Масляные кольца в двигателе: герметичность и смазка цилиндро-поршневой группы

Содержание

Маслосъемные кольца и повышенный расход масла

28.03.2017 / 25.04.2018 • 2391 / 474

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:

Предотвращение прорыва газов из камеры сгорания в картер.
Отведение теплоты от нагретого отработавшими газами поршня в стенки цилиндров.

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:

верхнее компрессионное;
среднее компрессионно-маслосъемное;
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.

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:

коробчатое с эспандерной пружиной;
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.

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.

Источник?

Маслосъемные кольца и повышенный расход масла

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:

Предотвращение прорыва газов из камеры сгорания в картер.
Отведение теплоты от нагретого отработавшими газами поршня в стенки цилиндров.
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:

верхнее компрессионное;
среднее компрессионно-маслосъемное;
нижнее маслосъемное кольцо.

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.

В настоящее время наибольшее распространение получили 2 типа маслосъемных колец:

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

Основные признаки износа поршневых колец

Когда изношены маслосъемные кольца

Что делать при износе колец?

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

Барьеры сгорания Поршневые кольца имеют решающее значение для исправности двигателя

Много лет назад поршневые кольца регулярно заменялись вместе с подшипниками и другими внутренними деталями двигателя при пробегах, намного меньших, чем у современных двигателей. Благодаря регулярной замене масла и фильтров многие двигатели теперь проходят 150 000 миль и более, не проявляя аппетита к маслу, и это стало настоящей проблемой для поставщиков и дистрибьюторов деталей двигателей. Сегодня восстанавливается гораздо меньше двигателей, чем даже десять лет назад. А те, которые восстанавливаются, восстанавливаются с гораздо большими пробегами, чем когда-либо прежде.

Состояние поршневых колец является одним из факторов, определяющих исправность двигателя. Кольца образуют барьер, отделяющий камеру сгорания от картера. Кольца герметизируют поршни относительно стенки цилиндра, предотвращая выброс давления сгорания на поршни. Они также соскребают масло со стенки цилиндра, когда поршень движется вниз, чтобы предотвратить сжигание масла в двигателе. Таким образом, если кольца изношены или сломаны, двигатель будет иметь низкую компрессию, много газов и будет сжигать масло.

ТРИ КОЛЬЦА ЦИРК
Сегодня почти все двигатели легковых автомобилей и легких грузовиков имеют три кольца на каждом поршне. У некоторых дизелей их четыре, а у некоторых экзотических гоночных двигателей — только два. Но для всего остального магическим числом является три. Каждое кольцо выполняет свою особую работу, и все три работают вместе, чтобы герметизировать компрессию, свести к минимуму прорыв газов и контролировать расход масла.

Верхнее кольцо является первичным кольцом управления компрессией, поскольку оно герметизирует камеру сгорания и принимает на себя основную часть тепла. Верхнее кольцо на большинстве двигателей последних моделей имеет молибденовое (молибденовое) покрытие для уменьшения износа и повышения долговечности. Хром — еще один облицовочный материал, который можно использовать для повышения износостойкости. Многие верхние кольца изготовлены из стали или ковкого чугуна, которые являются более прочными материалами, чем обычный чугун. На многих японских двигателях верхнее кольцо имеет газонитридное покрытие для повышения долговечности. Хромированные кольца также используются во многих японских двигателях.

Помимо герметизации сгорания, верхнее кольцо также помогает охлаждать поршень, отводя тепло от поршня к блоку цилиндров. В большинстве двигателей последних моделей первое кольцо расположено очень близко к верхней части поршня. Десять лет назад ширина контактной площадки между верхней кольцевой канавкой и днищем поршня обычно составляла от 7,5 до 8 мм. Сегодня это расстояние уменьшилось до 3-3,5 мм в некоторых двигателях. Это сводит к минимуму щель прямо над кольцом, которое улавливает пары топлива, и предотвращает его полное сгорание при воспламенении воздушно-топливной смеси (это снижает выбросы). Но расположение верхнего кольца также означает, что оно подвергается воздействию гораздо более высоких рабочих температур.

Верхнее кольцо многих современных двигателей работает при температуре около 600 градусов по Фаренгейту, в то время как температура второго кольца достигает 300 градусов по Фаренгейту или меньше. Обычные чугунные компрессионные кольца, которые отлично работают в стандартном Chevy V8 350, не выдерживают такой температуры. Вот почему многие двигатели последних моделей имеют верхние кольца из стали или ковкого чугуна. Сталь более долговечна, чем обычный чугун или даже ковкий чугун, и требуется для высокопроизводительных двигателей с высокими нагрузками, включая двигатели с турбонаддувом и наддувом, а также дизельные и высокопроизводительные двигатели.

Под верхним компрессионным кольцом находится второе компрессионное кольцо, которое является вторым компрессионным кольцом. Кольцо номер два помогает верхнему кольцу герметизировать сгорание, а также помогает нижнему масляному кольцу контролировать подачу масла. Большинство вторых колец имеют коническую поверхность с отрицательным поворотом. Это создает острую кромку, которая царапает стенку цилиндра для лучшего контроля масла. В некоторых новых конструкциях вторых колец теперь используется кромка типа «ворсистого», которая имеет больше эффекта ракеля, когда царапает стенку цилиндра. Это помогает еще больше снизить трение и расход масла.

Третье кольцо маслосъемное. Обычно это кольцо, состоящее из трех частей (хотя некоторые из них состоят из четырех, двух или даже цельных частей), которое помогает распределять масло по стенке цилиндра для смазки и соскребает излишки масла, чтобы предотвратить возгорание масла. В маслосъемных кольцах, состоящих из трех частей, есть две узкие боковые планки и расширитель, который наматывается на поршень. Расширитель оказывает боковое и внешнее давление на боковые направляющие, поэтому они плотно прилегают к стенкам цилиндра.

НИЧТО НЕ ПРОДОЛЖАЕТСЯ ВЕЧНО
Постоянное царапание колец вверх и вниз о стенки цилиндра в конечном итоге изнашивает как кольца, так и поверхность отверстия. Цилиндры больше всего изнашиваются в верхней части, потому что там самые высокие нагрузки и температуры. Это приводит к конусному износу в верхней части цилиндра, что снижает компрессию и увеличивает прорыв газов и расход масла. Конусность также заставляет кольца изгибаться внутрь и наружу при движении поршня вверх и вниз, что еще больше увеличивает износ колец и риск выхода из строя колец.

Кольца также могут быть повреждены в результате перегрева, преждевременного зажигания и детонации. Детонация особенно тяжела для колец, поскольку может привести к их поломке. И как только кольцо ломается, это все для компрессии и контроля масла. Двигатель будет дымить как туман от комаров, пока проблема не будет устранена. Сломанное кольцо также может разорвать отверстие цилиндра, возможно, повредив его до такой степени, что блок нельзя будет заточить, но его необходимо заменить или надеть втулку для устранения повреждения.

Кольца также становятся жертвами грязи. Нефильтрованный воздух, поступающий в двигатель, несет с собой микроскопические частицы, которые являются абразивными для колец и подшипников. Со временем это может значительно ускорить износ колец и подшипников. По этой причине воздушный фильтр никогда не следует снимать или заменять сеткой или фильтром низкого качества, которые плохо улавливают грязь.

Типичные признаки изношенных колец включают низкую компрессию, сжигание масла, загрязнение свечи зажигания и повышенный выброс углеводородов. Чрезмерный прорыв газов в картер также сократит срок службы масла из-за попадания в масло большого количества влаги и несгоревшего топлива. Система PCV поможет отсосать часть паров, но остальные образуют кислоты и шлам, которые могут еще больше повредить двигатель.

Некоторые говорят, что купить масло дешевле, чем платить за капитальный ремонт или новый двигатель. Но двигатель с изношенными кольцами и низкой компрессией также расходует топливо и может не пройти испытание на выбросы. Изношенные кольца также могут затруднить запуск двигателя в холодную погоду. Так что в конечном итоге кольца придется заменить.

ВОЗМОЖНОСТИ ПРОДАЖИ РАБОТЫ НА КОЛЬЦЕ
К тому времени, когда большинству двигателей требуется работа по кольцу, им также требуется много другой работы. Направляющие клапанов и клапаны также могут потребовать внимания. Увеличенные зазоры в подшипниках и износ масляного насоса могут влиять на давление масла. Двигатель может издавать шум, плохо работать, давать пропуски зажигания или страдать от других последствий повышенного износа. В этот момент владелец транспортного средства должен принять решение: стоит ли ремонтировать двигатель, будет ли дешевле заменить двигатель или лучше забыть об этом и найти другой автомобиль?

«Модернизация» существующего транспортного средства часто является наиболее доступным вариантом, при условии, что остальная часть транспортного средства находится в достаточно хорошем состоянии. Так что, если владелец автомобиля выберет либо кольцевую работу, либо полный капитальный ремонт, у вас есть потенциальный клиент.

Ключевым моментом здесь является то, что покупателю потребуется гораздо больше, чем набор сменных колец. Ему понадобятся прокладки, масло и новый масляный фильтр. Также ему могут понадобиться поршни, подшипники, масляный насос и другие детали двигателя. И ему потребуются специальные инструменты: ребристая развертка, жесткий хонинговальный станок или хонинговальная щетка, расширитель колец, компрессор колец, щупы и динамометрический ключ.

Для выполнения кольцевой операции необходимо снять головку(и) цилиндров, опустить масляный поддон и вытащить поршни из блока цилиндров. «Снова собрать Шалтая-Болтая» требует некоторой подготовки отверстий цилиндров, замены всего, что изношено или повреждено, установки новых прокладок головки блока цилиндров, прокладок поддона и прокладок коллектора (и болтов головки тоже, в зависимости от применения), повторной заливки картер с маслом и система охлаждения с антифризом. Следовательно, список деталей, необходимых для выполнения работы, может быть довольно длинным.

По крайней мере, вы будете продавать комплект прокладок для капитального ремонта вместе с комплектом колец. Если цилиндры изношены, блок придется расточить до увеличенного размера, что потребует новых увеличенных поршней и увеличенных колец.

Разборка двигателя также означает, что покупателю могут понадобиться крепежные детали и вставки для ремонта резьбы. Старые ржавые болты, которые не трогали в течение сотен тысяч миль или больше, не собираются легко разбираться. Если двигатель более поздней модели с болтами с головкой, рассчитанной на предельную мощность (TTY), большинство производителей автомобилей рекомендуют заменить болты. Болты с головкой TTY слегка растягиваются при затяжке. При повторном использовании велика вероятность, что они сломаются. Риск того не стоит, поэтому их всегда следует заменять новыми болтами TTY.

Одновременно следует заменить старые шланги и ремни, а также свечи зажигания и свечные провода, которые давно не менялись. Новый воздушный фильтр поможет сохранить двигатель в чистоте, а свежая охлаждающая жидкость в радиаторе поможет сохранить защиту от коррозии и ровную рабочую температуру. Многие специалисты также рекомендуют заменить термостат и кислородный датчик при капитальном ремонте двигателя.

Другим элементом, который может просрочить замену, является ремень ГРМ, если двигатель оснащен верхним распредвалом с ременным приводом. Рекомендуемый интервал замены ремней ГРМ обычно составляет около 60 000 миль, и многие ремни никогда не менялись. Отказ ремня ГРМ может быть очень опасным, если двигатель является приложением «помех». В этих случаях поршень может ударить по клапанам, если ремень ГРМ порвется.

Причины неисправности поршневых колец Симптомы

Автосервисы в Рединге

Забронируйте свой автомобиль сейчас для бесплатного забора и доставки в автосервисе в Рединге и воспользуйтесь нашей четкой и справедливой ценой.

Опубликовано 26 августа 2021 г.

+ Подписаться

Поршневые кольца двигателя автомобиля регулируют расход и давление масла. В результате, если поршневые кольца сломаются, у автомобиля будет множество проблем, которые в конечном итоге могут вывести из строя весь двигатель. Это также может привести к сбою теста на выбросы, поэтому проверьте срок действия MOT и устраните эту проблему до следующего теста MOT. Хотя поршневые кольца являются одними из наименее дорогостоящих компонентов автомобильного двигателя, они имеют решающее значение для правильной работы автомобиля.

Некоторые признаки износа поршневых колец могут указать на необходимость их замены во избежание серьезного повреждения двигателя.

Кольца поршневые различных типов

В современных автомобилях широко используются три поршневых кольца на цилиндр. Два кольца удерживают газы сгорания, а другое удерживает и направляет моторное масло в нужное место в автомобиле. Ниже перечислены многочисленные разновидности поршневых колец и их роль в двигателе:

Компрессионные кольца —

Компрессионные кольца уплотняют верхнюю часть поршня, предотвращая утечку газа. Эти кольца обычно находятся в основных канавках поршня, однако их можно найти в разных местах в зависимости от типа автомобиля. Через эти кольца тепло поршня также передается стенкам поршня. Слой масла, оставленный маслосъемным кольцом, срезается компрессионными кольцами.

Грязесъемные кольца —

Грязесъемные кольца используются для защиты компрессионных колец от повреждений. Они удаляют излишки масла с поверхности гильз и располагаются под компрессионными кольцами. Они также помогают компрессионным кольцам сдерживать возможные утечки газа. Грязесъемные кольца имеют конусный угол, обращенный к низу, для эффективного удаления масла при движении поршня и коленчатого вала. Поскольку грязесъемные кольца расположены неправильно, они вытирают больше масла из камеры сгорания, что приводит к чрезмерному расходу масла.

Маслосъемные кольца —

Как следует из названия, маслорегулирующие кольца регулируют количество смазочного масла, проходящего через стенки цилиндра. Кольца равномерно распределяют масло по всему периметру вкладыша. Масло, пролитое на стенки цилиндров, счищается скребковыми кольцами. Соскобленное масло возвращается в картер. Они помогают удерживать масло в небольшом зазоре между кольцом и цилиндром.

Просмотрите документы о предыдущем обслуживании и ремонте вашего автомобиля, а также проверьте историю технического обслуживания, чтобы установить, не было ли вышеперечисленное виновником прошлого.

Признаки неисправности поршневых колец

Есть несколько способов определить, изношены ли ваши поршневые кольца. Ниже приведены наиболее распространенные признаки и симптомы:

Повышенная дымность выхлопных газов —

Наличие слишком большого количества дыма, выходящего из выхлопной трубы вашего автомобиля, является одним из наиболее очевидных признаков повреждения поршневых колец. Помимо увеличения объема выхлопного дыма, этот дым будет иметь запах гари и будет выглядеть темнее, чем обычно. Поскольку поршневые кольца не уплотнены должным образом, моторное масло просачивается в камеру сгорания, придавая ей темно-серый вид. Чрезмерное задымление приведет к провалу теста на выбросы. Зайдите в Интернет и выполните проверку истории MOT, чтобы узнать, было ли это также в случае предыдущих неудачных испытаний MOT, и соответствующим образом обновите свой механик.

Чрезмерный расход масла —

Если индикатор проверки двигателя/управления двигателем загорается из-за чрезмерного расхода масла, поршневые кольца наверняка нуждаются в ремонте. Утечки масла в камеру сгорания, вызванные изношенными поршневыми кольцами, немедленно приведут к повышенному расходу масла автомобилем. Поэтому регулярно проверяйте уровень моторного масла. В результате вам придется доливать масло чаще, чем обычные 4000 миль, прежде чем заправлять свой автомобиль. Когда ваш автомобиль начинает потреблять больше масла, чем обычно, немедленно осмотрите поршневые кольца.

Снижение ускорения —

Ускорение снижено, поскольку поршневые кольца контролируют сжатие и смазку. В результате, если ваши поршневые кольца изнашиваются, вы теряете компрессию, а ваша смазка недостаточна, мощность ускорения вашего автомобиля будет снижена. Когда вы нажимаете на педаль газа, автомобиль будет с трудом набирать скорость, а двигателю потребуется больше времени, чтобы среагировать и ускорить ваш маневр. Изношенные уплотнения клапанов также могут вызывать снижение ускорения. Чтобы определить, есть ли у вас неисправные поршневые кольца или уплотнения клапанов, проведите тест на компрессию. Более высокая компрессия указывает на неисправность уплотнений клапанов, тогда как низкая компрессия указывает на поломку поршневых колец. Внимательно проверьте документы по предыдущему ремонту и историю технического обслуживания, чтобы узнать, не были ли какие-либо предыдущие выполненные работы связаны с этой проблемой.

Плохая работа двигателя —

Как было указано ранее, отсутствие сжатия приводит к задержке ускорения из-за неэффективного вращения двигателя, что приводит к остановке двигателя.

Разное