Как правильно установить поршневые кольца
Эти детали служат уплотнителем между поршнем и цилиндром. Они ответственны за выполнение 2 функций:
- Не дают излишкам моторной смазки спускаться в отсек внутреннего сгорания, оставляя небольшой слой смазки на стенках детали. Это делает маслосъемное кольцо.
- Делают герметичной камеру сгорания и отводят горячие газы от поршня. Это задача для компрессионных колец.
Первое компрессионное кольцо выплавляют из надежного и прочного материала, который выдерживает большие градусы температуры, но не сильно расширяться при нагреве. Специальное покрытие на детали снижает процент трения и защищает от коррозии. Форма кольца дугообразная с концевым зазором. Это необходимо, чтобы после установки запчасть плотно прижимала поршень.
Второе компрессионное также плотно прилегает к поршню и помогает снимать излишнюю смазку. Оно не контактирует с большими температурами, поэтому изготавливают его из менее прочных материалов. Различное строение изделий объясняется разным действием.
Маслосъемное кольцо расположено ниже всех. Оно убирает излишки масла и оставляет тонкую пленку смазки, что уменьшает силу трения компрессионных и продлевает срок их службы. Смена поршневых деталей поможет вернуть мотору первоначальные качества.
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.
Выбор, покупка новых поршней
По выбору нового комплекта поршневых элементов есть грамотная инструкция:
- обращайте внимание на внешний вид упаковки — должна иметься вся информация о производителе, материале;
- осмотрите сами уплотнительные элементы — должна быть промаркирована верхняя сторона, на поверхностях никаких дефектов;
- проверьте наличие инструкции, в которой описывается правильная .
Никогда не верьте продавцам, утверждающим, что изъяны на поверхностях деталей притрутся. Это откровенная ложь, от такой покупки откажитесь!
Искать комплект поршневых колец легче через интернет-магазины. Здесь удастся найти оригинальные изделия и заменители — цена поршневых колец дубликатов значительно ниже. Искать можно по VIN автомобиля или кодам старых деталей. Также имеется возможность подбора элементов по техническим данным двигателя.
Обычно выбор усложняется из-за материала. Чугун или сталь — что лучше? Кроме того, кольца могут покрываться защитным молибденовым, хромовым слоем. Очевидно, что последние будут стоить на порядок выше, так как имеют априори больший эксплуатационный ресурс. Стальные легированные изделия желательно устанавливать на турбированные моторы — обязательно с защитным покрытием. В стандартных случаях, если двигатель маломощный — более доступные, чугунные.
Что касается разницы между тонкими и толстыми изделиями. Отметим, что тонкие уплотнительные элементы выпускает ограниченное количество фирм. Стоят они дороже, предназначены для моторов, набирающих свыше 6 тыс. об/мин. Они — нестандартные. Поэтому надо понимать, что ресурс их меньше стандартных толстых.
Лучше всех производят поршневые кольца двигателя немецкие Mahle, Victor Reinz, Kolbenschmidt. Конкуренцию им составляет также японская компания Riken. Эти бренды нещадно подделывают, что нередко приводит к казусам. Поэтому следует действовать по инструкции, приведённой выше. Полезно будет ещё заранее узнавать о защитных фишках производителя, которые регулярно обновляются.
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.
Присадка в двигатель «Супротек Актив Стандарт»
Для безнаддувных бензиновых двигателей объемом до 1,6 литра. Восстанавливает и выравнивает компрессию, снижает расход топлива и масла на угар, защищает поверхности трения в ЦПГ, и газораспределительном механизме от износа при запуске и перегревах.
Проверка поршневого кольца
При подборе кольца по поршню его сначала прокатывают канавке поршня‚ а затем, если нет заеданий, щупом замеряют зазор. При заедании кольца в канавке или малом зазоре торцевую часть кольца шлифуют вручную на листе наждачной бумаги, укрепленном на ровной деревянной плите
проверка зазора в канавке поршня
В двигателях ГАЗ-63, ГАЗ-53, ГАЗ—52, ГАЗ—21 и УА3-69 компрессионные кольца надевают на поршень вверх фаской, а в двигателях ЗИЛ-375 и ЗИЛ-130 вверх выточкой, имеющейся на их внутренней цилиндрической поверхности. В двигателе «Москвич»—4О7 два верхних компрессионных кольца ставят вверх внутренней фаской, а третье кольцо—вниз наружной фаской.
В двигателе ЗИЛ-164 верхнее поршневое кольцо ставят внутренней фаской вверх, а остальные компрессионные кольца внешней фаской вниз. Острые кромки маслосъемных колец в двигателе ЯАЗ-204 должны быть направлены вниз.
Замки поршневых колец должны лежать не на одной линии, а смещаться относительно друг друга. При смене поршневых колец без замены или с заменой поршней применяются кольца ремонтных размеров, которые отличаются от колец номинального размера и друг от друга только наружным диаметром.
Некоторые данные о поршневых кольцах приведены в таблице 38.
таблица 38
СМОТРИТЕ ВИДЕО
