Все о поршневых кольцах. Часть 1 — принцип работы.

Раскоксовка поршневых колец

Если мотор начинает дымить, есть вероятность, что в канавках поршней залегли кольца. В наше время есть немало различных современных средств для раскоксовки поршневых колец, и многие водители используют их для восстановления работоспособности мотора. Среди наиболее популярных составов можно отметить:

• Nitrox Power;
• ЛАВР МЛ-202;
• Титан;
• LIQUI MOLY;

• WYNN’S.

Автомобилисты полагают – если движок задымил, нужно воспользоваться средство для раскоксовки, и мотор заработает в прежнем режиме, без расхода масла и без дыма. Действительно, иногда эти средства помогают, но только лишь в тех случаях, когда мотор долго простоял без движения (например, после зимы), и от влаги в нем залегли ПК. Если машина подлежит длительной консервации (ставится в гараж на зимнее хранение) следует вывернуть свечи зажигания и в цилиндры залить масло, а свечные отверстия заткнуть чопиками. При такой профилактике и свечи не отсыреют, и на гильзах не скопиться ржавчина.

Но если все-таки забывчивый автовладелец не предпринял меры профилактики, можно воспользоваться средством для раскоксовки. От ржавчины в цилиндрах избавляемся следующим образом:

• сдергиваем высоковольтные провода;
• выкручиваем все свечи зажигания;
• проворачиваем коленчатый вал так, чтобы все поршни находились в среднем положении;
• в каждый цилиндр заливаем по 45 мл жидкости, наживляем свечи зажигания;
• оставляем «отмокать» цилиндры на 6-7 часов;
• зачем выворачиваем свечи, несколько оборотов прокручиваем стартером, чтобы вся грязь из двигателя вылетела;
• снятые детали устанавливаем на место, запускаем мотор. Первое время он может сильно дымить, но затем дым пройдет.

Автовладельцам следует помнить, что  раскоксовка не является панацеей от всех бед, и если поршневые кольца изношены, то поможет только их замена.

Зачем нужны компрессионные чулки

Основываясь на конечном предназначении, производитель применяет различные способы вязки, использует ткани с разным составом и плотностью. Поэтому покупать изделия нужно так, чтобы они соответствовали поставленной задаче. Нельзя для профилактики патологий вен и их клапанов носить чулки 4 класса компрессии, а для ношения после операций или родов приобретать изделия спортивного назначения.

Основные виды медицинского трикотажа:

• Антиэмболические (госпитальные) — применяются в послеоперационном периоде, всегда белого цвета и имеют открытый носок;
• для лечения венозной недостаточности — используются с классом компрессии от 1 до 3, разного цвета и фасона, предназначены для постоянного ношения;
• при лимфедеме — назначают компрессионное изделие 3 или 4 степени компрессии, изготавливается по индивидуальным параметрам, используется плоская вязка;
• для лечения трофических язв — изделия имеют антибактериальный эффект, в комплекте два вида гольф с разной величиной компрессии;
• профилактический — рекомендуется для ношения людям, имеющим предрасположенность к патологиям венозного кровообращения и оказывает давление не превышающее 18 мм рт.ст.;
• для занятия спортом – оказывают воздействие на ноги меньше 18 мм рт. ст. Характеристики отличаются в зависимости от особенностей вида спорта и пожеланий, есть модели даже со световозвращающими поверхностями для велоспорта.

Конструктивные особенности поршня определяются его предназначением

Основными условиями, определяющими конструкцию поршня, являются тип двигателя и форма камеры сгорания, особенности процесса сгорания, проходящего в ней. Конструктивно поршень представляет собой цельный элемент, состоящий из:

Отличается ли поршень бензинового двигателя от дизельного? Поверхности головок поршней двигателей бензинового и дизельного конструктивно отличаются. В бензиновом двигателе поверхность головки — плоская или близкая к ней. Иногда в ней выполняются канавки, способствующие полному открытию клапанов. Для поршней двигателей, оборудованных системой непосредственного впрыска топлива (СНВТ), свойственна более сложная форма. Головка поршня в дизельном двигателе значительно отличается от бензинового, — благодаря выполнению в ней камеры сгорания заданной формы, обеспечивается лучшее завихрение и смесеобразование.

Замена поршневых колец своими руками – Видео

Раскоксовка может помочь избавиться только от появления нагара. Если кольца подверглись сильному износу, то они подлежат немедленной замене.

Приобретая новый комплект колец, отдайте предпочтение только качественным деталям. Не бойтесь высокой цены, так как дешевые аналоги могут заставить нормально работать двигатель всего несколько тысяч километров

Обратите внимание на то, чтобы материал изготовления колец совпадал с материалом двигателя. Это является одним из главных критериев

https://youtube.com/watch?v=HHbj-DPZDOM

На следующем шаге необходимо слить масло и демонтировать все узлы, которые не дают возможность вытащить поршни из блока. Снимите воздушный фильтр, топливный насос и открутите болты крепления распределителя зажигания. Затем снимите шестерню распределительного вала, открутите крышку ГБЦ и снимите ее. После этого открутите корпуса, закрепляющие подшипники распределительного вала.

Как только доступ как распределительному валу откроется, его вытаскивают вместе с сальником. Деталь устанавливается таким образом, чтобы поршень оказался в верхней мертвой точке. Свеча выворачивается, а в отверстие вставляют специальный прут, который предотвратит падение клапана вниз. С помощью специального съемника пружина клапана сжимается и пинцетом вытаскивается два сухаря. Чтобы вытащить кольца, нужно также применять специальное приспособление.

Установка новых колец производится в обратной последовательно, однако, перед их запрессовкой обязательно смажьте их моторным маслом

Крайне важно не перепутать стороны, так как это может стать причиной повышенного расхода масла

Виды поршневых колец, из чего изготовлены, подбор и маркировка

Поршень и цилиндр двигателя внутреннего сгорания имеют близкие размеры, однако, с какой бы высокой точностью они не изготавливались, между ними все равно остается зазор, через который в картер могли бы свободно проходить газы, образующиеся в результате сгорания рабочей смеси, а из картера в камеру сгорания попадало бы моторное масло. Для предотвращения этих крайне нежелательных явлений применяются поршневые кольца.

Они представляют собой незамкнутые кольца, посаженные с небольшим зазором в предназначенных для этой цели поршневых канавках. По своему предназначению они делятся на две группы:

• компрессионные, задача которых состоит в предотвращении прорыва газов из камеры сгорания в картер двигателя;
• маслосъемные, предназначенные для удаления излишков моторного масла со стенок цилиндров.

Компрессионные поршневые кольца имеют наружный диаметр немного больше диаметра цилиндра. Чтобы деталь могла поместиться внутри, в ней делается вырез, называемый замком. Поверхность компрессионного кольца изготавливается ровной, без каких-либо выемок. Маслосъемные кольца, в отличие от них, имеют сквозные прорези, предназначенные для отвода масла.

Количество колец, устанавливаемых на один поршень, может варьироваться. На заре автомобильной эры, когда двигатели были тихоходными, чтобы как можно лучше справиться с потерями компрессии, их количество доходило до семи. В современных двигателях для каждого поршня, как правило, применяется три: два компрессионных и одно маслосъемное. У спортивных автомобилей с высокооборотистыми форсированными моторами инженеры довольно часто ограничиваются и вовсе двумя.

Строй-Техника.ру

Строительные машины и оборудование, справочник

Категория:

   Устройство и работа двигателя

Публикация:

   Поршневые кольца

Читать далее:

   Поршневой палец

Поршневые кольца

На поршне устанавливают компрессионные и маслосъемные кольца. Компрессионные кольца уплотняют поршень в цилиндре и служат для предотвращения прорыва газов через зазор между юбкой поршня и стенкой цилиндра. Маслосъемные кольца снимают излишки масла со стенок цилиндров, препятствуя проникновению его в камеру сгорания.

Компрессионные кольца устанавливают в верхние канавки на головке поршня (два-три кольца). Маслосъемные кольца (одно или два) располагают под компрессионными кольцами на головке или одно кольцо размещают внизу на юбке.

Компрессионные кольца изготовляют из чугуна путем их индивидуальной отливки и последующей обработки; торцовую поверхность колец шлифуют. На кольце делают прямой вырез, называемый замком и позволяющий кольцу пружинить.

Дополнительные материалы по теме:

Кольцо плотно (с зазором 0,02—0,08 мм) подгоняют по высоте к канавке поршня, и в свободном состоянии оно имеет диаметр, несколько больший диаметра цилиндра. При установке в цилиндр поршня вместе с кольцом его предварительно сжимают, а затем оно вследствие упругости плотно прилегает к стенке цилиндра, обеспечивая хорошее уплотнение поршня. Для возможности свободного расширения кольца при нагревании в замке кольца, установленного в цилиндр, должен быть зазор 0,2—0,4 мм.

Рис. 1. Поршневые кольца и эпюра давления

Для обеспечения хорошей приработки компрессионных колец к цилиндрам иногда применяют кольца с наклонной (конусной) наружной поверхностью, а также кольца, имеющие фаску с внутренней или наружной стороны (скручивающиеся кольца). Из-за наличия фаски при сжатии и установке в цилиндр такие кольца перекашиваются, и их наружная поверхность располагается под углом к стенке цилиндра. Для правильной установки скручивающихся колец на поршне на них с верхней стороны иногда делают метки.

Чтобы улучшить приработку и повысить износоустойчивость колец, на их трущуюся поверхность наносят специальные покрытия. Верхнее компрессионное кольцо (одно или два кольца), работающее в наиболее тяжелых условиях, обычно покрывают пористым хромом (общая толщина покрытия 0,10—0,15 мм, толщина слоя пористого хрома 0,04—0,06 мм). Хромированная поверхность износоустойчива, а пористый слой хрома хорошо удерживает в себе смазку. Это значительно повышает износоустойчивость кольца и улучшает условия работы колец, расположенных ниже. Остальные кольца для лучшей прирабатываемости обычно подвергают электролитическому лужению (толщина слоя олова 0,005—0,01 мм).

Для увеличения плотности прилегания кольца к стенке цилиндра его изготовляют таким образом, что в свободном состоянии форма кольца отклоняется от окружности, вследствие чего при сжатии его и установке в цилиндр обеспечивается правильное распределение давления кольца на стенку цилиндра по всей окружности (кольца с корректированным давлением). Круговая диаграмма (эпюра) давления такого кольца на стенки цилиндра показана на рис. 1, б.

Маслосъемные кольца, также изготовляемые из чугуна, имеют сквозные прорези, а иногда еще и канавку на наружной поверхности. Маслосъемные кольца устанавливают в канавки с отверстиями. При движении поршня маслосъемное кольцо снимает излишнее масло со стенок цилиндра, и через прорези на кольце и отверстия в поршне масло отводится в картер.

Кроме чугунных маслосъемных прорезных колец, применяют также стальные составные маслосъемные кольца, состоящие из двух стальных плоских колец (дисков), между которыми установлен осевой расширитель, прижимающий их к стенкам канавки. Для облегчения прижатия колец к стенке цилиндра под ними в канавке установлен радиальный расширитель. Оба расширителя представляют собой стальные гофрированные пружинящие кольца.

Читать далее: Поршневой палец

Категория: –
Устройство и работа двигателя

Статьи про поршневые кольца

Скачать статьи

1. Тополянский А.П., Мяконьков М.Б., Сабуров С.А. Исследование триботехнических свойств покрытий для поршневых колец, работающих в паре с чугунной втулкой. Ресурсосберегающие технологии ремонта, восстановления и упрочнения машин, механизмов, оборудования, инструмента и технологической оснастки от нано- до макроуровня. Материалы 11-й Международной научно-практической конференции 14-17 апреля 2009 г. Санкт-Петербург. Изд. СПбГПУ, 2009, Ч. 2. – С. 308-311
2. Мяконьков М.Б., Хмелевская В.Б. Сравнительные исследования способов нанесения покрытий на поршневые кольца для уменьшения их износа. Металлообработка. 2010. № 3. – С. 36-40
3. Тополянский П.А. Плазменные технологии в автосервисе. Ритм Машиностроения. 2017. № 2. – С. 34-37

Функции поршневых колец

Исходя из вышеописанного можно сделать следующие выводы:

• компрессионные свойства. Полная изоляция камеры сгорания, обеспечение необходимого давления внутри цилиндра, за счет чего достигается стабильный крутящий момент и оптимальный расход топлива;
• экономия моторного масла. Благодаря маслосъемному кольцу обеспечивается эффективная пленка на поверхности цилиндра, лишнее масло не сгорает а попадает через кольцо в картер;
• теплообмен. Поршневые кольца эффективно снимают тепло с поршня передавая его на цилиндры, которые остывают за счет внешнего контакта с охлаждающей жидкостью;

практическое отсутствие горизонтальных колебаний. За счет плотного прилегания колец поршень четко двигается вверх-вниз.

Инструкция по правильной установке

Теперь можно рассмотреть, как правильно установить поршневые кольца. Нижеприведенная инструкция универсальна. В целом, она подойдет, как для иномарок, так и для отечественных автомобилей.

Подготовка

Перед заменой поршневых колец необходимо подготовить автомобиль. Делается это так:

1. Сначала обесточьте машину. Необходимо скинуть клеммы с контактов.
2. Слейте все масло – будьте аккуратны, оно может быть горячим. Также удалите охлаждайку.
3. На двигателе стоит декоративная заглушка, которая крепится на 4 болтах. Ее необходимо снять.
4. Затем снимите крышку цилиндров. После отключите вводные шланги.
5. Демонтируйте все навесные детали. Как правило, они крепятся на болтах.
6. Теперь необходимо отключить топливный шланг. В том же месте вы найдете проводок, который идет на датчик вентилятора.
7. Аккуратно вытащите термостат. В большинстве случаев он крепится на 2 болтах, но иногда имеет клипсовый фиксатор. В первом случае достаточно открутить крепеж, и вытащить термостат. По втором, его необходимо слегка сдвинуть.
8. Отсоедините генератор.
9. Затем необходимо снять ремень газораспределителя.
10. Чтобы отсоединить ремень, понадобится снять ролик и сдвинуть его.
11. Затем снимите крышку коллектора. Кстати, гайки здесь быстро засаливаются и приходят в негодность. Для удобства после замените их на новые с медным напылом.
12. Снимите головку блока цилиндров. Они фиксируются 10 болтами, которые нужно снять в четком порядке, указанном на крепеже.
13. Под машиной открутите 3 болта маслосборника, чтобы появился доступ к коленвалу.
14. Немного прокрутите его, чтобы наружу вышли поршни.

На этом подготовка закончена. Процесс почти везде одинаковый, даже на старых автомобилях. Разница может быть только в креплениях и подводах шланга.

Установка

Итак, как правильно поставить поршень? Сначала его нужно извлечь и зафиксировать в тисках. Не стесняйтесь и зажимайте крепко. Чтобы не осталось следов, проложите фанеру или доски.

Она будет в любом случае и ее понадобится снять. Возьмите обычную зубную щетку с растворителем и снимите нагар. Проблема в том, что наборные маслосъемные кольца должны прижиматься без зазоров, а выгоревшее масло создает неравномерный слой.

Итак, как правильно ставить кольца:

1. Сначала производится установка маслосъемных колец. Вставьте пружину и плотно зафиксируйте сверху кольцо.
2. Теперь наступило время компрессионных колец. На них есть порядковые пометки.

Как правильно одеть кольца на поршень? Растягивая их руками есть высокий риск, что они просто лопнут! Чтобы в дальнейшем не бежать в автомобильный магазин, лучше воспользоваться самым недорогим расширителем, который имеет ограничитель.

Следуя инструкции, их метки должны располагаться равносторонним треугольником.

То есть, их метки должны стоять друг к другу под 120 градусов. Соблюдайте точную схему установки, так как случайный сдвиг увеличит расход масла, причем значительно.

Как вы можете заметить, устанавливать поршневые кольца достаточно просто, если есть нужный инструмент.

Установка в цилиндр

Для этого необходима специальная обжимка. Ее можно купить – стоит около 600 рублей. Изнутри обжимку нужно смазать толстым слоем моторного масла, чтобы улучшить проходимость.

В нее вставляется поршень и затягивается гайкой. В комплекте с обжимкой идет шестигранный ключ, которым затягивается гайка. Теперь легонько постукивайте молоточком, чтобы поршень стал на свое место. После снимите опору и уберите бугель. Далее поставьте шатун на поршень. Перед этим его необходимо щедро смазать маслом.

Устанавливая поршень, ориентируйтесь на соседние, чтобы он стал ровно. После нежно зафиксировать шатун. Сначала закручивайте болты руками, а затем затяните динамометрическим ключом. Не перестарайтесь, может легко лопнуть крепеж.

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.

Проверка состояния поршневых колец

Как вы уже поняли, режим работы колец является крайне тяжелым. Это связано с огромным давлением, трением и повышенное температурой. В связи с этим, происходит их естественный износ, который наступает, обычно, после 150 000 километров. Однако, многие водители утверждают, что их мотор выдерживал и по 500 000 километров. Такие результаты могут получиться только при очень правильной эксплуатации автомобиля, в остальных же случаях, износ колец наступает достаточно рано.

Выход из строя поршневых колец раньше положенного срока обычно наступает при использовании некачественного масла или его смешивании с другим

Немало важно, также, контролировать состояние воздушного и топливного фильтров, особенно, при езде по сильно запыленной дороге. Кроме всего прочего, не перегружайте и не перегревайте двигатель

Образование нагара, вследствие повышенных температур, способствует залеганию колец.

Как понять, что поршневым кольцам требуется ремонт? Для этого необходимо обратить внимание на расход масла. Повышенный расход смазочного вещества является самым первым признаком неисправности поршневых колец

Масло попадает в камеру сгорания и из выхлопной трубы появляется дым сизого цвета.

Кроме того, о неисправности поршневых колец можно судить по загрязнению свечей зажигания и утечке масла и его испарениям в местах установки прокладок и сальников.

Как правильно проверять маслосъемные кольца

Если посмотреть на рабочие условия маслосъемных колец, то сразу становится понятно, как несладко приходится этим деталям. Зачастую стандартного комплекта хватает примерно на 150 000 км пробега, правда, некоторые автомобилисты утверждают, что их автомобили проездили и 500 км без всякой замены. Кто знает, возможно, это и так, ведь продолжительность жизни этих деталей зависит от эксплуатационных условий транспортного средства. Если же машина вынуждена работать чуть ли не на пределах своих возможностей, то понятно, что поломки двигателя следует ожидать намного раньше.

На «здоровье» маслосъемных колец существенно сказывается и несвоевременная замена масла, особенно, если используемая смазочная жидкость относится к категории «низкокачественных». Чаще всего применение такого масла проявляется в залегании колец. Также следует следить и за состоянием воздушного и топливного фильтров.

Определить необходимость замены маслосъемных колец можно по нескольким характерным признакам их износа. Во-первых, расход масла существенно увеличивается, а во-вторых, в начале движения или после кратковременных остановок (к примеру, в пробках или на светофорах) из выхлопной трубы могут появляться клубы сизого дыма.

Более того, к тревожным признакам износа стоит отнести испарения и протечки масла, а если «новая» жидкость еще и потемнела быстро, то избежать замены колец точно не получится. Не лишним будет проверить свечи зажигания: в нормальном состоянии они должны быть чистыми, а если это не так, то, скорее всего, придется посетить сервис или заняться ремонтом самостоятельно.

При обнаружении любого из названных признаков износа, необходимо сразу провести диагностику маслосъемных колец. Выполнение этой процедуры не займет много времени и не потребует каких-то особых знаний. Все, что от вас требуется, – отсоединить шланг вентиляционной системы, и если давление картерных газов окажется повышенным, значит, кольца уже не справляются со своими обязанностями.

Что нужно для проверки маслосъемных колец

В случае с маслосъемными кольцами, необходимый набор инструментария определяется способом диагностики этих элементов. Если вы проводите экспресс-диагностику, то есть проверяете маслосъемные кольца «здесь и сейчас», то для реализации задуманного вам не понадобится практически никаких специальных инструментов. Достаточно будет стандартного набора, включающего в себя отвертки, тиски, плоскогубцы и прочие элементы, имеющиеся в арсенале автомобилиста. Но если вы решили удостовериться в неисправности маслосъемных колец на практике, то дополнительно придется подготовить кусок прозрачной трубки и прозрачный фильтр (именно прозрачный, так как лишь с его помощью мы сможем увидеть, летит с двигателя грязь или нет).

Отсоединив трубку отсоса картерных газов, следует подсоединить в разрыв фильтр вместе с кусочком шланга. После недели активной езды вы заметите, как в баночке фильтра скапливается масло, и если с маслосъемными кольцами и правда не все в порядке, то она может доверху наполниться буквально за несколько дней.

Поршень выполняет ряд важных функций:

• обеспечивает передачу механических усилий на шатун;
• отвечает за герметизацию камеры сгорания топлива;
• обеспечивает своевременный отвод избытка тепла из камеры сгорания

Работа поршня проходит в сложных и во многом опасных условиях – при повышенных температурных режимах и усиленных нагрузках, поэтому особенно важно, чтобы поршни для двигателей отличались эффективностью, надежностью и износостойкостью. Именно поэтому для их производства используются легкие, но сверхпрочные материалы – термостойкие алюминиевые или стальные сплавы

Поршни изготавливаются двумя методами – литьем или штамповкой.

Что такое поршневые кольца

Поршневые кольца представляют собой детали, устанавливаемые на поршни, как правило используют два компрессионных и одно маслосъемное кольцо. Форма колец выполнены в форме окружности, а для монтажа на поршень используется разрез, который уменьшается при установке поршней в цилиндры. Если бы поршни двигателя не оснащались кольцами, то мотор попросту не работал по причине отсутствия компрессии, а также из-за наполнения цилиндра маслом и быстрым его угаром.

Главное назначение поршневых колец – обеспечить плотным нажатием на стенку цилиндра нормальное давление в цилиндре, а также не допускать угар масла, позволяя ему сливаться в поддон.Также кольца удерживают картерные газы, но только если нет износа цилиндро-поршневой группы.

Конструкция поршня

Поршень двигателя имеет достаточно простую конструкцию, которая состоит из следующих деталей:

1. Головка поршня ДВС
2. Поршневой палец
3. Кольцо стопорное
4. Бобышка
5. Шатун
6. Юбка
7. Стальная вставка
8. Компрессионное кольцо первое
9. Компрессионное кольцо второе
10. Маслосъемное кольцо

Конструктивные особенности поршня в большинстве случаев зависят от типа двигателя, формы его камеры сгорания и типа топлива, которое используется.

Днище

Днище может иметь различную форму в зависимости от выполняемых им функций – плоскую, вогнутую и выпуклую. Вогнутая форма днища обеспечивает более эффективную работу камеры сгорания, однако это способствует большему образованию отложений при сгорании топлива. Выпуклая форма днища улучшает производительность поршня, но при этом снижает эффективность процесса сгорания топливной смеси в камере.

Поршневые кольца

Ниже днища расположены специальные канавки (борозды) для установки поршневых колец. Расстояние от днища до первого компрессионного кольца носит название огневого пояса.

Поршневые кольца отвечают за надежное соединение цилиндра и поршня. Они обеспечивают надежную герметичность за счет плотного прилегания к стенкам цилиндра, что сопровождается напряженным процессом трения.  Для снижения трения используется моторное масло. Для изготовления поршневых колец применяется чугунный сплав.

Количество поршневых колец, которое может быть установлено в поршне зависит от типа используемого двигателя и его назначения. Зачастую устанавливаются системы с одним маслосъемным кольцом и двумя компрессионными кольцами (первым и вторым).

Маслосъемное кольцо и компрессионные кольца

Маслосъемное кольцо обеспечивает своевременное устранение излишков масла с внутренних стенок цилиндра, а компрессионные кольца –  предотвращают попадания газов в картер.

Компрессионное кольцо, расположенное первым, принимает большую часть инерционных нагрузок при работе поршня.

Для уменьшения нагрузок во многих двигателях в кольцевой канавке устанавливается стальная вставка, увеличивающая прочность и степень сжатия кольца. Кольца компрессионного типа могут быть выполнены в форме трапеции, бочки, конуса, с вырезом.

Маслосъемное кольцо в большинстве случаев оснащено множеством отверстий для дренажа масла, иногда – пружинным расширителем.

Поршневой палец

Это трубчатая деталь, которая отвечает за надежное соединение поршня с шатуном. Изготавливается из стального сплава. При установке поршневого пальца в бобышках, он плотно закрепляется специальными стопорными кольцами.

Поршень, поршневой палец и кольца вместе создают так называемую поршневую группу двигателя.

Юбка

Направляющая часть поршневого устройства, которая может быть выполнена в форме конуса или бочки. Юбка поршня оснащается двумя бобышками для соединения с поршневым пальцем.

Для уменьшения потерь при трении, на поверхность юбки наносится тонкий слой антифрикционного вещества (зачастую используется графит или дисульфид молибдена). Нижняя часть юбки оснащена маслосъемным кольцом.

Обязательный процесс работы поршневого устройства – это его охлаждение, которое может быть осуществлено следующими методами:

• разбрызгиванием масла через отверстия в шатуне или форсункой;
• движением масла по змеевику в поршневой головке;
• подачей масла в область колец через кольцевой канал;
• масляным туманом

Уплотняющая часть

Уплотняющая часть и днище соединяются в форме головки поршня. В этой части устройства расположены кольца поршня – маслосъемное и компрессионные. Каналы для колец имеют небольшие отверстия, через которые отработанное масло попадает на поршень, а затем стекает в картер двигателя.

В целом поршень двигателя внутреннего сгорания является одной из самых тяжело нагруженных деталей, который подвергается сильным динамическим и одновременно тепловым воздействиям. Это накладывает повышенные требования как к материалам, используемым в производстве поршней, так и к качеству их изготовления.

Наборное маслосъемное кольцо состоит из:

1. Два стальных диска
2. Радиальный расширитель
3. Осевой расширитель

Насчет установки дисков наборных колец существует множество мнений, какой именно стороной верх или низ ставить диск на поршень.

Поясним, о чем идет речь. Если диск маслосъемного наборного кольца зажать между указательным и большим пальцем и немного его сдавить, то оно, либо поднимется вершиной вверх или же вниз.

Например, при сборке японских моторов (бензин) кольца с завода стоят так – верхнее кольцо (диск) прогиб вверх, а нижнее вниз. Если следовать американской технологии, то например «Линкольн навигатор» мотор с завода — оба кольца вниз. Завод ЗМЗ — оба кольца вверх.

Сами производители колец наборного типа не дают, каких либо аннотаций относительно установки наборных дисков и тогда остается самый верный способ их установки, это повторить заводскую сборку. Это приемлемо для моторов, где замена колец производится впервые, и точно стоят «родные» кольца.

Зазор в замке

Прорезь в поршневом кольце принято называть замком. Этот зазор  необходим, но он создает и очевидную проблему – в этом месте газы из цилиндра могут спокойно проникать в картер. Поэтому он должен иметь минимальную ширину при сборке, но не нулевую – из-за неравномерности теплового расширения цилиндра, кольца и поршня замок может свестись, после чего кольцо сломается.

Для каждого конкретного двигателя, исходя и из материалов, и из рабочего диапазона температур задается минимальный тепловой зазор в замке – при сборке мотора проверяем зазор в замке, чтобы он был не меньше нижнего порога номинала.

Износа кольца и цилиндра приводит к тому, что кольцо «расходится», зазор в замке растет, как растут и потери давления и масло проникает в камеру сгорания. Исходя из этого, задается максимальный размер зазора, при превышении которого кольцо заменяется новым.

Сравним величины номинального зазора для разных двигателей:

• ВАЗ-2108: 0,25-0,45 мм;
• ГАЗ-24: 0,25-0,6 мм;
• Honda CR-V (мотор K20A4): 0,2-0,35 мм.

О чем нам говорят эти цифры? Минимальный предел зазора в замке нового кольца у отечественных двигателей близок, но вот максимальный выше в моторе с меньшей степенью форсировки: потери давления при этом сохраняются терпимыми. У японского же мотора материалы подобраны лучше, охлаждение верхнего кольца эффективнее, поэтому снижается минимальный размер,  и «вольностей» при сборке допускается меньше. Максимальный предел при дефектовке отличается – на моторах ВАЗ он составляет 1 мм, ГАЗ – 1,2 мм, у «Хонды» же верхнее компрессионное кольцо считается изношенным уже при зазоре 0,6 мм, с каким еще можно было бы собирать новый мотор двадцать четвертой «Волги».

Зазор в замке – это важный показатель при дефектовке мотора. Заводя кольцо на разную высоту, где цилиндр изнашивается по-разному, можно без нутромера узнать степень износа: в верху, где кольцо не соприкасается со стенками, цилиндр сохраняет номинальный диаметр, и именно в этом месте зазор в замке отображает износ кольца. Опускаясь ниже, кольцо расширяется, указывает на увеличение диаметра цилиндра ближе к середине, затем снова сужается. Грубо, но достаточно показательно  рассчитываем разницу в диаметрах цилиндра на разной высоте, отталкиваемся от измеренного зазора.

Предположим, номинальный диаметр цилиндра – 78 мм, что соответствует окружности 122,522 мм. Измеренный зазор в замке при установке кольца вверху – 0,4 мм, длина самого кольца – 122,122 мм. Теперь опускаем его к центру цилиндра и измеряем зазор 0,8 мм – из окружности 122,922 мм получаем диаметр 78,25 мм. Такой метод не учитывает то, что цилиндр становится бочкообразным или яйцевидным, и в середине кольцо прилегает к стенкам не всей поверхностью. Тем не менее, изменение зазора в замке указывает нам, что проблема двигателя не в износе колец, которые просто заменить: потребуется расточка цилиндров.

Как заменить поршневые кольца самостоятельно

Конечно, замена колец – процедура довольно трудоемкая. Она требует аккуратности и определенных умений, но по большому счету сложного в ней ничего нет (если не снимать двигатель). Для этого нужно:

• снять головку блока цилиндров, соблюдая все рекомендации производителя автомобиля;
• слить масло, снять защиту маховика и поддон картера двигателя;
• снять маслозаборник;
• провернув коленвал, установить нужный поршень в нижнюю мертвую точку;
• открутить крышку шатуна и снять ее;
• вытащить поршень вместе с шатуном из цилиндра, толкая его вверх деревянной рейкой;
• очистить поршень от нагара. По его маркировке установить класс поршня, приобрести соответствующий ему новый комплект поршневых колец;
• каждое новое кольцо перед установкой сначала вставляется в цилиндр для проверки зазора в замке. Зазор должен соответствовать величине, указанной в руководстве по эксплуатации автомобиля. Если он меньше необходимого, то торцы замка аккуратно подпиливаются надфилем;
• поршни тщательно очищаются от нагара. Отверстия, предназначенные для слива масла, также прочищаются подходящей деревянной палочкой. Очищенные канавки смазываются чистым моторным маслом;
• одеваются кольца начиная с маслосъемного. На одной из сторон кольца стоит маркировка «ТОР» (вверх), которая указывает, как оно должно быть установлено в поршень. Замки должны устанавливаться через 120 градусов относительно друг друга. Это исключит сквозное проникновение через них газов. Нельзя одевать кольца «витком», такая установка может сопровождаться появлением микротрещин, которые приведут к их поломке;
• произвести сборку в обратной последовательности, параллельно очищая все чистой ветошью и смазывая свежим моторным маслом. Поршни должны устанавливаться именно в те цилиндры, откуда они были сняты. Также и крышки шатунов с шатунными вкладышами должны надеваться на те же шатуны, с которых их сняли.

Если износ шатунных вкладышей позволяет использовать их повторно, то замену делать не стоит, так как для этого понадобится расточить шейки коленвала. Самостоятельно такую работу без опыта качественно выполнить не получится.

Инструменты, необходимые для проведения работ

Для замены колец понадобятся:

• наборы рожковых и накидных ключей, а также вороток с удлинителем и головками номиналом от 10 – 19;
• динамометрический ключ;
• спец. обжим (оправка).

Кроме того, понадобится герметик устойчивый к воздействию масла. Он пригодится во время установки прокладок поддона картера и клапанной крышки.

И вроде бы ничего сложного в перечисленных выше действиях нет, если замену производить не снимая двигатель с автомобиля. Однако есть нюансы, без учета которых двигатель с новыми кольцами долго не проработает. Когда цилиндр достигает предельной стадии износа, на поверхности его зеркала образуется «ступенька». Ударившись об нее, новое кольцо либо сразу сломается, либо получит трещину, которая в итоге все равно приведет к его поломке. Кроме того, канавки старого поршня также имеют износ, поэтому притирка новых колец к цилиндру будет затруднена или вовсе невозможна. Это значит, что дефектовку поршневой группы и цилиндров лучше доверить профессионалам.

Расточкой и хонингованием цилиндров также должны заниматься квалифицированные специалисты. К тому же эту работу выполнить без снятия двигателя невозможно. Поэтому перед тем как браться за дело, стоит хорошо подумать, реально оценить свои силы и возможности. Чтобы результатом ремонта не стала замена поршневой группы в целом, или того хуже – не пришлось бы сдавать двигатель в капитальный ремонт.