Поршневые кольца: виды, назначение и особенности выбора

Содержание

О замене поршневых колец

Кольца представляют собой металлические упругие пружинящие элементы, одеваемые на верхнюю часть (головку) поршня – в специально предусмотренные для этого канавки. Чаще всего кольца изготавливаются из стали (или высокопрочного чугуна) и покрываются легирующим материалом – для придания большей прочности и износостойкости. Торцевая часть колец, соприкасающаяся с зеркалом цилиндра, может покрываться оловом – для облегчения приработки в начальный период эксплуатации двигателя (или после его капитального ремонта).

История развития поршня

За более чем 140-летнюю историю развития двигателей внутреннего сгорания основные функции и конструктивные основы поршней не изменились. Эта цилиндрическая деталь формирует нижнюю половину камеры сгорания и передает энергию, расширяющихся в цилиндре газов через поршневой палец и шатун к коленчатому валу. Для предотвращения прорыва газов в картер и масла в камеру сгорания, как и на поршнях самых первых моторов, установлены кольца. Условия же работы стали другими — возросли и нагрузки, и температуры.

Техно теория – собираем мощный мотор, выбираем поршневую

В тоже самое время, двигатели работают чище, а ходимость их гораздо выше, чем раньше. Именно с этим в первую очередь связаны основные изменения конструкции, применении новых сплавов поршней и колец, широкое использование специальных покрытий. Поршни становятся короче и легче. Частично снижение веса было достигнуто уменьшением как общей высоты поршней, так и укорачиванием отдельных элементов.

Информация – кольца поршневой

На выбор колец также влияет и устройство системы смазки мотора. Система с «мокрым» картером требует от маслоудерживающих колец меньшей упругости, тогда как с «сухим» — большей.

За последние 30 лет типичная высота юбок сократилась с 60-65 мм до 35-40 мм. Такое облегчение потребовало уменьшения до 0.025-0.125 мм зазора между и стенками цилиндра поршнем, дабы убавить его раскачивание во время движения.

В спортивных моторах, где юбка практически отсутствует вовсе, возможен и нулевой зазор или даже небольшой натяг, если поршни имеют специальные антифрикционные покрытия. Расстояние от центра поршневого пальца до вершины днища поршня, называемое компрессионной высотой, за те же последние три десятилетия сократилось с 38-44 мм до 30-33 мм.

Техно теория – собираем мощный мотор, выбираем поршневую

Форма поверхности днища поршней также менялась. Плоскости уступили место вогнутым, более сложным конфигурациям, обеспечивающим циркуляцию топливовоздушной смеси и улучшающим отвод отработавших газов. Самое критическое место на поршне в области верхнего компрессионного кольца. Еще десятилетие назад, высота жарового пояса (расстояния между верхним компрессионным кольцом и кромкой днища) обычно составляла 7.5 — 8.0 мм. Сегодня оно уменьшилось до 3.0-3,5 мм в большинстве двигателей.

Информация поршень

Некоторые конструкции короны поршня разработаны с цепью снижения вредных веществ в выхлопных газах и лучшей топливной экономичности. Чтобы эти показатели после переборки оставались в заводских пределах поршни, заменяемые на стоковых моторах, должны был, с идентичной формой короны.

Передвижение компрессионного кольца ближе к вершине поршня во многом вызвано борьбой за полноту сгорания смеси и, как следствие, за уменьшение вредных выбросов. Дело в том, что щелевое пространство между жаровым поясом и стенкой цилиндра создает мертвую зону для распространения пламени топливовоздушной смеси, и там остается не сожженное топливо. Само по себе это количество мало, но если умножить его на четверть частоты вращения коленвала и на количество цилиндров, то становится понятно, что углеводороды, спрятавшиеся в этом месте, заметно повышают уровень СН в выхлопе двигателя.

Информация – гоночные поршни

Дополнительная механообработка рельефа днища для размещения больших клапанов должна быть сведена к минимуму. Гоночные поршни выпускаются во всех формах и размерах, и изделия для большинства моторов, в том числе и доработанных, найти в каталогах фирм не так уж и трудно.

Вследствие уменьшения жарового пояса компрессионное кольцо переместилось в зону высоких рабочих температур, которые делают металл более мягким, что увеличивает опасность деформирования кольцевой канавки, приваривания кольца к посадочному месту или поломки, как кольца, так и кольцевых перемычек. Это потребовало применения более стойких материалов, анодирования канавки кольца. Таким образом, конструкторский поиск усовершенствований поршней сосредоточен на геометрических нюансах, материалах, весе, зависящем напрямую от первых двух характеристик и применении специальных покрытий. Те же аспекты, но уже в готовом виде, принимают во внимание при выборе поршней, дорабатывая мотор.

Другие названия

Полное название для колец – поршневые кольца. Различают компрессионные кольца (верхнее и второе по счёту – промежуточное) и маслосъёмное (самое нижнее).

Конструкция верхних компрессионных колец

Помимо, материалов из которого сделаны кольца, есть еще факторы, которые определяют как хорошо будет работать кольцо в разных режимах эксплуатации: расположение кольца на поршне и его конструкция. Как пример можно привести кольцо, которое имеет небольшое перекручивание, что в свою очередь позволяет ускорить приработку колец со стенками цилиндров. Важным типом компрессионного кольца является кольцо с L-образным участком. Такие кольца способны развивать дополнительное усилие, которое прикладывается к стенкам цилиндров при высоком давлении.

Поршневые кольца: виды, назначение и особенности выбора

Компрессионные кольца: конструкции и проблемы

Шагая вглубь эволюции колечек можно насчитать не один десяток различных конфигураций, имеющих свои положительные и отрицательные стороны. Впрочем, в отличие от маслосъемных собратьев, оптимальная геометрия, решающая максимум поставленных задач, найдена и успешно освоена в серийном производстве:

  • Цилиндрическая форма. Простой контур эффективно противостоит перегреву поршня и прорыву отработанных газов в картер, но неважно справляется с отложениями при склонности двигателя к масложору и образованию сажи. Кольцо подобной формы устанавливается в основном на бензиновые моторы и может иметь фаски и канавки с внутренней стороны, решающие проблему их скручивания.

раскоксовка маслосъемных колец

  • Коническое сечение. Форма заочно получила статус универсальной ввиду того, что выполняет две функции: регулировка толщины масляной пленки + барьер для отработанных газов. Изначально, на новом необкатанном двигателе нижняя кромка острая и оказывает сильное давление на цилиндр. По окончанию обкатки кромка закругляется, обеспечивая идеальное уплотнение и минимальное трение. Кроме того, за счет смещенной верхней части при движении поршня вверх кольцо немного отходит от стенок цилиндра, скользя по маслу (масляный клин). При движении же вниз заостренная кромка глубже проникает в масляную пленку, удаляя остатки после прохода масляного кольца. Контур отлично зарекомендовал себя при проектировании компрессионных колечек второго ряда для любых двигателей.

залегли маслосъемные кольца

  • Трапециевидная форма. Проблема с нагарообразованием и скоплением отложений в канавках под цилиндрические кольца особенно обострена у дизельных моторов с их склонностью к образованию сажи в ходе горения топлива. Трапециевидная форма канавки и колечка, установленного в нее с зазором, способствует измельчению нагара при движении поршня вверх-вниз. При этом все преимущества цилиндрического контура сохраняются. Кольца-трапеции встречаются практически на всех современных дизельных двигателях.

наборные маслосъемные кольца
При эксплуатации компрессионных колец со временем возникает одна проблема глобального характера – износ. В первую очередь на это указывает пониженная компрессия, которая восстанавливается до заводских значений при введении в цилиндр 2-4 кубиков масла. Еще один признак износа поршневых колец – специфический сизый дым из выхлопной трубы.

Всяческая раскоксовочная химия здесь, как правило, бессильна. Единственный верный путь – капитальный ремонт.

Подготовка: необходимый инструмент

Важнейший этап любой работы, а по двигателю тем более — это подготовка. Потребуются следующие инструменты:

  • гаечные ключи;
  • набор головок с трещоткой;
  • канавочник для или обломок проволоки — подойдёт также пилочка для ногтей;
  • специальные щипцы для снятия и установки — если не удалось найти, подойдёт тонкая отвёртка с плоским жалом;

специальные щипцы для снятия и установки колец на рабочий поршень
щипцы для снятия

  • универсальная хомутовая оправка для установки с затяжным воротком.

В некоторых случаях, если одновременно будет проводиться регулировка двигателя, нужно приспособление для определения верхней мёртвой точки поршня.

Процедура установки

Фирменные изделия проверенных производителей имеют удобную маркировку, благодаря которой понятно, как правильно установить поршневые кольца. На одной из сторон написано «TOP», что на английском означает «верх». Эта сторона должна быть направлена к камере сгорания или верхней части поршня.

5c74c1e3-a7d7-429e-8f97-7997d3a2f5e7.png

Обозначение на сторонах колец

Если никакой надписи не обнаружилось, то должна быть проточка по всему диаметру. Такой ступенькой надо обращать кольцо вниз.

Обычно используют два метода установки. Один из них более безопасный, а второй чаще применяют или большие профессионалы или абсолютные новички. Оба подойдут для самостоятельного применения во время ремонта.

3ff38bbc-2d07-49a1-8e51-9263ba8e366a.png

Установка с помощью металлических пластин

В первом случае понадобится нарезать несколько плоских кусочков жестянки, толщиной примерно от 0,3 до 0,5 мм. Три или четыре таких листа располагают по диаметру поршня. На них надеваются кольца. И опускаются до уровня прорези. Потом оправка для поршневых колец из пластин вынимается, и колечко садится в нужный паз. Способ прекрасно подходит для любого мастера.

c555cf95-84d3-4340-9207-e927e9cb8c22.png

Монтаж поршневого кольца

Второй вариант требует определенного опыта и умения. Он заключается в том, что нужно пальцами развести зазор, увеличивая внутренний диаметр кольца до той степени, чтобы пропустить через него поршень и установить в нужный паз. Минусы заключаются в том, что часто неопытные слесари ломают много колец, применив большее усилие, чем нужно.

Читайте также:  Как проверить исправность катализатора

Поршневые кольца ВАЗ

Волжский автомобильный завод производит двигатели для переднеприводных и заднеприводных автомобилей, поршневые кольца для моторов ВАЗ первоначально подставлял Мичуринский завод. У мичуринцев в продукции допускалось много брака, и с 1986 года в Тольятти было налажено собственное производство. В настоящее время существует много различных производителей, которые изготавливают ПК для вазовских двигателей, в частности, это:

  • АВТОВАЗ (Тольятти);
  • СТК (Самара);
  • GOETZE (Германия);
  • MAHLE (Германия);
  • NPR EUROPE (бывшее название SM, Япония).Поршневые кольца ВАЗ

Материалы для производства поршневых колец

Самый распространенный материал для изготовления поршневых колец высокопрочный серый чугун.

Кольца из чугуна сохраняют упругость и прочность в период всего срока службы. Этот материал показал себя с самой лучшей стороны в условиях повышенного трения – кольца из чугуна долго не стираются. За счет прочности материала кольца хорошо и равномерно прирабатываются, и плотно прилегают к зеркалу цилиндра.

При кажущейся простоте формы поршневого кольца процесс его производства сопряжен с рядом трудностей

Для увеличения термостойкости колец из серого чугуна в него добавляются легирующие добавки: никель, хром и тому подобные вещества.

Инструменты и приспособления для работы

Для самостоятельной замены деталей понадобятся:

  1. Расширитель поршневых колец, для того, чтобы развести запчасти и не повредить их.
  2. Ключ со встроенным динамометром и набор насадок под него.
  3. Обжимное устройство.
  4. Молоток для простукивания деталей.
  5. Тиски, чтобы закрепить поршень.
  6. Моторное масло для свежей обработки.
  7. Ветошь, чтобы убрать старую смазку с деталей.

Возможно понадобятся еще некоторые приспособления. Но это уже дело личных предпочтений. Так как вышеуказанный инвентарь хорошо справляется с поставленной задачей.

Корректировочные работы (разведение термозазоров) после установки поршневых колец

231d1b00-0f14-4552-9d53-902ad7bc25f4.jpg

Как только кольца установлены, прорези нужно установить не меньше чем на 120 градусов друг от друга, чтобы газы не попадали в картер. Первое кольцо удерживает до 75%!сжатия, второе только 20%! Если зазоры разведены правильно, то если даже газ прорвется через первое кольцо, второе его гарантированно удержит.

Функции поршневых колец

Поршневые кольца выполняют три главные функции[1]:

  1. уплотнение (герметизацию) камеры сгорания (или камеры расширения). Компрессионные кольца поддерживают компрессию — с изношенными, поломанными или залёгшими кольцами двигатель потеряет мощность или вообще не запустится;
  2. увеличение теплоотдачи от поршня через стенку цилиндра, не допуская перегрева и задира поршня;
  3. регулирование толщины плёнки моторного масла на цилиндре (во всех четырёхтактных двигателях и в двухтактных двигателях) с раздельной смазкой[2].

Проверка работы двигателя

Монтаж завершен, настало время проверить результат. При первом запуске для диагностики слушают работу двигателя. Отсутствие посторонних звуков и вибраций является хорошим показателем. Первое время мотор нужно поберечь. Не нужно нагружать машину, ездить по бездорожью или пренебрегать прогревом. Еще важный момент – не допускать поднятие оборотов более чем на 3 тыс.

При соблюдении данных рекомендаций поршневые кольца прослужат долгое время.

Раскоксовка поршневых колец — для чего она нужна?

Поршневые кольца: виды, назначение и особенности выбора

При обнаружении нагара необязательно нужно проводить замену поршневых колец. Опытные водители уже давно нашли проверенный способ, как быстро избавиться от нагара и вернуть к жизни залегшие кольца. Для этого готовится специальная смесь, в состав которой входит керосин и ацетон в равных количествах. Свечи зажигания выкручиваются, и в отверстия заливается приготовленная смесь. По истечению 9 часов, закрутите свечи и запустите мотор. После этого необходимо проехать около 15 километров на максимальных оборотах. В конце процедуры обязательно замените масло и воздушный фильтр.

Помимо использования народных рецептов, можно приобрести в магазине специальный раскоксыватель маслосъемных колец. Его действие, обычно, ограничивается 15 минутами.

Поднимите ту часть автомобиля, колеса которой являются ведущими (например, передний привод – передняя часть вывешивается). Установите последнюю передачу, выкрутите свечи и поворачивайте колесо до тех пор, пока поршни не встанут на среднее положение. Для контроля можно использовать метки, находящиеся на маховике коленчатого вала и блока. После этого, залейте раскоксыватель в свечные отверстия и выдержите время, согласно инструкции на этикетке. Для достижения лучшего эффекта, можно время от времени проворачивать колесо.

Последний этап заключается в том, чтобы провернуть двигатель кривым стартером на нейтральной передаче. Это действие необходимо для того, чтобы выдавить остатки жидкости и нагар и двигателя. Затем заверните обратно свечи и запустите мотор и дайте ему отработать на холостых оборотах 15 минут.

Не пугайтесь, если двигатель запустится не сразу, а из выхлопной трубы появится подозрительный дым. Все это является абсолютно нормальным явлением.

Дополнительно

Одна из грубейших ошибок – устанавливать новые компрессионные кольца в изношенный цилиндр. Это приводит к тому, что «ступенька» износа зеркала цилиндра может привести к поломке колец об неё – и необходимости капитального ремонта двигателя! Кроме того, старые кольца оставляют след износа не только на зеркале цилиндра, но и на внутренней поверхности канавки поршня. Так что новое кольцо и «старые» цилиндр и поршень могут никогда не притереться друг к другу!

Таким образом, правильной процедурой будет замена поршневых колец вместе с поршнями, а также расточка и хонингование цилиндров. Естественно, в этом случае замена колец без снятия двигателя невозможна.

Подгонка и монтаж новых поршневых колец

После длительной работы в цилиндре двигателя образуется овальный износ и ступенька в верхней части цилиндра, куда доходит верхнее кольцо. Изнашиваются как кольца, так и поршни, постепенно увеличивается прорыв газов и растёт расход масла. Наступает время промежуточного или капитального ремонта.

При капитальном ремонте изношенный цилиндр, как правило, подвергают растачиванию и/или хонингованию, устанавливаются новые ремонтные поршни несколько большего диаметра (на автомобильных двигателях следующий ремонтный размер, как правило, на 0,5 мм больше) и кольца ремонтного размера. В случае допустимого ещё состояния цилиндров замене подлежат кольца, иногда и поршни. Согласно современным инструкциям, установка колец следующего ремонта с подточкой не разрешена, однако в целях снижения затрат на ремонт применяется.

Замечание: при установке колец следующего ремонта нужно производить тщательную проверку прилегания по зеркалу.

Обычно при этом приходится после подточки и выставления минимального зазора в стыке

незначительно подрабатывать поршневое кольцо

в районе замкапонаружному диаметру (!), лучше наждачным бруском. Если это не проконтролировать, то некоторое время будет повышенный расход масла, и риск перегрева на обкатке увеличится.

Поршень должен иметь зазор в цилиндре согласно инструкции. Обычно смазанный моторным маслом поршень должен под своим весом легко опускаться в цилиндре (при комнатной температуре). Если поршень будет иметь более плотную посадку, то тепловое расширение вследствие нагревания приведёт к задиру и снижению ресурса мотора. С другой стороны, если зазор между поршнем и стенками цилиндра слишком велик, при работе будет прослушиваться стук поршня, и из-за повышенных зазоров в замках колец ресурс до ремонта уменьшится. Сами поршневые кольца, благодаря наличию зазора, могут в небольших пределах изменять свой диаметр, что позволяет избежать заклинивания. Этого небольшого изменения диаметра достаточно, чтобы компенсировать температурное расширение и сжатие. Если кольца без поршня вставить в новый или отремонтированный цилиндр, то зазор должен составить около 0,2—0,4 мм (более конкретные данные — см. инструкцию по эксплуатации)

. Если зазор меньше — кольца подтачивают надфилем, если больше — устанавливают из большего ремонтного набора.

Над канавками кольца проводят, подкладывая под них тонкие металлические пластинки (несколько штук по длине окружности), либо используют съёмник колец. При установке поршня с кольцами в цилиндр, последние сжимают с помощью оправки или самодельного жестяного хомута.

Безвтыковых поршни на Лада Приора – какие выбрать

На российском рынке представлены 3 разновидности. СТИ. Производятся посредством горячего прессования.

  1. Владельцами Приор одобряются не очень. Во-первых, степень сжатия у них низковата, во-вторых, площадь камеры сгорания слишком велика. Это сказывается на КПД движка в сторону его снижения. Помимо того, сплав, из которого они производятся, имеет пониженное содержание кремния (что делает поршни менее стойкими к температурам) и никеля (что уменьшает их ресурс). Дополнительным минусом является то, что на авто с установленными СТИ слишком часто случаются обрывы приводного ремня кулачкового вала.
  2. «Автрамат» харьковского производства делается путем литья. Поршни имеют состав, в точности совпадающий с приоровскими. Сжатие имеет расчетные величины, КПД, хоть и снижен в счет увеличения площадей на выборки, но незначительно – на 0,1 см2.
  3. Самарские. У них практически те же показатели с «Автраматом». Уступают детали харьковским по весу: они тяжелее (это вообще-то нежелательно). Зато выигрывают по цене, поскольку стоят на треть дешевле.Лучшие поршневые кольца на ваз 2110

Экскурс по производителям

В силу кажущейся простоты изготовлены поршневых колец сегодня из выпускает большое число фирм. Многие фирмы работают исключительно на рынок своей страны, однако усилиями мелких поставщиков их продукция получает некоторое распространение в мире. Вторичный рынок стран Восточной Европы богат товарами от разных брендов и… подделками. О подделках мы поговорим чуть позже, а пока выделим несколько брендов, под именами которых автолюбитель сможет найти действительно качественные поршневые кольца:

  • Mahle (Германия);
  • Victor Reinz (США-Германия);
  • Riken (Япония);
  • Kolbenschmidt (Германия);
  • Goetze (Германия).

Продукцию именно этих компаний с высокой вероятностью удастся найти и у фирм-упаковщиков. Указанные выше производители также являются поставщиками на конвейеры автомобильных концернов, что говорит о стабильно высоком качестве выпускаемых ими изделий. К несчастью, именно их продукцию часто подделывают. Больше всего подделок под Victor Reinz и Goetze. При выборе поршневых колец обращайте внимание на:

  1. Упаковку. К примеру, на упаковках поддельных колец Mahle отсутствует защитная полоска и другие защитные элементы. Также обращайте внимание на качество полиграфии;
  2. Общее качество изделия. Многие подделки отлично имитируют фирменный продукт, но в некоторых случаях визуальный осмотр позволяет выявить контрафакт. Особое внимание уделите маркировке.

Как показывает практика, выявить поддельные поршневые кольца проще всего именно по упаковке. Настоятельно рекомендуем узнать о защитных признаках продукции всех вышеуказанных компаний и сопоставлять полученные данные с реальным положением дел – если упаковка предложенного вам кольца отличается от фирменной, перед вами точно подделка.

Кольца Riken

Существует и продвинутый способ выявления подделок, который, впрочем, подойдет не всем автолюбителям. Дело в том, что твердость поршневых колец должна соответствовать определенным нормам. В случае компрессионных колец из чугуна марок СМ или ВЧ (самые распространенные на вторичном рынке) твердость должна составлять 96-112НВ и 100-112НВ соответственно. Если у вас есть возможность проверить соответствие колец стандартам, проблем с подделками не будет – вы сможете их выявить и вернуть продавцу.

Другие изделия

«Плазмацентр» предлагает
  • разработка и внедрение ФПУ конкретных изделий и инструмента;
  • ФПУ опытных и серийных партий изделий и инструмента;
  • изготовление и адаптация оборудования ФПУ для решения задач заказчика;
  • разработка и изготовление специализированного оборудования для ФПУ;
  • организация и комплексное оснащение участков ФПУ;
  • поставка расходных материалов;
  • экономический анализ эффективности использования технологии ФПУ;
  • проведение совместных исследований, разработок и внедрений;
  • обучение специалистов заказчика, консультации, сервис.

Свяжитесь с нами по телефонам +7 (812) 679-46-74, +7 (921) 973-46-74, или напишите нам на почту office@plasmacentre.ru

Наши менеджеры подробно расскажут о имеющихся у нас технологиях нанесения покрытий, упрочнения, восстановления, придания свойств поверхности, а также о стоимости услуг компании.

Из чего делают кольца двигателя?

Поршневые кольца: виды, назначение и особенности выбора

Одним из материалов, использованных для поршневых колец — чугун. Его структура позволяет ему удерживать масло, уменьшая износ. Широко используется также производная от ковкого чугуна — пластичный чугун. Он обладает большинством качеств чугуна и может упруго деформироваться, что облегчает установку колец.

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

Для увеличения срока службы колец и обеспечения быстрой их приработки созданы молибденовые кольца. Его основа из чугуна с молибденовым покрытием. Молибден обладает многими противоизносными свойствами хрома, а в некоторых случаях может иметь большую сопротивляемость износу. С течением времени молибденовые кольца стали основными в двигателях, так как они долговечны, относительно легко прирабатываются и более надежны.

Замена поршневых колец

На автомобилях ВАЗ, впрочем, как и на всех других моделях легковых автомашин, одни лишь поршневые кольца целесообразно менять только в том случае, если:

  • в цилиндрах нет выработки;
  • не имеет следов повреждения их внутренняя поверхность.

При значительном износе гильз требуется их расточка, а если до этого уже был последний размер, требуется перегильзовка блока цилиндров. Заменить ПК можно на любом вазовском моторе, не снимая ДВС, для этого потребуется снятие ГБЦ и масляного картера. ПК меняют в том случае, если зазор в стыках у них не превышает 1 мм.

Для примера рассмотрим замену поршневых колец на автомобиле ВАЗ-2114 с 8-клапанным ДВС, такую работу необходимо проводить на яме или автоподъемнике:

  • выключаем зажигание, ставим КПП на нейтральную передачу, скидываем с АКБ минусовую клемму;
  • сливаем тосол, снимаем корпус воздушного фильтра вместе с патрубком (гофрой инжектора);
  • снимаем клапанную крышку, распредшестерню, ослабляем ремень ГРМ и отводим его в сторону;
  • отсоединяем от ГБЦ в\в провода, патрубки системы охлаждения, откручиваем болты головки;
  • раскручиваем гайки приемной трубы глушителя;
  • полностью освобождаем ГБЦ от всех креплений, которые мешают ее снять, производим съем головки блока;Замена поршневых колец
  • если под двигателем есть защита, демонтируем ее;
  • подставляем емкость под поддон двигателя, отворачиваем пробку на картере, сливаем масло;
  • снимаем нижний лючок корпуса КПП (три болтика);
  • головкой с воротком на 10 или торцевым ключом откручиваем все болты масляного поддона;Замена поршневых колец
  • демонтируем поддон, снимаем маслоприемник;Замена поршневых колец
  • отворачиваем гайки шатунов, снимаем нижние шатунные крышки, аккуратно выбиваем поршни с шатунами наверх. Поршни следует выбивать через выколотку из мягкого металла или через деревянный брус. Сначала нужно аккуратно выбить шатунный болт, не повредив на нем резьбу, затем выколотку наставить на торец шатуна – ни в коем случае нельзя бить по вкладышам или посадочному месту под ними;Замена поршневых колец
  • шатуны рекомендуется вынимать по одному, и сразу же на них наживлять крышки, между собой крышки путать нельзя, они назад ставятся строго по своим местам, и обязательно замок к замку;
  • снимаем с поршней ПК, обломком старого кольца чистим поршневые канавки до чистого металла. Обязательно проверяем чистоту канавки по кругу, кокса в ней оставаться не должно;Замена поршневых колец
  • устанавливаем в канавки новые кольца, начинаем с нижнего МПК, затем ставим среднее компрессионное ПК, и в последнюю очередь верхнее. Для установки можно воспользоваться специальным приспособлением, но все же кольца удобнее ставить руками. Если МПК чугунные, их нельзя гнуть по своей оси, можно только аккуратно раздвигать. Компрессионные кольца выгибать тоже нужно аккуратно, по минимуму;
  • устанавливаем на место поршень с помощью специальной оправки, забиваем деревянной ручкой молотка либо латунной или бронзовой выколоткой;Замена поршневых колец
  • ставим по одному поршню-шатуну, и тут же крепим на каждый шатунную крышку. Затяжку гаек шатунов следует выполнять динамометрическим ключом, усилие – от 4,5 до 5,5 кг;
  • затем ставим все на место – маслоприемник, поддон двигателя, головку блока. Заливаем в радиатор тосол, масло в картер, для проверки запускаем мотор. После замены ПК ДВС может поначалу дымить и расходовать масло – движок необходимо обкатать приблизительно 2 тыс. км. Бывает так, что при кажущемся нормальном состоянии гильз ДВС продолжает дымить даже после замены колец после обкатки. В таком случае придется растачивать цилиндры и устанавливать ремонтную поршневую группу.

Как устанавливать поршневые уплотнения?

Монтаж поршневых колец не рекомендуется осуществлять вручную, без каких-либо приспособлений. Колечки – детали ажурные, могут и погнуться, а деформированное кольцо, как известно, ставить нельзя. В общем-то по этой причине не рекомендуется проверять кольца на упругость при изгибе, особенно при отсутствии соответствующих навыков.
маслосъемные кольца приоры
Если уж и решились опробовать колечки на изгиб, то помните следующее:

  • Первое компрессионное кольцо должно возвращаться в исходное состояние даже после сильного изгиба в 4-5 см.
  • Второе компрессионное колечко не такое упругое, как первое. Изгиб допускается до 1,5-2 см, далее оно гнется безвозвратно.

Правильная установка поршневых колец ведется с использованием щипцов. Первым ставится маслосъемный набор:
как ставить маслосъемные кольца

  • Коробчатая конструкция: сперва ставится пружина, затем кольцо с тем прицелом, что замок колечка должен быть на противоположной стороне от замка пружины.
  • Наборная конструкция: ставится в последовательности пружина-диск-диск. После установки и перед монтажом поршня в цилиндр проверяется совпадение цветных меток на пружинном расширителе и относительное расположение деталей в маслосъемном пакете: замки должны быть под 120 градусов друг к другу.

Что же до компрессионных колечек, то их установка ведется по принципу: второй ряд-первый ряд с ориентацией по метке «ВВЕРХ», «TOP» или цветным указателям. Верх кольца должен быть ориентирован в сторону камеры сгорания, противоположную от картера. Перед монтажом поршня в цилиндр необходимо сориентировать замки компрессионного первого и второго и маслосъемного колец под 120 градусов с тем условием, что не один из замков не должен быть напротив пальца поршня.
 

Покрытия поршней

Необходимость покрытий зависит от того, насколько экстремальны эксплуатационные режимы. Чем выше форсировка двигателя, тем необходимость эта выше. Потери на трение могут составлять более лошадиной силы, вызывают чрезмерный износ и повышают температуру деталей мотора. Особенно ощутим нагрев на юбке поршня и в отверстии поршневого пальца. Покрытия, предотвращающие износ, удлиняют жизнь поршня. Сегодня, во многих серийных моторах применяют поршни с графито-дисульфидно-молибденовым покрытием на юбке поршня, уменьшающим сопротивление трения, большинство изготовителей поршней на вторичном рынке также предлагают некоторый тип покрытых поршней, предназначенных в качестве замены стоковых изделий при ремонте и тюнинге.

Но не только с трением призваны бороться покрытия на изделиях. В процессе работы мотора желательно чтобы высокая температура в камере сгорания как можно меньше передавалась поршню. Горячий раскаленный поршень –источник для самовоспламенения смеси и детонации. Кроме того, высокая температура меняет твердость материала, что снижает ходимость поршней не только из-за повышенного износа, но и может вызвать их разрушение из-за теплового коробления. Керамико-металлические покрытия короны поршня — тип покрытий, работающих как тепловой барьер. Удержание высокой температуры в камере сгорания повышает тепловую эффективность и дает больше мощности. Это также помогает поршню не нагреваться сверх меры. Правда, слишком большая температура в камере сгорания также увеличивает риск детонации и самовоспламенения. Когда поршни с подобными покрытиями установлены на моторах, угол опережения зажигания обычно уменьшают на несколько градусов.

Конструкция поршня

Изменился и подход к конструированию поршня, которое на заре двигателестроения представляло собой обыкновенный процесс проб и ошибок. Многочисленные опытные образцы долго испытывали, постепенно приближаясь к нужным показателям прежде, чем получится правильная деталь. Сегодня объем натурных испытаний сведен к минимуму 3а Счет 30-моделирования деталей на компьютере. После разработки конструкции методом конечного элемента виртуальные результаты проверяются на пластмассовом прототипе фотоупругим анализом напряжений. И только после этого «живое» изделие в составе двигателя попадет на испытательный стенд.

Образование нагарных отложений на нижней поверхности днища поршня, утяжеляющих его, совсем нежелательно. Особенно активен процесс образования таких излишеств при устройстве масляных форсунок охлаждеиия. Специальные поршневые покрытия могут уменьшить время, которое масло проводит на основании поршня, а значит и возможность создания масляной «кулинарии». Анодирование компрессионной кольцевой канавки, как способ борьбы с привариванием кольца к материалу поршня под действием высокой температуры, используется во многих серийных моделях современных двигателей. Но это покрытие, толщиной около 20 микрон не всесильно, анодированный поршень может потерпеть неудачу, раскалившись сверх меры. Некоторые производители не серийной продукции вместо анодирования применяют вставки из никелевых сплавов в кольцевой канавке. Необходимость конструктивных особенностей крайне трудно просчитать, основываясь только на цифрах. Поэтому при выборе поршней лучше обратиться к тем, кто может дать совет на основании опыта эксплуатации. И уже по списку. составленному мастером. определится с предпочтениями.

Техно теория – собираем мощный мотор, выбираем поршневую

Технология

Упругую деформацию колец можно определить по усилию перемещения поршня в цилиндре. Поршень с установленными кольцами и пальцем в сборе с шатуном вводится в отверстие цилиндра вверх тормашками. Затем поршень перемещают в цилиндре, при этом шатун можно Соединить с весами, которые будут отображать преодолеваемое поршнем усилие. Чем выше сопротивление, тем меньше упругость колец, это методика применима только после того, как двигатель прошел нормальный цикл, обкатки, то есть, перед повторной сборкой.

Заказать поршневую фирмы «wiseco»

pinit_fg_en_rect_red_28.png

На двух кольцах

ПОИСК

Деталей в автомобиле великое множество. Неважных нет, но и среди них есть такие, совершенствование которых не прекращается ни на день. Одна из таких деталей — маслосъемное кольцо. Технологию его производства постоянно улучшают и за рубежом, и у нас. Появляются новые предприятия. Специалисты одного из них — (Московская область) поделились с нами своим видением ситуации.

У ВСЕХ НА СЛУХУ

Экологические проблемы, порождаемые тепловыми двигателями, должны сегодня беспокоить каждого здравомыслящего человека, а для самих двигателистов это и подавно головная боль. Основных путей решения проблем два — совершенствование рабочего процесса и доработка цилиндро-поршневой группы. Причем работы эти необходимо вести параллельно: от «процесса» зависит выход окислов азота, концентрация СО, а конструкция колец и поршня определяет во многом содержание углеводородов СН.

Работа маслосъемного и компрессионных колец тесно взаимосвязана. Установка, например, чугунного маслосъемного кольца коробчатого типа, как правило, подразумевает, что верхнее компрессионное будет «минутным» (с наклоном рабочей поверхности на одну угловую минуту) или, как еще говорят, скребкового типа. Оно помогает собрать остатки масла, с которыми маслосъемное не справилось.

Ныне все больше производителей отдают предпочтение составным маслосъемным кольцам. Они лучше коробчатых прилегают к цилиндру, особенно при перекладках поршня, и обеспечивают более равномерное давление на стенки (см. рис. 1а, б, в и комментарии). Правда, и с ними есть сложности — это форма расширительного пружинного элемента. Очень непросто обеспечить податливость верхнего и нижнего колец и одновременно необходимое удельное давление на стенку цилиндра (см. рис. 2а, б и комментарии). Иными словами, составное маслосъемное кольцо, по идее, лучше коробчатого, но наличие «вторичных» проблем не позволяет эти преимущества в полной мере реализовать. Замкнутый круг?

ВЫХОД ЕСТЬ

Чтобы не возникало сомнений, почему малоизвестная российская фирма набралась смелости взяться за проблемы, которыми заняты лучшие мировые производители колец, специалисты «Стирлинг Инжиниринг» напомнили: корни их предприятия и основные наработки уходят в начало шестидесятых, в НИИтракторсельхозмаш. В семидесятые уже были достигнуты серьезные по тем временам успехи, хотя сегодня тот уровень может вызвать лишь добрую улыбку. Но дело не остановилось. В 90-х годах были международные патенты Великобритании, ФРГ, Японии, Франции и небольшое производство колец для ремонта эксплуатируемой у нас импортной техники. А вот основным, самым свежим наработкам три-пять лет от роду. Теперь к сути.

Усилия российских специалистов были направлены на то, чтобы, опираясь на наиболее перспективную схему работы маслосъемного кольца, показанную на рис. 2б, заставить деталь работать продолжительно, обеспечивая нормальное, а главное, стабильное во времени давление на стенку. И самое главное (что в конце концов удалось) — изготовить расширитель не методом вырубки металла, как делают сегодня все, а последовательными процедурами гибки и плющения.

В результате крипостойкость (способность пружинного элемента сохранять свои свойства) в два с половиной раза превысила требования международного стандарта ISO 6627. За пять часов нагретые до 250°С пружинные элементы теряют лишь 10% «упругости» при допустимых по стандарту 25%. На таком расширителе нет острых кромок, снижающих подвижность кольца. И, что примечательно, технология позволяет делать на 30% больше изгибов (см. фото).

Знакомясь с результатами множества испытаний, проведенных на ВАЗе, ЗМЗ, в НИЦИАМТ и других организациях, мы выделили в первую очередь две темы.

Первая: всерьез рассматривается вопрос о возможности работы одного из отечественных автомобильных двигателей всего на двух кольцах — одном компрессионном и одном маслосъемном, о котором идет речь (пока испытания не завершены и решение не принято, нас просили героев не называть).

Вторая: при установке нового маслосъемного кольца на карбюраторный двигатель VAZ 21083 (без использования нейтрализатора) содержание СН в его выхлопе приблизилось к норме Евро III (рис. 3). А это уже прорыв!

Рис. 1. Один из недостатков маслосъемного кольца коробчатого типа (а): при перекладке поршня или под действием иных факторов оно начинает работать лишь частью своей поверхности (б), что ухудшает снятие масла с зеркала цилиндра и приводит к повышенному износу. Подобное наиболее заметно в двигателях со значительным износом деталей цилиндро-поршневой группы. Составное кольцо при этом продолжает нормально работать, поскольку его нижняя и верхняя части независимы друг от друга (в).

Рис. 2. Самая сложная деталь составного маслосъемного кольца — расширитель. Ему нужно одновременно обеспечить податливость полуколец и необходимое удельное давление на стенку цилиндра. В варианте, показанном на рис. а, обеспечивается изгибная податливость полуколец, здесь расширитель имеет мощную внутреннюю часть (обращенную к цилиндру). Недостаток — подгибание полуколец при работе, истирание их углов и в перспективе — потеря эффективности. В варианте на рис. б полукольца свободны в радиальном направлении, так что отмеченных только что недостатков здесь нет. И все же податливая внутренняя часть расширителя с трудом обеспечивает хорошее прилегание, что со временем тоже приводит к потере эффективности.

Рис. 3. Содержание углеводородов СН в выхлопе двигателя VAZ 21083 (850 об/мин).

Внизу — расширитель обычного кольца, вверху — цельногнутый с более частыми «сгибами».

А это дальняя перспектива — четыре «полукольца» вместо двух.

Совет

После замены поршневых колец им требуется время на приработку. А значит, как и в период обкатки автомобиля, не рекомендуется первые 5 тыс. км «крутить» двигатель свыше 3000 об/мин.

Маслосъемные

Подобная деталь находится в самом низу поршня. Обычно в современных авто используется по одной маслосъемной кромке, хотя в ранних движках их было несколько. Благодаря им можно регулировать уровень масла, которое стекает по стенкам цилиндра. Его не должно быть очень много, да и меньше положенного тоже не должно быть. Так как во втором случае детали будут голодать, что приведет к их трению и порче.

Если же масла будет больше, то излишки будут сгорать в ДВС, тогда его будет расходоваться больше, нагар будет скапливаться в клапанах, это, во-вторых, а также в свече зажигания, это, в-третьих. Излишки масла вызывают нарушения в работе двигателя. Мотор будет разбрызгивать его, что не только образует один большой нагар, но и существенно повысит температуру внутри движка.

Когда поршень опускается вниз, кольцо собирает своей структурой все лишнее масло, потом отправляет его в полость поршня, откуда оно стекает в поддон, где собираются все излишки масла, которые потом отправляются обратно к цилиндру.

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.

Особенности выбора колец

Для того чтобы двигатель работал надежно после ремонта, важно правильно подойти к выбору колец. Не стоит приобретать самый дешевый набор. Такие кольца долго не прослужат, и придется снова проводить трудоемкий процесс замены.

Вам будет интересно:Моторные масла Wolf: отзывы, характеристики

Также важно осмотреть упаковку и сами детали. На упаковке должна быть вся информация о производителе, материале изготовления. На кольцах должна быть маркировка. Она обозначает верхнюю сторону. Внутрь упаковки производители обычно вкладывают инструкцию, где подробно рассказано, как правильно ставить на поршень кольца. На последних не должно быть дефектов, даже самых мелких.

как кольца на поршень

Проведение замера компрессии в цилиндрах

Рассмотрим пример работы на классических моделях ВАЗ. Замерять компрессию необходимо на теплом двигателе. Показания холодного мотора могут исказить картину. Для замеров потребуется специальный манометр, оснащенный резьбовым наконечником. Его можно купить в любом автомагазине.

0efa635c-a10e-4a51-9551-81ff106b6d6f.png

Внешний вид компрессометра

Начинается проверка с выкручивания всех свечей из своих гнезд. Затем отключается центральный кабель с катушки зажигания. Устанавливаем нейтральную передачу и поворачиваем дроссельную заслонку максимально на открытие. После этого компрессометр ввинчиваем в одно из свечных отверстий. В это время помощник должен проворачивать ручку стартера. Два-три качка будет вполне достаточно.

Показания считаются нормальными, если на приборе устанавливались данные 12-13 кс/см2.

Уровень от 10 до 12 также допускается. Но если цифры оказались ниже 10 кг/см2, то это свидетельствует о низкой компрессии. Если же компрессия все-таки достигает удовлетворительного уровня, но немного с запозданием, то в этом случае ответственность может быть на клапанах.

Для уточнения можно в спорную камеру залить около 20 мл масла и снова прокрутить стартер, сделав замер. При установлении нормальной компрессии в 12 кг/см2, причина кроется в кольцах. Решить ее сможет правильная установка поршневых колец. Если же давление осталось низким, то причиной понижения служат клапаны.

c048807d-b500-4049-a4ab-191fce2238bf.png

Установка с помощью оправки

Верхняя часть

Для упругости его устанавливают в специальную канавку. Она расположена в самом цилиндре мотора. Важно, чтобы она была по описанию абсолютно круглой, такое возможно, если сам цилиндр отлит без деформаций. Для достижения упругости в таком состоянии требуется создание детали по признаку, напоминающему переменный радиус. Он должен быть больше диаметра цилиндра.

Зазор поршневых колец при этом должен быть по описанию достаточно большим, чтобы не было трения с цилиндром. О нем можно прочитать в инструкции к мотору. Если зазор будет больше допустимого, тогда газы будут прорываться в картер, так понизится мощность. Если же он будет меньше указанного обозначения, то это еще опасней, так как при нагревании кольцо расширяется и цилиндр может застрять в поршне, что вызовет задир, а, значит, и поломку всего устройства.

Поэтому для дизельных движков, чтобы они быстро не подвергались износу, важно, чтобы зазор лучше был чуть больше.

Причины повышенного расхода масла

Не так часто, но бывает, что после замены поршневых колец расход масла увеличивается. Но чудес не бывает, надо искать причину и вот их примерный список:

  1. Часто разбиваются верхние поршневые канавки.
  2. Перепутали маслосъемные колпачки: вместо под клапан на 7 мм, поставили колпачки 8 мм.
  3. Визуально износ цилиндров не виден, но на самом деле есть много мелких вертикальных царапин, незаметных невооружённым взглядом.
  4. Обычная ошибка – не удалён нагар из канавок поршневых колец, новые туда не поместились и задрали стенки цилиндров.
  5. У направляющих клапанов при замене втулок повредили гнёзда. Теперь масло течёт мимо колпачков.
  6. Изменилась геометрия шатунов, они стали кривыми.
  7. Довольно редко и не у всех двигателей – очень глянцевая поверхность цилиндров, не прирабатываются кольца.
  8. Поставили с другого двигателя, толщина, которых меньше – довольно распространённая причина.
  9. Залили некондиционное масло, закоксовавшее все отверстия, но, может, отверстия и не чистили.

Как видите, причин много и все не придуманы, а взяты из существующей практики.

Принимая во внимание все советы и рекомендации сможете провести замену поршневых колец самостоятельно правильно.

Нижняя часть

Она является обычно конусной. Ее форма позволяет называть ее скребковой. Благодаря ей достигается лучшая упругость поршня. В ее задачу входят обязанности и маслосъемной. Она скребет по стенке цилиндра, собирая лишнее масло, что очень важно в дизельном движке. Только таким образом можно избежать преждевременного износа.

Условия работы у нижней детали по сравнению с верхней проще и легче. Да и температура не такая высокая, что дает отсрочку преждевременному износу. Так кольцо работает в более благоприятных условиях, что способствует его долговечной службе.

Важно еще отметить, что как верхнее, так и нижнее кольцо устанавливается верхушкой вверх, то есть надписью «ТОР». Иначе вся система не будет работать, что приведет к порче всего двигателя.

Комплект поршневых колец

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...