Правильная установка поршневых колец
Автор Павел Александрович Белоусов На чтение 6 мин. Просмотров 1.7k.
Содержание
- Инструменты и приспособления для работы
- Инструкция по правильной установке поршневых колец на поршень
- Видео: Теория ДВС: ошибка установки малосъемного наборного поршневого кольца
Капитальный ремонт двигателя предусматривает замену многих деталей и узлов на новые. Установка поршневых колец на моторе – это процедура, которая позволяет восстановить начальную мощность и экономичность двигателя.
Инструменты и приспособления для работы
Перед установкой колец приготовьте такие инструменты и материалы:
- Динамометрический ключ.
- Набор головок для динамометрического ключа.
- Специальное обжимное устройство.
- Приспособление для облегчения переворачивания двигателя (если есть).
- Молоток (желательно с прорезиненной ручкой).
- Свежее моторное масло.
- Ветошь или бумагу для протирки от старой смазки.
Инструкция по правильной установке поршневых колец на поршень
Чтобы удобнее было контролировать процесс установки колец на поршень, его нужно надежно закрепить в тисках, так проще работать, и не понадобится посторонняя помощь. Надежно закрепив поршень в тисках, приступаем к установке. Берем комплект поршневых колец, и выбираем маслосъемное. Оно одевается первым, так как стоит ниже остальных. Сначала устанавливается пружина маслосъемного кольца, потом само кольцо осторожно устанавливается на поршень. Сильно разжимать маслосъемное кольцо не рекомендуется, чтобы оно не лопнуло.
После этого начинаем поочередно устанавливать компрессионные кольца. Чтобы правильно соблюсти очередность, следует внимательно смотреть на специальные метки на кольцах, там указано, где у него верхняя сторона.
Замки колец разводите в стороны на 120° С по отношению друг к другу (так рекомендуется в инструкциях по установке поршневых колец).
Как и в случае с маслосъемным кольцом, компрессионные кольца не разжимайте сильно, чтоб они не лопнули.
Чтобы кольца без труда вошли в цилиндр, применяем специальное обжимное устройство (самодельное).
На устройстве вначале отпускается гайка, потом оно одевается на кольца и гайка зажимается. Вследствие этого кольца утапливаются в канавках поршня и легко заходят в цилиндр двигателя. Перед этой процедурой обжимное устройство изнутри рекомендуется смазать машинным маслом, чтобы процесс прохождения колец в цилиндр прошел легко.
Зажимать гайку обжимного устройства следует в меру, чтобы оно проворачивалось вокруг поршня от небольшого усилия. Затем с помощью молотка легким постукиванием осаживаем обжимное устройство, чтобы оно было заподлицо с поршнем.
После этого поршень можно «освободить» из тисков, перевернуть бугелем вверх, и снять его (бугель).
Берем шатунные вкладыши, протираем от масла, в котором они законсервированы, и устанавливаем на шатун, соблюдая при этом правильность совпадения специальных меток (выпуклостей).
Вкладыши с шатуном должны быть заподлицо и не выпирать по краям.
Тщательно протерев вкладыши от старой смазки, в которой они хранились, их снова смазываем свежим моторным маслом. Это облегчит потом пуск двигателя, пока давление системы смазки не придет в норму. После этой процедуры поршень с кольцами готов к установке на свое законное место.
Для более правильной и легкой установки поршня на место, коленчатый вал установите в такое положение, при котором поршень должен быть в нижней точке.
На поршне сверху есть специальная метка, которую нужно повернуть в сторону «передка» двигателя.
Важно! Передняя часть мотора — это не всегда перёд автомобиля. Двигатель в некоторых машинах расположен поперечно моторного отсека.
Метка на поршнеУстанавливать поршень нужно ровно, ориентируясь на соседние поршни, которые установлены ранее (или еще не сняты).
Ещё кое-что полезное для Вас:
- Что такое объем двигателя машины и как рассчитать
- Причины потери мощности двигателя автомобиля
- Двигатель на холостом ходу глохнет или нестабильно работает — в чём причины?
С помощью молоточка легкими постукиваниями добейтесь равномерного прилегания обжимного устройства к гильзе моторного блока.
По смазанной маслом «обжимке» поршень с кольцами легко и уверенно «проскакивают» в цилиндр, затем несильными ударами торца молотка «проталкиваем» поршень в его нижнюю точку до упора.
После того как поршень встал на место и мастер убедился в правильности установки, принимайтесь за окончательное крепление шатуна на коленчатом валу.
Перевернув двигатель (а делать это лучше на специальном приспособлении), начинаем процесс крепления шатуна. Убедившись, что шатун и вкладыш сидят на своем месте (на шейке коленвала), приступаем к окончательному процессу крепления.
Для этого берем бугель (крышку шатуна), вкладыш и масло. Предварительно вытерев вкладыш от старой смазки, смазываем свежим моторным маслом. Устанавливаем вкладыш в бугель, совместив метки на обеих деталях. При установке бугеля на шатун замки на них должны совпасть.
Чтобы правильно затянуть болты шатуна, нужно сначала наживить и накрутить болты крепления от руки, пальцами слегка затянуть (насколько хватит «здоровья»). Дальше, если придерживаться правил, воспользуйтесь динамометрическим ключом, который позволит вам затянуть болты надежно, но без «фанатизма», который потом может отразиться на работе двигателя.
Момент затяжки гаек должен соответствовать 50-ти ньютон метрам, соответствующая шкала имеется на каждом таком ключе, а в современных вариантах динамометрических ключей она бывает даже электронной. Затяжку гаек проводите постепенно и равномерно, сначала немного, одну гайку, потом вторую, и так до момента в 50 Нм.
В итоге установленный на шатун бугель должен выглядеть вот так.
После этих процедур ОБЯЗАТЕЛЬНО! возьмите гаечный ключ и проверните коленчатый вал, чтобы проверить, не закусил ли вкладыш шейку вала.
Вал должен крутиться легко и свободно, больших усилий, чтобы его провернуть, прикладывать не нужно, иначе повредите коленчатый вал и вкладыши.
На этом установка поршневых колец и постановка поршня с шатуном на место, считается законченной.
ВАЗовский двигатель имеет не самую сложную конструкцию, поэтому почти каждому автовладельцу под силу самостоятельно заменить любую деталь мотора, сэкономив на ремонте двигателя немалую сумму из семейного бюджета. Руководствуясь нашими наставлениями, автолюбители могут самостоятельно заменить детали на только в двигателе, а и в любой части автомобиля.
Не забывайте, что процесс ремонта проводят на чистом двигателе, исправным инструментом, с применением оригинальных запчастей и материалов (смазок, масел, и т. д). Работа должна проводиться в хорошо освещенном помещении, чтоб было четко видно метки и обозначения на деталях.
Видео: Теория ДВС: ошибка установки малосъемного наборного поршневого кольца
Печать
Реставратор для пластика и кожи 5 минут и салон авто как новый. | 1490 р. | |||
Набор для ремонта стекла Ремонт стекла авто своими руками. | 1690 р. | |||
Зеркало видеорегистратор Vehicle Blackbox DVR видеорегистратор + зеркало заднего вида + камера заднего вида | 1990 р. | |||
Зеркало — бортовой компьютер 12в1 — видеорегистратор, GPS-навигатор, | 1990 р. | |||
Авточехлы из экокожи Салон будет как новый! | 3990 р. |
Кольца mahle и поршни 21213 маслосьемное кольцо
Spk
Пользователь
#1
#1
Созрел сей вопрос вот поршни нового типа 21213 идут с проточкой в маслосьемной канавки под кольцо,и ходят слухи что кольца мале,см ну где наборные кольца маслосьема не подходят на данные поршни,кто то говорит все подходит,другие которые говорят что не влазит в цилиндр,клуб турбо пишут что не подходит,(вот статейка от них http://clubturbo.ru/inter/avtovaz_i…teper_porshni_tol_ko_pod_opredelennye_kol_ca/)
на старых поршнях 21213 небыло этих проточек и стояли sm кольца все гуд было
Вопрос:подойдут ли кольца мале на н.
о поршня 21213????
manip
Местный
#2
#2
У меня в заводские 213 поршни не подошло маслосьемное мале
makar067
Местный
#3
#3
На мотордеталь тоже не подошли, на поршни встали вроде хорошо, а в цилиндр с поршнем не влезают, как то так.
Spk
Пользователь
#4
#4
makar067,вот вот дружище недавно поставил говорит все нормально оделось и вставилось в цилиндр,а другие же говорят не входят хоть убейся,на днях заберу блок с расточки попробую ибо уже куплены кольца мале интересно ибо
makar067
Местный
#5
#5
Spk, вобщем пробуй по месту.
Ataman4eG
Старожил
#6
#6
Так а чё пробовать то? Достаточно посмотреть на профиль канавки под кольцо и сразу станет понятно, подойдут эти кольца или нет.
1sergey1
Местный
#7
#7
Здорово всем.
Посмотрите пожалуйста вот эти поршни 21213 производства клубтурбо. В них встанут кольца Mahle? Особенно интересует нижнее наборное маслосъёмное кольцо. Вроде бы на поршне прямоугольная проточка, но по краям проточки есть фаски с радиусом 0.2-0.3мм
1sergey1
Местный
#8
#8
В общем, я тут сам разобрался. Написал в ТДМК. Ответили, что фаски с радиусом 0.2-0.3мм в проточке под маслосъёмные кольца для снижения концентрации напряжений, наборные кольца mahle должны подойти! В клуб турбо звонил, сказали тоже, что подходят
UFO61
Абориген
#9
#9
Я только одного не пойму, а в чём проблема померить? Надо куда-то писать.
…
1sergey1
Местный
#10
#10
Чего тут не понятного?
Имеются поршни с непонятными скруглениями (фасками) около 0.3мм в проточках под маслосъёмные кольца, вроде бы проточки прямоугольные, а вроде бы есть скругления, в которые могут упереться наборные маслосъёмные кольца.
В поршнях СТК 21213 таких фасок нет!!!!
Вот и думай, гадай, полезут наборные маслосъёмные кольца в поршни 21213 от ТДМК, которые на clubturbo продаются.
Не у меня одного такие вопросы возникали, поверь, и однозначного ответа я не нашёл на просторах интернета.
Когда в первый раз звонил в clubturbo мне однозначного ответа не дали. Потом написал в ТДМК, потом снова звонил в клубтурбо и уже взял трубку видимо другой менеджер, который подтвердил слова менеджера ТДМК, что кольца mahle должны подойти.
ПС: может тут уже кто ездит на такой комплектации — поршни ТДМК от клубтурбо и наборные маслосъёмные кольца mahle. Может кто выскажется, ещё раз подтвердит!!!
1sergey1
Местный
#11
#11
Кстати, я всё померил и вычертил в автокаде — как кольца садятся в такие проточки.
Там получается зазор 14 соток от внутренней грани ламели до фаски поршня. Зазор в замке ламели 0.7мм.
Dmitriy47RUS
Абориген
#12
#12
У меня поршня КТ из нива-заготовки с наборными маслосъемными. Вот только не факт что на другие поршни от КТ оно ровно сядет, могут из другой поставки взять. Смотреть нужно с поршнем в руках.
1sergey1
Местный
#13
#13
Общался с clubturbo, сказали, что сейчас они все свои турбо поршни 21213 делают из одинаковых заготовок от ТДМК, там везде прямоугольные проточки под маслосъёмные кольца.
ПС: спрашивал у них потому что планирую повысить степень сжатия и взять с выемками 16куб.см вместо 20куб.см
Dmitriy47RUS
Абориген
#14
#14
1sergey1 написал(а):
Общался с clubturbo, сказали, что сейчас они все свои турбо поршни 21213 делают из одинаковых заготовок от ТДМК, там везде прямоугольные проточки под маслосъёмные кольца.
ПС: спрашивал у них потому что планирую повысить степень сжатия и взять с выемками 16куб.см вместо 20куб.см
Нажмите для раскрытия.
..
А… Это типа у них «люкс» назывались вроде. Такие с наборными маслосъмными три года назад ставил.
1sergey1
Местный
#15
#15
Промерял недавно зазоры в замках компрессионных колец mahle. У всех зазор 0.5мм, при тепловом зазоре 5 соток, диаметр цилиндра 82.4мм. Зазоры в замках ламелей маслосъёмных колец 0.8мм. Такие дела, допустимый зазор 0.4мм. Не представляю какие зазоры у тех, кто делает тепловые зазоры более 10 соток.
1sergey1
Местный
#16
#16
В итоге заменили мне поршни в Клбутурбо на более современные.
У ТДМК сейчас ещё более прямоугольная форма канавки под маслосъёмное идёт, углы почти что острые без скруглений.
turboost
Местный
#17
#17
тдмк один хрен полное гавно)))
IMPRINT
Абориген
#18
#18
1sergey1 написал(а):
В итоге заменили мне поршни в Клбутурбо на более современные.
У ТДМК сейчас ещё более прямоугольная форма канавки под маслосъёмное идёт, углы почти что острые без скруглений.
Нажмите для раскрытия…
Судя по датам сообщений — пишет владелец долгостроя.
1sergey1
Местный
#19
#19
turboost написал(а):
тдмк один хрен полное гавно)))
Нажмите для раскрытия…
на чем основано твое мнение?
turboost
Местный
#20
#20
ну детончик слегка поймаешь, поймешь, вообще не держат нагрузки, также как и хваленые их турбо поршни))
Зато в сток ваз 2110 поршень дави до усрачки, и все держит как ни странно.
..
Практика, а теория это теория!
Поршневые кольца для современных двигателей / Ремонт двигателей
Поршневые кольца относятся к самым, образно говоря, «влиятельным» деталям автомобиля. От их состояния впрямую зависит работоспособность машины — ее разгонная динамика, расход масла и топлива, пусковые свойства двигателя, токсичность выхлопных газов и многие другие эксплуатационные показатели.
На поршневые кольца в автомобильном двигателе возложены три основные задачи.
1. Газовое уплотнение камеры сгорания, то есть сведение к минимуму проникновения газов из цилиндра в картер и обратно.
2. Отвод теплоты от нагретого горячими газами поршня в более холодную стенку цилиндра, которая охлаждается жидкостью или потоком воздуха. Плохая теплопередача ведет к перегреву поршня, задирам, прогарам и заклиниванию его в цилиндре.
3. Управление смазыванием сопрягаемых деталей. Его цель в том, чтобы кольца, поршни и цилиндры не испытывали масляного голодания, но поступление масла из картера в камеру сгорания при этом должно быть если не исключено, то, по крайней мере, сильно ограничено.
Все эти функции выполняет комплект из трех поршневых колец: верхнего компрессионного, среднего компрессионно-маслосъемного и нижнего маслосъемного. При этом важно, чтобы кольца полноценно работали при любом скоростном и нагрузочном режиме двигателя. А условия у них очень нелегкие: тут и переменные силы давления и трения, и большие тепловые потоки, и действие агрессивных химических соединений.
Верхние компрессионные кольца
Особенно тяжело при работе двигателя приходится верхнему компрессионному кольцу. Именно оно воспринимает основную часть давления газа, достигающего при сгорании 5,5-6,0 МПа (в дизелях — до 15 МПа). Высока и температура верхнего кольца (200-250°С), поскольку оно передает от поршня к стенке цилиндра до двух третей той теплоты, что поступает в поршень при сгорании топлива.
И еще. Вблизи верхней мертвой точки (ВМТ) это кольцо неизбежно испытывает недостаток смазки. Когда давление в цилиндре возрастает, то увеличивается и прижатие кольца к стенке цилиндра. Но по мере приближения к ВМТ уменьшается скорость скольжения кольца по стенке цилиндра, поэтому пленка масла между кольцом и цилиндром легче продавливается, а при остановке кольца и вовсе разрывается. Возникает режим полусухого трения, вызывающий ускоренный износ трущихся деталей. Именно поэтому у двигателей с большим пробегом эта зона цилиндра оказывается наиболее изношенной.
Специфика работы верхнего кольца определяет его конструктивные отличия. Чтобы противостоять большим температурным и силовым воздействиям, применяют специальные материалы, чаще всего — легированный никелем, хромом и молибденом высокопрочный чугун с шаровидным графитом. В отличие от обычных серых чугунов он обладает всеми свойствами стали. Его предел прочности 1100-1300 МПа соответствует уровню конструкционной стали, и он не хрупок, то есть при высоких нагрузках пластически деформируется без поломки. Это очень важно в нештатных условиях, когда кольца испытывают пиковые ударные нагрузки (детонация у бензиновых двигателей или «жесткое» сгорание у дизелей).
Высокопрочный чугун превосходит многие марки стали по износостойкости, поскольку содержит во много раз больше углерода. Чтобы добиться тех же противоизносных свойств у стали, ее надо легировать большим количеством хрома, при этом изделия получаются заметно дороже чугунных. Применяются они редко, обычно в наиболее форсированных двигателях.
С ростом форсирования, тепловых и силовых нагрузок, а также с уменьшением высоты колец, что характерно для современных двигателей, стальные кольца используются все более широко, и эта тенденция в будущем сохранится.
Однако какое кольцо ни ставить в верхнюю канавку — стальное или чугунное — оно хорошо ведет себя только в канавке поршня в паре с алюминиевым сплавом. Сочетание же с чугунным цилиндром, напротив, оказывается неудачным. Если не применять особых мер, то в современных высокооборотных двигателях ресурс таких колец был бы всего несколько тысяч километров, да и цилиндр получил бы износ не меньше, чем кольцо.
Чтобы избежать этого, на верхние кольца наносят износостойкие покрытия.
Больше всего распространено электролитическое хромирование — покрытие слоем твердого хрома толщиной 0,1-0,15 мм. Реже встречаются молибденированные кольца; такое покрытие дороже, хотя молибден превосходит хром по износостойкости и имеет лучшие противозадирные свойства, особенно при первоначальной приработке. Молибденированные верхние кольца чаще применяются на дизелях, но у некоторых видных фирм есть такая традиция и для бензиновых моторов. Существуют также кольца с твердыми покрытиями, наносимыми плазменным напылением, но они пока не получили широкого распространения из-за высокой стоимости.
Покрытие колец для конкретных моделей двигателей тщательно увязывают с материалом самого цилиндра. Поэтому при ремонте нельзя произвольно заменять кольца с покрытиями разного типа — иногда это может привести к отрицательному результату.
Чтобы повысить износостойкость колец и цилиндров, особенно в период приработки, верхним кольцам придают специальный бочкообразный профиль наружной поверхности.
Смысл в том, чтобы сразу приблизиться к форме уже приработавшейся детали, что многократно сокращает период обкатки, а также уменьшается опасность задиров и прижогов.
Симметричная «бочка» на верхнем кольце применялась в течение многих лет всеми известными производителями поршневых колец. Она пришла на смену верхним кольцам прямого профиля. Дальнейшим совершенствованием идеи стала несимметричная «бочка» — она практически полностью соответствует форме детали «со стажем». При установке в изношенные цилиндры такие кольца не вызывают их ускоренного износа, что всегда было препятствием к использованию колец прямого профиля.
«Бочка» получается несимметричной после специальной обработки наружной поверхности или, чаще, при помощи фаски на верхней части внутренней поверхности кольца. Тогда в сжатом состоянии кольцо закручивается и наружная поверхность приобретает необходимую форму. Несимметричность «бочки» выдвигает определенные требования к установке кольца на поршень. Чтобы не перепутать верх и низ кольца (ошибка обернется ускоренным износом узла), на верхней торцевой поверхности кольца у замка ставят метку.
У колец американских фирм это обычно небольшая сферическая лунка, а европейские производители предпочитают буквы «ТОР» (верх).
Очень важны и многие механические характеристики верхнего кольца — упругость, прилегание к цилиндру, характер распределения (эпюра) давления на стенку цилиндра, а также приспособляемость, то есть способность принимать форму цилиндра при ее отклонении от идеальной.
Упругость кольца характеризуется силой, необходимой для сжатия замка. Чем она больше, тем лучше уплотняющие свойства кольца и его приспособляемость, быстрее приработка. С другой стороны, при этом возрастают износы цилиндра, канавки поршня и самого кольца, увеличиваются потери мощности на трение в двигателе. Но сильно уменьшать упругость нельзя — могут не только нарушиться уплотняющие свойства кольца, но и появится опасность нежелательных колебаний — «флаттера» кольца. Поэтому конструкторы ищут здесь приемлемый компромисс.
Из сказанного ясно, что работоспособность и ресурс верхнего кольца определяются многими аспектами, но по значению на первый план следует поставить эпюру давления на стенки цилиндра.
Рассмотрим это более подробно.
При установке кольца в идеально круглый цилиндр никаких просветов в их сопряжении быть не может. Это значит, что в каждой точке окружности кольцо давит на стенку цилиндра с какой-то определенной силой. По мере износа кольца эта сила уменьшается прежде всего у замка, причем тем скорее, чем выше давление газов в цилиндре. Приходит время, когда между наружной поверхностью кольца вблизи замка и стенкой цилиндра появляются просветы, из-за чего резко возрастает прорыв газов в картер, падает компрессия, ухудшается теплопередача от поршня.
Увеличить срок работы до этого момента можно, если у нового кольца вблизи замка обеспечить повышенное давление на стенку цилиндра. Так и делают. Соответственно эпюра давления приобретает характерную грушевидную или каплевидную форму, когда максимальное давление у замка в 1,4-1,6 раза выше, чем в среднем по окружности. Но изготовить такое кольцо сложно, поскольку в свободном состоянии оно должно быть некруглым с переменным радиусом.
Здесь не обойтись без специальных технологий и дорогостоящего оборудования, что под силу только специализированным производствам.
Современные двигатели имеют явную тенденцию к уменьшению высоты верхнего компрессионного кольца. Если к концу 70-х — началу 80-х годов у бензиновых двигателей эта высота чаще всего составляла 1,75-2,0 мм, то десятилетием позже — 1,2-1,5 мм, а у некоторых моторов достигла 1,0 мм. Это не прихоть конструкторов: кольца меньшей высоты позволяют существенно снизить потери мощности на трение, имеют увеличенный ресурс на больших оборотах, а также менее склонны к прижогам и задирам, особенно при обкатке (для справки: у двигателей ВАЗ высота верхнего кольца составляет 1,5 мм, а у «волговских» и «москвичевских» моторов — 2,0 мм).
У дизелей для легковых автомобилей картина другая. Давление в цилиндре при сгорании здесь гораздо больше, поэтому требуются верхние кольца увеличенной высоты. В среднем она составляет 2,0 мм, но достаточно распространены и размеры 2,5-3,0 мм, особенно у дизелей с непосредственным впрыском и наддувом.
В моторах малого объема встречаются кольца высотой 1,75 мм и даже 1,5 мм. Нередко у дизелей верхние кольца имеют не прямоугольный, а трапецеидальный профиль с одной или двумя коническими торцевыми поверхностями (углы конусов 6°, 7°, 10° или 14°). Такой профиль делает кольцо менее склонным к закоксовыванию в канавке поршня и менее подверженным износу при высоких давлениях, но более дорогим в производстве.
Высота кольца выдерживается при изготовлении с большой точностью (до 0,01 мм), иначе невозможно обеспечить требуемый зазор в канавке поршня. Для верхних колец он составляет в среднем 0,05-0,07 мм, для других — на 0,02-0,03 мм меньше. Очень важно также, чтобы торцевые поверхности были гладкими (шероховатость не более 0,63 мкм).
Средние компрессионно-маслосъемные кольца
Средние кольца двигателей работают в гораздо менее тяжелых условиях по давлению, температуре и смазке, поэтому они обычно не требуют специальных высокопрочных материалов. Чаще всего для средних колец используют серый легированный чугун с пластинчатым графитом.
Серые чугуны, в отличие от высокопрочных, довольно хрупкие, но обладают высокой износостойкостью и без специальных покрытий (хотя покрытия средних колец тоже не редкость).
Помимо компрессионных функций средние кольца участвуют и в управлении смазкой. Так, при ходе поршня вниз кольцо должно снимать масло со стенок цилиндра, но пропускать его при ходе вверх, чтобы не собирать масло в камеру сгорания. Для этого наружную поверхность среднего кольца делают конической. Угол наклона образующей чаще всего лежит в пределах 0°60′-0°80′, из-за чего такие кольца называют «минутными».
Наклон получают либо непосредственно механической обработкой, либо закручиванием прямого кольца с фаской на верхней части его внутренней поверхности. Широко распространенные в прошлые годы «скребковые» средние кольца сейчас применяются реже. При тенденции к уменьшению высоты колец скребок трудно компонуется на тонкой детали и ослабляет ее сечение.
В отличие от бензиновых двигателей прошлых лет, имевших средние кольца высотой 2,0-2,5 мм, сейчас высота этих колец обычно лежит в пределах 1,5-1,75 мм.
У дизелей она сохранилась на уровне 2,0-2,5 мм, причем средние кольца иногда получаются тоньше верхних. Сечение их обычно прямоугольное.
Средние кольца часто имеют увеличенную, по сравнению с верхними, радиальную ширину и упругость. Требования к эпюре давления на стенку цилиндра здесь менее строгие, поскольку давление и трение меньше. Но повышенное давление у замка, как правило, сохраняется, поэтому в наиболее форсированных двигателях, включая дизели, все-таки приходится применять хромовое или, реже, молибденовое покрытие. Иногда такая необходимость диктуется специфичным материалом гильзы цилиндра. Обо всем этом следует помнить при ремонте, особенно, если появилась идея применения более дешевых колец. Кстати, при сборке важно не перепутать верх и низ среднего кольца, иначе можно получить увеличенный в несколько раз расход масла.
Нижние маслосъемные кольца
Название «маслосъемное» говорит само за себя. Основное назначение нижнего кольца — снятие масла с поверхности цилиндра и сбрасывание его в картер через отверстия или пазы в канавке поршня.
Специфика этой задачи подразумевает существенные конструктивные отличия нижнего кольца от тех, что расположены над ним.
Главные требования к маслосъемному кольцу — хорошая приспособляемость к стенкам цилиндра и высокое давление на них, без чего нельзя добиться эффективного снятия масла. После долгого пути развития признание получили два технических исполнения: коробчатое с эспандерной пружиной и наборное, состоящее из двух дисков и двухфункционального расширителя. Коробчатое кольцо получается скорее маслоуправляющим, в то время как наборное — чисто маслосъемное. Разница в терминологии отражает особенности действия. Коробчатое кольцо дает несколько больший расход масла, но одновременно лучшую смазку цилиндра, поршня и компрессионных колец. У наборного кольца диски не имеют жесткой связи, а двухфункциональный расширитель удерживает их на определенном расстоянии и прижимает к цилиндру. При толщине 0,5-0,7 мм диски очень хорошо приспосабливаются к поверхности цилиндра и снимают с нее масло практически полностью.
В некоторых случаях, например, при высоких нагрузках (дизели, двигатели с наддувом), это достоинство наборных колец может превратиться в недостаток — ухудшится смазка узла, появится опасность задиров. Поэтому при ремонте высокофорсированных моторов лучше не рисковать и использовать только те кольца, которые рекомендованы изготовителем двигателя.
Приверженность фирм-производителей к маслосъемным кольцам того или иного типа нередко идет от традиции. Так, американские и японские фирмы на бензиновых двигателях почти всегда применяют наборные кольца, а европейские фирмы, напротив, чаще используют коробчатые. При прочих равных условиях оба типа колец обеспечивают примерно одинаковый рабочий ресурс, хотя процесс идет не совсем одинаково. Он довольно обычен: с уменьшением высоты гребешков увеличивается зазор в замке, а это приводит к резкому возрастанию расхода масла. У наборного кольца зазор в замках дисков меньше влияет на расход масла, поскольку замки обычно располагаются в разных местах по окружности поршня.
Но по мере износа дисков упругость расширителя быстро падает и расход масла увеличивается из-за снижения давления дисков на поверхность цилиндра.
Двигатели прошлых лет имели весьма высокие маслосъемные кольца (примерно 4,0-5,0 мм). С 80-х, а особенно с начала 90-х годов высота стала уменьшаться — до 3,0-3,5 мм, а затем до 2,5-2,8 мм и даже до 2,0 мм у некоторых последних моторов (для сравнения: у двигателей ВАЗ и ГАЗ высота колец равна соответственно 4,0 и 5,0 мм). Вместе с уменьшением высоты компрессионных колец это позволяет снизить массу поршней.
Коробчатые маслосъемные кольца чаще всего изготавливают из серого легированного чугуна. Хотя этот материал хорошо работает в паре с чугунной гильзой, здесь нередко применяют хромовое покрытие. Хромируют или только рабочие гребешки кольца, или всю наружную поверхность. Нередко покрытие распространяют и на канавку, чтобы уменьшить трение пружины и улучшить равномерность давления кольца на стенку цилиндра. С этой же целью пружины иногда шлифуют, хромируют и полируют, а также делают с переменным шагом.
Диски наборных колец изготавливаются из углеродистой стали. Наружную поверхность диска хромируют и делают полукруглой для улучшения приработки. Материалом двухфункциональных расширителей чаще всего служит нержавеющая стальная лента, хотя встречается и углеродистая сталь. При сборке некоторые конструкции наборных колец требуют внимания — надо следить, чтобы концы расширителя не встали внахлест, иначе диски не будут давить на стенку цилиндра и кольцо не будет снимать масло.
Что еще полезно знать
Есть целый ряд типичных ошибок, которые встречаются в ремонтной практике при работе с поршневыми кольцами.
Некоторые механики стремятся сделать зазоры в замках колец минимальными (меньше 0,2 мм), что нередко приводит к задирам колец и цилиндров. Это не удивительно: при нагреве кольца зазор в замке уменьшается, и если он недостаточен, то кольцу ничего не останется, как врезаться в стенку цилиндра.
Замена колец на поршнях с разношенными канавками или при износе цилиндров более чем 0,05-0,07 мм обычно неэффективна, она ведет к заметному возрастанию расхода масла уже через 5-10 тыс.
км пробега. Еще хуже, когда в цилиндр стандартного размера устанавливают кольца ремонтной размерности с припиленным замком. Из-за деформации эпюры давления кольца на стенку и появления просветов неприятности появятся довольно скоро, через несколько тысяч километров пробега.
А самую серьезную ошибку допускают те, кто меняет кольца вместе с поршнями без восстановления изношенных цилиндров. Новые поршни могут иметь какие-то размерные отклонения, в результате чего верхнее кольцо способно упереться в канавку, образовавшуюся на поверхности изношенного цилиндра возле ВМТ. В такой ситуации новые детали вряд ли выдержат и тысячу километров, если вообще не сломаются сразу.
Иногда неудачи в ремонте связаны с низким качеством самих колец. При нынешнем изобилии товарных запчастей этот вопрос требует самого серьезного внимания.
Сложность технических проблем, связанных с изготовлением поршневых колец, предполагает существование специализированных производств с точным и дорогостоящим оборудованием, с тщательным контролем качества на каждой операции (при отлаженной технологии их набирается около сотни).
Из-за этого за рубежом производители автомобилей не берутся за самостоятельное изготовление колец, а заказывают их специализированным фирмам — там и опыта достаточно, и качество гарантировано. Многие из мировых производителей колец уже известны и у нас, в том числе своими кольцами для наших автомобилей. В первую очередь следует отметить одну из самых старейших и наиболее крупных производителей — немецкую фирму Goetze, известную своими достижениями в области технологий и изготовления поршневых колец для двигателей всех типов, одного из основных поставщиков массового производства автомобилей. Нельзя обойти вни- манием и другие широко известные фирмы и торговые марки, такие, как немецкие Schottle Motorenteile (SM), Kolbenschmidt (KS), Mahle, TRW, английский концерн AE Engine Parts, французскую фирму Perfect Circle, американские Sealed Power, Federal Mogul, Hastings, Grant, японские Riken, Nippon Piston Ring, бразильскую Cofap и другие. Все они производят огромную номенклатуру колец стандартных и ремонтных размеров для автомобилей практически всех марок и моделей.
Большинство из них не только продают кольца в запчасти, но и являются поставщиками серийного производства.
На нашем рынке можно найти кольца на многие иностранные машины — как распространенных моделей, так и не очень. Цена комплекта колец на двигатель иномарки сильно колеблется в зависимости от многих обстоятельств. В среднем она лежит в пределах от 30-50 долл. для 4-цилиндровых двигателей прошлых лет выпуска, до 150-180 долл. для новейших моторов. «Оригинальные» кольца в упаковке производителя автомобиля обычно стоят дороже, чем те же самые изделия непосредственно от изготовителя колец.
При покупке поршневых колец для иномарок иногда полезно сопоставить марку автомобиля с производителем детали. Например, американские фирмы выпускают кольца как для американских автомобилей, так для европейских и японских. Немецкие фирмы обычно ограничивают свою номенклатуру европейскими и японскими автомобилями, а иногда и только европейскими (некоторые фирмы имеют отделения в США, которые соответственно и работают только на американский рынок). Если ориентироваться на «родные» для конкретного двигателя кольца, то лучше выбирать те фирмы, которые являются вероятными поставщиками для серийного производства. С этой точки зрения покупка, например, американских колец на европейскую машину может быть менее удачной, чем, скажем, немецких. Тем не менее дать какие-либо конкретные рекомендации (в частности, указать, что кольца такой-то фирмы лучше, чем другой) практически невозможно. То же самое и с ценами: то, что дешевле у одних, может быть дороже у других, и наоборот.
Опасность приобретения плохого товара наиболее реальна при покупке колец для распространенных немецких автомобилей. Здесь встречаются подделки под наиболее известные фирмы — Goetze, Schottle, Kolbenschmidt и некоторые другие. Опытным глазом выявить их несложно, поскольку качество обработки, покрытие и надписи при ближайшем рассмотрении сильно отличаются от оригинала. Упаковка поддельных колец тоже, как правило, не соответствует оригиналу (в частности, отсутствует голограмма, которой многие фирмы стали защищать свою продукцию).
Сложнее обстоит дело с кольцами для отечественных машин (в прошлом году наш журнал уже касался этой темы). Качество отечественных изделий нередко вызывает сомнения, особенно, если проверять кольца «на просвет» в калибре. Иной раз складывается впечатление, что некоторые наши производители вообще ничего не ведают о контроле своей продукции. Словом, если экономить на кольцах, то после покупки дешевого комплекта экономия вскоре может обернуться повторным ремонтом двигателя.
Вообще качество отечественных колец — вопрос особый. Сейчас их производством занимается довольно много предприятий. Отметим российские заводы в Мичуринске, Костроме, Ставрополе, Тольятти, Ижевске, Московской области, Лебединске, плюс производство в странах ближнего зарубежья — в Одессе и Запорожье (Украина), а также в Макинске (Казахстан). У каждого завода свои проблемы с сырьем, оборудованием, технологией, решаемые далеко не всегда успешно. Не везде есть хорошее оборудование: его цена достаточно высока и не всем по карману. Не все соблюдают технологии, особенно на последних операциях — притирка, снятие заусенцев и др. Но есть и общие для всех заводов проблемы.
Во-первых, это материал колец. Чугун, из которого делают заготовки, как правило, не соответствует по составу материалам иностранных фирм — в нем не хватает легирующих элементов (молибден и др.) из-за их высокой цены. Некоторые заводы перешли на стальные кольца, но качество лучше не стало, поскольку у этой технологии немало своих хитростей. Да и с качеством ленты для стальных колец тоже есть проблемы.
Во-вторых, недостаточный контроль качества. На него нужны деньги, и их не хватает. Итог убийственный: в готовой продукции некоторых заводов оказывается до 10% бракованных колец.
Ну и в-третьих — проблема особого свойства. Так уж повелось у нас, что в дело идет все, даже то, что уже ни на что не годится. На самом современном западном предприятии до 30% колец уходит в брак при последовательных операционных проверках, и никого это не пугает. У нас же бракованные кольца какими-то неведомыми путями обретают заводскую упаковку и тоже идут в продажу. Тем самым упомянутые выше 10% оборачиваются катастрофической цифрой. Поэтому вопрос о том, какие кольца лучше — «мичуринские» или, например, «ставропольские», звучит довольно наивно.
А ВАЗовское происхождение «вазовских» колец, продающихся на наших рынках, тоже не всегда надо считать фактом — нередко их делают даже не в России.
Из производителей колец для наших моторов в более далеком зарубежье стоит прежде всего отметить болгарский завод «Дружба». Работая на оборудовании немецкой фирмы Goetze, он выпускает вполне достойные кольца, по качеству почти не уступающие продукции своих знаменитых «родителей».
Вместе с тем надо заметить, что вообще с иностранными кольцами для наших машин ситуация сложная. Некоторые иностранные фирмы для вхождения на наш рынок снизили цены на кольца для российских моторов в два и более раза, чтобы приблизить их к ценам на аналогичные местные изделия. К сожалению, в ряде случаев это было сделано за счет применения более дешевых технологий и материалов. Известны случаи поставок некоторых колец или всего комплекта (при сохранении упаковки) из третьих стран, где головная фирма уже не вполне контролирует технологический процесс. Особенно это касается наиболее дешевых колец, цена которых может быть даже ниже, чем у наших.
Однако самые большие «сюрпризы» в ремонте двигателя связаны с подделками под тех или иных знаменитых производителей. Подделки иногда хорошо «замаскированы», имеют вполне добротную упаковку и отличить их от настоящих колец иной раз непросто. В то же время их качество (если таким словом вообще можно оценивать их потребительские свойства) может оказаться настолько низким, что двигатель выйдет из строя уже через несколько тысяч километров.
Подделывают, в основном, кольца наиболее известных фирм — чем больше колец выпускает или продает та или иная фирма, тем выше опасность купить подделку. Поэтому подделки колец фирм Goetze, Perfect Circle и Schottle не редкость. В то же время подделки под менее известные у нас торговые марки, например, АЕ, Mahle, Cofap, практически не встречаются.
Есть и более откровенные подделки. Так, широко известные индийские кольца для ВАЗовских моторов на деле являются подделкой под французскую фирму Perfect Circle — качество индийских колец даже внешне (включая упаковку) не выдерживает никакой критики, достаточно сравнить их с оригиналом. Например, настоящие кольца в отличие от поддельных имеют серо-черную коробку сравнительно большого размера со специальной голограммой (с 1998 г. цвет упаковки изменен на бело-красный), а кольца упакованы раздельно в специальных пакетах. Кроме того, в настоящем комплекте маслосъемные кольца — наборные (коробчатые кольца для вазовских моторов фирма не делает). Номер на упаковке поддельных колец также не совпадает с номером в каталоге фирмы. Так что отличить подделку не составит большого труда.
Подделки, как правило, дешевле. И чтобы снизить опасность до минимума, лучше ориентироваться на сравнительно более дорогие кольца. У дилеров соответствующих фирм-производителей их качество всегда гарантируется. Поэтому покупать кольца надежнее в специализированных магазинах, где есть соответствующие сертификаты на эту продукцию, а не на рынках, где в «фирменной» упаковке могут оказаться кольца сомнительного происхождения и такого же качества.
Научное объяснение поршневых колец и канавок
| Практическое руководство — двигатель и трансмиссия
В канавках
Канавки для поршневых колец служат не только для поддержки колец. Они влияют на герметичность сгорания, контроль масла, трение и многие другие характеристики двигателя.
Wiseco является мировым лидером в области поршневых технологий, поскольку она уделяет особое внимание мельчайшим деталям науки об уплотнении цилиндров. Среди этих деталей тип поршневых колец, используемых в гоночных и высокопроизводительных двигателях, всегда является горячей темой. Но кольцевые канавки в поршнях также играют важную роль в герметизации давления сгорания и контроле масла и картерных газов.
Это одна из областей, где Wiseco прилагает дополнительные инженерные усилия, чтобы обеспечить максимальную производительность своих поршней. В то время как различные типы поршневых колец больше подходят для конкретных применений, сами кольцевые канавки часто упускают из виду в поисках оптимального уплотнения цилиндра.
Многие производители двигателей прилагают большие усилия для точного напильника торцевых зазоров, но зазор кольца в канавке часто не контролируется, а качество уплотняющей поверхности кольцевой канавки редко учитывается. Часто предполагаются зазор и качество кольцевых канавок. Wiseco делает все возможное, чтобы убедиться, что это правильно, даже если вы не проверяете это.
Десятилетия назад такие гонщики, как Билл «Ворчун» Дженкинс, покупали необработанные поршни и вырезали собственные кольцевые канавки именно там, где они хотели, и с желаемой отделкой и допусками. Сегодня в этом больше нет необходимости, поскольку производители уделяют большое внимание дизайну кольцевых канавок.
Граница между поверхностью кольца и стенкой цилиндра до сих пор широко обсуждается среди гонщиков и производителей двигателей, но не менее важным является уплотнение сгорания в кольцевой канавке. Для достижения наилучших результатов кольцевая канавка должна обеспечивать идеальный зазор и свободу перемещения кольца, а также должна обеспечивать твердую плоскую уплотняющую поверхность, на которую кольцо может опираться при высоком давлении в цилиндре.
Самый прочный поршень в мире становится бесполезным без кольцевых канавок, предназначенных для данного применения.
Номенклатура кольцевой канавки
Осевой зазор: Вертикальный зазор, остающийся в канавке поршневого кольца после установки кольца. В зависимости от применения вертикальный зазор обычно составляет 0,001–0,003 дюйма. С сегодняшними тонкими кольцами некоторые гонщики обеспечивают осевой зазор до 0,0004-0,0005 дюйма, используя газовые порты для увеличения давления в кольце.
Осевой зазор — это вертикальный зазор, остающийся в канавке над кольцом после его установки.
Радиальный задний зазор: Пространство кольцевой канавки за кольцом, когда поверхность кольца находится на одном уровне с кромкой поршневого кольца. Задний зазор 0,008-0,012 дюйма типичен для гоночных и высокопроизводительных поршней.
Радиальная толщина стенки: Размер кольца от передней поверхности, касающейся стенки цилиндра, до задней или внутренней поверхности кольца. «D-стенка» — это стандартная автомобильная толщина (стандарт SAE), которая рассчитывается путем деления диаметра отверстия на 22. Например: диаметр отверстия 4,125 дюйма, разделенный на 22, равен 0,187 дюйма радиальной толщины стенки.
Осевая высота
Размер от одной боковой поверхности до другой или толщина кольца, обычно выражаемая в дробных размерах, таких как 1/16 дюйма, десятичных размерах, таких как 0,043 дюйма, или метрических размерах, таких как 1,5 мм. Меньшая толщина кольца означает меньшую массу и меньшую инерцию, которую необходимо преодолеть, когда кольцо меняет направление в ВМТ и НМТ. Более тонкое кольцо также создает меньшее трение, но существует взаимосвязь между размерами кольца, уплотнением и контролем масла.
Измерение зазоров кольцевых канавок
Осевой зазор обычно проверяют, вставив щуп между кольцом и верхней частью кольцевой канавки. Небольшое сопротивление укажет на правильный зазор. Начните с минимального значения 0,001 дюйма и увеличивайте его. Не измеряйте между кольцом и дном кольцевой канавки, так как вы можете повредить поверхность уплотнения. Некоторые строители измеряют саму канавку набором щупов, а затем сравнивают это с измерением толщины кольца микрометром. Первый метод предпочтительнее, и рекомендуется проверить его в нескольких местах по периметру поршня.
Задний зазор проверяется путем вставки края кольца в канавку и прижатия его до упора к задней части канавки, чтобы убедиться, что он не выступает за поверхность кольцевой площадки. Вы можете определить задний зазор, измерив глубину кольцевой канавки с помощью шкалы глубины на наборе штангенциркулей, а затем сравнив ее с измеренной радиальной толщиной. Если кольцевая канавка слишком тонкая, чтобы ее можно было измерить с помощью штангенциркуля, можно использовать шкалу слесаря. Другой способ — использовать пластилин или мягкий воск; вдавите его в канавку, затем снимите и измерьте штангенциркулем.
В большинстве поршней используются просверленные отверстия для слива масла в задней части канавки маслосъемного кольца. Некоторые имеют прорезные отверстия, которые открываются при прорезании канавки. Они одинаково эффективны, но некоторые дизайнеры считают, что они позволяют больше гибкости на ринге.
Качество кольцевой канавки
Кольцевые канавки должны быть идеально перпендикулярны стенке цилиндра, чтобы давление в цилиндре могло прижать кольцо к поверхности и наружу к стенке цилиндра для оптимального уплотнения. Во время процесса сгорания давление в цилиндре движется вниз по объему щели и в кольцевую канавку над кольцом. Затем он заполняет зазор между кольцами и прижимает кольцо к стенке цилиндра. Осевой зазор в кольцевой канавке обеспечивает путь наполнения к задней части компрессионного кольца, поэтому кольцо прижимается к стенке цилиндра и дну кольцевой канавки.
Размер заднего пространства имеет решающее значение, поскольку он определяет время отклика кольца. Слишком большой задний интервал замедляет реакцию кольца, но должен быть некоторый зазор, чтобы кольцо могло двигаться и соответствовать во всех динамических условиях. Основная цель осевого зазора — позволить кольцу вращаться. Штриховка в стенках цилиндра вызывает вращение колец. Вертикальные и горизонтальные газовые порты в поршнях также являются общепринятым способом направления давления в цилиндре на заднюю часть кольца.
Микросварка
Одной из наиболее серьезных проблем, связанных с тяжелыми гоночными и высокопроизводительными поршнями, является возможность «микросварки». Микросварка повреждает поверхность уплотнения поршневого кольца или кольцевой канавки, когда локальная сварка трением вызывает перенос материала с кромки кольца на сторону кольца, чаще всего на сторону нижнего кольца.
Основными причинами являются высокая температура и чрезмерное движение. Это часто сопровождает высокотемпературную износостойкость и/или применение с наддувом, когда расположение колец слишком высоко на поршне и слишком близко к повышенным температурам сгорания, или при длительном использовании, где продолжаются тяжелые условия. Микросварка ухудшает качество уплотнения кольца и может даже заклинить кольцо в канавке. Следует отметить, что кольцевые канавки (особенно верхняя канавка) расширяются неравномерно, поскольку толщина материала неодинакова из-за профилей купола, тарельчатых профилей и предохранительных клапанов.
Микросварка – это аномальный перенос или сварка материала контактной поверхности кольца на поршневое кольцо из-за чрезмерного нагрева. Это мешает кольцу двигаться должным образом и, если сильно, может заклинить кольцо в канавке.
Размещение кольцевой канавки
В течение многих лет тенденция тяготела к более плотным и высоким пакетам колец в двигателях без наддува. Он способствует стабильности за счет распределения точек контакта между кольцами и юбкой и уменьшает объем щели, что препятствует детонации и способствует более равномерному горению, делая цилиндр более активным. Гонщики в классах Super Stock всегда располагают верхнее кольцо как можно выше, чтобы обеспечить стабильность пакета колец и способствовать более активному и полному сгоранию. Это также позволяет им использовать более короткие и легкие поршни.
Применения с принудительной индукцией и закисью азота, которые подвергаются экстремальным тепловым и ударным нагрузкам, обычно требуют перемещения верхнего кольца вниз от верхней части поршня примерно на 0,300 дюйма. Во многих случаях это также диктуется размером и расположением клапана, требованиями к гнезду клапана, радиальной шириной верхнего кольца и расположением поршневого пальца.
Иногда пакет колец перемещают вниз более чем на 0,400 дюйма, чтобы учесть эти проблемы. Характеристики кармана впускного клапана обычно определяют положение верхнего кольца, потому что впускной клапан всегда больше и находится ближе к краю днища поршня. Более тонкие кольца и кольцевые канавки меньшего размера обеспечивают больше возможностей для оптимального размещения колец, поскольку для них требуется меньше места, но они подвержены риску в тяжелых условиях эксплуатации.
Умеренные закиси азота в диапазоне 250 л. с. будут работать с пакетом колец примерно на 0,250 дюйма вниз. Более того, чем больше, тем лучше, поскольку соотношение азота и топлива всегда хаотично и непредсказуемо. В этом случае 0,450 дюйма или более не является необоснованным.
Расположение пакета колец зависит от области применения и определяется компрессионной высотой поршня, размером и глубиной прорезей клапана и размерами пакета колец. Многие поршни OEM имеют верхнее кольцо на 0,300-0,400 дюйма ниже верхней части поршня. В приложениях на выносливость верхнее кольцо помещается на 0,125–0,150 дюйма вниз. В сильно модифицированных гоночных двигателях без наддува расположение верхнего кольца может варьироваться от 0,060 до 0,100 дюйма вниз от короны.
В поршнях для форсированных применений (справа) весь пакет колец перемещается глубоко вниз по поршню, чтобы уберечь его от более высоких температур. Кольца расположены выше на безнаддувных поршнях с максимальным усилием (слева), чтобы свести к минимуму объем щели, приспособить более длинные штоки и расширить точки контакта, чтобы стабилизировать поршень на скале. Это часто делается на Super Stock и модифицированных поршнях для дрэг-рейсинга.
Газовые порты и кольцевой флаттер
Ультратонким кольцам с низким напряжением требуется давление сгорания, обеспечиваемое газовым каналом, для достижения оптимального уплотнения. В овальных поршнях для трековых и шоссейных гонок используются горизонтальные газовые порты в верхней части кольцевой канавки, чтобы противостоять накоплению углерода, в то время как в двигателях дрэг-рейсинга с меньшим сроком службы используются более эффективные вертикальные газовые порты.
Газовые порты создают прямое давление в цилиндре за кольцом, чтобы герметизировать кольцо относительно нижней поверхности кольцевой кромки и прижимать его наружу к стенке цилиндра. Диаметр и количество газовых портов во многом зависят от области применения и диаметра поршня. Давление газа должно прикладываться к кольцу равномерно, чтобы обеспечить хорошее уплотнение и предотвратить вредное колебание кольца.
Давление сгорания помогает прижать кольцо к стенке цилиндра. Давление в цилиндре поступает в кольцевую канавку из объема щели, проходит через верхнюю часть кольца и вниз за ним, чтобы вытолкнуть его к стенке цилиндра. Давление над кольцом прижимает его к дну канавки.
Горизонтальные газовые каналы вокруг верхней части кольцевой канавки обеспечивают дополнительный путь для давления сгорания, достигающего задней части кольцевой канавки. Они используются в приложениях для выносливости, потому что они не науглероживают так сильно, как вертикальные порты.
Вертикальные газовые порты пересекают самую заднюю часть кольцевой канавки, оказывая прямое давление на заднюю часть кольца. Они используются в дрэг-рейсинге, где накопление углерода не является фактором из-за частых перестроек.
Контактные редукционные канавки
Эти канавки выточены на поверхности верхнего кольца над верхним кольцом для минимизации контактного сопротивления, когда поршень качается при реверсировании. Они добавляют минимальный объем к объему щели, а также помогают противостоять детонации, нарушая распространение пламени в объем щели, где скачки давления могут сбросить кольцо.
Канавки для уменьшения контакта уменьшают трение за счет минимизации контакта материала поршня со стенкой цилиндра над верхним кольцом. Они также разрушают скачки давления, вызванные детонацией.
Канавка аккумулятора
Канавка аккумулятора выточена в поршне между верхним (компрессионным) кольцом и вторым (скребковым) кольцом. Его цель состоит в том, чтобы обеспечить дополнительное пространство для сброса давления, сбрасываемого за верхнее кольцо, и накапливаться до того, как оно попытается пройти через второе кольцо. Он поддерживает уплотнение верхнего кольца, сбрасывая давление, и помогает уменьшить вибрацию кольца из-за изменений давления. Аккумуляторные канавки оказались наиболее эффективными, и они являются общей чертой многих, если не большинства, высокопроизводительных и гоночных поршней.
Аккумуляторная канавка обеспечивает дополнительный объем под верхним кольцом, поэтому давление не увеличивается и не пытается сместить верхнее кольцо.
Качество и расположение кольцевых канавок на поршнях так же важно, как и технические характеристики распредвала. Правильное размещение кольцевой канавки и высочайшее качество уплотнения являются ключом к большей мощности и долговечности в любых тяжелых условиях эксплуатации. Следовательно, важно, чтобы вы использовали кольца, указанные производителем вашего поршня, или были готовы поделиться информацией о своем пакете колец, если вы предоставляете свои собственные кольца. ТЭЦ
Фотографии Эвана Перкинса
Популярные страницы
Лучшие электромобили — самые популярные модели электромобилей
Сколько стоит Tesla? Вот разбивка цен
Лучшие гибридные автомобили — самые популярные модели гибридных автомобилей
Каждый электрический внедорожник, который можно купить в США в 2022 году
Это самые экономичные пикапы 9016, которые вы можете купить
Это внедорожники с лучшим расходом топлива
Популярные страницы
Лучшие электромобили — модели электромобилей с самым высоким рейтингом
Сколько стоит Tesla? Вот разбивка цен
Лучшие гибридные автомобили — самые популярные модели гибридных автомобилей
Каждый электрический внедорожник, который можно купить в США в 2022 году
Это самые экономичные пикапы 9016, которые вы можете купить
Это внедорожники с лучшим расходом топлива
поршень — У моих новых маслосъемных колец слишком большой зазор?
, если им 30+ лет, хранились ли они в масле или каком-либо другом антикоррозионном консерванте? если нет, убедитесь, что кольца все еще хороши.
Эти зазоры связаны с новыми гильзами цилиндров? если это так, то ваши кольца меньшего размера для гильз, и вам могут понадобиться поршневые кольца большего размера и, возможно, поршень увеличенного размера, или вам нужно получить другие правильно расточенные гильзы. Затем, если кольца слишком тугие, вы можете сбрить их с помощью одной из этих маленьких кольцевых шлифовальных машин.
Я бы взял кольца подходящего размера. Я бы не стал использовать заводские, которые нельзя отшлифовать до нужного размера. Являются ли «черные не заводские» кольца оригиналом или неоригинальными.
Можешь выложить фото всех колец и зазора колец при установке в цилиндр?
Я предполагаю, что вы измеряете зазор, пока кольцо находится в цилиндре
святая корова, это огромный зазор кольца. Как измеряется внутренний диаметр новых втулок по сравнению со старыми?
подожди-ка, это нижнее изображение гильзы цилиндра со всеми тремя кольцами выглядит б/у, это новые, которые ты купил?
Похоже, у вас есть заводские новые кольца с бывшими в употреблении расточенными, а затем снова бывшими в употреблении втулками. Черное кольцо выглядит так, как будто это крупногабаритное кольцо вторичного рынка. Измеряйте возле вершин (под этой маленькой изнашиваемой кромкой вверху) и возле низов (выше самой нижней точки, где проходит верхнее кольцо), обычно это означает около середины, но не всегда. сделайте это для каждой новой гильзы цилиндра и каждой старой гильзы цилиндра. Дайте список верхних и нижних измерений для каждого. затем вы можете увидеть, читается ли это на упаковке, насколько велики черные кольца и есть ли заводские кольца вообще. также опубликуйте заводской номер гильз цилиндров. извините, очень поздно, поэтому я, возможно, пробормотал, но я надеюсь, что донесу мысль.
Я так и думал. эти заводские кольца, вероятно, для новых рукавов. Зазор в 1 мм довольно большой, из него будет вытекать масло, что приведет к значительному количеству прорыва газов. Вы уверены, что не можете найти никого с большими кольцами? и я предполагаю, что вы не расточили цилиндры, и они изношены.
Лучше всего расточить все гильзы цилиндров, чтобы они были прямыми. Изношенные стенки цилиндра могут иметь овальную или вазообразную форму, или и то, и другое, что означает, что круглые новые кольца вообще не будут работать. Вы можете изготовить новые гильзы по заводским спецификациям и использовать заводские кольца. Я действительно думаю, что вы должны правильно построить этот движок с нуля, иначе вы, вероятно, получите что-то, что вам не понравится, и это не продлится долго. Ниже приведен список вещей, которые вы должны сделать:
- все стенки цилиндра расточены до одинакового диаметра
- все кольца изготавливаются на заказ или приобретаются для этого отверстия. вы должны сначала посмотреть, какие кольца доступны, прежде чем скучать. или получить новые втулки из старых запасов, которые соответствуют заводским спецификациям.
- покупка или заказ подходящих уплотнительных колец
- купите подходящие поршни или используйте свои, если зазор между боковой стенкой и поршнем является приемлемым
- из других ваших сообщений, этот двигатель звучит изношенным, поэтому ниже приведены другие элементы для замены
- направляющие клапанов
- клапаны
- коромысла
- кулачковые подшипники
- коренные и шатунные подшипники
- проверить рукоятку и при необходимости повернуть
- балансировочная рукоятка
- заменить коромысла, если они есть
- , если он поручил проверить и при необходимости заменить толкатели
- паровая/химическая очистка блока и головок при их полной разборке
- подрезка/притирка седел клапанов для новых клапанов
- заменить пружины клапана чем-то, что соответствует оригинальной спецификации
- заменить любые детали гидравлического клапана
- заменить масляный насос
- заменить верхние подшипники на шатунах при необходимости
- при необходимости заменить поршневые штифты
- замените все болты и шпильки, так как они, вероятно, растянуты
- проверить ровность настила блока и при необходимости восстановить поверхность
- проверить плоскостность нижней части головки и при необходимости восстановить поверхность
- дважды проверьте все работы по механической обработке и при необходимости повторите
- соберите с большим количеством монтажной смазки, чем вы думали, и со всеми новыми прокладками и уплотнениями. Помните, что ваши тюлени нуждаются в правильном забивании, слишком малом забивании, и они вылетят из вашего двигателя, слишком сильном забивании, и вы можете повредить их резиновую оболочку, поэтому забивайте их ровно настолько, чтобы они не двигались.
- игнорировать плохие шутки
- и, наконец, вам нужно ударить несколько костяшек пальцев, чтобы пролить кровь на автомобильных богов. Прячущие руки в церкви механических перчаток не всегда защищают вас, но рекомендуется.
если вы хотите увидеть, насколько некруглы ваши нынешние цилиндры и другие бывшие в употреблении, вставьте новое кольцо и используйте длинный волос и посмотрите, сможете ли вы продеть его через любую сторону кольца, если вы можете это не так хорошо, и именно здесь вы получите продувку и много горящего масла.
Если вы просто ищете, чтобы она работала прямо сейчас, то сделайте это вместо этого:
- соберите головку с любыми пружинами, которые у вас есть, используйте самые сильные из вашей коллекции
- выполненной вами притирки клапана, вероятно, достаточно
- можно заменить направляющие клапанов, но как минимум поставить новые уплотнения
- поставил оригинальные гильзы цилиндров, поршни, поршневые кольца, шатуны, коренные и шатунные вкладыши, поршневые пальцы, верхние поршневые вкладыши. все обратно точно так же, как они вышли. Если что-то изменится, это может быть плохо.
- Я предполагаю, что двигатель работал более или менее, когда этот ремонт начался, старые кольца герметизировали его достаточно, чтобы не было слишком много прорывов или подгорания масла, и не было никаких серьезных шумов или неисправностей в двигателе.
- сборка с большим количеством монтажной смазки
- не кладите никакие детали туда, где они изначально не стояли, так как все детали изнашиваются в тех местах, где они были изначально. Многие детали не будут повторно изнашиваться, а вместо этого могут просто повредить вещи или быть поврежденными. Это включает ориентацию компрессионных колец, если цилиндры имеют овальную форму.
- , если все сделано правильно, у вас должны быть колеса, возможно, на несколько лет, в зависимости от того, насколько мягко вы их водите. купи яйцо фаберже поставь его на приборную панель свободно и если оно упадет и разобьется значит ты ехал слишком сильно 😉
- , затем используйте другой хороший блок и головку и соберите с нуля, чтобы соответствовать вашей машине skoda rally fantasy.
Перестаньте делать это… Сделайте это вместо этого: поршневые кольца Performance Racing Industry
Производители двигателей должны всегда проверять наличие колец перед заказом нестандартных поршней. «Небольшие партии колец обходятся очень дорого», — сказал наш источник из Total Seal. «Изготовление колец обойдется мне столько же, сколько вам обойдется покупка поршней».
Кольца являются одними из самых сложных деталей двигателя, но часто им не уделяется должного внимания. Вот что вам нужно знать о современных поршневых кольцах непосредственно от тех, кто находится на передовой. Независимо от того, выполняет ли работа опытного моторостроителя или новичка, небольшие ошибки могут иметь серьезные последствия при выборе и установке поршневых колец. В конце концов, кольца выполняют множество функций: от поддержания герметичности под огромным давлением до управления теплом внутри цилиндра и удаления излишков масла со стенок, оставляя ровно столько, чтобы смазывать поршень, поднимающийся вверх.
Как работают поршневые кольца и насколько они важны для работы двигателя, общеизвестно. Тем не менее, даже в мире производительности продолжают появляться неверные представления и устаревшая информация об этих ключевых компонентах. Мы поговорили с экспертами по этому вопросу, чтобы узнать, что должны делать строители, чтобы получить максимальную отдачу от своих колец.
Никогда не предполагайте
Этот первый совет кажется здравым смыслом, но снова и снова Кита Джонса из Total Seal Piston Rings в Фениксе, штат Аризона, встречают ужасные истории от клиентов, приходящих в понедельник утром — уже после того, как произошло повреждение. уже сделано.
«Позвони мне первым, а не последним», — сказал он. «Мы можем решить все эти проблемы до того, как вы начнете».
Существует так много недостоверной информации, особенно в Интернете, что Джонс сказал, что в случае сомнений следует проконсультироваться с производителем.
Например, при использовании сумматора мощности кольца, поставляемые с поршнями, выглядят слишком тонкими? Позвоните торговому представителю и еще раз проверьте, подходят ли они для приложения.
Компания Jones также настоятельно рекомендует проверять наличие колец перед заказом нестандартных поршней. «Небольшие партии колец обходятся очень дорого», — сказал он. «Изготовление колец обойдется мне столько же, сколько вам обойдется покупка поршней».
Будьте открыты для новых теорий и практик
Не принимайте советы по сборке двигателей, переданные вашим дедушкой, как истину. Как может подтвердить Дэн Бегл из MAHLE Aftermarket в Фармингтон-Хиллз, штат Мичиган, за последние несколько десятилетий многое изменилось в отношении поршневых колец.
«Несколько лет назад OEM-производители стремились к повышению производительности, но теперь все наоборот», — сказал он. «По мере того, как двигатели становятся все более эффективными и ориентированными на производительность, эта технология проникает в мир производительности».
По словам нашего источника в MAHLE Aftermarket, более тонкие современные стальные кольца часто могут выполнять ту же работу, если не лучше, чем более толстые кольца старой конструкции. На этом изображении более старый комплект поршня/кольца размером 1/16″—1/16″—3/16″ (слева) по сравнению с более новым комплектом поршня/кольца размером 1,0—1,0—3,0 мм. Вы можете видеть, — отметил он, — юбка поршня значительно больше, что позволяет [больше] контролировать поршень». Имея это в виду, более тонкие современные стальные кольца часто могут выполнять ту же работу, если не лучше, чем более толстые кольца старой конструкции. «Вы можете обойтись более тонким кольцом, используя лучший материал», — сказал Бегле. «так что вы можете отводить больше тепла даже при меньшей толщине. Вы можете использовать кольцо толщиной 1 мм и отводить больше тепла, чем отлитое кольцо диаметром 1/16 дюйма».
Но от старых привычек трудно избавиться. «Многие люди до сих пор используют в своих двигателях технологии конца 1990-х годов, что похоже на выбор кирпичного телефона Nokia, когда у вас может быть iPhone, — сказал Лейк Спид-младший из Total Seal. — Люди до сих пор покупают кольца 5/64, что похоже на дисковый телефон!»
Знайте свои варианты
При таком большом количестве различных материалов основы поршневых колец и покрытий на поверхности выбор правильных колец для двигателя может быть пугающей задачей. Два материала — ковкий чугун и чугун — можно сразу вычеркнуть из списка, поскольку они устарели и уступают кольцам из углеродистой стали по способности рассеивать тепло и выдерживать высокое давление в цилиндре.
Еще один тип колец, который следует исключить, — это хромомолибден, потому что его не существует. Это постоянное неправильное название, вероятно, происходит из-за смешения хрома, покрытия, которое когда-то использовалось для рабочих колец, и молибдена (сокращение от молибдена), покрытия, которое все еще используется сегодня. Джонс назвал это распространенное заблуждение еще одним примером дезинформации, которая пронизывает отрасль. По сей день он сталкивается с клиентами, которые настаивают на том, что у них есть кольца из хромомолибдена.
Реальным покрытием, которое следует рассмотреть, является нитрид хрома (CrN), также известный как физическое осаждение из паровой фазы (PVD). Это хороший выбор для верхних колец, так как покрытие обладает низким коэффициентом трения, износостойкостью и легко воздействует на стенки цилиндров.
«Даже опытным производителям двигателей будет полезно узнать, какие существуют покрытия для колец и поверхностей», — сказал Бегле. «Технологии очень изменились. Тот факт, что вы запускали это кольцо раньше, не означает, что оно самое последнее и лучшее. Есть варианты получше».
Устанавливайте с осторожностью
Наши источники предлагают вернуться к основам для тонкой настройки методов сборки двигателей. Например, установка зазоров между кольцами — достаточно простая процедура, но от ее правильного выполнения зависит столько всего, что стоит еще раз взглянуть на этот процесс.
Перед измерением зазора убедитесь, что кольцо расположено прямо в отверстии, с помощью хорошего инструмента для подгонки. При регулировке подпиливайте только одну сторону торцевого зазора снаружи внутрь. «Не делайте на них больших фасок. Вы не пытаетесь сделать на нем скос», — сказал Джонс. «Просто слегка зачистите край».
Бегле согласился с тем, что медленный и точный подход — лучший подход. «Ключевым моментом является получение симметричного и параллельного зазора в канале ствола», — сказал он. «Люди могут переусердствовать со снятием заусенцев. При создании двигателя вы должны быть осторожны».
Еще одна вещь, которую нужно сделать правильно, это хонингование цилиндров. «Хонингование так же важно, как и правильный выбор кольца, — сказал Джонс. «Кольцо не может исправить плохую стенку цилиндра».
Надлежащая обкатка
Джонс слишком часто замечает, что люди используют неподходящую смазку для приработки колец. «Двигатель нуждается в трении, чтобы обкатывать», — сказал он. «Вы должны создать тепло и давление, чтобы установить кольца. Если вы используете масло с большим количеством модификаторов трения, вы смазываете слишком много».
Используйте специальное масло для обкатки, посоветовал он. Обычно это означает масло с низким или нулевым содержанием моющих присадок с низким общим щелочным числом (TBN), которое измеряет количество щелочных присадок в масле.