|
|||||||||||
И смотреть, что же будет происходить. Залегание поршневых колец.
Причины, последствия, ремонт или замена | SUPROTEC
В этой статье рассмотрим ситуацию, когда залегли поршневые кольца. Какие процессы становятся причиной неисправности, каковы способы диагностики, что делать. Отдельно разберем, как это предупредить, чтобы не тратиться на ремонт.
Содержание
- Выражение «залегли кольца», это что?
- Признаки залегших колец
- Чем опасна ситуация, когда залегли кольца в двигателе
- Что делать, если залегли кольца в двигателе
- Механическая раскоксовка
- Химическая раскоксовка
- Раскоксовка с помощью присадок
- Советы по профилактике
- Признаки, причины и решения, если залегли кольца
Выражение «залегли кольца», это что?
Для начала разберемся, как устроена цилиндропоршневая группа. Во время работы двигателя поршень совершает возвратно-поступательные движения внутри цилиндра. Между этими деталями обязательно должен быть зазор, чтобы трение не мешало движению.
В то же время контакт деталей поршень/цилиндр должен быть по возможности герметичным, чтобы:
- максимально использовать энергию расширяющихся газов;
- не пропускать продукты сгорания в картер;
- при движении вниз снимать смазку, попавшую на внутреннюю стенку цилиндра.
Чтобы выполнить эти условия, на каждый поршень в большинстве случаев легковых автомобилей установлены три кольца: два компрессионных и одно маслосъемное. Компрессионные кольца обычно «сплошные» в сечении, а маслосъемные имеют прорезь, в которой устанавливается пружина, снаружи у них кромка для съема и разрезы для удаления масла. Благодаря такой конструкции кольца пружинят и плотно прилегают к стенкам цилиндра.
Поршень имеет три канавки, ширина которых на сотые доли миллиметра больше толщины поршневых колец. Поэтому кольца всегда зафиксированы и имеют свободу движения, плотно закрывая зазор.
Когда в поршневых канавках скапливается нагар или кокс, он играет роль клея.
Кольца просто приклеиваются к канавкам, теряют подвижность и не могут упруго прижиматься к стенкам цилиндра, происходит нарушение плотности сопряжения пары поршень/цилиндр. Это явление называется залеганием или закоксовкой. Почему залегают кольца, разобрались, теперь узнаем, как это все диагностировать.
Признаки залегших колец
Ранее выяснили, что, когда залегли кольца в двигателе, нарушается герметичность прилегания поршня к цилиндру. Из этого следует, что газы из камеры сгорания частично «пролетают» в образовавшийся зазор, не выполняя полезной работы, попадают в картер.
Симптомы, что залегли кольца, обуславливаются главным образом падением компрессии в камере сгорания из-за зазоров между поршневым стаканом и стенкой гильзы. Проблемы начинаются с ухудшения динамических характеристик автомобиля. Двигатель плохо реагирует на работу с педалью газа. Это основной признак.
Если залегли маслосъемные кольца, пленка смазки остается на внутренней поверхности цилиндра (кстати, компрессионные кольца залегают гораздо реже).
Во время рабочего хода поршня, когда воспламеняются пары горючего, смазывающая жидкость сгорает. Масло расходуется на угар, а из выхлопной трубы идет дым синеватого цвета. Это второй признак.
Затрудненный запуск двигателя в любую погоду – еще один признак залегших колец. Коленвал с противовесами имеет большую массу, чтобы его провернуть нужно значительное усилие. К тому же масло стекло в поддон картера, на первых оборотах сила трения также препятствует движению поршня. Если один или несколько цилиндров не работают, пуск затруднен.
Увеличенный расход топлива также может быть признаком, что в двигателе залегли кольца. Из-за зазора между поршнем и цилиндром энергия горючего не используется полностью: компрессия недостаточна. Поэтому бортовой компьютер завышает обогащение топливовоздушной смеси, чтобы компенсировать недостаток тяги. Это приводит к перерасходу горючего.
Чем опасна ситуация, когда залегли кольца в двигателе
Главная опасность в том, что когда залегли поршневые кольца, двигатель функционирует в нештатном режиме:
- неполное сгорание топлива, образование нагара;
- сбой работы отдельных цилиндров;
- выхлопные газы проникают в картер, деструкция масла;
- масло сгорает, образовывая лаки и нагар.
Эти, кажущиеся незначительными, неисправности приводят к серьезным проблемам и дорогому ремонту.
Попадая в поддон картера, агрессивные выхлопные газы вступают в реакцию с маслом. Химический состав смазывающей жидкости изменяется, оно не может выполнять свои функции. В результате ускоряется износ трущихся деталей, ухудшается отвод тепла.
Масло, не убранное залегшим маслосъемным кольцом, сгорает, провоцируя локальный перегрев деталей. При длительной эксплуатации в таком режиме появятся задиры на гильзе и юбке поршня. Сгорая, масло оставляет нагар, из-за которого часто возникает детонация, возможен прогар поршня.
Что делать, если залегли кольца в двигателе
Ответ на данный вопрос банален: если довели двигатель своего «железного скакуна» до такого состояния, что залегли кольца, надо их раскоксовать — скажут на любом форуме. Для этого необходимо удалить нагар из поршневых канавок. Раскоксовку можно делать тремя способами:
- механическим очищением нагара,
- химическим растворением кокса,
- при помощи специальных присадок в топливо.
Рассмотрим каждую процедуру подробнее. «Народные способы», связанные с риском повредить прокладки и сальники современного автомобильного мотора, упоминать не будем.
Механическая раскоксовка
Этот способ подразумевает частичную или полную разборку двигателя, потому что поршни, на которых залегли кольца, необходимо извлечь. Очищать детали нужно вручную, используя мягкие щетки, ветошь и растворитель, керосин или ацетон.
Места, до которых трудно добраться щеткой, необходимо тщательно прочистить с помощью небольших кусочков ваты или ветоши смоченных в растворителе. Мастера часто используют пинцеты и другие приспособления, чтобы удалить весь нагар. Только в этом случае раскоксовка считается качественной.
Данный способ требует хорошего знания устройства авто, и силового агрегата в частности. Нужно ведь не только разобрать, но и потом правильно собрать мотор. Это причина, почему лучше доверить такую работу профессиональным автослесарям, хоть это и немалостоящее удовольствие.
Химическая раскоксовка
Этот способ поможет, если залегли маслосъемные кольца, а что делать не знаете – нет ни навыков, ни инструментов, чтобы разбирать двигатель, и нет возможности обратиться в автосервис. Чтобы раскоксовать мотор с помощью химии, нужно только уметь выкручивать свечи зажигания.
Алгоритм химической раскоксовки залегших колец:
- Прогреть двигатель до 80-90 °C.
- Отсоединить провода питания, вывернув свечи.
- Вывесить ведущий мост.
- Рычаг КПП установить на максимальную скорость.
- Провернуть коленвал так, чтобы все поршни встали в среднее положение.
- Залить в цилиндры по 40 мл средства, завернуть свечи.
- Подождать 60 минут, временами поворачивая вперед-назад ведущие колеса.
- Убедившись, что вся жидкость просочилась вниз, запустить мотор на час в режиме ХХ.
- Заменить масло и масляный фильтр.
- Проехать 20-30 км с нагрузкой около 3000 оборотов.
Главные недостатки этого способа:
- Нет возможности надежно проконтролировать, насколько хорошо удален кокс.
- Агрессивная химия может повредить уплотнители и сальники двигателя.
Раскоксовка с помощью присадок
Это наиболее простой и безопасный вариант чистки двигателя, если залегли кольца, а что делать вы не знаете. Достаточно добавить в топливо или моторное масло специальную присадку – не нужно ничего выкручивать-закручивать, вывешивать и ждать. Просто и удобно. Сегодня на рынке представлены средства импортного и отечественного производства. Бренды из стран ЕС и США традиционно пользуются авторитетом, но относительно дороги. Продукция отечественных производителей дешевле, и часто не уступает западным аналогам.
Например, российская компания «Супротек» разработала линейку триботехнических составов, которые позволяют комплексно очистить мотор автомобиля. Промывки быстро удаляют самые стойкие загрязнения, а присадки в бензин и моторное масло поддерживают эффект «чистого двигателя» на протяжении длительного времени. «Очиститель топливной системы» Suprotec комплексно промывает камеру сгорания и топливную систему бензиновых моторов.
Промывка добавляется в топливный бак. Ввиду высокой химической активности рекомендуется для разовой очистки, когда заметили симптомы, что залегли кольца в двигателе. Средство эффективно удаляет все виды нагаров из камеры сгорания, устраняя связанные с ними проблемы.
Чтобы закрепить эффект от «Очистителя топливной системы», рекомендуется использовать «Долговременную промывку двигателя» от «Супротек». Состав заливается в маслозаливную горловину. Это средство работает медленнее, но способно удалить самые стойкие отложения, к тому же оно абсолютно безопасно для резиновых и полимерных деталей. Из-за постепенного характера действия промывку необходимо добавлять в масло приблизительно за 200 километров до плановой замены масла.
Отличные результаты в профилактике такого явления как залегание поршневых колец показал триботехнический состав Suprotec Active. Эта присадка для добавления в моторное масло борется с корнем проблемы – она оптимизирует зазоры в узле кольцо-канавка-гильза. Это улучшает съем смазки со стенок цилиндра, препятствуя образованию нагара.
Конечно, совсем «убитый» двигатель никакая химия не спасет. Но если не запускать состояние автомобиля, в общем, и силового агрегата, в частности – вполне можно обойтись регулярным добавлением присадок в топливный бак или масляную систему. Это дешевле, чем ремонтировать мотор, когда залегли кольца или образовались задиры в ЦПГ.
Советы по профилактике
Основные причины закоксовки двигателя известны, она возможна, если:
- автомобиль несколько месяцев простоял без движения, а потом его начали эксплуатировать,
- постоянно совершаются только короткие поездки, когда мотор не успевает полностью прогреться;
- используется некачественное моторное масло, либо регулярно превышается интервал замены.
Значит, чтобы снизить риск залегания поршневых колец, нужно придерживаться несложных правил:
- Если машина долго простояла без движения, замените масло, прежде чем начнете на ней ездить.
- Время от времени совершайте длительные поездки, чтобы мотор прогрелся, и отложения полностью выгорели.
- Заливайте только рекомендованные производителем автомобиля сорта моторных масел.
Помните, что любую проблему легче предупредить, чем потом с ней бороться.
Признаки, причины и решения, если залегли кольца
Варианты решений расположены в порядке возрастания сложности выполнения. Если не помогает первый вариант, значит, проблема слишком серьезная.
|
Признаки проблемы |
Причина |
Решение |
|
Падение компрессии. |
Газы «пролетают» в зазор между поршнем и гильзой. |
1. Использовать «Очиститель топливной системы» Suprotec, или «Долговременную промывку двигателя». 2. Выполнить химическую или механическую раскоксовку. |
|
Из выхлопной трубы идет сизый дым. |
Масло остается на стенках цилиндра и сгорает с топливом. |
|
|
Затруднен пуск двигателя. |
Мотор троит, недостаточная сила, чтобы провернуть коленвал. |
|
|
Расход горючего увеличился. |
Из-за троения ЭБУ повышает обогащение топливовоздушной смеси. |
Кольца поршневые
? — Техническое обслуживание/ремонт
Сообщество автомобильного разговора
FordMan1959
#1
Мой Эскорт 1988 года (518 500 миль) в последнее время расходует больше масла, чем обычно. Я знаю, что у него проблемы с шламом, и думаю, что кольца закоксовались. Кто-нибудь может подсказать, что можно использовать для очистки без разборки двигателя. Машиной все еще можно управлять в таком виде, и машина не стоит времени и усилий, чтобы все разобрать. Не помешает ли залить унцию или две масла Marvel Mystery Oil прямо в цилиндры и дать ему впитаться в течение нескольких часов? Поможет ли это сломать его и очистить или, скорее, вызовет более серьезные проблемы?
Род-Нокс
#2
Может помочь масло Marvel или любое масло легкой вязкости или трансмиссионная жидкость. Я делал это много раз на всех видах двигателей и никогда не видел никаких повреждений. Обычная процедура заключалась в том, чтобы снять все заглушки, залить несколько унций масла в каждый цилиндр, неплотно накрыть отверстие для заглушки магазинной ветошью, чтобы собрать излишки, и провернуть гармонический балансир на несколько оборотов. Всякий раз, когда убираю двигатель на зиму или дольше, я так и делаю. Есть дымный стартап, но в этом нет ничего страшного. Разве 500 000 миль не ограничивают возможности этого маленького двигателя?
the_same_mountainbike
#3
В магазине запчастей есть присадки в бутылках, которые продаются специально для этой цели.
Абсолютно не помешает попробовать некоторые. Я сомневаюсь, что заливка масла Marval Mystery Oil и оставление его в покое приведет к чему-либо. Это не растворитель.
Но я должен сказать тебе, в 24 года и 518 500 миль это может быть бесполезно. Помимо износа стенок цилиндров и колец, кольца теряют натяжение. Когда они изначально установлены, они подпружинены к стенкам цилиндра. После того, как их разогрели и поколотили миллион и миллионы раз, они теряют это напряжение. Они становятся шваброй без нажима.
Подозреваю проблема не в закоксованных кольцах. Подозреваю проблема в уставших старых кольцах, побитых временем, в изношенных цилиндрах. Но все же попробуйте добавку. Вам нечего терять.
Кстати, поздравляю. Этот пробег — чертовски большое достижение.
Кит
#4
Нефтепродукт может размягчить кокс, но как только вы заведете двигатель, он тоже закоксуется, так как деваться ему некуда.
Вместо этого используйте растворитель, такой как SeaFoam или керосин.
ФордМан1959
#5
Я согласен, что стенки цилиндров и кольца, вероятно, имеют значительный износ, частично влияющий на расход масла, но, поскольку он, кажется, заметно увеличился за последние несколько тысяч миль, а в двигателе ранее были проблемы с шламом, я подумал, что, возможно, кольца тоже были закоксованы.
Вы все думаете, что морская пена будет лучшим вариантом? Можно ли заливать Sea Foam прямо в цилиндры? Наверное, больше чистящих средств. Когда он прогреется, я планирую снять масляный поддон и очистить его, а также заменить масло/фильтр, чтобы я мог попробовать любой очиститель перед тем, как снимать масляный поддон и производить замену масла.
Что касается двигателя с большим пробегом, он по-прежнему работает хорошо, расход бензина составляет около 40 миль на галлон, единственная проблема — расход масла.
Я проверил компрессию на нем на пробеге около 500 тысяч миль, и компрессия по-прежнему была 145-155 фунтов на квадратный дюйм по всем направлениям.
the_same_mountainbike
#6
На полках разные товары. Я не хочу предлагать название бренда, так как я им не пользуюсь. На бутылке написано, что они для раскоксовки моторных внутренностей.
Тестер
#7
Я много раз успешно использовал Seafoam для обезуглероживания закоксованных поршневых колец.
Доведите двигатель до рабочей температуры и заглушите его. Снимите вакуумный шланг с усилителя тормозов.
Приспособьте шланг, который подойдет к вакуумному шлангу усилителя тормозов и к банке с Seafoam. Возьмите плоскогубцы и отщипните шланг. Попросите кого-нибудь запустить двигатель и довести обороты холостого хода до 2000 об/мин. Теперь медленно отсоедините шланг, чтобы Seafoam попал в двигатель. Поддерживайте высокие обороты и при необходимости пережимайте шланг, чтобы двигатель не заглох. Как только весь Seafoam будет втянут в двигатель, выключите двигатель. Установите на место вакуумный шланг усилителя тормозов. По прошествии получаса перезапустите двигатель и доведите обороты до 2000 об/мин. Держите обороты на уровне 2000, пока дым из выхлопной трубы не рассеется.
Тестер
ok4450
#8
Если кольца изношены, прикипели из-за перегревов в прошлом, или двигатель имеет застекленные и/или забитые яйцами стенки цилиндров, то никакие присадки не помогут.
Компрессия около 150 падает, но этого и следовало ожидать. Удивительно, что компрессия такая высокая, учитывая пробег двигателя.
Кэддимен
#9
Я не думаю, что всасывание его (морской пены) в работающий двигатель НИЧЕГО не даст, кроме выдувания 98% выхлопа и образования большого количества дыма…
Поверните двигатель в ВМТ, затем еще на 90 градусов, чтобы расположить все поршни посередине их отверстий … Снимите заглушки и введите 3 или 4 унции Sea-Foam или Rislone в каждый цилиндр. Оставьте это на ночь. Проверните двигатель рукой, чтобы очистить цилиндры, затем прокрутите его стартером, установите свечи и запустите его… После одного цикла езды я бы заменил масло…
ФордМан1959
#10
Продолжайте генерировать идеи. Прямо сейчас я мало вожу машину, жду более теплой погоды, чтобы выйти на улицу и поработать с ней, пытаясь хорошо очистить двигатель изнутри, вытащить и очистить масляный поддон и заменить масло/фильтр. При том пробеге, который у меня вышел из этого двигателя, и состоянии остальной машины это не большая потеря или разочарование, если ничего не поможет, я просто буду продолжать ездить как есть до конца.
Бинг
#11
Мне нравится Seafoam, но я использую его ночью или сначала вызываю пожарных. Он будет дымить как сумасшедший, и все соседи будут думать, что ваш гараж горит.
радж
#12
Что означает больше масла, чем обычно? Например, 1 кварта/1000 миль или 1 кварта/500 миль и т. д.
Некоторые из этих продуктов могут стоить $$$$, и вы купите несколько ящиков действительно недорогого моторного масла, которого достаточно для этой машины.
the_same_mountainbike
№13
Радж задал отличный вопрос: СКОЛЬКО масла он использует? Мы все отвечаем, исходя из предположения, что использование драматично. Это?
ФордМан1959
№14
Норма расхода около 1кварт/800-1000 миль.
Я не собираюсь тратить целое состояние на машину, но подумал, что стоит попробовать банку Sea Foam за 8 долларов. У меня даже есть неполная банка в гараже, где я использовал часть в своем мотоцикле прошлым летом.
Тестер
№15
Ничего! Большинство автопроизводителей считают литр на 1000 миль на своих НОВЫХ автомобилях нормальным расходом топлива.
Тестер
the_same_mountainbike
№16
Полностью согласен с Тестером. Попробуйте какую-нибудь добавку, если хотите, но чувак, если бы у меня был двигатель с таким пробегом, и это все, что он сжигал, я бы просто продолжал делать то, что делаю, и не стал бы с этим связываться.
Я мог бы даже организовать семинар о том, как заставить двигатель работать вечно и использовать автомобиль в качестве звездного аттракциона.
GSragtop
# 17
LOL, Гора…
У меня был дилер, который выставил на продажу подержанный Hyundai с пробегом более 400 000 миль в своем выставочном зале, чтобы доказать, что машина на это способна. Он сказал, что продал больше машин с этой, что вложения, которые он вложил в нее, оправдали себя на 100%.
марка9207
# 18
Кстати, недалеко от того места, где я живу, есть дилерский центр Toyota, в котором есть Camry середины 90-х годов с большим пробегом.
Точно не помню, но думаю, что около полумиллиона миль. Иногда они размещают фотографию этой машины в своих газетных объявлениях с приглашением приехать и протестировать ее, со знаком доллара и НЕ ДЛЯ ПРОДАЖИ! где будет цена. Меня не удивит, если они вложили много денег в эту машину, чтобы она хорошо ехала и была витриной долговечности для потенциальных клиентов.
Любой автомобиль может накопить много миль, это зависит только от ухода за ним и от того, насколько сильно владелец хочет продолжать накапливать мили. Однажды я работал на Chevy Suburban, который все еще выглядел, ехал и даже пах как новый грузовик, но одометр показывал 481 000 миль. Владелец сказал, что это было законно, и что он просто хорошо о нем заботится и на сегодняшний день не требовал капитального ремонта, если только вы не считаете шины и тормоза капитальным ремонтом. Я не.
the_same_mountainbike
# 19
Мой пикап Toyota 1989 года проехал 338 000 миль, когда его разбил заблудший Hyundai. Я скучаю по этому. Двигатель и трансмиссия были оригинальными (кроме цепи ГРМ и периферийных узлов, таких как генератор переменного тока и стартер), и все еще работало отлично.
Кэддимен
#20
О двигателе 22R Toyota ходят легенды… Жаль, что его больше не производят.
следующая страница →
Подробная информация о материалах и развитие технологии поршневых колец
Широко используемое сегодня разъемное поршневое кольцо было впервые изобретено Джоном Рэмсботтомом в конце 1800-х годов. Его изобретение сразу же заменило кольца в стиле конопли, которые использовались в паровых двигателях, и представляет собой качественный скачок в производительности.
Преимущества использования этого типа колец в паровой машине были огромными с точки зрения мощности, эффективности и обслуживания.
Думая о поршневых кольцах, задумывались ли вы когда-нибудь о том, что они являются наименьшим компонентом двигателя внутреннего сгорания, но при этом несут наибольшую ответственность? Когда вы собираете двигатель, вы никогда не понимаете, что будет делать поршневое кольцо в течение своего срока службы, что в действительности делает производительность этого крошечного компонента еще более высокой.
Поршневые кольца выполняют три основные задачи, обеспечивая стабильную мощность двигателя. Прежде всего, кольцо должно эффективно и безотказно герметизировать каждый цилиндр на протяжении тысяч, а иногда и сотен тысяч километров до замены. Когда смесь воздуха и топлива воспламеняется в каждом цилиндре, кольцо должно плотно прилегать к стенке цилиндра, чтобы взрыв мог протолкнуть поршень вниз по каналу ствола. Поршневое кольцо — на самом деле образованный кусок проволоки — также должно препятствовать попаданию картерных газов в картер, одновременно сдерживая взрыв при сгорании.
Во-вторых, кольцо способствует передаче тепла от поршня, вызванного взрывом, к стенкам цилиндра. Кольца являются единственным контактом между отверстием цилиндра и поршнем, и это единственный способ передачи тепла в систему охлаждения от процесса сгорания.
Этот узел поршня и штока был взят от Benz 1911 года (это было до того, как Mercedes вмешался). Обратите внимание на качество изготовления, такое как плавающий палец, спиральные компрессионные кольца и канавки для обработки маслом в шейке штока. Это было точно и сложно, особенно если принять во внимание инструменты, которые были доступны более 100 лет назад. Подумайте о том, сколько человеко-часов ушло на эту сборку с использованием современных инструментов!
В-третьих, и, пожалуй, самое главное, поршневое кольцо должно препятствовать попаданию моторного масла в камеру сгорания. Каждое отверстие цилиндра очень похоже на подшипник двигателя. Заточенные царапины в отверстии создают карман для захвата масла, поэтому кольца будут иметь смазку, когда они вращаются и перемещаются вверх и вниз в цилиндре.
Но все масло, которое разбрызгивается на стенках цилиндра из вращающегося узла, должно быть соскребано, чтобы предотвратить попадание масла в камеру сгорания, поскольку масло, попадающее в камеру сгорания, может нанести ущерб процессу сгорания, эффективно снижая октановое число автомобиля. потенциально вызывая вредные последствия.
Благодаря волшебству исследований и разработок, а также постепенному эффекту от производства оригинальных комплектующих, кажется, что с каждым годом поршневые кольца становятся тоньше, а характеристики двигателя улучшаются. Это относится ко всем приложениям, от изготовленных на заказ гоночных поршней до стандартных поршней для замены. Если поршневые кольца выполняют такую огромную работу, то почему они становятся меньше? Возможны ли какие-либо неблагоприятные последствия в будущем?
Наше кольцо Total Conform легко заметить благодаря радиальным насечкам на нем», — говорит Кит Джонс из Total Seal. «Это позволяет кольцу полностью соответствовать форме, изгибаясь в любой форме, необходимой для полного уплотнения между поршнем и стенкой цилиндра.
Обширные испытания показали, что кольца меньшей ширины оказались столь же эффективными, а может быть, и чуть более эффективными, чем предыдущие более толстые версии. Это в основном связано с различием современного материала, используемого для поршневого кольца, по сравнению с более старыми, менее эффективными материалами. Кроме того, различия в конструкции и форме, а также в отделке и покрытиях, нанесенных на поверхность поршневых колец, помогают повысить производительность и снизить сопротивление. Эти изменения оказались более эффективными, обеспечивают большую мощность при меньшем прорыве газов и продлевают срок службы. Лучший способ понять, что происходит в мире поршневых колец, — оглянуться назад и понять, откуда мы пришли. Благодаря вкладу Кита Джонса из Total Seal, который также помог нам с фотографиями и диаграммами для этой статьи.
Выбор материала
Популярным материалом, используемым для изготовления поршневых колец, является чугун, часто называемый серым чугуном.
Самым большим преимуществом использования чугуна для изготовления поршневых колец является то, что он не истирает и не царапает отверстие цилиндра. И пока чугунное кольцо достаточного размера, оно обеспечит адекватное уплотнение. Если эксплуатационные нагрузки увеличиваются или размер уменьшается для применения, тогда может возникнуть проблема с кольцевым уплотнением. Когда для верхнего кольца используется чугун, его обычно покрывают молибденом или хромом для предотвращения износа отверстия. Если для второго кольца используется чугун, покрытие не наносится. Чугунный материал очень хрупок; под микроскопом зернистая структура чугуна прямоугольная и острая. Вот почему, если вы попытаетесь скрутить чугунное кольцо, оно сломается, потому что зернистая структура легко ломается. Чугун популярен, потому что его производство несколько экономично. Недостатком его использования является то, что для завершения требуется несколько производственных этапов, и он не идеален для высокопроизводительных двигателей.
Существует два основных метода изготовления чугунного кольца. Наиболее распространенный способ — взять поршневое кольцо желаемого внешнего диаметра и сформировать пресс-форму. Затем, как только чугун был сформирован внутри этой цилиндрической формы, центр формы вырезается по внутреннему размеру поршневого кольца. Например, после завершения процесса у вас будет что-то похожее на ствол оружия. Затем каждое отдельное кольцо вырезается из формы, как нарезается буханка хлеба.
Современные высокотехнологичные методы изготовления поршней и покрытия заслуживают применения высокотехнологичных материалов для поршневых колец, дополняющих улучшения производительности, обеспечиваемые снижением сопротивления и улучшенным контролем масла.
Другой способ изготовления чугунных колец аналогичен способу изготовления модели автомобиля или грузовика. Когда вы открываете коробку с моделью автомобиля, вы находите несколько листов пластика, из которых сформированы кусочки, которые вы выламываете из формы, чтобы извлечь детали.
Чугун заливают в форму так же, как детали модели автомобиля, только в форме поршневых колец. Когда процесс завершен, кольца вынимаются из формы и подвергаются окончательной механической обработке для использования. Хотя чугунные кольца могут быть доступными из-за стоимости материала, для их обработки и окончательной обработки требуется много ручной обработки. Кроме того, существует много отходов, которые необходимо перерабатывать после получения готового продукта.
Ковкий чугун — еще один материал, используемый в производстве поршневых колец; он существует уже довольно много лет и все еще распространен сегодня. Процесс формования поршневых колец из ковкого чугуна очень похож на процесс изготовления чугунных колец. Состав материала берется из чугуна путем извлечения углеродных хлопьев, которые в основном представляют собой графит, и формирования из этого материала цилиндрической формы для установки внешнего размера. Затем внутренний размер можно вырезать. Затем кольца можно нарезать из «ствола ружья» и подвергнуть термической обработке.
Под микроскопом ковкий чугун имеет круглые зерна узловатой формы, которые очень прочны, в отличие от зернистой структуры чугуна. Если вы возьмете кольцо из ковкого железа и попытаетесь сломать его, вы обнаружите, что оно только сгибается и скручивается в форме кренделя. Ковкий чугун в два раза прочнее чугуна и используется в высокопроизводительных приложениях. Поскольку большинство дизельных двигателей оснащены турбонаддувом, кольца из ковкого чугуна обычно использовались из-за их устойчивости к отказам в ситуациях с высокой степенью сжатия и высоким рабочим давлением в цилиндре.
Верхнее кольцо из ковкого чугуна дизельного двигателя называется «краеугольным камнем». Кольцо трапецеидального искажения напоминает перевернутый треугольник и также известно как самодействующее кольцо.
Движение поршня вверх и вниз удерживает трапециевидное кольцо в нагруженном состоянии в кольцевой канавке поршня и, в качестве побочного эффекта, также очищает кольцевую канавку от сажи дизельного топлива.
Однако кольцо из ковкого чугуна с замковым камнем уникальной формы сегодня широко не используется. Поскольку использование рециркуляции выхлопных газов стало стандартом почти для всех двигателей внутреннего сгорания, при использовании этой формы угольная набивка имеет тенденцию заклинивать кольцо в канавке поршня, вызывая выход из строя.
Если вы не уверены, из какого материала сделаны ваши кольца, не пытайтесь их сгибать. Простой способ проверить их — бросить на стол в магазине. Если кольцо издает звенящий звук, значит, оно изготовлено из ковкого чугуна, а если просто стучит по столу, оно изготовлено из чугуна.
Высокая температура и давление, создаваемые мощным дизельным двигателем, могут прорезать верхнее кольцо и воздействовать на остальную часть поршня подобно паяльной лампе.
Сделка стали
В настоящее время сталь используется для изготовления поршневых колец, особенно в высокопроизводительных и тяжелых условиях эксплуатации. Преимуществ у стальных колец много: они проще в изготовлении, прочнее и тверже, чем ковкий чугун, и устойчивы к поломке, особенно в тех случаях, когда требуются приложения с добавлением мощности.
Недостаток? Материалы дороже.
Здесь кольцо из нержавеющей стали AP переходит от сырья к рулонному продукту. Поскольку для поршневого кольца крайне важно иметь надлежащее натяжение и сопротивление в цилиндре при установке в двигатель, процесс формования является наиболее важным этапом производства, обеспечивающим правильность этих характеристик в готовом изделии.
Процесс изготовления стальных поршневых колец прост; проволока нарезается из катушки материала, измеряя нужные пропорции. Нет отходов, и меньше шагов от резки до конечного продукта. Возможно, лучшее в использовании стальных колец заключается в том, что они могут выдерживать более высокие тепловые нагрузки в суровых условиях и при этом сохранять свою форму без повреждений. А в приложениях с высокими оборотами, низким напряжением и высоким вакуумом, таких как NHRA Pro Stock и других безнаддувных гоночных классов, стальные кольца обеспечивают гораздо лучшее кольцевое уплотнение. Внутренняя верхняя поверхность обычно имеет скос, который помогает вызвать скручивание при воспламенении цилиндра.
Тонкое верхнее кольцо прижимается к дну верхней канавки поршня, а давление газа прижимает кольцо к отверстию. Поскольку поверхность кольца имеет бочкообразную форму, при движении поршня вниз по отверстию кольцо находится в постоянном контакте со стенкой цилиндра.
Современные поршневые кольца различной толщины обеспечивают превосходные характеристики по сравнению с пакетами колец прошлого. Здесь вы можете увидеть сравнение с обычным пакетом колец.
Детали стального кольца
Чтобы стальное кольцо было совместимо с отверстиями цилиндров из чугуна, оно должно быть покрыто молибденом, хромом, PVD (осаждением частиц из паровой фазы) или газовым азотированием. Молибденовые покрытия наносятся на лицевую сторону кольца. Молибден обладает высокой устойчивостью к истиранию, но также является пористым, что обеспечивает некоторое удержание масла.
Хром — это очень твердое покрытие, используемое при высоких нагрузках и часто встречающееся в двигателях гонок по бездорожью.
Хромовое покрытие может препятствовать проникновению грязи и удалению мусора из выпускного отверстия. Если бы вы использовали кольца с молибденовым покрытием в этих приложениях, грязь попала бы на поверхность кольца из-за пористости, что привело бы к повреждению отверстия.
В последние несколько лет PVD-покрытие поверхности поршневых колец стало более популярным. PVD представляет собой тонкое покрытие, которое наносится на кольцо с использованием титана или хрома, испаряемых при нагревании с химически активным газообразным азотом. Этот процесс сделает кольцо очень твердым, гладким и термостойким.
И, наконец, газовое азотирование — это тепловой процесс, при котором кольцо пропитывается азотом, что приводит к цементации кольца. Этот процесс упрочняет поверхность примерно на 0,001 дюйма в глубину; при использовании газового азотирования на отверстии цилиндра появляются признаки износа раньше, чем на кольце.
Вторые кольца переходят из чугуна в ковкий чугун и сталь.
Поскольку второе кольцо соскребает большую часть масла со стенок цилиндра, стальные кольца для второго положения скошены на нижней стороне, чтобы вызвать скручивание. По мере того, как поршень опускается в отверстие, поворот кольца позволяет конической поверхности соскребать масло со стенки цилиндра.
Обычные вторые кольца: RBT (коническая поверхность с обратным скручиванием) или THG (канавка крюка или Napier). В кольце RBT внутренний скос вызывает скручивание, которое предотвращает скопление масла за кольцом, в то время как коническая поверхность царапает отверстие. Конструкция THG будет иметь скручивание, вызванное не внутренним скосом, а крюком на поверхности кольца, когда оно соприкасается с отверстием. Это также предотвращает накопление масла за вторым кольцом и используется в основном для повышения производительности.
Кольца Napier, которые имеют форму крючка, также распространены для второй позиции. Крюк собирает масло, когда оно очищается, что позволяет использовать маслосъемные кольца с низким натяжением в таких ситуациях.
Вторые кольца, изготовленные из стали или ковкого чугуна, не имеют покрытия, поскольку исследования показали, что вторые кольца с покрытием не имеют преимуществ по сравнению с кольцами без покрытия, поскольку очищающее действие, используемое для удаления масла, обеспечивает их хорошую смазку.
Хотя многие люди называют второе кольцо компрессионным, здесь мы видим, что оно гораздо больше связано с контролем масла, чем с сдерживанием сжатия.
Советы по быстрой сборке
Если вы собираете двигатель и используете стальные кольца, обязательно измерьте свободный зазор поршневого кольца. Свободный зазор измеряется, когда вы достаете кольца из коробки и кладете их на стол. Например, зазор в поршневом кольце, лежащем на столе, будет 0,600 дюйма.
Вы устанавливаете поршневое кольцо в двигатель, и теперь для вашего применения зазор составляет 0,020 дюйма. При обновлении свободный зазор теперь составляет 0,500 дюйма, что считается нормальным после того, как двигатель подвергся тепловому циклу на соревнованиях. Но если свободный зазор составляет 0,100 дюйма, то что-то не так с соотношением воздух/топливо или моментом зажигания, потому что кольцо теряет прочность на растяжение и деформируется из-за слишком большого нагрева.
Подпиливая кольца, старайтесь, чтобы они были как можно более квадратными. Чрезмерная фаска может быть столь же вредной, как и слишком большой зазор.
Еще один совет: снимать заусенцы и снимать фаски как можно меньше при установке поршневых колец напильником. Кроме того, оставьте края как можно более прямыми, чтобы обеспечить лучшее уплотнение кольца. Следуйте рекомендациям производителя по правильной технике заточки. Надлежащая обработка отверстия цилиндра обеспечит необходимое количество масла для смазывания используемого материала кольца.