Поршневые кольца 

Поршневые кольца по предназначению делят на компрессионные кольца и маслосъемные кольца. Компрессионные кольца предупреждают порыв газов из камеры сгорания в картер. Внешний поперечник кольца в свободном состоянии больше внутреннего поперечника цилиндра, потому часть кольца вырезана. Вырез в поршневом кольце именуют замком. 

Маслосъемные кольца препятствуют проникновению масла из картера в камеру сгорания, снимая избытки масла со стены цилиндра. Их устанавливают ниже уровня компрессионных. Они в отличии от компрессионных колец имеют сквозные прорези.

Общим направлением в конструкциях качественных поршней является внедрение узеньких поршневых колец. Существует мировоззрение, что тонкое кольцо будет предотвращать так именуемую вибрацию колец на больших оборотах мотора и уменьшать трение меж поршневым кольцом и стеной отверстия цилиндра.

При всех критериях работы узенькие кольца работают отлично, но из-за того, что от их требуются завышенные усилия, оказываемые на стены, и из-за других причин, включающих высочайшие рабочие температуры, такие кольца вызывают ускоренный износ цилиндров и лицевой поверхности самих колец. Пока вы не создаете движок, который способен и нередко будет развивать очень высочайшие обороты (более 6.000 об/мин), вы будете довольны широкими кольцами. Обыденные кольца дешевле, работают подольше и довольно накрепко. В действительности, улучшение черт от использования тонких колец является таким малым, что может быть найдено лишь на испытательном щите либо же при большенном количестве испытательных заездов. Разглядим их применимость только для гоночных движков.

Если вы должны использовать особые поршни, то конструкция верхнего кольца является одним из важнейших причин (посреди иных), подлежащих рассмотрению. Если верхнее кольцо размещено высоко поршне около его высшей части, свойства мотора будут лучше, благодаря тому, что наименьший объем труднодоступных газов будет захвачен в перемычке меж кольцами. Достоинства могут быть малыми, но они есть. Но, очень много не плохих вещей может быть гибельным: если кольцо размещено очень близко к верхней поршня, то узкая перемычка над канавкой кольца может перегреться и разрушиться. Удостоверьтесь, что производители поршней и колец согласовали наилучшее положение перемычки меж кольцами, и что поршни обработаны в согласовании с требованиями.

Верхнее поршневое кольцо и перемычка над его канавкой работают в очень жестких критериях. Верхнее кольцо должно не только лишь обеспечивать высококачественное уплотнение у рабочей поверхности при очень больших давлениях, но также должно работать в окружении высокотемпературных газов. Кольца должны противостоять их воздействию в течение миллионов циклов и сохранять свою упругость и возможность уплотнения. Эти требования определяют технологии производства и металлургические особенности материала колец. Материал кольца обязан иметь маленький коэффициент трения, отличные свойства против заедания и маленький коэффициент износа.

Одним из первых действенных материалов, использованных для поршневых колец, был ковкий чугун. Он смешивается с чугуном, применяемым в блоках цилиндров, а его пористая структура позволяет ему задерживать масло, понижая износ. Обширно употребляется также производная от ковкого чугуна, популярная как пластичный чугун. Он обладает большинством свойств чугуна, а не считая этого, он может упруго деформироваться, что упрощает установку колец.

Эти кольца полностью применимы для использования, но форсированные движки требуют большего, чем быть просто применимыми. Потому Что уровень требований с возрастом растет, то были найдены другие, более действенные (и поболее дорогие) материалы. Одним из первых было нанесение слоя хрома на чугун. Эти кольца не употребляют обыденный полированный хром, который применяется для бамперов и колпаков колес, а обрабатываются жестким колченогом. Эти кольца были в первый раз применены в самолетостроении, где они были нужны для того, чтоб отыскать материал, который будет противостоять истиранию и заеданию даже при очень больших температурах поверхности и больших давлениях. Также жесткий хром очень устойчив к износу. Блестящие кольца имеют один недочет: так они являются очень жесткими- конструкторы движков должны использовать четкие технологии обработки отверстий цилиндров, чтоб достигнуть хорошей работы.

Поршневые кольца, изготовленные из нержавеющей стали, являются усовершенствованием блестящих металлических колец. На Самом Деле, нержавеющая сталь является материалом, в который заходит огромное количество хрома. И нет ничего необычного в том, что такие кольца имеют характеристики, подобные свойствам блестящих колец. Нержавеющая сталь также имеет способность противостоять высочайшей температуре, превосходящую блестящий чугун.

При попытках роста срока службы колец и обеспечения резвой их приработки, были сделаны молибденовые кольца. Такое кольцо является обычно кольцом с основой из чугуна с молибденовым покрытием поверхности. Молибден обладает многими противоизносными качествами хрома, а в неких случаях он может даже огромную сопротивляемость износу. Со Временем молибденовые кольца стали, возможно, основными в форсированных движках, потому что они долговременные, относительно просто прирабатываются и надежные.

Если вы рассчитываете на установку высококачественного набора колец на форсированный движок, нужно подразумевать несколько факто для обеспечения долгой службы. А Именно, на срок службы колец значительно оказывает влияние ширина колец. Узенькие кольца стремятся обеспечить более высококачественное уплотнение при исходной приработке, но их недочетом является поверхность, которая изнашивается быстрее. Таким Макаром, для форсированного мотора обыденного автомобиля нет смысла использовать кольца, которые уже, чем необходимо. Большая Часть движков, работающих с оборотами, не превосходящими 6.500 об/мин, будут работать отлично в обозначенных критериях с первым и вторым компрессионными кольцами стандартной ширины. Для форсированных движков, работающих с оборотами, превосходящими 6.000 об/мин и даже 7.000 об/мин, обычно употребляется верхнее компрессионное кольцо шириной 1,59 мм. Более тонкие кольца можно рассматривать вариант в тех случаях, когда свойства мотора более важны, чем длинный срок службы.

Даже если ожидаемый срок службы тонких колец может быть наименее 30% от срока службы широких колец, то вы увеличите срок службы колец до хотимого и сможете даже получить некое повышение мощности, если приобретете особые кольца. К огорчению, эти кольца недешевы, но их качество находится на высшем уровне. Особые тонкие кольца выполняются с различной шириной и из разных материалов, потому при покупке и заказе необходимо верно представлять для себя требования к кольцам. Если для вас получится отыскать правильную комбинацию, в особенности, если вы подберете нужные качественные кольца из нержавеющей стали, применяемые в авиационных движках для работы на больших оборотах, то это обеспечит наилучшие свойства, чем те, которые может предложить рядовая разработка. 
Конструкция верхних компрессионных колец
Материал поршневого кольца не является единственным аспектом, который определяет, как отлично будет работать кольцо в обычных критериях и в критериях гонок (при больших нагрузках). Общая конструкция кольца и его размещение на поршне также являются очень необходимыми. Существует много конфигураций верхнего компрессионного кольца и различия меж некими из их очень тяжело уловимы. Например, кольцо может иметь намеренное маленькое перекручивание. Другими словами, верхняя и нижняя поверхности кольца не лежат плоско в канавке для кольца, а немного наклонены, и только верхний либо нижний край лицевой (рабочей) поверхности контактирует с отверстием цилиндра. Кольца сконструированы таким , чтоб ускорить приработку поверхностей поршневых колец и стен цилиндров и помогать уплотнению кольца в верхней и нижней частях канавки для кольца. Величина перекручивания Кольца очень мала и оно обычно делается методом стачивания фаски на внутреннем крае кольца. Фаска уменьшает маленькие напряжения вдоль внутреннего края и позволяет кольцу неравномерно «ослабиться», приводя к тому, что кольцо деформируется на 0,025 - 0,05 мм, вызывая требуемое перекручивание. Перекрученные кольца имеют все признаки обыденных «плоских» колец, но разница очень малозначительна.

Другим принципиальным типом компрессионного кольца, хотя и не такового, как обыденное плоское либо перекрученное кольцо, является поршневое кольцо с L-образным участком, чья способность к уплотнению находится в зависимости от усилия, развиваемого давлением газов, действующих на заднюю сторону огромного выступа в форме буковкы «L». Только эти кольца развивают дополнительное усилие, прикладываемое к стенам цилиндров, когда в цилиндре имеется высочайшее давление, к примеру, в такте сжатия и в особенности в момент после сгорания рабочей консистенции. Естественно, когда высочайшего давления в цилиндре нет, кольцо ослабляется, понижая трение и износ. 
2-ое компрессионное и маслосъемное кольца
Основная задачка второго компрессионного кольца - обеспечение дополнительного уплнения после верхнего маслосъемного кольца. Из-за этого 2-ое 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 наименее критическими. Но, 2-ое кольцо имеет важную дополнительную функцию: оно помогает маслосъемному кольцу, действуя как «скребок», предутверждает попадание лишнего масла в камеру сгорания и появление детонации. Некие 2-ые компрессионные кольца специально изготовлены скошенными, чтоб способствовать работе маслосъемного кольца, а скос меньший у верхнего края кольца. При Всем Этом оно стремится двигаться поверх масла при движении ввысь в цилиндре и будет удалять масло при движении вниз. Если удаление масла является неувязкой, то таковой тип кольца принудительно удаляет масло, хотя 2-ое кольцо с плоской поверхностью совместно с маслосъемным кольцом «нормального» усилия - это все, что необходимо. 

2-ое компрессионное кольцо без зазора является новейшей конструкцией, которая получила огромное развитие с 60-х годов. Применяемый тут термин «без зазора» в чем-то неверный, т. к. вообщем нереально сделать кольцо стопроцентно без зазора - его будет нереально установить на поршень, и кольцо будет нерегулируемым даже при самых малых отклонениях формы отверстия цилиндра от окружности. Не обращая внимания на это, кольцо можно сделать без видимого зазора для газов, проходящих мимо кольца. При использовании этих колец движок прирабатывается резвее в процессе обкатки, и он выдает малость огромную мощность при проверке на щите.

Потребность в беззазорных кольцах зависит в той либо другой степени от того, как работают другие кольца. Если верхнее компрессионное кольцо обеспечивает высококачественное уплотнение, то беззазорное 2-ое компрессионное кольцо наименее принципиально. Но, в действительности дело обстоит не так и 2-ое беззазорное компрессионное кольцо может быть реальным средством при получении большей мощности на коленчатом валу, не допуская «вылетания» этой мощности в трубку для вентиляции картера мотора.

Маслосъемные кольца также очень важны для функционирования форсированных движков, в особенности при использовании низкооктанового горючего. Моторное масло, которое остается в камере сгорания, будет уменьшать октановое число горючего, что может привести к детонации. Оно также может загрязнять камеры сгорания и головки поршней, что непременно вызовет понижение мощности мотора.

Предполагая, что разработка производства, материал и упругость колец правильные, «секрет» высококачественного маслосъемного кольца состоит в правильной поддержке верхней и нижней рабочих кромок центральным разделителем (расширителем). Некие маслосъемные кольца низкой цены, но, употребляют волнообразные разделители верхней и нижней кромок. Таковой способ не обеспечивает правильной опоры для кромок. Когда обороты мотора растут, силы инерции стремятся распрямить волнообразный разделитель, что позволяет всему кольцу болтаться ввысь-вниз и вкручиваться вовнутрь канавки. Когда это происходит, масло проходит поверх кромок- отсюда следует такое правило: не используйте маслосъемные кольца с волнообразным разделителем.

Источник:
avtosostav.ru