Как работаю поршневые кольца (часть 4)

Часть 1, Часть 2, Часть 3

     В зависимости от своего назначения двигатели могут быть самого разнообразного размера и формы. Есть двигатели, которые легко носить в руке, а есть те, которые приводят в движение морские суда. Поэтому при разработке поршневого кольца инженер должен обязательно учитывать будущее применение проектируемого кольца, потому что для выполнения требуемых функций кольцо должно обладать набором необходимых качеств, которые обеспечат правтльную работу кольца и всего двигателя в целом.  

   Диаметры колец могут варьироваться от нескольких сантиметров до более чем одного метра.
Большинство производимых колец для легкового и легкого грузового транспорта имеет диаметр от 70 до 100мм.

   Поршневые кольца могут иметь различную форму своего поперечного сечения, которая будет зависеть от того, какое это кольцо: первое, второе или третье. Так же на форму поперечного сечения будет влиять материал кольца или вид поверхностного покрытия кольца и индивидуальные характеристики двигателя.

   Рабочая поверхность компрессионного кольца так же может иметь различную форму поперечного сечения.

Плоский профиль рабочей поверхности позволяет добиться максимальной степени герметичности камеры сгорания, так как кольцо прижато к стенке цилиндра по высоте своей рабочей поверхности. Бочкообразный профиль рабочей поверхности позволяет кольцу эффективно работать на очень высоких оборотах двигателя, так как за счет небольшой площади контакта рабочей поверхности со стенкой цилиндра имеет наименьшую силу трения. Скребковая форма профиля обеспечивает эффективное удаление избыточного слоя моторного масла с поверхности цилиндра.    

   Зазор в области смыкания торцов кольца является местом, через которое происходит утечка отработанных газов из камеры сгорания. В определенных случаях используются замки специальной формы, чтобы минимизировать утечку газов.

   Прямя форма замка наиболее частая, так как она обеспечивает достаточную эффективность в большинстве случаев. Замки косой и ступенькообразной конструкции используются в случаях, когда требуется обеспечить максимальную герметичность камеры сгорания.

   При изготовлении колец используется множество различных технологий обработки рабочей поверхности в зависимости от конкретных требований, предъявляемых к данному кольцу. Следует особо подчеркнуть, что все взаимосвязанные элементы цилиндро-поршневой группы (цилиндры, поршни и кольца) должны обладать взаимодополняющими свойствами и характеристиками. Такое сочетание их свойств позволяет обеспечить двигателю надежную и длительную эксплуатацию с заданной экономичностью и эффективностью.

   Рассмотрим свойства, которые придают кольцам различные виды покрытий.

   Электролитическое хромирование - придает кольцам износоустойчивость, эффективна как для бензиновых, так и для дизельных двигателей.

   Газовое нитрование -  придает кольцам износоустойчивость, может применяться для колец рассчитанных на эксплуатацию в алюминиевых блоках цилиндров,  эффективно как для бензиновых, так и для дизельных двигателей.

   Фосфорно-цинковое покрытие - обеспечивает коррозионную стойкость колец, применяется для бензиновых двигателей.

   Фосфорно-марганцевое покрытие - обеспечивает коррозионную стойкость колец, эффективно как для бензиновых, так и для дизельных двигателей.

   Керамическое покрытие - придает кольцам износоустойчивость, может применяться для колец рассчитанных на эксплуатацию в алюминиевых блоках цилиндров,  применяется для дизельных двигателей.

   Производители поршневых колец прилагают все усилия, чтобы полностью удовлетворить не только текущие требования двигателестроителей,  но и создать базу для удовлетворения требований для двигателей, которые буду производиться в будущем.

   В общем виде эти требования будут сводиться к следующим пунктам:

1. Уменьшение высоты кольца и его веса. Это необходимо для того, чтобы обеспечить возможность работы двигателя на высоких оборотах и для обеспечения уменьшения силы трения.
2. Максимально снизить утечку газов из камеры сгорания. Данное требование связанно с повышением экологических стандартов и увеличения мощности двигателей.
3. Дальнейшее снижение силы трения.
4. Уменьшение расхода топлива
5. Увеличение мощности
6. Уменьшение расхода моторного масла.

   Для того, чтобы кольца работали правильно, необходимо соблюдать ряд требований при их установке.

Проверка зазора в области канавки

Для каждого мотора существуют индивидуальные допустимые значения зазора между кольцом и поршнем в области канавки, но усреднено можно сказать, что если зазор с новыми кольцами превышает 0,12 мм, то требуется заменить поршень.

   Если пренебречь этим этапом то при работе двигателя будет наблюдаться "трепетание" кольца внутри канавки, что приведет к быстрому износу как кольца, так и поршня. Кроме этого возможна даже поломка кольца с образованием отломков, которые могут поцарапать стенки цилиндра и привести к поломке двигателя. 

Проверка диаметра цилиндра

Для каждого мотора существуют индивидуальные допустимые значения увеличения стандартного диаметра цилиндра, но усреднено можно сказать, что если на бензиновом двигателе диаметр цилиндра больше, чем 0,1мм от стандартного, то требуется заменить гильзу или проточить цилиндры в ремонтный размер и заменить поршни и кольца на соответствующий ремонтный размер. Для большинства дизельных моторов это отклонение диаметра допускается до величины 0,15мм.

   При пренебрежении этим правилом при работе двигателя будет наблюдаться прорыв газов из камеры сгорания из-за того, что будет превышен зазор в области замка кольца.

Для того, чтобы передать нам изображения, замеры деталей либо другую оперативно требующуюся информацию, используйте программы Whatsapp, Viber или Skype. Контактный телефон:
8-913-715-57-58, 8-913-7-4444-69
skype: stars_novosibirsk