Компрессионные и маслосъемные кольца: Компрессионные и маслосъемные кольца поршней двигателя. Как работает и почему изнашивается? | SUPROTEC

Компрессионные и маслосъемные кольца поршней двигателя. Как работает и почему изнашивается? | SUPROTEC

Всё это стало возможным благодаря постоянному совершенствованию цилиндро-поршневых групп, и в частности самих поршневых колец, от которых зависит стабильная и эффективная работа силового агрегата и возможность максимально продлить его ресурс.

Виды и назначение колец поршней двигателя

Эти детали представляют собой разомкнутые кольца, имеющие так называемые «замки». Они устанавливаются на внешнюю часть поршней в двигателях внутреннего сгорания. Главными их задачами являются:

• обеспечение герметичности самой камеры сгорания;
• удаление излишек тепла от деталей, в частности от поршня;
• создание условий для минимального расхода моторного масла.

По видам различают компрессионные и маслосъёмные кольца.

Компрессионные кольца. В свою очередь они делятся на верхние и нижние. Первые обеспечивают предварительную герметичность системы, а вторые – финишную герметичность работающего силового агрегата, когда газы уже прошли через верхние и промежуточные. В итоге отработанные газы не попадают в картер, уходят в выхлопную систему без всяких примесей, а двигатель работает равномерно, чётко и стабильно.

Маслосъёмные кольца предназначены для удаления излишек моторного масла с поверхностей цилиндров. Они с одной стороны удаляют лишнее масло, а с другой оставляют тончайший слой масляной плёнки, для того чтобы максимально минимизировать силу трения между поршнями и цилиндрами.

Как компрессионные кольца двигателей, так и маслосъёмные могут быть изготовлены из следующих материалов:

• ковкого и пластичного чугуна – материала, который благодаря своей пористой структуре отлично удерживает масло, что, в свою очередь значительно снижает износ цилиндров;
• хромированного чугуна – материала, обладающего повышенной степенью устойчивости, но требующего прецизионной точности обработки;
• маркированной нержавеющей стали, обладающей аналогичными с чугуном характеристиками, которая производится по более простой, а значит и более дешёвой технологии;
• молибденового чугуна – дорогого материала, но при этом обеспечивающего наивысшую степень износоустойчивости, как правило, такие детали используются в элитных или уникальных сверхскоростных авто.

При изготовлении каждое изделие получается путём максимально точной резки трубы из чугуна или стали. При этом заготовка используется с сечением овальной формы. Именно такая форма обеспечивает необходимую эпюру давления на цилиндр, что обеспечивает гарантию полного прилегания детали и её надёжную приработку. Если бы в качестве заготовки была бы использована труба с круглым сечением, то готовые изделия попросту бы не прилегали в местах у замков.

Кольца, установленные в канавках, разворачиваются таким образом, чтобы был образован угол между замками. Для трёх колец величина этого угла составляет 120°, а при двух – 180°.

В итоге получается, что эпюры давлений не совпадают, что обеспечивает равный износ по диаметру. Кроме того, таким образом обеспечивается так называемый «лабиринт», который снижает прорыв отработанных газов. Ранее для обеспечения равномерного угла между деталями на каждой из них были предусмотрены специальные фаски. Сегодня снижения силы трения добиваются посредством выпуска более тонких деталей, но при этом всё равно изделия выпускаются с ориентацией для установки.

Поломку легче предупредить, чем устранить. Используйте присадку для восстановления нормальной работы поршней и колец.

Основные неисправности и способы их устранения

Надо понимать, что поршневые компрессионные кольца, равно как и маслосъёмные являются расходными деталями, которые на определённом этапе времени требуют замены. Во время эксплуатации они подвергаются трению о поверхности цилиндров, высоким температурам, различным химическим воздействиям, например серы, что особенно характерно для дизельных двигателей.

В качестве основных причин возникновения неисправностей, связанных с этими деталями можно назвать потерю упругости из-за нарушений режима обкатки или использования неоригинальных колец низкого качества. Из-за плохого прилегания и прорывов горячих газов кольцо попросту «садится», чем ещё больше усугубляет проблему. Надо понимать, что эти детали всегда находятся в экстремальных условиях – на них постоянно действуют ударные нагрузки от искровой детонации, которые вызывают вибрацию кольца в канавке. В свою очередь это приводит к тому, что увеличивается зазор компрессионного кольца, а, следовательно, растёт вероятность поломок этой детали. Всё это ещё раз подтверждает тот факт, что кольца надо менять.

На практике эти детали могут «ходить» до 500 тыс. и, наоборот, гораздо раньше изнашиваться. Всё зависит от стиля вождения, качества используемого топлива и моторного масла, стабильности и качества подготавливаемой воздушно-топливной смеси, своевременного обслуживания авто и многих других причин. Только вот, когда наступает это самое время замены, по каким признакам можно определить превышение допустимой степени износа, и можно ли максимально отложить ремонт? Эти вопросы возникают у автолюбителей чаще всего.

В технической документации на автомобиль каждый производитель указывает величину пробега, при которой требуется замена маслосъёмных и компрессионных колец поршня. Величины пробега для машин отечественного автопрома обычно находятся в пределах порядка 150 тыс. км, а для автомобилей ведущих мировых брендов – порядка 300 тыс. км. Эти цифры носят рекомендательный характер.

По каким внешним признакам можно определить, что нужна замена поршневых колец и замена компрессионных колец?

Ответ на этот вопрос не такой простой, как может показаться на первый взгляд. Дело в том, что внешние признаки неисправностей цилиндро-поршневых групп практически одинаковы, поэтому определить конкретную неисправность без «вскрытия» нереально. Общий подход такой. Если тяга резко уменьшилась, а нажатие на педаль газа не даёт достаточного ускорения, если мотор плохо запускается «на холодную» или даёт сбои при запуске «на горячую». Если замечено, что расход топлива увеличился, а из выхлопной трубы валит сизый или чёрный дым, то это свидетельствует об имеющейся неисправности. Потеря мощности говорит о снижении компрессии, сизый дым – повышенный расход масла, чёрный дым – перелив топлива. И не обязательно в этих случаях виноваты кольца.

В этих случаях вначале пытаются устранить проблему путём выставления правильного угла опережения зажигания, проверки и при необходимости замены свечей, диагностики работы датчика температуры охлаждающей жидкости, лямбда-зонда, другой электроники, отвечающей за подготовку смеси и правильную работу двигателя.

И только когда точно выявлено, что виновата поршневая группа, то приступают к ремонту, связанному с разборкой двигателя. При этом если автомобиль с большим пробегом, кроме устранения основной неисправности в случае большого износа колец, меняются и они.

Поломку легче предупредить, чем устранить. Используйте присадку для восстановления нормальной работы поршней и колец.

Основными неисправностями этих элементов можно назвать следующие:

– выламывание перегородок между канавками;

– заклинивание в канавках – наиболее часто встречающаяся проблема;

– вертикальные задиры;

– повышенный износ верхних компрессионных колец;

– следы диагонального контакта на юбке поршня;

– вымывание материала поршня в месте отверстия поршневого пальца;

Что касается признаков неисправности поршневых колец (ПК) и способов устранения, то нагляднее будет увидеть их в таблице:

Наименование неисправности	Признаки/причины	Способы устранения
Выламывание перегородок между канавками ПК	Повышенный расход масла/Повышенное давление в камере сгорания, сильно увеличенная степень сжатия, слишком раннее зажигание.	Устранение причин, замена деталей, возможная замена ПК
Заклинивание ПК в канавках – закоксовывание	Повышенный расход масла, потеря мощности/Слишком высокая температура сгорания смеси, возможно заклинивание поршня	Регулировка зажигания, регилировка топливно-воздушной смеси, замена повреждённых деталей
Вертикальные задиры на ПК и юбке поршня	Повышенный расход масла/Абразивные материалы в масле	Очистка масляных каналов, замена масляного и воздушного фильтров. При повторном проявлении – замена ПК
Повышенный износ верхних компрессионных колец	Перерасход масла, потеря мощности/Вымывание топлива из канавок ПК	Проверка системы впрыска, замена ПК.
Следы диагонального контакта на юбке поршня	Повышений шум двигателя/Изгиб или перекос шатуна, «плавание» коленвала	Замена неисправных деталей, замена ПК
Вымывание материала поршня в месте отверстия поршневого пальца	Повышенный шум в двигателе, перерасход масла/Неправильная установка или поломка стопорных колец	Регулировка, устранение несоосности пальца и коленвала, замена поршней и, соответственно, ПК

Доказано, что износ поршневых колец прямо пропорционален запылённостью воздуха, который поступает в цилиндр. Заклинивание и закоксовывание колец случаются из-за скопления в канавках сажи, что является следствием применения некачественных моторных масел, несоблюдением сроков их замены, длительная езда с повышенным перерасходом масла из-за порванных или «задубевших» манжет клапанов. Часто возникают эти проблемы сразу после неправильного монтажа маслосъёмных колец при их замене. Есть вообще экзотические случаи неисправностей и просто поломок колец. Например, езда на растительном масле вместо качественной солярки.

Можно ли избежать ремонта?

Может показаться, что всё очень удручающе – лезть внутрь двигателя для замены колец долго, сложно и недёшево. Однако есть выход. Сегодня на вопрос, можно ли избежать замены колец в случаях их закоксовывания, отвечает автохимия. Многие производители выпускают специальные средства, которые предназначены для решения этих проблем. Средства являются быстродействующими. Они способны возвращать подвижность кольцам, очищать цилиндры, поршни, камеры сгорания, выравнивать компрессию, снижать уровень вредных выхлопов.

Все они делятся на две группы. Первая – присадки в топливо, которые обеспечивают так называемую «мягкую» раскоксовку – очень простой способ, который обычно соединяется с заменой масла и масляного фильтра. Второй – средства для «жёсткого» способа, который рекомендуется для применения продвинутым автомобилистам или в условиях СТО.

Практика показывает, что использование этих средств при перегревах двигателя, появлении «дымления», повышенном расходе моторного масла, в подавляющем большинстве случаев решает проблему и исключает дорогостоящий ремонт.

Вывод простой. Если появилась проблема, то не надо сразу спешить заменять кольца или пытаться ремонтировать двигатель, ведь можно попытаться её устранить с помощью химической «раскоксовки» или использовать восстанавливающий триботехнический состав «СУПРОТЕК».

Маслосъемные кольца и повышенный расход масла

Одними из наиболее важных и ответственных деталей автомобильного двигателя являются поршневые компрессионные и маслосъемные кольца. От их состояния в значительной степени зависят такие эксплуатационные показатели как разгонная динамика автомобиля, расход топлива и моторного масла, пусковые свойства двигателя, а также токсичность отработавших газов.

Многие автолюбители интересуются, как своевременно определить проблему с поршневыми кольцами и какие основные признаки неисправности этих деталей. Для того чтобы разобраться в этом вопросе необходимо четко понимать назначение компрессионных и маслосъемных колец двигателя, особенности их конструкции и условий работы.

Особенности конструкции и назначение поршневых колец двигателя.

Поршневые кольца автомобильного двигателя выполняют 3 основные задачи:

1. Предотвращение прорыва газов из камеры сгорания в картер.
2. Отведение теплоты от нагретого отработавшими газами поршня в стенки цилиндров.
3. Обеспечение смазки деталей цилиндропоршневой группы и предотвращение (или хотя бы минимизация) попадания масла с картера в камеру сгорания и как следствие повышенного расхода масла.

В большинстве современных двигателей эти функции выполняют три поршневых кольца:

1. верхнее компрессионное;
2. среднее компрессионно-маслосъемное;
3. нижнее маслосъемное кольцо.

Верхнее компрессионное кольцо отвечает за герметизацию камеры сгорания и испытывает очень большие нагрузки, так как воспринимает большую часть давления отработавших газов при сгорании. К тому же кольца работают в условиях повышенных температур, что сказывается на условиях их смазки и износа, что в итоге приводит к повышенному расходу масла. Для обеспечения противостояния большим температурным и силовым нагрузкам верхние кольца изготавливают из высокопрочного чугуна, легированного молибденом, никелем и хромом.

Среднее компрессионно-маслосъемное кольцо кроме функции уплотнения выполняет еще управление смазкой деталей и предотвращает повышенный расход масла. Во время хода поршня от верхней мертвой точки к нижней кольцо снимает масло со стенок цилиндра. Для обеспечения выполнения этой функции средние кольца имеют специальную форму, которая позволяет снимать масло со стенок при ходе поршня вниз и пропускать его при ходе вверх, что предотвращает попадание масла в камеру сгорания. Так как эти кольца менее нагружены чем компрессионные, то их, как правило, изготавливают из менее прочного материала — серого легированного чугуна с пластинчатым графитом.

Как можно догадаться из самого названия, главной задачей нижнего маслосъемного кольца является снятие масла с поверхности цилиндра и через отверстия или пазы в канавке поршня сбрасывание его в картер. Так как функции этого кольца отличаются от тех, что выполняют компрессионные кольца, то и его конструкция существенно отличается.

В настоящее время наибольшее распространение получили 2 типа маслосъемных колец:

1. коробчатое с эспандерной пружиной;
2. наборное, которое состоит из двух дисков и двухфункционального расширителя.

Основными требованиями к этим кольцам являются хорошая приработка к стенкам цилиндра и высокое давление на них, что обеспечивает эффективное снятие смазочного материала и предотвращение повышенного расхода масла.

В зависимости от типа маслосъемные кольца изготавливают из серого легированного чугуна или из углеродистой стали. Для эффективной работы в паре с чугунной гильзой их поверхность хромируют.

Основные признаки износа поршневых колец

При износе верхних компрессионных колец, как правило, снижается компрессия в двигателе, что проявляется в ухудшении разгонной динамики автомобиля, а в случае если изношены кольца не у всех цилиндрах, то такой двигатель работает неравномерно. Для того чтобы определить в каком цилиндре изношены кольца необходимо замерить компрессию. В исправном бензиновом двигателе она должна составлять 11 – 13 бар, в дизеле – от 23 до 40 бар.

Когда изношены маслосъемные кольца

Износ или неисправность маслосъемных колец проявляется в повышенном расходе масла при нормальных условиях эксплуатации. Также признаком износа колец служит наличие черного дыма из системы выпуска и системы вентиляции картера (сапуна). Причиной этого является выгорание попавшего в камеру сгорания моторного масла.

Одним из возможных признаков, что может свидетельствовать о износе маслосъемных колец, служит загрязнение свечей маслом, но такое бывает и в случае если изношены масляные колпачки клапанов. Для точного определения причины неисправности потребуется разборка двигателя.

В большинстве случаев у современных двигателях внутреннего сгорания срок службы маслосъемных колец составляет 150-200 тысяч километров пробега, а в некоторых моторах даже от 300 до 500 тыс. Однако если автомобиль эксплуатируется в тяжелых условиях или его владелец своевременно не меняет масло, то их замена будет необходима уже через 50 тыс. километров. В связи с этим, принимая решение о замене компрессионных и маслосъемных колец, не стоит ориентироваться только по пробегу автомобиля.

Что делать при износе колец?

Для того чтобы выбрать путь решения проблемы необходимо выяснить, по какой причине она возникла. Возникновение вышеуказанных симптомов может быть вызвано износом или поломкой компрессионных и маслосъемных колец или же в случае если они закоксовались и залегли.

В первом случае нужно будет обязательно разбирать двигатель, и устанавливать новые детали вместо поврежденных. При этом следует тщательно осмотреть все сопряженные детали, так как при поломке колец возможно возникновение задиров, что можно устранить только путем проведения капитального ремонта.

В случае если есть предположение, что поршневые и маслосъемные кольца залегли, то можно добавить в масло специальную присадку. Но такой способ применяется, как правило, в профилактических целях.

Связанные с поршневыми кольцами неисправности возникают в практике довольно часто. Поэтому для того чтобы предотвратить возникновение серьезных последствий и, как результат, больших расходов на ремонт, необходимо вовремя распознавать первые их симптомы и принимать соответствующие меры.

 Евгений Шуба, к.т.н., преподаватель кафедры двигателей и теплотехники Национального транспортного университета

Кольца компрессионные – как представить их принцип работы? + видео » АвтоНоватор

Для начинающих автолюбителей это просто какой-то набор слов: компрессионные кольца поршневые. Чтобы было понятнее разберемся сначала, что собой представляет этот механизм.

Назначение компрессионного кольца в поршневом узле авто

Данное незамысловатое изделие представляет собой незамкнутую окружность, которая имеет небольшой зазор (по размерам он может достигать нескольких сотых миллиметра). Кольцо посажено в поршневом двигателе, будь он внутреннего сгорания или паровой. Вне зависимости от того, где используется, оно выполняет три главные функции. Во-первых, оно отлично уплотняет камеры сгорания. Во-вторых, является передатчиком тепла через стенки цилиндра – фильтрует тепло от поршня и не допускает перегрева. В-третьих, казалось бы, такой простой элемент, а он также отлично уменьшает расход моторного масла, если, конечно же, таковое используется.

Как видно, функции важные, поэтому в данный момент времени нельзя представить двигатель без поршневого кольца. Подробнее разберем устройство нашего элемента. Вне зависимости от типа, у всех имеется замок, он представляет собой стык между концом нашего кольца, которое сжимается до нескольких сотых миллиметров, когда поршень попадает в цилиндр. Компрессионные кольца служат для герметизации камеры, чтобы создавать нужный уровень компрессии. Чаще всего их поперечное сечение имеет прямоугольную форму, а на самом краю имеет цилиндрический профиль. Во время работы может незначительно скручиваться, тем самым облегая приработку.

Кольца компрессионные и маслосъемные – в чем разница?

Поршневые кольца делятся на компрессионные и маслосъемные. Маслосъемные кольца используются далеко не везде. К примеру, в бензиновых двухтактных двигателях данная деталь не имеет смысла, так как масло выгорает вместе с топливом. Ведь главная функция маслосъемного кольца, это снятие лишнего моторного масла. Эти небольшие детали выпускаются двух разных видов: чугунные (литые с прорезом) и стальные (составные с использованием пружин-расширителей).

Компрессионное кольцо должно не допустить пропускания лишних жидкости и воздуха в камеру сгорания.

Плавно переходим к принципу работы компрессионных типов колец. При создании надежного поршня, который будет отличаться высоким качеством и эффективной работой, необходимо использовать узкие поршневые кольца. Стоит отметить, что в свободном состоянии кольцо имеет больший диаметр и идет под наклоном от замка наружу. Именно такая конструкция позволяет после того, как кольцо будет установлено, плотнее прижиматься к стенкам. За счет этого повышается эффективность нашей детали.

На кольцо также в процессе работы двигателя активно давят сила рабочего газа и жидкости. Они проникают в канавки поршня постепенно с давлением, которое в свою очередь во много раз превышает по силе натяжку кольца. Они выталкивают его из канавки наружу и тем самым, соответственно, сводят к минимуму всякого рода попытки рабочих газов заполнить кривошипную камеру.

Как может выйти из строя компрессионное кольцо поршня?

Для стабильной работы двигателя вполне хватает и одного кольца. Например, на скутерах или мотоциклах со слабым двигателем установлен поршень с одним кольцом. Но если не брать во внимание именно двигатель скутера, то на некоторых аппаратах установлены поршни с нагруженной рабочей частью, где могут использоваться на поршне 5 колец или даже больше.

Как и любая деталь автомобиля, поршневые кольца могу сломаться или каким-то образом повредиться во время аварии или другого физического воздействия на автомобиль. Чаще всего поршни ломаются от большого количества высоких нагрузок во время работы.

Во время проверки на излом вы сможете наблюдать на поверхности места воздействия растровые линии, которые могут позволить выявить повреждение и дать оценку общему состоянию поршня. При износе поршня можно также наблюдать трещины от термического напряжения. Как правило, они находятся на дне поршня и, конечно же, увидеть их, будет в разы сложнее.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Кольца компрессионные, маслосъемные, установка

Поршневые кольца

Поршневые кольца формируют уплотнение между стенкой цилиндра и поршнем. Должны обеспечивать хорошее уплотнение по всей плоскости цилиндра в широком диапазоне температур. В четырех тактных двигателях чаще применяется три кольца, из них два компрессионных и нижнее маслосъемное.

 

•  Компрессионные кольца обеспечивают надежное уплотнение между цилиндром и поршнем для герметизации камеры сгорания.
•  Отвод тепла от поршня к стенкам цилиндра.
• Маслосъемные кольца удаляют излишки масла со стенок цилиндра предотвращая его попадания в камеру сгорания. Однако удаляют не полностью, а регулируют, оставляя необходимое количество масла для компрессионных колец.

 

Первое компрессионное кольцо

Предназначено исключительно для предотвращения прорыва расширяющихся газов в камере сгорания. Во время цикла «рабочий ход» нарастающее давление в камере сгорания прижимает первое компрессионное кольцо ко дну канавки поршня и сильнее прижимает к стенкам цилиндра, тем самым обеспечивая достаточную изоляцию камеры сгорания. Давление в канавке кольца сохраняется на последующих тактах не
успевая снизиться. Зазор между кольцом и канавкой составляет 0.04-0.08 мм

Защищает второе кольцо от высокой температуры сгорания и уменьшает нагрузку. Имеет наибольший теплоотвод от поршня к цилиндру, примерно 50-60% отводимого тепла от поршня к цилиндру приходится на компрессионные кольца. Некоторая часть газов прорывается, второе кольцо приступает к выполнению своих функций, об этом чуть позже.

Первое компрессионное кольцо изготавливается из высокосортного чугуна или стали, способного выдерживать высокие температуры и нагрузку при этом имея не большой коэффициент теплового расширения. Во время работы двигателя температура кольца достигает 180-210°C, в верхней мертвой точке где практически нет смазки из-за трения, достигается еще большая температура. На внешней рабочей поверхности кольца часто присутствует специальное покрытие для снижения трения. Это может быть плазменная наплавка молибдена, металлокерамики, керамики. Чаще встречается хромовое покрытие, имеющее серый матовый цвет (наносится гальваническим метолом) и своеобразную пористую структуру, позволяющую задерживать масло для большего снижения трения. Остальные поверхности имеют черный цвет в результате фосфатирования. Покрытие обеспечивает антифрикционные и антикоррозийные свойства.

Компрессионные кольца производятся не совсем круглыми, а имеют сложную форму дуги в свободном состоянии и достаточно большой концевой зазор. Когда кольцо займет свое место в поршне и будет вставлено в цилиндр, оно будет обеспечивать равномерную прижимную силу в любой точке окружности.

Второе компрессионное кольцо

Работает в более благоприятных условиях и выполняет функцию дополнительного уплотнения так же из-за специальной формы помогает маслосъемному снять излишки масла, оставляя только масленую пленку на поверхности цилиндра. Средняя температура кольца 150 — 170 °C в режиме работы. Зазор между кольцом и канавкой поршня немного ниже чем у первого 0. 03-0.06 мм. Выполненно из чугуна и очень хрупкое. Разнообразие форм колец обуславливает выполнение определенных функций. Таких как распределение нагрузки в канавке, уменьшение трения юбки поршня методом аквопланирования по маслу, удаление излишек масла.

Фаска на внутренней стороне кольца определяет в какую сторону будет изгибаться кольцо. Если фаска снизу, то кольцо после нагрева будет выворачиваться наружной поверхностью вниз, как показано на картинке. И соответственно если фаска сверху, то и выворачиваться рабочая поверхность кольца будет вверх.

Маслосъемное кольцо

Под компрессионными кольцами располагается маслосъемное кольцо, выполняющее функцию удаления излишек масла со стенок цилиндра.

Большое количество масла, проникающее через компрессионные кольца в камеру сгорания, плохо сказывается на работе двигателя. В процессе работы сгорающее масло откладывается на стенках клапанов, камере сгорания, свечах, дне поршня. Большой нагар сильно разогревается, повышается вероятность детонации. Выпускные клапана подвергаются увеличенной температурной нагрузке.

Тонкий слой масленой пленки, оставляемый маслосъемными кольцами, снижает силу трения компрессионных колец, увеличивая их долговечность. В отличии от компрессионных маслосъемные не прижимаются рабочим давлением газа к плоскости канавки в поршне и стенкам цилиндра, поэтому имеют специальные осевые и радиальные расширители.

 

По конструкции можно выделить два типа колец: коробчатые и наборные те и другие могут иметь различные расширители.

При движении поршня вниз маслосъемные кольца соскребают со стенок цилиндра излишки масла направляя их по дренажным отверстиям в поршне обратно в картер. Масляный клин перед кольцом помогает эффективно смазывать скользящую юбку поршня. Стенки цилиндра имеют шероховатость, так называемый хон, который позволяет задерживать тончайший слой масла, для компрессионных колец.

Большее распространение получили наборные кольца, состоящие из двух тонких стальных пластин, (часто имеющих различные покрытия для снижения терния) и тангенциального расширителя, выполняющего одновременно осевое и радиальное расширение. Используются в современных двигателях.

Особенности установки маслосъемных колец

Хочу обратить ваше внимание на установку именно маслосъемных колец. С компрессионными не должно возникнуть проблем если соблюдать простые правила, устанавливать надписями вверх (надписи, точка) и пользоваться специальным инструментом.

 

При установки маслосъемных могут возникнуть трудности при отсутствии надписей, или правильность установки замка расширителя. Разберемся в этом подробнее. Если надписи отсутствуют, то не имеет значения какой стороной вы поставите кольцо и какое из них будет сверху, а какое снизу (наборные).

Часто ошибки возникают при установке поршня в цилиндр, даже если используется специальных хомут для стяжки колец на поршне. Особенность состоит в следующем. При сборке маслосъемного кольца стоит обратить внимание на замок расширителя и правильность его стыковки. Для наглядности смотрим изображение ниже.

Во время сжатия колец на поршне замок расширителя маслосъемного кольца может соскочить с правильного положения и лечь в нахлест собираясь по спирали, таким образом пластины проваливаются через расширитель и это приведет к задиру стенок цилиндра, и канавок поршня. Чтобы этого избежать стягивающий хомут следует располагать таким образок как показано на изображении.

Соблюдая простые правила, вы правильно установите кольца в цилиндре.

 

 

Компрессионные поршневые кольца — что это такое?

Любое транспортное средство — сложное устройство, состоящее из целой кучи всевозможных деталей, как больших так и совсем мелких, о существовании которых неопытный водитель даже не подозревает. К последним относятся компрессионные поршневые кольца, которые несмотря на свой небольшой размер, выполняют немаловажную работу в жизнедеятельности автомобиля. Чем же примечательна эта деталь, мы Вам сейчас расскажем.

Компрессионное поршневые кольца — особенности и функции

Автомобильный поршень — это одна из основных деталей двигателя, так как с его помощью реализуется термодинамический процесс мотора. Основными элементами этой детали является поршневые кольца, обеспечивающие плотное соединение поршня со стенками цилиндра и создающие трение в двигателе (механические потери при этом составляют до 25% от общего числа).

Для их изготовления используется чугун и нержавеющая сталь. Первый вариант сочетается с чугунным материалом, использованным в блоках цилиндров, что благодаря структуре, позволяет ему уменьшать износ путем удерживания масла. Довольно широко распространены детали из пластичного чугуна (производный вариант от ковкового), который имеет способность к упругой деформации, что значительно облегчает процесс установки.

Кольца, в состав которых входит нержавеющая сталь, можно назвать усовершенствованным вариантом хромированных чугунных изделий. По сути, нержавеющая сталь — это материал, состоящий из большого количества хрома, поэтому нет ничего странного в том, что такие кольца обладают свойствами, аналогичными свойствам хромированных колец. Также, нержавеющая сталь способна противостоять высоким температурам, чем значительно превосходит хромированный чугун.

Выделяют два вида поршневых колец: компрессионные и маслосъемные. Разберемся для начала с компрессионными. Данное изделие в плане конструкции нельзя назвать сложным, так как представлено оно в виде незамкнутой окружности, имеющей небольшой зазор (достигает несколько сотых миллиметра). Поперечное сечение таких колец, обычно имеет прямоугольную форму, а край кольца оснащен либо фаской, либо цилиндрическим профилем (верхнее уплотнительное кольцо), либо имеет сужающуюся форму (второе кольцо). В ходе работы, благодаря зазору в канавке, эта деталь немного скручивается, что существенно облегчает приработку.

Такое кольцо применяется в поршневых двигателях в независимости от того, паровой он или внутреннего сгорания и выполняет три основные функции. Во-первых, компрессионные (верхние) кольца обеспечивают герметизацию камер сгорания, во-вторых, передают тепло через стенки цилиндра и фильтруют тепло, полученное от поршня, тем самым не допуская его перегрева, а в-третьих отлично уменьшают расход масла (если оно используется).

Обычно, на поршень не устанавливают больше трех таких колец, ведь степень его уплотнения увеличивается незначительно, а потери на трение возрастают существенно. Если взять, например, бензиновый двигатель с двухтактной системой, то здесь применяют лишь два компрессионных кольца, диаметр замка которых (так называют вырез в поршневом кольце), соответствует форме и расположению стопорного штифта — детали, предохраняющей от проворачивания и повышающей компрессию. Как видите, функциональную сторону использования компрессионных колец нельзя назвать незначительной, да и работу двигателя без них сложно представить.

Какая разница между компрессионными и маслосъемными кольцами?

В структуре и функциях компрессионных поршневых колец, мы с Вами уже немного разобрались, теперь поговорим о втором варианте — маслосъемных кольцах, которые используются немного реже. Так, например, бензиновые двигатели с двухтактной системой, в них просто не нуждаются, так как масло полностью сгорает вместе с топливом, а главная функция поршневого масло съемного кольца, как раз и заключается в снятии лишнего моторного масла. На сегодняшний день выпускают два вида таких деталей: чугунные (имеют литую конструкцию с прорезом) и стальные, в состав которых входят пружины расширители. Оба вида структурно отличаются от компрессионных, которые имеют цельную форму. В конструкцию маслосъемных колец входят: одно тонкое верхнее кольцо, два расширителя (радиальный и осевой) и нижнее кольцо. Исходя из вида двигателя и типа поршня, одновременно можно установить несколько таких колец, которые по отношению к компрессионным, монтируются на уровень ниже. Что касается функциональной стороны, то тут цели работы маслосъемных колец мало чем отличаются от аналогичных целей компрессионных и выражаются в следующем:

— герметизации камеры сгорания;

— увеличение уровня компрессии, благодаря чему двигатель запускается и стабильно работает;

— уменьшение расхода моторного масла автомобиля (относится к четырехтактным и дизельным двухтактным моторам), при чем должен поддерживаться достаточный уровень смазки всех скользящих элементов;

— ограждение отработанных газов от попадания в картер двигателя;

— отвод тепловых излишков от поршня, в процессе его работы, благодаря чему теплопередача через стенки цилиндров нормализуется, а сам поршень не перегревается.

Работа маслосъемных колец важна для нормального функционирования двигателей, особенно учитывая использование низкооктанового бензина и загрязнение моторным маслом камеры сгорания, головки поршней, что приводит к снижению мощности силового агрегата. Одна из главных задач компрессионных колец — не допустить пропускания лишней жидкости и воздуха в камеру сгорания. В этом они похожи с только что описанными маслосъемными кольцами, однако, для создания поршня, отличающегося высоким качеством и рабочей эффективностью, следует использовать узкие поршневые кольца, а компрессионные кольца лучше подпадают под это определение.

Если посмотреть на кольцо в свободном состоянии, то мы увидим, что оно имеет большой диаметр и находится немного под наклоном, от замка наружу. После его установки, такая конструкция позволяет более плотно прижиматься к стенкам, благодаря чему значительно повышается эффективность детали. Также, в процессе работы мотора, на кольцо воздействует сила рабочего газа и жидкости, которые постепенно проникают в канавки поршня вместе с давлением, во много раз превышающим силу натяжки самого кольца.

Как компрессионные кольца поршня выходят из строя?

Основной неисправностью поршневых колец, при чем как компрессионных так и маслосъемных, является их износ в процессе длительной эксплуатации транспортного средства. Указанный производителем ресурс отечественных автомобилей ровняется 150000 км., а кольца транспортных средств передовых мировых изготовителей могут служить и до 300000 км. (иногда еще больше).

Однако, не все что пишут правда, или же правда от части. При неправильной эксплуатации указанные цифры, могут значительно уменьшаться, тоесть поршневые кольца изнашиваются по ускоренной программе. Износ компрессионных колец происходит тогда, когда они вместе с поршнем постоянно двигаются вверх-вниз, взаимодействуя при этом с различными механическими деталями (поршневыми канальцами, стенками цилиндра и т. д.). Кроме того, на них воздействуют горячие отработанные газы и химические вещества (особенно сера), входящие в состав топлива (химический износ). В таком случае, для уменьшения уровня износа, поршневые кольца изготавливают из стойких материалов (таких как чугун) и обеспечивают им специальное покрытие (наносят хром, олово или нитриды).

Кроме изнашивания деталей, иногда встречаются разломы колец на несколько частей, а также их закоксовывание, причиной которого есть скопление в канавке не сгоревших частиц сажи, масла и других загрязняющих веществ.

Выходу из строя компрессионных поршневых колец способствует: несвоевременная смена моторного масла, воздушного фильтра (тем более эксплуатация автомобиля без него), использование некачественного топлива или поздняя замена топливного фильтра, тяжелые условия эксплуатации транспортного средства (например, в городских пробках, при кратковременных поездках, в частности в зимний период, когда мотор не успевает нормально прогреться).

Встречаются, также, случаи быстрого разрушения поршневых колец, причина чего кроется в сильном перегреве двигателя или в условиях ограниченной смазки. Как результат, кольца в цилиндре начинают клинить, на его стенках и поршне образовываются задиры, а поршневые кольца, вместе с перегородками между кольцевыми канавками, разрушаются. Выявить описанные проблемы довольно легко. Одним из признаков чрезмерного износа поршневых колец есть повышение уровня потребления масла. Когда двигатель малолитражного автомобиля расходует больше 0,5 л. масла на 1000 км., а при трогании с места, из системы выпуска наблюдается появление сизого дыма, можно смело предположить, что кольца находятся в плачевном состоянии. Также, об этом свидетельствует утечка масла через сальники, прокладки или другие уплотнители, повышенное давление кратерных газов, которое легко определить отсоединив шланг принудительной вентиляции. Для более точной диагностики проблемы, не лишней будет проверка компрессии в цилиндрах двигателя и проверка состояния цилиндропоршневой группы, методом утечки сжатого воздуха.

Что бы обеспечить двигателю стабильную работу, вполне достаточно одного кольца. Такую схему можно наблюдать на мотоциклах со слабым двигателем или скутерах. Правда, существуют автомобили, на поршнях которых устанавливают 5 колец, а иногда и того больше .Естественно, как и любая другая деталь они ломаются (чаще всего от больших и продолжительных нагрузок) или могут частично повредиться в процессе физического воздействия на автомобиль (например, аварии).

Если Вы решите проверить кольцо на излом, то сможете увидеть на поверхности места воздействия линии, указывающие на повреждение и дающие возможность оценки общего состояния поршня. При сильном износе поршня, заметными также будут трещины от термического напряжения, но поскольку находятся они на дне детали, то увидеть их немного сложнее.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

виды, функции, поломки и их устранение

Поршневые кольца – неотъемлемый элемент любого двигателя. Они устанавливаются в специальные канавки на поршнях. В данной статье рассмотрим разновидности поршневых колец, их функции и обслуживание.

Виды поршневых колец

Поршневые кольца бывают маслосъемными и компрессионными.

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

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

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

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

Функции поршневых колец

Обобщая вышесказанное, можно выделить следующие функции поршневых колец:

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

Конструкционные материалы для поршневых колец

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

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

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

Типичные неисправности поршневых колец

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

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

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

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

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

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

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

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

Замена поршневых колец

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

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

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

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

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

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

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

Поршневые кольца — что это, зачем они нужны и как работают?

Простой ответ: Поршневые кольца образуют уплотнение между поршнем и стенкой цилиндра, что предотвращает попадание газообразных продуктов сгорания в масляный поддон. Они регулируют потребление масла, предотвращая попадание избыточного моторного масла в камеру сгорания и как следствие его горения. Правильно функционирующие кольца жизненно важны для максимальной мощности и эффективной работы двигателя.

Подробный ответ: Большинство серийных автомобилей используют три типа поршневых колец:

Верхнее и второе кольца отвечают за плотное нажатие на стенку цилиндра и герметизацию камеры сгорания, удерживая картерные Газы и масло. Маслосъемное кольцо собирает масло со стенок цилиндра по пути вниз по цилиндру, возвращая его обратно в масляный поддон. Поскольку чрезвычайно тонкая пленка масла смазывает поверхность кольца и стенки цилиндра, это нормально, когда какое-то масло горит во время работы двигателя. Однако, что собой представляет «нормальный» расход масла, зависит от типа и состояния износа двигателя.

Когда поршневые кольца становятся изношенными.

Изношенные кольца могут образовывать промежуток между поверхностью кольца и стенкой цилиндра. В процессе горения отработанные газы, которые приводят поршень в движение вниз по цилиндру и поворачивают коленчатый вал, могут пропускаться через поршень и перемещаться вниз по стенке цилиндра и попадать в масляный картер, отбирая с собой лошадиные силы и уменьшая эффективность работы двигателя. Такого рода пропуски также загрязняют моторное масло, снижая его производительность и срок службы.

Залегшие кольца могут привести к такому же сценарию. Чрезвычайно горячие газы из камеры сгорания могут разрушать масло, образуя отложения углерода в кольцевых каналах. Также могут образовываться побочные продукты бензина. Тяжелые отложения заставляют кольца залегать в масло отводящих каналах, и не разжиматься от поршня, образуя тем самым промежуток между кольцом и стенкой цилиндра, что приводит прорыву картерных газов и повышенному расходу моторного масла.

Синий дым из выхлопной труб, затрудненный запуск и потеря мощности.

Последствия изношенных колец часто легко заметить. Чрезмерное потребление масла может привести к выгоранию синего дыма из вашей выхлопной трубы, особенно при запуске до прогрева двигателя, и до того, как кольца расширились в цилиндре. Горение масла также означает, что вам также нужно чаще доливать масло.

Изношенные или залегшие кольца также могут привести к затрудненным запускам и снижению мощности. Когда двигатель останавливается, поршень все еще сжимает топливно-воздушную смесь перед сгоранием. Изношенные кольца, однако, позволяют части топливно-воздушной смеси проходить мимо камеры сгорания, что приводит к снижению компрессии и затрудненному запуску двигателя. Когда он работает, потеря компрессии лишает ваш двигатель мощности.

Предотвращение – лучшая практика

Предотвращение изношенных и застрявших колец жизненно важно для поддержания мощности на максимальном уровне, эффективности и срока службы вашего двигателя. Это начинается с использования высококачественного синтетического масла, которое борется с износом и выдерживает высокие температуры, сохраняя поршни в чистоте. Например, синтетическое моторное масло серии  BG 737 обеспечивает:

• На 75% больше защиты двигателя от износа и потери мощности, чем требуется в соответствии с ведущим отраслевым стандартом *, продлевая срок службы жизненно важных компонентов, таких как поршни и коленно-шатунный механизм.
• На 93% чистых поршней, чем требуется в соответствии с ведущим отраслевым стандартом *

Если вы подозреваете, что ваши кольца изношены или залегли, подумайте о том, чтобы использовать масло с большей вязкостью, рекомендованное заводом изготовителем (OEM). Некоторые OEM-производители рекомендуют диапазон вязкости, в зависимости от вашего климата (например, 5W-20, когда он холодный, 10W-30, когда он выше 0ºС). Использование наивысшей рекомендуемой вязкости может помочь сократить зазор между кольцами и стенкой цилиндра.

Вы также можете раскоксовать залегшие кольца, используя качественные очистители BG109 и BG211 или топливные присадки, предназначенную для очистки отложений, таких как очиститель топливной системы бензиновых двигателей BG 208 (044k) и очиститель топливной системы дизельных двигателей BG 244.

 

Типы поршневых колец и техническое обслуживание поршневых колец

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

Поршневое кольцо является важной частью поршня, его количество и функциональность различаются в зависимости от типа и мощности двигателя.

В 2-тактных больших двигателях поршневые кольца компрессионного типа используются для уплотнения камеры сгорания, а грязесъемные кольца устанавливаются под ними для удаления отложений с гильзы и распределения масла по поверхности гильзы.

Прочтите по теме: Причины износа гильз цилиндров и способы их измерения

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

Типы и функции поршневых колец

Компрессионные кольца или кольца давления

Компрессионные кольца обеспечивают уплотнение над поршнем и предотвращают утечку газа со стороны сгорания. Компрессионные кольца расположены в первых канавках поршня.

Однако это может отличаться в зависимости от конструкции двигателя.Основная функция этих колец — герметизировать газообразные продукты сгорания и передавать тепло от поршня к стенкам поршня.

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

Стеклоочистительное кольцо

Грязесъемное кольцо, также называемое кольцом Напье или резервным компрессионным кольцом, устанавливается под компрессионным кольцом.Их основная функция — очистить поверхность гильзы от излишков масла и действовать как опорное опорное кольцо при остановке любой утечки газа дальше вниз, выходящей из верхнего компрессионного кольца. Большая часть грязесъемных колец имеет поверхность с углом сужения, которая обращена к нижней части для обеспечения очищающего действия при движении поршня к коленчатому валу.

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

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

Кольца контроля масла / скребки

Маслосъемные кольца регулируют количество смазочного масла, проходящего вверх или вниз по стенкам цилиндра. Эти кольца также используются для равномерного распределения масла по окружности гильзы.

Масло разбрызгивается на стенки цилиндра. Эти кольца также называются скребковыми кольцами, поскольку они соскабливают масло со стенок цилиндра и отправляют обратно в картер.

Эти кольца не позволяют маслу выходить из пространства между лицевой стороной кольца и цилиндром.

Связанное чтение: Интеллектуальная система смазки цилиндров для современных судовых двигателей

В масляном кольце отверстия или прорези прорезаны в радиальном центре кольца, что позволяет избыточному маслу стекать обратно в резервуар.

Масляные кольца могут быть цельными или двухсекционными. Для увеличения контактного давления между кольцом и поверхностью гильзы кольца могут иметь скошенные края либо на внешних сторонах площадок, либо напротив камеры сгорания, чтобы снизить расход масла за счет улучшенного соскабливания масла из отверстия.

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

Материал поршневого кольца

Один из самых известных материалов, используемых при производстве поршневых колец, — чугун. Это связано с тем, что он содержит графит в пластинчатой ​​форме, который сам действует как смазка, помогая скольжению между кольцами и гильзой.

На поршневые кольца нанесены сплавы и покрытия, и они будут варьироваться в зависимости от типа кольца, поскольку функции этих колец отличаются друг от друга.

Наиболее распространенной формой легирования чугуна является хром, молибден, ванадий, титан, никель и медь.

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

Связанное чтение: Как изготавливаются поршневые кольца?

Поршень главного двигателя

Камера сгорания двухтактного морского двигателя — это большое пространство, производящее огромное количество тепла и напряжений.

Верхние кольца поршня находятся в непосредственном контакте с камерой сгорания, поэтому они нуждаются в лучшей защите и покрытии, чтобы справиться с тепловым напряжением и обеспечить надлежащее уплотнение.

Множество новых разработок было разработано специально для больших двухтактных судовых двигателей. Некоторые из представленных важных разработок:

Двигатель MAN

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

Недавно была представлена ​​новая конструкция, представляющая собой модифицированную версию колец CPR, известную как кольца CPR Port on Plane (CPR POP).

Изменено положение канавок, которые теперь расположены на нижней стороне кольца, поскольку было отмечено, что износ канавок колец CPR на рабочей стороне был быстрее, чем обычно.

Второе или промежуточное кольцо

Остальные кольца имеют косой вырез на концах.Все поршневые кольца имеют алюминиевое покрытие на внешней поверхности для облегчения приработки.

Двигатель Wartsila

В 2-тактном двигателе Wartsila канавки для поршневых колец на поверхности поршня закалены для обеспечения превосходной износостойкости. Верхнее поршневое кольцо (также известное как газонепроницаемое кольцо (GT) в Wartsila) имеет перекрывающиеся концы, чтобы избежать утечки газа благодаря асимметричной форме цилиндра. Они имеют хромокерамическое (CC) покрытие вместе с покрытием для приработки (RC).

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

Двигатель четырехтактный

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

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

Как работают поршневые кольца?

Как объяснялось, в поршне на разных уровнях предусмотрены кольца разных типов, которые выполняют разные задачи.
Самая верхняя канавка поршня состоит из компрессионного кольца, основная функция которого заключается в герметизации любых утечек внутри камеры сгорания во время процесса сгорания.

При воспламенении топливовоздушной смеси давление газов сгорания прикладывается к головке поршня, заставляя поршень двигаться по направлению к коленчатому валу.

Сжатые газы проходят через зазор между стенкой цилиндра и поршнем в канавку поршневого кольца.

Во время процесса сгорания сила газов под высоким давлением прижимает поршневое кольцо к стенке гильзы цилиндра, что способствует образованию эффективного уплотнения. Это давление, толкающее поршневое кольцо, пропорционально давлению газов сгорания.

Следующий набор колец в поршне, который расположен под компрессионным кольцом и над масляными кольцами, называется грязесъемными кольцами.

Они имеют конструкцию с конической поверхностью и служат для дополнительного уплотнения камеры сгорания. Как следует из названия, они помогают очистить стенку футеровки от излишков масла и загрязнений. Если какой-либо из дымовых газов смог пройти через компрессионное кольцо, эти газы будут заблокированы грязесъемным кольцом в хорошем состоянии.

Последний набор колец представляет собой масляные кольца, которые расположены в нижних канавках поршня, ближайшего к картеру. Основная функция масляного кольца — соскребать излишки масла со стенок гильзы цилиндра во время движения поршня.

Большая часть протертого масла направляется в картер обратно в масляный поддон. Эти масляные кольца поставляются с пружиной, установленной сзади в 4-тактном двигателе, чтобы обеспечить дополнительный толчок для очистки гильзы.

Почему выходят из строя поршневые кольца?

Камера сгорания оказывает огромное давление на поршневые кольца. Если давление сгорания газа, производимого внутри камеры, выше обычного, это может повлиять на работу кольца.

Это может быть из-за детонации и звона топлива из негерметичной форсунки или когда топливо смешано с грязным воздухом.

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

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

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

Что необходимо проверить при осмотре поршневого кольца

Осмотр поршневых колец — важная задача для определения надлежащей работы поршневых колец с последующей очисткой или заменой поршневых колец (если они сломаны или изношены).

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

При плановом осмотре

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

Кольца проверяются на предмет их мягкости в канавках, так как они могут застрять из-за нагара и, наконец, сломаться, что приведет к серьезным повреждениям гильзы.

Также проверяется зазор между кольцом и канавкой и рассчитывается износ. Кольцо проверяется на наличие следов истирания и повреждений, а также оценивается общее состояние.

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

При капитальном ремонте

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

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

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

Перед тем, как поставить поршневое кольцо, его необходимо предварительно прокатить скруглить в канавках. В этом процессе кольцо полностью перемещается внутри канавок.

С помощью этого теста мы можем проверить, что канавки имеют большую глубину, чем радиальная ширина кольца.

При установке поршня с замененными кольцами во гильзу используйте хорошо смазанный инструмент для сжатия поршневых колец, который гарантирует, что кольца не будут прилипать к поверхности гильзы при входе в камеру сгорания.

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

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

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

Как выполняется установка поршневого кольца?

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

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

После того, как канавка будет должным образом очищена, поршневое кольцо устанавливается с помощью инструмента для поршневых колец, который расширяет кольцо для вставки в канавку, сдвигая его с верхней части головки поршня.Убедитесь, что кольцо вставлено так, чтобы отметка наверху находилась на верхней стороне.

Большинство поршневых колец снабжено маркировкой «TOP», или поверхность, на которой нанесен идентификационный номер, считается верхней поверхностью, если нет специальной маркировки.

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

В небольших 4-тактных двигателях, если инструмент недоступен, кольцо можно расширить с помощью одежды или тряпок, имеющихся в машинном отделении.

По две ветоши кладут на каждую сторону концов колец, и их тянут так, чтобы кольца можно было растянуть и вставить через верхнюю часть поршня.

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

Ресурс поршневых колец

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

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

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

Возможно, вы также прочитаете:

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

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

Ищете практичные, но доступные морские ресурсы? Ознакомьтесь с цифровыми руководствами Marine Insight: Электронные книги для палубного отдела — Ресурсы по различным темам, связанным с палубным оборудованием и операциями. Электронные книги для машинного отделения — Ресурсы по различным темам, связанным с механизмами и операциями машинного отделения. Экономьте по-крупному с помощью комбо-пакетов — Наборы цифровых ресурсов, которые помогут вам сэкономить по-крупному и включают дополнительные бесплатные бонусы. Электронные книги по судовым электрическим системам — Цифровые ресурсы по проектированию, обслуживанию и поиску и устранению неисправностей морских электрических систем

Теги: руководство по машинному отделению поршневые кольца

Типы поршневых колец — скребковые кольца

Расширяемые разрезные кольца прикреплены к внешнему диаметру поршня в двигателе внутреннего сгорания и используются для обеспечения уплотнения для поддержания сжатия газа между поршнем и стенкой цилиндра.

Два верхних кольца, известные как компрессионные кольца, предназначены для уплотнения камеры сгорания. Нижнее кольцо, известное как маслоуправляемое или скребковое кольцо, регулирует количество смазочного масла, проходящего вверх или вниз по стенкам цилиндра. Масляные контрольные кольца имеют ступеньку, углубленную в нижнюю поверхность, и соскабливают масло со стенок цилиндра, предотвращают его попадание в камеру сгорания и отправляют обратно в картер.

Маслосъемные кольца имеют ступеньку, углубленную в нижнюю внешнюю поверхность для облегчения соскабливания масла.Этап позволяет хранить масло и может варьироваться по размеру. Из-за ступени поднутрения, когда кольцо скручивается, очищающая кромка соскабливает масло с внешнего края в резервуар, предотвращая засорение очищающей кромки.

Типы скребковых колец

Кольцо Napier:

Кольцо Напье (или «крюк») устанавливается во второй канавке и используется в компрессорах пневматических тормозных систем. Однако кольцо Napier было заменено кольцом Napier с конической гранью.

Кольцо Napier с конической гранью:

Чаще используется — кольцо Napier Ring с конической гранью обеспечивает более эффективную кромку для улучшения приработки, что помогает контролировать масло.

Скребковое кольцо с закрытым зазором с конической поверхностью:

Это кольцо разработано без поднутрения — ступенька заканчивается в зазоре и уплотняется лучше, чем кольца Napier и Taper Faced Napier.

МАГАЗИН ПОРШНЕВЫХ КОЛЬЦ ТИПЫ КОМПРЕССИОННЫХ КОЛЬЦ ТИПЫ УПРАВЛЯЮЩЕГО КОЛЬЦА МАСЛА

Условия лицензии

Вы можете: Делиться, копировать и распространять материал в исходном формате для любых целей при соблюдении условий лицензии Условия ниже:

• Указание авторства — вы должны указать соответствующую ссылку и предоставить ссылку на исходную статью в разумной и видимой форме.
• Вы никоим образом не можете предлагать лицензиару одобрить вас или ваше использование.
• Без производных — Материал должен распространяться полностью, включая отказ от ответственности, вы не можете распространять или передавать измененный материал.
• Никаких дополнительных ограничений — Вы не можете применять юридические положения, которые юридически ограничивают других делать все, что разрешено лицензией.
• Никаких гарантий не дается. Лицензия может не давать вам всех разрешений, необходимых для предполагаемого использования. Например, другие права, такие как публичность, неприкосновенность частной жизни или неимущественные права, могут ограничивать использование вами материала.

Заявление об отказе от ответственности

Anglo Agriparts, ни какие-либо из таких рецензентов или авторов контента не предоставляют никаких гарантий в отношении точности любой информации на этом веб-сайте и не могут нести ответственность за любые ошибки или упущения. Информация в этой статье предназначена только для общих информационных целей. Он не является юридическим, техническим и / или коммерческим советом, и на него нельзя полагаться как таковой. Конкретный совет всегда следует запрашивать отдельно. Несмотря на все усилия авторов, информация, представленная в этой статье, может быть неточной, актуальной или применимой к обстоятельствам любого конкретного случая.Ни Anglo Agriparts, ни автор этой статьи не делают никаких заявлений и не дают никаких гарантий относительно полноты или точности информации, содержащейся в настоящем документе, и не принимают на себя никакой ответственности за убытки или ущерб, возникшие в результате их использования, независимо от того, откуда они исходят. Anglo Agriparts или наши участники. Anglo Agriparts не контролирует содержимое любого другого веб-сайта, доступ к которому осуществляется через этот веб-сайт, и не несет ответственности за какие-либо убытки или ущерб, возникшие в результате использования содержимого таких веб-сайтов.Ни Anglo Agriparts, ни какие-либо рецензенты или разработчики контента на веб-сайте не несут ответственности перед каким-либо лицом за любые убытки или ущерб, которые могут возникнуть в результате использования информации, содержащейся в этой статье или на этом веб-сайте. Эти исключения ответственности не распространяются на ущерб, возникший в результате смерти или телесных повреждений, вызванных халатностью компании Anglo Agriparts или любого из ее сотрудников или агентов, а также рецензента или автора контента.

Поршневые кольца

Поршневые кольца предотвращают утечку давления газа из камеры сгорания и сводят к минимуму просачивание масла в камеру сгорания.[Рис. 1-15] Кольца входят в канавки поршня, но выпрямляются и прижимаются к стенкам цилиндра; при правильной смазке кольца образуют эффективное газовое уплотнение.

Конструкция поршневого кольца

Большинство поршневых колец изготовлено из высококачественного чугуна. [Рисунок 1-14] После изготовления колец их шлифуют до желаемого поперечного сечения. Затем они разделяются так, чтобы их можно было надеть на внешнюю сторону поршня и в кольцевые канавки, обработанные на стенке поршня.Поскольку их цель — герметизировать зазор между поршнем и стенкой цилиндра, они должны прилегать к стенке цилиндра достаточно плотно, чтобы обеспечить газонепроницаемую посадку. Они должны оказывать одинаковое давление во всех точках на стенке цилиндра и должны герметично прилегать к боковым сторонам кольцевых канавок.

Рисунок 1-14. Поршень в сборе и типы поршней.

Серый чугун чаще всего используется для изготовления поршневых колец. В некоторых двигателях в верхней канавке компрессионного кольца используются хромированные поршневые кольца из низкоуглеродистой стали, поскольку эти кольца могут лучше выдерживать высокие температуры, присутствующие в этой точке.Хромированные кольца необходимо использовать со стальными стенками цилиндров. Никогда не используйте хромированные кольца на хромированных цилиндрах.

Компрессионное кольцо

Назначение компрессионных колец — предотвратить утечку продуктов сгорания через поршень во время работы двигателя. Они помещаются в кольцевые канавки непосредственно под головкой поршня. Количество компрессионных колец, используемых на каждом поршне, определяется типом двигателя и его конструкцией, хотя в большинстве авиационных двигателей используются два компрессионных кольца плюс одно или несколько маслосъемных колец.

Поперечное сечение кольца прямоугольное или клиновидное с конической поверхностью. Коническая поверхность представляет собой узкую опорную кромку к стенке цилиндра, что помогает уменьшить трение и обеспечить лучшее уплотнение.

Маслосъемные кольца

Маслосъемные кольца помещаются в канавки непосредственно под компрессионными кольцами и над отверстиями для поршневых пальцев. На поршень может быть одно или несколько маслосъемных колец; два кольца могут быть установлены в одну и ту же канавку, или они могут быть установлены в разные канавки.Маслосъемные кольца регулируют толщину масляной пленки на стенке цилиндра. Если слишком много масла попадает в камеру сгорания, оно сгорает и оставляет толстый слой нагара на стенках камеры сгорания, головке поршня, свечах зажигания и головках клапанов. Этот углерод может вызвать заедание клапанов и поршневых колец, если он попадет в кольцевые канавки или направляющие клапана. Кроме того, уголь может вызвать пропуски зажигания в свече, а также детонацию, преждевременное зажигание или чрезмерный расход масла. Чтобы излишки масла могли вернуться в картер, просверливаются отверстия в нижней части канавок под поршневые кольца, регулирующие подачу масла, или в площадках рядом с этими канавками.

Маслосъемное кольцо

Маслосъемное кольцо обычно имеет скошенную поверхность и устанавливается в канавку в нижней части юбки поршня. Кольцо устанавливается так, чтобы чистящая кромка находилась в стороне от головки поршня или в обратном положении, в зависимости от положения цилиндра и серии двигателя. В обратном положении скребковое кольцо удерживает излишки масла над кольцом при ходе поршня вверх, и это масло возвращается в картер с помощью маслосъемных колец при ходе вниз.

Летный механик рекомендует

Что делает 2-е поршневое кольцо? Объяснение назначения и функции!

Пакеты поршневых колец спроектированы так же тщательно, как и любая высокопроизводительная деталь, но «средний ребенок» может быть самым неправильно понятым. Вот взгляд на науку, которая входит в дизайн второго кольца.

С момента изобретения металлического поршневого кольца в начале промышленной революции (которое, как вы можете утверждать, в конечном итоге сделало паровую мощность непрактичной), постоянно совершенствовались технологии уплотнения цилиндров для этих, казалось бы, простых деталей.Кольцевой пакет преследует три основные цели: удерживать давление в камере сгорания как при такте сжатия, так и во время рабочего хода, передавать тепло от поршня к стенкам цилиндра, откуда оно может быть удалено с помощью воздушного или жидкостного охлаждения, и контролировать смазку для ограничения расхода масла. и нежелательные выбросы.

Обычный автомобильный кольцевой затвор должен работать в гармонии, чтобы герметизировать давление сгорания, контролировать масло и передавать тепло в блок цилиндров.

В то время как легко взглянуть на верхнее кольцо или масляное кольцо внизу и интуитивно понять их вклад в достижение этих целей, второе кольцо представляет собой большую загадку.Что он должен делать и зачем это нужно? Как используемые материалы и физические свойства второго кольца влияют на производительность? Чтобы ответить на эти вопросы, мы обратились к старшему техническому менеджеру по работе с клиентами Алану Стивенсону, ведущему источнику знаний о поршневых кольцах.

Обратите внимание на изящную форму крючка на краю кольца. Это 2-е кольцо в стиле Napier , и этот «крючок» помогает ему отводить масло от стенки цилиндра, когда поршень скользит по отверстию цилиндра.

Для нашего первого вопроса мы спросили Стивенсона, играет ли второе кольцо роль в сдерживании газов сжатия или горения. «Было время, когда отверстия были такими плохими с точки зрения обработки поверхности, округлости и так далее, а материалы колец были намного хуже, так что раньше поршни имели четыре кольца; два для компрессионного уплотнения, один для очистки масла и один для перекачки масла », — поясняет он. «Терминология не поспевает за технологиями. Называть современное второе кольцо компрессионным кольцом неправильно.”

Так каков вклад современного второго кольца в уплотнение камеры сгорания? Пер Стивенсон, «Незначительно. Были опубликованы документы SAE, которые доказывают, как увеличенные зазоры второго кольца на самом деле увеличивают уплотнение и мощность верхнего кольца. Уплотнение горения — это 100% работа верхнего кольца ». В сочетании с другими характеристиками поршня роль второго кольца в этом отношении заключается в поддержании как можно более низкого давления в щели между ним и верхним кольцом, обеспечивая любой прорыв, который заставляет его пройти мимо верхнего компрессионного кольца, способ быстро побег в картер.

В то время как маслосъемные кольца выполняют основную часть работы по «откачке» масла от поверхности стенки цилиндра, второе кольцо играет жизненно важную роль в ролике, соскребая его с поверхности цилиндра.

«Канавка аккумулятора работает вместе с большими зазорами 2-го кольца», — поясняет Стивенсон. «Короче говоря, всегда будет некоторая утечка давления сгорания за верхнее кольцо из-за движения вторичного поршня и поперечного люка цилиндра. Любое давление, которое проходит мимо верхнего кольца, имеет тенденцию попадать в ловушку между верхним и вторым кольцами, что затем оказывает давление на верхнее кольцо снизу, что приводит к дрожанию кольца (особенно на высоких оборотах).Канавка гидроаккумулятора создает дополнительный объем, который снижает давление. Здесь применяется закон Бойля; объем и давление имеют обратную зависимость, поэтому увеличение объема снижает давление. Соединение этого с более крупными зазорами второго кольца обеспечивает более плавный выход захваченного газа из этого пространства и уменьшает флаттер верхнего кольца ».

Поскольку второе кольцо специально не предназначено для использования в качестве уплотнения под давлением, оно часто имеет конструкцию, совершенно отличную от верхнего компрессионного кольца.Стивенсон говорит: «Многие верхние кольца имеют скосы внутреннего диаметра, которые заставляют их скручиваться противоположно силам, действующим на них, чтобы помочь удерживать их ровно в канавке для лучшего уплотнения. Вторые кольца имеют противоположный скос, поэтому они на самом деле скручиваются не в ту сторону, чтобы улучшить герметичность ».

Поскольку кольца продолжают уменьшаться в размерах для уменьшения трения, материалы и производство становятся все более критичными. Углеродистая сталь является предпочтительным материалом для большинства применений , особенно для более поздних моделей, и предлагает надежность и долговечность, намного превосходящую более ранние и более толстые кольца.

Итак, установив, что второе кольцо определенно не предназначено для обеспечения уплотнения сжатия или сгорания, как насчет второй основной цели пакета колец — передачи тепла от поршня к стенкам цилиндра, где им можно управлять? системой охлаждения? Может показаться, что относительно небольшой контакт колец между поршнем и отверстием не может быть значительным путем для теплопроводности, но оказывается, что именно он является основным источником.Пер Стивенсон: «Здесь много переменных, но кольца передают около 70 процентов тепла сгорания от поршня в систему охлаждения».

Остальные 30 процентов уходят другими путями, такими как радиационное и конвекционное охлаждение нижней стороны поршня в воздух внутри картера, кондуктивное охлаждение за счет контакта между юбкой поршня и расточкой цилиндра, а также тепло, отводимое через брызги масла от коленчатого вала. парусность. Некоторые двигатели даже используют масляные распылители в нижней части отверстия каждого цилиндра, которые направляют брызги смазки на нижнюю часть поршней специально для охлаждения.

Более тонкие поршневые кольца имеют гораздо большую вероятность повреждения при установке , чем более старые кольца. Использование компрессора с коническим кольцом абсолютно необходимо при создании двигателя последней модели.

Несмотря на другие источники теплопередачи, кольцевой пакет принимает на себя большую часть нагрузки, когда речь идет о поддержании допустимой рабочей температуры поршня. Из ранее упомянутых 70 процентов общего тепла поршня: «Верхнее кольцо передает 45 процентов, второе кольцо — 20 процентов, а масляное кольцо — 5 процентов», — говорит Стивенсон.Хотя второе кольцо определенно играет свою роль в этой важной задаче, оно все же не является основной причиной присутствия кольца.

Как оказалось, второе кольцо имеет гораздо большее отношение к контролю смазки, чем «масляное кольцо» под ним. «Второе кольцо — это то, что очищает масло», — объясняет Стивенсон. «Масляное кольцо — это то, что собирает его и откачивает от стенок цилиндра через отверстия для возврата масла в канавке масляного кольца». Основная функция второго кольца состоит в том, чтобы постоянно удалять излишки масла из отверстия — при вращении кривошипа масло, выходящее из находящихся под давлением подшипников на больших концах штока, постоянно выбрасывается за поршнем, покрывая стенки отверстия.

Когда поршень движется вниз по каналу цилиндра, второе кольцо «соскребает масло со стенок цилиндра, обеспечивая смазку и предотвращая попадание масла в зону сгорания двигателя».

При ходе вниз второе кольцо и масляное кольцо работают согласованно, очищая все, кроме небольшого количества масла, и возвращая его по отверстию в поддон. Стивенсон говорит: «Верхние кольца всегда будут получать скрытую смазку за счет масла, застрявшего в поперечном люке стенок цилиндра». Это та микроскопическая текстура на отверстии, которая удерживает достаточно масла, чтобы свести к минимуму трение между пакетом колец и стенкой цилиндра, в то время как второе кольцо предотвращает попадание слишком большого количества масла мимо верхнего кольца в камеру сгорания.

Теперь, когда мы понимаем назначение каждого кольца в упаковке, мы можем понять, почему для верхнего и второго колец часто используются разные материалы и сечения колец. «Требования и предполагаемая функция верхнего и второго колец, безусловно, различаются, поэтому часто используются разные материалы», — продолжает Стивенсон. «В целом лучший материал верхнего кольца — сталь. Конечно, некоторые стали лучше других, но по мере того, как кольца становятся меньше и удельная производительность увеличивается, требования к верхнему кольцу (которое подвергается наибольшим злоупотреблениям) становятся самыми высокими.”

Переместите канавку на поршне вниз, и при выполнении другой работы требования к используемому материалу будут ниже. Пер Стивенсон: «Многие вторые кольца гоночных двигателей по-прежнему изготавливаются из чугуна или ковкого чугуна. Второе кольцо не находится под достаточным напряжением и температурой, чтобы требовать стали ». Форма кольцевого профиля также оказывает существенное влияние на то, насколько эффективно оно удаляет масло, а также на то, сколько трения оно создает, причем внутренний и внешний диаметры играют роль.«Фаски находятся на внутреннем диаметре кольца и определяют направление вращения кольца, чтобы облегчить соскабливание», — говорит Стивенсон. Если смотреть в поперечном сечении, то скошенное кольцо имеет один край внутреннего диаметра, вырезанный под углом — как указывает Стивенсон, это побуждает кольцо динамически скручиваться в канавке, когда оно движется вниз по отверстию, и фокусирует дополнительное давление на внешнем углу. для более эффективного удаления излишков масла.

Газовые порты — это еще один способ, с помощью которого конструкторы поршней могут управлять работой колец.Позволяя давлению сгорания достигать задней стороны верхнего кольца, они увеличивают мощность кольцевого уплотнения, уменьшая трение на других трех тактах.

«Конус, Нэпье и ступеньки — все это вариации формы внешнего диаметра», — продолжает он. Цель всех этих профилей состоит в том, чтобы сконцентрировать контакт в узкой полосе, чтобы повысить эффективность соскабливания. Как следует из названия, сужающийся внешний профиль вверху уже, чем внизу, в то время как ступенчатый кольцевой профиль имеет то, что выглядит как выемка в поперечном сечении, ориентированная по направлению движения при ходе вниз.Кольцо Napier, названное в честь известной британской инженерной фирмы D. Napier & Son, которая первоначально разработала профиль, на самом деле имеет поднутрение под углом или даже имеет форму крючка по внешнему диаметру, что еще больше уменьшает площадь контакта и обеспечивает пространство для очищенного масла. выход из отверстия цилиндра. «В общем, самый эффективный скребок — Napier, за ним следует ступенчатый, а затем конусный. Запустите Napier, если он подходит для вашего диаметра отверстия и подходит для канавки в поршнях », — заключает Стивенсон.

Какой тип комбинации вы используете, также повлияет на оптимальный выбор для вашего пакета колец, включая второе кольцо. Стивенсон советует: «Более тонкие вторые кольца более распространены в двигателях с сухим картером, вытягивающих большие объемы вакуумного поддона». Поскольку вакуум в картере помогает кольцевому уплотнению по всем направлениям, можно добиться желаемых результатов, не работая так же сильно со вторым кольцом. «Естественный аспиратор без использования вакуума обычно должен быть 1,5 мм или больше, в то время как принудительная индукция должна давать более крупные кольца размером 1/16 дюйма», — добавляет он.

Установка правильного зазора между кольцами имеет первостепенное значение для достижения желаемых рабочих характеристик двигателя. . При любых эксплуатационных характеристиках зазор 2-го кольца должен быть больше, чем зазор верхнего кольца, чтобы обеспечить выход прорыва и предотвратить колебание кольца от нарушения уплотнения верхнего кольца.

«Конечно, все зависит от диаметра отверстия; это почти можно представить как отношение размера кольца к размеру отверстия », — предупреждает Стивенсон. «Большой четырехцилиндровый двигатель с наддувом отлично контролирует масло с 1-м цилиндром.Кольцо диаметром 2 мм, тогда как для большого блока диаметром 4,600 дюйма лучше использовать кольцо диаметром 1/16 дюйма. Когда дело доходит до контроля масла, эффективность картера также зависит от существенных факторов. Современные двигатели с блоками с глубокими юбками, сегментированными масляными поддонами, ветровыми поддонами и очисткой / продувкой кривошипа — все это влияет на то, сколько масла подбрасывается в цилиндры. Чем больше масла присутствует, тем тяжелее работа второго кольца ».

Как видите, проектирование и проектирование второго кольца — сложная тема, но, к счастью, эксперты Wiseco обладают коллективным опытом во всех формах сборки высокопроизводительных двигателей, чтобы дать вам надежный совет для ваших конкретных потребностей.Хотя мы не можем охватить все в одной технической статье, мы надеемся, что то, что вы узнали здесь, поможет вам лучше понять «почему», стоящую за спецификациями кольцевого пакета, и в полной мере воспользоваться знаниями, полученными от сотрудников Wiseco, когда составляя свою собственную комбинацию.

Компрессионные и маслосъемные кольца 10D100 дизельного двигателя до …

Контекст 1

… поршневая группа цилиндров (ЦПГ) является решающим компонентом двигателя внутреннего сгорания, повышение срока их службы и эффективности является все еще актуально.Проблема часто решается применением хромового гальванического покрытия компонентов ЦПГ [1]. В силу определенных конструктивных особенностей маслосъемных колец гальваническое хромирование их рабочих кромок представляет собой сложную проблему. Кроме того, гальваническое хромирование имеет определенные недостатки, такие как сложное полирование, низкая термостойкость, плохая адгезия масла к его поверхности, высокое внутреннее напряжение, которое приводит к растрескиванию и скалыванию, а также большое количество водных отходов, содержащих высокотоксичный Cr (VI) в ход хромового гальванического покрытия [2,3,4,5].Дальнейшее улучшение может быть достигнуто путем нанесения многослойного покрытия, сочетающего полезные свойства углерода и металла, например, усовершенствованные покрытия из карбида хрома (CCC) на компонентах CPG [6,7,8]. Такая оптимизация структуры покрытия может повысить стойкость к истиранию, снизить трение и улучшить качество коррозии [9,10,11,12]. Проведенные авторами исследования позволяют выявить, что нанесение CCC на поршневые кольца с использованием более технологически приемлемого метода химического осаждения из паровой фазы (CVD) может значительно снизить энергозатратность процесса.В нашем случае процедура CVD адаптирована для получения хромового покрытия из газовой фазы. В данной статье описаны результаты обширных исследований техники нанесения покрытия CVD и обнаруженные свойства многослойного CCC на компонентах CPG. Способ получения хромового покрытия из газовой фазы основан на термическом (пиролитическом) разложении соответствующего хромоорганического соединения (ОКМ), например, хромоорганической жидкости БАРХОС (см. ТУ 6-01-1149-78).Техническая спецификация — официальный документ, определяющий технические характеристики данного коммерческого продукта. Рассмотрена возможность использования пиролитического CCC (PCCC) для повышения сопротивления трению и износу поршневой группы (в первую очередь маслосъемника и компрессионных колец). Для достижения этой цели была спроектирована специальная пилотная установка для покрытия колец хромом, были выбраны и оптимизированы условия нанесения PCCC-покрытия компонентов CPG, а также изготовлены и испытаны опытные партии компонентов CPG с применением специальных процедур [13].Процесс осуществляется в герметичной системе, продукты термического разложения BARCHOS собираются и затем используются для приготовления новой порции ОМК, что исключает образование опасных отходов. Для экспериментов были выбраны поршневые кольца скребкового типа диаметром 121 мм, используемые в дизельном двигателе Raba-Man автобуса Ikarus, а также компрессионные и маслосъемные кольца диаметром 215 мм, используемые в дизельном двигателе 10D100. В ходе исследований определены оптимальные параметры, обеспечивающие формирование на кольцах равномерного глянцевого покрытия.Перед нанесением покрытия образцы обезжиривали в ультразвуковой ванне, промывали и сушили. Условия проведения экспериментов: температура подложки в зоне нагрева 440 ± 5 ° C, предельная температура подложки в зоне напыления 400 ± 5 ° C, рабочее давление 15 ± 5 Па, время напыления 20 — 30 мин. Используя указанные выше параметры эксперимента, были приготовлены образцы с толщиной ПКСС 10-20 мкм. Средняя скорость роста покрытия не превышала 0,50-0,65 мкм / мин. Поверхность была гладкой.Покрытия имели непрозрачный зеркальный вид с отдельными светлыми золотистыми участками на лицевой поверхности колец. Фотографии покрытых колец представлены на рис. 1. Химический состав и микроструктура покрытий исследованы методами электронно-оптической микроскопии и электронно-зондового микроанализа. Покрытия, полученные в выбранных условиях, были мелкокристаллическими, а их металлографические срезы (без травления) имели горизонтально-слоистую структуру, параллельную подложке.Типичная микроструктура и морфология поверхности покрытий PCCC показаны на рис. 2. Визуально наблюдаются два типа слоев: белый и серый / темный (рис. 2). Светлые слои имеют максимальную толщину, а темные намного тоньше. Послойный анализ показал, что содержание хрома составляло 95-96% и 92-94% в белом и темном слоях соответственно. Содержание углерода в одних и тех же слоях колебалось от 5 до 6-8%. ПКСС представляют собой дисперсно-кристаллические композиции, содержащие частицы карбида хрома размером 10 — 80 нм и металлического хрома, которые стабилизированы углеродистыми примесями.Результаты испытаний на травление показали, что приготовленные ПКСС (толщиной более 10 мкм) непористые. Микротвердость ПКСС на чугунных подложках составила 16,5 ± 2 ГПа; Сравнение ПКСС с другими типами покрытий показано в таблице 1. Как видно, твердость ПКСС почти самая высокая в серии проанализированных покрытий. Сопоставимая или более высокая микротвердость имеет только нитрид хрома и магнетронное покрытие C-Cr. Но процесс этого покрытия сложен и дорог для массового производства, поэтому нитрид хрома и магнетронное покрытие C-Cr в настоящее время используются исключительно для мелкосерийного производства двигателей соревнований и некоторых серийных двигателей [5, 10, 11, 12].Усредненные трибометрические результаты показали, что при одинаковых условиях износ образцов с ПКСС в 3,5 — 4,0 раза меньше, чем с гальваническим хромовым покрытием. При этом износостойкость блока, соединенного с роликом с покрытием PCCC, увеличивается в 8-10 раз по сравнению с роликом с гальваническим хромом. Аналогичные результаты были получены ранее для подшипниковых поверхностей. Интенсивность износа пар сталей с покрытием PCCC была в 5-10 раз меньше, чем у гальванических хромовых покрытий [15].Испытания, моделирующие условия эксплуатации, механизм износа и характер взаимодействия трущихся частей двигателей автомобилей, проводились на машине трения возвратно-поступательного движения МТВ-0 с использованием в качестве смазки дизельного топлива М14В2. Образцы для испытаний были изготовлены из материалов для гильз цилиндров, поршней и поршневых колец модели 10D100. Также использовались стандартные поршневые кольца из чугуна (поверхность класса чистоты Ra = 1,5 — 1,25 мкм). Кольца с покрытием PCCC испытывались в паре с гильзами цилиндров (поверхность класса чистоты 0.5 — 0,75 мкм). Механические и эксплуатационные свойства маслосъемных колец после упрочнения их поверхности карбидом хрома были испытаны в сравнении со стандартными маслосъемными кольцами с фосфатным и гальваническим хромовым покрытием. Установлено, что ПКСС повышают износостойкость поршневых колец маслосъемного скребка по сравнению с кольцами, покрытыми гальваническим хромом в 3 раза. Коэффициент трения скольжения ПКСС в паре с чугуном (подготовка — шлифование) составлял 0,04 — 0,06. , что значительно меньше, чем у пары чугун-чугун (коэффициент трения скольжения 0.095) и чугун-чугун с гальваническим хромовым покрытием (коэффициент трения скольжения ∼ 0,07) [16]. Таким образом, как видно из результатов экспериментов, ПКСС показали более высокую (в несколько раз) износостойкость, чем обычные гальванические покрытия из хрома, в условиях, близких к условиям эксплуатации поршневых колец. Натурные испытания двигателей автобусов Икарус показали, что при использовании колец с покрытием PCCC расход смазочного масла снижается почти в 3 раза, несмотря на их меньшую толщину (20 мкм и 100 мкм для покрытий PCCC и гальванического хрома соответственно) Высокая Триботехнические свойства покрытий, вероятно, обусловлены их слоистой структурой (рис.2). Эта структурная особенность сферической морфологии поверхности обеспечивает достаточную масляную адгезию при относительно небольшой высоте сферических выступов на поверхности покрытия. Данная слоистая структура покрытия характеризуется чередованием слоев хрома и карбида хрома с высокоуглеродистой прослойкой. Предполагается, что после ношения одного слоя ПКСС (покрытие толщиной 20 мкм состоит из 10-15 таких слоев) поверхность насыщается углеродом, находящимся в прослойке, что дает смазывающий эффект.Верхний слой покрытия при выглаживании интенсивно изнашивается, обеспечивая раскрытие графитового слоя, что предотвращает расширение процесса заклинивания. Способность ПКСС предотвращать заклинивание и схватывание, а также устойчивость к тепловому удару могут быть успешно использованы при строительстве гидромеханических трансмиссий [17]. PCCC по ряду эксплуатационных свойств не уступает магнетрону …

Stop the Smoke: Cures for Burning Oil

Мы часто слышим о голубоватом дыме из выхлопной трубы как о горящем масле.Вы можете увидеть это при запуске или при ускорении — или чаще, в зависимости от серьезности проблемы.

Горящее масло, вообще говоря, описывает масло, которое попадает в камеры сгорания вашего двигателя и сжигается вместе с топливно-воздушной смесью. Чаще всего это связано с автомобилями с большим пробегом, а также с автомобилями, не требующими технического обслуживания. Ожог масла в значительной степени можно предотвратить, и если в вашем автомобиле горит масло, вы сможете легко решить проблему до того, как потребуется более дорогостоящий ремонт.

Технический директор

Sea Foam Джим Дэвис расскажет об основных причинах ожогов маслом, о том, как их предотвратить и что вы можете сделать для решения проблем, если они уже есть.

Застрявшие или забитые кольца

Автомобильные поршни обычно имеют три кольца, которые свободно сидят в небольших канавках, называемых площадками, на внешнем диаметре поршня.

Два верхних кольца представляют собой компрессионные кольца, которые, как следует из их названия, поддерживают сжатие за счет уплотняющих газов в камере сгорания, причем верхнее кольцо выполняет большую часть работы.Второе кольцо обеспечивает меньший контроль компрессии, а также помогает с регулированием масла.

Нижнее кольцо представляет собой масляное регулировочное кольцо, которое соскабливает большую часть масла со стенок цилиндра. Маслосъемное кольцо состоит из трех частей — верхнего и нижнего скребковых колец и расширительного кольца с отверстиями, которое перераспределяет масло обратно в картер через крошечные отверстия в юбке поршня.

На фото — чистый поршень от двигателя Шеви 5,3 л. Обратите внимание на то, чтобы поршневые кольца и привод были чистыми и не имели следов лака или нагара.

Со временем накопление сильного лака и нагаренного нагара может вызвать проблемы для любого из этих колец.

«Все кольца натянуты и хотят вытолкнуться наружу», — говорит Джим. «Но если они застрянут в кольцевых площадках, они больше не смогут расширяться и поддерживать давление вокруг цилиндра».

Заедание компрессионных колец может привести к плохому сжатию, пропускам зажигания, загрязнению масла и повышению давления в картере, которое может вызвать попадание масла в камеры сгорания. Этот «прорыв» также может произойти, если маслосъемное кольцо забито липким лаком и не может эффективно управлять маслом.Синий дым при ускорении — хороший признак проблемы с ограниченным кольцом. Помимо дыма, еще одним сильным признаком неисправности колец является более высокий, чем обычно, расход масла без каких-либо признаков внешней утечки.

Накопление более тяжелого лака и углеродистых отложений, вызывающих прилипание колец, можно предотвратить, обработав моторное масло средством Sea Foam HIGH MILEAGE Motor Treatment за 100–300 миль перед каждой заменой масла и фильтра. Специально разработанный для легковых и грузовых автомобилей с пробегом более 75 000 миль, HIGH MILEAGE надежно предотвратит образование отложений лака или разжижение существующих отложений.Это означает, что кольца не будут ограничены, а другие важные компоненты двигателя, такие как приводы, останутся чистыми и свободными.

Проблемы PCV

Клапан принудительной вентиляции картера (PCV) вашего двигателя также может быть причиной сжигания масла.

Клапан (хотя и отсутствует в некоторых новых автомобилях) направляет небольшое количество воздуха и топлива, которые выходят в картер, обратно через впуск в цилиндры. Забитый клапан может вызвать повышение давления в картере, что снова вызовет прорыв масла.Проблемы, связанные с заклиниванием колец (например, загрязнение масла газами сгорания), могут привести к проблемам с PCV.

В некоторых случаях клапан PCV можно заменить, но лучше понять причины загрязнения и в первую очередь предотвратить его. Использование высокопробега двигателя в картере — верный способ предотвратить вредные ограничения, которые могут привести к проблемам с PCV.

Изношенные уплотнения и направляющие клапана

Голубоватый дым при запуске — верный признак износа уплотнений или направляющих клапанов, — говорит Джим.

«Допустим, вы припарковали машину, заводите ее на следующее утро, а из трубы идет дым. Это всегда — и я имею в виду всегда — клапанные уплотнения или направляющие клапана », — говорит он. «Либо направляющая изношена, либо печать повреждена».

Когда уплотнение или направляющая неисправны, масло, оставшееся на штоке клапана, стечет и осядет на головке клапана, или оно будет капать в цилиндр. Затем, когда вы заводите машину, это масло загорается, вызывая клуб дыма, который затем утихает.

Если проблема заключается в уплотнениях, их необходимо заменить.Если направляющие неисправны, вам потребуется ремонт клапана, который включает в себя ремонт и / или замену направляющих клапана и связанных с ними компонентов по мере необходимости.

Очистить от верхнего края

В дополнение к использованию БОЛЬШОГО ПРОБЕГА вы можете пропустить Sea Foam Spray через впускное отверстие двигателя или распылить его прямо в полости цилиндра, чтобы поршни пропитались, очищая кольца с верхнего конца. Он также очистит впускные клапаны, что особенно важно для бензиновых двигателей с прямым впрыском.

Вкратце, — говорит Джим, — предпримите простые шаги, чтобы ключевые компоненты двигателя содержались в чистоте и надлежащим образом обслуживались, и вы не только предотвратите сжигание масла, но и продлите срок службы вашего автомобиля и сохраните его в дороге на долгие годы.

Что нужно знать о поршневых кольцах перед сборкой следующего двигателя

Если бы вас спросили, что вам нужно для поршневых колец в сборке вашего двигателя, вы бы знали, что ответить? Поршневые кольца — самая важная функция в вашем двигателе.Мы получим аргументы по этому поводу, потому что в вашем двигателе действительно нет неважных деталей. Однако то, что делает поршневые кольца настолько важными, — это то, что они делают.

Скромное, трудолюбивое поршневое кольцо восходит к 1854 году, когда человек по имени Джон Рэмсботтом продемонстрировал снижение трения поршневых колец наряду с преимуществами уплотнения и охлаждения. Поршневые кольца повышенного КПД. В то время больше внимания уделялось паровым двигателям, а не внутреннему сгоранию.

Поршневые кольца обеспечивают уплотнение цилиндра и камеры сгорания, которое удерживает тепловую энергию там, где она принадлежит, над поршнем.Любая тепловая энергия, выходящая за поршневые кольца, теряется — и точка. Тепловая энергия, содержащаяся над поршнем, переходит на работу, создавая мощность на коленчатом валу. Поршневые кольца также переносят разрушительное тепло в водяную рубашку через стенку цилиндра, чтобы контролировать тепло и предотвращать расплавление поршня.

Что люди больше всего хотят от поршневых колец, так это уплотнение цилиндра вместе с низким натяжением для достижения меньшего трения и повышения эффективности. Сложно получить и то и другое. Мы живем в эпоху тонких компрессионных колец низкого напряжения — иногда даже до нуля.023 дюйма или 0,6 мм. Это работает, если у вас идеально отточенные стенки цилиндра. Если вы этого не сделаете, кольца будут деформироваться, и вы не получите оптимального уплотнения цилиндра.

Правильный выбор кольца означает понимание функции кольца, материала, конструкции поршня и динамики отверстия. Для правильной работы поршни, кольца и отверстия цилиндров должны иметь идеальный брак. Правильная обкатка двигателя имеет решающее значение для долговечности и надежной работы кольца. Тип поршневого кольца, который вы выбираете, зависит от того, как вы собираетесь использовать свой двигатель.Двигатели с умеренными уличными характеристиками требуют более «ванильного» кольцевого пакета, чем двигатели с наддувом, турбонаддувом или закись азота. Гоночные двигатели требуют гораздо более жестких колец по сравнению с двигателями с наддувом, турбонаддувом или азотными двигателями.

Выбор кольца зависит от того, сколько тепла и силы вы собираетесь на них воздействовать. Если ваш двигатель — это костяк, поставленный с завода, вы, вероятно, не захотите это слышать. Коробчатый двигатель комплектуется поршневыми кольцами из высокопрочного чугуна и чугуна.Это означает, что вашим кольцам не понравится нагнетатель или этот случайный выброс азота, потому что стандартные ковкие и чугунные кольца не всегда могут выдерживать тепло и давление, связанные с принудительной индукцией или сжатием.

Если вы выбираете закись азота или принудительную индукцию, вам понадобится верхнее компрессионное кольцо, способное выдерживать тепло и давление, связанные с этими элементами. По словам Эда Лоу из Total Seal, для этого требуются высококачественные материалы. Эд предлагает верхнее кольцо из нержавеющей стали AP с PVD (физическим осаждением из паровой фазы) для принудительной индукции и применения закиси азота.

Комплекты поршневых колец Total Seal с высокими рабочими характеристиками включают верхнее кольцо из стали AP Steel с нанесенным PVD антифрикционным покрытием из нитрида хрома C-33 для большей эффективности. Покрытие C-33 легко наносится на стенки цилиндра, в то время как верхнее стальное кольцо способно выдерживать экстремальные давления. Вторичные кольца Napier и трехкомпонентные регулировочные кольца из нержавеющей стали входят в стандартную комплектацию набора колец из нержавеющей стали AP.

Как правило, поршни и кольца обычно продаются в наборах, если вы не используете повторно старые поршни или не выбираете тип кольца, отличный от того, который предоставляет производитель.Такие производители, как Federal-Mogul Speed ​​Pro от Summit Racing Equipment, продают поршни и кольца в виде комплектов для вашего удобства. Это делает выбор поршня и кольца легкой задачей для среднего энтузиаста. Просто посмотрите, что предлагает производитель для того типа вождения, который вы собираетесь делать, и оттуда уточнить свое решение.

Важно учитывать, насколько хорошо уплотнение поршневых колец соответствует точку блока цилиндров. В вашем механическом цехе должен быть датчик PAT для точного измерения шероховатости поверхности окончательного хонингования.Total Seal сообщает, что типичные значения (измеренные в микродюймах) для приложений с общей производительностью должны быть около RPK 8-12, RK 20-30 и RVK 30-50. Способен ли ваш местный механический цех на такой уровень работы? Не все из них. Если механический цех сможет закончить складские машины Ford или GM последних моделей с их тонкими кольцами, чтобы сохранить исходные требования к выбросам и заводские допуски, ответ, скорее всего, будет утвердительным. Подтвердите это, когда уроните блок и поршни. CHP

Посмотреть все 28 фото Когда дело доходит до выбора кольца, вы также должны учитывать выбор поршня при планировании.В идеале вы будете использовать подходящие поршни и кольца из одного и того же источника. Например, Total Seal занимается исключительно производством поршневых колец. Как только они поймут, что у вас есть для поршней, они могут установить вам правильный комплект колец, который включает в себя индивидуальные наборы колец. См. Все 28 фото. , чугун и гибкий нелегированный чугун для маслосъемных колец. В качестве верхнего компрессионного кольца используется высокопрочный чугун, поскольку он более гибкий и более устойчивый к нагреванию.Чугун используется для вторичного компрессионного кольца, которое также контролирует масляную пленку и не так сильно нагревается, как верхнее кольцо. Пакет маслосъемных колец состоит из расширителя и двух направляющих, которые предназначены для вытирания масла со стенок цилиндра. См. Все 28 фото Верхнее компрессионное кольцо обычно изготавливается из ковкого чугуна с молибденовой поверхностью. Молибден лучше переносит тепло в большинстве случаев, но он достаточно пористый, чтобы удерживать масло для улучшения смазки. Поскольку верхнее кольцо облицовано цилиндром, оно вращается под действием поршня, чтобы поддерживать плотный контакт со стенкой цилиндра, но с меньшим трением.Посмотреть все 28 фотоВторичное компрессионное кольцо с обратным скосом, конической поверхностью и простым чугунным вторым кольцом долгое время использовалось для этого места. На самом деле нагрев второй канавки не является проблемой, а это означает, что необходимость в экзотических материалах или покрытиях была небольшой. Сегодня большинство вторичных колец по-прежнему изготавливают из чугуна или даже из высокопрочного чугуна в некоторых областях применения. Это кольцо обеспечивает контроль масла примерно на 85-90 процентов и контроль сжатия только на 5-10 процентов, поэтому для лучшего управления маслом существует определенная тенденция к использованию кольца Напьера, особенно в двигателях LS.Посмотреть все 28 фото Комплект нижних колец, состоящий из расширителя и двух направляющих, предназначен исключительно для контроля масла. На натяжение масляного кольца приходится около 40 процентов общего трения двигателя, при этом только на масляные кольца приходится 50 процентов трения пакета колец. Ключом к снижению натяжения кольца является радиальная глубина кольца в кольцевой канавке. Если вы сохраните традиционный стандарт SAE на глубину 0,190 дюйма, вам все равно потребуются маслосъемные кольца с более высоким натяжением. Однако, уменьшив радиальную глубину примерно до 0,140-0.150 дюймов с соответствующей обработанной канавкой для кольца, натяжение может быть уменьшено, поскольку масляное кольцо в сборе более гибкое и соответствует диаметру отверстия. См. Все 28 фотографий. Не знаете, какое поршневое кольцо куда идет? Эд Лоу из Total Seal говорит, что все дело в форме и звуке. Верхние кольца из ковкого чугуна имеют цилиндрическую поверхность и не имеют углублений. При осторожном падении на твердую поверхность кольцо из ковкого чугуна издает «звенящий» звук. См. Все 28 фото. Вторичное компрессионное кольцо имеет коническую поверхность и изготовлено из чугуна.При осторожном падении на твердую поверхность чугунное кольцо издает глухой стук вместо звенящего звука. См. Все 28 фото. Еще одним средством идентификации вторичного компрессионного кольца является ямочка или лазерная метка, которая всегда обращена вверх. Эд Лоу: см. Все 28 фотографий Ковкое железо (слева) и чугун (справа). Идентификация во флексе. Кольца из ковкого чугуна гибкие и могут выдерживать очень высокие температуры. Чугунные кольца, напротив, хрупкие, и они ломаются, если вы попытаетесь их согнуть.См. Все 28 фото. Для более экстремальных условий эксплуатации с наддувом, турбонаддувом или закисью закись азота позволяет получить более жесткий пакет колец. Вверху вверху (слева) обычно находится нержавеющая сталь AP с PVD-покрытием. По словам Скотта Габриельсона из Speed ​​Pro, вторичное кольцо (оба справа) контролирует масло примерно на 85-90 процентов и обеспечивает сжатие всего на 5-10 процентов. Скотт добавляет, что если вы подрезаете нижнюю часть кольца, это открывает большую часть концевого зазора обратно в кольцевую канавку, которая открывает проходное сечение, обеспечивая резервуар для масла, возвращаемого обратно в поддон.Просмотреть все 28 фотографий Чтобы лучше управлять маслом, существует определенная тенденция к использованию второго кольца Napier (с крючком или в форме когтя), как показано здесь. Фактически, большинство двигателей GM LS поставляется с завода с кольцами Napier. Кольцо Napier создает резервуар, через который проходит очищенное масло. См. Все 28 фотографий. Крупным планом — кольцо AP из нержавеющей стали с его сверхтвердой и прочной поверхностью, предназначенной для экстремальных условий эксплуатации. См. Все 28 фотографий Центробежно отлитые компрессионные кольца TNT компании Total Seal подвергаются термообработке для обеспечения наиболее однородной зернистой структуры любого кольца из мартенситного ковкого чугуна.Они спроектированы для экстремальных условий эксплуатации, таких как закись азота, турбонаддув, наддув и высокое давление в цилиндрах. См. Все 28 фото Вот более подробный взгляд на компрессионное кольцо TNT от Total Seal. См. Все 28 фотографий Компрессионное кольцо Total Seal Diamond Finish обеспечивает осевые допуски +/- 0,000050 дюйма; улучшенное уплотнение между поршнем и поршневым кольцом; дополнительные покрытия PVD, разработанные для соответствия материалу цилиндра и минимизации потерь на трение; нестандартная осевая толщина до 0,6 мм; и доступны в беззазорном, обычном или напье-стиле.Посмотреть все 28 фото Беззазорное верхнее компрессионное кольцо Total Seal является отраслевым эталоном, потому что оно отлично работает. Оно просто обеспечивает лучшее уплотнение, чем обычное поршневое кольцо, благодаря своей двухкомпонентной конструкции. В результате он обеспечивает повышенную мощность и крутящий момент, более длительный срок службы двигателя, улучшенную стабильность, более длительный срок службы колец, улучшенный контроль масла, снижение внутреннего трения, более высокий сигнал разрежения на впуске, более широкую кривую крутящего момента и увеличенный вакуум в коллекторе. См. Все 28 фотографий Total Seal Кольцо без зазоров состоит из двух частей, в которых два стопорных кольца работают вместе для достижения идеального прилегания к стенке цилиндра.Посмотреть все 28 фотографий. Пока производители двигателей строили двигатели, велись споры о том, как правильно устанавливать поршневые кольца. JGM Performance Engineering предпочитает использовать расширитель колец для аккуратной установки колец. Они говорят нам, что расширитель вызывает меньшую деформацию кольца. См. Все 28 фотографий Расширитель масляного кольца проходит между двумя направляющими, которые вытирают масло по стенке цилиндра. См. Все 28 фотографий После установки расширителя направляющие маслосъемного кольца наматываются на поршень и в паз, как показано.См. Все 28 фотографий Другой подход к установке компрессионных колец продемонстрировал здесь Марк Джеффри из компании Trans Am Racing в Лос-Анджелесе, где компрессионные кольца аккуратно вкатываются в канавку кольца. Джеффри уверяет нас, что он не вызывает искажения колец. Смотрите все 28 фото. Нам нравятся эти компрессоры с поршневыми кольцами нестандартного размера, которые доступны в Summit Racing в самых разных размерах. Если вы производитель двигателей в домашнем гараже, мы предлагаем приобрести компрессор с регулируемым кольцом. Если вы строите много двигателей, кольцевой компрессор нестандартного размера — отличное вложение.Посмотреть все 28 фотографий Отделка стенок цилиндров должна была соответствовать технологической кривой, как и конструкция поршней и колец на протяжении многих лет. Готовое отверстие цилиндра должно быть круглым, прямым и не иметь конуса. Кольца используются для износа, чтобы компенсировать любые незначительные неровности отверстия. Современные высокотехнологичные поршневые кольца настолько прочные, что они не изнашиваются, как старые. Сегодняшние блоки двигателя также более твердые, поэтому финальная отделка должна быть точной. Ваш машинист также должен использовать динамометрическую пластину для хонингования. Без исключений.См. Все 28 фотографий Хотя производители изготавливают кольца с зазорами, настоятельно рекомендуется проверять концевые зазоры колец и при необходимости регулировать зазор. См. Все 28 фотографий Поршни, кольца и канавки должны получать большие дозы моторного масла веса SAE 30 или сборочной смазки во время установки. . Пропитайте канавки маслом и смажьте стенки цилиндра соответствующим образом. См. Все 28 фото. Размер отверстия цилиндра следует проверять с помощью измерителя внутреннего диаметра. Любые другие средства обещают неточное чтение.