом.Оставшиеся 20 процентов его работы заключаются в том, чтобы помочь герметизировать давление сгорания, которое просочилось через верхнее кольцо.

Первое большое открытие, которое предложил Спид, заключается в том, что вертикальная толщина маслосъемного кольца не имеет ничего общего с общим натяжением и сопротивлением кольца. Контроль масла создается комбинацией длины расширителя и радиальной ширины (если смотреть сверху) масляных рамп. Спид советует думать об эспандере как о пружине. Если вы поместите расширитель внутрь предназначенного для него цилиндра, концы расширителя могут не соприкасаться.Но когда расширитель зажат между двумя масляными рейками, рейки создают нагрузку, очень похожую на добавление прокладки под пружину клапана, чтобы увеличить ее натяжение на клапане.

Слева стрелка указывает на то, что Total Seal называет вкладкой расширителя. Сочетание контактной площади выступа с радиальной глубиной маслосъемного кольца создает натяжение маслосъемного кольца. Таким образом, используя различные расширители и маслосъемные кольца с более узкой или широкой радиальной шириной, Total Seal может создать почти точное натяжение маслосъемного кольца для данного применения.Вертикальная толщина маслосъемного кольца не является переменной, контролирующей общее натяжение. Масляное кольцо с низким натяжением может быть создано с помощью масленного кольца большего размера 3/16 дюйма так же легко, как и с гораздо более тонким маслосъемным кольцом толщиной 2,0 мм (справа).

Рельсы также являются важной частью уравнения. Изменение радиальной ширины маслосъемного кольца изменит нагрузку, создаваемую расширителем. Масляное кольцо меньшей радиальной ширины уменьшит нагрузку, создаваемую расширителем. Мы создали диаграмму, на которой мы измерили радиальную ширину трех разных маслосъемных колец.Обратите внимание на значительное изменение радиальной ширины маслосъемного кольца между 3/16-дюймовыми направляющими маслосъемных колец и направляющими 3 мм. Там почти 50-процентное изменение. Сравните эти цифры с диаграммой радиального натяжения, и вы увидите прямую зависимость между радиальной шириной масляных направляющих и уменьшенным натяжением.

Размеры маслосъемного кольца

Мы измерили два небольших блока колец Chevy и один комплект колец LS из колец, которые были у нас в магазине. Обратите внимание, что в списке указаны две разные радиальные ширины. Первый предназначался для пакета колец 5/64 дюйма, а второй — для пакета колец 1/16 дюйма.Основное изменение размера происходит между наборами колец 1/16 и 3,0 мм.

Масляное кольцо Маслосъемное кольцо осевое

Толщина

Масляное кольцо

Радиальная ширина

3/16 0,023 0,150
3/16 0,027 0,144
3,0 мм 0,019 0.103
2,0 ​​мм 0,018 0,085
Выше стандарта: еще меньшее натяжение кольца

Используя эту информацию, компания Speed ​​предположила, что Total Seal может создать практически любое желаемое натяжение для любого комплекта маслосъемных колец. Работая с примером, что масляное кольцо диаметром 3 мм обеспечивает радиальное натяжение в 10 фунтов силы, аналогичное радиальное натяжение может быть создано с использованием более крупного 3/16-дюймового кольца путем объединения специального расширителя и масляных колец.Спид сказал, что, возможно, половина бизнеса Total Seal заключается в создании индивидуальных комплектов колец, которые не обязательно указаны в каталоге Total Seal.

Speed ​​предложила, что только в пределах диаметра отверстия 4,030 дюйма для маслосъемного кольца 3/16 дюйма Total Seal предлагает несколько различных радиальных размеров для маслосъемных колец, которые можно комбинировать с заданной длиной расширителя для создания предполагаемого общего маслосъемного кольца. напряжение спец. Например, Speed ​​говорит, что Total Seal может создать пакет маслосъемных колец на 10 фунтов силы (или так же легко на 16 фунтов силы) для 3/16-дюймового поршня маслосъемного кольца, который уменьшит трение и по-прежнему будет контролировать масло в уличном двигателе.

Расширитель маслосъемного кольца действует как пружина. При установке в канавку маслосъемного кольца направляющие давят на расширитель, и это действие оказывает давление на стенку цилиндра, создавая заданное натяжение, которое используется для соскабливания масла со стенки цилиндра. Важная часть – следить за тем, чтобы концы расширителя не перекрывались при установке колец.

Но это еще не все. Для достижения успеха маслосъемное кольцо «низкого напряжения» следует комбинировать со вторым кольцом типа Napier.Кольцо Napier представляет собой коническое скребковое кольцо, которое включает в себя крюк или углубление за конической нижней поверхностью кольца, что повышает способность кольца удалять масло со стенки цилиндра. Компания Speed ​​подчеркнула, что комбинация второго кольца Napier со специальным маслосъемным кольцом диаметром 3/16 дюйма улучшит контроль масла, а также даст возможность уменьшить трение, что приведет к увеличению мощности по сравнению со «стандартным» натяжным маслосъемным кольцом того же размера. .

Speed ​​также упомянул, что предполагаемое использование двигателя является важным фактором при создании пакета маслосъемных колец.Двигатель для дрэг-рейсинга, который не создает высокую температуру масла, может выиграть от другого пакета маслосъемных колец по сравнению с двигателем, который участвует в автокроссе, где температура масла может подняться выше 250 градусов по Фаренгейту. Таким образом, комбинации маслосъемных колец должны включать вязкость масла как часть уравнения маслосъемного кольца.

В малоблочном двигателе Chevy

383ci от Shavers используется очень тонкий, но газовый порт 0,7 мм / 0,7 мм Napier / низкое натяжение 2 мм, который очень маленький, но прочный. Он обеспечивает превосходный контроль масла и минимальные прорывы газов.Спид также упомянул, что во время испытаний масла пакет колец с более низким натяжением уменьшил трение, что не только увеличило мощность, но и снизило температуру масла.

Двигатель, предназначенный исключительно для дрэг-рейсинга, может обойтись маслом с более низкой вязкостью, например, 0w20, в то время как для двигателя автокросса или шоссейных гонок может потребоваться масло с более высокой вязкостью, например 10w30 или 10w40. Если в рассматриваемом двигателе будет использоваться масло высокой вязкости 20w50, то потребуется маслосъемное кольцо с более высоким натяжением, чтобы более эффективно очищать более густое масло от стенки цилиндра.

Типичный ответ на все это заключается в том, что уменьшение нагрузки, создаваемой маслосъемным кольцом, приведет только к плохому контролю масла и увеличению расхода масла. Но это не объясняет тот факт, что исследования GM решили использовать 3,0-миллиметровый пакет маслосъемных колец в 6,2-литровом двигателе LS, у которого нет проблем с контролем масла. Одна из причин такой производительности заключается в том, что этот меньший пакет колец и более низкое натяжение позволяют маслосъемному кольцу более точно следовать искажениям в отверстии, что означает, что больше масла удаляется со стенки цилиндра как масляным, так и вторым кольцами.

Пакеты тонких колец

больше не являются какой-то экзотической опцией для поршней. Mahle предлагает многие из своих поршней с гораздо более тонкими пакетами колец, такими как, например, пакет 1 мм / 1 мм / 2 мм для двигателей Chevy с малым блоком. Это поршень Mahle LS диаметром 4,125 дюйма.

Разговоры дешевы, доказательства бесценны

Еще одним примером того, как может работать изготовленный на заказ пакет маслосъемных колец, является малоблочный двигатель Chevy 383ci, используемый в качестве двигателя мула Shaver Specialties Racing Engines, который выдержал тысячи испытаний на динамометрическом стенде.В настоящее время он оснащен комплектом верхнего уплотнения Total Seal 0,7 мм, второго уплотнения Napier 0,7 мм и комплекта маслосъемных колец на 8 фунтов силы 2 мм. Мы лично были свидетелями того, как один из этих поршней скользил по стволу сам по себе (просто под действием силы тяжести) из-за уменьшения радиального натяжения, создаваемого пакетом колец.

Хотя это звучит так, как будто двигатель нуждается в проверке, когда речь заходит о контроле масла, оператор динамометрического стенда Шейверса «Dyno Don» Макаскилл сообщает, что в двигателе нет проблем с контролем масла, камеры остаются очень сухими, а прорыв газов довольно низкий. .Кроме того, в этом двигателе не используются какие-либо специальные меры по контролю ветра. Другими словами, масляный поддон лишен экранов, поддонов или других устройств управления.

(слева) Если требуется масляная опорная рейка, поскольку канавка масляного кольца входит в отверстие штифта запястья, всегда устанавливайте опорную рейку небольшим углублением вниз. Углубление контактирует с поршнем и предотвращает перемещение опорной рейки. (Справа) При установке маслосъемного кольца сначала установите расширитель и убедитесь, что концы расширителя не перекрываются.Затем аккуратно установите верхнюю масляную направляющую, а затем нижнюю направляющую.

Что касается практического применения всех полученных знаний в уличном двигателе, давайте остановимся на типичном двигателе с кольцевым пакетом 1/16, 1/16, 3/16 дюйма. Было бы целесообразно использовать пакет маслосъемных колец с более низким натяжением со специальным расширителем, вложенным в маслосъемные кольца более тонкой радиальной ширины в сочетании со вторым кольцом Napier. Это значительно уменьшит трение, но при этом сведет к минимуму расход масла.

Для гоночных двигателей высокого класса, таких как NHRA Pro Stock или NASCAR, Total Seal также имеет цельное маслосъемное кольцо, которое также является чрезвычайно гибким.

Вооружившись этой новой информацией, вы, возможно, захотите рассмотреть преимущества создания вашего следующего двигателя с уделением большего внимания нижнему масляному кольцу. Это может окупиться меньшим трением и чуть большей мощностью.

Изношенные поршневые кольца — симптомы и причины

В камере сгорания, где необходима точность, такая мелочь, как булавка, может иметь решающее значение.

Поршневые кольца — это небольшая, но важная часть процесса сжатия, значение которой большинство не понимает.Они кажутся несложными, но на самом деле выполняют одну из самых определенных и жизненно важных функций горения.

Каждое кольцо выполняет свою роль, хотя вместе они помогают герметизировать камеры сгорания, смазывают стенки цилиндров и обеспечивают теплопередачу. Если поршневые кольца изнашиваются или повреждаются, вы можете столкнуться с множеством различных проблем, которые не только усложнят вождение, но и создадут потенциальную угрозу для двигателя.

Однако, поскольку они являются внутренними компонентами, доступ к ним затруднен.Поэтому, если они начинают портиться, невозможно вручную оценить их состояние. Тем не менее, вы можете наблюдать за некоторыми контрольными симптомами поршневых колец, чтобы принять разумные меры и предотвратить существенное повреждение двигателя.

Принцип работы каждого кольца

Прежде чем углубляться в симптомы изношенных поршневых колец, давайте сначала разберемся, что они из себя представляют, как каждое из них выполняет свою задачу.

Поршневые кольца представляют собой металлические кольца, прикрепленные к поршням по внешнему диаметру.Они разделены промежутком между ними, который действует как пружинный механизм для изменения диаметра по мере того, как металл внутри двигателя расширяется и сжимается в зависимости от температуры.

Эти кольца в зависимости от их функции можно разделить на два типа. Верхнее кольцо, уплотняющее камеру сгорания, называется компрессионным кольцом. Нижнее кольцо с отверстиями для сбора масла известно как маслосъемное кольцо. Однако среднее кольцо не имеет определенной функции, а действует как дополнение к двум другим кольцам.

Герметизация камеры сгорания

Одной из наиболее важных функций поршневых колец является предотвращение прорыва газов. Компрессионные кольца герметизируют зазор при сжатии поршня и препятствуют перемещению продуктов сгорания вниз.

Обычно некоторое количество газов попадает в картер, но компрессионные кольца гарантируют, что утечка газов не превысит определенного предела, помогая поддерживать стабильную степень сжатия и оптимальную работу двигателя.

Разрешение передачи тепла 

Во-вторых, поршневые кольца перекрывают зазор между поршнями и стенками цилиндров. Поршневые кольца являются единственной точкой контакта, которая помогает облегчить передачу тепла от поршней к стенкам цилиндра для отвода тепла от процесса преобразования топлива, а также для снижения термической нагрузки на другие вращающиеся компоненты.

Соскребание масла 

Двигаясь по днищу, третье кольцо в совокупности со вторым помогает смазывать стенки цилиндра.Они делают это, соскребая масло со стенок и пропуская его через отверстия под маслосъемным кольцом в картер. Это обеспечивает беспрепятственное движение поршней в цилиндрах и предотвращает абразивный контакт.

Диагностика поврежденных поршневых колец чрезвычайно важна, так как вы не хотите вскрывать двигатель, если в этом нет крайней необходимости. После того, как двигатель разобран, восстановить его до исходного состояния практически невозможно.

Грубая работа двигателя

Постоянные пропуски зажигания, неровный холостой ход и плохое ускорение могут быть связаны с различными проблемами, но вместе они могут быть одним из распространенных симптомов износа поршневых колец.При потере давления сжатия процесс сгорания будет происходить повсеместно. Недостаток сжатия поршня приведет к сбою времени и вызовет пропуски зажигания, тогда как чрезмерная утечка газов сделает автомобиль непригодным для эксплуатации в нормальных условиях.

Моторное масло исчезает

Обычно моторное масло предназначено для циркуляции по всему двигателю и смазывания стенок цилиндров, где оно будет царапаться кольцами и возвращаться обратно в поддон. Однако, когда поршневые кольца изношены и не могут оптимально выполнять свою функцию, большая часть масла в цилиндрах сгорает при сгорании.Если вы заметили, что моторное масло уходит намного быстрее, чем оно использовалось, и без каких-либо видимых утечек, это может быть признаком того, что у вас изношены поршневые кольца.

Синий дым из выхлопной трубы

Еще одним явным признаком неисправности поршневых колец является голубоватый дым из выхлопной трубы. Это характерный признак угара масла, проявляющийся в выхлопной трубе. Когда моторное масло проскальзывает мимо поршневых колец, оно сгорает с топливной смесью.

Пониженная эффективность

Из-за чрезмерного прорыва газов, создаваемого изношенными поршневыми кольцами, другим симптомом, который вы заметите, является снижение эффективности работы двигателя.Вы можете испытать резкое снижение мощности наряду с увеличением расхода топлива. Это напрямую относится к одной из пяти важнейших вещей, которые необходимы для работы двигателя; сжатие.

Когда поршни изношены, они не могут хорошо сидеть в кольцевых зазорах. Таким образом, когда поршень движется вверх при каждом такте выпуска, продукты сгорания могут найти убежище в этих зазорах, что обеспечивает им вход в картер на такте впуска. По сути, это приводит к перерасходу как используемого топлива, так и вырабатываемой им энергии, что значительно снижает эффективность двигателя.

Как узнать, есть ли у вас плохие поршневые кольца или уплотнения

Многие симптомы, связанные с износом поршневых колец, также могут быть вызваны плохими уплотнениями клапанов. Поэтому важно различать их и знать, в чем заключается проблема в двигателе. Одним из распространенных способов определения неисправного внутреннего компонента, используемого механиками, является испытание на сжатие. Обычный тест на сжатие многое говорит о состоянии двигателя, хотя показания только в фунтах на квадратный дюйм не рассказывают всей истории.

Здесь нужно обратиться к конкретным направлениям, каждому из компонентов команды на работающем транспортном средстве. Если выхлоп издает шум при проверке компрессии, это означает, что выпускные клапаны неисправны. Точно так же, если топливные форсунки издают звук, это означает, что во впускных клапанах возникла проблема.

Для поршневых колец: проведите испытание, добавив некоторое количество смазки. Если показания давления подскочат, это будет означать, что поршневые кольца загрязнены.

Тем не менее, такие проблемы довольно сложно диагностировать для получения окончательных ответов, и почти всегда требуется разборка двигателя.Лучше всего принять профилактические меры, чтобы избежать внутренних повреждений двигателя.

Что вызывает износ поршневых колец

Со временем, когда двигатель стареет, внутренние компоненты изнашиваются, и в этот момент единственным вариантом является капитальный ремонт двигателя. Но определенные факторы, в том числе ваши собственные привычки, могут вызвать ускоренный износ этих внутренних компонентов.

Перегрев

Наиболее распространенной причиной преждевременного или быстрого износа поршневых колец является перегрев среды сгорания.Ни в коем случае не рекомендуется оставлять перегрев двигателя без контроля. Причина перегрева может быть различной, но в большинстве случаев ее можно устранить с помощью простых методов технического обслуживания, таких как проверка уровня охлаждающей жидкости, уровня воды, состояния радиатора и вентиляторов охлаждения.

Низкий уровень моторного масла

По мере того, как поршни движутся вверх и вниз в цилиндре, поршневые кольца должны обеспечивать достаточную теплопередачу и выполнять движение в непрерывном порядке. Недостаточное их смазывание или загрязнение масла абразивными частицами приведет не только к более быстрому износу поршневых колец, но и к повреждению стенок цилиндров.Вы можете предотвратить такую ​​проблему, периодически следя за тем, чтобы моторное масло не загрязнялось, и заменяя его через указанные промежутки времени.

Время выключения

В камере сгорания время решает все. Без правильно рассчитанного зажигания все может буквально пойти наперекосяк. Известно, что неправильное сгорание вызывает внутренние повреждения, наиболее заметным из которых являются поршневые кольца.

Когда ваш двигатель старый, у него может быть отключена синхронизация коленчатого и распределительного валов, что также может привести к неправильным синхронизациям.И хотя время не полностью зависит от вас, вы все равно можете проверить наличие таких отклонений на запланированном автосервисе.

Заключение

Лучший способ справиться с такой проблемой — периодически проверять компрессию. Вы можете либо купить комплект для проверки компрессии, либо попросить механика сделать это за вас во время планового обслуживания. Это простая процедура, которая включает в себя протягивание компрессионного троса туда, где расположены свечи зажигания, и измерение компрессии.Тест возвращает показания в PSI. Как правило, чем выше число, тем лучше для двигателя. Хотя, если оно ниже 90 фунтов на квадратный дюйм, это может указывать на то, что что-то не так.

Следующие две вкладки изменяют содержимое ниже.

Команда VC Digital | Автомобильный энтузиаст |

Как работают поршневые кольца — Блог ноу-хау NAPA

Двигатель представляет собой простое механическое устройство, на самом деле воздушный насос, который использует поршни и клапаны для всасывания и выталкивания воздуха.Поршни в блоке цилиндров должны быть герметизированы внутри каждого цилиндра, чтобы процесс был эффективным. Поскольку поршни совершают ход миллионы раз в течение всего срока службы двигателя, уплотнения имеют решающее значение. Это делается с помощью ряда колец, которые охватывают верхнюю половину поршня, герметизируя его со стенкой цилиндра. Когда поршневые кольца изнашиваются, эффективность двигателя снижается.

Как они работают

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

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

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

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

В современных двигателях поршневые кольца становятся все более узкими, отчасти это связано с улучшением производственных процессов и улучшением качества материалов.Чем уже кольца, тем более хрупкими они становятся. По этой причине производительность сборки с использованием узких колец означает, что вам нужен самый прочный материал. Кольца на основе стали на 20 процентов (или более) прочнее, чем кольца из ковкого чугуна, что делает их идеальным выбором для узких колец.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

При выходе из строя поршневых колец

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

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

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

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

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

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

❤️ Плохие поршневые кольца ❤️ Признаки, причины и решения ❤️

Автомобили нуждаются в поршневых кольцах для регулирования давления и расхода моторного масла, поэтому неисправные поршневые кольца также плохо влияют на производительность вашего автомобиля и могут в конечном итоге привести к полной поломке двигателя.Как часто вы действительно обращаете внимание на второстепенные детали вашего автомобиля по сравнению со всеми массивными, здоровенными деталями, из которых состоит ваш автомобиль? Если что-то не так практически с чем-либо, то это обычно происходит из-за того, что сломалась огромная отдельная деталь.

Авторемонт ДОРОГО


 

Хотя поршневые кольца относятся к наименее дорогостоящим элементам автомобильного двигателя, они имеют решающее значение для работы автомобиля. Несколько признаков неисправных поршневых колец могут предупредить вас о необходимости их замены, чтобы предотвратить катастрофические повреждения двигателя.

Плохие поршневые кольца: основные сведения о поршневых кольцах

 

Чтобы мы могли лучше понять причины и симптомы поршневых колец, давайте сначала изучим основы поршневых колец. Итак, что такое поршневое кольцо? Поршневое кольцо — это компонент вашего автомобиля, который находится внутри двигателя. Часто это разрезная часть в форме кольца, которая скользит прямо в канавку на внешней стороне поршня вашего автомобиля. Хотя поршневые кольца чаще всего используются в автомобилях, их также можно найти в паровых двигателях и других узлах, в состав которых входит двигатель внутреннего сгорания.


 

Чугун — распространенный материал, используемый для изготовления поршневых колец. Это связано с тем, что в его состав входит графит в виде пластинчатого графита, который работает как смазка, облегчая скольжение между кольцами и вкладышем.

 

Поршневые кольца легированы и имеют покрытие, которое зависит от типа кольца, поскольку функционирование этих колец различно. Хром, молибден, ванадий, титан, никель и медь являются наиболее часто используемыми легирующими элементами в чугуне.Для обеспечения оптимальной долговечности материал поршневых колец более прочный, чем гильза цилиндра.

 

3 типа поршневых колец

 

В современных автомобилях распространено три поршневых кольца на цилиндр. Два кольца удерживают выхлопные газы, а другое удерживает и направляет моторное масло туда, куда оно должно попасть в автомобиле. Вот несколько типов поршневых колец и их роль в двигателе.

 

Компрессионные кольца

 

Роль компрессионных колец заключается в предотвращении утечки газа, так как они герметизируют верхнюю часть поршня.Эти кольца часто находятся в основных канавках поршня, хотя их можно найти в разных местах в зависимости от автомобиля. Эти кольца помогают передавать тепло от поршня к стенкам поршня. Компрессионные кольца срезают масляный слой, оставленный маслосъемным кольцом.

 

Компрессионные кольца в двигателе автомобиля обычно имеют прямоугольное или трапециевидное поперечное сечение. Для периферии верхнее компрессионное кольцо обычно имеет бочкообразную форму, тогда как нижнее компрессионное кольцо обычно имеет коническую поверхность.В некоторых двигателях также используется коническая поверхность верхнего кольца, в то время как в прошлом использовались базовые кольца с плоской поверхностью.

 

Грязесъемные кольца

 

Грязесъемное кольцо, также известное как кольцо Нейпира или опорное компрессионное кольцо, расположено под компрессионным кольцом. Их основная роль состоит в том, чтобы вытирать поверхность гильзы от избытка масла и выступать в качестве опорного резервного кольца при любой утечке газа, которая выходит из верхнего компрессионного кольца, расположенного ниже.

 

Большинство грязесъемных колец имеют конусообразную поверхность, расположенную внизу, чтобы обеспечить чистящее движение по мере продвижения поршня к коленчатому валу.Плохие поршневые кольца, вызванные неправильным расположением грязесъемных колец, приводят к повышенному расходу масла, поскольку кольца стирают больше масла в камере сгорания

 

Маслосъемные кольца

 

Как видно из названия, маслосъемные кольца отвечают за регулирование количества смазочного масла, проходящего через стенки цилиндра. Кольца равномерно распределяют масло по всему диаметру гильзы. Съемные кольца удаляют брызги масла на стенках цилиндров.Они возвращают отработанное масло в картер. Они также препятствуют протеканию масла через небольшой участок между кольцом и цилиндром.

 

Для обеспечения натяжения, необходимого для герметичного уплотнения, маслосъемные кольца обычно изготавливаются из цельного куска чугуна, нескольких кусков стали или стали/железа со спиральной пружинной основой. Чугунные маслосъемные кольца и кольца со спиральными пружинными опорами имеют две области скребков разной степени сложности.

 

С другой стороны, составные стальные маслосъемные кольца

часто состоят из двух тонких стальных колец (называемых направляющими) с распорно-расширительной пружиной между ними, которая удерживает две направляющие друг от друга и создает радиальное давление.В отверстии цилиндра зазор в поршневом кольце сжимается до нескольких тысячных дюйма. Доступны следующие формы кольцевого зазора: прямоугольная, угловая, угловая, ступенчатая, крюковая и косая.

 

Короче говоря, поршневые кольца работают в комплекте из трех колец, начиная с верхнего компрессионного кольца и заканчивая вторым кольцом с канавкой и маслосъемным кольцом. Их цель состоит в том, чтобы блокировать продукты сгорания, способствовать передаче тепла к стенке цилиндра, а также смазывать и очищать масло от стенки цилиндра.

Что вызывает износ поршневых колец?

 

Поршневые кольца подвергаются высокому давлению в камере сгорания. Если давление сгорания газа, образующегося внутри камеры, выше, чем обычно, производительность кольца может ухудшиться, что приведет к поршневым кольцам.

 

Это может произойти в результате детонации и стука бензина из неисправной форсунки или при смешивании топлива с загрязненным воздухом. Загрязненное топливо или цилиндровое масло неправильного качества также ухудшают работу кольца.По мере износа кольца будет проявляться их способность герметизировать дымовые газы.

 

Наиболее распространенными причинами износа поршневых колец являются плохое качество топлива или масла в цилиндрах, плохой процесс сгорания, неправильная синхронизация подачи топлива, изношенная гильза и т. д. Газ, попадающий в картер или под область поршня, известный как прорыв газов, является наиболее распространенным индикатором или индикатором изношенного кольца. В результате износа могут возникать залипание колец, вызванное отложениями нагара или шлама, а также расщепление или растрескивание колец.

 

Каковы признаки неисправности поршневых колец?

 

Поскольку поршневые кольца играют важную роль в общей работе двигателя внутреннего сгорания, образуя уплотнение, препятствующее выходу газов под высоким давлением, важно, чтобы вы могли идентифицировать или обнаружить неисправные поршневые кольца. Если вы знаете ранние признаки неисправности поршневых колец, вы сможете предотвратить возникновение серьезных проблем.

 

Вот некоторые общие признаки поршневых колец.

  • Потребляет больше масла, чем обычно.

 

Если вы заметили, что ваш автомобиль внезапно потребляет больше масла, чем раньше, это может указывать на неисправность поршневых колец. Поскольку поршневые кольца подвергаются высокому давлению, они со временем изнашиваются. Когда это произойдет, они не смогут правильно выполнять свою работу и позволят маслу просачиваться в камеру сгорания. Это означает, что вы будете использовать больше масла, тратя больше, так как вам нужно чаще доливать масло.

 

Чтобы этого не произошло, специалисты рекомендуют регулярно проверять моторное масло, а в тот момент, когда вы заметите, что ваш автомобиль потребляет больше масла, чем обычно, проверьте поршневые кольца.

 

Чрезмерный дым из выхлопной трубы является одним из распространенных признаков неисправности поршневых колец. Если вы видите густой темно-серый дым, исходящий из вашего автомобиля, это может указывать на утечку моторного масла в камеру сгорания, поскольку поврежденные поршневые кольца больше не могут эффективно герметизировать.Утечка и возгорание масла могут привести к неполному сгоранию, в результате чего образуется густой темный дым.

 

Поскольку поршневые кольца помогают контролировать компрессию и смазку, неисправные поршневые кольца могут привести к потере компрессии и недостаточной смазке. Когда это произойдет, ваш автомобиль также потеряет мощность ускорения, что затруднит его, когда вы попытаетесь нажать на педаль газа и ускориться. Когда вы используете дроссельную заслонку, и ваш двигатель слишком долго реагирует, когда вы пытаетесь ускориться или увеличить скорость, это также является признаком того, что у вас плохие поршневые кольца.

 

Вы можете провести компрессию, чтобы проверить поршневые кольца, так как автомобиль с пониженной мощностью также может быть вызван плохими уплотнениями клапанов. Если у вас низкая компрессия, это означает, что у вас плохие поршневые кольца, если вы получаете более высокую компрессию, это может означать, что у вас неисправны сальники клапанов. Лучше, чтобы вы проверили это у механика, чтобы быть уверенным.

  • Снижение мощности двигателя.

 

Если поршневые кольца уже сильно повреждены, это может привести к снижению производительности вашего двигателя.В крайних случаях это может привести к полной потере его мощности. Это связано с тем, что потеря компрессии вызывает задержки ускорения из-за неэффективного вращения двигателя, что приводит к остановке двигателя. Снижение производительности двигателя и его остановка могут произойти, если вы все еще используете свой автомобиль и игнорируете признаки износа поршневых колец.

 

Рекомендуется, если вы обнаружите какие-либо признаки поршневых колец, немедленно проверить их, чтобы получить правильный диагноз, чтобы вы могли исправить его.Если ситуация ухудшится, вы можете потерять всю мощность двигателя или двигатель выйдет из строя, и вам придется звать на помощь и буксировать свой автомобиль.

Неисправные поршневые кольца: как это предотвратить?

 

Плохие поршневые кольца обычно вызваны загрязнением. Грязь может попасть в двигатель через плохие воздушные фильтры или через масляный контур через загрязненное масло. Поскольку загрязнение грязью является основной причиной износа поршневых колец, вот несколько способов, которые могут помочь предотвратить их износ.

 

  • Соблюдайте рекомендуемый интервал замены масла.

 

Если вы будете соблюдать рекомендуемый интервал замены масла, установленный производителем вашего автомобиля, вы увеличите срок службы ваших поршневых колец. Это гарантирует, что ваше моторное масло свежее, чистое и не содержит каких-либо загрязнений.

 

Несмотря на то, что масляный фильтр действительно отсеивает грязь и помогает поддерживать чистоту моторного масла, бывают случаи, когда масляные контуры очищаются недостаточно тщательно.На чистой стороне масляного контура уже осели частицы грязи, которые могут попасть в жизненно важные части двигателя и вызвать износ.

 

  • Следуйте рекомендациям по обслуживанию воздушного фильтра.

 

Воздушный фильтр, давно пора заменить, может выйти из строя. Когда он выйдет из строя, он не сможет работать эффективно, что может привести к утечке масла, что может привести к попаданию грязи и другого мусора. Если вы будете следовать рекомендациям по обслуживанию воздушного фильтра и регулярно заменять его до того, как он выйдет из строя, это может помочь продлить срок службы ваших поршневых колец и предотвратить возникновение других проблем.

Плохие поршневые кольца: Сколько стоит замена поршневых колец?

 

Ранее уже упоминалось, что поршневые кольца относятся к наименее затратным элементам автомобильного двигателя. Они маленькие, и их можно купить по цене от 40 до 200 долларов в зависимости от марки и модели автомобиля. Это может звучать не так уж и много. Однако, поскольку замена поршневых колец связана с напряженной работой, которая может занять более 10 часов, механик может взять с вас от 1800 до 4000 долларов за оплату труда.

 

Замена может длиться так долго, потому что поршневые кольца находятся глубоко в двигателе, и двигатель придется разобрать, чтобы найти, снять и заменить поршневые кольца. Процесс замены занимает много времени и потребует точности. После замены испорченных поршневых колец на новые двигатель снова собирается и устанавливается на автомобиль.

 

Поршневые кольца являются жизненно важными компонентами автомобиля, и их замена может быть очень дорогой.Именно по этой причине вам нужно помнить о ранних признаках поршневых колец, чтобы вы могли немедленно исправить проблему. Чтобы убедиться, что срок службы ваших поршневых колец будет продлен, вам необходимо следовать рекомендуемому графику технического обслуживания и обслуживания вашего автомобиля.

 

 

 

 

 

Что такое поршневые кольца? И что они делают? : Блог AMSOIL

В какой-то момент каждый начинающий редуктор или любопытный автомобилист 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 возгорание. Правильно функционирующие кольца жизненно важны для максимальной мощности и эффективности двигателя.

Давайте погрузимся глубже.

Что делают поршневые кольца?

Большинство серийных 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 внутри и не пропуская масло.

Маслосъемное кольцо соскребает масло со стенки цилиндра на пути вниз по цилиндру, возвращая его обратно 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.

Когда хорошие поршневые кольца приходят в негодность

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 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 двигателя .

При проворачивании двигателя 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 стоят в своих канавках и работают нормально

Профилактика — лучшая практика

Предотвращение износа и заедания колец жизненно важно для максимального 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, подумайте об использовании 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 присадку к топливу, предназначенную для очистки от отложений, например AMSOIL Engine and Transmission Flush или AMSOIL P.i.® Performance Improver.

Обновлено. Первоначально опубликовано 8 июля 2016 г.

Моделирование трехсекционной маслосъемной кольцевой муфты двигателя внутреннего сгорания пониженного порядка транспортировки масла на основе нейронной сети

Аннотация

Сокращение выбросов и повышение эффективности двигателей внутреннего сгорания являются основными направлениями современной автомобильной промышленности.Утечка смазочного масла способствует образованию частиц, а на трение поршневых колец приходится от 1/3 до 1/2 общих механических потерь в двигателях. Почти во всех современных бензиновых двигателях используется маслосъемное кольцо из трех частей (TPOCR), учитывая его дешевизну и удовлетворительные характеристики маслоотделения в условиях работы с низкой нагрузкой. В то время как TPOCR будет наблюдать высокий расход масла при высоких нагрузках, условиях работы на высоких скоростях. Это повышает наш интерес к моделированию, чтобы предсказать динамику TPOCR и перенос нефти, а также объяснить механизм контроля нефти.Эта магистерская работа посвящена созданию трехкомпонентной модели маслосъемного кольца, соединяющей транспорт нефти. Сначала в качестве основного каркаса устанавливается 2D-динамическая модель из трех частей. Во-вторых, транспорт нефти в разных зонах будет моделироваться по-разному с учетом масштабов длины. Специально для движения нефти за кольцом вводится новый подход с использованием нейронных сетей для изучения и запуска моделирования пониженного порядка вычислительной гидродинамики (CFD) для ускорения расчетов.Затем модель применяется к двигателю двумерной лазерной флуоресценции (2DLIF) и дает согласующиеся результаты моделирования с экспериментальными наблюдениями. Дальнейшее параметрическое исследование транспорта нефти будет обсуждаться для построения полной картины транспорта нефти вокруг TPOCR.

Описание
Диссертация: С.М., Массачусетский технологический институт, кафедра машиностроения, май 2020 г.

 

Диссертация: С.М., Массачусетский технологический институт, кафедра электротехники и информатики, май 2020 г.

  

Каталог из официального PDF-файла диссертации.

 

Включает библиографические ссылки (страницы 97–98).

 

Отдел
Массачусетский Институт Технологий. Департамент машиностроения; Массачусетский Институт Технологий. Кафедра электротехники и компьютерных наук

Издатель

Массачусетский технологический институт

Ключевые слова

Машиностроение., Электротехника и информатика.

Кольца поршневые (автомобильные)

3.15.

Поршневые кольца Поршневые кольца

(рис. 3.90) состоят из компрессионных колец
, расположенных ближе к верхней части поршня
, и маслосъемных колец, расположенных
под компрессионными кольцами. Компрессионные кольца
предназначены для герметизации пространства между стенкой цилиндра
и поршнем, препятствуя выходу
продуктов горения из камеры сгорания.
Эти кольца помогают получить максимальную мощность от

Рис.3.90. Поршневое кольцо.
давление сгорания путем сохранения уплотнения
со стенкой цилиндра при минимальном трении. Масляные кольца контролируют поток
масла вдоль стенок цилиндра и не дают маслу попасть в камеру сгорания. Оба кольца
помогают отводить часть тепла поршня от стенки цилиндра.
3.15.1.

Поршневое кольцо Номенклатура

Диаметр кольца — это диаметр отверстия цилиндра, в котором работает кольцо.Радиальная толщина
представляет собой кратчайшее расстояние между внешней и внутренней окружными поверхностями кольца.
Ширина кольца — это расстояние между верхней и нижней боковыми гранями кольца. Боковые грани представляют собой плоские параллельные верхнюю и нижнюю грани кольца, которые соприкасаются со сторонами кольцевой канавки.
Рабочая поверхность – наружная окружная поверхность, контактирующая со стенкой цилиндра. Зазор свободного соединения
представляет собой расстояние по окружности между двумя открытыми концами кольца в свободном состоянии.
Посаженный зазор — это расстояние по окружности между двумя открытыми концами кольца, когда оно
помещено в канавку. Тангенциальная нагрузка представляет собой силу, приложенную по касательной между двумя открытыми концами
кольца, которая необходима для закрытия свободного зазора соединения до его установленного зазора. Давление на стенку цилиндра
представляет собой радиальную направленную наружу силу на единицу площади контакта, при условии, что давление до
равномерно распределено по кольцу.
3.15.2.


Факторы, влияющие на работу кольца

(a) Радиальная толщина.

Давление, оказываемое кольцом на стенку цилиндра, изменяется приблизительно пропорционально кубу радиальной толщины кольца. Эта толщина обычно соотносится с диаметром кольца
, d, и должна быть не менее rf/24.

(6) Ширина.

По мере увеличения ширины кольца увеличивается радиальная нагрузка на стенку цилиндра для заданного давления на стенку цилиндра
. Поэтому следует избегать чрезмерной ширины. При заданной тангенциальной нагрузке узкие кольца прилегают к стенке цилиндра быстрее, чем широкие, а также уменьшают флаттер колец
и обусловленный этим прорыв продуктов сгорания при высоких оборотах двигателя.

(c) Свободный зазор.

При большом свободном зазоре напряжения при сборке кольца над его поршнем
меньше, а в установленном рабочем поршне больше. Ситуация обратная с
небольшим свободным суставным зазором. Номинальный свободный зазор обычно в 3,5 раза превышает радиальную толщину.
id) Радиальная нагрузка и давление. Радиальная направленная наружу нагрузка, оказываемая кольцом на стенку цилиндра
, зависит от ряда факторов, таких как радиальная толщина, ширина, свободный зазор соединения и прочность
или модуль упругости материала кольца.При заданной радиальной нагрузке большая площадь контакта
снижает пристеночное давление и увеличивает толщину масляной пленки, образующейся между кольцом
и стенкой цилиндра. Поэтому узкое кольцо увеличивает пристеночное давление и уменьшает толщину масляной пленки. Также большая радиальная толщина значительно увеличивает радиальную нагрузку и давление на стенку
и, возможно, сжимает масляную пленку вплоть до граничной смазки. Таким образом, размеры поперечного сечения кольца определяют газонепроницаемость и достаточную смазку верхних стенок цилиндра.
3.15.3.

Компрессионное кольцо

Поршневое кольцо легко расширяется наружу, когда
входит в его канавку, без каких-либо помех
между боковыми поверхностями кольца и кольцевой канавкой. В свободном состоянии
диаметр кольца немного больше диаметра цилиндра
, поэтому при установке
в цилиндр; он пытается открыться наружу, так что на стенку цилиндра оказывается давление
. Однако давление газа
, действующее на поршневое кольцо, в основном отвечает за радиальное усилие уплотнения (рис.3.91).
На такте сжатия вверх сжатый заряд
перемещается между канавкой и
боковыми гранями кольца, проходит за кольцом, прижимает
его к стенке цилиндра и дополнительно прижимает кольцо к нижней кольцевой канавке
поршень. Это обеспечивает эффективное сжимающее уплотнение без утечек при условии, что обработка поверхности
канавки, кольца и стенки цилиндра соответствует требуемому качеству. При снижении мощности

Рис. 3.91. Компрессионное кольцо.
ход аналогичная ситуация сохраняется, но если ускорение поршня больше, чем у
, кольцо, верхняя канавка и боковые поверхности кольца прочно удерживаются вместе, образуя уплотнение.
3.15.4.

Типы компрессионных колец

Ниже приведены наиболее распространенные типы компрессионных колец.

(a) С хромированным покрытием, гладкое или инкрустированное.

Это цельное кольцо, натянутое под действием тепла в форму
для создания необходимого давления, необходимого для эффективного уплотнения при установке в цилиндр
(рис.3.92А). Эти кольца также помогают контролировать масло, влияя на толщину масляной пленки. Рабочая поверхность кольца
снабжена твердым хромовым покрытием для увеличения срока службы как кольца
, так и отверстия цилиндра.

(b) Обычная Инкрустация.

Эти кольца используются для фиксации прямоугольного сечения кольца (рис. 3.92B). Канавка
на рабочей поверхности заполнена напылением антифрикционного материала типа хрома, молибдена
.

(c) Конический.

Небольшая конусность (от 1 до 1,5 градусов) предусмотрена на рабочей поверхности
кольца, что улучшает качество прилегания из-за высокого радиального давления
на стенки цилиндра из-за небольшой площади контакта. Линейный контакт конуса (рис. 3.92C) дает
эффективное скребковое действие при ходе вниз и, следовательно, также контролирует подачу масла.

(d) Цилиндрический.

Этот изогнутый профиль поверхности (рис. 3.92D) кольца поддерживает постоянный радиус поверхности
.Степень кривизны очень важна для начальной слоистости. Иногда эти поверхности ствола
покрываются медью, чтобы уменьшить чрезмерное трение во время притирки, которое в противном случае может вызвать задиры
.

(e) Направленная вверх канавка.

Кольцевая канавка может быть слегка наклонена вверх под углом 5 градусов
, чтобы обеспечить прямой контакт нижней кромки для быстрого прилегания, а также для обеспечения хорошей боковой поддержки кольца
без какого-либо напряжения. Таким образом, эти кольца (рис. 3.92E) герметизируют газы на ранней стадии, а также
в достаточной степени обеспечивают контроль масла.

(f) Клиновая секция.

Проблема заедания колец в канавках для некоторых высокопроизводительных и тяжелых двигателей
иногда минимизируется путем сужения боковых поверхностей кольца
(рис. 3.92F) до угла наклона 15 градусов. Наклон сторон канавки
наружу при изгибе кольца в своей канавке уменьшает истирание и заедание между боковыми гранями
трущихся пар. Это относительное движение между кольцом и канавкой в ​​основном объясняется
изменением наклона поршня в цилиндре во время его движения и непрерывным радиальным
движением кольца в его канавке.

Рис. 3.92. Компрессионные кольца.
A. Гладкая хромированная поверхность- B. Гладкая инкрустированная лицевая сторона. C. С конической головкой- D. С цилиндрической головкой.
E. Канавка восходящего потока- F. Клиновая часть. G. Внутренний шаг. Х. Ридж-Доджер.

(g) Внутренний ступенчатый.

Небольшой квадратный участок удаляется с верхнего внутреннего края кольца
(рис. 3.92G), в результате чего кольцо скручивается, что создает выпуклый эффект, когда кольцо
устанавливается в канавку.В результате образуется конусообразная рабочая поверхность, обеспечивающая контакт нижней кромки
со стенкой цилиндра. Это улучшает прилегание колец и обеспечивает достаточную степень контроля масла при ходе поршня вниз.

(A) Ридж-доджер.

Эти кольца (рис. 3.92H) очищают выступ износа, образующийся в верхней части отверстия цилиндра
при установке сменных колец. Только кольца меняются, когда цилиндры
при относительно небольшом износе компрессионного износа или расходе масла.
3.15.5.

Маслосъемное кольцо (маслосъемное кольцо)

При вращении коленчатого вала больше масла, чем требуется для смазки, разбрызгивается из подшипников шатуна
на стенки цилиндра. Маслосъемное кольцо
контролирует масло в зоне камеры сгорания цилиндра
и обеспечивает масляную пленку по всей поверхности цилиндра
для смазки компрессионных колец,
юбки и верхней части цилиндра. Эти кольца
устанавливаются скошенной рабочей поверхностью
в сторону головки блока цилиндров (рис.3.93).
Во время движения поршня вверх нижняя боковая поверхность кольца
сильно давит на соседнюю кольцевую канавку
, а скошенная рабочая поверхность
кольца скользит по маслу и также сбрасывает часть
масла перед сам. Излишки масла скапливаются в зазоре, образованном между канавкой
и его кольцом, пока не перетекают через ряд отверстий в задней части канавки в поддон
.
Когда поршень движется вниз по ходу, его верхняя боковая поверхность плотно прилегает к верхней части
кольцевой канавки.Теперь острая кромка рабочей поверхности кольца соскабливает масло в отверстие
, так что избыточное масло проходит между кольцом и его канавкой и из разгрузочных отверстий в поддон
. Во время этого процесса соскабливания давление масла не повышается.
3.15.6.

Типы маслосъемных колец

Существует несколько конструкций маслосъемных колец для различных условий эксплуатации,
некоторые из них описаны ниже.

(a) Скребок со скошенной кромкой.

Это одинарное кольцо, имеющее узкую рабочую поверхность подшипника (рис.
3.94А) и устанавливаемое скошенной стороной к головке поршня (рис. 3.93). Отверстия для сброса масла
выполнены в задней части канавки с большинством маслосъемных колец для стока скопившегося
излишка масла внутрь поршня, а затем в поддон.

(6) Скребок с внешней ступенькой.

Для уменьшения количества компрессионных колец используется ступенчатое маслосъемное кольцо
, которое действует как компрессионное кольцо, так и маслосъемное маслосъемное кольцо (рис.
3.94В). Уменьшенная ширина рабочей поверхности увеличивает давление на стенки цилиндра.
Это обеспечивает улучшенное уплотнение и очистку без чрезмерной нагрузки на кольцо.

(c) Ступенчатый и скошенный скребок.

Эти кольца (рис. 3.94С) работают так же, как
, как ступенчатые, так и скошенные маслосъемные кольца. Эти кольца обеспечивают более эффективное средство
регулирования восходящего движения масла и, следовательно, более подходят для двигателя, требующего
разбрызгивания большого количества масла на стенки цилиндра.

(d) Щелевой скребок.

Эти кольца (рис. 3.94D) имеют прямоугольное сечение с выточкой или канавкой
вокруг центра рабочей поверхности. Между задней частью этой центральной канавки и задней частью кольца
также предусмотрены удлиненные масляные щели. Узкие кольцевые кромки этого скребка
обеспечивают относительно высокое радиальное давление на стенки цилиндра, а также обеспечивают двухступенчатое скребковое действие
.

(e) Скребок замедленного действия с двумя канавками.

На начальном этапе работы двигателя
может потребоваться больше масла для смазки стенок и узла поршня, но меньше масла требуется
по мере притирки стенок цилиндра. В этих маслосъемных кольцах с прорезями и канавками (рис. 3.94E) используется центральная кромка с выступом
, чем в двух других кромках, когда они новые. По мере того, как кольцо оседает, центральная площадка
изнашивается, так что обе внешние площадки контролируют скребковое действие.

(/) Инерционный скребок.

При такой конструкции (рис. 3.94F) масло свободно обтекает верхний пояс
кольца и царапается нижним поясом при ходе вверх, благодаря чему масло через дренажные отверстия
в кольце перемещается к задней части канавка для выхода из каналов выполнена в сечении поршня
. Во время хода вниз верхняя грань соскребает масло в дренажные отверстия. Степень маслоконтроля
этого кольца в значительной степени зависит от инерционности потока масла, а не от высоких радиальных нагрузок
.

(g) Ступенчатый скребок двойного действия.

Большинство колец не полностью соответствуют стенкам цилиндра
из-за овальности и сильного износа. Чтобы избежать этой ситуации, в одну канавку
встроены двойные грязесъемные кольца. В этих двухкомпонентных кольцах (рис. 3.94G) используются узкие фаски со ступенчатыми сегментами
для образования масляных канавок. Каждая отдельная площадка может свободно повторять контур отверстия во всех
положениях поршня. Иногда для обеспечения еще более эффективного контроля масла за счет повышенного давления на радиальную стенку иногда встраивают вспомогательный расширитель.

(h) Скребок для композитных рельсов.

Эти многорельсовые скребки (рис. 3.94H) предназначены для использования
в изношенных отверстиях цилиндров, имеющих овальность, конусность и любые другие неровности на стенках цилиндров,
за исключением глубоких насечек, которые могут препятствовать контролю подачи масла. В кольцевом узле используется
стальных направляющих с закругленными краями из твердого хрома. Сжатая пружина расширяет направляющие
по обеим сторонам паза. Это не позволяет прокачивать масло между кольцом и канавкой
, что происходит в обычном кольце.Кроме того, распорно-кольцевая пружина, установленная за направляющими
, толкает кольца в радиальном направлении наружу, благодаря чему они соответствуют профилю стенки цилиндра
. Закругленные края направляющей обеспечивают плавное трение о стенку цилиндра
, не вызывая износа отверстия.
3.15.7.

Материалы и методы изготовления поршневых колец Поршневые кольца

изготавливаются из высококачественного чугуна с содержанием углерода около 3,4%,
до 0.5% хрома и до 0,25% молибдена и никеля. Поршневые кольца
изготавливаются различными способами, но четыре из них кратко описаны ниже.
(i) Вначале поршневые кольца изготавливались из больших отлитых в песчаную форму труб или горшков
, из которых отдельные кольца вырезались до нужной ширины, а затем разрезались. Это вызвало остаточные сжимающие напряжения
в кольце из-за ударов молотком или штамповки вокруг
внутри кольца. Более стабильные однородные отливки получают при центробежном литье
стаканов, а вместо ковки внутренней части кольца обычно проводят термоформовочную обработку
.
(ii) После индивидуальной отливки колец они подвергаются механической обработке и разрезанию, а затем «формуются при нагревании
». В этом процессе разрезное кольцо раскрывается на прокладке и нагревается до тех пор, пока не будут сняты все индуцированные напряжения, возникающие при раскрытии кольца. После охлаждения кольцо
сохраняет свою растянутую форму, так что при установке в отверстие оно оказывает внешнее усилие.
(Hi) Для массового производства кольца отливаются непосредственно по профилю кольца с нормальным свободным зазором с использованием шаблонных пластин
, отфрезерованных по расчетной форме для одного диаметра отверстия.Поэтому требуется целая серия шаблонов
. После механической обработки, разделения и зазоров эти кольца
приобретают действительно круглую форму, обеспечивая равномерную нагрузку на стенку цилиндра.
(iv) Кроме того, кольца отливают до действительно круглой формы, а затем «кулачково-точат» для получения формы рабочей поверхности
в свободном состоянии. Затем кольца разрезаются и зазоры до точного размера.

Кольца с фосфатным покрытием.

Чтобы уменьшить задиры и разрывы поверхностей во время эксплуатации,
поршневые кольца обычно имеют пористое фосфатное покрытие.Это поверхностное покрытие
защищает поверхности колец от очень высоких локальных температур поверхности. Для формирования этого покрытия кольцо
погружают в ванну с фосфорной кислотой и марганцем. По всей поверхности кольца нанесен протравленный слой железо-марганцевого фосфата
, что минимизирует трение при трении. Эта пористая поверхность
также действует как масляный резервуар, который сохраняется даже после износа покрытия.
После обработки кольца погружают в горячую ванну с маслом, которое легко впитывается в поверхность
.

Хромированные кольца.

Хромированные компрессионные кольца обеспечивают не только увеличенный срок службы колец, но и значительно снижают износ отверстия. Обычно рабочие поверхности первого компрессионного кольца
хромируют, так как они подвергаются самым высоким рабочим температурам
и коррозионно-активным продуктам сгорания. Для тяжелых режимов работы дополнительные кольца имеют хромирование
, а также с обеих сторон кольца. Хромированная поверхность снижает количество
абразивных частиц, внедряющихся в поверхности колец, вызывая очень небольшой износ поверхности кольца
.Кроме того, очень незначительное количество металлического хрома переносится с торца кольца на стенки цилиндра во время работы. Это способствует защите относительно мягких поверхностей стенок цилиндров из чугуна
от абразивного износа и коррозионного воздействия.
3.15.8.

Рабочий зазор поршня и поршневого кольца

Ниже
описаны три типа зазоров поршневых колец в канавках поршня и в цилиндре.

Боковой зазор поршневого кольца.

Поршневые кольца должны быть снабжены зазором со стороны канавки
, который представляет собой зазор между поверхностями кольца и контактной поверхностью. Недостаточный зазор не позволяет
необходимому расширению площадки для заклинивания колец в их канавках, тем самым останавливая изгибающее и вращательное движение
, необходимое во время работы. Даже газонепроницаемые свойства кольца
могут быть нарушены, что приведет к прорыву картерных газов и, как следствие, к разрушению масляной пленки
с последующим перегревом и заклиниванием.Но неплотная посадка кольца в канавке приводит к флаттеру кольца
, из-за чего кольцо ударяется о поверхности канавки, что приводит к быстрому износу канавки
. Чрезмерный боковой зазор в экстремальном случае может также вызвать перекачку масла в зону сгорания.
Типовой минимальный боковой зазор кольца для поршней диаметром от 60 мм до 120
мм:
Компрессионное кольцо имеет 0,050 мм для бензинового двигателя и 0,060 мм для дизельного двигателя.
Маслосъемное кольцо имеет 0.040 мм для бензинового двигателя и 0,040 мм для дизельного двигателя.

Зазор в стыковом соединении поршневых колец.

В соединении поршневое кольцо
должен быть обеспечен зазор, чтобы компенсировать расширение от холодного состояния до горячей рабочей температуры. При недостаточном зазоре
кольцо торчит впритык, расширяя кольцо относительно стенок цилиндра с высоким давлением наружу, так что масляная пленка срезается, вызывая полусухое трение и
перегрев. Наконец, хрупкие кольца имеют тенденцию изгибаться, пока в конце концов не сломаются.
С другой стороны, кольца с большими зазорами могут привести к потере компрессии с последующим эффектом прорыва газов и перегрева.
Типичные минимальные зазоры в кольцевых соединениях:
Четырехтактные двигатели с водяным охлаждением имеют диаметр 0,03 мм на см.
Четырехтактные двигатели с воздушным охлаждением имеют диаметр 0,04 мм на см.

Зазор между юбкой поршня и отверстием.

Зазор между юбкой и стенкой цилиндра
необходим для предотвращения ударов поршня при холодном двигателе и заедания юбки в тяжелых условиях движения
.
Типичные минимальные зазоры юбки:
Алюминиевый поршень со сплошной юбкой имеет диаметр 0,010 мм на см.
Цельнолитая алюминиевая юбка с поршнем с термической прорезью имеет диаметр 0,008 мм на см.
Алюминиевый поршень с разрезной юбкой имеет диаметр 0,005 мм на см.