Для чего нужны кольца маслосъемные: Поршневые кольца — что это, зачем они нужны и как работают?

Поршневые кольца — что это, зачем они нужны и как работают?

Простой ответ: Поршневые кольца образуют уплотнение между поршнем и стенкой цилиндра, что предотвращает попадание газообразных продуктов сгорания в масляный поддон. Они регулируют потребление масла, предотвращая попадание избыточного моторного масла в камеру сгорания и как следствие его горения. Правильно функционирующие кольца жизненно важны для максимальной мощности и эффективной работы двигателя.

Подробный ответ: Большинство серийных автомобилей используют три типа поршневых колец:

Верхнее и второе кольца отвечают за плотное нажатие на стенку цилиндра и герметизацию камеры сгорания, удерживая картерные Газы и масло. Маслосъемное кольцо собирает масло со стенок цилиндра по пути вниз по цилиндру, возвращая его обратно в масляный поддон. Поскольку чрезвычайно тонкая пленка масла смазывает поверхность кольца и стенки цилиндра, это нормально, когда какое-то масло горит во время работы двигателя. Однако, что собой представляет «нормальный» расход масла, зависит от типа и состояния износа двигателя.

Когда поршневые кольца становятся изношенными.

Изношенные кольца могут образовывать промежуток между поверхностью кольца и стенкой цилиндра. В процессе горения отработанные газы, которые приводят поршень в движение вниз по цилиндру и поворачивают коленчатый вал, могут пропускаться через поршень и перемещаться вниз по стенке цилиндра и попадать в масляный картер, отбирая с собой лошадиные силы и уменьшая эффективность работы двигателя. Такого рода пропуски также загрязняют моторное масло, снижая его производительность и срок службы.

Залегшие кольца могут привести к такому же сценарию. Чрезвычайно горячие газы из камеры сгорания могут разрушать масло, образуя отложения углерода в кольцевых каналах. Также могут образовываться побочные продукты бензина. Тяжелые отложения заставляют кольца залегать в масло отводящих каналах, и не разжиматься от поршня, образуя тем самым промежуток между кольцом и стенкой цилиндра, что приводит прорыву картерных газов и повышенному расходу моторного масла.

Синий дым из выхлопной труб, затрудненный запуск и потеря мощности.

Последствия изношенных колец часто легко заметить. Чрезмерное потребление масла может привести к выгоранию синего дыма из вашей выхлопной трубы, особенно при запуске до прогрева двигателя, и до того, как кольца расширились в цилиндре. Горение масла также означает, что вам также нужно чаще доливать масло.

Изношенные или залегшие кольца также могут привести к затрудненным запускам и снижению мощности. Когда двигатель останавливается, поршень все еще сжимает топливно-воздушную смесь перед сгоранием. Изношенные кольца, однако, позволяют части топливно-воздушной смеси проходить мимо камеры сгорания, что приводит к снижению компрессии и затрудненному запуску двигателя. Когда он работает, потеря компрессии лишает ваш двигатель мощности.

Предотвращение — лучшая практика

Предотвращение изношенных и застрявших колец жизненно важно для поддержания мощности на максимальном уровне, эффективности и срока службы вашего двигателя. Это начинается с использования высококачественного синтетического масла, которое борется с износом и выдерживает высокие температуры, сохраняя поршни в чистоте. Например, синтетическое моторное масло серии  BG 737 обеспечивает:

  • На 75% больше защиты двигателя от износа и потери мощности, чем требуется в соответствии с ведущим отраслевым стандартом *, продлевая срок службы жизненно важных компонентов, таких как поршни и коленно-шатунный механизм.
  • На 93% чистых поршней, чем требуется в соответствии с ведущим отраслевым стандартом *

Если вы подозреваете, что ваши кольца изношены или залегли, подумайте о том, чтобы использовать масло с большей вязкостью, рекомендованное заводом изготовителем (OEM). Некоторые OEM-производители рекомендуют диапазон вязкости, в зависимости от вашего климата (например, 5W-20, когда он холодный, 10W-30, когда он выше 0ºС). Использование наивысшей рекомендуемой вязкости может помочь сократить зазор между кольцами и стенкой цилиндра.

Вы также можете раскоксовать залегшие кольца, используя качественные очистители BG109 и BG211 или топливные присадки, предназначенную для очистки отложений, таких как очиститель топливной системы бензиновых двигателей BG 208 (044k) и очиститель топливной системы дизельных двигателей BG 244.

Компрессионные и маслосъемные кольца поршней двигателя. Как работает и почему изнашивается? | SUPROTEC

Всё это стало возможным благодаря постоянному совершенствованию цилиндро-поршневых групп, и в частности самих поршневых колец, от которых зависит стабильная и эффективная работа силового агрегата и возможность максимально продлить его ресурс.

Виды и назначение колец поршней двигателя

Эти детали представляют собой разомкнутые кольца, имеющие так называемые «замки». Они устанавливаются на внешнюю часть поршней в двигателях внутреннего сгорания. Главными их задачами являются:

  • обеспечение герметичности самой камеры сгорания;
  • удаление излишек тепла от деталей, в частности от поршня;
  • создание условий для минимального расхода моторного масла.

По видам различают компрессионные и маслосъёмные кольца.

Компрессионные кольца. В свою очередь они делятся на верхние и нижние. Первые обеспечивают предварительную герметичность системы, а вторые – финишную герметичность работающего силового агрегата, когда газы уже прошли через верхние и промежуточные. В итоге отработанные газы не попадают в картер, уходят в выхлопную систему без всяких примесей, а двигатель работает равномерно, чётко и стабильно.

Маслосъёмные кольца предназначены для удаления излишек моторного масла с поверхностей цилиндров. Они с одной стороны удаляют лишнее масло, а с другой оставляют тончайший слой масляной плёнки, для того чтобы максимально минимизировать силу трения между поршнями и цилиндрами.

Как компрессионные кольца двигателей, так и маслосъёмные могут быть изготовлены из следующих материалов:

  • ковкого и пластичного чугуна – материала, который благодаря своей пористой структуре отлично удерживает масло, что, в свою очередь значительно снижает износ цилиндров;
  • хромированного чугуна – материала, обладающего повышенной степенью устойчивости, но требующего прецизионной точности обработки;
  • маркированной нержавеющей стали, обладающей аналогичными с чугуном характеристиками, которая производится по более простой, а значит и более дешёвой технологии;
  • молибденового чугуна – дорогого материала, но при этом обеспечивающего наивысшую степень износоустойчивости, как правило, такие детали используются в элитных или уникальных сверхскоростных авто.

При изготовлении каждое изделие получается путём максимально точной резки трубы из чугуна или стали. При этом заготовка используется с сечением овальной формы. Именно такая форма обеспечивает необходимую эпюру давления на цилиндр, что обеспечивает гарантию полного прилегания детали и её надёжную приработку. Если бы в качестве заготовки была бы использована труба с круглым сечением, то готовые изделия попросту бы не прилегали в местах у замков.

Кольца, установленные в канавках, разворачиваются таким образом, чтобы был образован угол между замками. Для трёх колец величина этого угла составляет 120°, а при двух – 180°.

В итоге получается, что эпюры давлений не совпадают, что обеспечивает равный износ по диаметру. Кроме того, таким образом обеспечивается так называемый «лабиринт», который снижает прорыв отработанных газов. Ранее для обеспечения равномерного угла между деталями на каждой из них были предусмотрены специальные фаски. Сегодня снижения силы трения добиваются посредством выпуска более тонких деталей, но при этом всё равно изделия выпускаются с ориентацией для установки.

Поломку легче предупредить, чем устранить. Используйте присадку для восстановления нормальной работы поршней и колец.

Основные неисправности и способы их устранения

Надо понимать, что поршневые компрессионные кольца, равно как и маслосъёмные являются расходными деталями, которые на определённом этапе времени требуют замены. Во время эксплуатации они подвергаются трению о поверхности цилиндров, высоким температурам, различным химическим воздействиям, например серы, что особенно характерно для дизельных двигателей.

В качестве основных причин возникновения неисправностей, связанных с этими деталями можно назвать потерю упругости из-за нарушений режима обкатки или использования неоригинальных колец низкого качества. Из-за плохого прилегания и прорывов горячих газов кольцо попросту «садится», чем ещё больше усугубляет проблему. Надо понимать, что эти детали всегда находятся в экстремальных условиях – на них постоянно действуют ударные нагрузки от искровой детонации, которые вызывают вибрацию кольца в канавке. В свою очередь это приводит к тому, что увеличивается зазор компрессионного кольца, а, следовательно, растёт вероятность поломок этой детали. Всё это ещё раз подтверждает тот факт, что кольца надо менять.

На практике эти детали могут «ходить» до 500 тыс. и, наоборот, гораздо раньше изнашиваться. Всё зависит от стиля вождения, качества используемого топлива и моторного масла, стабильности и качества подготавливаемой воздушно-топливной смеси, своевременного обслуживания авто и многих других причин. Только вот, когда наступает это самое время замены, по каким признакам можно определить превышение допустимой степени износа, и можно ли максимально отложить ремонт? Эти вопросы возникают у автолюбителей чаще всего.

В технической документации на автомобиль каждый производитель указывает величину пробега, при которой требуется замена маслосъёмных и компрессионных колец поршня. Величины пробега для машин отечественного автопрома обычно находятся в пределах порядка 150 тыс. км, а для автомобилей ведущих мировых брендов – порядка 300 тыс. км. Эти цифры носят рекомендательный характер.

По каким внешним признакам можно определить, что нужна замена поршневых колец и замена компрессионных колец?

Ответ на этот вопрос не такой простой, как может показаться на первый взгляд. Дело в том, что внешние признаки неисправностей цилиндро-поршневых групп практически одинаковы, поэтому определить конкретную неисправность без «вскрытия» нереально. Общий подход такой. Если тяга резко уменьшилась, а нажатие на педаль газа не даёт достаточного ускорения, если мотор плохо запускается «на холодную» или даёт сбои при запуске «на горячую». Если замечено, что расход топлива увеличился, а из выхлопной трубы валит сизый или чёрный дым, то это свидетельствует об имеющейся неисправности. Потеря мощности говорит о снижении компрессии, сизый дым – повышенный расход масла, чёрный дым – перелив топлива. И не обязательно в этих случаях виноваты кольца.

В этих случаях вначале пытаются устранить проблему путём выставления правильного угла опережения зажигания, проверки и при необходимости замены свечей, диагностики работы датчика температуры охлаждающей жидкости, лямбда-зонда, другой электроники, отвечающей за подготовку смеси и правильную работу двигателя.

И только когда точно выявлено, что виновата поршневая группа, то приступают к ремонту, связанному с разборкой двигателя. При этом если автомобиль с большим пробегом, кроме устранения основной неисправности в случае большого износа колец, меняются и они.

Поломку легче предупредить, чем устранить. Используйте присадку для восстановления нормальной работы поршней и колец.

Основными неисправностями этих элементов можно назвать следующие:

– выламывание перегородок между канавками;

– заклинивание в канавках – наиболее часто встречающаяся проблема;

– вертикальные задиры;

– повышенный износ верхних компрессионных колец;

– следы диагонального контакта на юбке поршня;

– вымывание материала поршня в месте отверстия поршневого пальца;

Что касается признаков неисправности поршневых колец (ПК) и способов устранения, то нагляднее будет увидеть их в таблице:

Наименование неисправности

Признаки/причины

Способы устранения

Выламывание перегородок между канавками ПК

Повышенный расход масла/Повышенное давление в камере сгорания, сильно увеличенная степень сжатия, слишком раннее зажигание.

Устранение причин, замена деталей, возможная замена ПК

Заклинивание ПК в канавках – закоксовывание

Повышенный расход масла, потеря мощности/Слишком высокая температура сгорания смеси, возможно заклинивание поршня

Регулировка зажигания, регилировка топливно-воздушной смеси, замена повреждённых деталей

Вертикальные задиры на ПК и юбке поршня

Повышенный расход масла/Абразивные материалы в масле

Очистка масляных каналов, замена масляного и воздушного фильтров. При повторном проявлении – замена ПК

Повышенный износ верхних компрессионных колец

Перерасход масла, потеря мощности/Вымывание топлива из канавок ПК

Проверка системы впрыска, замена ПК.

Следы диагонального контакта на юбке поршня

Повышений шум двигателя/Изгиб или перекос шатуна, «плавание» коленвала

Замена неисправных деталей, замена ПК

Вымывание материала поршня в месте отверстия поршневого пальца

Повышенный шум в двигателе, перерасход масла/Неправильная установка или поломка стопорных колец

Регулировка, устранение несоосности пальца и коленвала, замена поршней и, соответственно, ПК

Доказано, что износ поршневых колец прямо пропорционален запылённостью воздуха, который поступает в цилиндр. Заклинивание и закоксовывание колец случаются из-за скопления в канавках сажи, что является следствием применения некачественных моторных масел, несоблюдением сроков их замены, длительная езда с повышенным перерасходом масла из-за порванных или «задубевших» манжет клапанов. Часто возникают эти проблемы сразу после неправильного монтажа маслосъёмных колец при их замене. Есть вообще экзотические случаи неисправностей и просто поломок колец. Например, езда на растительном масле вместо качественной солярки.

Можно ли избежать ремонта?

Может показаться, что всё очень удручающе – лезть внутрь двигателя для замены колец долго, сложно и недёшево. Однако есть выход. Сегодня на вопрос, можно ли избежать замены колец в случаях их закоксовывания, отвечает автохимия. Многие производители выпускают специальные средства, которые предназначены для решения этих проблем. Средства являются быстродействующими. Они способны возвращать подвижность кольцам, очищать цилиндры, поршни, камеры сгорания, выравнивать компрессию, снижать уровень вредных выхлопов.

Все они делятся на две группы. Первая – присадки в топливо, которые обеспечивают так называемую «мягкую» раскоксовку – очень простой способ, который обычно соединяется с заменой масла и масляного фильтра. Второй – средства для «жёсткого» способа, который рекомендуется для применения продвинутым автомобилистам или в условиях СТО.

Практика показывает, что использование этих средств при перегревах двигателя, появлении «дымления», повышенном расходе моторного масла, в подавляющем большинстве случаев решает проблему и исключает дорогостоящий ремонт.

Вывод простой. Если появилась проблема, то не надо сразу спешить заменять кольца или пытаться ремонтировать двигатель, ведь можно попытаться её устранить с помощью химической «раскоксовки» или использовать восстанавливающий триботехнический состав «СУПРОТЕК».

Зачем нужны поршневые кольца?


Поршневые кольца являются неотъемлемым элементом любого двигателя. Они представляют собой незамкнутные кольца, которые установлены в специальные канавки на внешних поверхностях поршней с очень маленьким зазором. Рассмотрим основные виды поршневых колец, их назначение и обслуживание.


Виды поршневых колец


Поршневые кольца бывают:


Компрессионные кольца обеспечивают герметичность камеры сгорания. Обычно на поршень устанавливают не более 3 таких колец, так как при этом возрастают потери на трение, а степень уплотнения поршня увеличивается не намного. Различают верхнее и второе компрессионные кольца.


У верхнего достаточно много различных вариаций. Например, такое кольцо может иметь преднамеренное перекручивание, когда нижняя и верхняя поверхности детали имеют небольшой наклон в канавках (кроме краев рабочей поверхности, которые взаимодействуют с отверстием цилиндра). Такая конструкция позволяет ускорить приработку поверхностей колец и стенок цилиндра, а также обеспечить уплотнение самой детали в верхней и нижней части посадочной канавки.


Помимо плоских и перекрученных колец существуют изделия с L-образным участком. Их уплотнительная способность зависит от силы давления газов, которая действует на заднюю часть большого выступа, имеющего форму буквы L. При высоком давлении в рабочем цилиндре эти кольца увеличивают усилие, прикладываемое к стенкам, например, после сгорания топливно-воздушной смеси или в такте сжатия. Когда давление в цилиндре невысокое, кольцо ослабляется, тем самым снижая износ и трение.


Второе компрессионное кольцо обеспечивает дополнительное уплотнение после маслосъемного. Оно служит для того, чтобы газы, идущие мимо верхнего кольца, не попадали в картер. Нагрузки и температуры в зоне второго кольца ниже, поэтому его конструкция и материалы имеют меньшее значение. Еще одной функцией второго компрессионного кольца является предотвращение детонации и проникновения излишков моторного масла в камеру сгорания.


Некоторые из таких деталей имеют скошенную конструкцию. Вверх они двигаются по слою масла, а при движении вниз удаляют его излишки.


Существует новая конструкция второго компрессионного кольца – без зазора. Такие детали ускоряют приработку двигателя при обкатке, а также незначительно повышают мощность силового агрегата на стенде. Это достигается благодаря максимальному уменьшению видимого зазора для прохождения газов. Потребность в таких кольцах обусловлена работоспособностью остальных колец. Например, если верхнее компрессионное кольцо обеспечивает достаточную герметизацию, то важность второго беззазорного кольца уменьшается.


Маслосъемные кольца снимают лишнее моторное масло, которое смазывает уплотнительные кольца, поршень и поверхность цилиндра. Они сконструированы таким образом, чтобы после их прохода на поверхностях оставалась небольшая масляная пленка толщиной в несколько микрон. В канавках маслосъемных колец предусмотрены прорези или радиальные отверстия, по которым излишки моторного масла возвращаются в поддон.


Выделяют 2 вида маслосъемных колец: составные с пружинами-расширителями и чугунные литые с прорезью. Составные включают два тонких кольца (верхнее и нижнее), а также осевой и радиальный расширители. Такие модели дешевле в производстве, поэтому их устанавливают чаще, чем литые чугунные. В некоторых случаях на поршне имеются два литых или составных кольца. Чугунные кольца для стабилизации прижима снабжаются специальным пружинным расширителем.


Функции поршневых колец


Подводя итог вышесказанному, можно выделить следующие функции поршневых колец:


  • Компрессия: кольца обеспечивают герметичность камеры сгорания, и газы, возникающие при сгорании топливно-воздушной смеси, не проникают через зазоры между цилиндром и поршнем; это позволяет эффективнее сжимать топливо
  • Экономия расхода масла: она обеспечивается благодаря маслосъемным кольцам, которые убирают часть смазочного материала со стенок цилиндра и направляют их обратно в картер
  • Теплообмен: поршневые кольца отводят тепло, которое возникает при сгорании топливно-воздушной смеси, от поршня к стенкам цилиндра; в результате двигатель защищен от перегрева
  • Снижение горизонтальных колебаний поршня: благодаря плотной посадке кольца не дают поршню «гулять» в горизонтальном направлении, что предотвращает износ цилиндро-поршневой группы двигателя.


Из чего изготовлены кольца?



Как правило для производства поршневых колец используется высококачественный серый или ковкий чугун, а также легированная сталь. У последних предел прочности и теплостойкость выше, но чугунные дешевле. Кроме того, они обеспечивают более легкую и быструю приработку.


Если кольца стальные, то чаще всего их обрабатывают специальными материалами. Верхние – оловом или пористым хромом, вторые – молибденовым покрытием, которое наносят методом легирования. После установки таких колец вначале происходит приработка детали с менее твердым молибденовым покрытием, а затем функции уплотнения переходят к более долговечному хромированному кольцу.


Ранее в двигателях, ресурс обслуживания которых менее 100 тыс. км, использовались чугунные кольца без какого-либо покрытия. Ввиду низкой точности старых деталей это решение было вынужденным. Кроме того, количество колец варьировалось от 4 до 6 штук, их высота была больше современных.


На двигателях последнего поколения большим числом колец оснащаются только крупногабаритные модификации – для более эффективного отвода тепла от поршня.


Типичные проблемы поршневых колец


При износе поршневых колец увеличивается зазор между поверхностью детали и стенками цилиндра. При воспламенении топливно-воздушной смеси отработанные газы могут проникать в масляный картер, тем самым снижая эффективность работы двигателя. Подобные пропуски также влияют на срок службы моторного масла и его рабочие характеристики.


При залегании колец может произойти то же самое. Раскаленные газы, проникающие из камеры сгорания, способствуют разрушению масла и образованию отложений в кольцевых каналах. Это приводит к залеганию колец в канавках, что влечет за собой снижение их подвижности, образование зазора между стенкой цилиндра и кольцами.


Последствия износа поршневых колец легко заметить без разборки двигателя. При увеличенном потреблении масла из выхлопной трубы выходит синий дым, означающий, что моторное масло горит. Особенно это заметно при запуске двигателя, до того, как он наберет рабочую температуру и кольца расширятся в цилиндре.


Вместе с поршневыми кольцами изнашиваются и сами поршни в области юбок. Образованию задиров наиболее подвержены детали без специального покрытия. Раньше его могли наносить только на заводе-изготовителе, сегодня такая возможность есть у любого автовладельца.


В России покрытие для поршней выпускает компания «Моденжи».



MODENGY Для деталей ДВС изготовлено на основе дисульфида молибдена и графита. Оно предотвращает появление задиров на юбках поршней, позволяет снизить шум при работе двигателя, повысить его КПД и уменьшить расхода топлива.


Благодаря удобной аэрозольной фасовке с нанесением покрытия можно справиться без специализированного оборудования. Достаточно тщательно очистить обрабатываемые поверхности и выдержать время полимеризации: 12 часов при комнатной температуре.

Замена поршневых колец


Замена изношенных поршневых колец – процедура достаточно простая. Для снятия кольца нужно развести его края в области замка до тех пор, пока оно не выйдет из канавки. Это можно сделать как специальными щипцами, так и небольшой плоской отверткой.


Далее нужно очистить канавки поршня от нагара. Если этого не сделать, то после замены колец установить поршень обратно в цилиндр будет сложно. Для удаления нагара можно воспользоваться специальным инструментом или старым компрессионным кольцом, сломанным на две части.


После этого следует ознакомиться с инструкцией по установки колец, которая идет в комплекте с новыми деталями. В ней содержится информация о последовательности их установки и правильном расположении. Помимо этого указывается верхняя и нижняя часть кольца. Новую деталь следует устанавливать специальной метке.


При установке нужно быть аккуратным, так как среднее компрессионное и нижнее маслосъемное кольца менее прочные, чем верхнее.


После очистки канавок от нагара проверьте их радиусы и боковые поверхности на предмет повреждений.


Установку поршневых колец с помощью специального цангового устройства начинайте с нижнего. Обязательно контролируйте свои усилия во избежание деформации новых деталей. Кольца с маркировкой «TOP» располагайте маркированной стороной в сторону днища поршня.


Кольца с эспандерными пружинами устанавливайте таким образом, чтобы место стыка было размещено с учетом рекомендованного смещения на 180° относительно стыка поршневого кольца.


После установки проверьте зазоры боковых поверхностей. Они должны составлять до 0,1 мм. Если это значение больше, следует менять сами поршни.


Во время монтажа также учитывайте степень износа зеркала цилиндра. Если она не укладывается в 0,1 мм, то блок цилиндров следует расточить под размер ремонтных поршней или перегильзовать.


После замены колец произведите обкатку двигателя в течение 3-5 тыс. км. Обкатка включает в себя стандартные действия: прогрев двигателя, запрет на движение с высокими оборотами, длительный простой на холостых оборотах, движение на повышенных передачах с малой скоростью и т.д. После обкатки в течение 5-10 тыс. км не следует давать большие нагрузки на двигатель.

Маслосъемные кольца и повышенный расход масла

Одними из наиболее важных и ответственных деталей автомобильного двигателя являются поршневые компрессионные и маслосъемные кольца. От их состояния в значительной степени зависят такие эксплуатационные показатели как разгонная динамика автомобиля, расход топлива и моторного масла, пусковые свойства двигателя, а также токсичность отработавших газов.

Многие автолюбители интересуются, как своевременно определить проблему с поршневыми кольцами и какие основные признаки неисправности этих деталей. Для того чтобы разобраться в этом вопросе необходимо четко понимать назначение компрессионных и маслосъемных колец двигателя, особенности их конструкции и условий работы.

Особенности конструкции и назначение поршневых колец двигателя.

Поршневые кольца автомобильного двигателя выполняют 3 основные задачи:

  1. Предотвращение прорыва газов из камеры сгорания в картер.
  2. Отведение теплоты от нагретого отработавшими газами поршня в стенки цилиндров.
  3. Обеспечение смазки деталей цилиндропоршневой группы и предотвращение (или хотя бы минимизация) попадания масла с картера в камеру сгорания и как следствие повышенного расхода масла.

В большинстве современных двигателей эти функции выполняют три поршневых кольца:

  1. верхнее компрессионное;
  2. среднее компрессионно-маслосъемное;
  3. нижнее маслосъемное кольцо.

Верхнее компрессионное кольцо отвечает за герметизацию камеры сгорания и испытывает очень большие нагрузки, так как воспринимает большую часть давления отработавших газов при сгорании. К тому же кольца работают в условиях повышенных температур, что сказывается на условиях их смазки и износа, что в итоге приводит к повышенному расходу масла. Для обеспечения противостояния большим температурным и силовым нагрузкам верхние кольца изготавливают из высокопрочного чугуна, легированного молибденом, никелем и хромом.

Среднее компрессионно-маслосъемное кольцо кроме функции уплотнения выполняет еще управление смазкой деталей и предотвращает повышенный расход масла. Во время хода поршня от верхней мертвой точки к нижней кольцо снимает масло со стенок цилиндра. Для обеспечения выполнения этой функции средние кольца имеют специальную форму, которая позволяет снимать масло со стенок при ходе поршня вниз и пропускать его при ходе вверх, что предотвращает попадание масла в камеру сгорания. Так как эти кольца менее нагружены чем компрессионные, то их, как правило, изготавливают из менее прочного материала — серого легированного чугуна с пластинчатым графитом.

Как можно догадаться из самого названия, главной задачей нижнего маслосъемного кольца является снятие масла с поверхности цилиндра и через отверстия или пазы в канавке поршня сбрасывание его в картер. Так как функции этого кольца отличаются от тех, что выполняют компрессионные кольца, то и его конструкция существенно отличается.

В настоящее время наибольшее распространение получили 2 типа маслосъемных колец:

  1. коробчатое с эспандерной пружиной;
  2. наборное, которое состоит из двух дисков и двухфункционального расширителя.

Основными требованиями к этим кольцам являются хорошая приработка к стенкам цилиндра и высокое давление на них, что обеспечивает эффективное снятие смазочного материала и предотвращение повышенного расхода масла. В зависимости от типа маслосъемные кольца изготавливают из серого легированного чугуна или из углеродистой стали. Для эффективной работы в паре с чугунной гильзой их поверхность хромируют.

Основные признаки износа поршневых колец

При износе верхних компрессионных колец, как правило, снижается компрессия в двигателе, что проявляется в ухудшении разгонной динамики автомобиля, а в случае если изношены кольца не у всех цилиндрах, то такой двигатель работает неравномерно. Для того чтобы определить в каком цилиндре изношены кольца необходимо замерить компрессию. В исправном бензиновом двигателе она должна составлять 11 – 13 бар, в дизеле – от 23 до 40 бар.

Когда изношены маслосъемные кольца

Износ или неисправность маслосъемных колец проявляется в повышенном расходе масла при нормальных условиях эксплуатации. Также признаком износа колец служит наличие черного дыма из системы выпуска и системы вентиляции картера (сапуна). Причиной этого является выгорание попавшего в камеру сгорания моторного масла.

Одним из возможных признаков, что может свидетельствовать о износе маслосъемных колец, служит загрязнение свечей маслом, но такое бывает и в случае если изношены масляные колпачки клапанов. Для точного определения причины неисправности потребуется разборка двигателя.

В большинстве случаев у современных двигателях внутреннего сгорания срок службы маслосъемных колец составляет 150-200 тысяч километров пробега, а в некоторых моторах даже от 300 до 500 тыс. Однако если автомобиль эксплуатируется в тяжелых условиях или его владелец своевременно не меняет масло, то их замена будет необходима уже через 50 тыс. километров. В связи с этим, принимая решение о замене компрессионных и маслосъемных колец, не стоит ориентироваться только по пробегу автомобиля.

Что делать при износе колец?

Для того чтобы выбрать путь решения проблемы необходимо выяснить, по какой причине она возникла. Возникновение вышеуказанных симптомов может быть вызвано износом или поломкой компрессионных и маслосъемных колец или же в случае если они закоксовались и залегли.

В первом случае нужно будет обязательно разбирать двигатель, и устанавливать новые детали вместо поврежденных. При этом следует тщательно осмотреть все сопряженные детали, так как при поломке колец возможно возникновение задиров, что можно устранить только путем проведения капитального ремонта.

В случае если есть предположение, что поршневые и маслосъемные кольца залегли, то можно добавить в масло специальную присадку. Но такой способ применяется, как правило, в профилактических целях.

Связанные с поршневыми кольцами неисправности возникают в практике довольно часто. Поэтому для того чтобы предотвратить возникновение серьезных последствий и, как результат, больших расходов на ремонт, необходимо вовремя распознавать первые их симптомы и принимать соответствующие меры.

 Евгений Шуба, к.т.н., преподаватель кафедры двигателей и теплотехники Национального транспортного университета

виды, функции, поломки и их устранение

Поршневые кольца – неотъемлемый элемент любого двигателя. Они устанавливаются в специальные канавки на поршнях. В данной статье рассмотрим разновидности поршневых колец, их функции и обслуживание.



Виды поршневых колец



Поршневые кольца бывают маслосъемными и компрессионными.


Первые служат для удаления излишков масла с поршня и цилиндра. После прохода этих колец на поверхностях остается тонкая масляная пленка в несколько микрон. В канавках деталей располагаются радиальные отверстия или прорези, по которым собранное моторное масло возвращается в поддон.


Существуют составные маслосъемные кольца с пружинами-расширителями и литые чугунные. Первые состоят из двух тонких колец, а также радиального и осевого расширителей. Их производство не слишком затратно, поэтому составные кольца используются чаще литых. Некоторые поршни оснащаются двумя составными или литыми кольцами. Для того чтобы стабилизировать прижим, чугунные дополняются пружинным расширителем.


Компрессионные кольца отвечают за изоляцию камеры сгорания. На поршни их устанавливается не более трех.


Выделяют верхние и нижнее компрессионные кольца. Первые ускоряют приработку, второе дополнительно герметизирует камеру после маслосъемного кольца. Оно предотвращает попадание газов в картер, препятствует проникновению излишков моторного масла в камеру сгорания, предупреждает детонацию двигателя.



Функции поршневых колец


Обобщая вышесказанное, можно выделить следующие функции поршневых колец:

  • Компрессия. Кольца изолируют камеру сгорания от картера. Предотвращая проникновение газов между поршнем и цилиндром, кольца способствуют их наиболее эффективному сжатию
  • Экономия моторного масла. Достигается за счет работы маслосъемных колец, которые убирают часть смазки с поверхностей цилиндра и направляют ее в картер
  • Теплообмен. Кольца передают тепло от поршня к стенкам цилиндра. При воспламенении топливно-воздушной смеси внутри камеры сгорания возникают температуры до +300 °C. Без отвода тепла высок риск поломки двигателя
  • Уменьшение горизонтальных колебаний поршня. Плотно посаженные кольца удерживают поршень строго в горизонтальном направлении и не дают ему «гулять». Благодаря этому предотвращается износ ЦПГ двигателя



Конструкционные материалы для поршневых колец



Поршневые кольца изготавливают из высококачественного чугуна или легированной стали. Чугунные имеют меньший вес и быстрее прирабатываются, однако стальные обладают лучшей термостойкостью и более высоким пределом прочности. Кроме того, стальные кольца требуют нанесения твердого приработочного антифрикционного покрытия.


Чаще всего верхние стальные кольца имеют оловянное или хромовое покрытие, нижние – молибденовое напыление.


Современные силовые агрегаты могут иметь большее количество поршневых колец, чем их «предшественники». Это связано с их более высокой мощностью и необходимостью в интенсивном отводе тепла от поршней.



Типичные неисправности поршневых колец


Износ поршневых колец вызывает увеличение зазора между стенками цилиндра и поршнем. Это приводит к тому, что при воспламенении топливно-воздушной смеси газы проникают в картер и снижают эффективность работы двигателя. Ухудшаются также характеристики моторного масла.


То же самое происходит при залегании колец. Раскаленные газы проникают из камеры сгорания и разрушают масло, вследствие чего в кольцевых каналах образуются отложения. Кроме того могут появляться побочные продукты сгорания топлива.



Из-за тяжелых отложений кольца в канавках залегают, в результате чего снижается подвижность поршня. Из-за образовавшегося между кольцами и стенкой цилиндра зазора происходит прорыв картерных газов, повышается расход моторного масла.


Износ поршневых колец можно определить по некоторыми внешним признакам, например, по синему дыму из выхлопной трубы. Особенно это заметно при холодном пуске двигателя.


Вместе с поршневыми кольцами изнашиваются, как правило, юбки поршней. И если поврежденные кольца нуждаются исключительно в замене, то состояние поршней можно улучшить при помощи специальных антифрикционных покрытий – к примеру, MODENGY Для деталей ДВС.


Данное покрытие обладает широким диапазоном рабочих температур (от -70 до +260 °C), способствует снижению трения и износа поршней, защищает юбки от задиров. Применение покрытия уменьшает расход топлива, повышает мощность двигателя и делает работу силового агрегата менее шумной.


Примечательно, что MODENGY Для деталей ДВС отверждается при комнатной температуре. Покрытие не требует дополнительного оборудования для нанесения, так как имеет удобную аэрозольную фасовку.


Перед нанесением покрытия рекомендуется использовать Специальный очиститель-активатор MODENGY. Он не только убирает разнородные загрязнения, но и образует на поверхностях пленку, улучшающую адгезию покрытия.



Замена поршневых колец


Чтобы снять поршневые кольца, нужно развести их края в области замка до тех пор, пока деталь не покинет канавку. Делается это при помощи специальных щипцов или небольшой плоской отвертки.


После снятия колец канавки очищаются от нагара при помощи специального инструмента или старого компрессионного кольца, сломанного на две части.


Перед установкой новых колец следует обратиться к инструкции, которая прилагается к комплекту. В ней описывается последовательность работы и правильное расположение деталей.


После очистки канавок необходимо проверить их на предмет повреждения радиусов и боковых поверхностей.


Установку новых колец начинают с нижнего. Процедура выполняется при помощи специального цангового устройства.


По окончании работы проверяют зазоры боковых поверхностей. Если они превышают 0,1 мм, поршни подлежат замене.


Обкатка двигателя с новыми кольцами производится в течение 3-5 тыс. км. Она включает в себя стандартные действия: прогрев двигателя, запрет длительного простоя на холостом ходу, движение на высоких оборотах, с малой скоростью при повышенных передачах и т.д. По прошествии обкатки двигатель не следует подвергать нагрузкам еще 5-10 тыс. км.

Поршневые кольца двигателя авто — основное назначение и из чего делают?

Расскажем про поршневые кольца двигателя автомобиля, какие они бывают и их основное назначение. Из чего делают поршневые кольца мотора?

Какие бывают

Компрессионные кольца

Предотвращают порыв газов из камеры сгорания в картер. Наружный диаметр кольца в свободном состоянии больше внутреннего диаметра цилиндра, поэтому часть кольца вырезана. Вырез в поршневом кольце называют замком.

Маслосъемные кольца

Препятствуют проникновению масла из картера в камеру сгорания, снимая излишки масла со стенки цилиндра. Их устанавливают ниже уровня компрессионных. Они в отличие от компрессионных колец имеют сквозные прорези.Некоторые производители изначально конструируют двигатели с повышенным расходом масла на угар из-за особой конструкции поршневых колец. Это делается, во-первых, ради снижения потерь на трения; во-вторых, ради меньшего износа цилиндро-поршневой группы; в-третьих, освежается масло внутри большого межсервисного интервала.

Из чего делают

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.

Верхние компрессионные кольца

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

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

Второе компрессионное и маслосъемное кольца

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

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

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

Второе компрессионное кольцо без зазора является новой конструкцией. Используемый здесь термин «без зазора» в чем-то неправильный, т. к. невозможно изготовить кольцо полностью без зазора — его будет невозможно установить на поршень, и кольцо будет нерегулируемым даже при самых малых отклонениях формы отверстия цилиндра от окружности. Несмотря на это, кольцо можно сделать без видимого зазора для газов, проходящих мимо кольца.

При использовании этих колец двигатель прирабатывается быстрее в процессе обкатки, и он выдает немного большую мощность при проверке на стенде.

Потребность в беззазорных кольцах зависит от того, как работают другие кольца. Если верхнее компрессионное кольцо обеспечивает качественное уплотнение, то беззазорное второе компрессионное кольцо менее важно. В реальности дело обстоит не так и второе беззазорное компрессионное кольцо может быть средством при получении большей мощности.

Маслосъемные кольца важны для функционирования двигателей, особенно при использовании низкооктанового бензина. Моторное масло загрязняет камеры сгорания и головки поршней, что вызовет снижение мощности.

Справочная и техническая информация о деталях двигателей

Назначение поршневых колец

Поршневые кольца предназначены для обеспечения герметичности внутрицилиндрового пространства, т.е. для предотвращения прорыва газов из этого пространства в картер двигателя. Одновременно поршневые кольца отводят в стенки цилиндра большую часть воспринимаемого днищем поршня тепла и препятствуют проникновению масла из картера двигателя внутрь цилиндров.
В современных быстроходных, отличающихся высокой степенью сжатия двигателях, поршневые кольца применяют трех видов:

  • Компрессионные поршневые кольца
  • Маслосъемные поршневые кольца
  • Компрессионно-маслосъемные поршневые кольца (комбинированные)

Компрессионные кольца. Компрессионные поршневые кольца работают в очень тяжелых условиях, они подвергаются воздействию высоких температур, работают в условиях полужидкостного трения с большой переменной скоростью скольжения, а так же испытывают воздействие значительных сил давления газов, внутренних сил упругости и сил трения. Компрессионные кольца должны предотвратить попадание отработавших газов из камеры сгорания в кривошипную камеру.
Для обеспечения необходимой герметичности нужны минимальный зазор между поршнем и стенкой цилиндра, наличие в этом зазоре устойчивой масляной пленки и высококачественная обработка поверхности цилиндра и поршня. Компрессионные кольца уплотняют поршень при помощи создаваемого ими лабиринта и прижатия колец к поверхности цилиндра. Проходя через этот лабиринт, состоящий из торцевых и радиальных зазоров между кольцами и стенками кольцевых канавок, газы постепенно расширяются, вследствие чего их давление и скорость истечения снижаются.

Маслосъемные кольца. Целью их работы является максимальное уменьшение расхода масла, при постоянной и достаточной смазке деталей скольжения и одновременно минимальная газопроницаемость. Вследствие насосного действия компрессионных колец, а так же разряжения в цилиндре во время всасывания в камеру поступает масло, где оно частично сгорает. Маслосъемные кольца снимают лишнее масло со стенок цилиндров и предотвращают по мере возможности попадание смазочного масла в камеру сгорания.

Компрессионно-маслосъемные кольца (комбинированные). Компрессионно-маслосъемные кольца совмещают в себе основную функцию компрессионных и маслосъемных колец, это означает, они в основном предотвращают попадание отработавших газов в кривошипную камеру и снимают лишнее масло со стенки цилиндра.

Маслосъемное кольцо — High Power Media

Если верхнее компрессионное кольцо выполняет наиболее сложную задачу в двигателе, то на другом конце пакета поршневых колец регулировочное кольцо для масла не намного проще. При движении со средней скоростью, приближающейся к 4000 футов в секунду или около того, компонент должен удалить излишки масла из отверстия цилиндра при движении вниз и обеспечить достаточное количество проходов для смазки верхних колец.Затем излишки масла проталкиваются через кольцо и стекают обратно в картер через ряд прорезей или отверстий в поршне.

В отличие от компрессионного кольца / колец, описанных выше, давление газов сгорания мало или отсутствует, чтобы проникнуть в пустоту за кольцом и прижать его к стенке цилиндра, поэтому для этих колец приходится использовать совершенно другой метод поддержания некоторого вида тюлень. Цельное масляное кольцо, например, с двумя параллельными друг другу внешними площадками, полностью зависит от внутреннего напряжения самого кольца.Эти кольца могут иметь скошенные кромки либо на внешних краях площадок — для увеличения контактного давления, — либо скошенные кромки на той части площадки, которая обращена к камере сгорания, что также будет способствовать расходу масла за счет улучшенного соскабливания масла из отверстия. Благодаря прорезям, позволяющим маслу течь обратно через поршень, независимо от конструкции детали, они имеют несколько квадратную форму, и их трудно искривлять и соответствовать форме канала ствола, который часто бывает далеко не круглым во время работы цилиндра.Кольца этой конструкции очень редко используются сегодня, поскольку их по большей части вытеснили конструкции из двух и трех частей.

В некотором смысле похож на цельное кольцо, двухкомпонентная версия оказывает давление на отверстие цилиндра с помощью винтовой пружины при сжатии. Цилиндрическая и часто изготавливаемая из термообработанной пружинной стали, эта спираль располагается в полукруглой канавке или V-образной форме на задней части кольца и действует равномерно по всей окружности. Это не только помогает правильно расположить пружину, но и уменьшает ее поперечное сечение, позволяя ей скручиваться и больше соответствовать форме отверстия.Когда-то просверленные отверстия были популярны, но теперь просверленные отверстия взяли верх из-за их более однородной прочности и ровного контура. Эти кольца, изготовленные из азотированных сталей с высоким содержанием хрома, с различными фасками или более выраженными скошенными краями, чаще встречаются в дизельных двигателях.

В двигателях с высокими рабочими характеристиками, особенно с гильзами цилиндров с более тонкими стенками, популярным решением являются трехкомпонентные маслосъемные кольца. Состоящие из двух тонких стальных колец (направляющих), разделенных расширяющейся прокладкой, которая также прижимает их к стенке цилиндра, эти три системы колец спроектированы так, чтобы быть полностью гибкими и «обнимать» стенку цилиндра как можно ближе.Имея низкую инерцию вокруг своего поперечного сечения, эти отдельные элементы могут также скручиваться и изгибаться в ответ на динамическую форму отверстия, обеспечивая минимальную утечку масла в компрессионные кольца выше и в то же время помогая стабилизировать поршень в отверстии. Эту приспосабливаемость рельсов можно улучшить, увеличив тангенциальную нагрузку или уменьшив ее момент инерции. Однако это не всегда желательно, поскольку более высокие тангенциальные нагрузки увеличивают трение двигателя, а уменьшение сечения может, в свою очередь, вызвать другие проблемы с долговечностью.

В гоночных двигателях, где контроль масла не так важен, трение — враг. Таким образом, компромисс между контролем масла и трением неизбежно уступит место кольцам низкого натяжения и высокому расходу масла.

Некоторые вещи никогда не меняются.

Автор Джон Коксон.

Маслосъемные кольца со шлицами | Euroring BV

Маслосъемные кольца с прорезями | Euroring BV

Читать далее
Перейти к продукту
Читать далее
Продукты
class = «post-150 тип работы-статус-публикация-пост-миниатюра hentry Categories-products»

разовая работа.php

Наиболее известным применением маслосъемных колец с прорезями является нижнее кольцо из трех типов на поршне двигателя внутреннего сгорания. Поршневое кольцо этого типа обеспечивает одинаковое распределение масла по стенке цилиндра и отвод излишков масла в картер через выемки в кольце.
Поршень также имеет каналы, по которым это масло может стекать обратно в картер. Другая часть масла соскабливается через стенку цилиндра. Классический вариант — однопоршневое кольцо с натяжным кольцом или без него.

В настоящее время часто используются трехкомпонентные поршневые кольца, в которых центральное внутреннее кольцо прижимает два более узких поршневых кольца на месте и с натяжением к стенке цилиндра. Мы также называем этот тип кольцами Niflex. Узкие рабочие кольца в этой системе изготовлены из стали и после обработки имеют твердое хромовое или нитридное покрытие.

Используемые материалы включают:
— Пластинчатый чугун и чугун с шаровидным графитом
— Различные марки стали

Стандарты:
— NEN ISO 6627: 2000
— NEN ISO 6625: 1986

Поршневое кольцо Niflex

Специальные поверхностные слои:
— Твердый хром
— Азотирование в ванне и плазме
— Слои PVD
— Слои DLC

Тип E301

Маслосъемное кольцо с прорезями и узкими канавками.

Тип E302

Маслосъемное кольцо с прорезями и широкими канавками.

Тип E303

Маслосъемное кольцо с прорезями, широкими канавками для масла и закругленными прорезями.

Тип E304

Маслосъемное кольцо со шлицами и коническими маслосъемными канавками.

Тип E305

Маслосъемное кольцо с широкой ступенчатой ​​прорезью.

Тип E306

Маслосъемное кольцо с двойным скосом.

Тип E307

Маслосъемное кольцо с двойным скосом и канавками.

Тип E308

Маслосъемное кольцо со скошенной кромкой и прорезями.

Тип E309

Маслосъемное кольцо со скосом и расширительной пружиной.

Тип E310

Маслосъемное кольцо с прорезями и смещенной рабочей поверхностью.

Тип E311

Маслосъемное кольцо с двумя прорезями.

Тип E312

Маслосъемное кольцо со смещением и широкой канавкой для масла.

Тип E313

Маслосъемное кольцо с прорезями, широкими канавками для масла и пружиной расширителя.

Поршневые кольца

Поршневые кольца предотвращают утечку давления газа из камеры сгорания и сводят к минимуму просачивание масла в камеру сгорания.[Рисунок 1-15] Кольца входят в канавки поршня, но пружинят, чтобы прижаться к стенкам цилиндра; при правильной смазке кольца образуют эффективное газовое уплотнение.

Конструкция поршневого кольца

Большинство поршневых колец изготовлено из высококачественного чугуна. [Рисунок 1-14] После изготовления колец их шлифуют до желаемого поперечного сечения. Затем они разделяются так, чтобы их можно было надеть на внешнюю сторону поршня и в кольцевые канавки, обработанные на стенке поршня.Поскольку их цель — герметизировать зазор между поршнем и стенкой цилиндра, они должны прилегать к стенке цилиндра достаточно плотно, чтобы обеспечить газонепроницаемую посадку. Они должны оказывать одинаковое давление во всех точках на стенке цилиндра и должны герметично прилегать к боковым сторонам кольцевых канавок.

Рисунок 1-14. Поршень в сборе и типы поршней.

Серый чугун чаще всего используется для изготовления поршневых колец. В некоторых двигателях поршневые кольца из низкоуглеродистой стали с хромированным покрытием используются в верхней канавке под компрессионное кольцо, поскольку эти кольца могут лучше выдерживать высокие температуры, присутствующие в этой точке.Хромированные кольца должны использоваться со стальными стенками цилиндров. Никогда не используйте хромированные кольца на хромированных цилиндрах.

Компрессионное кольцо

Назначение компрессионных колец — предотвращение утечки продуктов сгорания через поршень во время работы двигателя. Они помещаются в кольцевые канавки непосредственно под головкой поршня. Количество компрессионных колец, используемых на каждом поршне, определяется типом двигателя и его конструкцией, хотя в большинстве авиационных двигателей используются два компрессионных кольца плюс одно или несколько маслосъемных колец.

Поперечное сечение кольца прямоугольное или клиновидное с конической поверхностью. Коническая поверхность представляет собой узкую опорную кромку к стенке цилиндра, что помогает уменьшить трение и обеспечить лучшее уплотнение.

Маслосъемные кольца

Маслосъемные кольца помещаются в канавки непосредственно под компрессионными кольцами и над отверстиями для поршневых пальцев. На поршень может быть одно или несколько маслосъемных колец; два кольца могут быть установлены в одну и ту же канавку, или они могут быть установлены в разные канавки.Маслосъемные кольца регулируют толщину масляной пленки на стенке цилиндра. Если слишком много масла попадает в камеру сгорания, оно сгорает и оставляет толстый слой нагара на стенках камеры сгорания, головке поршня, свечах зажигания и головках клапанов. Этот углерод может вызвать заедание клапанов и поршневых колец, если он попадет в кольцевые канавки или направляющие клапана. Кроме того, нагар может вызвать пропуски зажигания в свече зажигания, а также детонацию, преждевременное зажигание или чрезмерный расход масла. Чтобы излишки масла могли вернуться в картер, просверливаются отверстия в нижней части канавок под поршневые кольца, регулирующие подачу масла, или в площадках рядом с этими канавками.

Маслосъемное кольцо

Маслосъемное кольцо обычно имеет скошенную поверхность и устанавливается в канавку в нижней части юбки поршня. Кольцо устанавливается так, чтобы чистящая кромка находилась в стороне от головки поршня или в обратном положении, в зависимости от положения цилиндра и серии двигателя. В обратном положении скребковое кольцо удерживает излишки масла над кольцом при ходе поршня вверх, и это масло возвращается в картер с помощью маслосъемных колец при ходе вниз.

Бортовой механик рекомендует

скребковых колец | Euroring BV

Скребковые кольца | Euroring BV

Читать далее
Перейти к продукту
Читать далее
Продукты
class = «post-523 work type-work status-publish has-post-thumbnail hentry category-products»

single-work.php

Поршневое кольцо этого типа также называется носовым кольцом. В двигателях внутреннего сгорания масло соскабливается с острой рабочей стороны стенки цилиндра и, при необходимости, сливается в картер через канавки под кольцом или внутри него.Маслосъемные кольца с прорезями имеют такой же эффект. В качестве альтернативы установка расширительного кольца может обеспечить дополнительное контактное давление на стенку цилиндра.
Эти скребковые кольца могут использоваться как для внешнего, так и для внутреннего натяжения в самых разных областях применения. Поэтому типы, показанные на этой странице, служат отправной точкой для изучения всех возможностей.

Euroring фокусируется на требуемой функциональности и системных требованиях, чтобы впоследствии разработать дизайн, отвечающий этим требованиям.Вполне возможно, что некоторые свойства поршневых колец других типов могут быть лучше использованы для достижения этого результата или что будут использоваться совершенно новые элементы.

Примеры применения:
— Пищевая промышленность
— (Металл) 3D-принтеры
— Нефтехимия
— Термопластавтоматы
— Двигатели внутреннего сгорания

Применимый стандарт = NEN ISO 6623: 2004

Кольцо скребковое

Правильная геометрия — это только часть того, что делает поршневое кольцо хорошим. В дополнение к свойствам (аварийной) текучести материала противоположной поверхности, конечно, также важен состав «среды», которая будет обрабатываться.Помимо масел, это может быть любая жидкость и / или порошок.

Тип E201

Скребковое кольцо с конической поверхностью. ТОП отмечен.

Тип E202

Скребковое кольцо с конической поверхностью и масляной канавкой. ТОП отмечен.

Тип E203

Носовое / скребковое кольцо с масляной канавкой. ТОП отмечен.

Тип E204

Заточка конической поверхности. ТОП отмечен.

Тип E205

Коническая поверхность с канавками для масла. ТОП отмечен.

Тип E206

Скребковое кольцо со смещенной рабочей поверхностью. ТОП отмечен.

Тип E207

Маслосъемное кольцо с углубленной поверхностью и канавкой для масла.ТОП отмечен.

Тип E208

Маслосъемное кольцо со ступенчатой ​​рабочей поверхностью. ТОП отмечен.

Тип E209

Маслосъемное кольцо с канавками для удаления масла. ТОП отмечен.

Тип E210

Маслосъемное кольцо с двойным скосом и дренажными отверстиями. ТОП отмечен.

Тип E211

Маслосъемное кольцо со сливными отверстиями. ТОП отмечен.

Типы поршневых колец — скребковое кольцо

Расширяемые разрезные кольца прикреплены к внешнему диаметру поршня в двигателе внутреннего сгорания и используются для обеспечения уплотнения для поддержания сжатия газа между поршнем и стенкой цилиндра.

Два верхних кольца, известные как компрессионные кольца, предназначены для уплотнения камеры сгорания. Нижнее кольцо, известное как маслоуправляемое или скребковое кольцо, регулирует количество смазочного масла, проходящего вверх или вниз по стенкам цилиндра. Масляные контрольные кольца имеют ступеньку, углубленную в нижнюю поверхность, и соскабливают масло со стенок цилиндра, предотвращают его попадание в камеру сгорания и отправляют обратно в картер.

Маслосъемные кольца имеют ступеньку, углубленную в нижнюю внешнюю поверхность для облегчения соскабливания масла.Этап позволяет хранить масло и может варьироваться по размеру. Из-за ступени поднутрения, когда кольцо скручивает очищающую кромку, соскребает масло с внешнего края в резервуар, предотвращая засорение очищающей кромки.

Типы скребковых колец

Кольцо Napier:

Кольцо Напье (или «крюк») устанавливается во второй канавке и используется в компрессорах пневматических тормозных систем. Однако кольцо Napier было заменено кольцом Napier с конической гранью.

Кольцо Napier с конической гранью:

Чаще используется — кольцо Napier Ring с конической гранью обеспечивает более эффективную кромку для улучшения приработки, что помогает контролировать масло.

Скребковое кольцо с закрытым зазором с конической поверхностью:

Это кольцо разработано без поднутрения — ступенька заканчивается в зазоре и уплотняется лучше, чем кольца Napier и Taper Faced Napier.

МАГАЗИН ПОРШНЕВЫХ КОЛЬЦ ТИПЫ КОМПРЕССИОННЫХ КОЛЬЦ ТИПЫ УПРАВЛЯЮЩЕГО КОЛЬЦА МАСЛА

Условия лицензии

Вы можете: делиться, копировать и распространять материал в исходном формате для любых целей при соблюдении условий лицензии Условия ниже:

  • Указание авторства — вы должны указать соответствующую ссылку и предоставить ссылку на исходную статью в разумной и видимой форме.
  • Вы никоим образом не можете предлагать лицензиару одобрить вас или ваше использование.
  • Без производных — Материал должен распространяться полностью, включая отказ от ответственности, вы не можете распространять или передавать модифицированный материал.
  • Никаких дополнительных ограничений — Вы не можете применять юридические положения, которые юридически ограничивают других делать все, что разрешено лицензией.
  • Никаких гарантий не дается. Лицензия может не давать вам всех разрешений, необходимых для предполагаемого использования. Например, другие права, такие как публичность, неприкосновенность частной жизни или неимущественные права, могут ограничивать использование вами материала.
Отказ от ответственности

Anglo Agriparts, ни какие-либо подобные рецензенты или разработчики контента не предоставляют никаких гарантий в отношении точности любой информации на этом веб-сайте и не могут нести ответственность за любые ошибки или упущения. Информация в этой статье предназначена только для общих информационных целей. Он не является юридическим, техническим и / или коммерческим советом, и на него нельзя полагаться как таковой. Конкретный совет всегда следует запрашивать отдельно. Несмотря на все усилия авторов, информация, представленная в этой статье, может быть неточной, актуальной или применимой к обстоятельствам любого конкретного случая.Ни Anglo Agriparts, ни автор этой статьи не делают никаких заявлений и не дают никаких гарантий относительно полноты или точности информации, содержащейся в настоящем документе, и не принимают на себя никакой ответственности за убытки или ущерб, возникшие в результате их использования, независимо от того, исходит ли такая информация от Anglo Agriparts или наши участники. Anglo Agriparts не контролирует содержимое любого другого веб-сайта, доступ к которому осуществляется через этот веб-сайт, и не несет ответственности за какие-либо убытки или ущерб, возникшие в результате использования содержимого таких веб-сайтов.Ни Anglo Agriparts, ни какие-либо рецензенты или разработчики контента на веб-сайте не несут ответственности перед каким-либо лицом за любые убытки или ущерб, которые могут возникнуть в результате использования информации, содержащейся в этой статье или на этом веб-сайте. Эти исключения ответственности не распространяются на ущерб, возникший в результате смерти или телесных повреждений, вызванных халатностью компании Anglo Agriparts или любого из ее сотрудников или агентов, а также рецензента или автора контента.

Что делает 2-е поршневое кольцо? Объяснение назначения и функции!

Пакеты поршневых колец спроектированы так же тщательно, как и любая высокопроизводительная деталь, но «средний ребенок» может быть самым неправильно понятым.Вот взгляд на науку, которая входит в дизайн второго кольца.

С момента изобретения металлического поршневого кольца в начале промышленной революции (которое, как вы можете утверждать, в конечном итоге сделало паровую мощность непрактичной), постоянно совершенствовались и совершенствовались технологии уплотнения цилиндров для этих, казалось бы, простых деталей. Кольцевой пакет преследует три основные цели: удерживать давление в камере сгорания как при такте сжатия, так и во время рабочего хода, передавать тепло от поршня к стенкам цилиндра, откуда оно может быть удалено с помощью воздушного или жидкостного охлаждения, и контролировать смазку для ограничения расхода масла. и нежелательные выбросы.

Обычный автомобильный кольцевой затвор должен работать в гармонии, чтобы герметизировать давление сгорания, контролировать масло и передавать тепло в блок двигателя.

В то время как легко взглянуть на верхнее кольцо или масляное кольцо внизу и интуитивно понять их вклад в достижение этих целей, второе кольцо представляет собой большую загадку. Что он должен делать и зачем это нужно? Как используемые материалы и физические свойства второго кольца влияют на производительность? Чтобы ответить на эти вопросы, мы обратились к старшему техническому менеджеру по работе с клиентами Алану Стивенсону, надежному источнику знаний о поршневых кольцах.

Обратите внимание на изящную форму крючка на краю кольца. Это 2-е кольцо в стиле Napier, и этот «крючок» помогает ему стягивать масло со стенки цилиндра, когда поршень скользит по отверстию цилиндра.

Для нашего первого вопроса мы спросили Стивенсона, играет ли второе кольцо роль в сдерживании сжатых или горючих газов. «Было время, когда отверстия были такими плохими с точки зрения обработки поверхности, округлости и так далее, а материалы колец были намного хуже, так что раньше поршни имели четыре кольца; два для компрессионного уплотнения, один для очистки масла и один для перекачки масла », — поясняет он.«Терминология не поспевает за технологиями. Называть современное второе кольцо компрессионным — неправильное название ».

Так каков вклад современного второго кольца в уплотнение камеры сгорания? Пер Стивенсон, «Незначительно. Были опубликованы документы SAE, которые доказывают, как увеличенные зазоры второго кольца на самом деле увеличивают уплотнение и мощность верхнего кольца. Уплотнение горения — это 100% работа верхнего кольца ». В сочетании с другими характеристиками поршня роль второго кольца в этом отношении заключается в поддержании как можно более низкого давления в щели между ним и верхним кольцом, обеспечивая любой прорыв, который заставляет его пройти мимо верхнего компрессионного кольца, способ быстро побег в картер.

В то время как маслосъемные кольца выполняют основную часть работы по «откачке» масла от поверхности стенки цилиндра, второе кольцо играет жизненно важный валок, соскребая его с поверхности цилиндра.

«Канавка аккумулятора работает вместе с большими зазорами 2-го кольца», — объясняет Стивенсон. «Короче говоря, всегда будет некоторая утечка давления сгорания за верхнее кольцо из-за движения вторичного поршня и поперечного люка цилиндра. Любое давление, которое проходит мимо верхнего кольца, имеет тенденцию попадать в ловушку между верхним и вторым кольцами, что затем оказывает давление на верхнее кольцо снизу, что приводит к дрожанию кольца (особенно на высоких оборотах).Канавка гидроаккумулятора создает дополнительный объем, который снижает давление. Здесь применяется закон Бойля; объем и давление имеют обратную зависимость, поэтому увеличение объема снижает давление. Соединение этого с более крупными зазорами второго кольца обеспечивает более плавный выход захваченного газа из этого пространства и снижает флаттер верхнего кольца ».

Поскольку второе кольцо специально не предназначено для использования в качестве уплотнения под давлением, оно часто имеет конструкцию, совершенно отличную от верхнего компрессионного кольца.Стивенсон говорит: «Многие верхние кольца имеют скосы внутреннего диаметра, которые заставляют их скручиваться противоположно силам, действующим на них, чтобы помочь удерживать их ровно в канавке для лучшего уплотнения. Вторые кольца имеют противоположный скос, поэтому они на самом деле скручиваются не в ту сторону, чтобы улучшить герметичность ».

Поскольку кольца продолжают уменьшаться в размерах, чтобы уменьшить трение, материалы и производство становятся все более важными. Углеродистая сталь является предпочтительным материалом для большинства применений, особенно для более поздних моделей, и предлагает надежность и долговечность, намного превосходящую более ранние и более толстые кольца.

Итак, установив, что второе кольцо определенно не предназначено для обеспечения уплотнения сжатия или сгорания, как насчет второй основной цели пакета колец — передачи тепла от поршня к стенкам цилиндра, где им можно управлять? системой охлаждения? Может показаться, что относительно небольшой контакт колец между поршнем и отверстием не может быть значительным путем для теплопроводности, но оказывается, что он является основным источником.Пер Стивенсон: «Здесь много переменных, но кольца передают около 70 процентов тепла сгорания от поршня в систему охлаждения».

Остальные 30 процентов уходят другими путями, такими как радиационное и конвекционное охлаждение нижней стороны поршня в воздух внутри картера, кондуктивное охлаждение за счет контакта между юбкой поршня и расточкой цилиндра, а также тепло, отводимое через брызги масла от коленчатого вала. парусность. Некоторые двигатели даже используют масляные распылители в нижней части отверстия каждого цилиндра, которые направляют брызги смазки на нижнюю часть поршней специально для охлаждения.

Более тонкие поршневые кольца с гораздо большей вероятностью будут повреждены во время установки, чем более толстые кольца. Использование компрессора с коническим кольцом следует рассматривать как абсолютную необходимость при создании двигателя последней модели.

Несмотря на другие источники теплопередачи, кольцевой пакет принимает на себя большую часть нагрузки, когда речь идет о поддержании допустимой рабочей температуры поршня. Из ранее упомянутых 70 процентов общего тепла поршня: «Верхнее кольцо передает 45 процентов, второе кольцо — 20 процентов, а масляное кольцо — 5 процентов», — говорит Стивенсон.Хотя второе кольцо определенно играет свою роль в этой важной задаче, оно все же не является основной причиной присутствия кольца.

Как оказалось, второе кольцо имеет гораздо большее отношение к контролю смазки, чем «масляное кольцо» под ним. «Второе кольцо — это то, что очищает масло», — объясняет Стивенсон. «Масляное кольцо — это то, что собирает его и откачивает от стенок цилиндра через отверстия для возврата масла в канавке масляного кольца». Основная функция второго кольца состоит в том, чтобы постоянно удалять излишки масла из отверстия — при вращении кривошипа масло, выходящее из находящихся под давлением подшипников на больших концах штока, постоянно выбрасывается за поршнем, покрывая стенки отверстия.

Когда поршень движется вниз по каналу, второе кольцо «соскребает масло со стенки цилиндра, обеспечивая смазку и предотвращая попадание масла в зону сгорания двигателя.

При ходе вниз второе кольцо и масляное кольцо работают согласованно, очищая все, кроме небольшого количества масла, и возвращая его по отверстию в поддон. Стивенсон говорит: «Верхние кольца всегда получают скрытую смазку за счет масла, застрявшего в поперечном люке стенок цилиндра». Это та микроскопическая текстура на отверстии, которая удерживает достаточно масла, чтобы свести к минимуму трение между пакетом колец и стенкой цилиндра, в то время как второе кольцо предотвращает попадание слишком большого количества масла через верхнее кольцо в камеру сгорания.

Теперь, когда мы понимаем назначение каждого кольца в упаковке, мы можем понять, почему для верхнего и второго колец часто используются разные материалы и сечения колец. «Требования и предполагаемая функция верхнего и второго колец, безусловно, различаются, поэтому часто используются разные материалы», — продолжает Стивенсон. «В целом лучший материал верхнего кольца — сталь. Конечно, некоторые стали лучше, чем другие, но по мере того, как кольца становятся меньше и удельная производительность увеличивается, требования к верхнему кольцу (которое подвергается наибольшим злоупотреблениям) становятся самыми высокими.”

Переместите канавку на поршне вниз, и при выполнении другой работы требования к используемому материалу будут ниже. Пер Стивенсон: «Многие вторые кольца гоночных двигателей по-прежнему изготавливаются из чугуна или ковкого чугуна. Второе кольцо не находится под достаточным напряжением и температурой, чтобы требовать стали ». Форма кольцевого профиля также оказывает существенное влияние на то, насколько эффективно оно удаляет масло, а также на то, сколько трения оно создает, и внутренний и внешний диаметры играют роль.«Фаски находятся на внутреннем диаметре кольца и определяют направление вращения кольца, чтобы облегчить соскабливание», — говорит Стивенсон. Если смотреть в поперечном сечении, то скошенное кольцо имеет один край внутреннего диаметра, вырезанный под углом — как указывает Стивенсон, это побуждает кольцо динамически скручиваться в канавке, когда оно движется вниз по отверстию, и фокусирует дополнительное давление на внешнем углу. для более эффективного удаления излишков масла.

Газовые порты — еще один способ, которым конструкторы поршней могут управлять работой колец.Позволяя давлению сгорания достигать задней стороны верхнего кольца, они увеличивают мощность кольцевого уплотнения, уменьшая трение на других трех тактах.

«Конус, Нэпье и ступеньки — все это вариации формы внешнего диаметра», — продолжает он. Цель всех этих профилей состоит в том, чтобы сконцентрировать контакт в узкой полосе для повышения эффективности соскабливания. Как следует из названия, сужающийся внешний профиль вверху уже, чем внизу, в то время как ступенчатый кольцевой профиль имеет то, что выглядит как выемка в поперечном сечении, ориентированная по направлению движения при ходе вниз.Кольцо Napier, названное в честь известной британской инженерной фирмы D. Napier & Son, которая первоначально разработала профиль, на самом деле имеет поднутрение под углом или даже имеет форму крючка по внешнему диаметру, что еще больше уменьшает площадь контакта и обеспечивает пространство для очищенного масла. выход из отверстия цилиндра. «В общем, самый эффективный скребок — Napier, за ним следует ступенчатый, а затем конусный. Запустите Napier, если он подходит для вашего диаметра отверстия и подходит для канавки в поршнях », — заключает Стивенсон.

Какой тип комбинации вы используете, также повлияет на оптимальный выбор для вашего пакета колец, включая второе кольцо. Стивенсон советует: «Более тонкие вторые кольца более распространены в двигателях с сухим картером, вытягивающих большие объемы вакуумного поддона». Поскольку вакуум в картере помогает кольцевому уплотнению по всем направлениям, можно получить желаемые результаты, не работая так же сильно со вторым кольцом. «Естественный аспиратор без использования вакуума обычно должен быть 1,5 мм или больше, в то время как принудительная индукция должна давать более крупные кольца размером 1/16 дюйма», — добавляет он.

Установка правильного кольцевого зазора имеет первостепенное значение для достижения желаемых рабочих характеристик двигателя. При любых эксплуатационных характеристиках зазор 2-го кольца должен быть больше, чем зазор верхнего кольца, чтобы обеспечить выход прорыва и предотвратить колебание кольца от нарушения уплотнения верхнего кольца.

«Конечно, все зависит от диаметра отверстия; это почти можно представить как отношение размера кольца к размеру отверстия », — предупреждает Стивенсон. «Большой четырехцилиндровый двигатель с наддувом отлично контролирует масло с 1-м цилиндром.Кольцо диаметром 2 мм, тогда как для большого блока диаметром 4,600 дюйма лучше использовать кольцо диаметром 1/16 дюйма. Когда дело доходит до контроля масла, эффективность картера также зависит от существенных факторов. Современные двигатели с блоками с глубокими юбками, сегментированными масляными поддонами, ветровыми поддонами и очисткой / очисткой кривошипа — все это влияет на то, сколько масла подбрасывается в цилиндры. Чем больше масла присутствует, тем тяжелее работа второго кольца ».

Как видите, проектирование и проектирование второго кольца — сложная тема, но, к счастью, эксперты Wiseco обладают коллективным опытом во всех формах сборки высокопроизводительных двигателей, чтобы дать вам надежный совет для ваших конкретных потребностей.Хотя мы не можем охватить все в одной технической статье, мы надеемся, что то, что вы узнали здесь, поможет вам лучше понять « почему », стоящую за спецификациями кольцевого пакета, и в полной мере воспользоваться знаниями, полученными от сотрудников Wiseco, когда составить собственную комбинацию.

Раскрытие секретов масляных колец

«Проведите по нему динглболл, добавьте новый набор колец — и готово».

Не так давно это могло считаться приемлемой практикой для умеренного уличного двигателя.Хотя это может быть подходом для производителей двигателей на заднем дворе, двигатели внутреннего сгорания 21-го века достигли такой точки, когда внимание к деталям может окупаться меньшим внутренним трением, большей мощностью и крутящим моментом, меньшим прорывом воздуха и даже превосходным контролем масла. .

Из всего внимания, уделяемого поршневым кольцам, слишком мало внимания уделяется масляным кольцам. Но в трио поршня с тремя кольцами пакет масляных колец создает большее трение, чем сумма двух других колец вместе взятых.Так что, возможно, нам стоит начать с некоторых технических деталей, которые могут вызвать удивление. Один из подходов к повышению мощности и эффективности любого двигателя заключается в уменьшении трения типичного масляного кольца без ущерба для контроля масла. Давайте начнем с того, что обычно называют стандартными маслосъемными кольцами.

Нет ничего необычного в том, что концы расширителя масляного кольца не соприкасаются при помещении в отверстие. Однако при установке в канавку поршня маслосъемных колец они давят на расширитель и создают необходимое натяжение.По словам Кейта Джонса, отрегулировать концы, загибая их внутрь, мало что можно сделать.

Стандарт — это не так

Для уличных двигателей почти все рекомендации требуют наличия «стандартного» маслосъемного кольца и отказа от использования маслосъемных колец с низким сопротивлением из-за риска попадания слишком большого количества масла в камеру сгорания.
Оказывается, то, что называют «стандартным» масляным кольцом натяжения, далеко не стандартизовано. Мы включили диаграмму, созданную с использованием данных, предоставленных Total Seal, которая предлагает некоторую интересную информацию.Сила, указанная в прилагаемой таблице, выражена в фунт-силах (фунт-силах).

Таблица радиального натяжения

Нагрузки, указанные для каждого кольца в этой таблице, представляют собой фактическую радиальную (внешнюю) силу, прилагаемую кольцом. Это не величина трения, создаваемого движением поршня в отверстии. Это важное различие, которое нельзя упускать из виду.

Кольцо в комплекте Масляное кольцо Радиальное натяжение

(фунт-сила)

Улучшение
Стандартный 3/16 (0.187 ”) 20
Стандартный 3,0 мм (0,118 дюйма) 11-9 фунтов = 45%
Ультратонкий 2,0 ​​мм (0,078 дюйма) 8,0 -12 фунтов = 60%

Это не фунт-фут или крутящий момент, а это вращательное движение. Ударная сила — это радиальное или внешнее натяжение на стенку цилиндра, создаваемое масляным кольцом при сжатии в цилиндре. Эти измерения фунт-силы были получены с помощью очень сложного (и дорогого — например, 60 000 долларов) инструмента, используемого Total Seal для измерения этой силы.Эти показания в фунтах-силах не представляют трение скольжения, хотя здравый смысл подсказывает, что более высокое радиальное натяжение, безусловно, будет способствовать увеличению трения скольжения.

(слева) Радиальная ширина масляного кольца помогает определить его радиальное натяжение. Здесь мы измеряем маслосъемное кольцо 3,0 мм, которое входит в состав 0,110. (Справа) В этом пакете маслосъемных колец сравнивается стандартное заменяющее 3/16-дюймовое (внизу) масляное кольцо 3/16-дюймового масляного кольца из комплекта 1/16-дюймовых уплотнительных колец с другим расширителем (посередине) с а 3.Масляное кольцо 0 мм (вверху), как в типичном двигателе LS 6.0L. Два верхних расширителя представляют собой более распространенную конструкцию с гибким отверстием, а нижний называется SSU, который представляет собой более старую конфигурацию, аналогичную гибкому вентиляционному отверстию, но повернутую на бок. Speed ​​утверждает, что гибкое вентиляционное отверстие является более эффективной конструкцией.

Типичная комбинация поршневых колец с рабочими характеристиками: верхняя часть 1/16 дюйма, вторая 1/16 дюйма и маслосъемное кольцо 3/16 дюйма. «Стандартный» пакет маслосъемных колец 3/16 дюйма (0,187 дюйма), как указано в таблице, создает значительное радиальное натяжение в 20 фунтов-силы.Что интересно, так это спецификация «стандартной» последней модели 3 мм (0,117 дюйма) маслосъемного кольца. Измерение радиального натяжения Total Seal резко упало с 20 до 11 фунтов-силы — поразительное снижение радиального натяжения на 45 процентов.

Следует подчеркнуть, что оба этих масляных кольца считаются «стандартными» натяжными. Например, кольцо с самым низким радиальным натяжением — кольцо диаметром 3 мм — является стандартным заводским масляным кольцом в двигателях LS последних моделей. Мы узнали, что есть много способов добиться хорошего контроля масла и при этом снизить трение, если правильно подобраны компоненты масляного кольца.

Для уменьшения сопротивления масляного кольца в большинстве методов «низкого натяжения» используется комбинация данного расширителя с более тонким масляным кольцом с радиальной шириной стенки. Более широкое маслосъемное кольцо на этой фотографии взято из маслосъемного кольца 3/16 дюйма, а более узкое кольцо из пакета маслосъемных колец 3,0 мм для двигателя 6,0 л LS. Оба предназначены для использования с отверстием диаметром 4,00 дюйма.

Меньше напряжения, больше контроля

Интервью

с Китом Джонсом и Лейк Спидом младшим из Total Seal предлагают технически подкованные взгляды на то, как эти цифры напрямую связаны с уличными двигателями и как опытный и знающий производитель двигателей может создать свой собственный пакет маслосъемных колец.Но прежде чем мы перейдем к этому, давайте рассмотрим некоторые детали конструкции масляного кольца, которые позволят нам разумно создать этот пакет масляных колец.

Почти все существующие маслосъемные кольца изготавливаются с использованием техники трехкомпонентной конструкции. Расширитель — это большая центральная деталь, удерживаемая парой маслосъемных колец. Расширитель можно рассматривать как пружину, которая нагружается при установке в сочетании с верхним и нижним маслосъемными кольцами. Функция масляных колец состоит в том, чтобы соскрести масло со стенок цилиндра и протолкнуть его внутрь к отверстиям для возврата масла или прорезям, прорезанным внутри канавки масляного кольца поршня.

Испытание на трение скольжения

Это некоторые числа, которые мы создали с помощью простой цифровой рыбьей чешуи на малоблочном канале Chevy диаметром 4,155 дюйма, тестируя кольцевой пакет размером 1/16, 1/16, 3/16 дюйма. Каждое кольцо тестировалось индивидуально, и Кейт Джонс из Total Seal предполагает, что верхнее и второе номера кольца кажутся немного завышенными для приложения, в то время как номера масляных колец ближе к тем, которые они испытывали. По отношению друг к другу числа согласованы, что означает, что масляное кольцо предлагает наибольший потенциал для улучшения с точки зрения снижения общего трения.

Кольцо Раздвижной

Трение

Верх 6-7 фунтов
2 nd 4 — 4,5 фунта
Масло 18-19 фунтов

Думайте о работе масляного кольца из трех частей как о полном контроле масла. За этим следует точная регулировка, обеспечиваемая вторым масляным кольцом. Вообще говоря, 80 процентов работы второго кольца заключается в очистке остальной части масла, не удаленной масляным кольцом.Остальные 20 процентов его работы — помочь герметизировать давление сгорания, которое просочилось за верхнее кольцо.

Первое большое открытие, которое предложила компания Speed, заключается в том, что вертикальная толщина масляного кольца не имеет ничего общего с общим натяжением и сопротивлением кольца. Масляный контроль достигается за счет комбинации длины расширителя и радиальной ширины (если смотреть сверху) масляных направляющих. Скорость говорит о том, что эспандер — это пружина. Если вы поместите расширитель внутрь предназначенного ему цилиндра, концы расширителя могут не соприкасаться.Но когда расширитель зажат между двумя масляными направляющими, направляющие создают нагрузку, очень похожую на добавление прокладки под пружину клапана, чтобы увеличить ее натяжение на клапане.

Слева стрелка указывает на то, что Total Seal называет областью вкладок расширителя. Комбинация площади контакта зоны выступа с радиальной глубиной масляного кольца — вот что создает натяжение масляного кольца. Таким образом, используя различные расширители и маслосъемные кольца с более узкой или широкой радиальной шириной, Total Seal может создать почти точное натяжение масляного кольца для данного применения.Вертикальная толщина масляного контрольного кольца не является переменной, которая регулирует общее натяжение. Масляное кольцо с низким натяжением можно создать с помощью более крупного масляного кольца 3/16 дюйма так же легко, как и с гораздо более тонким масляным кольцом 2,0 мм (справа).

Рельсы также являются важной частью уравнения. Изменение радиальной ширины масляного кольца изменит нагрузку, создаваемую расширителем. Масляное кольцо с более тонкой радиальной шириной уменьшит нагрузку, создаваемую расширителем. Мы создали диаграмму, на которой измерили радиальную ширину трех различных масляных колец.Обратите внимание на значительное изменение радиальной ширины масляного кольца между направляющими масляного кольца 3/16 дюйма и направляющими 3 мм. Изменение почти на 50 процентов. Сравните эти числа с диаграммой радиального натяжения, и вы увидите прямую корреляцию между радиальной шириной масляных направляющих и уменьшенным натяжением.

Размеры масляного кольца

Мы измерили два небольших блока Chevy и один комплект колец LS из колец, которые были в нашем магазине. Обратите внимание, что указаны две разные радиальной ширины. Первый был для кольцевого пакета 5/64 дюйма, а второй — для кольцевого пакета 1/16 дюйма.Основное изменение размера происходит между наборами колец 1/16 и 3,0 мм.

Масляное кольцо Масляное кольцо осевое

Толщина

Масляное кольцо

Радиальная ширина

3/16 0,023 0,150
3/16 0,027 0,144
3,0 мм 0,019 0,103
2,0 ​​мм 0,018 0.085
Превосходя стандарт: еще меньше натяжения кольца

Используя эту информацию, компания Speed ​​предположила, что Total Seal может создавать практически любое требуемое натяжение для любого пакета масляных колец. Работая с примером, в котором 3-миллиметровое маслосъемное кольцо обеспечивает радиальное натяжение 10 фунтов силы, аналогичное радиальное натяжение может быть создано с помощью большего 3/16-дюймового кольца путем комбинирования специального расширителя и маслосъемных колец. Спид сказал, что, возможно, половина бизнеса Total Seal занимается производством нестандартных колец, которые не обязательно указаны в каталоге Total Seal.

Speed ​​предлагает только диаметр отверстия 4,030 дюйма для масляного кольца 3/16 дюйма, которое Total Seal предлагает несколько разной радиальной ширины масляных колец, которые можно комбинировать с расширителем заданной длины для создания требуемого общего масляного кольца. напряжение спец. В качестве примера Спид говорит, что Total Seal может создать пакет маслосъемных колец на 10 фунтов (или, так же легко, на 16 фунтов) для поршня маслосъемного кольца 3/16 дюйма, который уменьшит трение и при этом будет контролировать масло в уличном двигателе.

Расширитель масляного кольца действует как пружина.При установке в канавку масляного кольца направляющие прижимают расширитель, и это действие оказывает давление на стенку цилиндра, создавая заданное натяжение, которое используется для соскабливания масла со стенки цилиндра. Важная часть — следить за тем, чтобы концы расширителя не перекрывались при установке колец.

Но это еще не все. Для достижения успеха масляное кольцо «низкого натяжения» следует комбинировать со вторым кольцом типа Napier. Кольцо Napier представляет собой кольцо с коническим скребком, которое включает в себя крючок или углубленную область за сужающейся нижней поверхностью кольца, которая увеличивает способность кольца удалять масло со стенок цилиндра.Компания Speed ​​подчеркнула, что комбинация второго кольца Napier со специальным масляным кольцом 3/16 дюйма улучшит контроль масла, а также даст возможность уменьшить трение, что приведет к увеличению мощности по сравнению со «стандартным» масляным кольцом растяжения того же размера. .

Speed ​​далее упомянул, что предполагаемое использование двигателя является важным фактором при создании пакета маслосъемных колец. Двигатель дрэг-рейсинга, который не создает высокую температуру масла, может выиграть от использования другого пакета маслосъемных колец по сравнению с двигателем, который участвует в гонках по автокроссу, где температура масла может подниматься выше 250 градусов по Фаренгейту.Таким образом, комбинации маслосъемных колец должны включать вязкость масла как часть уравнения маслосъемного кольца.

В малоблочном двигателе Chevy Mule 383ci компании

Shavers используется очень тонкий, но с газовыми портами 0,7 мм / 0,7 мм кольцо Napier / 2 мм с низким натяжением, которое очень мало, но надежно. Он обеспечивает отличный контроль масла и минимальный прорыв. Спид также упомянул, что во время испытания масла пакет нижних натяжных колец уменьшил трение, что не только увеличило мощность, но и снизило температуру масла.

Двигатель, предназначенный только для дрэг-гонок, мог бы обойтись с более низкой вязкостью масла, например, 0w20, в то время как двигателю для автокросса или шоссейных гонок может потребоваться масло с немного более высокой вязкостью, например 10w30 или 10w40.Если в рассматриваемом двигателе будет использоваться масло 20w50 с высокой вязкостью, тогда потребуется масляное кольцо с более высоким натяжением, чтобы более эффективно соскребать более густое масло со стенок цилиндра.

Типичная реакция на все это состоит в том, что уменьшенная нагрузка, оказываемая масляным кольцом, приведет только к плохому контролю масла и увеличению расхода масла. Но это не учитывает тот факт, что исследования GM решили использовать пакет маслосъемных колец 3,0 мм в двигателе LS 6,2 л, который не имеет проблем с контролем масла. Одна из причин такой производительности заключается в том, что этот меньший пакет колец и меньшее натяжение позволяют масляному кольцу более точно следовать деформациям в отверстии, что означает, что больше масла удаляется со стенки цилиндра как маслом, так и вторыми кольцами.

Пакеты с тонкими кольцами больше не являются экзотикой для поршней. Mahle предлагает многие из своих поршней с гораздо более тонкими кольцевыми пакетами, например пакет 1 мм / 1 мм / 2 мм для двигателей Chevy с малым блоком. Это поршень Mahle LS диаметром 4,125 дюйма.

Говорить дешево, доказывать бесценно

Еще одним примером того, как могут работать специальные масляные кольца, является малоблочный двигатель Chevy 383ci, используемый в качестве двигателя мула Shaver Specialties Racing Engines, который выдержал тысячи динамометрических прогонов.В настоящее время он оснащен комплектом из верхней части Total Seal 0,7 мм, секунды Napier 0,7 мм и пакета маслосъемных колец 8 фунтов-силы 2 мм. Мы лично были свидетелями того, как один из этих поршней сам по себе соскользнул вниз по каналу (просто под действием силы тяжести) из-за уменьшенного радиального натяжения, создаваемого кольцевым пакетом.

Хотя это звучит так, будто двигатель должен быть проблемным, когда дело доходит до контроля масла, оператор динамометрического стенда Шейверса «Dyno Don» МакАскилл сообщает, что у двигателя нет проблем с контролем масла, камеры остаются очень сухими, а прорыв воздуха довольно низкий .Кроме того, в этом двигателе не применяются какие-либо специальные меры по борьбе с ветром. Другими словами, масляный поддон лишен экранов, поддонов или других устройств управления.

(Слева) Если требуется опорная направляющая для масла, поскольку канавка для маслосъемного кольца входит в отверстие под палец, всегда кладите опорную направляющую так, чтобы небольшая выемка была направлена ​​вниз. Углубления контактов поршень и предотвращает опорный рельс от перемещения. (Справа) При установке масляного кольца сначала обязательно установите расширитель и убедитесь, что концы расширителя не перекрываются.Затем аккуратно установите верхнюю масляную направляющую, а затем нижнюю.

Что касается практического применения всех этих приобретенных знаний в уличных двигателях, давайте остановимся на типичном кольцевом двигателе размером 1/16, 1/16, 3/16 дюйма. Было бы целесообразно использовать пакет маслосъемных колец с более низким натяжением с индивидуальным расширителем, вложенным с более тонкими маслосъемными кольцами радиальной ширины в сочетании со вторым кольцом Напьера. Это значительно снизило бы трение при минимальном расходе масла.

Для высокопроизводительных двигателей соревнований, таких как NHRA Pro Stock или NASCAR, Total Seal также имеет цельное маслосъемное кольцо, которое также является чрезвычайно гибким.

Вооружившись этой новой информацией, вы, возможно, захотите рассмотреть преимущества создания вашего следующего двигателя, уделив больше внимания низкому масленому кольцу.