Подбор поршневых колец по размеру

Капитальный ремонт или тюнинг двигателя обычно предполагает необходимость полной разборки ДВС для замены элементов ЦПГ и КШМ. В ходе выполнения работ в ряде случаев необходимо растачивать блок цилиндров, затем производится хонингование цилиндров. Далее требуется точный подбор поршней по размерам гильз, параллельно меняются поршневые кольца, поршневые пальцы и шатуны, производится замена или ремонт коленчатого вала и т.д.

Замена поршневых колец и самих поршней на бензиновом или дизельном моторе предполагает максимальное уплотнение щелевых зазоров. В данной статье мы поговорим о том, как правильно сделать подбор поршней, а затем подобрать к ним подходяще по размеру поршневые кольца.

Содержание статьи

Коротко о поршнях: как подобрать поршень к цилиндру

Начнем с того, что зазор между поршнем и цилиндром определяется четко прописанными нормами. Для деталей в новом двигателе такой зазор составляет от 0.

Восстановление ЦПГ двигателя потребует расточки блока цилиндров в ремонтный размер, после чего производится подбор поршня из группы так называемых ремонтных поршней. Главным требованием к процессу расточки цилиндров является итоговый результат, максимально приближенный к четко указанному ремонтному размеру.

Также необходимо учитывать, что размер после расточки блока дополнительно уменьшится в среднем на 0.03 мм после процесса нанесения хона (хонингование поверхности цилиндра). По этой причине при хонинговке цилиндров нужно придерживаться такого диаметра, чтобы после установки поршня зазор был максимально приближен к 0.045 мм, что является показателем зазора применительно к новым деталям.

Чтобы точно подобрать новый поршень по размерам необходимо сначала провести дефектовку цилиндров и поршней. Для замера диаметров поршня и цилиндра потребуются измерительные приборы:

• микрометр;
• нутромер;

Микрометром измеряется диаметр поршня, при помощи нутромера производятся измерения диаметра цилиндра. Измерять диаметр цилиндра необходимо в четырёх поясах, а также промерять две перпендикулярные плоскости. Четко установленный зазор между поршнем и цилиндром позволяет без затруднений осуществить подбор необходимого размера поршня поле расточки цилиндров, а также обеспечивает легкость установки поршня при сборке.

Далее подбор осуществляется на основании специальной таблицы, в которой указаны номинальные размеры цилиндров и поршней. Диаметр ремонтных поршней получил специальное деление по классам в зависимости от наружного диаметра детали. Всего таких классов 5, каждый класс обозначен литерами от A до E в алфавитном порядке (А, B, C, D, E) через 0.01 мм размера. Также деление по классам предусматривает изменение диаметра отверстия под поршневой палец через каждые 0.004 мм.

Данная информация о классификации ремонтных поршней наносится в виде маркировки на днище поршня. Цифровое обозначение указывает на категорию отверстия под палец, а буквенное обозначение указывает на принадлежность поршня к тому или иному классу (класс ремонтного поршня). Также в процессе подбора номинальных размеров или ремонтного размера поршневой дополнительно необходимо обращать внимание на массу поршня. Поршни могут иметь как стандартную массу, так и увеличенный или сниженный на несколько грамм вес. Параллельно с подбором новых поршней необходимо подбирать ремонтные поршневые кольца, которые также имеют ремонтные размеры.

Как подобрать поршневые кольца

Подбор поршневых колец означает, что размеры поршневых колец в обязательном порядке должны соответствовать как размерам поршней, так и размерам цилиндров. Добавим, что производить подбор поршневых колец по размеру немного легче сравнительно с подбором самих поршней. Так происходит благодаря тому, что ремонтные поршневые компрессионные и маслосъемные кольца для различных моделей двигателей в большей или меньшей степени сегодня являются взаимозаменяемыми. Это означает, что можно приобрести как оригинальные поршневые кольца, так и подобрать детали стороннего производителя.

Подбор колец по размерам

Подбирать кольца необходимо с учетом следующих базовых параметров:

• высота поршневого кольца;
• диаметр поршневого кольца;

Любой качественный аналог, который имеет необходимые размеры, зачастую становится без всяких проблем. Для полной уверенности необходимо также учитывать радиальную ширину поршневых колец, а точнее соответствие данной ширины канавкам поршня. Другими словами, глубина канавок в отдельных случаях может оказаться недостаточной.

Что касается компрессионных колец, такие кольца конструктивно схожи, зачастую имеют одинаковую или практически одинаковую радиальную ширину, так что проблем после установки правильно подобранных по размеру колец из этой группы обычно не возникает. Подбор маслосъемных колец, напротив, требует повышенного внимания как к самой конструкции кольца (коробчатые, наборные маслосъемные кольца), так и дополнительного уточнения их радиальной ширины по специальным каталогам изготовителя колец.

Хотелось бы добавить, что подбирать поршневые кольца для дизельных двигателей сложнее. Компрессионные кольца для дизелей имеют молибденовое покрытие, а также отличаются трапецеидальным профилем, который дополнительно может иметь разные углы. Маслосъемные кольца в дизелях обычно коробчатые, но и данный факт необходимо проверять по каталогам, так как встречаются случаи установки на дизельный двигатель наборных колец.

Обратите внимание, что ставить на дизель поршневые кольца от бензинового двигателя крайне не рекомендуется. Одновременно с этим в отдельных случаях допускается вариант установки поршневых колец с дизеля на бензиновый мотор.

Какие поршневые кольца лучше

Помимо выбора из доступных номинальных и ремонтных размеров колец потребуется также отдельно подобрать материал изготовления.  Вполне справедливо утверждение, что поршневые кольца для маломощного низкооборотистого двигателя, который был разработан 10-15 лет назад (даже при учете их полного соответствия по размерам), смогут нормально и долговременно функционировать в высокофорсированном силовом агрегате с турбонаддувом.

Дело в том, что материалы, нанесенное покрытие и допуски по геометрии колец вполне могут отличаться. На указанные факторы в процессе подбора следует обращать пристальное внимание, особенно в случае отсутствия точных данных в каталогах изготовителя.  Также следует добавить, что кольца для новых двигателей обычно хорошо работают в старых ДВС, но не наоборот.

Хромированные кольца обычно устанавливаются на моторы с высокой степенью сжатия, что предполагает более серьезные нагрузки на ДВС и ЦПГ. Гражданские автомобили иностранного производства зачастую имеют поршневые маслосъемные кольца из нержавеющей стали. Такие кольца отличаются большим сроком службы, низким весом и приемлемой стоимостью.

Как выбрать поршневые кольца: защита от подделки

В процессе подбора деталей необходимо в обязательном порядке придерживаться ряда правил и советов, которые помогут избежать приобретения поддельных запчастей. Начнем с того, что запчасти-заменители производства известных брендов не должны иметь слишком низкую стоимость по сравнению с оригинальными деталями.

Для изготовления качественной продукции производитель должен использовать качественные материалы и задействовать современные технологии производства. Перед поиском неоригинальных заменителей рекомендуется предварительно ознакомиться со стоимостью аналогичных оригинальных запчастей.

Поршневые кольца должны быть упакованы в фирменную упаковку. Сама коробка должна быть аккуратно склеена. Надписи на коробке должны иметь четкий и одинаковый шрифт, штампы, голограммы (при известном факте использования такой защиты на оригинальной упаковке). Фасуют детали в небольшие пакеты из полиэтилена, укладывая по три кольца.

На указанном пакете должны присутствовать следующие обозначения:

• номер комплекта;
• модель двигателя;
• размер поршневых колец;

Косвенным признаком также является общее количество пакетов с кольцами. Это количество должно соответствовать количеству цилиндров конкретного двигателя, для ремонта которого предназначен данный ремкомплект.

Дополнительно исследуйте маркировку колец. Поршневые кольца в автоматическом режиме маркируются специальной меткой на производстве, на которой указан размер колец и завод-изготовитель детали. Указанная маркировка располагается на кольце в четко определенном месте. Поддельные детали могут не иметь маркировки или быть маркированными в месте, отличном от места нанесения таких меток на оригинальной продукции.

Еще перед покупкой рекомендуется подробно осмотреть расширительные пружины. Указанные пружины должны быть с переменным шагом витков, а также обладать отшлифованной поверхностью в области торцов и наружного диаметра. Отсутствие таких признаков может указывать как на низкое качество изготовления деталей, что сильно отразится на сроке службы, так и на подделку.

Не лишним будет провести проверку профиля и высоты выступов. Если выступы минимальны или полностью отсутствуют, тогда кольца могут являться не новыми, а бывшими в употреблении. Для надежности воспользуйтесь микрометром, чтобы определить номинальный и ремонтный размер колец.

Во время подбора компрессионных колец тактильно прощупайте фаску, которая находится на одной или обеих сторонах по наружному диаметру кольца. На изделиях низкого качества указанные фаски отсутствуют. На качественных кольцах также просматриваются торцы, которые по оттенку светлее и имеют слегка закругленную форму.

Хромированные поршневые кольца и кольца без такого покрытия по цвету идентичны, но вариант с нанесенным хромом отличается от аналога без хрома особыми выступами. На кольцах без покрытия такие выступы несимметричны. Наличие хрома также придает компрессионным кольцам характерный матовый оттенок, в то время как поршневые кольца без хрома имеют стальной отблеск.

Советы и рекомендации

Вполне очевидно, что наиболее удобным при подборе вариантом будет использование оригинальных поршневых колец. Под оригинальными следует понимать поршневые кольца, которые позиционируются в качестве оригинальных запасных частей самим заводом-изготовителем двигателя. При этом доступные в продаже оригинальные детали не всегда позволяют реализовать поставленные задачи во время тюнинга или ремонта двигателя. В таких случаях требуется осуществить грамотный подбор из группы высококачественных аналогов.

• При подборе неоригинальных поршневых колец желательно выбирать такие кольца, которые изначально предназначены для двигателя с похожими характеристиками. Под такими характеристиками следует понимать объем, мощность, степень форсировки двигателя, максимальные обороты коленвала, степень сжатия и т.д.

Оптимальным вариантом будет подбор колец с таким материалом изготовления и покрытием, которые аналогичны оригинальным кольцам для данного типа двигателя. В противном случае ресурс колец может быть сильно снижен, а также можно получить неудовлетворительный результат работы колец после ремонта двигателя. В качестве примера выделяется установка поршневых колец без покрытия хромом в цилиндры, которые изготовлены из алюминия. Кольца при такой инсталляции попросту не работают.

• Необходимо отметить, что установка так называемых «мягких» колец, которые имеют меньший ресурс, позволяет минимизировать износ стенок цилиндров, тем самым увеличивая ресурс БЦ. Параллельно с этим производить замену поршневых колец в этом случае потребуется в среднем каждые 35-45 тыс. пройденных километров, что ставит под сомнение целесообразность подобного решения.  Поршневые кольца хорошего качества имеют ресурс около 170-220 тыс. км. При их замене на таких пробегах двигателю все равно зачастую требуется ремонт коленвала, восстановление ЦПГ и т.д.

Напоследок добавим, что правильно подобранные и профессионально установленные неоригинальные поршневые кольца могут в отдельных случаях проработать дольше по сравнению с оригинальными деталями. Также стоит учитывать, что качественные аналоги обычно стоят на 10-25% дешевле.

Читайте также

Поршни и поршневые кольца для иномарок

Почему необходимо менять поршни и поршневые кольца?

С увеличением пробега автомобиля происходит износ движущихся механизмов в особенности поршней, поршневые кольца и шатунных механизмов т.к. во время работы двигателя внутри камеры сгорания происходит детонация топлива, которая выделяет огромное количество тепла и одновременно возникает сила давления газов, которая толкают поршень.

Как определить, когда менять поршни и поршневые кольца?

В первых, если вы заметили, что у двигателя снизилась мощность, то необходимо обратить внимание на состояние поршневых колец, так как именно они обеспечивают двигателю необходимую компрессию, для нормального функционирования.

Во вторых, увеличивается расход масла при износе маслосъемных колец, в результате чего масло попадает в камеру сгорания, часть которого там сгорает, а остальная часть выбрасывается вместе с отработанными газами в выпускной коллектор.

В третьих, увеличивается расход топлива, и прежде всего это связанно с тем, что водитель ввиду снижения мощности двигателя сильнее давит на педаль акселератора, что влечет за собой попадание топлива в картер или попросту заливает свечи.

Если в вашем автомобиле наблюдаются эти симптомы, то необходимо провести более тщательную диагностику посредством разбора двигателя, что можно провести самостоятельно при наличии необходимых знаний или обратиться в автосервис к квалифицированным специалистам. После выявления неисправности можно приступить к покупке необходимых запчастей.

В нашем интернет-магазине «Автодиф» вы можете купить поршни, поршневые кольца, а так же шатунные механизмы для двигателя вашего автомобиля. У нас в наличии вы найдете новые оригинальные запчасти, а так же аналоги других производителей не уступающие по качеству и цене. Все товары проходят тщательную проверку на наличие дефектов и после сертифицируются. Продажа осуществляется через сайт или по телефону. Опытные продавцы помогут вам подобрать поршни, кольца или шатуны двигателя которые вы сможете купить с доставкой или самовывозом. В наличии всегда есть поршни, поршневые кольца, вкладыши, шатуны и другие запчасти, доступные для заказа. Только у нас вы найдете подходящие вам запчасти, цена на которые не будет «кусаться» и не сделает дыру в вашем бюджете. Так же в нашем интернет-магазине «Автодиф», вы можете купить необходимые детали в рассрочку. Будем рады вам помочь, звоните!

Для подбора выберите марку автомобиля:

так же вам могут быть интересны:

Амортизаторы и стойки  Тормозные колодки  Поршни и кольца  Тормозные диски  Сцепление 

Радиаторы охлаждения двигателя  Ступичные подшипники  Ремкомплекты двигателя  Шаровые опоры  

вернуться на главную

В выбранной категории товаров нет.

Поршневые кольца

Автор admin На чтение 6 мин. Просмотров 2.6k.

Поршень и цилиндр двигателя внутреннего сгорания имеют близкие размеры, однако, с какой бы высокой точностью они не изготавливались, между ними все равно остается зазор, через который в картер могли бы свободно проходить газы, образующиеся в результате сгорания рабочей смеси, а из картера в камеру сгорания попадало бы моторное масло. Для предотвращения этих крайне нежелательных явлений применяются поршневые кольца.

Они представляют собой незамкнутые кольца, посаженные с небольшим зазором в предназначенных для этой цели поршневых канавках. По своему предназначению они делятся на две группы:

• компрессионные, задача которых состоит в предотвращении прорыва газов из камеры сгорания в картер двигателя;
• маслосъемные, предназначенные для удаления излишков моторного масла со стенок цилиндров.

Компрессионные поршневые кольца имеют наружный диаметр немного больше диаметра цилиндра. Чтобы деталь могла поместиться внутри, в ней делается вырез, называемый замком. Поверхность компрессионного кольца изготавливается ровной, без каких-либо выемок. Маслосъемные кольца, в отличие от них, имеют сквозные прорези, предназначенные для отвода масла.

Количество колец, устанавливаемых на один поршень, может варьироваться. На заре автомобильной эры, когда двигатели были тихоходными, чтобы как можно лучше справиться с потерями компрессии, их количество доходило до семи. В современных двигателях для каждого поршня, как правило, применяется три: два компрессионных и одно маслосъемное. У спортивных автомобилей с высокооборотистыми форсированными моторами инженеры довольно часто ограничиваются и вовсе двумя.

Какие материалы применяются для изготовления поршневых колец

При изготовлении колец применяются различные материалы, такие, как чугун, нержавеющая сталь, хром и молибден. Чугун сочетает в себе невысокую стоимость и достаточно высокие эксплуатационные характеристики, чем вызвано его широкое распространение.

В состав нержавеющей стали входит большое количество хрома для увеличения жаростойкости и сопротивляемости износу. Благодаря этому кольца из «нержавейки», как и хромированные, лучше сопротивляются высоким температурам, нежели чугунные. Поскольку первое компрессионное кольцо работает в условиях недостатка смазки, необходимо учитывать и этот фактор при выборе материала для него. Как нельзя лучше для покрытия подходит все тот же хром. Хромированные изделия намного лучше сопротивляются истиранию.

Молибден применяется в качестве покрытия рабочей части колец с целью увеличения их ресурса. Помимо этого, молибденовые поршневые кольца быстрее прирабатываются к стенкам цилиндров, что особенно важно в случае их замены при проведении капитального ремонта двигателя.

Анатомия поршневых колец

Не следует думать, что для всех колец из комплекта применяется один и тот же металл. На применяемый материал основное влияние оказывает расположение поршневых колец на поршне. Поскольку все поршневые кольца работают в разных условиях, то и требования, предъявляемые к сплавам, из которых они изготовлены, различны.

Первое компрессионное кольцо

В наиболее тяжелых условиях находятся первые компрессионные кольца, поэтому к ним предъявляются наиболее высокие требования по жаростойкости и сопротивляемости износу. Чаще всего их изготавливают из чугуна с противоизносной вставкой из молибдена.

На первый взгляд все компрессионные кольца выглядят одинаково, однако их конфигурация может существенно различаться. Например, верхнее может быть немного перекручено. В результате с поверхностью цилиндра контактирует только его кромка, а не вся поверхность. Благодаря этому, уменьшаются потери на трение, и сокращается время приработки.

Другой тип – компрессионные кольца с L-образным участком. Их отличительная особенность – способность менять степень уплотнения в зависимости от давления, оказываемого рабочими газами на тыльную часть большого L-образного выступа. Под давлением они расширяются, улучшая компрессию (во время такта сжатия), когда давление уменьшается, диаметр наоборот, уменьшается, при этом уменьшается трение и износ деталей. Какие из колец лучше, каждый решает сам, поскольку у всех имеются свои преимущества.

Второе компрессионное кольцо

Условия его работы менее напряженные, поэтому требования, предъявляемые к материалу, из которого оно изготовлено, менее жесткие. Второе компрессионное кольцо выполняет двойную задачу:

1. обеспечивает дополнительное уплотнение, задерживая газы, прорвавшиеся через первое;
2. работает наподобие скребка, препятствуя попаданию моторного масла в камеру сгорания.

Нередко вторые компрессионные кольца имеют форму усеченного конуса, т.е. диаметр верхней части меньше, чем диаметр нижней. Благодаря такой конструкции, при движении поршня вниз со стенок цилиндра удаляется масло.

Оба компрессионных кольца имеют только одно правильное положение для установки, переворачивать их ни в коем случае нельзя, иначе они будут неправильно работать. Для предотвращения ошибок при монтаже на их верхней стороне ставится маркировка, например, «Т» или «TOP».

Маслосъемные кольца

Они устанавливаются под компрессионными. В отличие от последних, их поверхность не сплошная, она имеет окошки, предназначенные для отвода моторного масла. В современных двигателях маслосъемные кольца устанавливаются по одному на каждый поршень, раньше они устанавливались по несколько, особенно в двигателях, предназначенных для стационарного использования.

Подбор запчастей

При выполнении капремонта двигателя необходимо правильно подобрать поршневые кольца, поскольку неправильный подбор приведет либо к отсутствию необходимой компрессии, либо к заклиниванию поршней в цилиндрах с последующим разрушением колец и образованием многочисленных задиров на поршнях и стенках цилиндров. Рассмотрим на примере двигателя ВАЗ-2111, как правильно подобрать нужные детали.

Существует таблица ремонтных размеров поршней и колец, с помощью которой подобрать подходящий диаметр деталей достаточно легко. Базовый диаметр цилиндров мотора ВАЗ-2111 составляет 82 мм, ремонтные поршни имеют увеличенный диаметр: на 0,4 мм для первого ремонта и на 0,8 мм – для второго. Кольца под ремонтные размеры также имеют увеличенный диаметр, и на них проставляется соответствующая маркировка.

В общих чертах процесс капремонта двигателя ВАЗ-2111 выглядит так: цилиндры растачиваются под первый ремонтный размер, при этом оставляется небольшой припуск на хонингование. Затем старые поршни заменяются на новые увеличенного диаметра, и на них монтируются поршневые кольца первого ремонтного размера.

Таблица ремонтных размеров существует для всех двигателей, и подобрать нужный диаметр не составит труда для любого мотора, будь то двигатель ВАЗ или Субару.

Какие кольца лучше

Вопрос, какие поршневые кольца лучше приобрести для замены, не дает покоя многим автовладельцам. При имеющемся многообразии выбор сделать нелегко. Ответить можно так: если цель замены– восстановление нормальной работоспособности мотора, вполне достаточно штатных, если же владелец хочет улучшить характеристики двигателя, лучше обратить внимание на более «навороченные» изделия, например, хромированные или молибденовые.

Проверка поршневых колец при ремонте двигателя после пробега автомобилем 60 000 — 80 000 км

Хотя срок службы поршневых колец составляет 60000 — 80 000 км пробега автомобиля, рекомендуется во всех случаях разборки двигателя при пробеге более 20 000 км заменять поршневые кольца. Это, с одной стороны, исключит необходимость повторной разборки двигателя после сравнительно небольшого пробега автомобиля, а с другой стороны, будет являться профилактикой для повышения общего срока службы двигателя.

Если зеркала цилиндров имеют незначительные износы и не требуют ремонта, то вместо прежних поршневых колец могут быть использованы ремонтные кольца нормального размера или увеличенные по диаметру на 0,25 мм. Выбор тех или иных колец определяется величиной зазора в замке, измеряемого у кольца, установленного в тот цилиндр, в котором оно будет работать. Поршневые кольца нормального размера допустимо использовать, если зазор в их замке не превышает 0,75 мм. В противном случае нужно воспользоваться кольцами, увеличенными на 0,25 мм, обеспечив зазоры в их замках не менее 0,4 мм. Для этого допускается припиловка стыков замка.

В случаях, когда зеркала цилиндров требуют ремонта, прежние поршневые кольца заменяют ремонтными кольцами, имеющими увеличенные внешние диаметры.

Таблица. Комплекты поршневых колец для ремонта (количество на один двигатель)

В таблице даны номера комплектов ремонтных поршневых колец (для запасных частей) как нормального, так и ремонтных размеров. При этом кольца нормального размера и увеличенные на 0,25 мм предназначены для работы в цилиндрах, зеркала которых не требуют ремонта. Соответственно кольца, увеличенные на 0,5; 1,0; 1,5 мм, предназначены для цилиндров, отремонтированных расшлифовкой или расточкой. Эти кольца устанавливают на увеличенные поршни одинаковых с кольцами ремонтных размеров.

Таблица. Ремонтные размеры цилиндров

Таблица. Основные параметры поршневых колец нормального и ремонтных размеров

Геометрические параметры поршневых колец даны в таблицах выше. Во всех случаях замены поршневых колец необходимо:

1. В две верхние канавки на днище поршня устанавливать компрессионные кольца, имеющие на внутренней цилиндрической поверхности проточку, обращенную в сторону днища поршня.
2. В третью канавку на днище поршня устанавливать компрессионное кольцо с проточкой (на наружной цилиндрической поверхности), обращенной в сторону юбки поршня.
3. Маслосъемное кольцо устанавливать в четвертую канавку на днище поршня.
4. После замены колец необходимо соблюдать правила обкатки двигателя.

подбор по авто или Vin-коду

Поршневые кольца необходимы для создания плотного, но подвижного совмещения поршня с цилиндром. Происходит вывод тепла от поршня к цилиндру, предотвращается попадание газов из надпоршневой полости в картер мотора, а также протекание смазочных веществ в камеру сгорания.

Так как данные детали эксплуатируются в тяжелых условиях, изготавливаются они из высокопрочного легированного чугуна. На верхние компрессионные кольца снаружи дополнительно наносится пористый хром либо молибденовая противоизносная вставка. Это необходимо из-за максимального теплового напряжения, которое проявляется в результате влияния рабочих газов и трения о стенки цилиндра при недостаточной смазке в верхней половине поршня.

Подобрать запчасти в каталоге «Поршневые кольца»

Компрессионные кольца

В механизме может быть два или три компрессионных кольца, которые находятся в верхних канавках поршня. Благодаря особому разрезу или замку с небольшим люфтом они могут пружинить и расширяться под воздействием высоких температур.

В свободном положении такое кольцо немного больше самого цилиндра. В момент установки оно сжимается и перекашивается в сечении, что позволяет ему максимально плотно прилегать к краям канавок на поршне. Могут также использоваться конусообразные кольца для обеспечения более надежного примыкания к цилиндру.
 

Маслосъемные кольца

В зависимости от конструктивных особенностей двигателя устанавливается одно, реже – два маслосъемных кольца с целью регулирования количества смазки на стенах цилиндра. Но они не убирают масло полностью, так как это может привести к масляному голоданию и застреванию поршня в цилиндре.

Данная деталь расположена под компрессионными кольцами, имеет коробчатую форму. На ней нанесены круглые сквозные отверстия и специальная кольцевая канавка. Такая структура позволяет эффективно выводить смазочные вещества к дренажному проходу в поршне.
Для тех же целей могут использоваться стальные составные кольца, оснащенные радиальными и осевыми расширителями.

Современные авто оснащаются трехкомпонентными маслосъемными кольцами, которые состоят из боковых хромированных пластинок и тангенциального расширителя.
 

Износ поршневых колец

Главной проблемой, связанной с работой поршневых колец, является их естественный износ в результате продолжительной эксплуатации. Ресурс данных деталей примерно равен 300 тысячам км пробега.

К преждевременному изнашиванию колец могут привести такие факторы, как несвоевременная замена или использование некачественного моторного масла, забитый воздушный фильтр, эксплуатация автомобиля в тяжелых условиях, езда на непрогретом двигателе.

В результате сильного масляного голодания и чрезмерного перегрева мотора происходит заклинивание или полное разрушение колец, образуются задиры на поршне и в цилиндре. Это проявляется повышенным расходом моторного масла и появлением сизого дымом из выхлопной трубы.

Поршнивые кольца двигателя МТ10-32 Днепр-11

 На двигателе  МТ10-32  мотоцикла  Днепр-11 устанавливается 
   восемь поршневых кольц, по четыре кольца в каждом цилиндре.
 Два верхних стальных, компрессионных кольца создают  нужную 
   герметичность,препятствуют прорыву газов из камеры сгорания
   в картер двигателя (Рис1).
 Компрессионные кольца двигателей всех моделей "Днепр"одина-
   ковые по диаметру,но имеют различие по высоте в зависимости 
   от модели (табл.1).
 Кольца ремонтных размеров имеют увеличенный внешний диаметр
    на 0,2 и 0,5 мм в соответствии с группой ремонта.
 Замки колец на стыке прямые (Рис1).

 Зазор  в  замках  при вставке колец в цилиндр должен быть в 
   пределах 0,15-0,60 мм.

 Два нижних (маслосъемных)кольца служат для удаления избыто-
   чного масла со стенок цилиндра. 
 Они бывают двух видов: литые-(Рис2) и разборные-(Рис3).  
 Маслосъемные кольца изготавливаются с внешней цилиндрической
   проточкой и щелевидными прорезями,через которые лишнее масло
   отводится со стенок цилиндра во внутреннюю полость поршня. 
 Для  двигателей  всех марок  мотоциклов "Днепр" маслосъемные 
   кольца взаимозаменяемы.

 С 1985 года на двигателях  МТ10-32 вместо верхнего чугунного 
   кольца устанавливается стальное мас-лосъемное кольцо,которое 
   состоит из двух дисков, а также радиального и осевого расши-
   рителей (рис.3).
 Упругость радиального расширителя составляет 0,25-0,35 Н (2,5
    -3,5 кгс). 
 Для нормальной работы колец внутренний диаметр канавки поршня 
   обработан в пределах 68,8 - 69,2 мм. 

 Поршневые  кольца можно снять с помощью съемника или латунных 
   полосок (рис.4). 
 Перед проверкой кольца необходимо очистить от нагара и промыть.      
 Канавки поршня  очищают от нагара спец. приспособлением (рис.5)

 Если при осмотре обнаружены большие не приработавшиеся к цилин-
   дру участки, трещины и сколы, а также потеря упругости,то такие 
   кольца необходимо заменить.
 Для новых поршневых колец зазоры должны быть:для компрессионных
   0,04 - 0,08 мм; для маслосъемных 0,025 - 0,065 мм. 
 Если зазор превышает указанные верхние пределы на 0,03мм кольцо
   следует заменить.
 Если и при установке нового кольца зазор остается увеличенным:
   необходимо заменить поршень. 
 Соответствие толщины кольца глубине канавки можно проверить при 
   помощи линейки (рис.6). 
 Перед установкой новых колец их необходимо подогнать по высоте в
   соответствии с размером канавки поршня при помощи напильника или 
   наждачной шкурки (рис.7).
 

4032 Поршни

ПЕРЕД БАЛАНСИРОВКОЙ , установкой штифтов, стержней или замков, пожалуйста, проверьте номер детали и описание на этикетке коробки, чтобы убедиться, что у вас есть правильные компоненты. Измененные, поцарапанные или поврежденные поршни полок возврату не подлежат. Поршни, изготовленные по индивидуальному заказу, подлежат возврату только в случае производственных дефектов.

Зазор между поршнем и стенкой цилиндра

1. Диаметр поршня необходимо измерять в точке замера, которая в большинстве случаев такова.На высоте 500 дюймов от нижней части юбки (см. Рис. 1). Указанные размеры измерены при температуре 68 градусов по Фаренгейту. Примечание: алюминий расширяется и сжимается при колебаниях температуры.
2. Ваши поршни изготовлены из высококремнистого алюминиевого сплава 4032.
3. Зазор установлен в поршне на основе чистового отверстия для нормальных условий эксплуатации. (См. Табл. 1).
4. Указанные ниже допуски являются минимальными. Для некоторых приложений, таких как наддув, турбо, закись азота и износостойкость, может потребоваться.001 «-. 003» необходимо добавить к минимальным зазорам, указанным в таблице 1. Для морских систем водозабора холодной воды может потребоваться дополнительный зазор 0,002–0,004 дюйма.

Зазор между поршнем и клапаном

Зазор между поршнем и клапаном определяется подъемом кулачка, расстоянием между кулачками, продолжительностью, зазором клапана, конструкцией головки и послепродажным фрезерованием головки блока цилиндров.Минимальный рекомендуемый зазор для впускного и выпускного клапана должен быть 0,100 дюйма в глубину и 0,050 дюйма в радиальном направлении. Проверьте с помощью пластилина или следуйте рекомендациям производителя кулачков для проверки зазора, убедившись, что кулачок получен точно так же, как и во время работы.

Подготовка цилиндра / гильзы / блока

Мы настоятельно рекомендуем вам снять фаску или немного ослабить нижние края ваших цилиндров / гильз / блоков. Наличие острого края приведет к чрезмерному износу юбки поршня. Это очень важно в установках с ходовым двигателем, когда юбка поршня проходит за нижнюю часть цилиндра.

Зазор между поршнем / куполом и головкой и свечой зажигания

Из-за большого выбора доступных на вторичном рынке головок цилиндров и большого разнообразия камер сгорания вам всегда следует проверять зазор между поршнем / куполом и головкой и свечой зажигания, чтобы обеспечить надлежащий зазор (см. рис.2). Минимальный зазор для стального стержня = 0,040 дюйма, алюминия = 0,060 дюйма. Проверьте с помощью глины с поршнем, установленным на штоке в ВМТ, качните поршень, чтобы получить минимальный зазор.

Противовес кривошипа относительно зазора поршня

Всегда проверяйте противовес до зазора поршня или НМТ.Рекомендуемый минимум составляет 0,060 дюйма.

Зазор между шатуном и поршнем

Из-за большого различия в ширине штока и толщине материала над штифтом всегда проверяйте наличие надлежащего зазора между поршнем и концом пальца шатуна. Рекомендуемый зазор составляет минимум 0,050 дюйма на каждый стороны и мин. 0,050 дюйма от верха штока до поршня. Установив поршень на шток, покачивайте поршень из стороны в сторону и вращайте вперед и назад, чтобы обеспечить надлежащий зазор. (рис. 3)

Spiro Locks

Для установки Замки Spiro, возьмитесь за каждый конец замка и потяните (прибл.3/8 ”- 7/16”). Замок будет напоминать небольшую катушку (рис. 4). После этого замок можно установить на место по спирали, как если бы вы ввинчивали их в паз (рис. 5). Когда замки установлены правильно, только половина замка будет видна над пазом. Для большинства поршней SRP, для которых требуются спиральные замки, потребуется 4 фиксатора на поршень, по 2 на каждом конце пальца. ВНИМАНИЕ: Важно, чтобы на каждом поршне было установлено правильное количество замков, иначе может произойти серьезное повреждение двигателя. ВНИМАНИЕ: Не перетягивайте спиральные замки и не используйте их повторно!

Проволочные замки

Установите конец одного замка под углом 90 градусов от канавки замка отмычки.Используйте жесткую отвертку с маленьким лезвием и вставьте наконечник в канавку замка отмычки, одновременно вставляя замок в канавку, не перегибая и не деформируя замок. После того, как первый замок будет установлен, установите его, плотно ударяя по булавке на запястье латунной выколоткой. Теперь установите шатун и второй фиксатор. Установите второй замок так же, как и первый. В качестве меры предосторожности мы рекомендуем еще раз постучать латунной выколоткой с каждой стороны булавки для запястья. Выполняйте эти действия на тканевом полотенце или мягкой резиновой подушке, чтобы не повредить поршень.

Очистка

Перед установкой тщательно протрите поршни и стенки цилиндров растворителем для очистки автомобильных деталей или горячей водой с мылом. JE рекомендует нанести тонкий слой монтажного масла (Marvel Mystery Oil или аналогичное) на юбку поршней, кольца и стенки цилиндра для первоначальной установки и запуска. МЫ НЕ РЕКОМЕНДУЕМ ИСПОЛЬЗОВАТЬ СИНТЕТИЧЕСКОЕ МАСЛО ИЛИ ЛЮБЫЕ ДОБАВКИ К МАСЛАМ, ПОКАЗЫВАЕМЫЕ С ПРОДАЖИ ПРОДАЖИ ПРОДАЖИ ПРОДАЖИ, пока кольца не сядут должным образом. Обязательно тщательно смажьте пальцы кисти и отверстия поршневого пальца монтажным маслом, чтобы предотвратить истирание при первоначальном зажигании.Также рекомендуется дважды проверить принудительные отверстия масленки поршневого пальца на предмет посторонних предметов или мусора перед установкой кольца. Во время пробной сборки или макета убедитесь, что купол и карманы клапанов на поршнях соответствуют диаметрам камеры сгорания и клапанов ваших головок цилиндров. Выхлопные карманы четырехклапанного поршня, как правило, расположены над логотипом JE на нижней стороне поршня. Многие поршневые конструкции JE / SRP имеют специальные смещенные купола и / или специальные клапанные карманы «влево» или «вправо».Изготовитель двигателя несет ответственность за то, чтобы поршни с несимметричным (левым или правым поршнем) гнездами клапана были установлены в правильном месте цилиндра.

Инструкции по установке колец

ВАЖНАЯ ИНФОРМАЦИЯ: ПЕРЕД НАПОЛНЕНИЕМ КОЛЬЦЕВ — Проверьте каждое отдельное кольцо в соответствующей канавке поршневого кольца, чтобы убедиться в правильности глубины канавки (радиальный задний зазор) и бокового зазора (толщины) (рис. 6). Правильная чистовая обработка цилиндра (хонингование), зазор между кольцами и смазка имеют решающее значение для достижения оптимального кольцевого уплотнения.

Торцевая крышка

Торцевой зазор — это зазор между двумя концами поршневого кольца, установленного в цилиндре (рис. 7). Большинство производителей высокопроизводительных и гоночных двигателей покупают поршневые кольца немного завышенного размера, чтобы подогнать их к точным торцевым зазорам. Испытания показали заметное увеличение мощности и уменьшение прорыва в результате правильной подгонки торцевого зазора кольца к условиям эксплуатации. Такие факторы, как наддув, турбонаддув, закись азота, гонки на выносливость и различные виды топлива, определяют надлежащий торцевой зазор кольца.Правильный торцевой зазор кольца может более чем удваиваться от одного двигателя к другому в зависимости от вышеуказанных факторов.

Точная обработка отверстий цилиндров имеет решающее значение, и по этой причине кольца следует устанавливать на цилиндр, в который они должны быть установлены. Разница в диаметре от одного цилиндра к другому изменяет торцевой зазор колец в этом цилиндре на коэффициент пи (3,1416). Например, цилиндр большего диаметра на 0,001 дюйма увеличит зазор торца кольца на 0,001 x 3,1416 = 0,003 дюйма, округляя.Торцевой зазор второго кольца всегда должен быть больше, чем концевой зазор верхнего кольца.

Комплекты колец, содержащие направляющую с выступом

При установке в двигатель с горизонтальной оппозицией зазоры масляной направляющей следует устанавливать, как показано ниже (рис. 9). Направляющая для выступов должна быть установлена ​​под расширителем маслосъемного кольца так, чтобы выступ был направлен к нижней части кольцевой канавки, выступающей в разделенные задние отверстия для слива масла (рис. 8). Будьте осторожны, чтобы не вставить язычок направляющей в масляное отверстие для штифта на запястье.

Установка опорной рейки маслосъемного кольца

1. Установите опорную рейку маслосъемного кольца на дно канавки маслосъемного кольца стопорным фиксатором вниз.
2. Поворачивайте опорную планку маслосъемного кольца до тех пор, пока фиксатор, предотвращающий вращение, не окажется между отверстием на пересечении канавки кольца и отверстия под палец. (рис.10)
3. Установите масляное кольцо в сборе как обычно.

ЭТИ ИНСТРУКЦИИ МОГУТ ПОМОЧЬ В ПРОЦЕССЕ УСТАНОВКИ, ОБЕСПЕЧИВАЯ ПРАВИЛЬНУЮ РАБОТУ И МАКСИМАЛЬНУЮ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ, НО НЕ ПРЕДНАЗНАЧЕНЫ В КАЧЕСТВЕ ПОЛНЫХ ИНСТРУКЦИЙ ПО УСТАНОВКЕ.

Технология поршневых колец — Последние разработки в области уплотнения цилиндров

Когда я впервые начал работать в журнале HOT ROD более 30 лет назад, почти все американские автомобили отечественного производства использовали толстые 5 / 64-5 / 64-3 / Пакет поршневых колец диаметром 16 дюймов.Верхнее кольцо, обычно из гладкого железа, могло быть или не быть наполненным молибденом. Масляное кольцо неизменно имело стандартное натяжение. На гоночных автомобилях используются тонкие поршневые кольца размером 1 / 16-1 / 16 дюйма. Если возможно, они выбрали верхнее кольцо из молибдена или хрома из ковкого чугуна с масляным кольцом низкого напряжения. Почти все использовали второе кольцо из гладкого железа, хотя некоторые компании также предлагали и второе кольцо из молибдена. Большой спор был о том, осмелился ли обычный уличный водитель устанавливать компрессионные кольца 1/16 и масляные кольца низкого напряжения.

Теперь все изменилось: кольца 1/16 считаются толстыми, и даже в серийных двигателях V-8 используются тонкие кольца метрического размера, такие как пакет колец типичного двигателя GM LS 1,5-1,5-3 мм (примерно 0,059-0,059-0,118). дюйм). Ковкий чугун в настоящее время считается минимальным материалом для использования в серьезных целях, и многие гонщики и даже серийные автомобили переходят на сталь в верхней канавке. Вторые кольца стали более привлекательными, и даже маслосъемные кольца со стандартным натяжением стали тоньше и легче. Толчком к этим изменениям стали требования производителей оборудования для снижения трения для увеличения расхода топлива и улучшения герметичности для снижения выбросов.Гонщики подхватили новые разработки и бегают с ними, потому что снижение трения и улучшенное уплотнение стоят силы. Более тонкие кольца также позволяют лучше прилегать к стенке цилиндра. Повышенная точность, технология производства поршней и колец, более качественные моторные масла и превосходные методы отделки стенок цилиндров позволяют производителям двигателей переходить на все более тонкие кольца.

Функция кольца Чтобы понять текущие разработки в области колец, сначала необходимо сделать краткий обзор функций поршневых колец.Комплект поршневых колец должен выполнять три функции: предотвращать утечку топливовоздушной смеси из камеры сгорания, предотвращать загрязнение камеры сгорания маслом и передавать тепло от поршня к стенке цилиндра и, в конечном итоге, в рубашку охлаждения. В большинстве случаев это достигается с помощью набора из трех колец, классифицируемых (сверху вниз) как верхнее компрессионное кольцо, второе компрессионное кольцо и маслосъемное кольцо. Современные исследования показывают, что верхнее компрессионное кольцо фактически выполняет большую часть функции уплотнения, в то время как второе компрессионное кольцо служит больше как дополнительное устройство контроля масла, чем как уплотнитель сжатия.Текущая тенденция заключается в повышении качества колец и термостойкости для обеспечения наилучшего уплотнения при одновременном пересмотре конфигураций вторых колец для повышения их способности очищать масло.

Верхнее кольцо Это кольцо, которое подвергается сильному нагреву и давлению дымовых газов. У него тяжелая работа, она стала еще жестче, потому что верхнее кольцо становится тоньше. Для наиболее эффективного использования кольца из высокопрочного чугуна с молибденовой поверхностью остаются наиболее популярным выбором.Moly может выдерживать тепло в большинстве случаев, но при этом достаточно пористый, чтобы удерживать масло для лучшей смазки. Традиционные номера деталей вашего любимого производителя колец для классических колец из молибдена с характеристиками 5/64 или 1/16, вероятно, не изменились, но само кольцо, скорее всего, будет изготовлено с более высокими допусками с использованием улучшенного производственного процесса. Например, молибденовая облицовка использовалась вначале в форме проволоки и напылялась на кольцо пламенным напылением с помощью кислородно-ацетиленовой горелки; теперь он напыляется плазмой с большей скоростью и температурой, что приводит к более высокой и однородной плотности молибдена на поверхности кольца.

Приложения для сумматора мощности, включая закись азота, нагнетатели и турбокомпрессоры, могут потребовать более сложных материалов для колец. Хотя плазма-молибден очень совместим с хорошими характеристиками износа, высокие ударные нагрузки от выстрелов закиси азота мощностью более 150 лошадиных сил или наддува более 10 фунтов на квадратный дюйм могут вызвать трещины, сколы или отслаивание. «Это не вопрос, заставит ли [сумматор мощности] взорваться двигатель», — говорит Скотт Габриельсон из Speed-Pro. «Просто насколько». Для этих целей рассмотрите усовершенствованные кольца из ковкого чугуна или стали, азотированные газом, такие как серия Speed-Pro Hellfire или Perfect Circle Firepower.

Современные тонкие метрические кольца также должны быть изготовлены из более качественных материалов, чтобы сохранять необходимую прочность, предотвращать колебание и выдерживать большие температуры. Для них обычно предпочтительным исходным материалом является высокоуглеродистая сталь. Раньше сталь была значительно дороже железа, но благодаря огромным объемам закупок OEM-производителями цена снижается примерно так же, как стали доступны гидравлические роликовые кулачки. Во многих поршнях новой линейки SRP Pro компании JE используются тонкие кольца, но, по словам JE, цены сейчас примерно такие же, как на старые кольца 1/16.

Согласно Speed-Pro, молибденовая плазма остается предпочтительным покрытием для стальных колец, хотя газовое азотирование начинает вытеснять его. В некоторой степени похожий на процесс закалки, обычно применяемый для кованых коленчатых валов, газовое азотирование — это обработка поверхности, которая упрочняет поверхность кольца, чтобы сделать его износостойким, при этом оставаясь совместимым со стенками цилиндра и поверхностями поршня. OEM-кольца с газовым азотированием рассчитаны на пробег до 200 000 миль.

Автомобили с грязевыми гусеницами потенциально могут загрязнять впускную систему, и некоторые из этих парней по-прежнему предпочитают верхнее кольцо с хромированным покрытием, хотя улучшения в плазмо-молибденовых кольцах заставили многих переключиться, потому что молибденовое кольцо имеет около 1000 на градус большей термостойкости по сравнению с хромированными кольцами старой школы.Многие производители оригинального оборудования снова используют кольца с хромированным покрытием, которые теперь изготавливаются по совершенно новой технологии. На самом деле, команда Total Seal заявляет, что современные тонкие кольца с нанесенным в вакуумной камере нитридом хрома устранили все недостатки традиционных хромированных колец и конкурентоспособны по цене с высококачественными кольцами из молибдена.

Некоторые специалисты, работающие с классами продуваемого топлива, используют кольца Dykes из нержавеющей стали. L-образные дайки или кольцо поворотной полосы обычно имеют поверхность 1/16 дюйма с шагом 0,017 или 0,031 дюйма на задней стороне, что обеспечивает сжатие газа без необходимости использования отверстий для газа.Кольца Dykes нуждаются в специальном поршне, их трудно установить и они ускоряют износ цилиндров, поэтому они предпочтительны только для очень специализированных применений.

Ультратонкие кольца для профессиональных гонок высокого класса, такие как двигатели NASCAR Cup или дрэг-рейсеры NHRA Pro Stock, могут иметь экзотические, очень дорогие покрытия из нитрида вольфрама или титана, нанесенные методом положительного осаждения из паровой фазы поверх стального или даже корпуса кольца из нержавеющей стали. . Это улучшает характеристики износостойкости и еще больше снижает трение. Но комплект из трех колец для одного поршня в двигателе Cup стоит около 160 долларов, поэтому эта передовая технология пока не применима в реальных условиях.

Производители колец продолжают экспериментировать с различными марками стали, различными процессами термообработки и новыми покрытиями. Цель состоит в том, чтобы еще больше снизить трение и повысить долговечность, не повреждая стенки цилиндра. В конце концов, все меняется почти ежемесячно, но, как выразился Кейт Джонс из Total Seal: «Если бы я сказал вам, над чем мы работаем, мне пришлось бы убить вас».

Второе кольцо Уже более 40 лет второе кольцо из гладкого чугуна с обратной фаской и конической поверхностью является стандартом.Во второй канавке нагрев не является проблемой, поэтому не было необходимости в суперэкзотических материалах или покрытиях (молибденовые кольца здесь — отходы). Сегодня большинство вторых колец по-прежнему изготавливают из чугуна или (для некоторых высокотехнологичных приложений) из высокопрочного чугуна. Однако конфигурация второго кольца развивается: современная теория утверждает, что второе кольцо контролирует от 85 до 90 процентов масла и только от 5 до 10 процентов контроля сжатия, поэтому для лучшего управления маслом существует определенная тенденция к Napier (крючковидная или зубчатая). -образной) второе кольцо.Фактически, большинство двигателей GM LS поставляются с кольцами Napier. Кольцо Напье создает резервуар для прохождения очищенного масла. «Если подрезать нижнюю часть кольца, большая часть зазора снова попадет в кольцевую канавку, которая открывает проходное сечение, обеспечивая резервуар для очищенного масла», — говорит Скотт Габриельсон из Speed-Pro. Дополнительным преимуществом является то, что Napier позволяет еще больше увеличить объем второго кольцевого зазора, улучшая сброс давления между кольцами. Napier, если он доступен для вашего приложения, может только помочь, но не повредить общей производительности.

Масляное кольцо Хотя некоторые импортные и высокопроизводительные гонщики экспериментируют с интегрированной цельной конструкцией маслосъемного кольца, конфигурация из трех частей, состоящая из расширителя, зажатого между верхней и нижней направляющими, остается стандартной. Однако натяжение и масса были уменьшены для улучшения контроля масла, экономии топлива и увеличения мощности. Билл Макнайт из Perfect Circle говорит, что «натяжение колец составляет около 40 процентов от общего трения двигателя, при этом только на масляные кольца приходится 50 процентов трения пакета колец.«Ключом к снижению натяжения является радиальная глубина кольца (продольная и задняя ширина, когда оно находится в кольцевой канавке): если вы сохраните традиционный стандарт SAE на глубину 0,190 дюйма, вам все равно понадобятся масляные кольца с более высоким натяжением, но за счет уменьшения радиальной глубины примерно до 0,140–0,150 с соответствующим образом обработанным поршнем можно уменьшить натяжение, поскольку общий узел масляного кольца более гибкий и лучше прилегает к отверстию. С более тонким кольцом, даже при уменьшении общего натяжения, эффективный узел давление (нагрузка на стенки цилиндра) выше.«Более узкие рельсы создают большее давление», — говорит Джонс.

В автомобилях, которые регулярно ездят, следует по-прежнему использовать маслосъемное кольцо со стандартным натяжением. Традиционное кольцо со стандартным натяжением для канавки под масляное кольцо с наружным диаметром 3/16 дюйма и глубиной 0,200 дюйма в классическом малоблочном двигателе с железным блоком когда-то имело натяжение от 20 до 22 фунтов; сегодня это от 18 до 19 фунтов. Биг-блоки весили от 23 до 24 фунтов; теперь они снизились до 21–22 фунтов. Кольца низкого напряжения старой школы упали до 12–14 фунтов с прежних 15–18 фунтов.Так называемые метрические кольца со стандартным натяжением от 3 мм x 0,135 до 0,150 дюйма, разработанные для замены старых колец 3/16 в классических малых блоках, имеют натяжение всего от 15 до 17 фунтов.

Современные двигатели последних моделей разработаны с нуля для улучшения контроля масла, работы с более узкими зазорами подшипников и меньшим общим объемом масла в двигателе, поэтому они естественны для колец с более низким натяжением. Двигатели Ford Modular V-8 и GM LS поставляются со стандартными кольцами от 9 до 10 фунтов. Между тем, в экстремальных профессиональных гонках напряжение колеблется от болида NASCAR Cup 1.Масляное кольцо толщиной от 5 до 2 мм с натяжением от 2,5 до 4 фунтов до 25-фунтового регулирующего кольца верхнего топлива.

Форма и профиль сливных отверстий расширителя также меняются. Имеется тенденция к созданию более крупных и круглых отверстий в расширителе; у расширителей старой школы были маленькие прорези. «Если вы видите отверстия для слива масла в поршне через расширитель, значит, путь возврата масла менее ограничен», — утверждает Рэнди Гиллис из JE Pistons.

И, наконец, существуют специальные масляные кольца, предназначенные для использования в ходовых механизмах, когда поршень настолько короткий, что масляное кольцо ударяется о отверстие в поршне.В настоящее время предпочтительным решением является установка дополнительной специальной рельсовой опоры с углублениями под трехкомпонентным масляным кольцом.

Насколько тонкий становится слишком тонким? Нет сомнений в том, что тонкие кольца улучшают мощность и увеличивают пробег в правильно построенном двигателе, но вопрос о том, насколько тонкое кольцо можно использовать в непрофессиональном приложении, все еще меняется. Все согласны с тем, что кольца 1/16 — это максимум, который кому-то сегодня нужен, но что делать тем, кто действительно хочет раздвинуть границы? Одно из соображений — размер отверстия.В двигателях с большим диаметром цилиндра радиальная глубина может быть недостаточной для поддержания необходимого натяжения при высоком давлении сгорания. По этой причине в настоящее время JE Pistons не рекомендует использовать поршни с традиционной механической обработкой для обычных приводных блоков с диаметром отверстия более 4,25 дюйма. С другой стороны, Mahle переводит все свои полочные поршни (даже для больших блоков) на стандартные 1,5–1,5–3 мм; с отверстиями диаметром менее 3,5 дюймов Mahle будет выпускать паковки 1,0–1,2–2,5 мм.

Одним из способов решения проблемы приработки тонких колец на двигателе с большим внутренним диаметром является подключение газа. Поршни могут пропускать газ через вертикальные отверстия в корпусе поршня или через боковые прорези в верхней части первой кольцевой канавки. Подача газа позволяет давлению сгорания поступать непосредственно за верхнее кольцо во время рабочего такта, оказывая давление на область за верхним кольцом для улучшения уплотнения. Кольцо сохраняет нормальное натяжение для уменьшения трения в оставшейся части четырехтактного цикла. Вертикальные отверстия чаще встречаются у тормозных машин; овальные трекеры, похоже, предпочитают боковые газовые порты, которые более устойчивы к углеродному загрязнению при длительном использовании.«Перенос газа увеличит мощность при каждом применении, но он действительно быстрее изнашивает кольца», — предупреждает Гиллис.

Большинство малых блоков имеют отверстия диаметром 4 или 4,125 дюйма. В этом диапазоне все говорят, что компрессионные кольца диаметром 1,2 мм (0,043 дюйма) или 1,5 мм с маслосъемными кольцами 2,5 или 3 мм приемлемы почти во всех случаях. Старые малолитражки Chevy, вероятно, должны оставаться в верхней части, а двигатели последнего поколения — в более низкой. И даже серьезные приложения для сумматора мощности могут стать тонкими, если кольца будут сделаны из стали и покрыты нитридом.

Хотите еще похудеть, как ребята из Кубка? Вам понадобится принудительное опорожнение картера, вызванное вакуумным насосом, а также система смазки с сухим картером. Конечно, для успешной работы этих тонких колец требуется дополнительный поршень и улучшенная обработка.

Поршень Для правильной работы тонкие кольца должны быть абсолютно плоскими и не допускать биения. По словам Гиллиса, «кольца уплотняют нижнюю часть канавки поршневого кольца, а также внешний периметр кольца. Поскольку кольца стали более плоскими, нам пришлось сделать кольцевые канавки более плоскими.«Только современная прецизионная обработка с ЧПУ может обеспечить такие абсолютно плоские канавки для поршневых колец.« Вы больше не делаете поршни на токарном станке », — усмехаясь, говорит Габриельсон. Допуски« плюс »и« минус »увеличены до такой степени, что Некоторые производители теперь заявляют, что придерживаются допусков до миллионных долей дюйма (один микродюйм или 0,000001).

Профиль юбки поршня и обработка также изменились. Производители обнаружили, что кулачок юбки поршня и форма цилиндра влияют на кольцевое уплотнение и стабильность.Даже если профиль юбки повернут (обработан) от масляного кольца вниз или снизу вверх, имеет значение. У всех нас есть свои любимые теории.

Покрытие юбки поршня снижает трение, обеспечивая более узкие зазоры между поршнем и стенкой, что, в свою очередь, облегчает выполнение работы колец с уменьшенной радиальной глубиной. Канавки для колец также могут быть покрыты специальным покрытием или анодированы для большей износостойкости. Другой распространенной практикой является добавление канавки аккумулятора между первым и вторым кольцами, чтобы помочь предотвратить скопление газа между кольцами. Это помогает снизить давление между верхним и вторым кольцами, способствует уплотнению верхнего кольца и сводит к минимуму колебание кольца. Вы можете использовать аккумуляторную канавку с обычными кольцевыми канавками и вторыми канавками с подрезкой или (что еще лучше) со вторым кольцом Napier — они взаимно совместимы.

Одно можно сказать наверняка: для более дорогих приложений выберите кольца перед заказом поршней. «Выясните размер отверстия и степень сжатия, а затем, что использовать для колец», — говорит Макнайт. «Поршни можно сделать любым способом. Это кольца. Сначала выровняйте их».

Чистовая обработка стенок цилиндра Изготовители поршней должны были поднять планку, чтобы не отставать от кольцевой технологии, и ваш машинист тоже. Очевидно, ручная хонинговка отсутствует, но что в ней? По крайней мере, хонинговальный станок Sunnen CK-11 или (что еще лучше) компьютеризированный хонинговальный станок, такой как SV-10 Sunnen, который исключает из уравнения дисперсию оператора.Готовое отверстие цилиндра должно быть круглым и прямым без конуса. Раньше кольца изнашивались, чтобы компенсировать небольшие неровности отверстия. Больше никогда. Сегодняшние высококачественные кольца «настолько прочные, что их не носят», — утверждает Макнайт. Современные блоки также сложнее, поэтому окончательная отделка должна выполняться с самого начала. Хонингование пластин (крутящий момент) и нагрев блока для воспроизведения рабочих нагрузок в наши дни являются обязательными. Отрегулируйте затяжку болтов на хонинговальной пластине, чтобы воспроизвести деформацию, вызванную реальными головками цилиндров (не обязательно те же значения крутящего момента, которые используются при фактической установке головки).

В вашем механическом цехе должен быть датчик PAT (разновидность профилометра) для фактического измерения шероховатости поверхности окончательного отверстия. Total Seal заявляет, что типичные значения в микродюймах для приложений с общей производительностью должны составлять от 8 до 12 RPK, от 20 до 30 RK и от 30 до 50 RVK. Высококлассные гонщики NASCAR или NHRA Pro Stock жертвуют предельной долговечностью для максимально гладкой отделки: RPK 3 до 5, от 10 до 13 и от 18 до 22.

Способен ли ваш местный механический цех на такой уровень работы? Если он сможет отделать последние модели Ford или GM тонкими кольцами, чтобы сохранить исходные нормы выбросов и заводские допуски, ответ, вероятно, будет положительным.

Отвод тепла и концевые зазоры Чтобы поршень не плавился, тепло должно передаваться через кольца к стенкам цилиндра и, в конечном итоге, в рубашку охлаждения. Современные двигатели, как правило, нагреваются сильнее, чем предыдущие двигатели, но даже если количество тепла, выделяемого поршнями, остается неизменным, более тонкие кольца будут испытывать повышенные температуры, потому что общая площадь поверхности, доступная для отвода тепла от поршня, меньше (еще одна причина, почему более тонкие кольца, как правило, изготавливаются из лучшего материала с высокотехнологичным покрытием).

Проблема может быть решена путем принудительного охлаждения поршня с помощью поршневых брызговиков, но для большинства из нас проверенное решение по-прежнему заключается в увеличении концевых зазоров поршневых колец. Для базового использования с умеренной производительностью стандартным было около 0,003 дюйма концевого зазора верхнего кольца на каждый дюйм отверстия, а затем увеличивалось применение для более тяжелых условий эксплуатации. Сегодня большинство источников рекомендуют базовый зазор не менее 0,004 дюйма на каждый дюйм диаметра ствола. Например, базовый минимальный зазор верхнего кольца на двигателе средней производительности с диаметром цилиндра 4 дюйма должен составлять около 40 мм.004 = 0,016 дюйма. Приложениям для гонок или сумматоров мощности обычно требуются гораздо большие промежутки (см. Таблицу). Если сомневаетесь, то это тот случай, когда больше лучше, чем меньше — кольцевой зазор, который стыкуется из-за теплового расширения, действительно плох.

Второе кольцо работает холоднее, чем верхнее кольцо.При меньшем нагреве его расширение должно быть ниже, и вы бы поверили, что это означает, что второе кольцо может быть зажато более плотным зазором, чем верхнее кольцо — и, фактически, это было стандартной практикой в ​​течение многих лет. Однако узкие зазоры второго кольца не учитывают динамику давления газа. Исследования показали, что утечка газа через верхнее кольцо может застрять между верхним и вторым кольцами, если второе кольцо зажато слишком сильно. Захваченный газ приводит к невозможности нагружать верхнее кольцо при запуске двигателя, что приводит к потере мощности.По этой причине большинство экспертов рекомендуют создать путь выхода, сделав зазор между вторым кольцом в 1,25 раза шире, чем зазор верхнего кольца. Например, если зазор верхнего кольца составляет примерно 0,016 дюйма, зазор второго кольца составляет примерно 0,020 (0,016 1,25 = 0,020).

Двигатель как система Кольца и поршни нельзя рассматривать по отдельности; они являются частью динамической системы, которая больше, чем сумма ее отдельных частей. В двигателе внутреннего сгорания все влияет на все остальное.Помните об этом, применяя некоторые из этих новых технологий к классической конструкции двигателя. Для успешной работы тонких колец требуется ревизия масла и системы смазки. Вместо того, чтобы заливать двигатель маслом, направляйте смазку только в те области, которые необходимы для поддержания работоспособности деталей. Запустите современное, жидкое, полностью синтетическое масло. Высокотехнологичная синтетика с меньшей вязкостью обладает превосходной термостойкостью и прочностью на сдвиг, что позволяет затянуть основной подшипник, подшипник штока и зазор со стороны штока. Контролируйте парусность с помощью сложного масляного поддона и поддона для защиты от ветра.Благодаря теперь плотно закрытой нижней части у вас не будет масла, заливающего стенки цилиндра, поэтому маломощный масляный насос большого объема больше не требуется. Системы охлаждения двигателя на пределе тоже больше не будут его сокращать; рассмотреть возможность усовершенствования системы охлаждающей жидкости. В случае применения без выбросов парниковых газов выберите температуру охлаждающей жидкости 180 градусов по Фаренгейту и температуру масла от 210 до 215 градусов. Установите правильный карбюратор и зажигание; промывание стенок цилиндра топливом не способствует долговечности колец. Совместите все приемы и детали, и результат будет еще мощнее.Несколько пони здесь и несколько там могут действительно изменить ситуацию.

Базовые конфигурации колец Большинство обычных кольцевых пакетов по-прежнему состоят из трех колец. Поворотное верхнее компрессионное кольцо с цилиндрической поверхностью остается наиболее популярным для применения в рабочих условиях. Торцевая поверхность ствола обеспечивает практически мгновенную обкатку, что важно для гоночных двигателей. Это также помогает кольцу поддерживать контакт со стенкой цилиндра, если поршень слегка раскачивается в верхней или нижней мертвой точке.Верхние кольца Dykes, используемые в основном в дрэг-рейсингах, имеют ступенчатую прорезь на верхней стороне, которая помогает с загрузкой газа в экстремальных условиях, таких как Top Fuel и Funny Car.

Speed-Pro Рекомендации по концевому зазору поршневого кольца Используйте эту таблицу только в качестве базового ориентира и корректируйте с учетом опыта. Каждый двигатель индивидуален. Если на торцевых поверхностях кольца после использования появляются блестящие пятна, это свидетельствует о стыке кольца. Все размеры указаны в погонных дюймах.

Современные поршни со складным запасом теперь обладают высокотехнологичными характеристиками, которые раньше использовались только для профессиональных гоночных поршней. Линия облегченных кованых поршней с боковой разгрузкой (FSR) SRP Professional имеет высококачественные запястья, удерживаемые фиксаторами из круглой проволоки и прецизионными кольцевыми канавками, обработанными на станке с ЧПУ.Они поставляются с подобранным набором наборов колец JE Pro Seal в метрическом стиле.

Поршневые кольца — обзор

1 ВВЕДЕНИЕ

Поршневые кольца являются критически важными компонентами современного двигателя внутреннего сгорания, их оптимальные трибологические характеристики оказывают контролирующее влияние на минимизацию потерь мощности на трение, расхода топлива, расхода масла, прорыва газов и вредных воздействий. выхлопные выбросы.

Основные функции пакета поршневых колец, собирательного названия трех или более колец, установленных на поршне, заключаются в образовании эффективного газового уплотнения между камерой сгорания и картером, чтобы ограничить восходящую транспортировку масла из картера. в камеру сгорания и обеспечить проточный канал для передачи тепла от поршня к охлаждающей жидкости двигателя.Все это должно быть достигнуто с минимальными потерями мощности на трение, особенно на границе скольжения со стенкой цилиндра, и с минимально возможным износом, чтобы максимально продлить срок службы компонентов.

К сожалению, пакет поршневых колец вносит наибольший вклад в трение в двигателе внутреннего сгорания в нормальном диапазоне скоростей двигателя и нагрузок, возникающих при эксплуатации [1-3]. Относительная важность варьируется от двигателя к двигателю, но обычно поршневой узел, содержащий как поршневые кольца, так и юбку поршня, составляет 40-50% от общего трения двигателя [4].Что касается износа, недостаточно понимания взаимодействия с процессом смазки. Таким образом, даже несмотря на то, что производители могут производить кольца с отличным ожидаемым сроком службы, эти компоненты могут быть далеки от оптимальных с точки зрения смазки и трения.

Теоретические и экспериментальные исследования смазки поршневых колец, как следствие их важности для характеристик двигателя, получили большое внимание в литературе, что привело к значительным успехам в нашем понимании их поведения [5].Математический анализ смазки поршневых колец сложен и по необходимости требует упрощающих допущений. Однако быстрое развитие численных методов за последние тридцать лет привело к появлению сложных моделей смазки поршневых колец, которые находят применение в процессе проектирования [6].

На рисунке 1 показан типичный прогноз удельной толщины пленки, определяемой как отношение минимальной толщины пленки смазки к среднеквадратичной шероховатости поверхности композитного материала.

Рисунок 1.Циклическое изменение удельной толщины пленки между верхним компрессионным кольцом и стенкой цилиндра [7]

(1) λ = hminσ

на протяжении всего цикла двигателя для верхнего компрессионного кольца дизельного двигателя из Priest et al [7] , где нулевой угол поворота коленчатого вала — это срабатывание в верхней мертвой точке.

Из рисунка 1 видно, что поршневое кольцо испытывает полный диапазон режимов смазки за один цикл, от полной жидкой пленки через смешанную смазку до граничной смазки.Это характерно для границы раздела поршневого кольца и стенки цилиндра.

Аспекты этого поведения, связанные с пленкой жидкости, относительно хорошо изучены, но возникающие поверхностные взаимодействия представляют гораздо большую проблему.

Разработаны модели трения неровностей [8] и скорости износа [7] поршневых колец в граничном и смешанном режимах смазки. Однако поверхностные взаимодействия, происходящие между поршневыми кольцами, поршнем и каналом цилиндра в присутствии моторного масла с его сложным химическим составом, загрязнением и ухудшением характеристик, чрезвычайно трудно интерпретировать с точки зрения основных механизмов пограничного трения и износа [9].

Таким образом, такие модели являются эмпирическими и предполагают изменение граничного коэффициента трения или коэффициента износа в зависимости от толщины пленки. Оба значения равны нулю в режиме смазки жидкой пленкой и возрастают в режиме смешанной смазки по мере увеличения степени контакта поверхности до максимума в режиме граничной смазки.

На рис. 2 показан пример коэффициента размерного износа k по Присту [10].

Рис. 2. Изменение коэффициента износа в зависимости от удельной толщины пленки [10]

Коэффициент износа k связан с объемом материала, удаляемого в результате износа, V, приложенной нормальной нагрузкой, W и расстоянием скольжения, x _s , на

(2) V = kWxs

, как было предложено Ланкастером [11].

Такие модели явно очень чувствительны к значениям, выбранным для режима граничной смазки, k ₀ на рисунке 2, и ситуация дополнительно осложняется тем фактом, что на конкретную толщину пленки, как правило, влияют изменения шероховатости поверхности, так как обкатка компонентов.

До сих пор обсуждались только условия между поверхностью поршневого кольца и стенкой цилиндра, но граница раздела между боковой стороной поршневого кольца и канавкой поршня также важна с точки зрения надежности и долговечности двигателя [12].Этому интерфейсу уделялось относительно мало внимания в литературе, но он, вероятно, будет испытывать гораздо более смешанную и граничную смазку, чем поверхность кольца.

Эта статья призвана помочь аналитику в выборе подходящих значений для коэффициентов трения неровностей и факторов граничного износа путем отчета о серии экспериментов по трению и износу на высокочастотном возвратно-поступательном трибометре. Испытания проводились на образцах поршневых колец, поршней и цилиндров, изготовленных из реальных компонентов, в присутствии моторного масла при скоростях, нагрузках и температурах, характерных для современного автомобильного бензинового двигателя.

Представлены результаты для критических трибологических границ раздела между поверхностью поршневого кольца и стенкой цилиндра, а также боковой поверхностью поршневого кольца и канавкой поршня. Эксперименты проводились на полном кольцевом блоке от одного двигателя с целью установления относительной важности различных интерфейсов в кольцевом блоке.

Результаты представляют собой полезную матрицу коэффициентов трения неровностей и факторов износа для проектировщика / аналитика и подчеркивают чувствительность коэффициента износа к выбору материалов обеих взаимодействующих поверхностей.Кроме того, показано, что факторы износа на поверхности раздела поршневого кольца / поршня намного выше, чем на поверхности раздела поршневого кольца / цилиндра.

Страница не найдена — JT Outdoor Products