У любым сучасным поршневым рухавіку ёсць дэталі, якія забяспечваюць герметычнасць камеры згарання і змазку цыліндраў - поршневыя кольцы.Усё аб поршневых кольцах, іх існуючых тыпах, асаблівасцях канструкцыі і працы, а таксама аб правільным выбары і замене кольцаў чытайце ў прапанаванай артыкуле.
Што такое поршневыя кольцы?
Поршневыя кольцы - дэталі цыліндра-поршневай групы (ЦПГ) рухавіка ўнутранага згарання ;металічныя раздымныя кольцы, устаноўленыя на поршнях для герметызацыі камеры згарання, памяншэння страт маторнага масла і мінімізацыі колькасці выхлапных газаў, якія паступаюць у картэр.
Для нармальнай працы поршневага рухавіка ўнутранага згарання крытычна важна, каб у канцы такту сціску (пры дасягненні поршнем верхняй мёртвай кропкі) у камеры згарання стваралася ціск, якое перавышае пэўны мінімальны ўзровень - гэты параметр называецца кампрэсія.Для бензінавых рухавікоў кампрэсія ляжыць у межах 9-12 атмасфер, для дызельных агрэгатаў гэты параметр складае 22-32 атмасферы.Каб дамагчыся неабходнай кампрэсіі, неабходна забяспечыць герметычнасць камеры згарання - гэтую праблему вырашаюць поршневыя кольцы.
Поршневыя кольцы выконваюць некалькі ключавых функцый:
● Ушчыльненне камеры згарання - памер кольца падабраны дакладна пад унутраны дыяметр цыліндру, што прадухіляе прарыў газаў з камеры згарання ў картэр;
● Зніжэнне сіл трэння - плошча трэння кольцаў аб сценкі цыліндру значна меншая за плошча поршня, што зніжае страты на трэнне дэталяў ЦПГ;
● Кампенсацыя цеплавога пашырэння матэрыялаў CPG - поршні і цыліндры вырабляюцца з розных сплаваў з рознымі каэфіцыентамі цеплавога пашырэння, увядзенне кольцаў прадухіляе закліноўванне поршняў і змены кампрэсіі пры павышэнні і падзенні тэмпературы рухавіка;
● Змазка сценак цыліндраў і выдаленне лішкаў алею (што прадухіляе яго трапленне ў камеры згарання і памяншае страты алею з-за адходаў) - кольцы спецыяльнай канструкцыі забяспечваюць выдаленне лішкаў алею са сценак цыліндраў, якія ўтвараюцца ў працэсе працы рухавіка, але пакінуць алейную плёнку, неабходную для зніжэння трэння;
● Астуджэнне сценак поршня - частка цяпла ад поршня адводзіцца да сценак цыліндра праз кольцы.
Няцяжка заўважыць, што поршневыя кольцы гуляюць вырашальную ролю ў працы ЦПГ і функцыянаванні ўсяго сілавога агрэгата.Любыя няспраўнасці і знос кольцаў выяўляюцца стратай магутнасці рухавіка і агульным пагаршэннем яго працы, таму дадзеныя дэталі падлягаюць замене.Але перш чым купляць або заказваць новыя кольцы, варта разабрацца ў існуючых відах гэтых дэталяў, іх канструкцыі і асаблівасцях працы.
Поршань і поршневыя кольцы
Віды, канструкцыя і прынцып дзеяння поршневых кольцаў
На адзін поршань ўсталёўваюцца два тыпу кольцаў:
● Кампрэсійныя (верхні);
● Масляныя скрабкі (ніжнія).
Усе кольцы размешчаны ў папярочных пазах (пазах) прамавугольнага профілю, выкананых бліжэй да галоўкі поршня.Кольцы розных відаў адрозніваюцца канструкцыяй і прызначэннем.
Компрессіонные кольцы забяспечваюць герметычнасць камеры згарання, на адзін поршань можа быць ўстаноўлена адно, два ці тры кольцы (на двухтактных рухавіках унутранага згарання матацыклаў - адно, на большасці сучасных чатырохтактных - два, на некаторых дызелях - па тры), размешчаны ў верхняй частцы поршня.Канструктыўна компрессіонные кольцы вельмі простыя: гэта металічнае раздымнае кольца, разрэз якога выкананы ў выглядзе простага (прамога, касога) або складанага замка, на некаторых кольцах у замку ёсць паглыбленне для стопора.Замак мае невялікі зазор (некалькі мікраметраў), які служыць для кампенсацыі цеплавога пашырэння дэталі пры працы рухавіка.
Кольцы вырабляюцца з сталі або спецыяльных гатункаў чыгуну, іх вонкавая (працоўная) паверхня можа мець розны профіль:
● Простая плоскасць - у гэтым выпадку кольца мае прамавугольнае сячэнне або сячэнне ў выглядзе няправільнага чатырохвугольніка;
● Радыус (бочкападобны) - знешняя паверхня кальца ўяўляе сабой дугу акружнасці вялікага радыуса;
● З фаскай - на вонкавай паверхні робіцца фаска невялікай вышыні;
● «Хвілінныя» кольцы - знешняя паверхня мае нахіл да вяршыні, вугал нахілу складае некалькі дзесяткаў кутніх хвілін, дзякуючы чаму кольцы і атрымалі сваю назву.
Плоскі профіль мае верхнія компрессіонные кольцы, якія вымушаныя працаваць пры высокіх тэмпературах і цісках ва ўмовах недастатковай змазкі.Для памяншэння зносу працоўную паверхню дэталі храмуюць, фасфатыруюць, луджаюць або апрацоўваюць іншым спосабам.Такое кольца ў працэсе працы цалкам прылягае да люстэрка цыліндру, забяспечваючы герметычнасць і адвод цяпла ад поршня.
Ніжнія кольцы часта маюць больш складаны профіль.Стволавыя кольцы валодаюць меншым супрацівам трэння пры захаванні дастатковай ступені ўшчыльнення.«Хвілінныя» кольцы за кошт нахілу працоўнай паверхні памяншаюць сілы трэння: пры руху поршня ўніз (на працоўным такце) кольца завостраным краем слізгае па люстэрку цыліндру, а пры руху ўверх - кольца. выціскаецца з люстэрка цыліндру за кошт які ўтварыўся алейнага кліну.
Масласкрабковыя кольцы забяспечваюць правільнае размеркаванне алейнай плёнкі па паверхні цыліндру і прадухіляюць трапленне алею ў камеру згарання (зняць яго з люстэрка цыліндру).На адным поршні выкарыстоўваецца толькі адно кольца, на поршнях двухтактных рухавікоў гэтых дэталяў няма (так як алей дадаецца непасрэдна ў бензін).Звычайна маслоскребковые кольцы маюць зборную канструкцыю, якая ўключае ў сябе самі кольцы і пашыральнікі.
Поршневыя кольцы і схема іх дзеяння
Масласкрабковыя кольцы бываюць:
● Суцэльнае - П-вобразнае кольца, звернутае падставай да поршня.У падставы маецца шэраг круглых або выцягнутых адтулін, праз якія ажыццяўляецца сліў масла;
● Кампазіт - выкарыстоўваюцца два тонкіх (раз'ёмных) кольцы, паміж якімі знаходзіцца распорный элемент.
Распорныя элементы - гэта:
● Радыяльныя - забяспечваюць прыцісканне кольцаў да сценкі цыліндру;
● Восевыя - выкарыстоўваюцца толькі ў спалучэнні з кампазітнымі кольцамі, забяспечваюць расцісканне кольцаў;
● Тангенцыяльныя - камбінаваныя распорныя элементы, забяспечваюць адначасовае расцісканне кольцаў і іх прыцісканне да сценкі цыліндру.
Распорныя элементы ўяўляюць сабой пласціністыя (плоскія) або спіральныя спружыны, убудаваныя паміж або пад кольцамі, толькі адна ці дзве спружыны розных тыпаў могуць быць выкарыстаны ў маслоскребковом кольцы.
Масласкрабковае кольца прыціскаецца да сценкі цыліндру і дзякуючы сваёй канструкцыі забяспечвае выдаленне лішняй алейнай плёнкі.Сабранае алей трапляе ў канаўку праз адтуліны ў кольцы, адкуль яно сцякае ў картэр рухавіка праз адтуліны ў сценцы поршня.Пры гэтым частка алею застаецца ў выглядзе тонкай алейнай плёнкі на сценцы цыліндру, што зніжае трэнне ва ўсім ЦПГ.
Як выбраць і замяніць поршневыя кольцы
У працэсе працы рухавіка поршневыя кольцы падвяргаюцца значным механічным і цеплавым нагрузак, што прыводзіць да іх паступовага зносу і страты працаздольнасці.Па меры зносу кольцы перастаюць выконваць свае функцыі, што прыводзіць да зніжэння кампрэсіі, прасочвання газаў у картэр і масла ў камеру згарання.Таксама сур'ёзнай праблемай з'яўляецца «закоксовка» кольцаў (закліноўванне з-за навалы нагару ў канаўках поршня).У выніку рухавік губляе магутнасць і хуткасць дросельнай засланкі, выхлап набывае характэрны шэры або нават чорны адценне, павялічваецца расход паліва і масла.Пры з'яўленні гэтых прыкмет неабходна правесці дыягностыку рухавіка - праверыць кампрэсію, агледзець свечкі і некаторыя іншыя дэталі.Калі кампрэсія занадта нізкая, свечкі запырсканы алеем і ёсць праблемы з працай сілавога агрэгата, то неабходна замяніць поршневыя кольцы.
Для замены варта выбіраць кольцы толькі тых тыпаў і каталожных нумароў, якія прадугледжаны для дадзенага рухавіка.Варта мець на ўвазе, што пасля правядзення капітальнага рамонту рухавіка з расточваннем цыліндраў неабходна выкарыстоўваць рамонтныя памерныя кольцы, прыдатныя для новых поршняў.
Замену кольцаў неабходна вырабляць у адпаведнасці з інструкцыяй па рамонце сілавога агрэгата.Увогуле, гэтая праца патрабуе разборкі рухавіка і ўразання поршняў.Старыя кольцы здымаюць, а пазы старанна чысцяць.Новыя кольцы павінны размяшчацца ў адпаведнасці з указаннямі на іх пазнакамі «Верх» або «Уверх».Пры ўсталёўцы кольцаў правяраюцца зазоры паміж бакавой паверхняй дэталі і сценкай пазы ў поршні, а таксама ў замку кольцы, устаўленага ў цыліндр.Усе зазоры павінны знаходзіцца ў межах, устаноўленых для рухавіка.Кольцы размешчаны на поршні так, што іх замкі не ляжаць на адной лініі і не трапляюць на восі адтулін для пальцаў - так утворыцца лабірынт, які перашкаджае прарыву газаў з камеры згарання.
Пры мантажы поршня з новымі кольцамі ў цыліндр варта выкарыстоўваць спецыяльную апраўку, якая прыціскае кольцы да поршня.Пасля замены поршневых кольцаў рэкамендуецца абкатка рухавіка - першыя 800-1000 км не завышаць хуткасць і нагружаць матор на палову магутнасці, па заканчэнні абкаткі варта замяніць маторны алей. .
Пры правільным выбары і замене поршневых кольцаў рухавік верне былую магутнасць і будзе ўпэўнена працаваць на ўсіх рэжымах.
Час публікацыі: 13 ліпеня 2023 г