Как выбрать поршневые кольца
Все автолюбители знают, что одним из основных элементов ДВС является поршень. Однако не все принимают во внимание тот факт, что без специальных колец поршни не могут нормально выполнять свои функции. Маслосъемные и компрессионные кольца являются важными деталями двигателя внутреннего сгорания, так как от них зависит разгонная динамика авто, расход масла и топлива, токсичность выхлопа и пусковые свойства агрегата. Эксперты Авто.про решили разобраться с тем, как устроены поршневые кольцами и с какими проблема могут столкнуться водители, владеющие автомобилей с изношенными кольцами.
Назначение и конструкция
Для начала стоит определиться с тем, какими бывают поршневые кольца. Это понятие охватывает кольца двух типов и одного промежуточного подтипа . На первый взгляд подобные изделия практически одинаковы – незамкнутые кольца, которые при установке утапливаются в канавки поршней. Однако различия в их конструкции все же есть:
- Компрессионные кольца. Они предотвращают попадание горячих газов в картер двигателя из камер сгорания. Наружный диаметр таких колец несколько больше внутреннего диаметра цилиндров, так они имеют вырез, называемый замком;
- Маслосъемные кольца. Предотвращают попадание масла уже из картера двигателя в камеры сгорания. Как следует из названия, кольца снимают масло со стенок цилиндров. Имеют сквозные прорези, чем отличаются от компрессионных колец, а устанавливаются ниже последних;
- Компрессионно-маслосъемные. Ближе к компрессионным, однако имеют специфическую геометрию, благодаря которой они способны как удалять излишки масла, так и герметизировать камеру сгорания.
Стоит отметить, что некоторые автоконцерны проектируют двигатели из расчета на то, что они будут иметь повышенный расход масла. Как ни странно, обусловлено это специфической конструкцией поршневых колец . Несмотря на очевидную парадоксальность такого решения, в нем есть смысл. Во-первых, в таких двигателях потери на трения ниже, чем в тех, что экономнее расходуют масло. Во-вторых, цилиндро-поршневая группа подобных агрегатов изнашивается медленнее. Поршни подавляющего большинства двигателей оснащены тремся кольцами:
- Верхним компрессионным;
- Средним компрессионно-маслосъемным;
- Нижним маслосъемным.
Верхнее кольцо герметизирует камеру сгорания. Как правило, изнашивается быстрее остальных двух колец, так как воспринимает сильные нагрузки: высокие температуры, давление, контакт с химически агрессивными отработавшими газами. Повышенный расход масла в большинстве случаев обусловлен износом именно этих колец. Обычно их изготавливают из чугуна, легированного хромом, молибденом и никелем или же из легированных сталей с дополнительным износостойким покрытием .
Компрессионно-маслосъемные кольца берут на себя сразу несколько функций . Первая: дополнительная герметизация камер сгорания. Вторая: предотвращение излишнего расхода масла. По факту, кольцо одновременно и перекрывает доступ к камере сгорания, и снимает излишки масла по ходу движения поршня от верхней точки к нижней. Такие кольца имеют более сложную форму, нежели обычные компрессионные. В подавляющем большинстве случаев на изготовление таких колец идет легированный чугун с пластинчатым графитом – материал менее прочный, нежели, например, чугун, легированный молибденом.
Нижние маслосъемные кольца, как несложно догадаться по их названию, берут на себя задачу снятия масла со стенок цилиндров и дальнейшего его отведения в картер двигателя через специальные пазы или отверстия. Маслосъемные кольца бывают двух видов:
- Наборные, включающие в себя пару колец и двухфункциональный расширитель;
- Коробчатые с эспандерной пружиной.
Основное требования к маслосъемным поршневым кольцам: способность быстро и качественно прирабатываться к стенкам цилиндра. Проще говоря, кольцо должно по максимуму заполнять свободное пространство, так как это увеличивает эффективность снятия масла. На изготовление маслосъемных колец идет углеродистая сталь или же серый легированный чугун. Если гильзы цилиндров выполнены из чугуна, то маслосъемные кольца поршня должны быть хромированными.
Почему поршневые кольца выходят из строя
Читателю может показаться, что в силу простой конструкции и использования износостойких материалов поршневые кольца должны иметь огромный, практически неисчерпаемый эксплуатационный ресурс . Практика успела показать, что кольца даже самых надежных двигателей изредка нуждаются в замене, хотя и случаи, когда мотор эксплуатировался в течение многих лет без замены основных комплектующих, встречаются. Стоит понимать, что поршневые кольца, а в особенности верхние компрессионные, страдают от:
- Перепадов давления;
- Влияния химически агрессивной среды;
- Перепадов температур;
- Сухого трения.
Последний пункт стоит разобрать подробнее. Когда поршень приближается к критической точке, в месте расположения компрессионного кольца количество смазка быстро уменьшается. При этом возрастает давление и температура. Как только поршень останавливается, масляная пленка разрывается. Дальнейший путь до нижней точки компрессионное кольцо может и вовсе пройти в условиях сухого трения, что приводит к его быстрому износу . По этой причине именно верхние кольца проверяют самыми первыми – они изнашиваются быстрее остальных. Компрессионно-маслосъемные кольца испытывают намного меньшие нагрузки, так что и выходят из строя они намного реже обычных компрессионных. Так как кольца берут на себя сразу две функции, они имеют особую форму: коническую с небольшим углом наклона. На их эксплуатационном ресурсе это практически не сказывается.
По факту самыми живучими являются маслосъемные кольца – они испытывают небольшие нагрузки, так как отвечают лишь за отвод излишков масла. В предыдущем разделе уже было указано, что такие кольца имеют более сложную форму, чем компрессионные: два пояса, собирающие остатки масла, а также специальная кромка для отвода смазочного материала . Усложнение конструкции негативно сказывается на эксплуатационном ресурсе изделия, но в силу малых нагрузок, оно редко нуждается в замене.
Признаки неисправности
Первое, на чем читателю стоит заострить свое внимание, так это на величине зазора поршневых колец. Принимая форму канавок поршня, кольца образуют зазор в 0.15-0.50 мм. В технической документации двигателя указана точная величина зазора, однако в среднем она попадает в указанный диапазон. При значительном увеличении зазора будут наблюдаться проблемы с двигателем. К основным признакам неисправности поршневых колец обычно относят:
- Падение мощности силового агрегата, обусловленное снижением компрессии;
- Повышение расхода горючего;
- Серьезное увеличение расхода масла.
Пробег недорогих поршневых колец обычно не превышает 150 тыс. км. Более дорогие аналоги от известных производитель могут «отходить» порядка 300 тыс. км, хотя известно немало случаев, когда пробег колец превышал отметку в 500 тыс. км. Неисправность поршневых колец бывает сложно выявить без непосредственного осмотра поршней . Однако определить степень их износа можно по неявным признакам. К ним относят:
- Появление черного дыма. Причина кроется в том, что часть газов из камер сгорания проходит через компрессионные кольца с попадает в картер двигателя. При этом падает давление в цилиндрах и, соответственно, мощность двигателя;
- Появление голубого дыма, имеющего сизый оттенок. Указывает на факт попадание смазочного материала в камеры сгорания;
- Появление выхлопа белого цвета. Обычно появление белого выхлопа обусловлено наличием влаги. Если цвет выхлопа не изменился после продолжительного прогрева двигателя, имеет смысл проверит маслосъемные кольца;
- Изменение состава топливно-воздушной смеси. Зачастую смесь переобогащается, на что указывает едкий черный дым и хлопки в системе выхлопа.
Запчасти на fiat 500
0.9 Twin Air Turbo 199 B6.000
Тест поршневых колец
С заменой поршневых колец сталкивается если не каждый автомобилист, то уж точно – каждый автомобиль.
Рано или поздно машина доживет до капитального ремонта и тут начинается: друзья, знакомые, соседи по даче или гаражу так и сыплют советами. К ним стоит прислушаться, ведь куда лучше учиться на чужих ошибках, чем, купив ремкомплект наугад, расхлебывать последствия. Еще надежнее опираться на результаты экспертизы, проведенной в специализированной лаборатории.
Эффективность уплотнения и долговечность кольца зависит от различных факторов. Для экспертной оценки мы исследовали важнейшие параметры – твердость кольца и микроструктуру материала.
Поршневые кольца чаще всего делают из чугунов марки СЧ (серый) или ВЧ (высокопрочный), реже – из стали. Чугунные кольца должны иметь твердость 96–112НВ для серого или 100–112НВ для высокопрочного чугуна. Стандартом оговаривается и разброс значений твердости: у одного кольца он не должен превышать 4 единицы.
Включения графита в микроструктуре могут иметь сферическую, пластинчатую или другую форму, что во многом определяет свойства чугуна. Микроструктура оценивается в соответствии со шкалами: Г1, Г2 … для графита, П1, П2… для перлита и т. д. Что именно должно быть, оговаривает ОСТ 37.001.448.87, а специальные требования к стальным расширителям маслосъемных колец – ГОСТ 14959-79.
Отправная точка для сравнения – тольяттинские кольца (фото 3) – стоят нынче 250 руб. Именно их старается купить большинство “жигулистов”. Внешне очень похожие на них самарские кольца (в такой же упаковке на фото 5) отличаются лишь штампом на коробке. Да и цена примерно та же. Затем идут иностранцы:”Кольбеншмидт” (фото 4) за 350 руб., “Мондьяль Пистон” (фото 2) за 380 и, наконец, “Гетце” (фото 1) за 420 руб. По крайней мере, под такими названиями изделия продавались. К сожалению, более подробных сведений о российских изготовителях не содержат ни упаковка, ни другие источники – налицо первое (хотя и не оцениваемое в баллах) отступление от стандартов.
Проверка верхних (первых) поршневых колец показала, что все испытываемые, кроме “самарцев”, в требования стандарта уложились. Ближе всех к середине допуска оказались “Гетце” и “Мондьяль Пистон”. За ними – Тольятти и “Кольбеншмидт”. Примечательно, что из серого чугуна сделаны и лидер теста “Гетце”, и аутсайдер из Самары. Остальные образцы изготовлены из высокопрочного чугуна.
Вторые кольца умышленно делают “помягче”. Ведь основную нагрузку несет верхнее кольцо. Второе ему помогает, работая в менее жестких условиях. Слишком большая твердость второго кольца будет означать меньший его износ, но при этом чуть больший износ зеркала цилиндра. Поэтому не будем слишком строги к тому, что все испытываемые жмутся к нижнему пределу допуска. С запасом в него уложились только “Гетце”, отступив 2 единицы от нижней границы, на пределе допуска отработали “Мондьяль Пистон”, 2 единицы не дотянули тольяттинские кольца, три единицы – “Кольбеншмидт”. Про “самарские” из вежливости умолчим, хотя теплится в глубине души надежда, что в другой упаковке (см. ЗР, 1999, № 3, стр. 83) продаются кольца получше. И ладно бы только с твердостью провал – дескать, кольца износятся быстро, но цилиндры сберегут. У комплекта не соответствует стандарту и микроструктура металла – будто кольца сделаны по “обходной” технологии.
Теперь о маслосъемных кольцах. Приятно констатировать, что все образцы оказались добротными. Есть, правда, некоторые конструктивные отличия. Так, кольца “Кольбеншмидт” выполнены не цельными, а составными с расширителем более “хитрой” формы. Это сделано для лучшего согласования профиля кольца с поверхностью стенки цилиндра. Сказанное не означает, что составные кольца всегда предпочтительней. Широкое распространение получили и те и другие.
Подведем итоги. Для большей определенности каждому из претендентов по результатам испытаний присудили свое место. Победителем, очевидно, стали немецкие “Гетце”, вряд ли это кого-то удивит. Кстати, о том, как отличить “родные” “Гетце” от левых, журнал уже писал (см. ЗР, 1999, № 5, стр. 152 и ЗР, 1998, № 12, стр. 136). Серебряным призером стали кольца “Мондьяль Пистон”, третье место – за тольяттинским комплектом. Затем идут “Кольбеншмидт” и “Самара”.
Что покупать? О самых хороших кольцах уже все сказано – ими стали “Гетце”. Если же главным критерием избрать соотношение цена–качество, лучше других выглядят кольца из Тольятти. Опасаетесь, что вместо “Гетце” или “Тольятти” вам всучат подделку? Остановитесь на “Мондьяль Пистон” или “Кольбеншмидт” – их подделывают реже. Купили самарские? Не расстраивайтесь. По-научному это называется поддержкой отечественного товаропроизводителя.
Автор: Александр БУДКИН
FANCLUB-VW-BUS.RU
В вашем браузере включен плагин блокировки рекламы: Существование нашего сайт возможно благодаря показу рекламы. Пожалуйста поддержите нас, отключив блокировку рекламы на нашем сайте.
Кольца поршневые, какие лучше ?
РОМ710 Сообщения: 31 Зарегистрирован: 27 фев 2013, 11:02 Бус: Фольксваген Т3
Кольца поршневые, какие лучше ?
Сообщение РОМ710 » 08 окт 2013, 16:55
Здравствуйте всем, кто подскажет — нужны поршневые кольца на двигатель 1,9 DG, есть два варианта MAHLE и Kolbenschmidt. Кому довериться ?
РОМ710
Михаил казак Сообщения: 5213 Зарегистрирован: 16 окт 2009, 19:11 Бус: Лисапед Откуда: Кубань г. Екатеринодар/Краснодар.
Re: Кольца поршневые, какие лучше ?
Сообщение Михаил казак » 08 окт 2013, 17:00
Причём оба: Маде ин Герману.
А что поршни новые без колец брал? Обычно поршни идут с кольцами и пальцами.
Михаил казак
GekaT3 Сообщения: 335 Зарегистрирован: 26 май 2011, 21:09 Бус: Vw T3 Сaravelle С 1.9 mTDI 1Z Откуда: Украина, Донецк
Re: Кольца поршневые, какие лучше ?
Сообщение GekaT3 » 08 окт 2013, 17:29
Мале. И колбен тоже хорошо.
Fuck new model cars. I’m riding OLDSCHOOL
GekaT3
Дилион Друг клуба Сообщения: 781 Зарегистрирован: 19 окт 2011, 16:48 Бус: T2b/T3 был/Т4Синхро/T5 4motion Откуда: Одинцово- Московская область
Re: Кольца поршневые, какие лучше ?
Сообщение Дилион » 08 окт 2013, 18:34
Михаил казак писал(а): Причём оба: Маде ин Герману.
А что поршни новые без колец брал? Обычно поршни идут с кольцами и пальцами.
Думаю что кольца будут одеваться на старые поршни и вставляться в старые гильзы, может и ошибаюсь.
Если ничто другое не помогает — прочтите, наконец, инструкцию.
8916959906один Олег.
Дилион
denzas Сообщения: 1804 Зарегистрирован: 29 ноя 2012, 20:08 Бус: WV T-3, 1.9 DI 1987 г.в. Откуда: Беларусь, г. Лепель
Re: Кольца поршневые, какие лучше ?
Сообщение denzas » 08 окт 2013, 19:16
GekaT3 писал(а): Мале. И колбен тоже хорошо.
denzas
Robinzon Друг клуба Сообщения: 933 Зарегистрирован: 24 сен 2011, 18:05 Бус: T3.87 г.в, 2E
Passat B3 VR6 Откуда: ЮФО Ростов -Краснодар Контактная информация:
Re: Кольца поршневые, какие лучше ?
Сообщение Robinzon » 08 окт 2013, 20:23
А я признатся , смотрел бы даже не на марку , а на содержимое . кольбен есть с наборными маслосъемными кольцами , а есть с цельными.
мале как правило с наборными
Поскольку сам лично всегда ставлю цельные маслосъемные , то выбор у меня был таков , кольбен либо гетц
В душе я наверное «рыцарь», — то тянет на добрые дела , то очень хочется надавать по е..алу своим врагам .
Robinzon
Михаил казак Сообщения: 5213 Зарегистрирован: 16 окт 2009, 19:11 Бус: Лисапед Откуда: Кубань г. Екатеринодар/Краснодар.
Re: Кольца поршневые, какие лучше ?
Сообщение Михаил казак » 08 окт 2013, 22:25
Я предпочитаю наборные. Хотя обе системы хороши, цельные дешевле в производстве, ведь это одна деталь.
Ещё из брэндовых производителей назову фирму — Нюрал (Нюрнбергский алюминий).
Михаил казак
XMike777 Сообщения: 998 Зарегистрирован: 20 янв 2010, 11:50 Бус: my cars Откуда: Куала-Лумпур и столица России
Re: Кольца поршневые, какие лучше ?
Сообщение XMike777 » 08 окт 2013, 22:39
в оригинале ставился кульбеншмит.
но тогда еще не было европы объединеной. и китай, находился далеко в азии, и его поизводство, только начинало зарождаться.
PS_когда себе «капиталил» движек. покупал комплект кульбеншмит. хотя, были и более дешевые варианты из турции. и как говорят мастера, которые мне точили и хонинговали. » кому как повезет. «
XMike777
Михаил казак Сообщения: 5213 Зарегистрирован: 16 окт 2009, 19:11 Бус: Лисапед Откуда: Кубань г. Екатеринодар/Краснодар.
Re: Кольца поршневые, какие лучше ?
Сообщение Михаил казак » 08 окт 2013, 23:21
В коробке оригинала мог быть Колбеншмит или Мале.
Михаил казак
Товарищьчь Сообщения: 760 Зарегистрирован: 18 апр 2009, 16:44 Бус: Много T3 и Москвич 402 Откуда: Саратов Контактная информация:
Re: Кольца поршневые, какие лучше ?
Сообщение Товарищьчь » 09 окт 2013, 00:02
Михаил казак писал(а): А что поршни новые без колец брал? Обычно поршни идут с кольцами и пальцами.
Обычно поршни идут без колец(только пальцы и стопора.).
Счастье — это крепкое здоровье и плохая память)))) .
Товарищьчь
Юра Друг клуба Сообщения: 573 Зарегистрирован: 09 фев 2012, 21:13 Бус: Transporter3 CS, Vento AAZ Откуда: Краснодарский край, Афипский
Re: Кольца поршневые, какие лучше ?
Сообщение Юра » 09 окт 2013, 00:10
Обычно как раз с кольцами. И чтобы найти поршни хороших брендов без колец надо постараться.
Терпение и труд все перетрут
Михаил казак Сообщения: 5213 Зарегистрирован: 16 окт 2009, 19:11 Бус: Лисапед Откуда: Кубань г. Екатеринодар/Краснодар.
Re: Кольца поршневые, какие лучше ?
Сообщение Михаил казак » 10 окт 2013, 18:52
Что-то тоже поршни без колец не встречал. Хотя, наверное, китайцы могут по всякому производить.
Михаил казак
Товарищьчь Сообщения: 760 Зарегистрирован: 18 апр 2009, 16:44 Бус: Много T3 и Москвич 402 Откуда: Саратов Контактная информация:
Re: Кольца поршневые, какие лучше ?
Сообщение Товарищьчь » 10 окт 2013, 22:36
ХЗ.
Autowelt, Kolbenschmidt, NÜRAL, Mopisan — все без колец. Из личного опыта!
Счастье — это крепкое здоровье и плохая память)))) .
Товарищьчь
Robinzon Друг клуба Сообщения: 933 Зарегистрирован: 24 сен 2011, 18:05 Бус: T3.87 г.в, 2E
Passat B3 VR6 Откуда: ЮФО Ростов -Краснодар Контактная информация:
Re: Кольца поршневые, какие лучше ?
Сообщение Robinzon » 10 окт 2013, 22:39
плюс мульен!! добавлю к списку ATS
видимо Саратов и Ростов зона экстравагантных запчастей
В душе я наверное «рыцарь», — то тянет на добрые дела , то очень хочется надавать по е..алу своим врагам .
Robinzon
DaNGeR-7603 Сообщения: 257 Зарегистрирован: 24 мар 2012, 06:25 Бус: T3-Caravelle , Т3-Pickup. Откуда: Саратовская область Мокроус
Re: Кольца поршневые, какие лучше ?
Сообщение DaNGeR-7603 » 10 окт 2013, 22:47
DaNGeR-7603
Юра Друг клуба Сообщения: 573 Зарегистрирован: 09 фев 2012, 21:13 Бус: Transporter3 CS, Vento AAZ Откуда: Краснодарский край, Афипский
Re: Кольца поршневые, какие лучше ?
Сообщение Юра » 10 окт 2013, 23:18
Сейчас открыл общий каталог в экзисте двигатель 1.6D и специально выбрал категорию поршень (не комплект). Из перечисленных без колец есть только Mopisan, но его как производителя в принципе не рассматриваю, как и ATS (за Autowelt ничего не знаю). Остальных без колец купить нельзя. Полазил по оппозитам, таже история. В магазинах конечно все может быть иначе.
Поршневые кольца по версии Kolbenschmidt
Как отмечают специалисты Kolbenschmidt, поршневые кольца для двигателей внутреннего сгорания должны отвечать всем требованиям, предъявляемым к динамичному линейному уплотнению. Они должны не только выдерживать тепловое и химическое воздействие, но и обладать определенными свойствами, а также выполнять следующий ряд функций:
· Предотвращение (уплотнение от) просачивания газа из камеры сгорания в картер, чтобы не уменьшались давление газа и, соответственно, мощность двигателя.
· Уплотнение, т. е. предотвращение просачивания смазочного масла из кривошипной камеры в камеру сгорания.
· Создание маслянистой пленки определенной толщины на стенке цилиндра.
· Распределение смазочного масла на стенке цилиндра.
· Стабилизация движения поршня (перекладка поршня). Прежде всего, у холодных двигателей, при достаточно большом рабочем зазоре поршня в цилиндре.
· Передача тепла (теплоотдача) поршня к цилиндру.
Свойства:
• Незначительное сопротивление трения для того, чтобы не пропадала слишком большая часть мощности двигателя.
• Хорошая сопротивляемость и износостойкость по отношению к термомеханической усталости, химическому воздействию и горячей коррозии.
• Поршневое кольцо не должно быть причиной усиленного износа цилиндра, так как из-за этого может уменьшиться продолжительность срока действия двигателя.
• Большая продолжительность срока действия, надежность при эксплуатации и эффективность затрат в течение всего периода эксплуатации.
Поршневые кольца решают три основные задачи.
Первая — это уплотнение от отработавших газов. Основная задача компрессионных поршневых колец состоит в том, чтобы предотвратить пропускание отработавших газов между поршнем и стенкой цилиндра в картер. У большинства двигателей этого можно достичь с помощью двух компрессионных поршневых колец, которые вместе образуют газовый лабиринт. Из-за своей конструкции уплотнительные системы поршневых колец в двигателях внутреннего сгорания не обеспечивают 100%-ю герметичность, так что через поршневые кольца небольшое количество просачивающегося газа всегда попадает в картер. Речь идет о нормальном положении вещей, которого из-за конструкции невозможно полностью избежать. Однако, усиленной передачи отработавших газов мимо поршня и стенки цилиндра нужно в любом случае избегать. Это повлекло бы за собой снижение мощности, повышенный приток тепла в элементы конструкции и потерю эффекта смазки. Срок службы и работа двигателя были бы вследствие этого поставлены под вопрос.
Вторая задача — снятие масла и его распределение. Наряду с уплотнением между кривошипной камерой и камерой сгорания задачей поршневых колец является регулирование толщины масляной пленки. Масло посредством колец равномерно распределяется на стенке цилиндра. Его излишки счищаются в основном маслосъемным поршневым кольцом (3-е кольцо), а также и комбинированным и компрессионным поршневым кольцом (2-е кольцо).
Третья задача — это отвод тепла. Основная часть тепла, поглощенного поршнем во время сгорания, отводится от поршневых колец в цилиндр. Особенно компрессионные поршневые кольца играют существенную роль при теплоотдаче. Таким образом, верхнее компрессионное поршневое кольцо (в зависимости от конструкций двигателя) отводит уже 50 % принятой поршнем теплоты сгорания на стенку цилиндра. Без этого непрерывного отвода тепла при помощи поршневых колец в течение нескольких минут появился бы задир поршня во внутреннем диаметре цилиндра или алюминиевый поршень просто расплавился бы. С этой точки зрения становится совершенно понятно, что поршневые кольца все время должны иметь хороший контакт со стенкой цилиндра. Если во внутреннем диаметре цилиндра появляются отклонения от круглости или поршневые кольца блокируются в кольцевой канавке (нагарообразование, грязь, деформация), то это только вопрос времени, когда из-за отсутствия теплоотдачи поршень пострадает от перегрева.
В зависимости от выполняемых функций (решаемых задач) поршневые кольца могут быть различных видов. Эксперты Kolbenschmidt указывают: под цилиндрическими компрессионными поршневыми кольцами понимают кольца с прямоугольным поперечным сечением. Обе боковые поверхности кольца лежат параллельно друг к другу. Кольцо в этом исполнении является самым простым и самым распространенным видом компрессионных поршневых колец. Сегодня эта модель используется преимущественно в качестве первого компрессионного поршневого кольца у всех бензиновых, а также у некоторых дизельных двигателей для легковых автомобилей. Внутренние фаски и внутренние углы вызывают скручивание колец в установленном (натянутом) состоянии. Положение фаски и, соответственно, внутреннего угла в верхней кромке вызывает «положительное скручивание» колец.
Компрессионные поршневые кольца с маслосъемной функцией.
Конические компрессионные поршневые кольца — выполняют двойную функцию. Они помогают компрессионному поршневому кольцу при герметизации от газов и маслосъемному поршневому кольцу при удалении масляной пленки. У всех видов двигателей (для легковых и грузовых автомобилей, бензиновых и дизельных) конические компрессионные поршневые кольца вставляются в основном во вторую кольцевую канавку.
Поверхность этих колец имеет коническую форму. Отклонение угла по отношению к цилиндрическому компрессионному поршневому кольцу составляет, в зависимости от конструкции, примерно от 45 до 60 угловых минут. Из-за формы кольцо в начальном состоянии опирается только на нижнюю кромку и, таким образом, прилегает только в определённых местах к внутреннему диаметру цилиндра. Вследствие этого, в этом месте появляется высокое механическое давление на поверхность и происходит желаемое снятие слоя материала. Результат этого износа при приработке уже после небольшой продолжительности эксплуатации — совершенно круглая форма и, вместе с этим, хорошее уплотнение. После ста тысяч пробега коническая поверхность кольца изнашивается так, что коническое компрессионное поршневое кольцо берет на себя скорее функцию цилиндрического компрессионного кольца. Теперь кольцо, ранее изготовленное как коническое компрессионное, всё еще отлично выполняет уплотняющую функцию в качестве цилиндрического компрессионного поршневого кольца.
Вследствие того, что давление газа оказывает влияние на кольцо также и спереди (давление газа может проникать в щель между стенкой цилиндра и рабочей поверхностью поршневого кольца), усиление давление газа несколько уменьшается. Во время приработки кольца давление прижима немного уменьшено, и сама приработка происходит с меньшим износом.
Наряду с функцией в качестве компрессионных поршневых колец, конические компрессионные поршневые кольца обладают также хорошими маслосъёмными свойствами. Это происходит из-за смещенной назад верхней кромки кольца. При движении вверх от нижней к верхней мертвой точке кольцо скользит по масляной плёнке. Благодаря гидродинамическим силам (образование так называемого масляного клина) кольцо немного отделяется от поверхности цилиндра. При движении в противоположном направлении кромка кольца проникает глубже в масляную плёнку и, таким образом, отбрасывает масло, прежде всего, к кривошипной камере.
Положение фаски и, соответственно, внутреннего угла на нижней кромке вызывает здесь отрицательное скручивание колец.
Скребковые компрессионные поршневые кольца.
У скребкового компрессионного поршневого кольца нижняя кромка поверхности снабжена прямоугольной или затылованной выемкой, которая кроме герметизации от газов обладает также и функцией удаления масляной пленки. Выемка имеет определённый объем, в котором может собираться снятое масло, прежде чем оно направится обратно в масляный поддон.
Коническое скребковое компрессионное поршневое кольцо — это усовершенствованная модель скребкового компрессионного поршневого кольца, которая на момент сегодняшнего дня применяется в большинстве современных двигателей. Благодаря конической форме поверхности усиливается маслосъемный эффект.
Маслосъемные поршневые кольца были сконструированы только для того, чтобы распределять масло на стенке цилиндре и снимать его излишки. Для улучшения уплотняющей и маслосъемной функции маслосъемные кольца имеют обычно два рабочих пояска. Каждый из этих поясков снимает лишнее масло со стенки цилиндра. Таким образом, как на нижней кромке маслосъемного поршневого кольца, так и между поясками появляется определенное количество масла, которое должно быть устранено из области кольца. При перекладке поршня в пределах внутреннего отверстия цилиндра уплотнение функционирует тем лучше, чем ближе друг к другу находятся оба кольцевых рабочих пояска.
Прежде всего, то масло, которое снимается с верхнего маслосъемного пояска и появляется между кольцевыми рабочими поясками, должно быть устранено из этой области, так как иначе оно попадет за пределы маслосъемного поршневого кольца и тогда должно будет устранено вторым компрессионным поршневым кольцом. С этой целью маслосъемные поршневые кольца, неразъемные или состоящие из двух частей, имеют либо продолговатые прорези, либо отверстия между кольцевыми рабочими поясками. Через эти отверстия в самом кольце, снятое с верхнего рабочего пояска, масло выводится на его обратную сторону. Теперь дальнейший отвод снятого масла может происходить различными способами. Один из методов — доставка масла через отверстия в маслосъемной канавке на внутреннюю сторону поршня, чтобы оно могло оттуда капать в масляный поддон. При так называемых прорезях в оболочке снятое масло доставляется через выемку вокруг бобышки на внешнюю сторону поршня. Комбинация обеих конструкций также находит применение. Для отвода снятого масла оказались пригодными обе конструкции. В зависимости от формы поршня, способа сгорания или цели применения используется как одно, так и другое исполнение кольца. Теоретически нельзя отдать предпочтение одной из этих конструкций. Решение, какой метод подходит лучше для определенного поршня, устанавливается в процессе различных проверок на практике.
Усиление давление прижима давлением сгорания, которое действует на компрессионные кольца во время работы двигателя.
Около 90% общего усилия прижима первого компрессионного кольца создается давлением сгорания во время рабочего такта. Давление распределяется, как показано на рисунке, за компрессионными кольцами и придавливает их еще сильнее к стенке цилиндра. Увеличение усилия прижима оказывает влияние преимущественно на первое компрессионное кольцо, но продолжает действовать в ослабленной форме также и на второе компрессионное кольцо. Давление газа для второго компрессионного кольца регулируется благодаря изменению стыкового зазора первого компрессионного кольца. Из-за немного большего стыкового зазора создается, например, большее давление сгорания на тыльной стороне второго компрессионного кольца, что так же и здесь усиливает прижатие. При большем количестве компрессионных колец, начиная со второго компрессионного кольца, не происходит ни какого увеличения давления прижима с помощью давления газа сгорания.
Маслосъемные поршневые кольца работают на основе их начального напряжения. Из-за особенной формы колец давление газа не может действовать здесь в качестве усилителя прижима. Кроме того, распределение силы в поршневом кольце зависит от формы рабочей поверхности поршневого кольца.
Во время холостого хода, из-за худшего заполнения камер сгорания, давление прижима колец давлением газа увеличивается не так сильно. Это особенно заметно у дизельных двигателей. Двигатели, которые долго работают на холостом ходу имеют повышенный расход масла, так как маслосъемная функция страдает при отсутствии поддержки давлением газа. Часто двигатели при повышении оборотов после длительной фазы холостого хода выбрасывают из выхлопа голубые облака масла, так как масло накопилось в камере сгорания и в выпускной системе.