Для чего предназначены маслосъемные кольца в двигателе внутреннего сгорания

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

Роль поршневых колец в двигателе внутреннего сгорания сложно переоценить. Современные двигатели автомобилей обеспечивают длительный срок службы, что напрямую влияет на пробег авто без капитального ремонта, достаточную мощность и приёмистость, затраты на ремонт и удовлетворяют многим другим высоким требованиям.

Товар по теме:

Присадка в моторное масло «Супротек Актив Плюс»

Восстанавливает компрессию, снижает расход топлива и угар масла, уменьшает скорость износа и продлевает срок службы ДВС любого типа. Облегчает холодный пуск, защищает от перегрева в пробках.

1. Виды и назначение колец двигателя
2. Основные неисправности и способы их устранения
   • По каким внешним признакам можно определить, что нужна замена поршневых и компрессионных колец?
   • Основными неисправностями этих элементов можно назвать следующие
3. Можно ли избежать ремонта?

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.

Присадка в двигатель «Супротек Актив Стандарт»

Для безнаддувных бензиновых двигателей объемом до 1,6 литра. Восстанавливает и выравнивает компрессию, снижает расход топлива и масла на угар, защищает поверхности трения в ЦПГ, и газораспределительном механизме от износа при запуске и перегревах.

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.

Присадка в моторное масло «Супротек Актив Плюс»

Восстанавливает компрессию, снижает расход топлива и угар масла, уменьшает скорость износа и продлевает срок службы ДВС любого типа. Облегчает холодный пуск, защищает от перегрева в пробках.

Основными неисправностями этих элементов можно назвать следующие:

– выламывание перегородок между канавками;

– заклинивание в канавках – наиболее часто встречающаяся проблема;

– 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».

Дата публикации: 30-07-2019 Дата обновления: 09-02-2021

Сергей Соловьев (Технический специалист) Старший технический консультант отдела научного развития ООО «НПТК Супротек». Автослесарь со стажем. С детства разбирается в конструкции автомобилей, мастер самодельного транспорта. Свой первый мопед собрал в третьем классе.

Поршневые кольца: виды, функции, основные дефекты

В двигателях внутреннего сгорания для обеспечения герметичности (приемлемой) скользящего соединения поршня и цилиндра используют поршневые кольца. Посадку колец выполняют в специальные канавки на внешней поверхности поршней.

Виды поршневых колец

Маслосъемные кольца. Их назначение состоит в удалении не требующегося для работы узла масла. Излишки масла собираются на поверхностях поршня и цилиндра, проход колец удаляет излишки и оставляет тонкую масляную пленку. Собранное масло через радиальные отверстия в канавках колец поступает в поддон.

Маслосъемные поршневые кольца выпускают двух типов:

• с пружинами-расширителями – их конструкция состоит из два тонких кольца, радиального и осевого расширителей. Стоимость такого типа колец меньше, что объясняет их популярность в сравнении с чугунными. В некоторых случаях поршни имеют два литых или составных кольца.
• литые из чугуна – могут оснащаться пружинным расширителем для стабилизации прижима.

Компрессионные кольца. Они предназначены для изоляции камеры сгорания. Максимальное количество таких колец на поршне три. Компрессионные кольца бывают верхним и нижним. Первый ускоряет приработку, второй отвечает за герметизацию камеры сгорания после маслосъемного кольца для того, чтобы не допустить попадания газов в картер. Нижнее кольцо также не позволяет излишкам масла проникнуть в камеру сгорания и предотвращает возникновение детонации двигателя.

Функции детали

Поршневые кольца выполняют следующие функции:

• Создание необходимой компрессии путем изолирования камеры сгорания от картера и препятствия попаданию газов между поршнем и цилиндром. Предотвращая проникновение газов, кольца обеспечивают их максимально эффективное сжатие.
• Уменьшение расхода моторного масла благодаря возвращению излишков смазки в картер.
• Теплоотвод с помощью колец от поршня к стенкам цилиндра. Высокие температуры, возникающие в камере сгорания при воспламенении топливно-воздушной смеси создают высокие риски для двигателя. Отвод тепла кольцами позволяет эти риски снизить.
• Предотвращение износа цилиндро-поршневой группы двигателя путем уменьшения опасности горизонтальных колебаний поршня благодаря наличию плотно посаженных колец. Кольца удерживают поршень в строго горизонтальном направлении.

Материалы изготовления

Для изготовления поршневых колец используют:

• легированную сталь. Они обладают лучшей термостойкостью. Важное значение имеет и более высокий предел прочности. На данные кольца наносят твердое антифрикционное покрытие для приработки. Стальные кольца часто имеют покрытие, нижние – молибденовое, верхние – хромовое или оловянное.

• чугун высокого качества. Их достоинством является меньший вес и быстрая приработка.

Количество поршневых колец в современных двигателях по причине высокой мощности и необходимости интенсивного теплоотвода от поршней больше, чем имели модели прошлых лет.

Основные неисправности поршневых колец

К основным неисправностям поршневых колец относятся:

• Износ. При изношенности колец увеличивается зазор между рабочими поверхностями поршня и цилиндра, что приводит к попаданию газов в картер при воспламенении топливно-воздушной смеси в камере сгорания. Двигатель начинает работать менее эффективно. Износ негативно влияет на характеристики моторного масла. Один из признаков износа колец – дым синего цвета из выхлопного патрубка, что особенно заметно при холодном запуске ДВС.

• Залегание колец в канавках. Происходит при тяжелых отложениях. Между рабочей поверхностью поршня и цилиндра появляется зазор, через который из камеры сгорания попадают раскаленные газы. Такой дефект ведет к увеличению расхода моторного масла, негативному воздействию картерных газов на характеристики масла, вплоть до его разрушения, появлению побочных продуктов сгорания топлива.

• Износ юбки поршня. Такой дефект часто возникает одновременно с износом поршневых колец. Подходы к устранению неисправностей различен. Дефектные поршневые кольца обязательно надо менять на новые. Для исправления состояния поршней применяют специальные антифрикционные покрытия. Функция такого покрытия состоит в уменьшении износа поршней благодаря уменьшению трения. Используемое покрытие обязательно должно иметь широкий диапазон рабочих температур. Такое решение проблемы благоприятно сказывается на расходе топлива, увеличивает мощность и снижает шумность двигателя. Современные качественные покрытия твердеют при комнатной температуре и не нуждаются в специальном оборудовании для нанесения благодаря удобной аэрозольной фасовке. Необходимо убрать всякого рода загрязнения перед нанесением антифрикционного покрытия с помощью очистителя-активатора. Применение очистителя-активатора перед нанесением покрытия улучшить адгезию созданием на поверхности пленки.

Замена дефектных колец

Замена поршневых колец выполняется в следующем порядке:

1. Используя специальные щипцы или плоскую отвертку края колец в области замка, разводят так, чтобы деталь покинула канавку.
2. Освобожденную от колец канавку чистят от нагара. Для очистки можно использовать специальные щипцы или части сломанного компрессионного кольца.
3. Уточнить в инструкции к комплекту новых колец последовательность установки и правильное расположение деталей.
4. Очищенные канавки проверяют на возможное повреждение боковых поверхностей и радиусов.
5. С помощью специального цангового устройства сначала устанавливают нижнее новое кольцо. Затем устанавливают верхнее кольцо.
6. Завершающая операция – проверка зазоров боковых поверхностей. Допустимый предел составляет 0,1 мм, при превышении необходима замена поршней.

После замены колец необходимо выполнить обкатку двигателя. Продолжительность обкатки от 3 до 5 тыс. км со стандартными процедурами проверки работы ДВС в разных режимах. Запрещено оставлять автомобиль длительное время на холостых оборотах. После обкатки нужно избегать серьезных нагрузок на двигатель до 10 тыс. км.

Маслосъёмные поршневые кольца двигателя внутреннего сгорания

Маслосъёмные поршневые кольца работают в менее тяжёлых условиях (в сравнении с компрессионными), ввиду того, что подвержены воздействию невысоких температур и давлений и обладают лучшими условиями для смазывания. Работа маслосъёмных колец продемонстрирована на [рис. 1].

Рис. 1. Схема работы маслосъёмных поршневых колец.

а) – Работа маслосъёмных колец при движении поршня вниз;

б) – Работа маслосъёмных колец при движении поршня вверх;

в) – Положение маслосъёмных колец скребкового типа в канавке поршня;

1) – Маслоотводный канал;

4) – Прорезь в кольце;

5) – Канал в поршне;

6) – Маслосъёмное кольцо скребкового типа;

7) – Маслосъёмное кольцо скребкового типа.

В процессе движения поршня (2) вниз [рис. 1, а)] кромки маслосъёмных колец снимают излишки масла. Через зазор между кольцами и стенкой канавки поршня и прорезь (4) в кольце, а далее через канал (5) в поршне масло отводится в картер двигателя. При наличии у поршня маслоотводных каналов (1) под кольцом, часть снятого масла стекает по этим каналам в картер. По аналогичной схеме осуществляется удаление излишков масла в картер в процессе движения поршня вверх [рис. 1, б)].

На поршни некоторых тракторных дизельных двигателей устанавливаются два маслосъёмных кольца: первое устанавливается под поршневым пальцем, а второе на направляющей части поршня (Д-50, А-41, СМД-14, ЯМЗ-240Б, Д-240, А-01 и прочие). Как правило, в автомобильных и тракторных двигателях на поршне расположено по одному маслосъёмному кольцу, которое размещается над поршневым пальцем (дизельные двигатели Д-144, ЯМЗ-238, СМД-60, бензиновые двигатели ЗМЗ-53, ЗИЛ-130, КамАЗ и прочие).

В роли маслосъёмных поршневых колец широко используются не только чугунные коробчатые [рис. 2, б)] либо скребковые [рис. 1, в)], но и стальные витые кольца [рис. 2, г) и д)]. Коробчатые поршневые кольца имеют пару узких рабочих кромок, которые жёстко связаны между собой. У остальных маслосъёмных колец кромки независимые. С целью снижения расхода масла на угар применяются различные типы расширителей, которые увеличивают радиальное давление поршневого кольца на стенку цилиндра. Осевой и радиальный расширители показаны на [рис. 2, г)], а на [рис. 2, д)] показан двухфункциональный расширитель.

Рис. 2. Конструктивные схемы поршневых колец автомобильных двигателей.

а) – Компрессионное поршневое кольцо из чугуна;

1) – Прямоугольное компрессионное кольцо;

2) – Трапециевидное компрессионное кольцо;

3) – Торсионное компрессионное кольцо;

4) – Торсионное компрессионное кольцо;

5) – Коническое компрессионное кольцо;

6) – Коническое компрессионное кольцо;

7) – Скребковое компрессионное кольцо;

8) – Скребковое компрессионное кольцо;

б) – Маслосъёмное коробчатое кольцо из чугуна;

в) – Витое компрессионное кольцо из стали;

г) – Витое четырёхэлементное маслосъёмное кольцо из стали;

1) – Кольцевые элементы;

2) – Осевой расширитель;

3) – Радиальный расширитель;

д) – Витое трёхэлементное маслосъёмное кольцо из стали;

1) – Кольцевые элементы;

2) – Двухфункциональный расширитель.

Увеличение ресурса чугунных маслосъёмных колец обеспечивается за счёт хромирования их рабочей поверхности с пористым слоем, который составляет 1/3 от общей толщины покрытия.

Коробчатые маслосъёмные кольца нашли применение в дизельных двигателях СМД-14, А-41, СМД-60, КамАЗ и ЯМЗ, а скребковые кольца (по паре колец в каждой канавке) – в дизельных двигателях Д-144, Д-50 и Д-240. В карбюраторные двигатели (ЗМЗ-53, ЗИЛ-130 и прочие) устанавливаются стальные сборные маслосъёмные кольца [рис. 1, г) и д)], которые отличаются особенно высокой приспособляемостью к цилиндрам, то есть беззазорно прилегают к зеркалу цилиндра.

Похожие материалы:

• Вакуумный регулятор опережения зажигания двигателя внутреннего сгорания
• Раннее и позднее зажигание в двигателе внутреннего сгорания
• Оптимальный угол опережения зажигания
• Требования, предъявляемые к системе зажигания двигателя внутреннего сгорания
• Эксплуатационные характеристики системы зажигания двигателя внутреннего сгорания

Поршневые кольца двигателя внутреннего сгорания

Рассматривая принцип работы двигателя внутреннего сгорания, можно понять, что основные процессы проходят в цилиндрах. Причем для этого требуется создание определенных условий, одним из которых является обеспечение герметичности камеры сгорания – пространства, находящегося над поршнем. При этом сам поршень – подвижный элемент, который перемещается внутри цилиндра, то есть между ними имеется скользящее соединение.

Стоит отметить, что диаметр поршня должен быть меньше внутренних размеров цилиндра. А все потому, что проходящие в цилиндрах процессы сопровождаются выделением значительного количества тепла. Из-за воздействия большой температуры металлы расширяются. Если бы диаметр поршня был равен цилиндру, то при нагреве происходило бы заклинивание. Получается, что между этим элементами имеется зазор, то есть герметичности не будет. Чтобы решить эту проблему, в конструкцию ЦПГ добавлен еще один элемент – специальные кольца, установленные на поршнях.

Назначение, виды, особенности

Эти элементы ЦПГ имеют ряд важных функций:

1. Обеспечивают герметичность камеры сгорания.
2. Осуществляют регулировку количества смазочного материала, используемого для смазки стенок цилиндра, а также предотвращают его попадание в надпоршневое пространство.
3. Выполняют отвод тепла от поршня цилиндру.

Функционирование поршневых колец проходит в достаточно сложных условиях – высокотемпературное воздействие, значительные механические нагрузки, возникающие не только от постоянного воздействия газов, но и от повышенного трения из-за недостатка смазочного материала в области днища поршня.

Одно кольцо не справилось бы с поставленными задачами, поэтому на поршень устанавливается несколько элементов, каждое из которых выполняет определенные функции. Все поршневые кольца делятся на два типа:

• компрессионные (предназначенные для обеспечения герметичности);
• маслосъемные (выполняют регулировку количества смазки в ЦПГ).

Общее количество может быть разным и зависит от конструктивных особенностей силовой установки. Наибольшее распространение получила трехкольцевая компоновка (2 – компрессионных, 1 – маслосъемное). Но есть двигатели, у которых их количество может достигать и 7 штук. А к примеру, на двухтактных двигателях устанавливается только два компрессионных, а маслосъемное не используется.

Все используемые кольца – незамкнутого типа. То есть, они не сплошные (его просто невозможно было бы установить в поршневую канавку), и в нем имеется вырез, кстати, играющий тоже важную роль.

В разжатом состоянии кольца сделаны в форме овала, при этом расстояние между концами значительное. Это дает возможность без проблем надеть его на поршень и установить его в специальную канавку в нем. При посадке в цилиндр оно принимает правильную круглую форму, что обеспечивает прилегание по всей окружности, при этом вырез (замок) уменьшается, и этот зазор составляет всего 0,15-0,5 мм. Этот зазор является тепловым, и в его задачу входит компенсация размеров в результате теплового расширения.

Поскольку есть зазор, то газы могут через него проходить в подпоршневое пространство. Чтобы исключить этот фактор и устанавливается два компрессионных кольца. Они создают так называемое уплотнение лабиринтного типа, для чего замок первого кольца развернут на 180 град. относительно второго. Но даже такое решение не обеспечивает полной герметизации надпоршневого пространства и часть газов проникает в картер.

Видео: Теория ДВС: Поршневые кольца (часть 2)

Отметим, что установка дополнительного третьего компрессионного кольца хоть позволяет снизить утечки, но при этом сила трения в ЦПГ сильно возрастает, поэтому такое решение является нецелесообразным.

Компрессионные кольца

Основная нагрузка приходится на первое компрессионное кольцо, расположенное ближе всего к днищу поршня. Его основная задача – обеспечение герметичности камеры сгорания. Именно на него приходится больше всего высокотемпературного воздействия и давления газов, и все это в условиях нехватки смазочного материала. Чтобы максимально снизить трение между стенкой и кольцом, у последнего рабочая поверхность делается закругленной. Также уменьшить износ верхнего кольца при функционировании в тяжелых условиях позволяет молибденовая или хромовая вставка, нанесенная напылением на поверхность, но само оно делается из эластичного высокопрочного чугуна, но иногда используется и сталь.

Видео: 2.0 Теория ДВС: Ошибка установки маслосъемного наборного поршневого кольца

Примечательно, что рабочие газы принимают участие в создании герметичности камеры сгорания. Для этого высота кольца несколько меньше высоты канавки. Через образуемый зазор газы проникают внутрь канавки и начинают давить на внутреннюю поверхность кольца, дополнительно прижимая его к стенке.

Некоторые производители занимаются выпуском так называемых «неразъемных» компрессионных колец. На деле же оно состоит из двух плоских колец, которые после посадки на поршень, замками разворачиваются на 180° относительно друг друга. По сути, такая конструкция позволяет осложнить лабиринтное уплотнение, тем самым снизив количество пропускаемых газов.

Второе компрессионное кольцо выполняет две задачи. Во-первых, оно является элементом лабиринтного уплотнения и предотвращает проникновение прорвавшихся через верхнее кольцо газов в подпоршневую полость. А во-вторых, оно принимает участие в регулировке количества смазки на стенках цилиндра. Этот элемент обладает специфической формой рабочей поверхности (конусную или Г-образную). Такая поверхность играет роль скребка, снимающего излишки смазки со стенок, и сбрасывает его к маслосъемному кольцу. Поэтому его еще еще называют скребковым.

Поскольку оно воспринимает значительно меньшие нагрузки, чем первое, то в его конструкции не используются высокопрочные напыления, оно изготовлено полностью из пластичного чугуна.

Маслосъемные кольца

В задачу маслосъемных колец входит регулировка толщины масляной пленки на стенках цилиндра, именно регулировки, а не полного удаления смазочного материала. Если масла будет недостаточно, то сила трения будет увеличена, что приведет к быстрому износу колец, а также возможному появлению задиров на стенках цилиндров. Большое же его количество при сгорании в камере сгорания будет оседать в виде нагара на всех поверхностях внутри ее.

Читайте также: Чем раскоксовать поршневые кольца на двигателе

Конструктивно этот элемент самый сложный и он единственный, которое имеет дренажные отверстия для отвода снятого масла. На автомобилях могут использоваться два их типа:

1. П-образные.
2. Составные.

Рабочими элементами П-образного кольца являются две кромки, которые соскабливают смазочный материал со стенок. Причем масло, снятое верхней кромкой проходит через отверстия дренажа и по каналам, проделанным в поршне, стекает вниз. Смазка же, соскобленная нижней кромкой уходит вниз по стенкам юбки поршня и цилиндра.

Видео: Поршни вставляем в блок цилиндров

Чтобы обеспечить необходимое прижатие к поверхности, используются специальные тангенциальные расширители:

• спиральные;
• пластинчатые;

Устанавливаются эти расширители в поршневую канавку под кольцо. Для спирального расширителя на внутренней поверхности кольца проделывается специальный паз.

Составные маслосъемные кольца отличаются разборной конструкцией, включающей в себя несколько элементов, а именно две плоских кольцевых пластины (изготовленные из стали и покрытые хромом), между которыми помещается два расширителя – тангенциальный и осевой. В некоторых случаях используется только один расширитель, обеспечивающий расширение в обоих направлениях.

Основные неисправности

Поскольку эти элементы ЦПГ находятся в постоянном контакте со стенкой цилиндра, то главной их неисправностью является износ рабочих поверхностей. Ресурс этих элементов во многом зависит от материала изготовления и условий эксплуатации, и он может варьироваться от 150 тыс. до 1 млн. км.

Но несоблюдение правил эксплуатации может значительно сократить их срок службы. Повлиять на ресурс могут:

1. Несвоевременная замена смазочного материала в силовой установке.
2. Использование низкокачественного топлива.
3. Частая эксплуатация авто в условиях пробок или кратковременные поездки.
4. Создание чрезмерно больших нагрузок на силовую установку.
5. Перегрев мотора.

Основными признаками сильного износа поршневых колец является сильное падение компрессии, вследствие чего падают мощностные и динамические показатели авто и увеличивается расход топлива, а также значительное повышение расхода смазочного материала.