Виды поршневых колец: Поршневые кольца

Поршневые кольца

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

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

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

Компрессионные поршневые кольца имеют наружный диаметр немного больше диаметра цилиндра. Чтобы деталь могла поместиться внутри, в ней делается вырез, называемый замком.

Поверхность компрессионного кольца изготавливается ровной, без каких-либо выемок. Маслосъемные кольца, в отличие от них, имеют сквозные прорези, предназначенные для отвода масла.

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

Содержание

1. Какие материалы применяются для изготовления поршневых колец
2. Анатомия поршневых колец
3. Первое компрессионное кольцо
4. Второе компрессионное кольцо
5. Маслосъемные кольца
6. Подбор запчастей
7. Какие кольца лучше

Какие материалы применяются для изготовления поршневых колец

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

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

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

Анатомия поршневых колец

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

Первое компрессионное кольцо

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

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

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

Второе компрессионное кольцо

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

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

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

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

Маслосъемные кольца

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

Подбор запчастей

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

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

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

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

Модель двигателя (ВАЗ)	Размер колец (мм)
	нормальный	1-й ремонтный	2-й ремонтный
2101, 2103, 2108, 21081, 1111	76	76,4	76,8
21011, 2105, 2106, 2121	79	79,4	79,8
21082, 21213, 2110, 11113	82	82,4	82,8

Какие кольца лучше

Основные разновидности поршневых колец

10.11.2014 / 25.04.2018   •   3887 / 472

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 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.

изображение колец	описание поршневых колец
	R-Цилиндрическое компрессионное поршневое кольцо. ET-Полутрапециевидное компрессионное поршневое кольцо. T-Трапециевидное компрессионное поршневое кольцо 6?/15 .
	M-Коническое поршневое компрессионное кольцо. SM-Коническое поршневое компрессионное кольцо с уменьшенным углом наклона рабочей поверхности. N-Скребковое компрессионное поршневое кольцо. NM-Скребковое коническое компрессионное поршневое кольцо.
	S-Маслосъемное поршневое коробчатое кольцо с прорезями.
	G-Маслосъемное поршневое коробчатое кольцо с параллельными фасками.
	D-Маслосъемное поршневое коробчатое кольцо со сходящимися фасками.
	SSF-Коробчатое прорезное маслосъемное поршневое кольцо.
	GSF-Маслосъемное коробчатое поршневое кольцо с параллельными фасками с витым пружинным расширителем.
	DSF-Маслосъемное коробчатое поршневое кольцо со сходящимися фасками и витым пружинным расширителем.
	SLF-Маслосъемное поршневое кольцо со стальными пластинами.
	UF-U-образное пружинное маслосъемное поршневое кольцо.
	SEF-Маслосъемное поршневое коробчатое кольцо с прорезями и с расширителем.
	FF-Фасонное эластичное маслосъемное поршневое кольцо.

Типы и функции поршневых колец [Полное руководство]

Типы и функции поршневых колец

Что такое поршневое кольцо?

Типы и функции поршневых колец:- Поршневые кольца представляют собой металлические разъемные кольца, которые вставляются в канавки по внешнему диаметру поршня в двигателе внутреннего сгорания для поддержания хорошего контакта между поршнем и стенкой цилиндра. Обычно в двигателе внутреннего сгорания используется от 3 до 4 колец.

Назначение поршневых колец

• Обеспечивает герметичную изоляцию отработавших газов, чтобы они не могли попасть в картер.
• Обеспечивают передачу тепла от днища поршня к стенкам цилиндра.
• Регулируют подачу масла к юбке и предотвращают смешивание с газами внутри камеры сгорания

Типы поршневых колец

Поршневые кольца бывают двух типов;

1. Компрессионные кольца
   a) Раззенкованные и съемные кольца
   b) Кольца на разворотной полосе
2. Маслосъемные кольца

1. Компрессионные кольца: (Типы поршневых колец)

Обычно на поршень устанавливаются два или три компрессионных кольца. Количество компрессионных колец зависит от степени сжатия.

Обычно 2-е и 3-е компрессионные кольца имеют коническую поверхность. Они используются для устранения проблем с залипанием колец в двигателях большой мощности.

Во многих случаях маслосъемные кольца имеют ряд канавок, которые отводят избыточное масло через отверстия в канавке поршня внутрь поршня и в поддоны, но оставляют достаточное количество масла для смазки стенок цилиндра. Масляные кольца создают немного большее радиальное давление на стенки цилиндра, чем компрессионные кольца.

A) Расточенные и съемные кольца

Расточенные и съемные кольца обычно используются для верхних и вторых компрессионных колец. Во время хода всасывания эти кольца имеют тенденцию слегка скручиваться в результате внутренних усилий, возникающих при срезании угловых колец.

В такте сжатия, когда поршень движется вверх, кольца также перемещаются вверх и имеют тенденцию упираться в масляную пленку внутри стенки цилиндра. Таким образом, в камеру сгорания поступает меньшее количество масла.

Во время рабочего хода сила давления за счет сгорания вызывает раскручивание колец, в результате чего они имеют полный контакт со стенками цилиндра для эффективного уплотнения.

B) Кольца для разворотной полосы

Кольца для разворотной полосы представляют собой специальные компрессионные кольца. Они имеют Г-образное поперечное сечение. Он покрывает площадь разворота поршня. В этой области имеется некоторое количество несгоревшей воздушно-топливной смеси.

После охлаждения эта несгоревшая смесь может образовывать смог. Этого можно избежать, используя кольца на разворотной полосе, и несгоревшая смесь выбрасывается. Эти кольца обеспечивают хорошее уплотнение во время рабочего хода. Увеличивает мощность лошадиных сил на 10%.

Кольца разворотной полосы также обладают преимуществом хорошей герметизации во время рабочего хода. Как. Начинается сгорание, давление быстро воздействует на верхнюю кромку кольца, выдавливая, таким образом, имея хорошее уплотнение со стенкой цилиндра.

2. Маслосъемные кольца: (Типы поршневых колец)

В некоторых двигателях внутреннего сгорания пролитое внутрь шатуна масло выбивается из масляного поддона при каждом обороте. В результате на стенку цилиндра попадает избыток масла, чем это действительно необходимо. Его необходимо соскоблить и вернуть в масляный поддон. В противном случае он попадет в камеру сгорания и сгорит. При этом расход масла увеличится, а двигатель потребует частой доливки масла. Удаление масла с внутренних стенок цилиндра так же важно, как охлаждение, герметизация и очистка. Существует три типа маслосъемных колец

(i). Цельный чугунный цилиндр с прорезями: – имеет прорези между верхней и нижней сторонами цилиндра. Расширяющая пружина увеличивает давление кольца на стенку цилиндра, улучшая эффект скребков.

(ii). Цельноштампованная сталь типа: – в основном используются в изношенных стенках цилиндров двигателей. Он сделан из стали. Он может запечатать одну сторону канавки.

(iii). Трехкомпонентный стальной рельс с расширителем: – обеспечивает уплотнение в обоих направлениях, то есть вверх и вниз. Таким образом, они более эффективны в герметизации.

Материал, используемый для поршневых колец

Чаще всего для изготовления поршневых колец используется мелкозернистый легированный чугун. Чугун обладает свойством самосмазывания из-за присутствующего в нем графита, который помогает уменьшить трение в гильзах и кольцах цилиндров.

Материал поршневых колец должен быть тверже гильзы цилиндра для обеспечения максимального срока службы. Обычно в чугуне используются сплавы никеля, хрома, титана, меди, ванадия и молибдена. Прессованная сталь также используется для изготовления поршневых колец.

1. Зазор поршневого кольца

В поршневых кольцах предусмотрен зазор, чтобы их можно было устанавливать и снимать из канавок поршня, когда они изнашиваются, путем их расширения. Радиальное давление, возникающее из-за зазора, обеспечивает эффективное уплотнение для предотвращения утечек при сильном давлении.

Предусмотренный зазор должен быть оптимальным, т. е. не очень маленьким или не большим. Диапазон зазора составляет 0,178-0,50 мм, и если размер поршня больше, чем зазор, он увеличивается на 1 мм на каждые 100 мм увеличения диаметра.

Зазор между кольцом и канавками должен быть в пределах 0,038-0,102 мм для компрессионных колец и немного меньше для маслосъемных колец. За время службы кольцо может потерять часть своих упругих свойств, из-за чего будет уменьшено радиальное давление на стенку цилиндра. Их можно проверить, сравнив зазор между новыми и старыми кольцами.

2. Покрытие колец

Поршневые кольца подвергаются частым нагрузкам и высоким температурам, поэтому быстро изнашиваются. Таким образом, на компрессионных кольцах используются различные покрытия.

Для покрытия колец часто используются относительно мягкие вещества, такие как фосфат, графит и оксид железа. Кольцевые покрытия также обладают хорошими маслопоглощающими свойствами. Они легко впитывают масло и, таким образом, улучшают смазку колец. Они также предотвращают истирание колец. Задиры возникают в результате контакта металла с металлом при высокой температуре. Это явление похоже на сварку. Покрытие предотвращает такие задиры, поэтому сварка невозможна, так как нет открытых частей железа.

Скорость износа отверстия цилиндра может быть значительно снижена за счет хромирования кольца, а не отверстия. (Типы и функции поршневых колец)

Источник изображения :- wiseco, quora, alibaba, carrillo

Компрессионные кольца, маслосъемные кольца и маслосъемные кольца

Типы поршневых колец

Поршневые кольца играют очень важную роль в двигателях внутреннего сгорания. Они должны поглощать давление сгорания, охлаждать поршень, удерживать масло в картере и обеспечивать масляную пленку на стенке цилиндра. Большинство современных четырехтактных двигателей обычно оснащены тремя поршневыми кольцами на цилиндр. Первое кольцо задерживает дымовые газы. Второе кольцо помогает удерживать продукты сгорания, а также соскребает масло вниз.