Компресійні поршневі кільця - що це таке

• Компресійні поршневі кільця – що це таке?
• Компресійне поршневі кільця - особливості та функції
• Яка різниця між компресійними та маслознімними кільцями?
• Як компресійні кільця поршня виходять із ладу?

Будь-який транспортний засіб - складний пристрій, що складається з цілої купи всіляких деталей, як великих і зовсім дрібних, про існування яких недосвідчений водій навіть не підозрює. До останніх відносяться компресійні поршневі кільця, які, незважаючи на свій невеликий розмір, виконують важливу роботу в життєдіяльності автомобіля. Чим примітна ця деталь, ми Вам зараз розповімо.

Компресійне поршневі кільця - особливості та функції

Автомобільний поршень - це одна з основних деталей двигуна, так як за його допомогою реалізується термодинамічний процес двигуна. Основними елементами цієї деталі є поршневі кільця, що забезпечують щільне з'єднання поршня зі стінками циліндра і тертя в двигуні (механічні втрати при цьому становлять до 25% від загального числа).

Кільця, до складу яких входить нержавіюча сталь, можна назвати вдосконаленим варіантом хромованих чавунних виробів. По суті, нержавіюча сталь - це матеріал, що складається з великої кількості хрому, тому немає нічого дивного в тому, що такі кільця мають властивості, аналогічні властивостям хромованих кілець. Також нержавіюча сталь здатна протистояти високим температурам, чим значно перевершує хромований чавун.

Виділяють два види поршневих кілець:компресійні імаслознімні.Розберемося для початку з компресійними. Даний виріб у планіконструкції не можна назвати складним, так як представлено воно у вигляді незамкнутого кола, що має невеликий зазор (досягає кілька сотих міліметрів). Поперечний переріз таких кілець, зазвичай має прямокутну форму, а край кільця оснащений або фаскою, або циліндричним профілем (верхнє кільце ущільнювача), або має форму, що звужується (друге кільце). У ході роботи завдяки зазору в канавці ця деталь трохи скручується, що істотно полегшує приробіток.

Таке кільце застосовується в поршневих двигунах незалежно від того, паровий він або внутрішнього згоряння і виконує три основні функції.По-перше, компресійні (верхні) кільця забезпечують герметизацію камер згоряння,по-друге, передають тепло через стінки циліндра і фільтрують тепло, отримане від поршня, тим самим не допускаючи його перегріву, а по-третє відмінно зменшують витрату олії (якщо вона використовується).

Зазвичай, на поршень не встановлюють більше трьох таких кілець, адже ступінь його ущільнення збільшується незначно, а втрати на тертя зростають суттєво. Якщо взяти, наприклад, бензиновий двигун з двотактною системою, то тут застосовують лише два компресійні кільця, діаметр замку яких (так називають виріз у поршневому кільці), відповідає формі та розташуванню стопорного штифта - деталі, що оберігає від прокручування і підвищує компресію. Як бачите, функціональну сторону використання компресійних кілець не можна назвати незначною, та й роботу двигуна без них важко уявити.

Яка різниця між компресійними та маслознімними кільцями?

У структурі та функціях компресійних поршневих кілець, ми з Вами вже трохи розібралися, тепер поговоримо про другий варіант — маслознімні кільця, яківикористовуються трохи рідше. Так, наприклад, бензинові двигуни з двотактною системою, їх просто не потребують, оскільки масло повністю згоряє разом з паливом, а головна функція поршневого масла знімного кільця, якраз і полягає в знятті зайвого моторного масла. На сьогоднішній день випускають два види таких деталей: чавунні (мають литу конструкцію з прорізом) та сталеві, до складу яких входять пружини розширювачі. Обидва види структурно відрізняються від компресійних, які мають цілісну форму. У конструкцію маслознімних кілець входять: одне тонке верхнє кільце, два розширювачі (радіальний та осьовий) і нижнє кільце. Виходячи з виду двигуна і типу поршня, одночасно можна встановити кілька таких кілець, які по відношенню до компресійних монтуються на рівень нижче. Що стосується функціональної сторони, то тут цілі роботи маслознімних кілець мало чим відрізняються від аналогічних цілей компресійних і виражаються в наступному:

- герметизації камери згоряння;

- збільшення рівня компресії, завдяки чому двигун запускається та стабільно працює;

- зменшення витрати моторного масла автомобіля (належить до чотиритактних і дизельних двотактних моторів), при чому повинен підтримуватися достатній рівень мастила всіх ковзаючих елементів;

- огородження відпрацьованих газів від попадання в картер двигуна;

- відведення теплових надлишків від поршня, у його роботи, завдяки чому теплопередача через стінки циліндрів нормалізується, а сам поршень не перегрівається.

Робота маслознімних кілець важлива для нормального функціонування двигунів, особливо враховуючи використання низькооктанового бензину та забруднення моторним маслом камери згоряння, головки поршнів, що призводить до зниження потужності силовогоагрегату.Одне з головних завдань компресійних кілець - не допустити пропускання зайвої рідини і повітря в камеру згоряння. вузькі кільця поршневі, а компресійні кільця краще підпадають під це визначення.

Якщо подивитися на кільце у вільному стані, ми побачимо, що воно має великий діаметр і знаходиться трохи під нахилом, від замку назовні. Після його встановлення така конструкція дозволяє щільніше притискатися до стінок, завдяки чому значно підвищується ефективність деталі. Також, у процесі роботи мотора, на кільце впливає сила робочого газу та рідини, які поступово проникають у канавки поршня разом з тиском, що у багато разів перевищує силу натяжки самого кільця.

Як компресійні кільця поршня виходять із ладу?

Основною несправністю поршневих кілець, причому як компресійних так і маслознімних, є їх знос у процесі тривалої експлуатації транспортного засобу. Зазначений виробником ресурс вітчизняних автомобілів дорівнює 150 000 км., а кільця транспортних засобів передових світових виробників можуть служити і до 300 000 км. (Іноді ще більше).

Однак, не всі що пишуть правда, чи правда від частини. При неправильній експлуатації зазначені цифри можуть значно зменшуватися, тобто поршневі кільця зношуються за прискореною програмою. Зношування компресійних кілець відбувається тоді, коли вони разом з поршнем постійно рухаються вгору-вниз, взаємодіючи при цьому з різними механічними деталями (поршневими канальцями, стінками циліндра і т. д.). Крім того, на них впливають гарячі відпрацьованігази та хімічні речовини (особливо сірка), що входять до складу палива (хімічне зношування). У такому випадку, для зменшення рівня зношування, поршневі кільця виготовляють із стійких матеріалів (таких як чавун) та забезпечують їм спеціальне покриття (наносять хром, олово або нітриди).

Крім зношування деталей, іноді зустрічаються розломи кілець на кілька частин, а також їх закоксовування, причиною якого є скупчення в канавці частинок сажі, олії та інших забруднюючих речовин, що не згоріли.

Виходу з ладу компресійних поршневих кілець сприяє: несвоєчасна зміна моторного масла, повітряного фільтра (тим більше експлуатація автомобіля без нього), використання неякісного палива або пізня заміна паливного фільтра, важкі умови експлуатації транспортного засобу (наприклад, у міських пробках , при короткочасних поїздках, зокрема в зимовий період, коли двигун не встигає нормально прогрітися).

Зустрічаються також випадки швидкого руйнування поршневих кілець, причина чого криється в сильному перегріві двигуна або в умовах обмеженого мастила. Як результат, кільця в циліндрі починають клинити, на його стінках і поршні утворюються задираки, а поршневі кільця, разом із перегородками між кільцевими канавками, руйнуються. Виявити ці проблеми досить легко.Однією з ознак надмірного зносу поршневих кілець є підвищення рівня споживання масла. Коли двигун малолітражного автомобіля витрачає більше 0,5 л. олії на 1000 км., а при рушанні з місця, із системи випуску спостерігається поява сизого диму, можна сміливо припустити, що кільця перебувають у жалюгідному стані. Також, про це свідчить витік олії через сальники, прокладки або інші ущільнювачі, підвищений тиск кратерних.газів, яке легко визначити від'єднавши шланг примусової вентиляції. Для більш точної діагностики проблеми, не зайвою буде перевірка компресії в циліндрах двигуна та перевірка стану циліндропоршневої групи методом витоку стисненого повітря.

Щоб забезпечити двигуну стабільну роботу, цілком достатньо одного кільця. Таку схему можна спостерігати на мотоциклах зі слабким двигуном чи скутерами. Щоправда, існують автомобілі, на поршнях яких встановлюють 5 кілець, а іноді й того більше. ).

Якщо Ви вирішите перевірити кільце на злам, то зможете побачити на поверхні місця впливу лінії, що вказують на пошкодження та дають змогу оцінити загальний стан поршня. При сильному зносі поршня помітними також будуть тріщини від термічної напруги, але оскільки вони знаходяться на дні деталі, то побачити їх трохи складніше.

Підписуйтесь на наші стрічки у Facebook, Вконтакті та Instagram: усі найцікавіші автомобільні події в одному місці.

---