Продажа квадроциклов, снегоходов и мототехники
second logo
Пн-Чт: 10:00-20:00
Пт-Сб: 10:00-19:00 Вс: выходной

+7 (812) 924 3 942

+7 (911) 924 3 942

Содержание

Поршневые кольца: виды, функции, типичные проблемы


Поршневые кольца являются неотъемлемыми элементами цилиндро-поршневой группы двигателя. Они представляют собой детали в форме незамкнутой окружности, установленные с минимальным зазором в специальные канавки на внешних поверхностях поршней.

Основная функция поршневых колец состоит в придании необходимого радиального давления для поддержания уплотнения между поршнем и цилиндром.

Рассмотрим виды, назначение и правила обслуживания колец подробнее.

Почти во всех двигателях установлены 2 типа поршневых колец: компрессионные и маслосъемные.

Компрессионные кольца


Компрессионные кольца (от трех до семи штук) вставляются в специальные пазы в верхней части поршня.


Они обеспечивают герметичность камеры сгорания, участвуют в передаче тепла от поршня к гильзе цилиндра, а также поглощают часть поршневых колебаний из-за боковой тяги.

Верхнее компрессионное кольцо имеет несколько конфигураций: оно может быть плоским, перекрученным или с L-образным участком. Верхняя и нижняя поверхности перекрученного кольца лежат в канавке под легким наклоном, контактируя с отверстием цилиндра только  краями рабочей стороны.

Изделия с L-образным участком отличаются конструкцией большого выступа, имеющего форму буквы L. Уплотнительная способность таких колец зависит от силы давления газов, которая действует на заднюю часть выступа. При высоком давлении в цилиндре – например, после сгорания топливовоздушной смеси или в такте сжатия – кольца с L-образным участком увеличивают усилие, прикладываемое к стенкам. Когда давление в цилиндре низкое, они ослабляются, тем самым снижая трение и износ.

Второе (нижнее) компрессионное кольцо дополняет работу маслосъемного и обеспечивает уплотняющую функцию. Оно препятствует попаданию газов в картер, предотвращает детонацию и проникновение излишков моторного масла в камеру сгорания.

Некоторые кольца специально сделаны скошенными – для большей эффективности в удалении масла со стенок цилиндра при движении вниз. Новыми конструкциями являются кольца без зазора. Их использование способствует скорейшей приработке двигателя и более высокой мощности ДВС.

Маслосъемное кольцо


Благодаря маслосъемному кольцу с компрессионных колец, поршня и внутренней стенки цилиндра удаляется лишнее моторное масло.

После его прохода на поверхностях остается небольшая масляная пленка (толщиной в несколько микрон). В канавке маслосъемного кольца предусмотрены прорези или радиальные отверстия, по которым излишки масла возвращаются в поддон.

Выделяют 2 вида маслосъемных колец: цельные и составные. Последние состоят из двух тонких колец, а также осевого и радиального расширителей. Такие модели дешевле в производстве, поэтому встречаются чаще, чем чугунные цельные.

В некоторых случаях на поршень устанавливается не по одному, а по два цельных или составных кольца.

Подводя итог вышесказанному, можно выделить следующие функции поршневых колец:

  • Компрессия. Уплотняющие кольца поддерживают изоляцию камеры сгорания от картерного пространства, что способствует более эффективному сжатию топлива.
  • Экономия расхода масла. Маслосъемные кольца снимают часть масла со стенок цилиндра во время работы двигателя, благодаря чему оно не попадает в камеру сгорания.
  • Теплообмен. При сгорании топливно-воздушной смеси температура внутри камеры достигает примерно +300 °С. Кольца отводят тепло к цилиндру во избежание повреждения поршня из-за перегрева.
  • Снижение горизонтальных колебаний поршня. Благодаря плотной посадке кольца не дают поршню перемещаться в горизонтальном направлении, что предотвращает износ ЦПГ.

Для производства поршневых колец используются высокопрочные виды чугуна или нержавеющая сталь. Предел прочности и теплостойкость стали выше, однако чугунные изделия дешевле, обеспечивают более легкую и быструю приработку.

Верхние компрессионные поршни из стали чаще всего обрабатываются оловом или пористым хромом (сталь становится легированной).


Увеличенным сроком службы и способностью к быстрой приработке отличаются кольца с молибденовым покрытием.

Похожие антифрикционные покрытия наносятся также на юбки поршней – в целях продления работоспособности этих важнейших элементов двигателя.

Сегодня имеется возможность использовать покрытия не только в процессе производства поршней, но и перед их установкой, заменой и в прочих незаводских условиях.

Современные антифрикционные материалы выпускаются в форме жидких средств, по консистенции напоминающих краски, или в аэрозольных баллонах. В России покрытия для деталей ДВС и узлов промышленного оборудования выпускает компания «Моделирование и инжиниринг».

Для юбок поршней, вкладышей коленчатых и распределительных валов, шлицевых соединений, дроссельных заслонок, штоков клапанов предназначено антифрикционное твердосмазочное покрытие (АТСП) MODENGY Для деталей ДВС.



Благодаря основным действующим компонентам – высокодисперсному дисульфиду молибдена высокой степени очистки и графиту – оно предотвращает появление задиров на юбках поршней, защищает их от повышенного трения и механических повреждений. В результате применения этого материала снижается шум при работе двигателя, повышается его КПД, уменьшается расход топлива.

Удобная аэрозольная упаковка позволяет наносить покрытие быстро и равномерно. Состав высыхает при комнатной температуре за 12 часов, при нагреве до +170 °C – за 20 минут.



Перед использованием материала поверхности подготавливаются с помощью Специального очистителя-активатора MODENGY, который гарантирует отличную адгезию покрытия и долгий срок его службы.


При износе поршневых колец зазор между поверхностью детали и стенками цилиндра увеличивается. В результате газы, образующиеся при сгорании топливно-воздушной смеси, проникают в масляный картер, снижая эффективность работы двигателя и ухудшая характеристики моторного масла.

Продукты разрушения масла и сгорания бензина, в свою очередь, способствуют образованию отложений в кольцевых канавках, что приводит к снижению подвижности и залеганию колец.



Последствия износа поршневых колец легко заметить без разборки двигателя. Задуматься о смене колец следует, если обычная норма потребления масла вдруг резко возросла, а при запуске ДВС из выхлопной трубы идет синий дым (моторное мало горит).

От качества поршневых колец напрямую зависит срок их службы и возможности вашего двигателя, поэтому, выбирая новые комплекты этих деталей, обратите внимание на следующие моменты:

  • Цена. Дешевые детали долго не прослужат
  • Внешний вид и содержание упаковки. На упаковке должна содержаться полная информация об изготовителе, материалах и т.д. Внутри нее должна быть подробная инструкция по установке деталей
  • Внешний вид самих колец. Детали не должны иметь даже самых мелких дефектов, неровностей металла и пр.

Замена поршневых колец – процедура несложная. Для снятия колец разведите их края до тех пор, пока они не выйдут из канавки. Сделать это можно небольшой плоской отверткой, но лучше специальным цанговым инструментом, который пригодится вам и при установке новых колец.

Далее очистите канавки от нагара. Без этой процедуры установить поршень обратно в цилиндр будет достаточно сложно. Для удаления загрязнений воспользуйтесь подходящим инструментом или старым компрессионным кольцом, сломанным на две части. После очистки канавок проверьте их на наличие повреждений.


Перед установкой новых колец обязательно ознакомьтесь с инструкцией – в ней содержится информация о последовательности действий и правильном расположении деталей.

Все операции проводите аккуратно, помните, что прочность нижнего компрессионного и маслосъемного колец ниже, чем у верхнего компрессионного.

Первым установите нижнее кольцо. Чтобы его случайно не деформировать, контролируйте усилия. Если на кольце имеется маркировка «TOP», его нужно располагать маркированной частью в сторону днища поршня.



После установки проверьте зазоры между боковыми поверхностями колец и стенками цилиндра. Он должен составлять до 0,1 мм. Если указанная цифра больше, предстоит менять сами поршни, возможно, в расточке или перегильзовке нуждается цилиндр.

По завершению замены колец произведите обкатку ДВС в течение 3-5 тыс. км. В процессе обкатки обязательно прогревайте двигатель после запуска, не эксплуатируйте его на высоких оборотах, избегайте длительного простоя на холостых и движения на повышенных передачах с малой скоростью.

Возврат к списку

Поршневые кольца. Устройство, виды, функции поршневых колец

Содержание страницы

  • 1. Требования к поршневым кольцам
  • 2. Основные функции поршневых колец
    • 2.1. Уплотнение от прорыва отработанных газов
    • 2.2. Съем и распределение масла
    • 2.3. Отвод тепла
  • 3. Типы поршневых колец
    • 3.1. Компрессионные поршневые кольца
      • Цилиндрические компрессионные поршневые кольца
      • Конические кольца – компрессионные поршневые кольца с маслосъемной функцией
      • Скребковые кольца
      • Кольца трапециевидного сечения
    • 3. 2. Маслосъемные поршневые кольца
      • Назначение
      • Коробчатые маслосъемные поршневые кольца
      • Типы конструкции
      • Маслосъемные поршневые кольца из 2-х частей (конструкция с пружинным расширителем)
      • Маслосъемные поршневые кольца из 3-х частей
    • 3.3. Типичная комплектация поршня кольцами
    • 3.4. Наиболее подходящее поршневое кольцо
  • 4. Поршневое кольцо: термины
  • 5. Конструкция и форма поршневых колец
    • 5.1. Материалы для изготовления поршневых колец
    • 5.2. Материалы для покрытия pабочей поверхности
      • 5.2.1. Молибденовые покрытия
      • 5.2.2. Гальванические покрытия
        • Хромовые покрытия
        • Покрытия CK (Хромовая керамика) И DC (Diamond coated)
        • Покрытия PVD
    • 5.3. Отслаивание покрытий
    • 5.4. Обработка рабочих поверхностей (обтачивание, притирка, шлифование)
    • 5.5. Выпуклая форма рабочей поверхности
    • 5.6. Обработка поверхностей
  • 6. Назначение и свойства
    • 6.1. Тангенциальное напряжение
    • 6.2. Распределение радиального давления
    • 6.3. Увеличение давления прижима под действием давления сгорания
    • 6.4. Специфическое давление прижима
    • 6.5. Тепловой зазор
    • 6.6. Уплотнительные поверхности поршневых колец
    • 6.7. Дросселирующая щель и прорыв газов
    • 6.8. Зазор кольца по высоте
    • 6.9. Скручивание колец
      • Скручивание колец в условиях эксплуатации
    • 6.10. Способность поршневых колец прилегать к стенкам цилиндров
    • 6.11. Движения поршневых колец
      • Вращение колец
      • Вращение вокруг оси
      • Радиальное движение
      • Скручивание колец

1. Требования к поршневым кольцам

Поршневые кольца для двигателей внутреннего сгорания должны отвечать всем требованиям, предъявляемым к динамическому линейному уплотнению. Они должны не только выдерживать термические и химические нагрузки, но и выполнять ряд функций. Кроме того, они должны обладать следующими свойствами:

Функции поршневых колец

  • Предотвращение (за счет уплотнения) прорыва газов из камеры сгорания в картер, во избежание снижения давления газов и, следовательно, мощности двигателя
  • Уплотнение, т. е. предотвращение попадания смазывающего масла из кривошипной камеры (картера) в камеру сгорания
  • Обеспечение наличия на стенке цилиндра масляной пленки точно заданной толщины
  • Распределение смазочного масла по стенке цилиндра
  • Стабилизация движения поршня (качание поршня) – особенно на холодном двигателе и большом зазоре между поршнем и цилиндром
  • Передача тепла (отвод тепла) от поршня к цилиндру

Свойства поршневых колец

  • Низкое трение во избежание существенных потерь мощности двигателя
  • Высокая износостойкость и сопротивление термомеханической усталости, химическим нагрузкам и горячей коррозии
  • Поршневое кольцо не должно вызывать чрезмерный износ цилиндра, иначе значительно сокращается срок службы двигателя.
  • Длительный срок службы, эксплуатационная надежность и эффективность затрат в течение всего времени эксплуатации

2. Основные функции поршневых колец

2.1. Уплотнение от прорыва отработанных газов

Основной функцией компрессионных поршневых колец является предотвращение прорыва газов между поршнем и стенками цилиндра в картер. В большинстве двигателей это достигается за счет использования двух компрессионных поршневых колец, образующих лабиринт для газов.

В силу конструктивных особенностей, поршневые кольца для двигателей внутреннего сгорания не обеспечивают 100%-ого уплотнения, поэтому в картер всегда проникает небольшое количество газов. Это нормальное явление, полностью исключить прорыв газов невозможно в связи с особенностями конструкции колец.

Однако в любом случае необходимо избежать чрезмерного прорыва горячих отработанных газов между поршнем и стенкой цилиндра. Иначе это повлекло бы за собой снижение мощности, повышенный нагрев компонентов и прекращение смазывания. Всё это отрицательно сказалось бы на сроке службы и работе двигателя. Различные уплотняющие и прочие функции колец, а также возникающий прорыв газов будут подробнее рассмотрены ниже.

Уплотнение от прорыва отработанных газов.

2.2. Съем и распределение масла

Поршневые кольца не только обеспечивают герметичность между камерой сгорания и полостью картера, но и регулируют толщину масляной пленки. Кольца равномерно распределяют масло по стенке цилиндра. Съем избыточного количества масла осуществляется в основном маслосъемным поршневым кольцом (3-е кольцо), а также комбинированным компрессионным/скребковым кольцом (2-е кольцо).

Съем и распределение масла

2.3. Отвод тепла

Еще одна важная функция поршневых колец заключается в регулировании температуры поршня. Основная часть (около 70 %) тепла, поглощенного поршнем при сгорании топлива, отводится через поршневые кольца к цилиндру. Решающую роль при этом играют компрессионные поршневые кольца.

Отсутствие постоянного отвода тепла поршневыми кольцами привело бы к образованию на поршне задиров или даже к расплавлению поршня всего за несколько минут. В связи с этим очевидно, что поршневые кольца всегда должны иметь оптимальный контакт со стенкой цилиндра. Некруглости цилиндра или блокирование поршневых колец в кольцевых канавках (нагарообразование, грязь, деформация) с течением времени приводят к повреждениям поршня, вызванным перегревом из-за недостаточного отвода тепла.

Отвод тепла

3. Типы поршневых колец

3.1. Компрессионные поршневые кольца

Цилиндрические компрессионные поршневые кольца

Цилиндрическое компрессионное кольцо

Цилиндрическое компрессионное кольцо с внутренней фаской

Цилиндрическое компрессионное кольцо с внутренним углом

Цилиндрическое компрессионное кольцо

Цилиндрические компрессионные поршневые кольца – это кольца, имеющие прямоугольное поперечное сечение. У таких колец боковые поверхности параллельны друг другу. Данный тип компрессионных поршневых колец является самым простым и наиболее распространенным. В настоящее время кольца этого типа используются преимущественно в качестве первого компрессионного кольца во всех бензиновых, а иногда и в дизельных двигателях легковых автомобилей. Наличие внутренних фасок и углов вызывает скручивание колец в установленном (напряженном) состоянии. Фаска или внутренний угол, расположенные по верхней кромке, вызывают «положительное скручивание кольца». Более подробное описание воздействия скручивания колец приводится в 6. «Скручивание колец».

Конические кольца – компрессионные поршневые кольца с маслосъемной функцией

Коническое кольцо

Коническое кольцо с нижней внутренней фаской

Коническое кольцо с нижним внутренним углом

ЗАМЕЧАНИЕ

Конические кольца используются на двигателях любых типов (бензиновых и дизельных, для легковых и грузовых автомобилей) и устанавливаются, как правило, во вторую кольцевую канавку.

Эти кольца выполняют двойную функцию. Они помогают компрессионному кольцу в противодействии прорыву газов, а маслосъемному кольцу – в регулировании толщины масляной пленки.

Рабочая поверхность конических колец (Рис. 2) имеет коническую форму. В зависимости от исполнения, угловое отклонение рабочей поверхности в сравнении с кольцом прямоугольного сечения составляет от 45 до 60 угловых минут. Благодаря такой форме новое коническое кольцо контактирует с поверхностью цилиндра только по нижней кромке. По этой причине в данной области возникает высокое механическое давление на поверхность и происходит желаемый съем материала. В результате этого запланированного износа, возникающего в период приработки, уже после непродолжительной эксплуатации образуется идеально закругленная кромка, которая обеспечивает оптимальное уплотнение. За период эксплуатации в несколько сотен тысяч км pабочая поверхность кольца теряет коническую форму, и коническое кольцо начинает выполнять функцию кольца прямоугольного сечения. Обладая теперь свойствами кольца прямоугольного сечения, бывшее коническое кольцо по-прежнему обеспечивает надежное уплотнение. По причине того, что газы оказывают давление на кольцо также спереди (из-за проникновения газов в зазор между цилиндром и рабочей поверхностью поршневого кольца), усиление действия давления газов несколько снижается. За счет этого во время приработки кольца незначительно уменьшаются давление прижима и степень износа.

Конические кольца выполняют не только функцию компрессионных поршневых колец, но и обладают хорошими маслосъемными свойствами. Этому способствует смещенная внутрь верхняя кромка кольца. При движении поршня вверх, от нижней к верхней мертвой точке, кольцо скользит по масляной пленке. Под действием гидродинамических сил (образование масляного клина) кольцо слегка отходит от поверхности цилиндра. При движении поршня в обратном направлении кромка кольца проникает глубже в масляную пленку и таким образом снимает слой масла, отводя его в сторону картера. На бензиновых двигателях конические кольца устанавливаются также в первую кольцевую канавку. Фаска или внутренний угол, относительно нижней кромки, вызывают отрицательное скручивание кольца (смотри 6. «Скручивание колец»).

Давление газов на коническое кольцо

Скребковые кольца

Скребковое кольцо

У скребкового кольца, обеспечивающего как уплотнение от прорыва газов, так и съем масла, нижняя кромка рабочей поверхности имеет прямоугольную или скругленную проточку. В этой проточке скапливается определенное количество масла, которое затем стекает обратно в масляный поддон.

Раньше скребковые кольца имели прямоугольное сечение и устанавливались в качестве второго компрессионного поршневого кольца на многих моделях двигателей.

В настоящее время, вместо скребковых колец прямоугольного сечения используют преимущественно конические скребковые кольца. Скребковые кольца устанавливают также на поршнях для компрессоров пневматических тормозных систем, главным образом в качестве первого компрессионного поршневого кольца.

Коническое скребковое кольцо

Коническое скребковое кольцо является усовершенствованным типом скребкового кольца прямоугольного сечения. За счет конической pабочей поверхности улучшается процесс съема масла. В случае использования поршневых компрессоров, конические скребковые кольца устанавливают не только во вторую, но и в первую кольцевую канавку.

Коническое скребковое кольцо с закрытым стыком

У некоторых конических скребковых колец скругленная проточка не доходит до стыкового конца, благодаря чему улучшается функция уплотнения от прорыва газов. Тем самым, по сравнению с традиционными коническими скребковыми кольцами, такие кольца обеспечивают уменьшение прорыва газов в картер (см. также  6. «Тепловой зазор»).

Кольца трапециевидного сечения

Кольцо симметричного трапециевидного сечения

У колец симметричного трапециевидного сечения обе боковые поверхности расположены не параллельно друг другу, а под наклоном, в результате чего поперечное сечение приобретает форму трапеции. Угол наклона составляет, как правило, 6 °, 15 ° или 20 °.

Кольцо несимметричного трапециевидного сечения

У колец несимметричного трапециевидного сечения нижняя боковая поверхность не имеет угла наклона и расположена перпендикулярно рабочей поверхности.

Кольца трапециевидного или несимметричного трапециевидного сечения используются для предотвращения нагарообразования и, следовательно, заклинивания колец в кольцевых канавках. При наличии очень высокой температуры внутри поршневой канавки велика вероятность образования нагара из-за воздействия этой температуры на имеющееся в канавке масло. При этом у дизельных двигателей возможно образование не только масляного нагара, но и сажи. Наличие сажи ускоряет скопление отложений в кольцевой канавке. Если бы в результате накопления отложений произошло заклинивание поршневых колец в канавках, то горячие отработанные газы беспрепятственно проникли бы через зазор между поршнем и стенкой цилиндра и вызвали бы перегрев поршня. Это привело бы к расплавлению головки поршня и его серьезным повреждениям.

По причине действия повышенных температур и образования сажи, кольца трапециевидного сечения устанавливаются преимущественно на дизельных двигателях, в самой верхней кольцевой канавке, а иногда и во второй кольцевой канавке.

ВНИМАНИЕ!

Кольца (симметричного и несимметричного) трапециевидного сечения нельзя устанавливать в обычные прямоугольные канавки. Кольцевые канавки поршня, в которые необходимо установить кольца трапециевидного сечения, всегда должны иметь соответствующую форму.

Функция очистки: благодаря особенностям формы колец трапециевидного сечения и их движению в кольцевой канавке за счет качания поршня происходит механическое измельчение нагара.

3.2. Маслосъемные поршневые кольца

Назначение

Конструкция маслосъемных поршневых колец позволяет распределять масло по стенке цилиндра и снимать с нее избыточное масло. Для улучшения функций уплотнения и съема масла, маслосъемные поршневые кольца оснащаются, как правило, двумя маслосъемными рабочими поясками. Каждый их этих рабочих поясков снимает со стенки цилиндра избыточное масло. Таким образом, как у нижней кромки маслосъемного поршневого кольца, так и между рабочими поясками скапливается определенное количество масла, которое необходимо удалить из области кольца. Поскольку при движении поршня он качается внутри цилиндра, функция уплотнения выполняется тем лучше, чем ближе друг к другу расположены рабочие пояски кольца.

Маслосъемное поршневое кольцо

Прежде всего, масло, снимаемое верхним рабочим пояском и скапливающееся между обоими поясками, подлежит удалению из этой зоны, так как иначе оно может проникать в область над маслосъемным поршневым кольцом, что потребует его съема вторым компрессионным кольцом. Для этой цели коробчатые маслосъемные кольца и маслосъемные кольца из 2-х частей имеют между рабочими поясками продольные прорези или отверстия. Через эти отверстия в самом кольце масло, снимаемое верхним рабочим пояском, выводится на обратную сторону кольца.

 ЗАМЕЧАНИЕ

У двухтактных двигателей поршень смазывается маслом, содержащимся в топливной смеси. Поэтому из конструктивных соображений можно отказаться от использования маслосъемного поршневого кольца.

Оттуда дальнейший отвод снятого масла может осуществляться разными способами. Один из этих способов предусматривает отвод масла через отверстия в поршневой канавке к внутренней поверхности поршня, чтобы оно могло стекать обратно в масляный поддон. При наличии так называемых поверхностных пазов (cover slots) (Рис. 1) снятое масло выводится обратно на наружную поверхность поршня через расположенную вокруг бобышки выемку. Также используется комбинированный вариант, когда масло отводится сразу обоими способами.

Оба этих способа отвода масла надежно зарекомендовали себя и успешно используются, в зависимости от формы поршня, процесса сгорания топлива или цели применения. Теоретически сложно дать общий ответ, какой из этих способов лучше. По этой причине, выбор оптимального способа для конкретного поршня зависит от результатов различных практических испытаний.

Коробчатые маслосъемные поршневые кольца

Маслосъемное поршневое кольцо

В современном моторостроении коробчатые маслосъемные поршневые кольца больше не используются. Их упругость обеспечивается только за счет собственного поперечного сечения. Поэтому такие кольца относительно более жесткие, имеют меньшую подвижность и менее плотно прилегают к стенке цилиндра, вследствие чего их уплотняющая способность хуже, чем у маслосъемных поршневых колец, состоящих из нескольких частей.

Коробчатые маслосъемные кольца с прорезями изготавливают из серого чугуна.

Типы конструкции

Маслосъемное коробчатое кольцо с прорезями

Это самое простое исполнение с прямоугольными маслосъемными рабочими поясками и прорезями для отвода масла.

Маслосъемное коробчатое кольцо со сходящимися фасками

В отличие от маслосъемного кольца с прорезями, у этого кольца с кромок рабочих поясков сняты фаски, благодаря чему улучшается давление на поверхность.

Маслосъемное коробчатое кольцо с параллельными фасками

У рабочих поясков этого кольца фаски сняты только с кромок в направлении камеры сгорания. Это позволяет улучшить процесс съема масла при движении поршня вниз.

Маслосъемные поршневые кольца из 2-х частей (конструкция с пружинным расширителем)

Такие маслосъемные поршневые кольца состоят собственно из самого кольца (кольцевой детали) и расположенной за ним спиральной пружины. Поперечное сечение кольца намного меньше, чем у коробчатого маслосъемного поршневого кольца. Это придает кольцу относительную гибкость и позволяет ему оптимально прилегать к стенке цилиндра. Канавка для пружинного расширителя, расположенная на внутренней стороне кольца, имеет либо полукруглую, либо V-образную форму.

Упругость как таковая обеспечивается за счет спиральной нажимной пружины из жаропрочной пружинной стали. Она расположена внутри кольца и прижимает его к стенке цилиндра. Во время эксплуатации пружина плотно прилегает к обратной стороне кольца, образуя с ним единое целое. Хотя пружина в кольце не прокручивается, всё кольцо в целом – так же, как и другие кольца – свободно вращается в кольцевой канавке. У состоящих из 2-х частей маслосъемных поршневых колец радиальное давление всегда распределяется симметрично, так как давление прижима имеет одинаковую величину по всей окружности спиральной пружины.

Шлифование пружин по наружному диаметру, более плотное расположение витков в области замка поршневого кольца и защита тефлоновой оболочкой позволяют увеличить срок службы пружин. За счет этих мер уменьшается износ от трения между кольцом и спиральной пружиной. Собственно кольца маслосъемных колец из двух частей изготавливают из серого чугуна или стали.

ЗАМЕЧАНИЕ

У состоящих из нескольких частей маслосъемных поршневых колец зазор в замке ненапряженного кольца, т. е. расстояние между стыковыми концами самого кольца в демонтированном состоянии, без установленной внутри пружины-расширителя, является незначительным. В особенной степени это касается стальных колец, у которых данный зазор может быть равным нулю. Это не является дефектом или основанием для рекламации.

Маслосъемное коробчатое кольцо с прорезями и пружинным расширителем

Самый простой тип конструкции, обеспечивающий более эффективное уплотнение в сравнении с обычным коробчатым маслосъемным кольцом с прорезями.

Маслосъемное коробчатое кольцо с параллельными фасками и пружинным расширителем

Кольцо имеет такую же форму рабочей поверхности, как и у обычного коробчатого маслосъемного кольца с параллельными фасками, однако обеспечивает более эффективное уплотнение.

Маслосъемное коробчатое кольцо со сходящимися фасками и пружинным расширителем

Кольцо имеет такую же форму рабочей поверхности, как и у обычного коробчатого маслосъемного кольца со сходящимися фасками, однако обеспечивает более эффективное уплотнение. Маслосъемные поршневые кольца этого типа находят самое широкое применение. Их можно использовать на любых моделях двигателей.

Маслосъемное коробчатое кольцо со сходящимися фасками, пружинным расширителем и хромированными рабочими поясками

Это кольцо имеет такие же свойства, как у традиционного коробчатого маслосъемного кольца со сходящимися фасками и пружинным расширителем, однако отличается повышенной износостойкостью и, следовательно, более длительным сроком службы. Поэтому оно оптимально подходит для дизельных двигателей.

Маслосъемное коробчатое кольцо со сходящимися фасками и пружинным расширителем, изготовленное из азотированной стали

Это кольцо изготавливается из профильной листовой стали и со всех сторон покрыто износозащитным слоем. Оно отличается очень высокой гибкостью и ломается реже, чем указанные выше кольца из серого чугуна. Отвод масла из полости между рабочими поясками осуществляется через круглые штампованные отверстия. Маслосъемные поршневые кольца этого типа используются преимущественно на дизельных двигателях.

Маслосъемные поршневые кольца из 3-х частей

Данные маслосъемные кольца состоят из 3-х частей: двух тонких стальных пластинок (колец) и распорной пружинырасширителя, прижимающей кольца к стенкам цилиндра. Маслосъемные поршневые кольца со стальными пластинками либо имеют хромированные рабочие поверхности, либо со всех сторон обработаны азотированием.

Последние отличаются повышенной износостойкостью как в области pабочей поверхности, так и в месте контакта пружины-расширителя и пластинок (вторичный износ).

Состоящие из 3-х частей маслосъемные поршневые кольца оптимально прилегают к стенкам цилиндров и находят применение преимущественно в бензиновых двигателях легковых автомобилей.

Маслосъемное поршневое кольцо из 3-х частей

3.3. Типичная комплектация поршня кольцами

Комплексные требования, предъявляемые к поршневым кольцам, не могут быть выполнены при использовании только одного поршневого кольца. Это можно осуществить только с помощью нескольких поршневых колец различных типов. В современном автомобильном моторостроении устоявшимся решением является комбинация из компрессионного поршневого кольца, комбинированного компрессионного и маслосъемного поршневого кольца и отдельного маслосъемного поршневого кольца. Поршни с более чем тремя кольцами встречаются сегодня сравнительно редко.

  1. Компрессионное поршневое кольцо
  2. Комбинированное компрессионное и маслосъемное поршневое кольцо
  3. Маслосъемное поршневое кольцо

3.4. Наиболее подходящее поршневое кольцо

Не существует ни лучшего поршневого кольца, ни лучшей комплектации поршня кольцами. Каждое поршневое кольцо является «специалистом» в своей области. В конечном счете, любое исполнение и сочетание колец представляют собой компромисс для удовлетворения абсолютно разным и отчасти противоположным требованиям. Изменение в отношении хотя бы одного поршневого кольца может нарушить баланс работы всего комплекта колец.

Окончательный подбор поршневых колец для двигателя новой конструкции всегда осуществляется как на основании результатов интенсивных тестов на испытательном стенде, так и с учетом нормальных условий эксплуатации.

Приведенная ниже таблица не претендует на полноту, однако показывает в целом, как различные характеристики колец отражаются на их различных функциях.

  • благоприятное действие – положительно
  • среднее действие – нейтрально
  • неблагоприятное действие – отрицательно

4. Поршневое кольцо: термины

  1. Зазор в замке ненапряженного поршневого кольца
  2. Стыковые концы
  3. Спинка кольца (напротив стыковых концов)
  4. Рабочая поверхность кольца
  5. Боковая поверхность кольца
  6. Внутренняя поверхность кольца
  7. Тепловой зазор (зазор в холодном состоянии)
  8. Диаметр цилиндра
  9. Радиальная толщина стенки
  10. Осевой зазор
  11. Высота поршневого кольца
  12. Диаметр цилиндра
  13. Внутренний диаметр канавки
  14. Высота канавки
  15. Радиальный зазор

5. Конструкция и форма поршневых колец

5.1. Материалы для изготовления поршневых колец

Материалы для изготовления поршневых колец подбираются с учетом антифрикционных свойств и условий, при которых поршневые кольца должны работать. Высокая эластичность и коррозионная стойкость важны так же, как и высокая устойчивость к повреждениям при экстремальных условиях эксплуатации. Серый чугун до сих пор является основным материалом, из которого изготавливаются поршневые кольца. С трибологической точки зрения, серый чугун и содержащиеся в нем графитовые включения обеспечивают оптимальные свойства при работе в аварийном режиме (сухое смазывание графитом).

Эти свойства важны особенно тогда, когда прекращается смазывание моторным маслом и масляная пленка уже разрушена. Кроме того, графитовые жилки в структуре кольца служат в качестве масляных резервуаров и противодействуют разрушению масляной пленки при неблагоприятных условиях эксплуатации.

Процесс литья поршневых колец

Используемые материалы на основе серого чугуна

  • Чугун с пластинчатой структурой графита (чугун с пластинчатым графитом), легированный и нелегированный
  • Чугун с глобулярной структурой графита (чугун с шаровидным графитом), легированный и нелегированный

В качестве стальных материалов используются хромистая сталь с мартенситной микроструктурой и пружинная сталь. Для повышения износостойкости поверхность материалов подвергают упрочнению. Это осуществляется, как правило, путем азотирования.*

*В технической литературе под термином азотирование понимается процесс обогащения азотом (подачи азота) с целью упрочнения поверхности стали. Азотирование выполняется, как правило, при температуре от 500 до 520 °C; время обработки составляет от 1 до 100 часов. В результате диффузии азота на поверхности заготовки образуется очень твердый поверхностный связующий слой из нитрида железа. В зависимости от времени обработки, он может достигать толщины в 10–30 мкм. Наиболее распространенными методами являются азотирование в соляной ванне (например, коленчатых валов), газовое азотирование (поршневых колец) и плазменное азотирование.

5.2. Материалы для покрытия pабочей поверхности

С полным покрытием рабочей кромки

 С покрытием центра рабочей кромки

 С частичным покрытием рабочей кромки

На рабочие пояски или pабочие поверхности поршневых колец можно нанести покрытия, улучшающие трибологические свойства. При этом первоочередное значение отводится повышению износостойкости, а также обеспечению смазывания и уплотнения в экстремальных условиях. Материал покрытия должен быть совместим как с материалами, из которых изготовлены поршневое кольцо и стенка цилиндра, так и со смазывающей средой. Нанесение покрытий на рабочие поверхности поршневых колец находит широкое применение. На поршневые кольца серийных двигателей часто наносят покрытия из хрома, молибдена и феррооксида.

Трибология (греч.: учение о трении) изучает порядок взаимодействия поверхностей тел, движущихся относительно друг друга. Эта наука занимается описанием трения, износа и смазывания.

5.2.1. Молибденовые покрытия

Во избежание следов прижога рабочая поверхность компрессионных (не маслосъемных) поршневых колец может быть наполнена молибденом или полностью им покрыта. Для этого используются методы как газопламенного, так и плазменного напыления. Благодаря высокой температуре плавления молибдена (2620 °C) обеспечивается чрезвычайно высокая термостойкость. Кроме того, технология нанесения покрытий приводит к образованию пористой структуры материала. В микропустотах, образующихся при этом на рабочей поверхности кольца (Рис. 2), может скапливаться моторное масло. За счет этого обеспечивается наличие моторного масла для смазывания рабочей поверхности кольца даже при экстремальных режимах эксплуатации.

Свойства

  • Высокая термостойкость
  • Оптимальные свойства при работе в аварийном режиме
  • Мягче хрома
  • Износостойкость ниже, чем у колец с хромовым покрытием (повышенная восприимчивость к загрязнениям)
  • Повышенная восприимчивость к вибрациям поршневого кольца (из-за этого возможно крошение молибдена при экстремальных нагрузках, например, при детонационном сгорании и прочих нарушениях режима сгорания)
5.2.2. Гальванические покрытия
Хромовые покрытия

Большинство хромовых покрытий наносится гальваническим способом.

Свойства

  • Длительный срок службы (износостойкость)
  • Твердая, устойчивая поверхность
  • Снижение износа цилиндров (примерно на 50 % в сравнении с поршневыми кольцами без покрытия)
  • Высокая устойчивость к появлению следов прижога
  • Свойства при работе в аварийном режиме хуже, чем у молибденовых покрытий
  • По причине высокой износостойкости приработка длится дольше, чем у неармированных поршневых колец, маслосъемных поршневых колец со стальными пластинками или маслосъемных поршневых колец U-Flex.
Покрытия CK (Хромовая керамика) И DC (Diamond coated)

Данные покрытия состоят из нанесенного гальваническим способом слоя хрома с сеткой микротрещин, в которые прочно внедрены твердые материалы. В качестве заполнителя используются керамика (CK) или микроалмазы (DC).

Свойства

  • Минимальные потери на трение благодаря чрезвычайно гладкой поверхности
  • Максимальная износостойкость и длительный срок службы за счет заполнения твердыми материалами
  • Высокая устойчивость к появлению следов прижога
  • Незначительный самоизнос слоя, нанесенного на поршневое кольцо, при сохранении незначительного износа цилиндра
Покрытия PVD

PVD, сокращенно от «Physical Vapour Deposition» (физическое осаждение из парообразной фазы), – это вакуумная технология нанесения покрытий, при которой слои из высокопрочных материалов (CrN, нитрид хрома (III)) напрямую напыляются на поверхность поршневых колец.

Свойства

  • Благодаря чрезвычайно гладкой поверхности, потери на трение сводятся к минимуму.
  • За счет очень тонкой и плотной структуры слоя высокой твердости обеспечивается очень высокая износостойкость.
  • Ввиду высокой износостойкости контур кольца сохраняется на протяжении более длительного времени эксплуатации. Это позволяет, к примеру, дополнительно снизить упругость маслосъемного поршневого кольца с покрытием PVD, что дает значительные преимущества в отношении потерь на трение.

5.3. Отслаивание покрытий

В некоторых случаях происходит отслаивание напыленных на рабочие поверхности слоев молибдена и феррооксида. Причиной этого являются, главным образом, ошибки при монтаже поршневых колец (слишком сильное растягивание при установке на поршень или деформирование колец, как показано на Рис. 1). При неправильной установке кольца на поршень покрытие отслаивается только в области спинки кольца (Рис. 2). Отслаивание покрытия на стыковых концах указывает на вибрацию поршневого кольца в результате нарушения режима сгорания (например, при детонационном сгорании).

Рис. 1. Пeрeкручивание и растягивание поршневых колец при установке на поршень

Рис. 2. Отслаивание покрытия в области спинки кольца

5.4. Обработка рабочих поверхностей (обтачивание, притирка, шлифование)

Рабочие поверхности неармированных поршневых колец из чугуна обрабатывают, как правило, только путем тонкого обтачивания. По причине быстрой приработки неармированных колец, их рабочие поверхности не подвергают притирке или шлифованию. Снабженные покрытием или закаленные рабочие поверхности колец либо шлифуют, либо притирают. Это связано с их высокой износостойкостью, из-за которой потребовалось бы слишком много времени на то, чтобы рабочие поверхности колец приобрели скругленную форму и начали обеспечивать надлежащее уплотнение. Возможными последствиями стали бы потеря мощности и высокий расход масла.

Станок для обработки рабочих поверхностей

5.5. Выпуклая форма рабочей поверхности

Еще одна причина обработки притиркой или шлифованием связана с формой pабочей поверхности. У (неармированных) поршневых колец прямоугольного сечения pабочая поверхность спустя некоторое время приобретает выпуклую форму (Рис. 1), что связано с их возвратнопоступательным движением и движением в канавках (скручивание колец). Это положительно отражается на создании масляной пленки и сроке службы колец.

Рис. 1. Образование выпуклости под действием износа в период приработки

Рабочим поверхностям поршневых колец с покрытием придают слегка выпуклую форму еще в процессе изготовления. Благодаря этому не требуется их дополнительная приработка до желаемой формы. Это предотвращает усиленный износ в период приработки и, следовательно, повышенный расход масла. По причине точечного прилегания рабочей поверхности кольца достигается повышенное специфическое давление прижима к стенке цилиндра, благодаря чему улучшается уплотнение от прорыва газов и поступления масла. Кроме того, снижается риск образования кромочного контакта из-за еще пока острых кромок колец. Кромки колец с хромовым покрытием всегда сглаживают, чтобы предотвратить продавливание масляной пленки во время приработки. При неоптимальной конструкции кольца, твердое хромовое покрытие могло бы привести к значительному износу и повреждениям стенки цилиндра, выполненного из гораздо более мягкого материала.

Рабочие поверхности колец симметричной выпуклой формы (Рис. 2), образовавшейся в результате приработки или выполненной еще на стадии изготовления, обладают оптимальными антифрикционными свойствами и создают масляную пленку заданной толщины. Благодаря симметричной выпуклости, толщина масляной пленки при возвратно-поступательном движении поршня остается одинаковой. Силы, действующие на кольцо и обеспечивающие его скольжение по масляной пленке, одинаковы при движении поршня в обоих направлениях.

Рис. 2. Рабочая поверхность кольца симметричной выпуклой формы

Если выпуклость создается еще в процессе изготовления, то существует возможность придания ей асимметричной формы для улучшения контроля расхода масла. В этом случае наивысшая точка выпуклости будет располагаться не по середине pабочей поверхности, а немного ниже (Рис. 3).

Рис. 3. Рабочая поверхность кольца асимметричной выпуклой формы

Асимметричное разделение pабочей поверхности позволяет формировать разные поверхности скольжения кольца при его возвратно-поступательном движении. При движении вверх кольцо, из-за увеличенной площади рабочей поверхности в верхней части, сильнее выталкивается маслом («кольцо всплывает»), в результате чего со стенки цилиндра снимается меньше масла. При движении вниз уменьшенная площадь в нижней части способствует тому, что кольцо меньше «всплывает» и, соответственно, снимает больше масла (Рис. 4 и 5). Таким образом, кольца с рабочими поверхностями асимметричной выпуклой формы позволяют также контролировать расход масла, особенно при неблагоприятных условиях эксплуатации в дизельных двигателях. Такие условия возникают, например, в результате продолжительной работы на режиме холостого хода после работы на режиме полной нагрузки, когда при последующем нажатии на педаль акселератора часто происходит выброс масла в выпускную систему и образование синего дыма.

Рис. 4. Сильное «всплывание» при движении вверх

Рис. 5. Слабое «всплывание» при движении вниз

5.6. Обработка поверхностей

В зависимости от исполнения, поверхности поршневых колец могут либо остаться необработанными, либо быть подвергнуты фосфатированию или омеднению. Это влияет только на антикоррозионные свойства колец. Новые необработанные кольца хотя и имеют красивый блеск, но абсолютно не защищены от образования ржавчины. Кольца, подвергнутые фосфатированию, имеют черную матовую поверхность и защиту от образования ржавчины за счет нанесенного на них слоя фосфата.

Омедненные кольца тоже хорошо защищены от ржавчины и имеют некоторую защиту от образования следов прижога в период приработки. Медь обладает определенным сухим смазочным эффектом, улучшая свойства при работе в аварийном режиме во время периода приработки.

Обработка поверхностей колец не имеет, однако, никакого влияния на их функциональность. Поэтому цвет поршневого кольца не является показателем его качества.

6. Назначение и свойства

6.1. Тангенциальное напряжение

Диаметр поршневых колец в свободном состоянии превышает диаметр установленных в цилиндр колец. Это необходимо для того, чтобы после установки кольца оказывали требуемое давление прижима по всей окружности цилиндра.

На практике сложно измерить давление прижима в цилиндре. Поэтому диаметральная сила, прижимающая кольцо к стенке цилиндра, определяется с помощью формулы, исходя из тангенциальной силы. Под тангенциальной силой понимают силу, необходимую для сжатия стыковых концов до образования теплового зазора

(Рис. 1). Тангенциальную силу измеряют с помощью гибкой стальной ленты, которую обматывают вокруг кольца. Эту ленту затягивают до тех пор, пока не достигается заданный тепловой зазор поршневого кольца. После этого значение тангенциальной силы считывают по динамометру. Если речь идет о маслосъемных поршневых кольцах, то измерение всегда выполняют с установленной пружиной-расширителем. Чтобы обеспечить точность измерений, измерительный прибор подвергают вибрации, что позволяет пружине-расширителю принять свое естественное положение за кольцом. Если измерения проводятся на состоящих из 3-х частей кольцах с пружиной и стальными пластинками, то в связи с их конструкцией требуется дополнительная осевая фиксация всего кольца, так как иначе стальные пластинки сместятся в сторону и измерение станет невозможным. На Рис. 1 схематически показан процесс измерения тангенциальной силы.

ЗАМЕЧАНИЕ

В результате радиального износа, вызванного полусухим трением или длительной эксплуатацией, поршневые кольца утрачивают тангенциальное напряжение. Поэтому измерять это напряжение имеет смысл только у новых колец с еще полным поперечным сечением.

Рис. 1. Измерение тангенциальной силы

6.2. Распределение радиального давления

Радиальное давление зависит от модуля эластичности материала, зазора в замке ненапряженного поршневого кольца и, не в последнюю очередь, от поперечного сечения кольца. Различают два основных вида распределения радиального давления. Самым простым видом является симметричное распределение радиального давления (Рис. 2). Оно встречается, прежде всего, у составных маслосъемных поршневых колец, состоящих из собственно упругого кольца или стальных пластинок с относительно низким внутренним напряжением. Установленная внутри пружина-расширитель прижимает кольцо или, соответственно, стальные пластинки к стенке цилиндра. В результате того, что пружина-расширитель в сжатом состоянии (после установки) прижимается к обратной стороне кольца или стальных пластинок, радиальное давление распределяется симметрично.

Рис. 2. Симметричное распределение радиального давления

У компрессионных поршневых колец четырехтактных ДВС используется не симметричное распределение радиального давления, а грушевидное (позитивно-овальное), которое препятствует вибрации стыковых концов колец на высоких оборотах (Рис. 3). Вибрация всегда начинается на стыковых концах и передается от них к кольцу по всей его окружности. Под действием увеличенного усилия прижима, стыковые концы поршневого кольца сильнее прижимаются к стенке цилиндра, благодаря чему вибрация кольца эффективно снижается или прекращается.

Рис. 3. Позитивно-овальное распределение радиального давления

6.3. Увеличение давления прижима под действием давления сгорания

Гораздо более важным, чем внутреннее напряжение колец, является увеличение давления прижима, образующееся в результате сгорания смеси во время работы двигателя.

До 90 % общего усилия прижима первого компрессионного поршневого кольца создается за счет давления сгорания во время такта рабочего хода. Как показано на Рис. 1, компрессионное поршневое кольцо подвергается действию этого давления с задней стороны и сильнее прижимается к стенке цилиндра. Увеличенное усилие прижима воздействует главным образом на первое компрессионное кольцо и в меньшей степени на второе компрессионное кольцо.

Давление газов на второе поршневое кольцо может регулироваться за счет изменения теплового зазора первого компрессионного поршневого кольца.

Рис. 1. Увеличение давления прижима

При небольшом увеличении этого зазора, давление сгорания, действующее на обратную сторону второго компрессионного поршневого кольца, повышается, что также приводит к усилению прижима. При увеличении количества компрессионных поршневых колец, дальнейшего увеличения давления прижима под действием давления образующихся при сгорании газов, начиная со второго кольца, не происходит.

Маслосъемные поршневые кольца работают только за счет своего внутреннего напряжения. Ввиду особой формы этих колец, давление газов не вызывает увеличения усилия прижима. Кроме того, распределение силы на поршневом кольце зависит от формы рабочей поверхности поршневого кольца. У конических колец и шлифованных компрессионных поршневых колец выпуклой формы давление газов действует также в зазоре между рабочей поверхностью поршневого кольца и стенкой цилиндра, противодействуя давлению газов за поршневым кольцом (см. главу 1.3.1 «Компрессионные поршневые кольца»).

Осевое усилие, прижимающее компрессионное поршневое кольцо к нижней боковой поверхности канавки, возникает только за счет давления газов. Внутреннее напряжение колец в осевом направлении не действует.

ЗАМЕЧАНИЕ

Во время работы на режиме холостого хода, из-за снижения степени наполнения цилиндров наблюдается уменьшение усилия прижима колец. Это особенно заметно у дизельных двигателей. Двигатели, которые долго работают на холостом ходу, имеют повышенный расход масла, так как из-за снижения воздействия давления газов ухудшается процесс съема масла. Часто после длительной работы на режиме холостого хода и последующего нажатия на педаль акселератора, двигатели выбрасывают из выхлопной трубы клубы синего дыма. Это связано со скоплением масла в цилиндрах и в выпускной системе и его сгоранием после нажатия на педаль акселератора.

6.4. Специфическое давление прижима

Рис. 2 и Рис. 3. Упругость кольца и специфическое усилие прижима

Специфическое давление прижима зависит от упругости кольца и площади его прилегания к стенке цилиндра.

Удвоение значения специфического усилия прижима возможно двумя способами: либо за счет удвоения значения упругости кольца, либо путем уменьшения вдвое площади прилегания кольца в цилиндре. На Рис. 2 и Рис. 3 видно, что результирующее усилие (специфическое усилие прижима = усилие × площадь), действующее на стенку цилиндра, всегда остается неизменным, несмотря на то, что упругость кольца увеличивают или, соответственно, уменьшают вдвое.

ВНИМАНИЕ!

При оценке давления прижима и уплотняющих свойств недостаточно учитывать только упругость кольца. Сравнивая поршневые кольца, всегда необходимо обращать внимание также на площадь pабочей поверхности.

На новых двигателях всё чаще устанавливают более плоские кольца, чтобы уменьшить внутреннее трение в двигателе. Это возможно, однако, только за счет уменьшения эффективной площади контакта кольца со стенкой цилиндра. При уменьшенной вдвое высоте кольца снижаются также вдвое упругость поршневого кольца и, следовательно, трение.

Поскольку оставшееся усилие действует на уменьшенную площадь, специфическое давление прижима на стенку цилиндра (усилие × площадь) при уменьшенных вдвое площади и упругости остается таким же, как и при увеличенных вдвое площади и упругости.

6.5. Тепловой зазор

Тепловой зазор (Рис. 1) – это важная особенность конструкции, необходимая для обеспечения надлежащей работы поршневых колец. Его можно сравнить с зазором в приводе впускных и выпускных клапанов. При нагреве компонентов из-за естественного теплового расширения происходит увеличение их длины или, соответственно, диаметра. В зависимости от разности рабочей температуры и температуры окружающей среды, требуется определенный зазор в холодном состоянии, чтобы обеспечить надлежащую работу при рабочей температуре.

Рис. 1. Тепловой зазор в смонтированном состоянии

Основным условием для корректной работы поршневых колец является их свободное вращение в канавках.

Заклиненные в канавках поршневые кольца не обеспечивают ни уплотнения, ни отвода тепла. Тепловой зазор, который должен всё ещё присутствовать и при рабочей температуре, гарантирует, что окружность расширенного под действием тепла поршневого кольца всегда будет меньше окружности цилиндра. Если, в результате теплового расширения поршневого кольца, тепловой зазор полностью исчезнет, то его стыковые концы начнут давить друг на друга. При дальнейшем увеличении такого давления произойдет деформация поршневого кольца, вызванная увеличением длины его окружности в результате нагрева. Поскольку при тепловом расширении поршневое кольцо не имеет возможности раздвигаться в радиальном направлении, увеличение длины его окружности может быть скомпенсировано только в осевом направлении. На Рис. 2 показано, как деформируется кольцо при недостаточном пространстве в цилиндре.

Рис. 2. Деформация поршневого кольца при рабочей температуре

Приведенные ниже вычисления на примере поршневого кольца диаметром 100 мм показывают, как изменяется длина его окружности при рабочей температуре.

В данном примере для обеспечения надлежащей работы кольца требуется тепловой зазор не менее 0,6 мм. Однако, в результате нагрева при рабочей температуре происходит не только расширение поршня и поршневых колец, но также увеличивается внутренний диаметр цилиндра.

По этой причине тепловой зазор может быть немного меньше рассчитанного. Тем не менее, под действием тепла диаметр цилиндра увеличивается в гораздо меньшей степени, чем поршневое кольцо. Это объясняется тем, что, во-первых, структура блока цилиндров жестче, чем у поршня. Во-вторых, поверхность цилиндра нагревается не так сильно, как поршень с поршневыми кольцами.

К тому же, внутренний диаметр цилиндра увеличивается неравномерно по всей рабочей поверхности цилиндра. Под действием теплоты сгорания верхняя часть цилиндра расширяется сильнее, чем нижняя. В результате неравномерного теплового расширения цилиндра происходит отклонение от цилиндрической формы, которая слегка принимает форму воронки (Рис. 3).

Рис. 3. Цилиндр в форме воронки при рабочей температуре

6.6. Уплотнительные поверхности поршневых колец

Поршневые кольца обеспечивают уплотнение не только со стороны pабочей поверхности, но и в области нижней боковой поверхности. Рабочая поверхность кольца отвечает за уплотнение между кольцом и стенкой цилиндра, а нижняя боковая поверхность канавки служит для уплотнения обратной стороны кольца. Поэтому требуется плотное прилегание кольца не только к стенке цилиндра, но и к нижней боковой поверхности канавки поршня (Рис. 1). При отсутствии плотного прилегания, масло или отработанные газы могут проникать через обратную сторону кольца.

Приведенные рисунки наглядно показывают, что в результате износа (из-за загрязнений или длительной эксплуатации) больше не обеспечивается уплотнение обратной стороны кольца и через поршневую канавку поступает большее количество газов и масла. Поэтому устанавливать новые кольца в изношенные канавки не имеет смысла. Неровности на боковой поверхности канавки препятствуют плотному прилеганию кольца, а увеличенная по высоте канавка позволяет кольцу перемещаться в больших пределах. Из-за увеличения зазора по высоте нарушается правильное расположение кольца в канавке, в результате чего кольцо гораздо легче отделяется от нижней боковой поверхности канавки, происходит откачка масла (Рис. 2 и Рис. 3), возникает вибрация кольца и ухудшается уплотнение. Кроме того, pабочая поверхность кольца приобретает чрезмерно выпуклую форму. Это приводит к увеличению толщины масляной пленки и повышению расхода масла.

Рис. 1. Уплотнение за счет нижней боковой поверхности канавки

Рис. 2. Такт впуска

Рис. 3. Такт сжатия

6.7. Дросселирующая щель и прорыв газов

Поскольку конструкция используемых в моторостроении поршневых колец не обеспечивает 100%-ого уплотнения, возникает прорыв так называемых картерных газов.

Отработанные газы через мельчайшие зазоры, имеющиеся в области поршней и поршневых колец, проникают в картер двигателя. При этом количество проникающих газов определяется по размерам дросселирующего окна (x и y на Рис. 4), которые следуют из значений теплового зазора и половины рабочего зазора поршня. В действительности, дросселирующее окно, в отличие от изображенного на рисунке, ничтожно мало.

Рис. 4. Дросселирующее окно

В качестве ориентира, максимальное значение количества прорывающихся газов принимают равным 0,5 % от количества потребляемого двигателем воздуха. Количество газов, прорывающихся в картер во время работы двигателя, зависит от положения поршневых колец. Если тепловые зазоры первого и второго компрессионных поршневых колец располагаются в кольцевых канавках друг над другом, то прорыв газов слегка увеличивается.

В процессе работы двигателя такая ситуация повторяется регулярно, так как кольца совершают в канавках несколько оборотов в минуту. Если же тепловые зазоры колец оказываются на противоположных сторонах поршня, то из-за увеличения пути через уплотняющий лабиринт прорыв газов слегка уменьшается. Отработанные газы, проникающие в картер, отводятся системой вентиляции картера обратно во впускной тракт и далее попадают в камеры сгорания. Необходимость такого решения вызвана тем, что эти газы вредны для здоровья. В результате повторного сгорания в двигателе они обезвреживаются. Вентиляция также необходима для снижения давления в картере, иначе избыточное давление в его полости приводило бы к увеличению утечек масла через уплотнительные сальники коленчатого вала двигателя.

Повышенный прорыв газов связан либо со значительным износом поршневых колец в результате их длительной эксплуатации, либо с наличием трещин в днище поршня, через которые отработанные газы проникают в картер. Кроме того, нарушение геометрии цилиндров также приводит к увеличению прорыва газов в картер.

На стационарных двигателях или на двигателях, установленных на испытательном стенде, прорыв газов постоянно измеряется, контролируется и используется в качестве показателя, предупреждающего о возникновении повреждений в двигателе. Если измеренное количество прорывающихся газов превышает максимально допустимое значение, двигатель автоматически отключается. Это позволяет избежать серьезных и дорогостоящих повреждений двигателя.

6.8. Зазор кольца по высоте

Рис. 1. Зазор кольца по высоте

Зазор кольца по высоте (Рис. 1) не является результатом износа кольцевой канавки. Это важный функциональный параметр, обеспечивающий правильное функционирование поршневых колец. Благодаря наличию зазора у кольца по высоте, возможно его свободное вращение в кольцевой канавке.

Величина зазора должна быть достаточной, чтобы кольцо не заклинивало при рабочей температуре и чтобы давление сгорания, действующее в канавке на обратную сторону кольца, было достаточным.

С другой стороны, зазор кольца по высоте не должен быть слишком большим, так как иначе снижается стабильность положения кольца в осевом направлении. В результате этого усиливается склонность кольца к вибрации и чрезмерному скручиванию. Это приводит к неблагоприятному износу поршневых колец (чрезмерная выпуклость рабочей поверхности) и повышенному расходу масла.

6.9. Скручивание колец

Наличие у поршневых колец внутренних углов или фасок приводит к скручиванию колец в напряженном, установленном состоянии. Кольца в ненапряженном состоянии (на поршне, не установленном в двигатель) не скручиваются (Рис. 2) и ровно лежат в кольцевых канавках.

Установленное в двигатель кольцо, т. е. кольцо в напряженном состоянии, отклоняется в более слабую сторону, где из-за наличия внутренней фаски или внутреннего угла материала меньше. Происходит скручивание кольца.

В зависимости от расположения фаски или угла – у нижней или верхней кромки – различают положительное или отрицательное скручивание кольца (Рис. 3 и 4).

Рис. 2. Поршневые кольца в ненапряженном состоянии: скручивание пока отсутствует

Рис. 3. Положительное скручивание кольца

Рис. 4. Отрицательное скручивание кольца

Скручивание колец в условиях эксплуатации

Положительное и отрицательное скручивание колец проявляется тогда, когда на кольцо не действует давление сгорания (Рис. 5). Как только давление сгорания начинает действовать в кольцевой канавке, поршневое кольцо плотно прижимается к её нижней боковой поверхности, за счет чего улучшается контроль расхода масла (Рис. 6).

Кольца прямоугольного сечения (цилиндрические кольца) и конические кольца с положительным скручиванием всегда обладают хорошими маслосъемными свойствами. При возникновении трения о стенку цилиндра во время движения поршня вниз такие кольца всё-таки могут слегка отделиться от нижней боковой поверхности канавки, что приведет к проникновению в зазор масла и повышению его расхода.

Кольцо с отрицательным скручиванием обеспечивает уплотнение кольцевой канавки по нижней боковой поверхности снаружи и по верхней боковой поверхности внутри. За счет этого блокируется проникновение в канавку масла. Таким образом, кольца с отрицательным скручиванием способствуют снижению расхода масла, особенно на режимах частичной нагрузки и при наличии разрежения в камере сгорания (режим принудительного холостого хода). У конических колец с отрицательным скручиванием угол наклона pабочей поверхности примерно на 2° больше, чем у обычных конических колец. Это необходимо по причине того, что из-за отрицательного скручивания угол наклона частично уменьшается.

Рис. 5. Отсутствие давления сгорания

Рис. 6. Наличие давления сгорания

6.10. Способность поршневых колец прилегать к стенкам цилиндров

Под способностью поршневого кольца прилегать к стенкам цилиндра понимают его адаптацию к форме стенки цилиндра для обеспечения эффективного уплотнения. Эта способность зависит от эластичности коробчатого кольца (у маслосъемных поршневых колец из 2-х частей) или, соответственно, стальных пластинок (у маслосъемных поршневых колец из 3-х частей), а также от давления прижима кольца/кольцевой детали к стенке цилиндра.

При этом способность кольца прилегать к стенке цилиндра тем лучше, чем эластичнее кольцо/кольцевая деталь и чем выше давление прижима. Высокие кольца и кольца с большим поперечным сечением обладают высокой жесткостью, а также вызывают увеличение сил инерции во время работы по причине большей массы. Поэтому их способность прилегать к стенкам цилиндров хуже, чем у более плоских колец и колец с малым поперечным сечением и, следовательно, с уменьшенными силами инерции.

Оптимальную способность прилегать к стенкам цилиндров имеют маслосъемные поршневые кольца из 2-х или 3-х частей, поскольку они состоят из очень гибкой кольцевой детали или очень гибких стальных пластинок, без необходимости при этом обладать высокой упругостью.

Как уже было описано, усилие прижима маслосъемных поршневых колец, состоящих из 2-х или 3-х частей, обеспечивается за счет соответствующей пружины-расширителя. Кольцевая деталь и стальные пластинки обладают высокой гибкостью и легко адаптируются.

Хорошая способность поршневых колец прилегать к стенкам цилиндров особенно важна тогда, когда отверстия цилиндров теряют круглую форму. Это происходит в результате деформаций (тепловых и механических) или ошибок при ремонтной обработке и монтаже.

Рис. 1. Плохая способность кольца прилегать к стенке цилиндра

6.11. Движения поршневых колец

Вращение колец

Для того, чтобы обеспечивалась успешная приработка и дальнейшее оптимальное уплотнение, поршневые кольца должны свободно вращаться в кольцевых канавках. Вращение колец возникает как благодаря хонингованию (перекрестное шлифование), так и в результате качания поршней в верхней и нижней мертвых точках. При малых углах хонингования кольца вращаются медленнее, при больших углах частота их вращения увеличивается. Кроме того, вращение колец зависит от частоты вращения коленчатого вала двигателя. Для общего представления: поршневые кольца совершают в среднем от 5 до 15 оборотов в минуту.

В двухтактных двигателях кольца заблокированы от вращения. Это позволяет избежать попадания стыковых концов в газовые каналы. Двухтактные двигатели используются преимущественно на двухколесных транспортных средствах, в садовых инструментах и т. п. В этом случае допускается, что блокировка вращения колец приводит к их неравномерному износу, возможному нагарообразованию в кольцевых канавках и сокращению срока службы. Данное исполнение в любом случае рассчитано на более короткий срок службы двигателя. К пробегу автомобилей с обычным четырехтактным двигателем предъявляются гораздо более высокие требования.

Смещение замков поршневых колец на 120° относительно друг друга во время монтажа служит только для улучшения запуска нового двигателя. В процессе последующей эксплуатации поршневые кольца могут занимать в кольцевых канавках любое положение, если их вращение не блокируется преднамеренно, путем конструктивных изменений (двухтактные двигатели).

Вращение вокруг оси

В идеальном случае кольца должны прилегать к нижним боковым поверхностям канавок. Это важно для обеспечения уплотняющей функции колец, так как они уплотняют не только в области рабочих поверхностей, но и в области нижних боковых поверхностей. Нижняя боковая поверхность канавки уплотняет от проникновения газов или масла на обратную сторону кольца. Рабочая поверхность поршневого кольца уплотняет его переднюю сторону, прилегающую к стенке цилиндра (см. главы, начиная с 1.6.6 «Уплотнительные поверхности поршневых колец»).

В результате возвратно-поступательного движения поршня и изменения направления его движения, на кольца воздействуют также силы инерции, из-за которых кольца отделяются от нижних боковых поверхностей канавок. Вызванное силами инерции отделение поршневых колец от нижних боковых поверхностей канавок сдерживается имеющейся внутри канавок масляной пленкой. Проблемы здесь возникают в основном тогда, когда кольцевые канавки и, следовательно, зазоры колец по высоте, увеличиваются в результате износа. Это приводит к отделению кольца от поверхности прилегания к поршню и к его вибрации, которая начинается на стыковых концах. В результате поршневое кольцо перестает уплотнять, и расход масла увеличивается.

Это происходит, прежде всего, во время такта впуска, когда при движении поршня вниз и образовании разрежения в камере сгорания, кольцо отделяется от дна канавки и масло, проникшее к задней стороне кольца, всасывается в камеру сгорания. В процессе выполнения трех остальных тактов кольца прижимаются к канавкам нижней боковой поверхностью под действием давления в камере сгорания.

Радиальное движение

В принципе, кольца совершают радиальные движения не сами по себе, а в результате движения поршня внутри цилиндра, при котором он соприкасается то с одной, то с другой стенкой цилиндра (перекладка поршня). Это происходит как в верхней, так и в нижней мертвых точках положения поршня. В результате кольца совершают в кольцевых канавках радиальное движение. Это приводит к измельчению образовавшегося слоя масляного нагара (особенно при использовании колец трапециевидного сечения), а также к вращению колец, обработанных перекрестным шлифованием.

Радиальное движение поршневого кольца

Скручивание колец

В результате действия сил инерции, скручивания колец и наличия зазоров по высоте, кольца совершают движения, показанные стрелками на рисунках. Как описано в 5.5 «Выпуклая форма рабочей поверхности», рабочая поверхность поршневых колец приобретает со временем выпуклую форму.

Скручивание кольца

Часть2. Монтаж и сервис поршней, поршневых колец, цилиндров двигателя

Просмотров: 10 458

Все о поршневых кольцах ДВС

Александр Расторгуев [razborkazapzap]

11.03.2021, Просмотров: 364

Автомобильные поршневые двигатели внутреннего сгорания работают за счет преобразования тепловой энергии в механическую. Одним из главных узлов является кривошипно-шатунный механизм, газораспределительный и цилиндро-поршневая группа. За счет движения цилиндра происходит происходит получение механической энергии. А вот насколько насколько важно наличие поршневых колец, и как их качество и состояние влияет на все процессы работы мотора — узнаете далее.

Поршневые кольца — это набор деталей, устанавливаемые на поршень. Как правило, на один поршень приходится два компрессионных и одно маслосъемное кольцо. Выполнены детали в форме окружности, повторяющие радиус поршня, однако имеют размер для того, чтобы их установить на поршень. Разрез, кстати, уменьшается при установке поршней в цилиндры, и чтобы кольца не сломались, необходимо пользоваться специальным зажимом поршневых колец. Изначально завод-изготовитель рассчитывает то, что в посадочном месте на поршне и в месте стыка двух краев кольца будут тепловые зазоры, которые с повышением температуры уменьшаются, а значит в цилиндре обеспечится максимальное давление без учетки масла.

А если бы поршень не имел колец? В таком случае в цилиндре не смогло бы образоваться давление, а масло из поддона попадало в камеру сгорания, что в итоге приведет к быстрой закоксовке, угару масла и его расходу.

Главное назначение и требование к кольцам — обеспечить плотное прилегание к стенкам цилиндра, удерживать давление и снимать лишнее масло со стенок цилиндра. Кстати, картерные газы также пытаются прорваться в цилиндр, но им мешают маслосъемные и компрессионные кольца, только в случае отсутствия критической выработки.

О видах поршневых колец

Всего существует два вида колец, которые вместе устанавливаются на поршень:

  • компрессионные;

  • маслосъемные.

В качестве сырья для изготовления колец используют чугун, а противозадирные свойства обеспечивает молибденовый слой. Несколько дешевле обходятся хромированные кольца, также обладающий противозадирными свойствами, однако ресурс, относительно чугунных колец, несколько меньше. 

Компрессионные поршневые кольца

Всего на один поршень необходимо два компрессионных кольца (реже 3), которые устанавливаются поверх маслосъемного. Помимо обеспечения герметичности цилиндра, компрессионное кольцо снимает лишнее тепло с цилиндра, участвую в теплоотдаче, а также гасит колебания поршня, которые возникают из-за боковой тяги.

Компрессионные кольца могут быть с разной формой замков:

  • L-образная;

  • плоская;

  • перекрученная.

L-образная форма замка обладает изменяемыми характеристиками уплотнения. Когда давление газов повышается, то на кольца усиливается давление, и они плотнее опоясывают поршень, а при понижении давления — размыкаются. Такой тип колец своевременно обеспечивает необходимую компрессию за счет движения замка кольца, а значит повышает ресурс цилиндро-поршневой группы.

Второе нижнее кольцо обычной формы играет роль добавочного, поддерживая давление, предотвращает детонацию и препятствует попаданию масла в цилиндр из-за силы обратной тяги.

Сейчас современные моторы постепенно отказываются от каких-либо тепловых зазоров компрессионных колец. 

Маслосъемные поршневые кольца

Назначение маслосъемного кольца кроется в его названии — оно снимает излишки масла со стенок цилиндра, оставляя пленку в несколько микрон, которые необходимо для продления ресурса ЦПГ, тем самым поддерживает постоянную температуру в цилиндре. Снимают масло со стенок специальные радиальные и осевые расширители. 

 

Какие функции выполняют поршневые кольца

Согласно вышенаписанному, делаем следующие выводы, что поршневые кольца:

  • регулируют теплообмен за счет снятия тепла со стенок цилиндра и поддержания необходимой толщины масляной пленки;

  • обеспечивают компрессию за счет минимального зазора между кольцом и цилиндром;

  • экономия моторного масла. Завод-изготовитель двигателя заранее просчитывает допуски по угару масла в цилиндре, а также толщину пленки.

Какие неисправности преследуют поршневые кольца

Известно, что в  процессе работы двигателя внутреннего сгорания, трущиеся детали постепенно изнашиваются. Это непосредственно касается цилиндро-поршневой группы, которая работает в режиме резких перепадов температур, давления, постоянного контакта с топливно-воздушной смесью, газами и маслом. Постепенно сила трения повышает зазор между деталями, соответственно падает мощность, повышается расход топлива и т.д.

Наиболее частые неисправности кроются в превышении теплового зазора, при правильной эксплуатации эта проблема лишь ресурсная. Второй момент кроется в залегании колец. Этот процесс обрастания колец продуктами масляного нагара, который происходит из-за перегрева ДВС и некачественного масла. Несмотря на то, что в 80% случаев залегание колец “лечится” раскоксовками, лучше не доводить до такого состояния, пользуясь элементарными правилами:

  •  чаще пользуйтесь автомобилем, перед началом движения прогревайте;

  • заливайте в мотор только сертифицированное масла с необходимыми допусками;

  • не доводите мотор до перегрева.

Последствия износа поршневых колец

Многим автолюбителям последствия известны:

  • затруднительный запуск холодного мотора;

  • снижение мощности;

  • повышенный расход топлива;

  • повышенный расход масла;

  • густой и сизый дым из выхлопной трубы;

  • пропуск зажигания и троение мотора.

Какие поршневые кольца выбрать

Отмечу, что замена колец без поршней, во многих случая нецелесообразна, ведь в процессе эксплуатации цилиндр и поршень может принять эллипсоидную форму. Что касается производителей, то настоятельно советую останавливаться только на проверенных брендах:

 

 

виды, функции, поломки и их устранение

Масляный вариатор: как правильно и как часто менять масло?

Смазка для печей: какой она должна быть?

Смазочные материалы для подшипниковых узлов автоклавных тележек

Решение основных задач эксплуатации резьбовых соединений на нефтеперерабатывающих предприятиях

Виды поршневых колец

Поршневые кольца бывают маслосъемными и компрессионными.

Первые служат для удаления излишков масла с поршня и цилиндра. После прохода этих колец на поверхностях остается тонкая масляная пленка в несколько микрон. В канавках деталей располагаются радиальные отверстия или прорези, по которым собранное моторное масло возвращается в поддон.

Существуют составные маслосъемные кольца с пружинами-расширителями и литые чугунные. Первые состоят из двух тонких колец, а также радиального и осевого расширителей. Их производство не слишком затратно, поэтому составные кольца используются чаще литых. Некоторые поршни оснащаются двумя составными или литыми кольцами. Для того чтобы стабилизировать прижим, чугунные дополняются пружинным расширителем.



Компрессионные кольца отвечают за изоляцию камеры сгорания. На поршни их устанавливается не более трех.

Выделяют верхние и нижнее компрессионные кольца. Первые ускоряют приработку, второе дополнительно герметизирует камеру после маслосъемного кольца. Оно предотвращает попадание газов в картер, препятствует проникновению излишков моторного масла в камеру сгорания, предупреждает детонацию двигателя.


Функции поршневых колец

Обобщая вышесказанное, можно выделить следующие функции поршневых колец:

  • Компрессия. Кольца изолируют камеру сгорания от картера. Предотвращая проникновение газов между поршнем и цилиндром, кольца способствуют их наиболее эффективному сжатию
  • Экономия моторного масла. Достигается за счет работы маслосъемных колец, которые убирают часть смазки с поверхностей цилиндра и направляют ее в картер
  • Теплообмен. Кольца передают тепло от поршня к стенкам цилиндра. При воспламенении топливно-воздушной смеси внутри камеры сгорания возникают температуры до +300 °C. Без отвода тепла высок риск поломки двигателя
  • Уменьшение горизонтальных колебаний поршня. Плотно посаженные кольца удерживают поршень строго в горизонтальном направлении и не дают ему «гулять». Благодаря этому предотвращается износ ЦПГ двигателя

Конструкционные материалы для поршневых колец

Поршневые кольца изготавливают из высококачественного чугуна или легированной стали. Чугунные имеют меньший вес и быстрее прирабатываются, однако стальные обладают лучшей термостойкостью и более высоким пределом прочности. Кроме того, стальные кольца требуют нанесения твердого приработочного антифрикционного покрытия.

Чаще всего верхние стальные кольца имеют оловянное или хромовое покрытие, нижние – молибденовое напыление.

Современные силовые агрегаты могут иметь большее количество поршневых колец, чем их «предшественники». Это связано с их более высокой мощностью и необходимостью в интенсивном отводе тепла от поршней.


Типичные неисправности поршневых колец

Износ поршневых колец вызывает увеличение зазора между стенками цилиндра и поршнем. Это приводит к тому, что при воспламенении топливно-воздушной смеси газы проникают в картер и снижают эффективность работы двигателя. Ухудшаются также характеристики моторного масла.

То же самое происходит при залегании колец. Раскаленные газы проникают из камеры сгорания и разрушают масло, вследствие чего в кольцевых каналах образуются отложения. Кроме того могут появляться побочные продукты сгорания топлива.


Из-за тяжелых отложений кольца в канавках залегают, в результате чего снижается подвижность поршня. Из-за образовавшегося между кольцами и стенкой цилиндра зазора происходит прорыв картерных газов, повышается расход моторного масла.

Износ поршневых колец можно определить по некоторыми внешним признакам, например, по синему дыму из выхлопной трубы. Особенно это заметно при холодном пуске двигателя.

Вместе с поршневыми кольцами изнашиваются, как правило, юбки поршней. И если поврежденные кольца нуждаются исключительно в замене, то состояние поршней можно улучшить при помощи специальных антифрикционных покрытий – к примеру, MODENGY Для деталей ДВС.

Данное покрытие обладает широким диапазоном рабочих температур (от -70 до +260 °C), способствует снижению трения и износа поршней, защищает юбки от задиров. Применение покрытия уменьшает расход топлива, повышает мощность двигателя и делает работу силового агрегата менее шумной.

Примечательно, что MODENGY Для деталей ДВС отверждается при комнатной температуре. Покрытие не требует дополнительного оборудования для нанесения, так как имеет удобную аэрозольную фасовку.

Перед нанесением покрытия рекомендуется использовать Специальный очиститель-активатор MODENGY. Он не только убирает разнородные загрязнения, но и образует на поверхностях пленку, улучшающую адгезию покрытия.



Замена поршневых колец

Чтобы снять поршневые кольца, нужно развести их края в области замка до тех пор, пока деталь не покинет канавку. Делается это при помощи специальных щипцов или небольшой плоской отвертки.

После снятия колец канавки очищаются от нагара при помощи специального инструмента или старого компрессионного кольца, сломанного на две части.



Перед установкой новых колец следует обратиться к инструкции, которая прилагается к комплекту. В ней описывается последовательность работы и правильное расположение деталей.

После очистки канавок необходимо проверить их на предмет повреждения радиусов и боковых поверхностей.

Установку новых колец начинают с нижнего. Процедура выполняется при помощи специального цангового устройства.

По окончании работы проверяют зазоры боковых поверхностей. Если они превышают 0,1 мм, поршни подлежат замене.

Обкатка двигателя с новыми кольцами производится в течение 3-5 тыс. км. Она включает в себя стандартные действия: прогрев двигателя, запрет длительного простоя на холостом ходу, движение на высоких оборотах, с малой скоростью при повышенных передачах и т. д. По прошествии обкатки двигатель не следует подвергать нагрузкам еще 5-10 тыс. км.

Монтаж и демонтаж поршневых колец · Technipedia · Motorservice

Установки

Назад к поиску

Информация о пользовании

Можно ли устанавливать поршневые кольца вручную? Что может произойти?  Почему при устранении масляного нагара всегда следует избегать повреждения боковой поверхности канавки? О том, как и в какой последовательности следует устанавливать поршневые кольца, вы узнаете здесь.

Комплект для монтажа поршневых колец
Каталожный № 12 00001 16 900 (для легковых автомобилей)
Каталожный № 12 00002 16 900 (для грузовых автомобилей)
  • Тщательно очистите бывшие в употреблении поршни от загрязнений. Обратите особое внимание на то, чтобы масляный нагар и загрязнения были удалены из кольцевых канавок. При необходимости очистите также отверстия для отвода масла сверлом или другим подходящим инструментом.
  • При удалении масляного нагара не повредите поверхности боковых сторон кольцевых канавок. Нижняя сторона канавки представляет собой уплотнительную поверхность. Её повреждение царапинами может вызвать при работе двигателя повышенный расход масла или повышенный прорыв газов.
  • Обязательно используйте для монтажа и демонтажа поршневых колец специальные щипцы для их установки. Использование других вспомогательные средств, например, проволочных петель или отвертки, может привести к повреждению поршневых колец или поршня.
  • Ни в коем случае не устанавливайте кольца вручную (исключение: маслосъемные поршневые кольца со стальными пластинками). При этом возникает не только риск поломки, деформации и перерастяжения кольца, но и опасность травмирования сломанным кольцом или его острыми краями.

ВНИМАНИЕ!

Быстрая установка поршневого кольца вручную, выполненная без его поломки, хотя и подтверждает ловкость рук механика, но при этом часто приводит к повреждению кольца в момент монтажа.

  • Ни в коем случае не устанавливайте кольцо на поршень таким образом, как показано на рисунке. Деформированное кольцо больше не лежит ровно в канавке, не вращается в ней, неравномерно изнашивается и больше не обеспечивает надлежащего уплотнения. Однако, дело обстоит еще хуже,
    когда у кольца с молибденовым покрытием происходит отслаивание или повреждение молибденового слоя. При этом нарушение антифрикционного слоя возникает если не при монтаже, то в процессе работы двигателя. Антифрикционное покрытие отслаивается, повреждает цилиндр и поршень, на котором появляются задиры, вызванные прорывом горячих отработанных газов между поршнем и стенкой цилиндра. Отделившиеся фрагменты покрытия приводят к повреждению поршня и рабочей поверхности цилиндра.
  • Не снимайте и не устанавливайте поршневые кольца без необходимости. Каждый раз, при снятии или установке, кольца деформируются. Не снимайте кольца с предварительно собранных поршней, чтобы, например, проверить их размеры.
  • Соблюдайте последовательность установки поршневых колец: сначала установите маслосъемное кольцо, затем второе компрессионное кольцо, и в заключение первое компрессионное кольцо.

Руководствуйтесь установочными маркировками. «Top» означает, что эта сторона кольца должна находиться сверху и быть направлена к камере сгорания. В случае сомнения или отсутствия маркировки «Top», установите кольцо надписью вверх.

Проверьте, свободно ли кольца проворачиваются (вращаются) в кольцевых канавках.

Последовательными нажатиями по всей окружности проверьте, утапливается ли кольцо полностью в кольцевую канавку, т. е. в месте утапливания pабочая поверхность кольца не должна выступать за край юбки поршня. Это важно, так как при отсутствии достаточного зазора до дна канавки (из-за использования неподходящего кольца или образования нагара на дне канавки) надлежащее функционирование колец не гарантируется.

При монтаже маслосъемных поршневых колец, состоящих из 2-х частей, всегда соблюдайте правильное положение пружинных расширителей. Концы пружинного расширителя всегда должны располагаться на противоположной стороне от замка поршневого кольца.

У колец, состоящих из 3-х частей, соблюдение правильного положения пружины-расширителя является необходимым условием для обеспечения функции съема масла. Даже в случае установки в цилиндр поршня с предварительно смонтированными кольцами, обязательно проверьте правильность положения пружины-расширителя. Во время транспортировки таких поршней, концы пружины находятся в ненапряженном состоянии, из-за чего возможно их наложение друг на друга. Обе цветные маркировки на концах пружины должны быть видны. Если любая из них не видна, то концы пружины соединены внахлестку, и кольцо функционировать не будет. Все замки состоящего из 3-х частей маслосъемного поршневого кольца (обе стальные пластинки и пружина-расширитель) должны быть установлены под углом 120° относительно друг друга.

Сместите замки поршневых колец готового к монтажу поршня так, чтобы они находились под углом примерно 120° относительно друг друга. Это облегчит работу поршня и поршневых колец при первом запуске двигателя. Причина: при первом запуске двигателя компрессия в цилиндрах несколько ниже, так как поршневые кольца еще не приработались. За счет смещения стыковых концов относительно друг друга предотвращается повышенный прорыв газов в картер, и тем самым улучшаются условия для надежного первого запуска двигателя.

Ключевые слова :
поршень , поршневое кольцо , комплект поршневых колец , зазор поршневого кольца , кольцевая канавка
Группы продуктов :
Поршни и компоненты

видео

Монтаж поршневых колец

Группы продуктов на ms-motorservice.

com

Это вас тоже могло бы заинтересовать

Информация о пользовании

Оценка бывших в употреблении поршней

Измерение и оценка кольцевых канавок

Возможно ли дальнейшее применение бывших в употреблении поршней, если устанавливаются новые поршневые кольца? Как измеряют зазор кольца по высоте? В каком случае кольцевая канавка считается изношенной?…

Информация о диагностике

Проблемы при уплотнении и повреждения колец

Перекос поршня

После повреждения двигателя часто наблюдается изгиб или скручивание шатуна. Это может вызвать перекос поршня. О том, какие последствия для двигателя имеет перекос поршня и какие повреждения могут при…

Информация о диагностике

Проблемы при уплотнении и повреждения колец

Вибрация поршневого кольца

Вибрация поршневого кольца приводит к потере мощности и высокому расходу масла. Но что такое вибрация поршневого кольца? Какие существуют виды вибрации поршневого кольца? Каковы причины осевой и…

Только для специалистов. Мы сохраняем за собой право на изменения и несоответствие рисунков. Информацию об идентификации и замене см. в соответствующих каталогах или в системах, основанных на TecAlliance.

Использование куки и защита данных

Группа Motorservice использует на Вашем устройстве файлы куки с целью оптимального оформления и постоянного улучшения своих веб-страниц, а также в статистических целях. Здесь Вы найдете дополнительную информацию об использовании куки, наши Выходные данные и Указания по защите персональных данных.

Нажатием кнопки «OK» Вы подтверждаете, что Вы приняли к сведению информацию о файлах куки, заявление о защите данных и выходные данные. Ваши настройки в отношении файлов куки для данного веб-сайта Вы можете изменитьв любое время [ссылка]

Установки приватности

Мы придаем большое значение прозрачности в вопросе защиты персональных данных. На наших страницах Вы получите точную информацию о том, какие настройки Вы можете выбрать и какие функции они выполняют. Выбранную Вами настройку Вы можете изменить в любое время. Независимо от выбранной Вами настройки, мы не будем определять Вашу личность (за исключением тех случаев, когда Вы однозначно ввели свои данные, например, в контактных формах). Информацию об удалении файлов куки Вы найдете в справке Вашего браузера. Дополнительная информация приводится вЗаявлении о защите данных.

Измените свои настройки приватности путем нажатия на соответствующие кнопки

  • Необходимость
  • Комфорт
  • Статистика
Необходимость

Файлы куки, необходимые для работы веб-сайта, обеспечивают его надлежащее функционирование. При отсутствии файлов куки возможно появление ошибок и сообщенийоб ошибках.

Данный веб-сайт будет выполнять следующее:
  • сохранять файлы куки, необходимые для работы веб-сайта.
  • сохранять настройки, выполненные Вами на данном сайте.

При этой настройке данный веб-сайт ни в коем случае не будет выполнять следующее:
  • сохранять Ваши настройки, например, выбор языка или баннер куки, чтобы Вы не выполняли их заново.
  • анонимно анализировать посещаемость нашего веб-сайта и использовать эту информацию для его оптимизации.
  • определять Вашу личность (за исключением тех случаев, когда Вы однозначно ввели свои данные, например, в контактных формах).
Комфорт

Файлы куки делают посещение Вами веб-сайта более удобным и комфортным, сохраняя, например, определенные настройки, чтобы Вам не приходилось заново выполнятьих каждый раз при посещении сайта.

Данный веб-сайт будет выполнять следующее:
  • сохранять файлы куки, необходимые для работы веб-сайта.
  • сохранять Ваши настройки, например, выбор языка или баннер куки, чтобы Вы не выполняли их заново.

При этой настройке данный веб-сайт ни в коем случае не будет выполнять следующее:
  • анонимно анализировать посещаемость нашего веб-сайта и использовать эту информацию для его оптимизации.
  • определять Вашу личность (за исключением тех случаев, когда Вы однозначно ввели свои данные, например, в контактных формах).

Разумеется, что мы всегда согласны с настройкой Do Not Track (DNT) Вашего браузера. В этом случае не устанавливаются отслеживающие файлы куки и не загружаются функции отслеживания.

Рено Меган 2. Проверка зазоров в замке поршневых колец. Renault Megane II

Содержание:

  • Техника промера
  • Маслосъемные
  • ВАЗ 2108 Установка поршневых колец
  • Принципы работы ДВС
  • Обзор популярных моделей поршневых колец ВАЗ 2109 2115
  • Каким он должен быть
  • Проблема после замены колец на ВАЗ 2106
  • Какой допустимый тепловой зазор в замке поршневых колец
    • Для чего нужен зазор?
    • Каким он должен быть?
    • Видео «Проверка зазора в замке поршневого кольца»
  • Тепловой зазор
  • ВАЗ 2110 Установка на место поршневых колец
  • Подведем итоги

Техника промера

Выше не было сказано, что такое вертикальный или осевой зазор. Суть этого параметра станет ясна в ходе выполнения действий:

  1. Поднесите кольцо к боковой поверхности цилиндра;
  2. Установите кольцо внешней стороной в ту прорезь, которая для него предназначена;
  3. При помощи комплекта щупов определите величину зазора (см. рис.).

На схеме показано, как нужно измерять вертикальный зазор.

Именно так всегда промеряют осевой зазор колец

Теперь определим, какой зазор остаётся на поршневых кольцах между концами, если они, то есть кольца, находятся внутри цилиндра. Само кольцо погружают в моторное масло, а затем его нужно сдвигать по стенкам одного из цилиндров – того же, где оно будет «трудиться»:

Зазор промеряют, когда кольцо зажато стенками цилиндра

Для выполнения этой операции обычно используют поршень, если последний уже был демонтирован. Смысл в том, чтобы довести кольцо примерно до того уровня, на котором оно находится при работе мотора. Допустим, расточка блока производилась недавно. Тогда кольцо перемещают вниз на 3-5 мм (этого достаточно). А дальше, используя комплект щупов, операцию доводят до завершения.

Моторное масло, используемое для смазки колец, может быть любым. В двигателе успешно сгорает всё!

Маслосъемные

Как самому заменить поршневые кольца

Подобная деталь . Обычно в современных авто используется по одной маслосъемной кромке, хотя в ранних движках их было несколько. Благодаря им можно регулировать уровень масла, которое стекает по стенкам цилиндра. Его не должно быть очень много, да и меньше положенного тоже не должно быть. Так как во втором случае детали будут голодать, что приведет к их трению и порче.

Если же масла будет больше, то излишки будут сгорать в ДВС, тогда его будет расходоваться больше, нагар будет скапливаться в клапанах, это, во-вторых, а также в свече зажигания, это, в-третьих. Излишки масла вызывают нарушения в работе двигателя. Мотор будет разбрызгивать его, что не только образует один большой нагар, но и существенно повысит температуру внутри движка.

Когда поршень опускается вниз, кольцо собирает своей структурой все лишнее масло, потом отправляет его в полость поршня, откуда оно стекает в поддон, где собираются все излишки масла, которые потом отправляются обратно к цилиндру.

ВАЗ 2108 Установка поршневых колец

Как самостоятельно заменить поршневые кольца

Установка поршневых колец

1. Перед установкой колец на поршни необходимо
проверить величину зазоров в их замках.

2. Разложите поршневые сборки и наборы их колец на чистой рабочей
поверхности.

3. Заправьте верхнее компрессионное кольцо соответствующего поршня
в первый цилиндр двигателя. Днищем поршня протолкните кольцо в нижнюю
часть цилиндра (15÷20 мм от нижнего среза)

Обратите внимание, что компрессионные
кольца отличаются друг от друга, — второе легко отличить от
верхнего по наличию ступеньки с нижней стороны, кроме того,
его наружная образующая поверхность имеет заметную конусность. 4

Извлеките поршень, затем щупом лезвийного типа измерьте зазор
— требуемой толщины лезвие (см.

Спецификации)
должно туго проскальзывать между торцевыми поверхностями кольца
в его замке.

5. Повторите процедуру, переведя кольцо
в верхнее сечение цилиндра (в конце хода поршня), сравните результаты
измерений с требованиями

Спецификаций. Если
нормативные данные не приведены, обращайтесь за консультацией к
специалистам автосервиса.

6. При использовании фирменных новых поршневых
колец вероятность того, что зазоры в их замках будут слишком малы,
достаточно невелика, — помните, что смыкание замка при тепловом
расширении кольца чревато заклиниванием двигателя и необратимым
выходом его из строя. В случае необходимости следует скорректировать
зазор, путем постепенного стачивания торцов кольца о зажатый в тиски
надфиль — плотно наденьте кольцо замком на надфиль и тяните его
на себя (ни в коем случае не от себя во избежание риска разрушения
кольца при смыкании замка).

7. Если результат измерения превышает допустимое значение (что в
случае новых колец весьма маловероятно), прежде чем забраковывать
кольцо, удостоверьтесь, что приобрели комплект колец соответствующего
двигателю Вашего автомобиля типоразмера.

8. Повторите процедуру для оставшихся колец первого поршня, а также
для колец всех остальных поршней. Не забывайте, что теперь каждое
из подобранных колец строго привязано к своему конкретному поршню.

9. После завершения проверки и корректировки зазоров в замках всех
колец можно приступать к одеванию их на свои поршни.

10. Технология одевания колец на поршень аналогична
используемой при их снятии. В первую очередь заправляется в свою
канавку на поршне пружинный расширитель нижнего (маслосъемного)
кольца, следом устанавливаются обе его боковые секции (замками под
180° к замку расширителя). Заметим, что как расширитель, так и боковые
секции маслосъемного кольца могут устанавливаться любой стороной
вверх. Следом устанавливается второе компрессионное кольцо, причем
обязательно идентификационной меткой в виде надписи “ТОР” вверх,
а ступенчатой стороной вниз. Последним одевается верхнее компрессионное
кольцо. В заключение следует развернуть компрессионные кольца замками
под 120° к замку расширителя маслосъемного кольца.

Схема установки поршневых колец

1 — Маслосъемное кольцо

2 — Второе компрессионное кольцо

3 — Верхнее компрессионное кольцо

При установке поршневых колец
всегда строго следуйте прилагаемым к комплекту инструкциям
изготовителей. Не путайте второе компрессионное кольцо с верхним,
— они различаются по сечениям.

Принципы работы ДВС

Peugeot 405 1.6 XU5JP Бортжурнал Новые поршневые кольца и ремонт упорных полуколец коленвала

Как уже было отмечено, принцип работы мотора таков, что утечка газов должна быть минимальной. Другими словами, они практически не циркулируют между стенками цилиндра и картером, иначе возможен быстрый износ поршня. Обеспечение пользы – вот цель, которую имеют кольца двигателя.

Существуют картерные газы, их можно найти в картере. Чем больше износ, тем срок службы поршневых колец выше, а, значит, больше газа скапливается в моторе. Благодаря поршневым кольцам возможна не только допустимая упругость, но и можно отрегулировать допустимое по описанию количество масла в цилиндре, отводя теплую среду к его стенкам.

Для успешной работы данной детали важна таблица материалов, по которой их изготавливают. Также нужно максимально выдержать тепловой зазор. Только так можно защитить мотор и сами поршни от быстрого износа. Это касается особенно дизельных двигателей, описание которых намного сложнее, чем бензиновых.

Обзор популярных моделей поршневых колец ВАЗ 2109 2115

Фирм, которые изготовляют поршневые кольца много, а так же много и подделок и все их просмотреть просто не хватает времени. Поэтому давайте рассмотрим тех производителей поршневых колец, которые отличаются от других нормальным качеством и ценой. Первое что хочу порекомендовать, это поршневые кольца фирмы «SM».

Поршневые кольца фирмы «SM

А так же

Поршневые кольца от фирмы «Mahle».

Эти фирмы выпускают поршневые кольца для Вазовских автомобилей разного диаметра и прекрасно нам подходят. Производят их, скорее всего, в Китае, потому как оригинальные будут стоить на много дороже. Но это не означает что всё так плохо, качество у них отличное. Я рекомендую всё же кольца фирмы «SM», потому что цена у них на много меньше, чем у «Mahle», а качество одинаковое так зачем платить больше и переплачивать за бренд.

Верхнее компрессионное кольцо у этих производителей стальное хромированное, но у фирмы «SM» оно омеднённое, на верхних фотографиях это прекрасно видно. Второе компрессионное кольцо черного цвета чугунное, но кольцо от фирмы «Mahle» имеет более тёмный цвет. На фото

Нижние маслосъемные кольца металлические наборные.графии слева «SM», а справа «Mahle».

Я рекомендую использовать именно металлические наборные маслосъемные кольца, потому что в отличие от коробчатого типа колец они прекрасно притираются в цилиндре, устойчивы к перегреву (не теряют свои пружинные свойства) и главное их достоинство, они работают как два не зависимых друг от друга кольца. Кольца коробчатого типа, очень боятся перегрева. Они при перегреве теряют свои пружинные свойства и плохо справляются со своей работой

И ещё один серьезный минус, они требуют очень осторожной обкатки. При малейшем отклонении от обкаточных режимов рабочие кромки кольца в некоторых местах могут откалываться и будут пропускать масло

Конечно же, есть и другие производители поршневых колец, но они как обычно идут сплошные подделки и выбрать качественные порой не реально

Каким он должен быть

Поршень имеет два вида колец: компрессионные (не пропускают сгоревшие газы) и маслосъемные (снимают излишки масла со стенок цилиндра). По своей конструкции они не сплошные, а имеют разрез, который позволяет ободу не заклинивать при нагреве. Также разрез способствует упругому прижатию к стенкам цилиндра. Очень важную роль в работе колец и цилиндра имеет наличие теплового пространства в замках. Допустимый его диапазон от 0.3 до 0.6 миллиметров. Не соблюдение диапазона может привести к отсутствию и большим повреждениям в цилиндре.

Гораздо лучше цениться косой срез. Так как давление на стенки происходит равномернее за счет то, что его края немного тоньше.

Полезно знать о промежутках в замках. Иногда механики пытаются сделать тепловое пространство в замках минимальным до 0.2 миллиметров. Это не редко приводит к тому, что появляются задиры колец и цилиндров. И это естественно, так как при нагревании детали пространство в замке становится меньше (или полностью отсутствует) и оно врезается в стенки цилиндра.

Для того, чтобы подытожить вышесказанное, перечислим, какие же характеристики должны быть у поршневых колец и каков должен быть тепловой зазор поршневых колец:

  1. Регуляция температуры. Это одна из важнейших функций, поскольку большая масса тепла, которое поглощается поршнем в период сгорания, будет отводиться. Если такого отвода тепла не будет – поршень расплавится за считанные секунды.
  2. Давление. Основная функция состоит в том, чтобы уплотнять. И полная реализация этой характеристики возможна только при соответственном давлении. Когда давление появляется, оно влияет на поршневые круги, а они в свою очередь прижимается к стенкам цилиндра. Чтобы прижатие было равномерным – необходимо равномерное распределение и правильный зазор в поршневых кольцах.
  3. Надежность и подача масла — маслосъемные. У них есть две маслосъемных перемычки, которые отвечают за необходимое количество подачи масла в размере 1-2 мкм. Если масло подается правильно – тогда расход его не большой, так же как и расход горючего. При этом будет максимально соблюдаться правило износа и срок службы будет увеличиваться.

В итоге, хотелось бы пожелать каждому автомобилисту и водителю, независимо от того, у него дизель или бензин, проверять самостоятельно или обращаться к специалистам в таком вопросе. Особенно, если речь идет об автомобилях с большим пробегом и больше 5 лет постоянной езды.

Проблема после замены колец на ВАЗ 2106

После замены колец поршень очень плохо двигается в цилиндре, Что сделать? Движка ВАЗ 2106 (1. 3) Поршня те же оставил, кольца подбирали спецы!

притретсяЖанна

а тепловой зазор оставил?Гудбай

маслицем смазал?, а может пора было точить горшки?Ярина

кольца поршневые не того размера запихал или сами поршняВасёк

посмотри в кольцах тепловые зазоры о то кольцами врятле обойдёшсяДимасян

Старик! А ты нагар из бороздок удалил, он мешает твоим кольцам на всю глубину утопиться, вот поршень туго и ходит,,, не притрётся, а кольца сломает.Ладислав

Может не в поршнях дело. Может вкладыши перетянули, вот и не провернуть движок.Леа

Плохо двигается понятие растяжимое. На новых кольцах он и должен ходить туже. Но если ты поставил новые кольца на старый поршень и не почистил канавки под кольцами от нагара, то им возможно уже пипец когда ты пытался забить пошень в цилиндер, им просто некуда было сожматься. Вытаскивай поршня назад если кольца ещё не поломалдо снимай и чисти нагар, обычно это делают поломанным старым кольцом.Марго

зазоры возможно маленькие или маслицем на смазали и поставили на сухую а так притереться потом должно! если всё впорядеМаксис

а шо плохо? руками двигаешь? или клинит в работе? потягай без свечей с жидкостями на буксире на 3 передаче=это щадящая притирка, когда сам едешь-с температурой-может клины ловить-плотно подогнали зазоры на кольцахКапитан

как подключить тахометр на ваз 2101? если можно ответ подробный и развёрнутый

люди у кого есть сылки на то где мультимедия пособие эксплуатация и ремонт ваз 2101

Подскажыте как поменять передний сальник коленчатого вала. ВАЗ 2101.

Ваз 2101 Можно подобрать какие то очень широкие покрышки на зад, что бы вцепить плужок и перегорать дачу? Что придумать?

Двигатель ВАЗ-21011. Когда меняется цепь на ГРМ?

Какой допустимый тепловой зазор в замке поршневых колец

Отметим, что к поршневым деталям создаются очень большие требования по качеству. Это происходит потому что на них воздействуют инертные силы, силы действия газов и высокие температуры. Конструкция полного комплекта, его габариты и требуемые размеры, соответствие с выбранным материалом, точная реализация производственных технологий – все это необходимо для долговременной службы. Но здесь мы не учли зазор в поршневых кольцах. Рассмотрим, что же он собой представляет.

Для чего нужен зазор?

Что такое тепловой зазор? Каждая деталь двигателя автомобиля, которая подвергается воздействию высоких температур, обладает таким свойством как расширение. Многие это знают еще со школы. Так вот, при расширении детали изменяются ее параметры. Таким образом, изменение размеров детали может привести к ухудшению работы других элементов механизма, находящихся плотно друг к другу, или же к их повреждению.

В случае, когда из-за теплового расширения исчезает тепловое пространство, стыковые части прижимаются друг к другу, что чревато неприятными последствиями как для самых колец, так и для работы поршня.

Тепловой зазор в замке поршневых колец — очень важная конструктивная способность, обеспечивающая нормальную работу поршневых кругов. Главным условием для нормального функционирования, есть возможность его свободного вращения в канавке. Когда оно застрянет в канаве, оно не сможет обеспечить уплотнение, а так же отвод тепла.

Каким он должен быть?

Поршень имеет два вида колец: компрессионные (не пропускают сгоревшие газы) и маслосъемные (снимают излишки масла со стенок цилиндра). По своей конструкции они не сплошные, а имеют разрез, который позволяет ободу не заклинивать при нагреве. Также разрез способствует упругому прижатию к стенкам цилиндра. Очень важную роль в работе колец и цилиндра имеет наличие теплового пространства в замках. Допустимый его диапазон от 0.3 до 0.6 миллиметров. Не соблюдение диапазона может привести к отсутствию и большим повреждениям в цилиндре.

Гораздо лучше цениться косой срез. Так как давление на стенки происходит равномернее за счет то, что его края немного тоньше.

Полезно знать о промежутках в замках. Иногда механики пытаются сделать тепловое пространство в замках минимальным до 0.2 миллиметров. Это не редко приводит к тому, что появляются задиры колец и цилиндров. И это естественно, так как при нагревании детали пространство в замке становится меньше (или полностью отсутствует) и оно врезается в стенки цилиндра.

Самый простой замок с прямым разрезом имеет один недостаток – его концы имеют высокое давление на цилиндр, точнее на его стенки. Это приводит, прежде всего, к утечке масла и к преждевременному износу стенок.

Для того, чтобы подытожить вышесказанное, перечислим, какие же характеристики должны быть у поршневых колец и каков должен быть тепловой зазор поршневых колец:

  1. Регуляция температуры. Это одна из важнейших функций, поскольку большая масса тепла, которое поглощается поршнем в период сгорания, будет отводиться. Если такого отвода тепла не будет – поршень расплавится за считанные секунды.
  2. Давление. Основная функция состоит в том, чтобы уплотнять. И полная реализация этой характеристики возможна только при соответственном давлении. Когда давление появляется, оно влияет на поршневые круги, а они в свою очередь прижимается к стенкам цилиндра. Чтобы прижатие было равномерным – необходимо равномерное распределение и правильный зазор в поршневых кольцах.
  3. Надежность и подача масла — маслосъемные. У них есть две маслосъемных перемычки, которые отвечают за необходимое количество подачи масла в размере 1-2 мкм. Если масло подается правильно – тогда расход его не большой, так же как и расход горючего. При этом будет максимально соблюдаться правило износа и срок службы будет увеличиваться.

В итоге, хотелось бы пожелать каждому автомобилисту и водителю, независимо от того, у него дизель или бензин, проверять самостоятельно или обращаться к специалистам в таком вопросе. Особенно, если речь идет об автомобилях с большим пробегом и больше 5 лет постоянной езды.

Видео «Проверка зазора в замке поршневого кольца»

Посмотрев запись, вы узнаете, по какому принципу подбираются поршневые кольца.

https://youtube.com/watch?v=dpxgnRfrAZ8

Тепловой зазор

Поршневые кольца. а — компрессионное компрессора.

Тепловой зазор в замке нового поршневого кольца в рабочем состоянии должен составлять примерно 0 4 % от номинального наружного диаметра кольца.

Тепловой зазор в замке в случае необходимости увеличивают опиловкой губок надфилем или плоским шлифным напильником.

Тепловой зазор в замке измеряют щупом у кольца, вложенного в отверстие кольцевой обоймы калибра. Кольцевую обойму кладут на ровную плиту, вставляют в нее поршневое кольцо и прижимают к плите до упора, затем щупом измеряют тепловой зазор. При увеличении теплового зазора по сравнению с начальным в 3 — 4 раза кольца заменяют.

Порядок затяжки болтов крепления головки цилиндров.

Тепловые зазоры регулируются одновременно в двух цилиндрах, следующих по порядку работы друг за другом, во время тактов сжатия ( или рабочего хода) в этих цилиндрах.

Тепловой зазор в замке поршневого кольца проверяется в контрольном кольце, внутренний диаметр которого соответствует номинальному диаметру цилиндра.

Тепловой зазор проверяют щупом при положении кольца в плоскости, перпендикулярной к оси цилиндров, на расстоянии 10 — 15 мм от верхней плоскости блока. При замене колец зазор в стыке проверяют по верхнему неизношенному пояску. Устанавливая кольца в канавку поршня, необходимо проверить зазоры между ними е только по высоте, но и обеспечить минимальный развод концов замка кольца при надевании его на поршень. Желательно избегать повторного снятия и постановки поршневых колец, так как они при этом теряют свою форму и даже может произойти поломка.

Тепловой зазор между стержнем клапана 15 и толкателем в пределах 0 1 мм ( на холодном двигателе) регулируется болтом 18, который ввертывается в толкатель.

Тепловой зазор регулируют после снятия клапанных крышек, проверки и ( при необходимости) подтяжки гаек ( болтов) крепления головок цилиндров и осей коромысел ( у двигателей ВАЗ — гаек крепления корпусов подшипников распределительного вала) в определенном положении поршня каждого цилиндра. Установку первого цилиндра в ВМТ на такте сжатия осуществляют по установочным меткам, когда при вывернутой свече зажигания будет выталкиваться палец или бумажная пробка; в это время ротор распределителя будет находиться против провода высокого напряжения, соединяющегося со свечой зажигания первого цилиндра.

Тепловой зазор в клапанном механизме обеспечивает полную посадку клапана на седло и компенсирует тепловое расширение деталей механизма тцри работе двигателя.

Тепловой зазор регулируют только после предварительной проверки затяжки болтов или шпилек крепления головки цилиндров и стоек клапанных коромысел. Затем полностью закрывают клапаны первого цилиндра, чтобы освободить передаточные детали для проверки и последующей регулировки теплового зазора. Для этого устанавливают поршень первого цилиндра в в. Он должен соответствовать данным заводской инструкции. При необходимости регулировки освобождают контргайку регулировочного болта или винта и проворачивают его до получения нужного зазора. Удерживая болт или винт от проворачивания ключом или отверткой, затягивают контргайку и снова проверяют зазор.

Тепловой зазор для впускных и выпускных клапанов у холодных двигателей автомобилей ГАЗ-53А, ЗИЛ-130, МАЗ-5335 равен 0 25 — 0 30 мм. Если тепловые зазоры во время работы двигателя увеличиваются, то клапаны начинают стучать и ухудшаются наполнение цилиндров свежим зарядом смеси и их очистка от отработавших газов. При уменьшении тепловых зазоров клапаны неплотно прилегают к седлам и их фаски обгорают. Мощность двигателя в обоих случаях снижается, а также нарушаются фазы газораспределения.

Тепловой зазор в замке колец должен быть минимальным, но достаточным, чтобы предотвратить защемление кольца.

Тепловой зазор в замках колец контролируют по калибрам, представляющим собой цилиндрические втулки с внутренним диаметром, равным внутреннему диаметру рабочего цилиндра, с допуском по А для диаметров до 300 мм и по А3 для диаметров свыше 300 мм.

ВАЗ 2110 Установка на место поршневых колец

1. Перед установкой на поршень новых поршневых
колец необходимо произвести измерение зазоров в замках поршневых колец
следующим образом.
2. Разложите сборки поршней с шатунами и новые поршневые кольца таким
образом, чтобы каждый комплект колец мог сравниваться с соответствующим
поршнем и соответствующим цилиндром в процессе измерения зазора и
при последующей сборке двигателя.
3. Вставьте верхнее кольцо в 1-й цилиндр
и протолкните его внутрь цилиндра с помощью верхней части поршня.
Это поможет установить кольцо в цилиндре перпендикулярно стенкам цилиндра.
Установите кольцо как можно ближе к дну цилиндра в районе нижнего
края входа кольца. Имейте в виду, что верхнее и 2-ое компрессионные
кольца не одинаковы.
4. Для измерения зазора в замке поршневого конца применяется
лезвие щупового измерителя, измеренное значение сравнивается с данными,
приведенными в Спецификациях.
5. В случае, если зазор слишком мал (в случае
применения не оригинальных запчастей Saab) он должен быть увеличен,
в противном случае, при работе концы кольца могут соприкасаться один
с другим, что часто является причиной серьезных повреждений. В идеале
необходимо устанавливать новые поршневые кольца, обеспечивающие правильный
зазор в замках. В самом крайнем случае зазор кольца может быть увеличен
путем очень аккуратного стачивания напильником (тонким). Закрепите
напильник в тисках с мягкими губками, наденьте кольцо на напильник
таким образом, чтобы оно своими концами соприкасалось с поверхностями
напильника, и медленными движениями снимите немного металла с концов
кольца. Будьте осторожны, поршневые кольца очень остры и, кроме того,
легко могут быть сломаны.
6. В случае установки новых поршневых колец весьма мало вероятно,
что зазор в замках окажется слишком велик. В случае, если при измерении
обнаружено, что зазор слишком велик, проверьте правильный ли комплект
колец был Вами приобретен.
7. Повторите процедуру проверки для каждого кольца в 1-ом цилиндре,
а затем со всеми кольцами для оставшихся цилиндров. Не забывайте при
этом складывать кольца к поршню и шатуну соответствующего цилиндра.
8. После измерения зазоров в замках колец и при отсутствии необходимости
проведения корректировки, кольца могут быть установлены на поршни.
9. Установите поршневые кольца на поршни, пользуясь той
же технологией, что и при снятии колец. Сперва устанавливайте нижнее
(маслосъемное) кольцо и дальше поднимайтесь вверх по поршню. При установке
маслосъемного кольца сначала вставьте расширитель, затем установите
нижнее и верхнее кольца так, чтобы оба зазора в замках оказались на
не упорной стороне поршня приблизительно на 60° один по отношению
к другому. Удостоверьтесь, что 2-ое компрессионное кольцо установлено
правильным образом, так, что слово “TOP” (верх) окажется наверху.
Установите зазоры верхнего и 2-го компрессионных колец по противоположным
сторонам поршня над бобышками поршневого пальца. Замечание: Всегда
следуйте инструкции, прилагаемой к комплекту поршневых колец — различные
изготовители могут рекомендовать различные процедуры. Не перепутайте
верхнее и 2-ое компрессионные кольца, так как они имеют различное
сечение.

Подведем итоги

В исправном атмосферном бензиновом или дизельном двигателе, который эксплуатируется в нормальных условиях, средний ресурс поршневых колец может составлять от 150 до 350 тыс. км. Высокофорсированные «атмосферники» и моторы с турбонаддувом (особенно бензиновые) могут нуждаться в замене колец уже при пробеге около 100 тыс. км. Усредненные показатели приводятся по причине того, что на срок службы поршневых колец сильно влияют следующие факторы:

  • режимы работы ДВС;
  • качество моторного масла;
  • работоспособность систем смазки, охлаждения и т. д.

Например, поршневые кольца могут немедленно выйти из строя в случае перегрева двигателя. Износ колец сильно увеличивается при эксплуатации мотора на несоответствующем рекомендуемому, грязном или попросту низкосортном масле. Проблемы с запуском холодного двигателя или неустойчивая работа агрегата на холостом ходу могут заставить водителя «подгазовывать» на холодном двигателе, в результате чего поршневые кольца очень сильно и быстро изнашиваются.

Напоследок добавим, что если была произведена замена поршневых колец и не запускается двигатель без видимых причин, тогда возможно разрушение колец в случае непрофессиональной установки новых деталей в цилиндры без ремонта. В этом случае распространенной проблемой является то, что после замены поршневых колец нет компрессии, которая необходима для сжатия смеси и нормального холодного запуска. Такая неисправность может быть результатом неправильно подобранных ремонтных размеров деталей или других ошибок во время проведения ремонта.

В том случае, если после замены поршневых колец машина дымит, тогда следует оценить интенсивность дымления и цвет выхлопных газов. В самом начале процесса приработки поршневых колец появление сине-серого дыма допускается, далее интенсивность дымления и цвет должны постепенно нормализоваться. Если после первых 1-3 тыс. км. этого не происходит, тогда потребуется провести повторную диагностику силового агрегата.

https://youtube.com/watch?v=ib-pX0N0Gmw

Детали, название, функции с (PDF)

В этой статье вы узнаете, что такое поршневое кольцо , как оно работает в поршне? различные типы поршневых колец с их функциями и многое другое.

Кроме того, вы можете скачать PDF-версию этой статьи в конце.

Поршневые кольца

Что такое поршневое кольцо?

Поршневые кольца фиксируются в канавках поршня для обеспечения хорошего уплотнения между поршнем и стенкой цилиндра.

Поршневые кольца выполняют три функции:

  1. Обеспечение герметичности для предотвращения прорыва газов сгорания. Blow-by — это название, которое определяет выброс отработавших газов из камеры сгорания через поршень в картер.
  2. Для формирования основного пути отвода тепла от днища поршня к стенкам цилиндра.
  3. Для контроля подачи масла на юбку и сами кольца в недостаточном количестве, предотвращая попадание избыточного количества масла в камеру сгорания с последующим угаром и нагаром.

Читайте также: Список деталей двигателя автомобиля: его назначение (с картинками)

Типы поршневых колец:

Ниже приведены типы поршневых колец

  1. Компрессионные кольца
    1. 9027 902 Сепарационные кольца Кольца разворотной полосы
  2. Маслосъемные кольца
    1. Цельные чугунные прорези
    2. Цельные штампованные стальные
    3. Трехкомпонентные стальные рельсовые с расширителем

Компрессионные поршневые кольца

В современных двигателях два или три компрессионных кольца устанавливаются в верхние канавки. Количество компрессионных колец улучшает степень сжатия. В нижнюю канавку поршня вставлено маслосъемное кольцо. Как правило, второе и третье компрессионные кольца имеют коническую поверхность и поставляются для улучшения масляного уплотнения.

Компрессионные кольца с коническими сторонами используются для устранения проблем с заеданием колец в двигателях высокой мощности. Его нельзя вставлять в пазы, отличные от пазов того же сечения. Специальное гребенчатое кольцо с малым шагом специально разработано для использования в изношенных двигателях, чтобы очистить гребень износа, оставленный оригинальным компрессионным кольцом.

Во многих случаях маслосъемные кольца имеют ряд канавок, которые отводят избыточное масло через отверстия в канавке поршня внутрь поршня и, таким образом, к поддонам, но оставляют достаточно масла для смазки стенок цилиндра. Маслосъемные кольца чуть больше радиального давления, чем компрессионные кольца.

Расточенные и грязесъемные кольца

Во многих двигателях эти типы поршневых колец используются для верхнего и второго компрессионного кольца. Во время хода всасывания, как показано на рисунке, кольца слегка скручиваются из-за внутренних сил, возникающих при срезании угла колец.

Таким образом, когда кольца двигаются вниз, они стирают масло, оставшееся на стенке цилиндра маслосъемными кольцами. Во время такта сжатия, когда кольца движутся вверх, они имеют тенденцию скользить по масляной пленке на стенке цилиндра. Таким образом, в камеру сгорания попадает меньше масла.

Во время рабочего хода, как показано на рисунке, давление сгорания вызывает раскручивание колец, таким образом, они имеют полный контакт со стенками цилиндра для эффективного уплотнения. В такте выпуска происходит то же самое, что и в такте сжатия.

Кольца для поворотной полосы

Кольцо для поворотной полосы представляет собой специальный тип компрессионных колец, имеющих L-образное поперечное сечение. Он закрывает или защищает разворотную полосу поршня. Это площадь поршня между верхней кольцевой канавкой и головкой поршня.

В этой области содержится определенное количество топливно-воздушной смеси, которая не сгорает, поскольку стенка цилиндра и поршень охлаждают эту топливно-воздушную смесь ниже точки сгорания. Эта несгоревшая воздушно-топливная смесь выходит из двигателя и может образовывать смог.

За счет использования разворотного кольца на поршне специального типа со скошенной вершиной это пространство устранено, так что количество несгоревшей топливно-воздушной смеси, выбрасываемой из цилиндра, уменьшается. Это увеличивает мощность до 10 %.

Кольцо на разворотной полосе также имеет преимущество хорошей герметизации во время рабочего хода. Когда начинается сгорание, давление быстро воздействует на верхнюю кромку кольца, вытесняя его, таким образом обеспечивая хорошее уплотнение со стенкой цилиндра.

Почему два компрессионных кольца?

Обычно на поршень устанавливаются два компрессионных кольца. Во время рабочего такта давление возрастает до 70 кгс/см2, и одному компрессионному кольцу будет трудно удерживать такое большое давление.

Если есть два кольца, это давление будет разделено между двумя кольцами. Нагрузка на верхнее кольцо уменьшается, так что оно не так сильно давит на стенку цилиндра. Износ кольца и цилиндра также снижается.

Маслосъемные кольца

Некоторые шатуны имеют отверстие для разделения масла, которое распределяет масло из масляного поддона на стенке цилиндра при каждом обороте шатунной шейки. Для большего количества масла достигает стенок цилиндра, что необходимо. Его необходимо соскоблить и вернуть на смазочный штифт. В противном случае он попадет в камеру сгорания и сгорит.

Это приведет к увеличению расхода масла, так что двигателю потребуется доливать масло через частые промежутки времени. Кроме того, сгоревшее масло могло загрязнить свечу зажигания, увеличить вероятность детонации и затруднить работу компрессионных колец.

Вместо охлаждающего, уплотняющего, очищающего и смазывающего действия на стенки цилиндра масло необходимо каждый раз удалять со стенки цилиндра, чтобы оно не попало в камеру сгорания. Это делается маслосъемным кольцом.

1. Цельное чугунное кольцо с прорезями Тип

Эти типы поршневых колец имеют прорези между верхней и нижней поверхностями, которые опираются на стенку цилиндра. Соскребаемое со стенки цилиндра масло поступает в пазы в задней части канавок маслосъемных колец в поршне и оттуда возвращается в масляный поддон.

Некоторые кольца этого типа устанавливаются с расширительными кольцами. Расширяющая пружина увеличивает давление кольца на стенку цилиндра, что улучшает маслосъемный эффект.

2. Цельное штампованное стальное кольцо Тип

Цельное маслосъемное кольцо из штампованной стали, в основном используемое в двигателях с изношенными стенками цилиндра. Он изготовлен из штампованной стали, а не из чугуна. Он может герметизировать только одну сторону кольцевой канавки в поршне за раз, оставляя таким образом открытый путь, по которому масло может проходить вверх к камере сгорания.

3. Трехсекционный стальной рельсовый тип с расширителем

В трехсекционном стальном рельсовом маслораспределительном кольце пружина расширителя толкает рельсы не только вверх, контактируя со стенками цилиндра, но также вверх и вниз, прижимаясь к верхней и нижней сторонам. кольцевых канавок в поршне. Это обеспечивает более эффективное уплотнение в этих трех жизненно важных точках для обеспечения эффективного контроля масла.

Почему только одно маслосъемное кольцо?

Обычно четырехпоршневые кольца устанавливались на поршни с длинной юбкой более ранних двигателей легковых автомобилей. Нижние два кольца были маслосъемными кольцами. Но использование нижних строп капота сократило количество колец до трех.

Поскольку два компрессионных кольца необходимы для того, чтобы выдерживать высокое давление сгорания, остается только одно маслосъемное кольцо. Можно использовать одно маслосъемное кольцо из-за производственных усовершенствований и более эффективного действия современного маслосъемного кольца.

Покрытие колец

Для предотвращения быстрого износа на компрессионные кольца наносят различные покрытия. Покрытие также влияет на износ. Термин притирка означает быстрое устранение неровностей новых колец. В новом состоянии кольца и стенка цилиндра имеют определенные неровности и не подходят идеально, однако через некоторое время эти неровности стираются, так что получается гораздо лучшая посадка.

Относительно мягкие вещества, такие как графит, фосфат и оксид железа, которые быстро изнашиваются, часто используются для покрытия колец и, таким образом, способствуют их износу. Скорость износа отверстия цилиндра можно значительно снизить, если хромировать верхнее кольцо, а не отверстие. Однако хромированное кольцо нельзя использовать в сочетании с гальваническим отверстием или закаленной линейкой.

Кольцевое покрытие также обладает хорошими маслопоглощающими свойствами. Они «впитывают» некоторое количество масла, тем самым улучшая смазку колец. Покрытия также имеют тенденцию предотвращать задиры кольца. Задиры возникают в результате контакта металла с металлом, высоких локальных температур и фактической сварки на небольшой площади кольца и металла стенки цилиндра.

Хотя при дальнейшем движении поршня сварной шов разрывается, царапины остаются. Покрытие предотвращает такие задиры, потому что сварка невозможна, если нет фактического контакта железа с железом.

Материал поршневых колец

Поршневые кольца изготовлены из мелкозернистого легированного чугуна. Этот материал обладает отличной теплостойкостью и износостойкостью, присущими его графитовой структуре.

Эластичность этого материала также достаточна для передачи радиального расширения и сжатия, необходимого для сборки и снятия кольца, и особенно для того, чтобы оно могло оказывать гибкое давление на стенки цилиндра.

Поршневые кольца разделены таким образом, чтобы их можно было расширить и надеть на головку поршня и в выемки, прорезанные в поршне. Кольца обычно имеют стыковые соединения, но в некоторых двигателях большой мощности соединение может быть угловым, внахлестку или герметичным.

Наружный диаметр кольца несколько больше диаметра цилиндра, а место разреза открыто. Когда он установлен, он сжимается, что дает ему начальное напряжение, соединение почти закрыто. В рабочем положении он плотно прижимался к стенке цилиндра.

Зазор поршневого кольца [Измерение зазора]

Поршневые кольца имеют зазор, чтобы их можно было установить в канавки поршня и снять при износе путем их расширения. Зазор обеспечивает радиальное давление на стенку цилиндра, таким образом обеспечивая эффективное уплотнение для предотвращения утечки высокого давления сгорания.

Необходимо проверить этот зазор, если он слишком велик из-за износа отверстия цилиндра, радиальное давление будет уменьшено. Чтобы проверить этот зазор, очистите от нагара концы кольца, а затем проверьте его щупом. Этот зазор может быть в пределах 0-178-0-50 мм в зависимости от диаметра отверстия, но он превышает 1 мм на 100 мм диаметра отверстия, необходимо установить новые кольца.

Зазор между кольцом и канавкой в ​​поршне следует также проверить щупом. Этот зазор обычно составляет 0,038-0,102 мм для компрессионных колец и чуть меньше для маслосъемных колец.

Износ канавок поршневых колец заставляет кольца подниматься и опускаться при движении поршня, что создает насосное действие и приводит к большому расходу масла. Чрезмерный прорыв газов, потеря компрессии также будут иметь место, если этот зазор слишком велик.

В процессе эксплуатации поршневое кольцо могло потерять часть своих упругих свойств, из-за чего будет уменьшаться радиальное давление на стенку цилиндра. Это свойство можно проверить, прижимая вместе изношенное и новое кольца, как показано на рисунке, и наблюдая, закрывается ли зазор изношенного кольца больше, чем зазор нового кольца.

Как снять и установить поршневые кольца?

Поршневые кольца следует осторожно снять с поршня либо с помощью специального инструмента для снятия и установки, либо с помощью трех латунных полосок. Инструмент расширяет кольцо, чтобы его можно было легко снять с поршня. В последнем случае по окружности поршня располагаются три полоски и на них надеваются кольца.

Полоски можно снять, а кольцо вставить в канавку. Компрессор колец используется для сжатия колец для их вставки в цилиндр при сборке поршня и цилиндра. Зазоры колец не должны быть на одной линии, но они должны располагаться в шахматном порядке, чтобы компрессия не имела прямого пути утечки через юбку поршня.

Поршневой палец

Поршневой палец соединяет поршень и малый конец шатуна. Поршневой палец, как правило, полый и изготовлен из закаленной стали, подвергнутой термообработке для получения твердой износостойкой поверхности.

Существует три различных метода соединения поршня и шатуна с помощью поршневого пальца.

  1. Палец крепится к поршню установочными винтами через бобышку поршня и имеет подшипник на шатуне, что позволяет концу шатуна поворачиваться в соответствии с требованиями за счет комбинированного возвратно-поступательного и вращательного движения поршня и коленчатого вала. Как показано на рисунке.

2. Штифт крепится к шатуну с помощью зажимного винта. В этом случае бобышки поршня образуют подшипник. По окружности поршневого пальца сделан соответствующий паз, в который вставляется зажимной винт. Как показано на рисунке.

3. Штифт плавает как в бобышках поршня, так и в малом конце шатуна. Его соприкосновение со стенкой цилиндра предотвращается двумя стопорными кольцами, установленными в канавках на внешнем конце бобышек поршня, эти кольца называются стопорными кольцами.

В настоящее время этот метод используется чаще всего. В этом случае в малом конце шатуна используется втулка из фосфористой бронзы или алюминия. Куст очень мало изнашивается и обновляется только через большие промежутки времени.

Фитинг поршневого пальца

Поршневые пальцы могут устанавливаться выборочно и, если они поставляются с поршнем, не являются взаимозаменяемыми. При очень больших переменных нагрузках на поршневые пальцы двигателей с воспламенением от сжатия особое внимание уделяется предотвращению риска усталостных трещин.

Внешняя поверхность подшипника обработана с очень высокой степенью точности, чтобы обеспечить правильную посадку в поршне и шатуне. Поршневой палец необходимо осмотреть на предмет износа, трещин или точечной коррозии. стопорные кольца следует всегда заменять, а если установлены мягкие торцевые накладки, проверяйте, не ослаблены ли они и не треснуты ли они.


Если у вас все еще есть сомнения по поводу « Типы поршневых колец », вы можете связаться с нами или задать вопрос в комментариях.

У нас также есть сообщество Facebook для вас, ребята. Если вам понравилась наша статья, поделитесь ею с друзьями. Если у вас есть вопросы по любой теме, просто не стесняйтесь задавать их в разделе комментариев.

Наконец, подпишитесь на нашу рассылку, чтобы получать уведомления, когда мы загружаем новые статьи.

Введите адрес электронной почты

Загрузить PDF-файл этой статьи:

Загрузить сейчас

Читать далее:

  1. Каковы 18 различных свойств смазочных материалов
  2. Три основных типа регуляторов, используемых в автомобильных двигателях Поглотители и как они работают?

Поршень: определение, детали, функции, материалы, выпуск, работа

В двигателе внутреннего сгорания поршень является одним из важнейших компонентов, помогающих работе цикла сгорания. Часть двигателя заключена в блок цилиндров, в котором используется поршневое кольцо, не оставляющее места для утечки газа.

Поршни помогают в преобразовании тепловой энергии в механическую работу и наоборот. Он движется вверх и вниз внутри цилиндра, расширяя и сжимая топливовоздушную смесь. По этой причине поршень в двигателе внутреннего сгорания неизбежен.

Сегодня мы рассмотрим определение, функции, работу, типы, детали, материалы и схему автомобильного поршня.

Читать: Компоненты автомобильного двигателя

Содержание

  • 1 Что такое поршень?
  • 2 Функции поршня в двигателях внутреннего сгорания
  • 3 Как работает поршень?
  • 4 Материал поршня
  • 5 Основные детали поршня и их функции
    • 5.1 Юбка поршня:
    • 5.2 Поршневые кольца:
    • 5,3 Поршневые подшипники:
    • 5,4 Присоединяйтесь к нашей рассылке
    • 5,5 Piston PIN -код:
    • 5,6 Head:
    • 5,7. СОНГАНИЕ.
    • 7 Распространенная проблема с поршнем
      • 7.1 Пожалуйста, поделитесь!

    Что такое поршень?

    Поршень представляет собой механическое устройство, которое перемещается вверх для сжатия газа и вниз за счет взрыва в цилиндре для преобразования тепловой энергии в механическую работу.

    Поршень следует циклическому процессу для продолжения процесса преобразования тепла. процесс достигается тремя способами:

    • Обеспечение тепла газу внутри цилиндра для полезной работы
    • Отвод тепла от баллона для снижения давления, чтобы газ можно было легко сжать.
    • Приложение работы к поршню, когда он находится в исходном состоянии и готов к повторному выполнению цикла.

    Функции поршня в двигателях внутреннего сгорания

    Поршни играют жизненно важную роль в автомобильных двигателях, включая бензиновые двигатели с искровым зажиганием и дизельные двигатели с воспламенением от сжатия. Процесс этих двух двигателей внутреннего сгорания отличается, но они используют поршень для своих процессов. Ниже приведены функции поршня в автомобильном двигателе:

    • Основная функция поршня заключается в передаче усилия небольшого взрыва газа в цилиндре на коленчатый вал. Это обеспечивает вращательный момент маховику.
    • Он движется вперед, так что газы могут сжиматься и может произойти взрыв при обратном движении.
    • Поршень содержит штифт, называемый поршневым пальцем, который позволяет газу в камере не выходить.
    • Шатун, прикрепленный к днищу поршня, позволяет передавать механическую работу.
    • Поршни помогают переносить топливовоздушную смесь в период цикла сгорания.
    • Поршни помогают контролировать поток масла в стенках цилиндра с помощью маслосъемного кольца.

    Как работает поршень?

    Спросив, как работает поршень, вы узнаете весь принцип работы двигателя внутреннего сгорания. Это связано с тем, что поршень выполняет основную работу во время четырехтактного цикла.

    Как упоминалось ранее, двигатели внутреннего сгорания бывают двух типов и работают они двумя разными способами. Один из них работает со свечой зажигания, поэтому он называется «двигатель с искровым зажиганием», а другой — «двигатель с воспламенением от сжатия». Работа у них совсем другая. Что ж, работа этого двигателя была описана в другой статье.

    Читать: Применение дизельного двигателя

    Видео ниже показывает работу поршня в двигателе внутреннего сгорания en gine:

    Материал поршня

    Чугун — самый ранний материал, из которого изготавливали поршень. Однако современный двигатель выигрывает от более легких материалов для балансировки двигателя. Хорошие поршни должны выдерживать температуру сгорания двигателя. Сплавы, такие как Y-сплавы и гидуминий, специально используются для получения таких свойств.

    Поршни изготовлены из алюминиевых сплавов методом литья. Некоторые поршни, используемые в гоночных автомобилях, требуют большей прочности и усталостной долговечности, поэтому они кованые.

    Поршни из заготовок также используются в гоночных двигателях, потому что они не зависят от размера и архитектуры доступных поковок, что позволяет менять конструкцию в последние минуты. Хотя обычно невооруженным глазом это не видно.

    ниже схема поршня:

    Основные части поршней и их функции

    Ниже приведены пояснения к основным частям поршня:

    Юбка поршня:

    Юбка поршня представляет собой цилиндрический материал, прикрепленный к круглой части поршня. Обычно он изготавливается из чугуна, чтобы противостоять износу и обладает самосмазывающимися свойствами. На юбке имеются канавки, что позволяет идеально сесть поршневым кольцам. Функция юбки поршня заключается в движении вверх и вниз по цилиндру.

    Поршневые кольца:

    Поршневые кольца представляют собой детали разрезных колец, которые устанавливаются в углублении поршня. В двигателе обычно три поршневых кольца. Иногда кольцо может быть и одно, в зависимости от типа двигателя.

    Подшипники поршня:

    Подшипники представляют собой большие детали поршня, которые способствуют эффективности движения. Он расположен в точках, где происходит осевое вращение. Эти подшипники обычно представляют собой полукруглые металлические детали, которые входят в отверстия этих точек.

    Подпишитесь на нашу рассылку новостей

    Поршневой палец:

    Поршневой палец — это часть поршня, также известная как поршневой палец или поршневой палец. Этот штифт представляет собой полый или сплошной вал в секции юбки. На этом пальце шарнирно закреплен поршневой шток, удерживаемый во втулке поршневого кольца. Функция поршневого пальца состоит в том, чтобы обеспечивать поддержку подшипника, чтобы поршень мог нормально функционировать.

    Головка поршня:

    Эта часть поршня, также известная как головка или купол, представляет собой верхнюю поверхность. Это часть, которая контактирует с дымовыми газами, из-за чего она подвергается чрезвычайно высокой температуре. Функция поршня состоит в том, чтобы воспринимать давление, температуру и другие напряжения расширяющегося газа.

    Болт шатуна:

    Еще одна часть поршня, которую нельзя оставить без внимания, это шатунный болт. Он используется для крепления шатуна к коленчатому валу. На нижнем конце шатунных болтов есть крышки и подшипники. Затем гайка используется для фиксации компонентов вместе с болтом.

    Шатун:

    Шатун является одной из основных частей поршня, который чаще всего укорачивается как шатун или шток. Он соединяет поршень с коленчатым валом двигателя и обеспечивает движение поршня в камере. Компонент рассчитан на механическую нагрузку, поэтому он достаточно прочен. Детали поршня изготавливаются методом ковки, а иногда и литья.

    Читайте: Четырехтактный двигатель: все, что вам нужно знать

    Типы поршней

    Ниже приведены три типа поршней: вверх по внешним краям. Это легко и просто, а также доставляет меньше проблем инженерам. Он часто используется в приложениях с наддувом, которые не требуют высокого подъема распределительного вала или высокой степени сжатия.

    Поршни с плоской вершиной: поршень с плоской вершиной имеет плоскую верхнюю часть. У него наименьшая площадь поверхности, что дает возможность создать наибольшую силу. Он идеально подходит для создания эффективного сгорания.

    Поршни с плоским верхом создают сильный взрыв в камере, но сжатие может быть слишком сильным для меньших камер сгорания.

    Купольные поршни: Концепция тарельчатых поршней совершенно противоположна тарельчатому типу. Средний пузырек для увеличения площади поверхности остается на верхней части поршня. Что ж, большая площадь поверхности означает меньшее сжатие, в то время как большее сжатие означает большее создаваемое усилие.

    Камера сгорания имеет верхний предел, который она может выдержать, поэтому снижение степени сжатия является лучшим способом предотвратить поломку двигателя.

    Читать Все, что вам нужно знать о системе трансмиссии

    Распространенная проблема с поршнем

    Проблема развития поршня не что иное, как трещина. Эта трещина возникает в верхней части головки поршня, известной как головка. Обычно это вызвано чрезмерной компрессией или опережением опережения зажигания из-за давления сгорания в бензиновых двигателях. Головка поршня трескается, потому что она работает за пределами рабочего давления.

    В дизельном двигателе поршень выходит из строя в результате состояния, известного как термическая усталость. Термическая усталость возникает, когда двигатель работает под большой нагрузкой наряду с легкой нагрузкой. Эти постоянные резкие изменения температуры сгорания внезапно приводят к термическим трещинам в головке поршня.

    Трещины случаются и в юбке поршня из-за постоянной перегрузки двигателя и усталости от большого пробега. В некоторых случаях причиной является конструкция поршня. В большинстве случаев производитель исправляет последнюю, поставляя замененную деталь.

    Юбка поршня может треснуть на ранней стадии ремонта двигателя, когда поршень неправильно установлен на шатунах. Это вызывает усталостные переломы, которые вызывают серьезные трещины на юбке.

    Читайте: Как работает автомобильный двигатель

    Именно для этой статьи выделите определение, работу, детали, типы, материал, проблему поршня. Я надеюсь, что знания достигнуты, если это так, дайте знать свою мысль и не забудьте поделиться. Спасибо!

    Различные стили и способы их установки

    Toggle Nav

    Поиск

    Существует множество способов крепления поршня к шатуну, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. Вот посмотрите на различные типы поршневых замков и как их правильно установить.

    Попросите опытных моторостроителей назвать наиболее неприятный или утомительный этап в процессе сборки, и, скорее всего, они согласятся установить любой стиль этих темпераментных подпружиненных штифтовых замков. Они недороги, учитывая нагрузку на них, но эти замки имеют решающее значение для долговечности двигателя. Если они потерпят неудачу, то может последовать любое количество сценариев, почти все из них катастрофические. Поклясться, что эти ужасные орудия пыток прокляты, не грех. Тем не менее, мы должны понять их, чтобы полюбить их.

    Начнем с нескольких основ. Существует три метода крепления поршня к шатуну:

    Слева направо показаны три популярных типа замков с булавкой: стопорное кольцо, проволочный зажим и спиральные замки.
      • Анкерный или фиксированный штифт — поршневой штифт свободно поворачивается внутри маленького конца шатуна, обычно с помощью втулки. Поршень фиксируется на штифте с помощью винтов, которые проходят через выступы штифта в штифт. Этот метод используется в основном в промышленных двигателях и никогда не встречался на рынке высокопроизводительных двигателей, за исключением, возможно, редкого винтажного применения.
      • Полуплавающий штифт — Штифт крепится к соединению за счет некоторой формы трения, после чего поршень свободно поворачивается внутри бобышек поршневого пальца. Крепление штифта к стержню обычно осуществляется запрессовкой. Маленький конец шатуна нагревается, что увеличивает металл и диаметр отверстия. Поршень располагается над штоком, а затем штифт вдавливается на место. Еще один способ крепления штифта к стержню — конструкция шатуна типа «шпилька-болт». Здесь узкий конец разделен, что позволяет установить штифт, а затем он фиксируется на месте при затягивании стопорного болта на стержне. Эта конструкция в значительной степени эксклюзивна для больших промышленных двигателей, где достаточно места для установки ключа внутри поршня.
    Опытные производители двигателей разработали свои собственные способы установки каждого типа конструкции крепления штифта. Для стопорного кольца один край заводится в канавку.
    • Полностью плавающий штифт — Штифт свободно поворачивается как внутри малого конца шатуна, так и в бобышках поршневого пальца. Запястный штифт удерживается в узде и не царапается цилиндром одним из двух способов:
    1. Подпружиненный замок с каждой стороны, фиксирующий штифт между бобышками штифта (это может быть спиролок, стопорное кольцо, круглое проволочный замок и т. д.
    2. Пара пуговиц, которые занимают пространство между штифтом и стенкой цилиндра, удерживая штифт по центру выступов штифта.

    Полуплавающий штифт

    Полуплавающий штифт с прессовой посадкой широко используется в серийных двигателях, особенно в старых моделях, в то время как в большинстве высокопроизводительных двигателей используются полностью плавающие поршни.

    «Запрессовка штифтов требует нагрева стержня, что плохо для материала стержня с точки зрения термообработки. Для прессования требуется оборудование, которого нет для плавающих штифтов», — объясняет Алан Стивенсон. «Сложность сборки и разборки. Кроме того, плавающие штифты естественным образом центрируются в поршне, что обеспечивает равномерную нагрузку. Очень сложно идеально центрировать нажатую булавку».

    С другой стороны, свободно плавающие поршни требуют этих противных замков. Но вряд ли любое решение достигается без некоторых осложнений. Большинство мнений о блокировках на запястье таково, что они решают больше проблем, чем создают. Но как насчет пин-кнопок? Их так же легко установить, как толкатели.

    Пуговицы-булавки — еще одно средство для фиксации булавки на запястье. Они устанавливаются по обе стороны от запястья в отверстии, сцепленном с масляной рампой.

      Кнопки с булавками

      «Кнопки популярны в некоторых классах дрэг-рейсинга из-за простоты сборки и разборки, например, между гонками в Top Fuel. Помимо дрэг-рейсинга, многие люди даже не знают о них», — говорит Стивенсон, добавляя, что кнопки также значительно дороже, чем замки. «С другой стороны, кнопки могут свободно вращаться и поэтому не считаются лучшим решением для поддержки смазочного кольца, когда отверстие для штифта пересекает канавку смазочного кольца. Кнопки также тяжелее».

      Штифтовые кнопки также заработали неприятную репутацию из-за того, что стирают масло со стенки цилиндра и, возможно, царапают металлическую поверхность или, по крайней мере, соскребают масло в этом месте и позволяют песку или нагару вонзиться в стенку. Их лучше оставить для приложений, где двигатели часто обслуживаются.

        Спиролоки породили легендарные истории агонии, но многие производители двигателей разработали быстрые и надежные способы их установки. Один из лучших советов — немного разделить катушки. Многие приложения требуют двойных замков, поэтому вам придется подготовить 32 Spirolocks на двигателе V8.

          Замки на запястье и типы

          Остаются замки на запястье, если вы собираетесь использовать свободно плавающий штифт, как это делают почти все высокопроизводительные приложения. Это крепежные детали пружинного типа, предназначенные для обеспечения посадки с натягом в канавке, выточенной на краю каждой втулки штифта. Замки удерживают штифт на запястье по центру выступов штифта, позволяя при этом вращаться. Эластичность замка позволяет им каким-либо образом деформироваться при установке и снятии.

          В автомобильных двигателях используются три типа: стопорное кольцо или Tru Arc; Спиролок; и проволочный замок или стопорное кольцо, которое предлагается как минимум в трех различных исполнениях. Последние два типа являются наиболее популярными среди производителей высокопроизводительных двигателей.

            Для установки стопорных колец или фиксаторов Tru Arc требуются специальные плоскогубцы. Просто вставьте выступы на плоскогубцах в отверстия на каждом конце фиксатора, надавите на плоскогубцы, чтобы сжать фиксатор, затем установите его в канавку.

              Стопорные кольца

              Как правило, дуги Tru Arc проще всего устанавливать, и они более популярны в легких условиях эксплуатации. Стопорное кольцо или Tru Arc легко устанавливается с помощью специальных пассатижей. Кончики этих плоскогубцев входят в отверстия на концах стопорного кольца. Когда рукоятки плоскогубцев сжимаются, стопорное кольцо сжимается настолько, что плотно входит в удерживающую канавку на поршне. Предупреждение: стопорные кольца изготавливаются с гладкой и шероховатой стороной. Убедитесь, что гладкая сторона обращена к запястному штифту.

                Инструмент для фиксации предназначен для установки Spirolocks с минимальными затратами на проволоку. Инструмент имеет разные головки, предназначенные для определенных размеров булавки на запястье. Первый шаг — это обернуть Spirolocks вокруг канавки и расположить конец на индексной метке.

                  Spirolocks

                  Spirolocks — иногда называемые просто спиральными стопорными кольцами — изготовлены из плоской проволоки из нержавеющей стали, намотанной в спираль или небольшой виток. Они очень эффективно фиксируют булавки на запястье; но при растяжении для установки обнажаются их острые края. «Спиролоки самые дешевые, но их сложно установить и разобрать, — говорит Стивенсон.

                  Для многих поршней требуется по два замка Spirolock с каждой стороны, что удваивает время установки. Вероятно, существует столько же различных способов установки Spirolocks, сколько производителей двигателей. Используя ювелирные отвертки для стоматологических инструментов, опытные механики разработали ряд личных приемов, позволяющих избежать порезов кожи, а также ускорить процесс установки. Есть также несколько специальных инструментов spirolock.

                    Когда передняя кромка окажется внутри канавки, инструмент поворачивают против часовой стрелки, чтобы установить замок на первой стороне поршня. Lock-in также имеет инструментальные головки для специальных размеров, чтобы помочь установить стопорные кольца.

                      Spirolock устанавливается, слегка раздвигая его. Передняя кромка располагается внутри удерживающей канавки поршня, затем катушки буквально закручиваются или встают на место внутри канавки. Некоторые производители двигателей предпочитают использовать пальцы, но большинство используют одну или две маленькие отвертки с плоской головкой, чтобы вдавить спиральную проволоку в удерживающую канавку.

                      Существуют также специальные инструменты, такие как Lock-in tool от Precision Engine Service. Он предназначен для установки Spirolock без необходимости обработки острых краев. Spirolock необходимо раздвинуть, чтобы он поместился в канавках инструмента. Инструмент помещается в поршень так, чтобы передняя кромка Spirolock входила в ретенционную канавку. Затем инструмент вращают против часовой стрелки до тех пор, пока Spirolock не сядет должным образом в канавку.

                        Стопорное кольцо и Spirolocks должны использоваться с поршневыми пальцами, имеющими плоскую поверхность и соответствующую удерживающую канавку в бобышке поршневого пальца. В стопорном кольце используется поршневой штифт со скошенной кромкой справа, и его также следует использовать в правильной канавке.

                          Штифты, предназначенные для типов замков

                          Хотя три различных типа замков со штифтом не предназначены для взаимозаменяемости, удерживающие канавки, обработанные для замков Spirolock и стопорных колец, аналогичны. Tru Arcs, или стопорные кольца, и Spirolocks также должны использоваться со штифтами для запястья, имеющими плоские края.

                          «Канавы имеют разные формы и размеры, однако Tru Arcs можно использовать взаимозаменяемо со Spirolocks той же толщины», — говорит Стивенсон.

                          Стопорные кольца, однако, должны использоваться с поршневыми пальцами со скошенной кромкой. Удерживающие канавки на бобышках штифтов должны быть выполнены с небольшим рельефом, выточенным на кромке канавки. Иногда этот рельеф или выемка используются для облегчения удаления. Или его можно использовать для правильного позиционирования определенной конструкции зажима для проволоки.

                          Советы и рекомендации по замкам на запястье

                                    • Независимо от типа замка, убедитесь, что они правильно установлены и заподлицо по всему периметру стопорного паза.
                                    • Не царапайте поршень отвертками, скребками для уплотнительных колец или другими инструментами. Глубокий звон может привести к повышению стресса.
                                    • Убедитесь, что фиксирующая канавка чистая и в ней нет песка, который может помешать правильной посадке.
                                    • Некоторые производители двигателей удаляют заусенцы с концов проволочных зажимов, чтобы обеспечить более чистую посадку в удерживающей канавке.
                                    • Перед установкой штифтов убедитесь, что поршни и штоки правильно ориентированы. Вы не хотите разбирать их, потому что фаска штока не обращена к радиусу галтели коленчатого вала, когда поршень в сборе установлен в цилиндр.
                                    • Независимо от стиля замки на запястье недороги, поэтому лучше никогда не использовать их повторно.

                          Правильное использование проволочных замков

                          «Проволочные замки — лучшее общее решение с точки зрения надежности, так как любые поперечные силы, создаваемые штифтом, служат для дальнейшего закрепления замка в канавке. «, — говорит Стивенсон.

                          Проволочные замки являются наиболее распространенным типом замков для высокопроизводительных поршней и бывают трех популярных типов для использования в автомобилях (их можно найти в промышленных и мотоциклетных двигателях). Есть базовый клип с открытым концом, напоминающий букву «С». Этот замок можно установить голыми пальцами или с помощью отверток и отмычек, в зависимости от прихотей производителя двигателя.

                            Чтобы собрать полностью плавающий поршень и шток, сначала установите один из замков. Затем смажьте втулку шатуна и вставьте поршневой палец. Завершающим этапом является установка замка с противоположной стороны.

                              Модифицированная версия проволочного зажима имеет загнутые вверх выступы на каждом конце, которые выполняют ту же функцию, что и отверстия в стопорном кольце. Это позволяет использовать специальные плоскогубцы для установки. Этот стиль более популярен в OEM-приложениях, чем в высокопроизводительных двигателях.

                               Изготовители двигателей, как правило, на протяжении многих лет вырабатывают излюбленный способ фиксации штифтом на запястье. Опять же, двумя наиболее популярными среди высокопроизводительных двигателей являются Spirolocks и проволочный зажим или стопорное кольцо. Нет исследований или данных, указывающих на то, что один из них сильнее или лучше спроектирован, чем другой. В основном это сводится к выбору производителя двигателя. Однако изготовитель поршня должен быть проинформирован об этом выборе, так как ретенционная канавка обрабатывается по-другому и необходимо использовать правильный поршневой штифт.

                              АВТОРСКИЕ ПРАВА © 2022 JEPISTONS ВСЕ ПРАВА ЗАЩИЩЕНЫ. JE PISTONS ЯВЛЯЕТСЯ ЧАСТЬЮ СЕМЕЙСТВА БРЕНДОВ-ПОБЕДИТЕЛЕЙ ГОНОК ​​

                              Engine piston – x-engineer.org

                              Table of Contents

                              • Overview
                              • Parts
                              • Geometric characteristics
                              • Mechanical load
                              • Thermal load
                              • Cooling
                              • Types
                              • Materials
                              • Technologies
                              • Frequently заданные вопросы
                              • Рекомендации

                              Обзор

                              Поршень является компонентом двигателя внутреннего сгорания. Основная функция поршня заключается в преобразовании давления, создаваемого горящей воздушно-топливной смесью, в силу, действующую на коленчатый вал. В легковых автомобилях используются поршни из алюминиевого сплава, в то время как в коммерческих транспортных средствах также могут быть стальные и чугунные поршни.

                              Поршень является частью кривошипно-шатунного привода (также называемого кривошипно-шатунным механизмом ), который состоит из следующих компонентов:

                              • Поршень
                              • поршневые кольца
                              • Соедикающий шаг
                              • Коленчатый вал
                              . отвод тепла образующегося при сгорании
                            • обеспечивает герметизацию камеры сгорания, предотвращение утечек газов из нее и проникновения масла в камеру сгорания
                            • направляет движение шатуна
                            • обеспечивает непрерывную смену газов в камере сгорания
                            • создает переменный объем в камере сгорания

                              Назад

                              Запчасти

                              Форма поршня в основном зависит от типа двигателя внутреннего сгорания. Поршни бензиновых (бензиновых) двигателей имеют тенденцию быть легче и короче по сравнению с поршнями дизельных двигателей. Геометрия поршня имеет много тонкостей из-за сложности его рабочей среды, но основными частями поршня являются:

                              • поршень головка , также называемая верх или головка : верхняя часть поршня, которая вступает в контакт с давлением газа в камере сгорания
                              • кольцевой ремень : верхняя средняя часть поршня при расположении поршневых колец
                              • бобышка пальца : это нижняя средняя часть поршня, в которой находится поршневой палец0028

                              Изображение: поршневой штифт и оси для юбки

                              Изображение: Основные части поршня
                              .

                            • стойки управления
                            • фиксатор пальца
                            • бобышка пальца
                            • поршневой палец
                            • поршневые кольца
                            • юбка поршня
                            • Поршень соединен с шатуном через поршневой палец (7). Штифт позволяет поршню вращаться вокруг оси штифта. Штифт удерживается на месте в поршне стопорным зажимом штифта (5).

                              После днища поршня идет кольцевой ремень (также называемый кольцевой зоной) (3). Большинство поршней имеют три кольцевые канавки, в которые устанавливаются поршневые кольца. Верхнее кольцо называется компрессионным кольцом , среднее — маслосъемным кольцом , а нижнее — маслосъемным кольцом . Компрессионное кольцо должно герметизировать камеру сгорания, чтобы предотвратить попадание внутренних газов в блок двигателя. Маслосъемное кольцо счищает масло со стенки цилиндра, когда поршень находится в такте рабочего хода или такте выпуска. Среднее кольцо выполняет комбинированную функцию обеспечения сжатия в цилиндре и удаления излишков масла со стенок цилиндра.

                              Юбка поршня (8) удерживает поршень в равновесии внутри цилиндра. Обычно он покрыт материалом с низким коэффициентом трения, чтобы уменьшить потери на трение. Поршень , отверстие пальца или бобышка (6) содержит поршневой палец (7), который соединяет поршень с шатуном.

                              Вернуться назад

                              Геометрические характеристики

                              Поршни должны нормально работать в широком диапазоне температур от -30°C до 300-400°C. В то же время он должен быть достаточно легким, чтобы иметь низкую инерцию и обеспечивать высокие обороты двигателя. Есть несколько геометрических характеристик поршня, которые представлены ниже.

                              Овальность поршня

                              В результате процесса сгорания температура внутри цилиндров двигателя достигает сотен градусов Цельсия. Поршень является одним из основных компонентов, который поглощает часть вырабатываемого тепла и отдает его моторному маслу. Поскольку ось поршневого пальца содержит больше материала, чем ось юбки, тепловое расширение вдоль оси пальца немного больше, чем тепловое расширение вдоль оси юбки. По этой причине поршень имеет овальную форму, диаметр по оси штифта на 0,3-0,8 % меньше диаметра по оси юбки [6].

                              Изображение: Овальность поршня

                              Коническая форма поршня

                              Форма поршня не является идеальным цилиндром. При низкой температуре зазор между поршнем и цилиндром двигателя больше, чем при высокой температуре. Кроме того, зазор не является постоянным по длине поршня, он меньше вокруг верхней части поршня по сравнению с областью юбки поршня. Это сделано для того, чтобы обеспечить большее тепловое расширение головки поршня, поскольку она содержит больший объем металла.

                              Изображение: зазор в поршне (коническая форма)

                              Изображение: Термическое расширение поршня (IF Cylindrical Form свободы, 1 первичная и 2 вторичная:

                              • по вертикальной оси цилиндра, между верхней мертвой точкой (ВМТ) и нижней мертвой точкой (НМТ) (первичная, ось y)
                              • вокруг оси пальца (вторичная, α – угол)
                              • вдоль оси юбки (вторичная, ось x)

                              Первичное движение создает крутящий момент на коленчатом валу, это желательно с механической точки зрения. Второстепенные движения происходят из-за сочетания нескольких факторов: двунаправленного движения шатуна и зазора между поршнем и цилиндром. Оба вторичных движения вызывают трение о стенки цилиндра, а также шум, вибрацию (хлопки поршня).

                              Изображение: Упор поршня и смещение штифта

                              Когда коленчатый вал вращается по часовой стрелке, левая сторона цилиндра называется упорной стороной (TS) , а противоположная сторона известна как противодействующая сторона (ATS) . Удары поршня могут происходить с любой стороны цилиндра. Стук поршня возбуждает блок двигателя и проявляется в виде поверхностных вибраций, которые со временем излучаются в виде шума вблизи двигателя [9]. Еще одним неудобством является то, что при движении поршня через ВМТ и ВТЦ на коленчатый вал создается повышенная нагрузка, поскольку поршень совмещен с центром вращения коленчатого вала.

                              Смещение поршневого пальца — это несоосность между центром отверстия под поршневой палец и центром коленчатого вала. Имея его в конструкции, он улучшает шумовые характеристики двигателя за счет стука поршня в ВМТ. Это основная проблема NVH (шум, вибрация и резкость) для инженеров-технологов, которые хотят устранить тревожные шумы везде, где это возможно. Вторая причина заключается в повышении мощности двигателя за счет снижения внутреннего трения на ТС и САР.

                              Смещение штифта уменьшает механическое напряжение, возникающее в шатуне, когда он достигает ВМТ или НМТ, поскольку шатуну не приходится толкать поршень в противоположном направлении в конце хода. Это смещение заставляет стержень двигаться по дуге в ВМТ и НМТ.

                              Вернуться назад

                              Механическая нагрузка

                              Поршень является составной частью двигателя внутреннего сгорания (ДВС) , которая должна выдерживать наибольшую механическую и тепловую нагрузку. Из-за поршня мощность ДВС ограничена. В случае очень высокой термической или механической нагрузки поршень выходит из строя первым компонентом (по сравнению с блоком цилиндров, клапанами, головкой блока цилиндров). Это связано с тем, что поршень должен представлять собой компромисс между массой и устойчивостью к механическим и термическим нагрузкам.

                              Циклическое нагружение поршня за счет [6]:

                              • силы газа от давления в цилиндре
                              • силы инерции от колебательного движения поршня и
                              • боковой силы от опоры силы газа наклонным шатуном, а сила инерции колеблющегося шатуна

                              определяет механическую нагрузку .

                              Вертикальные силы, действующие на поршень, состоят из: сил давления , создаваемых расширяющимися газами, и сил инерции , создаваемых собственной массой поршня [10].

                              \[F_{p}=F_{газ}+F_{инерия}\]

                              Силы инерции намного меньше, чем силы давления, и имеют наибольшую интенсивность, когда поршень меняет направление, в ВМТ и НМТ.

                              Изображение: Напряжение по Мизесу поршня и механическая деформация
                              Кредит: [7]

                              Изображение: Функция вертикальных сил поршня от угла поворота коленчатого вала
                              Авторы и права: [7]

                              Приведенные выше усилия поршня рассчитаны с использованием передовых методов анализа методом конечных элементов для алюминиевого поршня, используемого в легковых автомобилях с дизельным двигателем [7].

                              Процесс сгорания имеет разные характеристики для дизельного и бензинового ДВС. В дизельном двигателе пиковое давление газа при сгорании может достигать 150–160 бар. В бензиновом двигателе максимальное давление ниже 100 бар. Из-за более высокого давления дизельные поршни должны выдерживать более высокие механические нагрузки.

                              Чтобы безотказно работать в таких суровых условиях, поршни дизельных двигателей имеют большую массу, большую прочность и большую массу. Недостатком является более высокая инерция, более высокие динамические усилия, поэтому более низкие максимальные обороты двигателя. Одной из причин, по которой дизельные двигатели имеют более низкую максимальную скорость (около 4500 об/мин) по сравнению с бензиновыми двигателями (около 6500 об/мин), являются более тяжелые механические компоненты (поршни, шатуны, коленчатый вал и т. д.).

                              Вернуться назад

                              Термическая нагрузка

                              Головка поршня находится в непосредственном контакте с горящими газами внутри камеры сгорания, поэтому она подвергается высоким термическим и механическим нагрузкам . В зависимости от типа двигателя (дизельный или бензиновый) и типа впрыска топлива (прямой или непрямой) днище поршня может быть плоским или содержать чашу .

                              Тепловая нагрузка от температуры газа в процессе сгорания также является циклической нагрузкой на поршень. Он действует в основном во время такта расширения на стороне камеры сгорания поршня. В остальных тактах, в зависимости от принципа действия, тепловая нагрузка на поршень снижается, прерывается или даже оказывает охлаждающее действие при газообмене. Как правило, теплопередача от горячих продуктов сгорания к поршню происходит в основном за счет конвекции, и лишь незначительная часть возникает за счет излучения.

                              Изображение: Рабочая температура поршня
                              Авторы и права: [3]

                              Тепло, выделяющееся при сгорании, частично поглощается поршнем. Большая часть тепла передается через кольцевую часть поршня (около 70%). Юбка поршня отводит 25% тепла, а остальное передается поршневому пальцу, шатуну и маслу. Более высокая частота вращения двигателя означает более высокую температуру поршня . Это происходит потому, что накопленное тепло не успевает рассеяться между двумя последовательными циклами горения. В то же время более высокая нагрузка на двигатель означает более высокую температуру поршня, потому что происходит большее сгорание воздушно-топливной смеси, которая выделяет больше тепла.

                              Изображение

                              0 9 : Тепловая нагрузка на поршень
                              Авторы и права: [7]

                              Изображение: Распределение температуры в поршне бензинового двигателя
                              Кредит: [6]

                              Изображение: Распределение температуры в поршне дизельного двигателя с охлаждающим каналом
                              Кредит: [6]

                              По отношению к такту расширения продолжительность действия тепловой нагрузки от сгорания очень мала. Поэтому лишь очень небольшая часть массы поршня вблизи поверхности со стороны сгорания подвергается циклическим колебаниям температуры. Таким образом, почти вся масса поршня достигает квазистатической температуры, которая, однако, может иметь значительные локальные колебания.

                              Назад

                              Охлаждение

                              По мере увеличения удельной мощности в современных двигателях внутреннего сгорания поршни подвергаются возрастающим тепловым нагрузкам. Поэтому для обеспечения эксплуатационной безопасности чаще требуется эффективное охлаждение поршня.

                              Изображение: 2009 Ecotec 2.0L I-4 VVT DI Turbo (LNF) Головка поршня и масляная форсунка
                              Кредит: GM

                              Температура поршня может быть снижена путем циркуляции масла через среднюю часть поршня. Этого можно добиться с помощью маслоструйных устройств, установленных на блоке цилиндров, которые впрыскивают моторное масло через отверстие, когда поршень находится близко к нижней мертвой точке (НМТ).

                              Компания Tenneco Powertrain разработала новый стальной поршень для дизельных двигателей с «герметизированной на весь срок» камерой охлаждающей жидкости в днище, что позволяет поршням безопасно работать при температурах днища более чем на 100°C выше существующих ограничений.

                              Изображение: технология охлаждения поршня EnviroKool
                              Предоставлено: Tenneco

                              Для формирования короны EnviroKool внутри поршня с помощью сварки трением создается встроенный охлаждающий канал, который затем заполняется высокотемпературным маслом и инертным газом. Эта камера постоянно герметизирована приваренной пробкой. Согласно Tenneco Powertrain, технология EnviroKool позволяет преодолеть температурные ограничения обычных открытых галерей, в которых в качестве теплоносителя используется смазочное масло.

                              Вернуться назад

                              Типы

                              Геометрия поршня ограничена кубатурой ДВС. Поэтому основным путем повышения механической и термической стойкости поршня является увеличение его массы. Это не рекомендуется, поскольку поршень с большой массой имеет большую инерцию, что приводит к большим динамическим усилиям, особенно при высоких оборотах двигателя. Сопротивление поршня можно улучшить за счет оптимизации геометрии, но всегда будет компромисс между массой, механическим и термическим сопротивлением.

                              На первый взгляд поршень кажется простым компонентом, но его геометрия довольно сложна:

                              Изображение: техническое описание дизельного поршня Kolbenschmidt

                              Условные обозначения:

                              1. диаметр камеры сгорания
                              2. днище поршня
                              3. камера сгорания (чаша)
                              4. кромка днища поршня
                              5. piston top land
                              6. compression ring groove
                              7. ring land
                              8. groove base
                              9. recessed ring land
                              10. groove sides
                              11. oil scraper ring groove
                              12. oil return bore
                              13. piston pin boss
                              14. retention for groove distance
                              15. канавка для стопорного кольца
                              16. расстояние между бобышками поршня
                              17. расстояние между бобышками поршня
                              18. ступенчатая кромка
                              19. диаметр поршня 90 °C относительно отверстия поршневого пальца
                              20. piston pin bore
                              21. bowl depth
                              22. skirt
                              23. ring zone
                              24. piston compression height
                              25. piston length
                              26. oil cooler duct
                              27. ring carrier
                              28. bolt bush
                              29. diameter measuring window
                              30. crown camber

                              Как видите, между дизельными и бензиновыми поршнями есть существенные различия.

                              Поршни дизельных двигателей должны выдерживать более высокие давления и температуры, поэтому они больше, объемнее и тяжелее. Они могут быть изготовлены из алюминиевых сплавов, стали или их комбинации. Поршень дизеля содержит часть камеры сгорания в головке поршня. Из-за формы поперечного сечения головки поршня поршень дизельного двигателя также называют поршнем с головкой омега.

                              Поршни бензиновых (бензиновых) двигателей легче, рассчитаны на более высокие обороты двигателя. Они изготавливаются из алюминиевых сплавов и обычно имеют плоскую головку. Бензиновые двигатели с непосредственным впрыском (DI) имеют специальные головки, чтобы направлять поток топлива в кувыркающемся движении.

                              Ниже вы можете увидеть фотографии дизельных и бензиновых двигателей в высоком разрешении.

                              Изображение: LS9 6,2 л V-8 поршень SC (алюминий, бензиновый/бензиновый двигатель с непрямым впрыском)
                              Кредит: GM

                              Изображение: Ecotec 2. 0L I-4 VVT DI Turbo (LNF) поршень (алюминий, бензиновый/бензиновый двигатель с непосредственным впрыском) с кольцами (алюминий, дизель)
                              Фото: Kolbenschmidt

                              Изображение: Поршень из моностали (сталь, дизель)
                              Кредит: Tenneco

                              Вернуться назад

                              Большинство материалов изготавливаются из поршней

                              3 от алюминиевые сплавы . Это связано с тем, что алюминий легкий, имеет достаточную механическую прочность и хорошую теплопроводность. Существуют грузовые автомобили, предназначенные для тяжелых условий эксплуатации, в которых используются поршни из стали , которые более устойчивы к более высоким давлениям и температурам в камере сгорания.

                              Алюминиевые поршни изготавливаются из литых или кованых жаропрочных алюминиево-кремниевых сплавов. Существует три основных типа алюминиевых поршневых сплавов. Стандартный поршневой сплав представляет собой эвтектический сплав Al-12%Si, содержащий дополнительно прибл. по 1% Cu, Ni и Mg [3].

                              Основные алюминиевые сплавы для поршней [3]:

                              • эвтектический сплав (AlSi12CuMgNi): литой или кованый
                              • заэвтектический сплав (AlSi18CuMgNi): литой или кованый алюминиевый сплав имеет меньшую прочность, чем чугун, поэтому необходимо использовать более толстые секции, поэтому не реализуются все преимущества легкого веса этого материала. Кроме того, из-за более высокого коэффициента теплового расширения для алюминиевых поршней должны быть предусмотрены большие рабочие зазоры. С другой стороны, теплопроводность алюминия примерно в три раза выше, чем у железа. Это, вместе с большей толщиной применяемых профилей, позволяет алюминиевым поршням работать при температурах примерно на 200 °С ниже, чем чугунных [8].

                                В некоторых случаях прочность и износостойкость поршней из алюминиевого сплава недостаточны для удовлетворения требований по нагрузке, поэтому используются черные материалы (например, чугун, сталь). Существует несколько методов использования черных металлов в производстве поршней:

                                • в качестве местного армирования, вставки из черного металла (например, держатели колец)
                                • в качестве удлиненных частей составных поршней (например, днище поршня, болты)
                                • поршни, полностью изготовленные из чугун или кованая сталь

                                Изображение: Композитный поршень для двигателя большой мощности – поперечное сечение
                                Авторы: [8]

                                : Warstila

                                Существует два типа черных металлов, используемых для поршней или компонентов поршней [6]:

                                • чугун :
                                  • аустенитный чугун для держателей колец
                                  • cast iron with spheroidal graphite for pistons and piston skirts
                                • steel
                                  • chromium-molybdenum alloy (42CrMo4)
                                  • chromium-molybdenum-nickel alloy (34CrNiMo6)
                                  • molibden-vanadium alloy (38MnVS6)

                                Чугунные материалы обычно имеют содержание углерода > 2%. Поршни высоконагруженных дизелей и другие высоконагруженные детали двигателей и конструкций машин изготавливают преимущественно из сферолитного чугуна марки М-С70. Этот материал используется, например, для цельных поршней и юбок поршней в составных поршнях [6].

                                Сплавы железа, обозначаемые как стали, обычно имеют содержание углерода менее 2%. При нагревании они полностью переходят в ковкий (пригодный для ковки) аустенит. Поэтому сплавы железа отлично подходят для горячей штамповки, такой как прокатка или ковка.

                                Изображение: стальной поршень по сравнению с алюминиевым поршнем
                                Авторы и права: Kolbenschmidt

                                По сравнению с алюминиевыми поршнями стальные поршни обладают большей механической прочностью при гораздо меньших размерах. По этой причине они в основном предпочтительны для дизельных двигателей, которыми оснащаются грузовые автомобили.

                                Назад

                                Технологии

                                Существует несколько передовых поршневых технологий, каждая из которых предназначена для повышения механической и/или термической стойкости, снижения коэффициента трения или снижения общей массы (сохраняя при этом механические и термические свойства ).

                                Ниже приведены примеры современных поршней, изготовленных компанией Kolbenschmidt , каждый из которых отличается своей технологией.

                                Изображение: дизельный поршень с каналом охлаждения, втулкой болта и держателем кольца
                                Фото: Kolbenschmidt

                                Изображение: Поршень дизельного двигателя с шарнирно-сочлененной рамой с кованой верхней частью из стали и алюминиевой юбкой

                                Изображение: Чугунные литые колпачки во много раз увеличивают срок службы первой кольцевой канавки дизельных поршней. Kolbenschmidt является лидером в разработке склеивания кольцевых носителей Alfin
                                Фото: Kolbenschmidt

                                Изображение: Твердоанодированные кольцевые канавки предотвращают износ и микросваривание в поршнях бензиновых двигателей на юбке поршня. Они уменьшают трение внутри двигателя и обеспечивают хорошие аварийные характеристики. Покрытия LofriKS® также используются по акустическим причинам. Их использование минимизирует шум поршня. NanofriKS® является дальнейшим развитием испытанного покрытия LofriKS® и дополнительно содержит наночастицы оксида титана для повышения износостойкости и долговечности покрытия
                                Фото: Kolbenschmidt

                                Изображение: Юбки поршней с железным покрытием (Ferrocoat®) гарантируют надежную работу при использовании на алюминиево-кремниевых поверхностях цилиндров (Alusil®) (Hi-SpeKS®) повышают динамическую грузоподъемность ложа поршневого пальца, тем самым увеличивая долговечность поршня.0003 Tenneco Powertrain (бывший Federal Mogul) , каждая из которых использует свои уникальные технологии.

                                Изображение: Поршень Elastothermic® (алюминиевый поршень для бензиновых/бензиновых легковых автомобилей)

                                Характеристики:
                                – охлаждаемый канал поршня повышает мощность и расход топлива бензиновых двигателей уменьшенного размера
                                – эластотермический канал охлаждения снижает температуру днища поршня на около 30°C
                                – температура первой кольцевой канавки снижена примерно на 50°C, что снижает нагарообразование и износ канавок и колец для увеличения срока службы низкий расход масла и продувка на
                                – снижение риска неконтролируемого сгорания, такого как раннее зажигание на низкой скорости

                                Предоставлено: Tenneco Powertrain (Federal Mogul)

                                температура кромки камеры сгорания на 10 % ниже
                                – передовые технологии бокового литья значительно улучшают структурную стабильность (даже в конструкциях с тонкими стенками)
                                – реструктуризация кромки камеры сгорания и основания камеры сгорания может обеспечить до 100 % увеличение усталостной долговечности

                                Предоставлено: Tenneco Powertrain (Federal Mogul). жесткие требования к двигателю на рынке двигателей большой мощности и промышленных двигателей, включая новое поколение давления зажигания двигателя, требуемое для дорожного движения Euro VI и выше.

                                Прочная конструкция из кованых стальных профилей, сваренных инерцией, образующих большие охлаждающие галереи, позволяет поршням Monosteel выдерживать возрастающие механические нагрузки. Эволюция Monosteel включает в себя последние разработки для промышленных двигателей большого диаметра, а также использование тонкостенных легких поковок и литья для дизельных двигателей легковых автомобилей.

                                Особенности продукта:
                                – большая закрытая структурная галерея с превосходным охлаждением обода чаши и кольцевой канавки, уменьшающая деформацию канавки и улучшающая контроль масла и газонепроницаемость
                                – профилированное отверстие под палец без втулки
                                – юбка во всю длину для стабильного поршня динамика, снижение риска кавитации гильзы и улучшение кольцевого уплотнения
                                — процесс обеспечивает гибкость материала с вариантами материала короны для снижения коррозии или окисления и/или вариантами материала юбки для повышения технологичности.

                                Предоставлено: Tenneco Powertrain (Federal Mogul). более эффективные конструкции двигателей, в том числе сниженный расход топлива и выбросы CO 2 . Оно сочетает в себе низкий износ и низкое трение в одном применении и снижает расход топлива на 0,8 % по сравнению с обычными покрытиями поршней.

                                Основные преимущества:
                                — совместим с существующими и усовершенствованными покрытиями цилиндров и может быть легко внедрен в массовое производство двигателей в качестве рабочей замены
                                — состав обеспечивает большую толщину, чем поршни с обычными покрытиями, обеспечивая дополнительную защиту
                                — соответствует строгим экологическим стандартам ; не содержит токсичных растворителей
                                – запатентованное усовершенствованное покрытие юбки поршня с твердыми смазочными материалами и армированием углеродными волокнами, специально разработанное для тяжелых условий работы с бензином
                                – снижение трения в блоке силового цилиндра (поршень+кольца) на 10 % по сравнению со стандартными покрытиями, снижение расхода топлива/CO на 0,4 % прочность в современных бензиновых двигателях с непосредственным впрыском топлива
                                – EcoTough® представляет собой запатентованное покрытие F-M

                                Предоставлено: Tenneco Powertrain (Federal Mogul) служебный автомобиль)

                                Усиление поршня DuraBowl® с частичным переплавлением кромок чаши:
                                – предельное улучшение структуры алюминиевого материала, созданное путем локального повторного плавления с использованием технологии TIG
                                – до 4 раз повышенная износостойкость в двигателях с высокой удельной мощностью по сравнению с поршнями без камеры сгорания повторное плавление. Позволяет использовать высоконагруженные формы камеры сгорания
                                – процесс F-M DuraBowl® расширяет пределы алюминиевых поршней в самых сложных условиях за счет увеличения усталостной прочности (циклов) поршня

                                Предоставлено: Tenneco Powertrain (Federal Mogul)

                                Изображение: сверхлегкие поршни Elastoval II (алюминиевый поршень для бензиновых/бензиновых легковых автомобилей)

                                Усовершенствованная технология бензиновых поршней Elastoval® II основана на:
                                – наклонные боковые панели
                                – облегченная конструкция опоры для пальцев
                                – тонкие стенки 2,5 мм
                                – оптимизированная площадь юбки и гибкость
                                – высокопрочный сплав F-M S2N

                                Особенности и преимущества:
                                — снижение веса на 15 % по сравнению с бензиновыми поршнями предыдущего поколения
                                — удельная мощность до 100 кВт/л
                                — оптимизированные характеристики шума и трения
                                Совместим с опцией держателя кольца Alfin для повышения пикового давления в цилиндре и устойчивости к детонации

                                Кредит : Tenneco Powertrain (Federal Mogul)

                                Назад

                                Часто задаваемые вопросы

                                Для чего используются поршни?

                                Поршни используются в двигателях внутреннего сгорания для передачи усилия на шатун и коленчатый вал, создавая таким образом крутящий момент двигателя. Поршни преобразуют давление газа из камеры сгорания в механическую силу.

                                Что такое поршень и как он работает?

                                Поршень — это деталь двигателя внутреннего сгорания, изготовленная из алюминия или стали, используемая для преобразования давления газа из камеры сгорания в механическую силу, передаваемую на шатун и коленчатый вал.

                                Из чего сделан поршень?

                                Поршень может быть изготовлен из цветного материала, алюминия (Al) или черного материала, например, чугуна или стали .

                                Какие существуют два типа поршневых колец?

                                Два типа поршневых колец: компрессионные кольца и маслосъемные кольца .

                                Какие существуют два основных типа поршневых двигателей?

                                Два основных типа поршневых двигателей: дизель поршни двигателя и бензин (бензин) поршни двигателя. Функция материала, два основных типа поршня: поршень из алюминия и поршень из стали .

                                Как долго должны служить поршни?

                                Поршень должен служить в течение всего срока службы автомобиля при нормальных условиях эксплуатации (нормальная смазка, регулярное техническое обслуживание двигателя, отсутствие чрезмерных нагрузок, отсутствие чрезмерных температур). В нормальных условиях эксплуатации поршень должен прослужить не менее 300 000 км, а затем 500 000 км и более.

                                Что вызывает появление отверстий в поршнях?

                                Обычно аномально высокие температуры вызывают плавление поршней, а детонация двигателя может привести к растрескиванию поршней. Неисправные форсунки могут подавать в цилиндры чрезмерное количество топлива, что может привести к аномально высоким температурам сгорания и частичному расплавлению поршней.

                                Как узнать, повреждены ли поршни?

                                При повреждении поршня наиболее вероятными симптомами являются: потеря мощности из-за потери компрессии, чрезмерный дым в выхлопе или ненормальный шум двигателя.

                                Можете ли вы починить сломанный поршень?

                                Сломанный поршень ремонту не подлежит, его необходимо заменить. Поршень имеет очень жесткие геометрические допуски, которые, скорее всего, не могут быть соблюдены после ремонта. Кроме того, их механические и термические свойства будут изменены после ремонта, что приведет к дальнейшему повреждению. Сломанный поршень может привести к значительному повреждению блока цилиндров, шатуна, клапанов и т. д. и должен быть немедленно заменен.

                                Можно ли водить машину с неисправным поршнем?

                                Можно ездить с неисправным поршнем, но не рекомендуется. Повреждение поршня может привести к серьезному выходу из строя блока цилиндров, коленчатого вала, шатунов, клапанов и т. д. Если поврежденный поршень не заменить, это может привести к полному отказу двигателя.

                                Повредит ли мой двигатель удар поршня?

                                Стук поршня повредит двигатель, оставленный без присмотра. Стук поршня в течение длительного времени повреждает гильзу цилиндра и сам поршень.

                                Пропадает ли стук поршня при прогреве?

                                Стук поршня частично исчезнет, ​​когда двигатель прогреется. Стук поршня возникает из-за чрезмерного износа гильзы цилиндра или самого поршня. Когда двигатель нагревается, поршень подвергается тепловому расширению, и зазор между поршнем и цилиндром уменьшается, что приводит к уменьшению ударов поршня.

                                Можно ли ездить с лязгом поршня?

                                Ездить с лязгом поршня можно, но долго ездить не рекомендуется. Стук поршня приведет к износу самого поршня и гильзы цилиндра. Стук поршня также может вызвать трещины в поршне, что может привести к полному отказу двигателя, если оставить его без присмотра.

                                Что вызывает износ юбки поршня?

                                Износ юбки поршня вызван отсутствием масляной смазки гильзы цилиндра. В нормальном рабочем состоянии система смазки разбрызгивает масло на цилиндры, чтобы избежать прямого контакта между юбкой поршня и цилиндром. При неисправности системы смазки или при недостаточном уровне масла на стенках цилиндров будет недостаточно масла, а юбка поршня будет значительно изнашиваться.

                                Для любых вопросов, замечаний и запросов по этой статье используйте форму комментариев ниже.

                                Не забудьте поставить лайк, поделиться и подписаться!

                                Назад

                                Ссылки

                                [1] Клаус Молленхауэр, Гельмут Чёке, Справочник по дизельным двигателям, Springer, 2010.
                                [2] Хироси Ямагата, Наука и технология материалов в автомобильных двигателях, Woodhead Publishing in Materials, Cambridge , England, 2005.
                                [3] The Aluminium Automotive Manual, European Aluminium Association, 2011.
                                [4] Heisler, Heinz, Vehicle and Engine Technology, Society of Automotive Engineers, 1999.
                                [5] QinZhaoju et al, Моделирование термомеханического соединения поршня дизельного двигателя и междисциплинарная оптимизация конструкции, Case Studies in Thermal Engineering, Volume 15, Ноябрь 2019 г.
                                [6] Испытания поршней и двигателей, Mahle GmbH, Штутгарт, 2012 г.
                                [7] Скотт Кеннингли и Роман Моргенштерн, Термическая и механическая нагрузка в области камеры сгорания дизельных поршней AlSiCuNiMg легковых автомобилей; Рассмотрено с акцентом на расширенный анализ методом конечных элементов и методы инструментального тестирования двигателей, Federal Mogul Corporation, документ SAE 2012-01-1330.
                                [8] Т.К. Garrett et al., The Motor Vehicle, 13th Edition, Butterworth-Heinemann, 2001.
                                [9] N. Dolatabadi et al., Об идентификации ударов поршня в двигателях внутреннего сгорания с использованием трибодинамического анализа, Mechanical Systems and Signal Processing, Volumes 58. –59, июнь 2015 г., страницы 308-324, Elsevier, 2014.
                                [10] Клаус Молленхауэр и Гельмут Чёке, Справочник по дизельным двигателям, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2010.

                                Поршневой палец, поршневой палец, поршневой палец, или Босс для этого патенты и патентные заявки (класс 29/888.05)

                                Поршневой палец, поршневой палец, поршневой палец или выступ для них Патенты (класс 29/888.05)

                                • Изготовление армированных двухслойных деталей

                                  Номер патента: 11253899

                                  Реферат: Способ изготовления двухслойной чашеобразной детали может включать формирование из первого материала полого цилиндра, установку полого цилиндра на вытяжной штамп, причем вытяжной штамп может включать верхнюю часть пуансона первого диаметра и нижнюю часть пуансона второго меньшего диаметра. Установка полого цилиндра на вытяжном пуансоне может включать плотную посадку полого цилиндра вокруг нижней части пуансона. Способ может дополнительно включать в себя формирование двухслойной чашеобразной детали путем протягивания заготовки через вытяжной штамп путем размещения заготовки над верхним отверстием вытяжного штампа и прижатия вытяжного пуансона к заготовке. Первый материал может образовывать внутренний слой двухслойной чашеобразной детали, а материал заготовки может образовывать внешний чашеобразный слой двухслойной чашеобразной детали.

                                  Тип: Грант

                                  Подано: 1 марта 2019 г.

                                  Дата выдачи патента: 22 февраля 2022 г.

                                  Изобретатели: Алиреза Мардани, Маджид Хашемзаде

                                • Демпфер поршня и поршневого пальца для двигателей с ДВС

                                  Номер патента: 10393265

                                  Резюме: Предусмотрен узел поршневого пальца, включающий цилиндрический корпус пальца с полой внутренней частью. Масса расположена во внутренней полости цилиндрического корпуса штифта, а вязкоупругий, пластиковый или эластомерный материал расположен во внутренней полости между массой и цилиндрическим корпусом штифта. Масса и вязкоупругий, пластиковый и эластомерный материал обеспечивают демпфер для поршня и поршневого пальца, чтобы замедлить ускорение бокового движения поршня и стабилизировать вращение поршня, а также уменьшить шум и трение.

                                  Тип: Грант

                                  Подано: 18 октября 2017 г.

                                  Дата выдачи патента: 27 августа 2019 г.

                                  Правопреемник: GM GLOBAL TECHNOLOGY OPERATIONS LLC

                                  Изобретатель: Франческо Джермано

                                • Регулируемый держатель плечевого ремня для музыкального инструмента

                                  Номер патента: 14

                                  Реферат: Регулируемый держатель ремня содержит корпус, имеющий торец и канал, проходящий от торца в осевом направлении внутрь корпуса. Регулируемый держатель лямки также содержит удлинительный стержень или стержень, который проходит в канал корпуса так, чтобы иметь открытый конец, выступающий из торца, и кнопку для ремня, прикрепленную к открытому концу удлинительного стержня. Кроме того, регулируемый держатель ремня содержит расцепляющий механизм, соединенный с каналом, при этом расцепляющий механизм приводится в действие пользователем, что позволяет регулировать удлинительный стержень в осевом направлении относительно торца и/или снимать с корпуса инструмента.

                                  Тип: Грант

                                  Подано: 24 января 2014 г.

                                  Дата выдачи патента: 1 сентября 2015 г.

                                  Изобретатель: Кэтрин Л. Крик

                                • Способ регулирования производительности камер сгорания многоцилиндрового двигателя.

                                  Номер патента:

                                  89

                                  Реферат: В данном изобретении предложен способ регулирования мощностей камер сгорания многоцилиндрового двигателя, имеющего головку блока цилиндров с утопленными частями, частично образующими камеры сгорания, и сопрягаемой поверхностью для сопряжения с блок цилиндров, который включает отливку материала головки цилиндров, имеющего плоские эталонные поверхности, поверх утопленных частей головки цилиндров, механическую обработку материала головки цилиндров для формирования сопрягаемой поверхности, измерение расстояний в направлении высоты от сопрягаемой поверхности до эталонной поверхностей, соответственно, и регулировка полей обработки участков обработки базовых поверхностей углубленных деталей на основе измеренных расстояний в направлении высоты.

                                  Тип: Грант

                                  Подано: 3 мая 2011 г.

                                  Дата патента: 25 августа 2015 г.

                                  Правопреемник: Mazda Motor Corporation

                                  Изобретатели: Цуёси Ямамото, Ясуси Накахара, Такаюки Ямада, Казуя Хаяси, Юичиро Икеда

                                • СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ ПОРШНЯ

                                  Номер публикации: 20140317924

                                  Abstract: Примерный способ изготовления узла поршня может включать создание днища поршня, определяющего, по меньшей мере, частично верхнюю поверхность камеры сгорания. Головка поршня включает по меньшей мере одну контактную поверхность головки. Способ дополнительно включает перемещение сопрягаемой поверхности короны в непосредственной близости от сопрягаемой поверхности юбки, образованной юбкой поршня, при этом головка и юбка взаимодействуют, образуя охлаждающую галерею, проходящую по периферии коронки. Способ может дополнительно включать соединение короны и юбки вместе путем инициирования электрического тока по токопроводящему пути между сопрягаемыми поверхностями короны и юбки, причем проводящий путь содержит по меньшей мере один проводящий материал, проходящий от сопрягаемой поверхности короны к сопрягаемой поверхности юбки.

                                  Тип: Заявка

                                  Подано: 30 апреля 2014 г.

                                  Дата публикации: 30 октября 2014 г.

                                  Заявитель: Mahle International GmbH

                                  Изобретатели: Дитер Габриэль, Вольфганг Рейн

                                • Пальцевые бобышки поршня двигателя внутреннего сгорания

                                  Номер патента: 8863719

                                  Реферат: Втулки поршня двигателя внутреннего сгорания имеют отверстие под палец для поддержки поршневого пальца. Для уменьшения касательных напряжений в зенитной зоне отверстий под пальцы и, таким образом, для увеличения срока службы поршня внутренние области отверстий под пальцы, если смотреть в направлении оси отверстия, имеют участки по обе стороны от зенита, которые находятся на большем расстоянии от оси отверстия, чем зенит отверстия под палец, а наружные области отверстий под палец, если смотреть в направлении оси отверстия, имеют поперечно-овальную форму относительно оси поршня.

                                  Тип: Грант

                                  Подано: 2 декабря 2010 г.

                                  Дата выдачи патента: 21 октября 2014 г.

                                  Правопреемник: MAHLE International GmbH

                                  Изобретатели: Харальд Бекле, Готфрид Шнайтманн, Райнер Фишер, Ральф Брейг, Гельмут Мюллер

                                • ПОРШЕНЬ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОРШНЯ

                                  Номер публикации: 20140261283

                                  Реферат: Предлагается поршень для двигателя внутреннего сгорания. Поршень включает в себя пару бобышек пальцев, выполненных из алюминия или алюминиевого сплава, расположенных на расстоянии друг от друга в осевом направлении. Каждая из бобышек штифта имеет обычно круглое отверстие для приема штифта для запястья. Бобышки пальца выполнены за одно целое с окружающими областями поршня, и каждая бобышка пальца имеет зону с повышенной твердостью по сравнению с окружающими областями поршня. Зона с повышенной твердостью находится на внутренней периферии в целом круглого отверстия и сопротивляется деформации от сил между поршнем и поршневым пальцем при работе двигателя внутреннего сгорания. Зона с повышенной твердостью предпочтительно имеет дендритную микроструктуру с рассеянными по всей ее поверхности первичными кристаллитами кремния; практически не имеют пор и трещин; и иметь значение твердости по Виккерсу от 169и 177.

                                  Тип: Заявка

                                  Подано: 14 марта 2013 г.

                                  Дата публикации: 18 сентября 2014 г.

                                  Заявитель: Federal-Mogul Corporation

                                  Изобретатели: Уорран Бойд Линетон, Грег Саленбьен

                                • УСТРОЙСТВО ПОРШНЕВОГО ПАЛЬЦА И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ

                                  Номер публикации: 20140096384

                                  Реферат: Поршневой палец содержит цилиндрическую втулку и вставку, причем материал вставки имеет меньший объемный вес, чем материал втулки. Например, вставка может быть изготовлена ​​из алюминиевого сплава, титана, сплава TiAl или композитного материала. Вставка имеет длину, приблизительно равную или меньшую, чем длина втулки, и прочно прикреплена к последней с помощью силовой посадки или посадки с натягом.

                                  Тип: Заявка

                                  Подано: 11 декабря 2013 г.

                                  Дата публикации: 10 апреля 2014 г.

                                  Заявитель: А. Г. Порта С.П.А.

                                  Изобретатель: Фабрицио Порта

                                • Способ изготовления поршня двигателя внутреннего сгорания.

                                  Номер патента: 8631572

                                  Реферат: Способ изготовления поршня для двигателя внутреннего сгорания, при котором выковывается заготовка поршня, которая впоследствии разделяется на две части, образуя верхнюю часть поршня и нижняя часть поршня, после чего нижняя часть поршня и верхняя часть поршня обрабатываются, а затем свариваются друг с другом. Затем поршень готов. При ковке заготовки поршня верхней части заготовки частично придается форма нижней стороны верхней части поршня, а нижней стороне заготовки поршня — форма, соответствующая внутренней части нижней части поршня. После ковки заготовки поршня и перед отделением верхней части поршня от нижней части поршня верхней части заготовки методом резания придают законченную форму нижней части верхней части поршня.

                                  Тип: Грант

                                  Подано: 3 декабря 2010 г.

                                  Дата выдачи патента: 21 января 2014 г.

                                  Правопреемник: MAHLE International GmbH

                                  Изобретатели: Матиас Сейфрид, Кевин Спек

                                • Набор инструментов для вставки проволочного стопорного кольца и метод

                                  Номер патента: 8302304

                                  Реферат: Раскрыт способ вставки проволочного стопорного кольца поршневого пальца, в частности стопорных колец, в стопорную канавку отверстия поршневого пальца поршня. Проволочное стопорное кольцо предварительно сжато в радиальном направлении и, таким образом, уменьшено в размерах таким образом, что его наружный диаметр меньше внутреннего диаметра отверстия поршневого поршневого пальца за счет вставки кольца во втулку/трубку. Находясь во втулке/трубке, проволочное стопорное кольцо затем вставляется в сжатом состоянии в отверстие ниппеля, где оно затем разжимается и высвобождается в стопорную канавку отверстия поршня с помощью плунжера, вставленного во втулку. /трубка, чтобы протолкнуть стопорное кольцо за конец втулки/трубки.

                                  Тип: Грант

                                  Подано: 26 августа 2009 г.

                                  Дата патента: 6 ноября 2012 г.

                                  Изобретатель: Стивен Майкл Стомски

                                • ШАТУН И СПОСОБ СНИЖЕНИЯ ИЗНОСА МЕЖДУ ЕГО ЧАСТЯМИ, ШАТУНОМ, ПОРШНЕМ И СПОСОБЫ ЕГО КОНСТРУКЦИИ

                                  Номер публикации: 20120186444

                                  Abstract: Предлагаются поршневой палец и способ уменьшения износа между его элементами, поршень, шатун и способы их изготовления. У поршневого пальца есть первая часть, проходящая между противоположными концами и предназначенная для приема в отверстия для поршневого пальца, и вторая часть, проходящая между противоположными концами и предназначенная для приема в отверстия для поршневого пальца. Вторая часть выполнена с возможностью перемещения относительно первой части. Поршень включает в себя корпус поршня, имеющий выровненные в осевом направлении отверстия для пальца, при этом по меньшей мере одно из отверстий для пальца имеет свойство предотвращать относительное вращение поршневого пальца. Шатун включает корпус шатуна с малым отверстием на конце. Отверстие на маленьком конце имеет контур, обеспечивающий относительное вращение в нем первого элемента поршневого пальца, и элемент, препятствующий относительному вращению в нем второго элемента поршневого пальца.

                                  Тип: Заявка

                                  Подано: 29 марта 2012 г.

                                  Дата публикации: 26 июля 2012 г.

                                  Изобретатели: Куигмин Ян, Эндрю Миллер, Фрэнк Зламаль

                                • Способ изготовления шатунного узла двигателя внутреннего сгорания.

                                  Номер патента: 8079145

                                  Реферат: Способ изготовления узла шатуна, включающий этапы определения малого конца узла шатуна, имеющего концевой конец, и затем определения отверстия под палец, проходящего через маленький конец узел шатуна. Пара каналов образована на противоположных сторонах малого конца узла шатуна, при этом ось каждого из каналов по существу перпендикулярна оси отверстия под палец. По крайней мере, частично кольцевые канавки сформированы в отверстии для штифта рядом с дистальным концом отверстия для штифта. Затем узел шатуна подвергают механической обработке для уменьшения ширины малого конца между каждым каналом и концевым концом, чтобы получить малый конец, имеющий конфигурацию уменьшенной ширины, в которой канавки расположены вдоль, по меньшей мере, части дистального конца, чтобы уменьшить необходимость для удаления заусенцев в области, прилегающей к отверстию штифта.

                                  Тип: Грант

                                  Подано: 20 января 2009 г.

                                  Дата выдачи патента: 20 декабря 2011 г.

                                  Правопреемник: MAHLE Technology, Inc.

                                  Изобретатель: Алан Стивен Макьюэн

                                • Способ изготовления поршня канала охлаждения двигателя внутреннего сгорания.

                                  Номер патента: 72

                                  Реферат: Способ изготовления поршня канала охлаждения двигателя внутреннего сгорания, имеющего канал охлаждения в головке поршня, отличающийся тем, что нижняя часть поршня с бобышками поршня, отверстиями поршневого пальца и юбками поршня прилегание к днищу поршня, при этом сначала изготавливают заготовку поршня с кольцевым буртиком, радиально выступающим в области днища поршня, при этом затем формируют буртик поверх, при этом в переходной зоне между головка поршня, нижняя часть поршня и буртик сформированы таким образом, что его наружная радиально периферийная кромка очень близко или полностью прилегает к посадочной поверхности, образуя закрытый охлаждающий канал.

                                  Тип: Грант

                                  Подано: 13 октября 2004 г.

                                  Дата патента: 5 апреля 2011 г.

                                  Правопреемник: KS Kolbenschmidt GmbH

                                  Изобретатель: Юецзюнь Хуан

                                • Многоосно кованый поршень

                                  Номер патента: 7870669

                                  Реферат: Многооснокованый моноблочный поршень включает нижнюю часть короны, выкованную из стали и включающую пару бобышек под палец и цельную юбку, выполненную как единое целое с выступами под палец 20 Нижняя часть короны приварена трением к верхней части короны, образуя, по меньшей мере, одну закрытую масляную галерею внутри головки поршня. Нижняя головная часть выкована в продольном направлении поршня, а также в поперечном направлении, чтобы придать поршню кованые черты в продольном и поперечном направлениях. Боковые кованые элементы могут содержать выточки, выполненные в юбке поршня, для уменьшения количества материала во всей конструкции поршня. Боковая ковка также может привести к отсоединению участка юбки поршня от головки поршня за счет боковых кованых прорезей, образованных в нижней части 14 короны между юбкой и головкой.

                                  Тип: Грант

                                  Подано: 27 июля 2004 г.

                                  Дата патента: 18 января 2011 г.

                                  Правопреемник: Federal-Mogul Corporation

                                  Изобретатели: Кармо Рибейро, Ричард Р. Гофтон, Хуншэн Линь, Рэндалл Р. Гайзер

                                • Способ изготовления конических поршневых пальцев

                                  Номер патента: 7827683

                                  Резюме: Предложен метод холодной штамповки конических поршневых пальцев с центральной перемычкой или без перемычки в одной последовательности формования. Этот метод исключает вторичные операции, такие как, помимо прочего, механическая обработка, отжиг, нанесение покрытия и вторичное формование. Способ включает в себя этапы разрезания металлического стержня на по существу цилиндрическую заготовку, выдавливание заготовки с образованием первой полости в заготовке, необязательно выдавливание заготовки с образованием второй полости в заготовке, прокалывание заготовку, чтобы превратить заготовку в полую цилиндрическую деталь, экструдирование полой цилиндрической детали на каждом конце с образованием полой цилиндрической детали, имеющей сужение на внутренней поверхности полой цилиндрической детали на каждом конце.

                                  Тип: Грант

                                  Подано: 11 августа 2006 г.

                                  Дата патента: 9 ноября 2010 г.

                                  Правопреемник: Burgess — Norton Mfg. Co., Inc.

                                  Изобретатели: Роберт Вайс, Стивен Бэнгс, Джеймс Энгдал, Пол Фекто

                                • ВЫБОРОЧНО УСИЛЕННЫЙ ПОРШНЕВОЙ ПАЛЬЦ

                                  Номер публикации: 20100232870

                                  Abstract: Узел пальца, включающий поршневой палец, предназначенный для соединения поршня с шатуном. Поршневой палец включает в себя корпус пальца, имеющий внутреннюю полость и ребро жесткости, предназначенное для сопротивления усилиям, прилагаемым к корпусу пальца шатуном. Узел дополнительно включает пару ребер сопротивления овальности и пару ребер сопротивления сдвигу. Каждое ребро сопротивления сдвигу расположено в осевом направлении между одним из ребер сопротивления овальности и ребром жесткости и расположено таким образом, чтобы противостоять усилиям сдвига, приложенным к корпусу ниппеля шатуном и поршнем. Сборка дополнительно включает по меньшей мере одну вставку, размещенную во внутренней полости, при этом по меньшей мере одна вставка обеспечивает по меньшей мере одно из ребер жесткости, или по меньшей мере одно из ребер сопротивления овальности, или по меньшей мере одно из ребер сопротивления сдвигу. .

                                  Тип: Заявка

                                  Подано: 12 марта 2009 г.

                                  Дата публикации: 16 сентября 2010 г.

                                  Заявитель: DELAWARE CAPITAL FORMATION, INC.

                                  Изобретатель: Стивен З. Голя

                                • Поршневой палец двигателя внутреннего сгорания и способ его изготовления.

                                  Номер патента: 7536945

                                  Реферат: Поршневой палец для соединения малой проушины шатуна с поршнем двигателя внутреннего сгорания и способ изготовления поршневого пальца. Поршень имеет отверстия бобышки, совмещенные с маленькой проушиной шатуна для установки поршневого пальца. Поверхность поршневого пальца снабжена покрытием, состоящим из смолы, содержащей взвешенные частицы твердой смазки.

                                  Тип: Грант

                                  Подано: 29 декабря 2006 г.

                                  Дата патента: 26 мая 2009 г.

                                  Правопреемники: MAHLE Technology, Inc., MAHLE International GmbH

                                  Изобретатель: Луис Перроне

                                • Способ изготовления конических поршневых пальцев

                                  Номер публикации: 20080047125

                                  Резюме: Предложен метод холодной штамповки конических поршневых пальцев с центральной перемычкой или без перемычки в одной последовательности формования. Этот метод исключает вторичные операции, такие как, помимо прочего, механическая обработка, отжиг, нанесение покрытия и вторичное формование. Способ включает в себя этапы разрезания металлического стержня на по существу цилиндрическую заготовку, выдавливание заготовки с образованием первой полости в заготовке, необязательно выдавливание заготовки с образованием второй полости в заготовке, прокалывание заготовку, чтобы превратить заготовку в полую цилиндрическую деталь, экструдирование полой цилиндрической детали на каждом конце с образованием полой цилиндрической детали, имеющей сужение на внутренней поверхности полой цилиндрической детали на каждом конце.

                                  Тип: Заявка

                                  Подано: 11 августа 2006 г.

                                  Дата публикации: 28 февраля 2008 г.

                                  Изобретатели: Роберт Вайс, Стивен Бэнгс, Джеймс Энгдал, Пол Фекто

                                • Поршень, сформированный методами порошковой металлургии

                                  Номер патента: 6973723

                                  Реферат: Поршень включает конструкцию поршня, выполненную за одно целое в процессе порошковой металлургии, структуру поршня, имеющую узел короны и узел юбки, по меньшей мере частичную камеру сгорания, образованную поверхность днища поршня во время процесса порошковой металлургии, узел юбки, зависящий от узла головки и имеющий две отстоящие друг от друга бобышки для штифта, причем каждая бобышка для штифта имеет определенное в ней отверстие для штифта, пару противоположных полукруглых элементов юбки, причем каждый элемент юбки проходит наружу от обеих бобышек штифтов и соединены с ними как единое целое. Поршень может быть сформирован путем выполнения процесса порошковой металлургии по меньшей мере с двумя различными металлическими составляющими для определения негомогенной структуры поршня. Дополнительно включен способ формирования поршня.

                                  Тип: Грант

                                  Подано: 8 января 2003 г.

                                  Дата патента: 13 декабря 2005 г.

                                  Правопреемник: International Engine Intellectual Property Company, LLC

                                  Изобретатели: Джон Л. Кэгни, Валерий Б. Петров

                                • Способ изготовления цельного поршня двигателя внутреннего сгорания.

                                  Номер патента: 6938603

                                  Реферат: Способ изготовления цельного поршня для двигателя внутреннего сгорания. Поршень имеет кольцеобразный охлаждающий канал, расположенный во внешней области головки поршня. Канал частично закрыт выступом по окружности, выполненным в виде масляной канавки. Поршень изготавливается простым и недорогим способом из заготовки поршня с помощью резки, такой как токарная обработка.

                                  Тип: Грант

                                  Подано: 30 декабря 2003 г.

                                  Дата выдачи патента: 6 сентября 2005 г.

                                  Правопреемник: Mahle GmbH

                                  Изобретатель: Райнер Шарп

                                • Способ изготовления литого под давлением алюминиевого поршня для поршневых компрессоров.

                                  Номер патента: 6935221

                                  Реферат: Литой алюминиевый поршень для поршневого компрессора. Поршень отлит без сердцевины и, таким образом, в литом поршне нет отверстия для поршневого пальца. Отверстие для наручного штифта затем формируется в заранее выбранном месте после отливки в наручном штифте. Штифт на запястье имеет заранее выбранный диаметр. Поскольку поршневой штифт может быть размещен в заранее выбранном месте с предварительно выбранным диаметром, одна и та же конструкция литого поршня может использоваться во множестве применений путем изменения расположения отверстия или размера отверстия, или того и другого.

                                  Тип: Грант

                                  Подано: 26 марта 2003 г.

                                  Дата патента: 30 августа 2005 г.

                                  Правопреемник: Bristol Compressors, Inc.

                                  Изобретатели: Джон Кеннет Нарни, II, Дэвид Тернер Монк, Скотт Гаррисон Хикс, Бенджамин Алан Майерус

                                • Инструмент и метод вставки стопорного кольца поршневого пальца

                                  Номер патента: 6789313

                                  Резюме: Инструмент для вставки стопорных колец с поршневым пальцем имеет трубку для вставки колец (1) в положении вставки колец к толкателю колец (2). Трубка для введения колец имеет внутреннюю периферию с запрессованным конусом (8), который сужается внутрь от конца устройства подачи колец (6) к отверстию направляющей кольца (9). ), который имеет цилиндрическую форму, равномерно расположенную между запрессованным конусом и концом для вставки кольца в трубке для вставки кольца. Конец (7) трубки для вставки колец имеет перпендикулярную поверхность (10), приспособленную для совмещения отверстия направляющей кольца и отверстия (4) под поршневой палец в поршне (5) коленчатого вала двигателя. . Толкатель колец имеет конус толкателя (26) с головкой толкателя (12), приспособленной для упора на сторону стопорного кольца (3) для проталкивания стопорного кольца от большего диаметра до меньшего диаметра конуса прижатия, ближайшего к кольцевой вход в отверстие кольцевой направляющей. Кольцевой толкатель имеет скользящий стержень (13), который расположен встык противоположно головке толкателя.

                                  Тип: Грант

                                  Подано: 15 ноября 2002 г.

                                  Дата выдачи патента: 14 сентября 2004 г.

                                  Изобретатель: Джордж П. Хендрикс

                                • Сборка поршневого пальца

                                  Номер патента: 6550138

                                  Реферат: Способ снижения частоты выхода из строя поршневого пальца за счет использования стопорного узла для заглушек поршневых пальцев таким образом, чтобы заглушки нельзя было снять или потерять при встряхивании во время работы. Пластиковый шток вставляется в поршневой палец, и шток приваривается ультразвуком к штокам грибовидных пластиковых поршневых заглушек, так что заглушки закрывают открытые концы штифта и удерживаются на месте за счет взаимодействия конструкции между заглушками. и стержень. В альтернативном варианте осуществления шток каждой штифтовой заглушки является полым, и соответствующая латунная вставка с внутренней резьбой расположена в штоке и приварена к нему ультразвуковой сваркой. Затем стержень с внешней резьбой входит в зацепление с двумя вставками с внутренней резьбой, чтобы удерживать заглушки на поршневом пальце.

                                  Тип: Грант

                                  Подано: 27 ноября 2001 г.

                                  Дата выдачи патента: 22 апреля 2003 г.

                                  Правопреемник: Caterpillar Inc

                                  Изобретатели: Джеймс Дж. Биллимак, Марк В. Джарретт, Нил Э. Джонстон

                                • Компрессор хладагента и способ сборки

                                  Номер патента: 6402484

                                  Реферат: Изобретение касается компрессора хладагента с блоком цилиндров (1), пластиной клапана (4), трубой, соединяемой или соединенной с глушителем всасывания, крышкой (2), закрывающей клапанная пластина (4), первое уплотнение (3) между крышкой и клапанной пластиной и второе уплотнение (5) между клапанной пластиной и блоком цилиндров. При сборке компрессора хладагента необходимо обеспечить максимально возможное снижение сопротивления потоку всасываемого газа. Для этого каждую из следующих пар членов накрывают. (2) и труба (29), трубу (29) и тарелку клапана (4) и тарелку клапана (4) и блок цилиндров (1), имеет устройство для выравнивания своих элементов по крайней мере с двумя направляющими элементами, и что элементы (2, 29, 4, 1) собираются в направлении, которое по существу параллельно направляющим элементам.

                                  Тип: Грант

                                  Подано: 12 сентября 2001 г.

                                  Дата патента: 11 июня 2002 г.

                                  Правопреемник: Danfoss Compressors GmbH

                                  Изобретатели: Мортен Свендсен, Фрэнк Холм Иверсен

                                • Поршень для двигателей внутреннего сгорания

                                  Номер патента: 6345599

                                  Реферат: Поршень из легкого металла для двигателей внутреннего сгорания, включающий втулку подшипника, состоящую из оболочки, обернутой из катаного полосового или лентовидного металлического материала. Оболочка имеет закрытое в запрессованном состоянии стыковое соединение с предпочтительной ориентацией областей металлургического зерна, образующихся в окружном направлении оболочки.

                                  Тип: Грант

                                  Файл: 16 февраля 2001 г.

                                  Дата патента: 12 февраля 2002 г.

                                  Правопреемник: KS Kolbenschmidt GmbH

                                  Изобретатели: Харальд Пфесторф, Зигфрид Мильке, Вернер Ландваттер, Эммерих Оттлицкий

                                • Заполненный гидравлический поршень и способ его изготовления

                                  Номер патента: 6318242

                                  Реферат: Настоящее изобретение относится к наполненному поршню в сборе для гидравлического насоса или двигателя. Заполненный узел гидравлического поршня включает пустой корпус поршня, имеющий первый и второй концы, и полость или отсек в корпусе поршня, проходящий внутрь от одного из концов. Поршень заполнен легким цельным вставным элементом, который помещается в отсек поршня. Материал заготовки корпуса поршня затем подвергается холодной штамповке вокруг вставного элемента для герметизации элемента. Затем корпус поршня дополнительно подвергается холодной прокатке, чтобы получить сферический шарик на одном конце. Затем его нарезают по длине, обрабатывают на станке и в нем сверлят продольное центральное отверстие.

                                  Тип: Грант

                                  Подано: 26 октября 1999 г.

                                  Дата патента: 20 ноября 2001 г.

                                  Правопреемник: Sauer-Danfoss Inc.

                                  Изобретатель: Роберт Дж. Стоппек

                                Морские услуги Damen Schelde | Damen Schelde Parts

                                О поршневых кольцах

                                Поршневое кольцо представляет собой расширяемое разрезное кольцо, используемое для обеспечения уплотнения между поршнем и стенкой цилиндра. Поршневые кольца обычно изготавливают из чугуна. В соответствии с новыми правилами ограничения выбросов серы 2020 года MAN B&W представила поршневые кольца с металлокерамическим покрытием. Для старых типов или двигателей, которые используют, например, скрубберы и продолжают работать на тяжелом топливе, у нас есть такие типы, как версии с алюминиевым, бронзовым и керамическим покрытием.

                                Другие варианты поршневые кольца с газонепроницаемым замком и левое, правое исполнение и модели с различными размерами, такие как 9, 11, 12,5 и 14 мм.

                                Поршневые кольца судового дизельного двигателя

                                Как и другие типы двигателей внутреннего сгорания, судовые дизельные двигатели работают с тремя или более типами поршневых колец. Плавная и эффективная работа судового дизельного двигателя в значительной степени зависит от надежного уплотнения гильз поршневых колец.

                                Функции поршневых колец судовых дизелей

                                В целом известны четыре функции , которые выполняют поршневые кольца.

                                Газовое уплотнение ; Компрессионные поршневые кольца гарантируют ограниченную утечку, что может привести к снижению давления сжатия газа. Утечка при сжатии газа приведет к недостаточной мощности для питания двигателя и значительному увеличению расхода топлива.

                                Смазочное масло ; Поршневые кольца также распределяют смазочное масло, когда оно перемещается вверх и вниз по гильзе цилиндра тысячи раз в минуту. Это обеспечивает плавность хода поршня, снижая риск трения и задиров между металлическими частями

                                Регулировка тепла ; При воспламенении газа температура внутри поршня может достигать 300°С. Если это пойдет дальше, сильное нераспределенное тепло может повредить двигатель. Поршневые кольца помогают регулировать температуру внутри, высвобождая тепло, передающееся от днища поршня к цилиндру.

                                Сформировать барьер ; Поршневое кольцо действует как барьер между поршнем и стенкой цилиндра, что предотвращает силу трения и, в конечном итоге, выход двигателя из строя.

                                Damen Schelde Marine Services уже более 140 лет вносит свой вклад в судостроительную промышленность по всему миру в качестве бывшего производителя и поставщика компонентов двигателей внутреннего сгорания, включая поршневые кольца.

                                В частности, поршневые кольца для судовых двигателей внутреннего сгорания, отличающиеся высоким качеством и рабочими характеристиками, пользуются высокой репутацией среди пользователей во всем мире. Поршневые кольца изготавливаются в соответствии со спецификациями, стандартизированными производителями оригинальных двигателей, и изготавливаются из множества различных материалов, специального чугуна и покрытий.

                                Производство поршневых колец основано на следующих процессах: нарезание резьбы, механообработка, черновое шлифование, вырезание зазора и дальнейшая обработка, начиная с плазменного напыления, отделки боковой поверхности, определения размера зазора и заканчивая маркировкой деталей.

                                Состав поршневых колец

                                Наша программа поршневых колец включает различные составы материалов. Несколько факторов важны и связаны с разным химическим составом. Например, размер, значение модуля упругости, значение прочности при поперечном испытании, твердость и коэффициент ослабления растяжения. Все эти факторы применимы к известным исполнениям из чугуна, таким как графит с шаровидным графитом, уплотненный вермикулярный графит и чешуйчатый графит.

                                Конфигурация морских поршневых колец

                                В рамках этой конфигурации мы разделяем типы поперечного сечения на компрессионные и маслосъемные кольца. Компрессионные кольца бывают следующих типов:

                                Тип Применение и функции

                                Самолет

                                Базовая геометрия компрессионного кольца
                                Рифленый Эффективен для удержания смазочного масла
                                Коническая поверхность Эффективен для контроля масляной пленки на стенке цилиндра
                                Коническая балансировочная выточка Используется в основном в качестве напорного кольца нижней ступени 4-тактных дизельных двигателей
                                Симметричная цилиндрическая поверхность Предотвращает нагрузку на края во время первоначальной приработки
                                Внутренний скос цилиндрической поверхности Эффект поворота
                                Асимметричная цилиндрическая поверхность Эффективен для облегчения начальной операции запуска

                                Маслосъемные кольца известны нам в следующих конфигурациях:

                                Тип Применение и функции
                                Резак Геометрия обычных маслосъемных колец
                                Фреза для скоса Меньшая поверхность трения для улучшения контроля масла
                                Фрезы для снятия фаски Эффективен для подавления снижения поверхностного давления из-за окружного износа
                                Фреза для снятия фаски с катушкой Улучшенные возможности контроля масла с помощью расширителя змеевика
                                Фреза для снятия фаски с катушкой Используется для снижения расхода смазочного масла в среднеоборотных дизельных двигателях среднего размера
                                Фреза для снятия фаски с катушкой Позволяет использовать катушки большего диаметра для большего натяжения

                                Помимо формы колец для конфигурации также важно, какая форма соединений используется в зависимости от применения и желаемых характеристик. Ниже мы опишем типы.

                                Соединение встык; в основном используется в двигателях относительно больших размеров

                                Правый угловой шарнир и левый угловой шарнир; Используется в тихоходных двигателях и гидравлическом оборудовании

                                Двойной угловой шарнир, Двойной круглый шарнир и Двойной ступенчатый шарнир; Для обеспечения газонепроницаемости соединения эти типы используются для гидравлических цилиндров и крупногабаритных низкоскоростных двигателей.

                              • Кр
                              • РКБМ
                              • КПК
                              • Известны спреи со следующими пленками

                                • Керамика;
                                • молибден и Ni-Cr;
                                • Cu; и
                                • Графит-Cu-Sn

                                Хотите узнать больше о поршневых кольцах из металлокерамики для двухтактных двигателей MAN B&W Подробнее

                                  Поиск в нашем онлайн-каталоге

                                  Имея более 250 000 деталей в нашем каталоге, вы можете осуществлять поиск в нашей базе данных.