Что такое кольца поршня в двигателе

Поршневые кольца в двигателе автомобиля: зачем они там и какие неприятности с ними случаются

Здравствуйте, уважаемые читатели!

В данной статье речь пойдет о небольших и в то же время важных деталях двигателя – поршневых кольцах. Мы выясним, зачем они нужны и что плохого с ними может случиться.

Были ли у вас проблемы с поршневыми кольцами? Напишите об этом в комментариях!

Поршневыми называются незамкнутые кольца, устанавливаемые в канавки с внешней стороны поршней двигателя. При этом зазор между поверхностью канавок и кольцами очень мал.

Не забудьте поставить лайк и подписаться на наш канал:)

Разновидности и функции поршневых колец

Обычно на поршень надевается три кольца – два компрессионных и одно маслосъемное.

Первое компрессионное кольцо (отсчитываем от верхушки поршня) не дает отработанным газам прорваться в картер и отводит львиную долю теплоты (до 55 процентов) от поршня к цилиндру.

Компрессионно-скребковое кольцо помогает первому отводить теплоту и препятствовать попаданию горячих газов в картер. Кроме того, оно соскребает какую-то часть масла с цилиндров.

Маслосъемное кольцо удаляет излишки масла с поверхностей цилиндра.

Таким образом, поршневые кольца выполняют следующие функции:

1. Компрессионная функция. Кольца делают камеру сгорания герметичной. Газы, образующиеся при сгорании топливно-воздушной смеси (ТВС), не попадают в зазоры между поршнем и цилиндром, что улучшает сжатие топлива.

2. Обеспечение экономного расхода масла. Маслосъемные кольца убирают часть смазочной жидкости с поверхности цилиндра и направляют ее в картер

3. Теплообменная функция. Поршневые кольца обеспечивают отвод тепла (возникающего при сгорании ТВС) от поршня к цилиндру. Это защищает силовой агрегат от перегрева

4. Стабилизирующая функция. За счет плотной посадки колец поршень не может перемещаться по горизонтали. Это защищает цилиндро-поршневую группу от изнашивания.

Распространенные проблемы при работе поршневых колец

Поршневые кольца рано или поздно изнашиваются, вследствие чего они перестают обеспечивать герметичность камеры сгорания. Это приводит к тому, что при возгорании ТВС отработанные газы попадают в масляный картер.

В таком случае ухудшаются свойства моторного масла и сокращается срок его службы, а также снижается работоспособность мотора.

То же самое может произойти, если поршневые кольца залегли в канавках.

Определить нарушение работы поршневых колец довольно просто.

Дело в том, что в результате износа или залегания колец расход масла увеличивается и из выхлопной трубы идет дым синего цвета, который свидетельствует о горении смазочной жидкости.

Это лучше всего заметно при запуске мотора, до достижения им рабочей температуры и расширения колец в цилиндре.

Если же кольца износились и не могут нормально функционировать – замените их.

А как вы определяете износ поршневых колец? Пишите в комментариях!

Источник

ПОРШНЕВЫЕ КОЛЬЦА ДВИГАТЕЛЯ: ФУНКЦИИ, ВИДЫ, МАТЕРИАЛ, ИНТЕРВАЛ ЗАМЕНЫ, ПОЛОМКИ И РЕСУРС

Добрый день, сегодня мы узнаем, что называется автомобильными поршневыми кольцами двигателя, каково их основное предназначение, а также, какие существуют разновидности этих немаловажных компонентов силовой установки. Кроме того, расскажем про особенности, из каких материалов изготавливают поршневые кольца и чем различаются детали друг от друга. В заключении поговорим о том, что такое компрессионные и маслосъемные кольца, для чего они нужны и какую роль играют эти ключевые элементы той или иной силовой установки транспортного средства.

Итак, что же такое автомобильные поршневые кольца и какие они бывают? Поршневыми кольцами называются специальные кольца незамкнутого типа, которые имеют небольшой зазор в своем строении и посажены в канавки поршней силовой установки того или иного транспортного средства. Все поршневые кольца подразделяются на два основных вида : на маслосъемные и компрессионные. Чтобы понимать, для чего нужны поршневые кольца автомобилю, необходимо знать, как они функционируют. Об это и другом мы подробно поговорим в нашей статье, чтобы понять, какие задачи выполняют эти ключевые элементы двигателя автомобиля.

Читайте также:  Почему закипает двигатель на калине

Справочно заметим, что на сегодняшний день некоторые автопроизводители на примере компании «БМВ», уже изначально создают силовые установки с повышенным расходом моторного масла, на так называемый угар, в связи со специфической конструкцией поршневых колец. Делается это в первую очередь для того, чтобы максимально снизить потери в процессе функционирования мотора на трения, а также ради меньшего износа цилиндропоршневой группы. Кроме того, из-за такой необычной конструкции элементов двигателя, моторное масло, как бы освежается и тем самым увеличивается межсервисный интервал обслуживания.

1. Из какого материала изготавливают поршневые кольца?

Большинство поршневых колец изготавливается из распространенного материла в автомобилестроении — чугуна. Структура данного материала дает возможность кольцам удерживать моторное масло, тем самым уменьшать износ силовой установки. Наиболее популярной разновидностью чугуна в производстве поршневых колец является ковкий чугун, который в народе называют еще пластичным. Такой вид чугуна обладает множеством положительных качеств, самое главное из которых — это способность упруго деформироваться. Это качество облегчает процесс установки колец в канавки поршней.

Следующий тип материала, из которого изготавливают поршневые кольца — нержавеющая сталь. Данный материал является усовершенствованным видом хромированных чугунных колец. Сама по себе нержавейка — материал, который содержит определенное количество хрома. Такие кольца почти ничем не отличаются по свойствам от хромированных. В отличие от колец, изготовленных из чугуна, стальные элементы способны лучше противостоять высокой температуре, а также ее резкому перепаду.

Кроме вышеописанных материалов существует еще один, который был создан с целью увеличения срока службы колец, а также обеспечения их ускоренной приработки. Этот материал называется молибден. Основа такого материала — чугун, а внешняя поверхность состоит из молибденового покрытия. В отличие от хрома, молибден обладает противоизносными свойствами и имеет большую сопротивляемость механическим воздействиям. На сегодняшний день большинство современных двигателей компонуются поршневыми кольцами из молибдена, так как они более надежны, долговечны чем стальные и чугунные, а также легко прирабатываются к узлам силовой установки.

2. Верхние компрессионные кольца двигателя

Что такое компрессионные кольца? Это разновидность поршневых колец двигателя автомобиля, которые предотвращают проникновение или прорыв газов из камеры сгорания цилиндров в картер силовой установки. Как правило, наружный диаметр таких колец в свободном состоянии будет меньше внутреннего диаметра цилиндра. Заметим, что небольшой участок компрессионных колец, специально срезан, такой вырез в этих деталях называется замком.

Заметим, что в природе существует большое множество конфигураций компрессионных колец, причем эти отличия на глаз порой трудно различить. Например, кольцо такого вида может иметь специальное небольшое перекручивание, то есть верхняя и нижняя поверхности детали не будут лежать плоско в канавке поршня, а они имеют вид слегка наклоненных. Таким образом, благодаря такой конструкции, верхний и нижний край лицевой поверхности вступают в контакт с отверстием цилиндра.

Как правило, компрессионные кольца производители конструируют таким образом, чтобы максимально ускорить их приработку поверхности к стенкам цилиндров, а также помочь уплотнению детали в верхней и нижней плоскостях канавки, которая служит специально для кольца. Отметим, что параметр перекручивания кольца достаточно мал и в большинстве случаев эта конструкторская особенность делается при помощи стачивания фаски, расположенной на внутреннем крае детали силовой установки.

3. Маслосъемное и второе компрессионное кольца двигателя

Что такое маслосъемные кольца? Это разновидность поршневых колец, которые препятствуют проникновению моторного масла из картера двигателя в камеру сгорания и обеспечивающие снятие излишек масла со стенок цилиндра. Кольца такого типа устанавливают в силовой установке ниже уровня компрессионных. Главным конструкторским отличием маслосъемных колец от компрессионных является наличие у первых специальных сквозных отверстий.

Кроме вышеописанных колец, есть еще один тип, который называется вторым компрессионным. Главной задачей этого элемента двигателя является дополнительное уплотнение верхнего маслосъемного кольца. Как правило, второе кольцо контролирует только газы, которые направляются мимо верхнего кольца, а давление с температурой при этом разнятся от показателей для верхнего компрессионного кольца. Поэтому к материалам и конструкции 2-го компрессионного кольца предъявляются менее требовательные запросы при производстве, так как эти параметры не являются критичными для его основных функций. Таким образом, 2-ое кольцо выполняет функцию, которая помогает маслосъемному кольцу избавится от лишнего моторного масла на стенках цилиндров. Этот процесс уберегает силовую установку от возникновения детонации, благодаря предотвращению попадания излишнего масла в камеру сгорания.

Читайте также:  Стелс дельта 200 тюнинг двигателя

Как мы отмечали ранее, некоторые модели компрессионных колец специально изготавливаются слегка скошенными. Это делается для того, чтобы максимально содействовать функционированию маслосъемного кольца. Скос на таких кольцах, как правило, расположен у верхнего края детали. Принцип работы основного или первого компрессионного кольца осуществляется таким образом, что оно двигается поверх моторного масла при движении вверх в рабочей области цилиндра и удаляет, как скребок излишки технической жидкости при движении вниз. В том случае, если удаление масла по какой-то причине основным кольцом невозможно, то второе кольцо, расположенное за маслосъемным в принудительном порядке, удаляет все оставшееся масло с поверхности стенок цилиндров.

Сегодня на рынке можно встретить в продаже вторые компрессионные кольца без специального зазора. Данные элементы обладают новой и современной конструкцией, которая так и называется «без зазора». Однако отметим, что изготовить кольцо полностью без зазора практически невозможно, так как мы просто потом их не сможем установить на поршень и при этом оно еще будет нерегулируемым, даже в том случае, если будут совсем небольшие отклонения формы отверстия цилиндра от окружности. Поэтому кольца «без зазора» оснащены специальным отверстием или разрезом, просто оно настолько минимально для отвода газов из камеры сгорания, что они проходят мимо элемента. Кстати, справочно для наглядности ниже на изображении продемонстрированы минимальные зазоры в замках поршневых колец.

Благодаря новым технологиям при производстве поршневых колец, которые не обладают выраженными зазорами, узлы двигателя автомобиля благодаря им способны быстрее притереться друг к другу в процессе обкатки. При этом силовая установка способна выдавать чуть большую мощность при диагностике на стенде. Как правило, потребность в без зазорных поршневых кольцах напрямую зависит от того, как функционируют другие кольца мотора. В том случае, если компрессионное кольцо верхнего вида дает качественное уплотнение, то 2-ое, которое без зазора уже особо не играет никакой роли в процессе работы двигателя. Однако в реальности, на современных моторах, 2-ое компрессионное кольцо, которое идет без зазора действительно может быть средством для получения большей мощности и отдачи от силовой установки.

В заключении отметим, что наиболее важным типом поршневых колец для оптимального функционирования двигателя внутреннего сгорания того или иного транспортного средства являются маслосъемные элементы. Особенно важную роль они выполняют в случае систематического использования бензина с низким октановым числом. Благодаря этим кольцам происходит очистка камер сгорания цилиндров и головки поршней от моторного масла, которое их загрязняет. Кроме того, как следствие это способствует выработке силовой установкой максимально возможной мощности при необходимости.

Источник

Поршневые кольца двигателя. Почему их 3 и что делать что бы они служили дольше?

Поршневые кольца — это незамкнутые кольца, которые с небольшим зазором (до нескольких сотых долей миллиметра) посажены в канавках на внешних поверхностях поршней в двигателях внутреннего сгорания. В данной статье мы поговорим про поршневые кольца двигателя, какие они бывают и основное предназначение колец двигателя.

Поршневые кольца по назначению разделяют на компрессионные и маслосъемные. Компрессионные кольца предотвращают порыв газов из камеры сгорания в картер. Наружный диаметр кольца в свободном состоянии больше внутреннего диаметра цилиндра, поэтому часть кольца вырезана. Вырез в поршневом кольце называют замком.

Маслосъемные кольца препятствуют проникновению масла из картера в камеру сгорания, снимая излишки масла со стенки цилиндра. Их устанавливают ниже уровня компрессионных. Они в отличии от компрессионных колец имеют сквозные прорези.

Из чего делают кольца двигателя?

Одним из первых эффективных материалов, использованных для поршневых колец, был ковкий чугун. Он сочетается с чугуном, используемым в блоках цилиндров, а его пористая структура позволяет ему удерживать масло, уменьшая износ. Широко используется также производная от ковкого чугуна, известная как пластичный чугун. Он обладает большинством качеств чугуна, а кроме этого, он может упруго деформироваться, что облегчает установку колец.

Поршневые кольца, сделанные из нержавеющей стали, являются усовершенствованием хромированных чугунных колец. По сути, нержавеющая сталь является материалом, в который входит большое количество хрома. И нет ничего странного в том, что такие кольца имеют свойства, аналогичные свойствам хромированных колец. Нержавеющая сталь также имеет способность противостоять высокой температуре, превосходящую хромированный чугун.

Читайте также:  Тягово динамическая характеристика двигателя

При попытках увеличения срока службы колец и обеспечения быстрой их приработки, были созданы молибденовые кольца. Такое кольцо является обычно кольцом с основой из чугуна с молибденовым покрытием поверхности. Молибден обладает многими противоизносными свойствами хрома, а в некоторых случаях он может иметь даже большую сопротивляемость износу. С течением времени молибденовые кольца стали основными в двигателях, так как они долговечные, относительно легко прирабатываются и более надежные.

Верхние компрессионные кольца двигателя

Существует много конфигураций верхнего компрессионного кольца и различия между некоторыми трудно уловимы. К примеру, кольцо может иметь преднамеренное небольшое перекручивание. Статья опубликована в паблике я автоман. Другими словами, верхняя и нижняя поверхности кольца не лежат плоско в канавке для кольца, а слегка наклонены, и только верхний или нижний край лицевой (рабочей) поверхности контактирует с отверстием цилиндра.

Кольца сконструированы таким образом, чтобы ускорить приработку поверхностей поршневых колец и стенок цилиндров и помогать уплотнению кольца в верхней и нижней частях канавки для кольца. Величина перекручивания кольца очень мала и оно обычно делается путем стачивания фаски на внутреннем крае кольца.

Другим важным типом компрессионного кольца, хотя и не такого, как обычное плоское или перекрученное кольцо, является поршневое кольцо с L-образным участком, чья способность к уплотнению зависит от усилия, развиваемого давлением газов, действующих на заднюю сторону большого выступа в форме буквы «L». Только эти кольца развивают дополнительное усилие, прикладываемое к стенкам цилиндров, когда в цилиндре имеется высокое давление, например, в такте сжатия и особенно в момент после сгорания рабочей смеси. Конечно, когда высокого давления в цилиндре нет, кольцо ослабляется, уменьшая трение и износ.

Второе компрессионное и маслосъемное кольца двигателя

Основная задача второго компрессионного кольца — обеспечение дополнительного уплотнения после верхнего маслосъемного кольца. Из-за этого второе кольцо обычно «следит» только за газами, которые проходят мимо верхнего кольца, а давление и температура отличаются от значений для верхнего компрессионного кольца. Соответственно материалы и конструкция второго кольца являются менее критичными.

Однако, второе кольцо имеет важную дополнительную функцию: оно помогает маслосъемному кольцу, действуя как «скребок», предотвращает попадание излишнего масла в камеру сгорания и возникновение детонации.

Некоторые вторые компрессионные кольца специально сделаны скошенными, чтобы содействовать работе маслосъемного кольца, а скос наименьший у верхнего края кольца. При этом оно стремится двигаться поверх масла при движении вверх в цилиндре и будет удалять масло при движении вниз. Если удаление масла является проблемой, то такой тип кольца принудительно удаляет масло, хотя второе кольцо с плоской поверхностью вместе с маслосъемным кольцом «нормального» усилия — это все, что нужно.

Второе компрессионное кольцо без зазора является новой конструкцией. Используемый здесь термин «без зазора» в чем-то неправильный, т. к. вообще невозможно изготовить кольцо полностью без зазора — его будет невозможно установить на поршень, и кольцо будет нерегулируемым даже при самых малых отклонениях формы отверстия цилиндра от окружности. Не обращая внимания на это, кольцо можно сделать без видимого зазора для газов, проходящих мимо кольца. При использовании этих колец двигатель прирабатывается быстрее в процессе обкатки, и он выдает немного большую мощность при проверке на стенде.

Потребность в беззазорных кольцах зависит в той или иной степени от того, как работают другие кольца. Если верхнее компрессионное кольцо обеспечивает качественное уплотнение, то беззазорное второе компрессионное кольцо менее важно. Однако, в реальности дело обстоит не так и второе беззазорное компрессионное кольцо может быть реальным средством при получении большей мощности на коленчатом валу.

Маслосъемные кольца очень важны для функционирования двигателей, особенно при использовании низкооктанового топлива. Моторное масло, которое остается в камере сгорания, будет уменьшать октановое число топлива, что может привести к детонации. Оно также может загрязнять камеры сгорания и головки поршней, что обязательно вызовет снижение мощности двигателя.

Понравилась статья?

Ставь лайк и подписывайся на канал !

Так ты будешь получать больше интересной и полезной информации.

Источник