Кольца для поршня компрессора своими руками

Как самостоятельно изготовить поршневые кольца для мотора «Москва»

Найти или подобрать подходящие поршневые кольца к моторам старых моделей — задача весьма сложная. Неплохим компромиссным вариантом является самостоятельное изготовление колец. Естественно, что самодельные кольца уступают по качеству заводским, однако дают возможность продолжать эксплуатацию двигателя.

В качестве материала можно взять болванку из мелкозернистого серого чугуна. Из нее на токарном станке за одну установку вытачивают кольца нужной толщины и высоты с небольшим припуском на доводку, с наружным диаметром на 0,3-0,5 мм большим, чем диаметр цилиндра.

Наружную и боковые поверхности кольца необходимо обработать как можно чище. К канавкам поршня кольца по высоте подгоняют шлифованием боковых поверхностей вручную наждачной шкуркой и доводкой на плите. Затем у подогнанного кольца делают разрез лобзиком по металлу или ножовочным полотном, сточенным с боков так, чтобы ширина пропила не превышала 1 мм. Можно также перекусить кольца кусачками или разрубить зубилом.

Таким образом, получается кольцо правильной формы, равно-стенное, с разрезом, но не обладающее необходимой упругостью. Для придания упругости в сжатом состоянии концы кольца необходимо развести в стыке в стороны на расстояние, равное примерно пятикратной радиальной толщине кольца.

Для разведения концов кольцо надевают на трубу подходящего диаметра, причем в местах расположения стыков колец на трубе снимают лыску примерно на 1/6 окружности для того, чтобы цилиндрическая форма кольца была меньше нарушена. Вместе с трубой кольцо нагревают до 800°, выдерживают при этой температуре 20 мин и охлаждают в масле. После этой операции рекомендуется нагреть кольцо до 400-450° и охладить на воздухе.

Проверить пригодность кольца можно следующим образом. Его вставляют в цилиндр на расстоянии 10-30 мм от верхнего торца. Зазор в замке кольца, замеренный щупом, должен быть в пределах 0,15-0,30 мм. При меньшем зазоре стыки необходимо подпилить.

Правильность прилегания кольца к зеркалу цилиндра определяется при помощи света лампы. Зазор на просвет должен быть не более 20-30°.

Источник

Изготовление самодельных компрессионных поршневых колец.

Отсутствие запасных частей — больной вопрос для многих владельцев мотоциклов. И если для современной техники найти детали можно, то представьте, чего стоит найти комплектующие для мотоцикла, снятого с производства лет 20 или, тем более, 50 назад.

Понятно, что не реально изготовить в кустарных условиях поршневые кольца для импортного мотоцикла, развивающего высокие обороты и имеющего большую удельную мощность. Но для людей, занимающихся антикварной техникой или ставящих перед собой прозаическую задачу ремонта подержанного мотоцикла для эксплуатации в хозяйственных целях, самодельные поршневые кольца могут быть единственным выходом из положения. Но и в этом случае изготовление поршневых колец упрощенным способом целесообразно лишь в качестве крайнего варианта, когда не удается обеспечить двигатель заводскими кольцами.

Один из общеизвестных способов изготовления поршневых колец, подобных по качеству заводским, следующий: из маслоты чугуна (отрезок литой толстостенной чугунной трубы) улучшенного качества вытачивают на токарном станке заготовки кольца диаметром несколько большим, чем требуемый; затем по окружности из кольца вырезают небольшую часть; при сведении торцов заготовки кольцо пружинит, но приобретает овальную форму. Для получения правильной окружности заготовки несколько колец надевают на цилиндрическую оправку, сводят концы в замке, зажимают с торца гайкой и протачивают снаружи до размера, соответствующего диаметру цилиндра. После этой операции кольцо становится круглым, но с различной радиальной толщиной стенки. Кольца устанавливают в оправку — трубу, закрепляют и протачивают изнутри. Они приобретают заданный внутренний диаметр и равную радиальную толщину по всей окружности. Затем шлифуют боковые поверхности колец, доводя их высоту до соответствия канавкам поршня.

1. Оправка для обработки поршневых колец диаметром 78 мм по
внутренней поверхности: 1 — корпус оправки; 2 — накидная гайка.

Для изготовления небольшого количества поршневых колец описанный способ, требующий применения двух оправок, слишком трудоемок и дорог. Ниже рекомендуется простой способ, к которому приходится прибегать при изготовлении нескольких штук, хотя и уступающих по качеству кольцам заводского производства, но дающих, однако, возможность дальнейшей эксплуатации мотоцикла.
В качестве материала для колец подбирают болванку мелкозернистого серого чугуна.* Например, для изготовления колец диаметром 76 мм можно использовать в качестве заготовки трубу с наружным диаметром 80-85 мм и внутренним диаметром 55-60 мм. Трубу следует закрепить в патроне токарного станка и за один установ проточить по наружному и внутреннему диаметрам, обеспечивая шероховатость поверхности 0,63 мкм. Наружный диаметр делается на 0,3-0,5 мм больше диаметра цилиндра. Затем следует отрезать кольца с небольшим припуском на доводку по высоте. Высоту колец подгоняют к канавкам поршня шлифованием боковых поверхностей вручную на наждачной шкурке, расстеленной на толстом стекле и доводкой на чугунной плите с абразивной пастой.

Подогнанные кольца следует разрезать ножовочным полотном, специально сточенным с боков на наждачном круге до толщины 0,5-0,8 мм. При некотором навыке можно перекусить кольца кусачками или перерубить осторожно зубилом. Подогнать зазор в замке кольца по цилиндру, в случае необходимости, припиливая надфилем торцы кольца. Выпилить надфилем выемки в замке кольца, взаимодействующие со стопорным штифтом в канавке поршня (для двухтактных двигателей).

Таким образом получается кольцо правильной формы, равностороннее, с разрезом, но не обладающее необходимой упругостью. Для придания кольцу упругости в сжатом состоянии концы его разводят в стыке в стороны на расстояние, равное примерно пятикратной радиальной толщине кольца. (Для колец диаметром 76 мм разводка на 12-15 мм). С этой целью кольца надевают на трубу подходящего диаметра, причем в месте расположения стыков колец на трубе должна быть снята лыска примерно на 1/6 окружности для того, чтобы цилиндрическая форма кольца была меньше нарушена. Вместе с трубой кольца нагревают в муфельной печи до 800-850°С, выдерживают при этой температуре 20-25 минут и охлаждают в масле. Затем следует новый нагрев до 400°С и охлаждение на воздухе.

зготовленные кольца имеют правильную форму, однако по упругости и ресурсу уступают заводским. При сборке самодельные кольца следует надевать на поршень с повышенной осторожностью, при помощи тонких стальных пластинок, обеспечивающих минимальный развод колец в стыках.

*) В серьезной технической литературе для поршневых колец всех четырехтактных и спортивных двухтактных двигателей рекомендуется применять серый перлитовый чугун, следующего химического состава:
C = 3,75-3,9%; Mn = 0,5-0,75%;
Si = 2,4-2,6%; P = 0,35-0,5%;
Cr = 0,25-0,35%; Ti = 0,08-0,18%;
Cu = 0,25-0,5%; S — не более 0,05%; Fe — остальное.

Несмотря на это, по слухам, некоторые антикварщики успешно делают кольца из канализационных чугунных труб. Следует только иметь в виду, что ездят они с такими кольцами не очень много и не спеша.

Источник

Замена Тефлонового Кольца Компрессора.

#1 mongol

Пользователи

86 Сообщений:

Подскажите пожалуйста процедуру замены тефлонового кольца на поршне. и нужно ли его чем-нибудь смазывать?
А то кончилось оно у меня (при этом резко, после -20*С). Вскрыл насос, цилиндр ОК, кольцо затертое. Я заказал новый компрессор у англиков, заодно в нагрузку ремкомплект компрессора (хочу поднять старый). Ремкомплект дешевый, без поршня, с поршнем и цилиндром на много дороже (этак в раза 4-5).

П.С. заметил, средний срок службы компрессора 6-7 лет. Машина 97-го года, а компрессор 2003-го. У знакомого регистрация в 2002-омб летом менял компрессор, до этого мучился около года (плохо поднималась)

Чем лучше джип, тем дельше за трактором идти.

Range Rover 2.5DSE 97г.в. Oxfordgreen (мечтаю о вишневом)

#2 LRservice

Администраторы

7 702 Сообщений:

Источник

Как правильно установить поршневые кольца на компрессоре?

Компрессор воздушный (автомобильный). Установка поршневых колец.

Кольца поршневые необходимо устанавливать на поршень только после соединения поршня непосредственно с шатуном.

Если снятые поршни повторно устанавливаются, необходимо тщательно очистить их, особенно канавки для установки поршневых колец и отверстия для удаления масла, которые расположены в канавке поршневого кольца.

Очистку канавки поршня от всевозможных отложений углерода можно произвести при помощи специального приспособления или с помощью куска старого поршневого кольца. В процессе прочистке канавок поршневых колец необходимо проявлять осторожность и не допускать снятия металла с поршня.

Перед процессом установки колец в канавки поршня необходимо проверить концевой зазор замка поршня в цилиндре и боковой зазор между кольцом и стенкой канавки поршня.

Как проверить зазор в замке кольца:

Необходимо вставить поршневое кольцо в цилиндр. Для того чтобы установить кольцо в положение, перпендикулярное оси цилиндра, надо выровнять кольцо в цилиндре с помощью перевёрнутого поршня. При установке нового поршневого кольца в цилиндр, который не подвергался расточке, необходимо протолкнуть кольцо на глубину хода поршня, потому что в своей верхней части цилиндр может иметь увеличенный диаметр из-за износа.

С помощью набора плоских щупов необходимо замерить зазор в замке поршневого кольца, который должен соответствовать техническим нормам завода производителя. Данный зазор находится в пределах 0,5 ÷ 0,15 мм в зависимости от диаметра поршня. Если зазор окажется меньше установленной нормы, то следует отрегулировать путём подпиливания торцов замка кольца.

Вертикальный (осевой) зазор между торцевой поверхностью кольца и канавкой поршня:

С помощью набора плоских щупов необходимо проверить зазор между поверхностью канавки и торцевой поверхностью кольца. Для проведения такой проверки нет надобности устанавливать кольцо на поршень. Зазор стоит проверить по всей окружности поршня. Сравните величину зазора с указанной производителем. Обычно зазор равен 0,04 ÷ 0,08 мм. Если данный зазор больше установленной нормы, следует заменить поршень или подобрать кольцо увеличенной толщины

Установка колец на поршень:

Внимательно изучите компрессионные кольца и определите, какое из колец верхнее, а какое второе. Найдите на кольцах метку, которая указывает, какой стороной кольца, устанавливаются в сторону днища поршня (вверх).

Метки могут иметь вид: «•», «○», «ТОР», «Т». Обычно информация о метке и о способе определения верхнего кольца может размещаться на упаковке набора поршневых колец.

Первым необходимо установить маслосъемное кольцо. При установке коробчатого маслосъемного кольца с расширителем в виде спиральной пружины, замок пружины надо сместить на 180º относительно замка самого кольца.

При установке составного маслосъемного кольца необходимо сначала установить расширители (расширитель). Проверив, что расширитель встал правильно, надо установить нижнее пластинчатое кольцо и потом верхнее пластинчатое кольцо. Замки пластинчатых колец необходимо расположить под углом 180º относительно друг друга.

Детали составного маслосъемного кольца устанавливаются вручную, без специального приспособления.

Необходимо определить, какое из компрессионных колец является нижним, и какой стороной его необходимо устанавливать в сторону днища поршня.

Очень осторожно, с помощью специального приспособления, установите кольцо.

Не стоит устанавливать компрессионные поршневые кольца руками. Для этого используйте специальное приспособление. Если кольцо установлено руками, то оно может быть безвозвратно испорчено, при этом не существует возможности убедиться в исправности кольца.

Не стоит разжимать концы компрессионных колец более чем это необходимо для установки колец на поршень.

Таким же способом установите верхнее компрессионное кольцо.

Необходимо убедиться, что все кольца без заеданий и легко вращаются в своих канавках по всей окружности и при сжатии кольца полностью могут быть утоплены в канавки, без выступа за пределы поверхности поршня.

Еще раз стоит проверить зазор между боковой поверхностью компрессионных колец и стенкой канавки поршня (по вертикали).

Перед установкой поршня с кольцами непосредственно в цилиндр установите замки всех поршневых колец под углом 120º.

Не следует располагать замки поршневых колец посередине опорных поверхностей поршня, особенно основной поверхности. Не стоит располагать замки поршневых колец на стороне торцевых поверхностей поршневого пальца.

Перед установкой собранной шатун-поршневой группы ещё раз убедитесь, что замки поршневых колец вы расположили правильно.

Компрессор воздушный
ZVA50 (WR)

Источник

Изготовление самодельных компрессионных поршневых колец.

Поршневые кольца требуют замены, как правило, независимо от пробега автомобиля. В основном зависит эта процедура от качества заливаемого в двигатель масла, частоты его замены и т. п. Узнаем для начала, а какие же симптомы укажут на выход их из строя?

СИМПТОМЫ, УКАЗЫВАЮЩИЕ НА ИЗНОС ПОРШНЕВЫХ КОЛЕЦ

Автомобиль стал больше расходовать топлива? Это один из первых симптомов, указывающих на то, что кольца износились и требуется их замена. Дело в том, что при износе поршневых колец снижается компрессия двигателя (об этом подробнее написано ниже). Это вынуждает водителя транспортного средства сильнее давить на газ, пытаясь заставить мотор работать как раньше. В итоге либо топливом заливаются свечи из-за переобогащённой смеси, либо излишки бензина попадают в картер.

Двигатель начинает троить, и повышается расход топлива. Может снизиться также и мощность двигателя. Многие водители со стажем именно по этому признаку определяют время, когда надо менять кольца. И это правильно, ведь мощность двигателя напрямую зависит от состояния колец. Вся поршневая группа должна обеспечивать необходимый уровень компрессии для того, чтобы двигатель функционировал оптимально. Существует даже специальное значение компрессии, которое в норме должно равняться 9. Износ поршней, поршневых колец Повышенный расход масла, как правило, в большинстве случаев дополняется снижением мощности двигателя.

Маслосъёмные кольца не успевают убирать остатки смазки с поверхности цилиндра, а в результате этого излишек масла попадает в камеру сгорания. Здесь то, что не успевает сгореть, улетает в катализатор и выходит через выхлопную трубу. Вот вам и следующий симптом: когда из глушителя идёт сизый дым, то это свидетельствует о сгорании масла. Но повышенный расход масла не всегда можно причислить к признакам, свидетельствующим об износе поршневых колец. «Маслоедом» мотор становится по нескольким причинам, и об этом можно прочитать в специальной литературе.

Поршневые кольца способны одновременно выполнять несколько функций

Герметизация камеры сгорания, посредством чего не допускается проникновение газов в картер. Поршневые кольца защищают сам поршень от перегрева. Дело в том, что на головке поршня постоянно концентрируется тепло, а кольца способны направлять его к цилиндру, интенсивно омываемому ОЖ. Благодаря поршневым кольцам равномерно распределяется масляная плёнка по поверхности цилиндра. Кроме того, не допускается проникновение масла непосредственно в саму камеру сгорания. Чтобы кольца работали эффективно, они должны равномерно прилегать ко всей поверхности цилиндра. По истечении определённого времени сам цилиндр меняет свою форму, тем самым увеличиваются зазоры в каналах.

Таким образом, нарушается упругость колец. Что происходит затем — понятно. Нарушается герметизация, газы проникают в картер, начинается повышенный износ уже всей поршневой группы. Одним словом, когда эти детали изношены, только грамотный порядок замены поршневых колец на новые поможет решить проблемы, описанные выше. Ниже будет представлен алгоритм замены колец своими руками. Многие начинающие водители страшатся самостоятельно выполнить операцию, так как приходится снимать двигатель. Кроме того, сам процесс кажется сложным только на первый взгляд и требующим узкоспециализированных знаний. Спешим успокоить. Это не совсем так. Поменять кольца на новые вполне удастся и одному человеку, не особо разбирающемуся во всей специфике. Даже двигатель снимать не нужно в большинстве случаев, а достаточно наличия определённых инструментов.

Хотелось бы отметить, что определить, надо ли снимать двигатель или нет, всё-таки придётся. Для этого существует специальный метод, подразумевающий снятие головки. Визуально осматриваются цилиндры и оценивается их состояние. Первоочерёдно обращается внимание на дефекты, которые могут виднеться на стенках гильз. Лучше всего попросить кого-нибудь, кто разбирается, проверить всё и сказать, нужен ли демонтаж двигателя или нет, чтобы всё было изначально правильно сделано. Если же вы уверены на все 100%!, что «полетели» только кольца и не нужны ни расточка блока цилиндров, ни капитальный ремонт двигателя, то мотор снимать точно не нужно. Хотелось бы предупредить, что снимать головку цилиндров несложно, но вот обратно собрать не так уж и легко. Именно поэтому браться за проверку состояния самостоятельно лучше не надо. Если знакомы со специалистом в этой области, то попросите его. Процедура проверки не займёт много времени, и, скорее всего, специалист даст согласие.

Порядок самостоятельной замены поршневых колец

Во-первых, нужно приобрести новый комплект поршневых колец, а при покупке не забыть проверить упаковку, сами кольца.

Во-вторых, будут необходимы такие инструменты:

• набор головок с трещоткой;
• набор ключей;
• динамометрический ключ;
• обжим для колец;
• ключи-шестигранники.

Рекомендуем: Как выправить вмятину на автомобиле своими руками?

Приступая к работе, желательно снять поддон картера, заранее слив масло. Рекомендуется также демонтировать масляный насос и проверить его на износ.

Схема того, как делается замена поршневых колец, достаточно проста, если понятен принцип работы авто. Процесс замены колец следует выполнять в таком порядке:

• снять клемму плюса с АКБ;
• слить тосол;
• снять декоративную накладку двигателя, открутив 4 гайки;
• демонтировать впускной коллектор, сделав это в несколько этапов. Сначала вывести тросик привода дроссельной заслонки. Потом отсоединить дроссельный узел целиком, снять катушку зажигания и бронепровода. Затем снять все шланги с верхней части коллектора, запомнить всё или даже сфотографировать, чтобы не возникло путаницы во время сборки. Ослабить все хомуты, соединяющие верхние и нижние патрубки;
• снять клапанную крышку, выкрутив все болты и отсоединив шланги;
• снять с двигателя всё навесное оборудование;
• демонтировать топливные шланги и отсоединить контакт, который идёт к датчику включения вентилятора;
• открутить 2 болта, которые фиксируют термостат. При этом нужно полностью снять или же сдвинуть в сторону (если это возможно при конструкции конкретного автомобиля) все шланги;
• перейти к демонтажу ролика генератора и крышки ремня ГРМ;
• открутить натяжной ролик ремня ГРМ, снять ремень и демонтировать шкивы распредвалов. Снять вторую часть пластмассового кожуха. При выполнении этих работ распредвал зафиксировать с помощью тонкой монтировки – это не даст ему прокручиваться;
• демонтировать кожух с выпускного коллектора и снять сам коллектор. Выполняя сборку выпускного коллектора, вместо старых гаек лучше установить новые медные;
• со всех датчиков мотора снять разъёмы. Снять связку проводов, идущих на форсунки;
• снять ГБЦ, выкрутив в точно установленном порядке 10 болтов;
• забраться под машину, причём поддон к этому времени уже должен быть снят. Открутить 3 болта на маслозаборнике и снять его, лёгко покачивая;
• провернуть коленвал так, чтобы нужный поршень оказался в нижней мёртвой точке;
• снять крышку шатуна и вытолкнуть наверх поршни всех цилиндров 4
• почистить поршни от нагара;
• снять старые и поставить новые кольца. Первым установить маслосъёмное кольцо, а в завершение все кольца стянуть специальной оправкой;
• выполнить обратную сборку.

Замена поршневых колец закончена. Осталось проверить внутреннее состояние агрегата и убедиться в том, что всё работает качественно.

ПРОВЕРКА РАБОТОСПОСОБНОСТИ И ОБКАТКА МОТОРА

После того как двигатель собран, необходимо убедиться в его работоспособности. Его необходимо завести и дать поработать некоторое время на холостых оборотах. Если он работает устойчиво, можно считать, работа завершена успешно. Следует помнить, что новым деталям нужна обкатка, и чем аккуратнее она будет выполнена, тем дольше прослужит отремонтированный силовой агрегат.

Обкатка длится 2–3 тысячи километров. Чтобы замена не прошла впустую, во время обкатки необходимо соблюдать следующие правила:

1. мотор нельзя сильно нагружать;
2. по возможности следует избегать полной загрузки автомобиля (в идеале водитель должен ездить в одиночку);
3. не желательно преодолевать затяжные подъемы;
4. категорически нельзя, особенно в течение первой тысячи километров поднимать обороты коленвала выше трех тысяч;
5. перед поездкой двигатель нужно прогревать.

Замена

Если вы решили, что установка поршневых колец это именно то, что вам нужно для полноценного ремонта двигателя, то следующим шагом является их покупка. Обычно, качественный товар упаковывают соответственно и со вкусом. При выборе следует обращать внимание на внешний вид товара, на качество его окраски. Также обязательно должна быть маркировка.

Чтобы правильно начать ремонт, нужно вскрыть гбц. После этого нужно тщательно проанализировать состояние деталей и решить, нужно ли делать расточку самих цилиндров или притирку клапанов. Как подготовить поршневые кольца, как установить их без особых трудностей и прочее – все это будет описано ниже.

Подготовка

Само приспособление для установки поршневых колец продается в соответственных магазинах, и оно представляет собой щипцы. Если же нет возможности их приобрести, то подойдет небольшая плоская отвертка, но при ее использовании следует быть максимально внимательным и аккуратным. Старые детали поршневой группы можно либо сломать, либо снять.

Тем не менее поршневые кольца установка которых предельно проста, требуют максимально возможного соответствия канавок своим размерам. Поэтому хотя бы одну старую компрессионную деталь можно сломать, так как под ней во время работы образуется нагар, из-за которого установка новой будет очень затруднительна. Часть такой старой сломанной детали отлично подойдет для того, чтобы навести порядок на его прошлом рабочем месте.

Установка на поршень

Вот именно тот момент, когда приспособление для установки поршневых колец является незаменимым, так как ремонтные работы такого типа являются крайне ответственным делом и допущение ошибок просто неприемлемо. Элементы поршневой группы сами по себе хрупкие, поэтому нужно быть аккуратным и внимательным. Самым хрупким считается среднее. Когда идет его установка, есть большой риск поломки.

Очень важно соблюдать нужную ориентировку, так как, в противном случае вы добьетесь увеличенного расхода масла. Каждое кольцо имеет свою маркировку с пометками, так что особых проблем с правильностью размещения не должно быть.

Верхние поршневые кольца установка которых начинается первой, имеют маркировку «TOP» и этой стороной маркировки оно и должно быть направлено в сторону днища поршня.

Рекомендуем: Датчик температуры охлаждающей жидкости: замена своими руками, виды неисправностей

Что же касается такой детали скребкового типа, то ее устанавливают скребком вниз. Установка деталей с фасками должна проводится так, чтобы эти самые фаски «смотрели» вверх. Если же вы имеете дело с наборными маслосъемными элементами, имеющими специальный двухфункциональный расширитель пружинного типа, то сперва должна проводится установка верхних и средних. После того как данная ремонтная схема будет завершена, необходимо проверить легкость их вращения в самих канавках.

Установка поршней в цилиндр

Во время серьезных ремонтных работ устарелый цилиндр растачивают или подвергают хонингованию. Также применяют новенькие поршни ремонтного размера и кольцевые элементы того же типа, но с большим диаметром, с последующим их сжатием. Их следует смазывать маслом перед установкой, чтобы они легко «садились» на свое место. Посадка также не должна быть чересчур плотной, так как тепловое расширения из-за нагревания станет причиной заклинивания самого поршня.

МОЙ МОТОЦИКЛ

1 — поршень; 2 — компрессионные кольца; 3 — маслосъемные кольца; 4 — поршневой палец; 5 — стопорное кольцо; а — донышко поршня; б — юбка; в — отверстие под палец; г — термоизоляционная канавка; д — канавка для компрессионых колец; е — канавки для маслосъемных колец

Отсутствие запасных частей — больной вопрос для многих владельцев мотоциклов. И если для современной техники найти детали можно, то представьте, чего стоит найти комплектующие для мотоцикла, снятого с производства лет 20 или, тем более, 50 назад.

Понятно, что не реально изготовить в кустарных условиях поршневые кольца для импортного мотоцикла, развивающего высокие, обороты и имеющего большую удельную мощность. Но для людей, занимающихся антикварной техникой или ставящих перед собой прозаическую задачу ремонта подержанного мотоцикла для эксплуатации в хозяйственных целях, самодельные поршневые кольца могут быть единственным выходом из положения. Но и в этом случае изготовление поршневых колец упрощенным способом целесообразно лишь в качестве крайнего варианта, когда не удается обеспечить двигатель заводскими кольцами.

1. Оправка для обработки поршневых колец диаметром 78 мм по внутренней поверхности: 1 —корпус оправки; 2 —накидная гайка. Один из общеизвестных способов изготовления поршневых колец, подобных по качеству заводским, следующий: из маслоты чугуна (отрезок литой толстостенной чугунной трубы) улучшенного качества вытачивают на токарном станке заготовки кольца диаметром несколько большим, чем требуемый; затем по окружности из кольца вырезают небольшую часть; при сведении торцов заготовки кольцо пружинит, но приобретает овальную форму. Для получения правильной окружности заготовки несколько колец надевают на цилиндрическую оправку, сводят концы в замке, зажимают с торца гайкой и протачивают снаружи до размера, соответствующего диаметру цилиндра. После этой операции кольцо становится круглым, но с различной радиальной толщиной стенки. Кольца устанавливают в оправку — трубу, закрепляют и протачивают изнутри. Они приобретают заданный внутренний диаметр и равную радиальную толщину по всей окружности. Затем шлифуют боковые поверхности колец, доводя их высоту до соответствия канавкам поршня.

Для изготовления небольшого количества поршневых колец описанный способ, требующий применения двух оправок, слишком трудоемок и дорог. Ниже рекомендуется простой способ, к которому приходится прибегать при изготовлении нескольких штук, хотя и уступающих по качеству кольцам заводского производства, но дающих, однако, возможность дальнейшей эксплуатации мотоцикла.

Кольцо, надетое на трубу для термообработки.

В качестве материала для колец подбирают болванку мелкозернистого серого чугуна. Например, для изготовления колец диаметром 76 мм можно использовать в качестве заготовки трубу с наружным диаметром 80-85 мм и внутренним диаметром 55-60 мм, Трубу следует закрепить в патроне токарного станка и за один установ проточить по наружному и внутреннему диаметрам, обеспечивая шероховатость поверхности 0,63 мкм. Наружный диаметр делается на 0,3-0,5 мм больше диаметра цилиндра. Затем следует отрезать кольца с небольшим припуском на доводку по высоте. Высоту колец подгоняют к канавкам поршня шлифованием боковых поверхностей вручную на наждачной шкурке, расстеленной на толстом стекле и доводкой на чугунной плите с абразивной пастой. Подогнанные кольца следует разрезать ножовочным полотном, специально сточенным с боков на наждачном круге до толщины 0,5-0,8 мм. При некотором навыке можно перекусить кольца кусачками или перерубить осторожно зубилом. Подогнать зазор в замке кольца по цилиндру, в случае необходимости, припиливая надфилем торцы кольца. Выпилить надфилем выемки в замке кольца, взаимодействующие со стопорным штифтом в канавке поршня (для двухтактных двигателей). Таким образом получается кольцо правильной формы, равностороннее, с разрезом, но не обладающее необходимой упругостью. Для придания кольцу упругости в сжатом состоянии концы его разводят в стыке в стороны на расстояние, равное примерно пятикратной радиальной толщине кольца. (Для колец диаметром 76 мм разводка на 12-15 мм). С этой целью кольца надевают на трубу подходящего диаметра, причем в месте расположения стыков колец на трубе должна быть снята лыска примерно на 1/6 окружности для того, чтобы цилиндрическая форма кольца была меньше нарушена. Вместе с трубой кольца нагревают в муфельной печи до 800-850°С, выдерживают при этой температуре 20-25 минут и охлаждают в масле. Затем следует новый нагрев до 400°С и охлаждение на воздухе. Изготовленные кольца имеют правильную форму, однако по упругости и ресурсу уступают заводским. При сборке самодельные кольца следует надевать на поршень с повышенной осторожностью, при помощи тонких стальных пластинок, обеспечивающих минимальный развод колец в стыках.

В серьезной технической литературе для поршневых колец всех четырехтактных и спортивных двухтактных двигателей рекомендуется применять серый перлитовый чугун, следующего химического состава:

С = 3.75-3.9%; Мn = 0.5-0.75%; Si = 2,4-2,6%; Р=0.35-0.5%; Сr =0.25-0.35%; Ti =0,08-0.18%; Си = 0.25-0.5%; S — не более 0.05%; Fe — остальное.

Несмотря на это, по слухам, некоторые антикварщики успешно делают кольца из канализационных чугунных труб. Следует только иметь в виду, что ездят они с такими кольцами не очень многой не спеша.

Признаки износа колец

Работа поршневых колец сопровождается постоянным трением о стенки цилиндра. Поэтому они постепенно изнашиваются, а это влияет на работу силовой установки. За счет снижения уплотняющей функции колец в цилиндрах падает компрессия. В результате:

1. Силовая установка теряет мощность.
2. уменьшается динамика набора скорости автомобилем.
3. повышается расход топлива.
4. появляется «жор» масла.
5. возникают проблемы с запуском мотора.

В современных автомобилях ресурс поршневых колец достигает 1 млн. км пробега. Но это возможно только при правильной эксплуатации автомобиля и регулярного проведения технического обслуживания с заменой расходных материалов.

Необходимые действия после установки колец

Когда каждое кольцо заняло свое место в пазу, то нужно установить прорези примерно на 120 градусов друг от друга. Таким образом снижается вероятность прорыва газов из топливной камеры в полость картера.

Неправильная установка поршневых колец

Есть данные, что первое кольцо удерживает около 75 %!всей компрессии, а второе – около 20%!

Если термозазоры разведены, то при прорыве некоторого количества газа через первое кольцо, он не успеет попасть дальше, в отличие от более близкого положения второго зазора.

Общие рекомендации по замене

Когда выхлопная труба начинает «плеваться» сизым дымом, то ремонт мотора неизбежен. Фактически всегда, признаками износа деталей поршневой группы также является повышенный расход, как масла, так и бензина. В таком случае снижается и компрессия мотора отчего незащищен даже дизель. Из этого следует то, что правильно выбрать новые поршневые элементы – первоочередное дело любого владельца автомобильного транспорта и в лучшем случае ремонт обойдется только ими. Для этого нужно также установить всего-то парочку новых прокладок и поддон для блока. Прочие испорченные детали уже будут выявлены во время разборки мотора.

Покупая поршень, следует внимательно осмотреть его комплектацию, так как кольцо может не входить в комплект. Такое практикуют много производителей. Все из-за того, что есть не один мотор, который имеет уйму модификаций, поэтому при покупке товаров поршневой группы, необходимо заранее сопоставить их ширину и высоту с соответственными характеристиками канавок поршней.

Зазор, находящийся между канавкой и торцами намного легче определить, если поместить кольцо в эту же канавку и применить набор щупов. Он должен быть не больше одной десятой миллиметра и не менее 0,05 мм. В ином случае это будет означать, что-либо кольцо, либо канавка, не подходят по размерам. Зазор их замков также следует обязательно проверить. Чтобы это сделать, такие детали поршневой группы следует по очереди припасовать к цилиндру в верхней его части, а потом, при помощи щупов, замерять сам зазор, который не должен превышать 0,6 мм, но и не должен быть меньше 0,4 мм.

Технология производства поршневых колец

Поршневые кольца предотвращают утечку газов из камеры сгорания в картер через зазор между поршнем и гиль­зой, обеспечивают необходимое сжатие воздуха в цилиндре, отводят тепло от поршня, устраняют попадание масла в ка­меру сгорания. Они должны хорошо прилегать к стенкам цилиндра, сохранять упругие свойства при нагреве и обла­дать хорошими антифрикционными свойствами и износостой­костью.

Твердость колец обычно 190…230 НВ. Готовые кольца подбирают к цилиндрам с твердостью, на 10…20 НВ меньше твердости втулок. Если твердость колец несколько пре­вышает твердость втулки, это нельзя считать недостатком. В отношении износа поршневые кольца находятся в худших условиях, чем втулки, так как работа трения, отнесенная к единице поверхности кольца, всегда больше, чем у втулки. Поэтому диаметральный износ кольца в несколько раз боль­ше, чем у втулок цилиндра. Кроме этого, следует иметь в виду, что кольца из мягкого чугуна (с твердостью меньше 170 НВ), насыщаясь твердыми частицами (продуктами сго­рания, износа и т. д.), вызывают усиленный износ цилиндров.

Исходя из условий работы поршневых колец, материалом для их изготовления служит обычно чугун марок СЧ21и СЧ24 с повышенным содержанием фосфора (до 0,5…0,9 %) и с присадками хрома или других легирующих элементов.

В быстроходных двигателях для колец, главным образом верхних, часто используют марганцовистую сталь 65Г или жаропрочную молибденовую 50М, что повышает прочность и упругость колец. Для придания стальным кольцам анти­фрикционных свойств и уменьшения износа их покрывают пористым хромом.

Для ускорения приработки и повышения износостойкости применяется разнообразное покрытие: лужение, свинцевание, фосфатирование, оксидирование и другое. Иногда в кольцах предусматриваются канавки для антифрикционного материала.

В качестве заготовок для чугунных поршневых колец применяются литые полые барабаны (маслоты) на несколько колец с отлитым на одном конце фланцем для удобства закрепления на станке, а также литая заготовка на одно кольцо.

Преимущества индивидуальной отливки заключаются в том, что в ней, благодаря небольшому сечению, получается однородная мелкозернистая структура с повышенными механическими свойствами, оставляются меньшие припуски, удешевляется механическая обработка и лучше используется естественная упругость наружных слоев материала. Этот метод применяется, главным образом, в массовом производ­стве для колец диаметром менее 180 мм, так как он связан с большими первоначальными затратами на устройство слож­ной формовки и отливки колец (в виде многорядных стопок).

Заготовки отливаются в земляные и металлические формы, применяется также центробежное литье (для маслот). В по­следнем случае на рабочей поверхности колец получается слой наиболее плотного мелкозернистого и однородного ме­талла. В сечении заготовки могут иметь форму окружности (цилиндр) или овала; выбор формы определяется последую­щим методом механической обработки.

Заготовкой для стальных колец служит катаная калиброванная полоса.

Требования к механической обработке поршневых колец следующие:

1) должны быть обеспечены упругие свойства, которые соответствовали бы увеличению рабочего зазора в замке а до зазора а0в свободном состоянии (рис. 5);

Рис. 5. Поршневые кольца

2) должна быть обеспечена цилиндричность кольца в сжатом состоянии. Радиальный зазор (просвет) между кольцом и калибром (соответствующим номинальному диа­метру цилиндра) допускается не более чем в двух местах на дуге, не более 30 ° в одном месте и должны быть не более 0,02 мм для колец с наружным диаметром до 160 мм; 0,03 мм для колец с наружным диаметром от 160 до 320 мм; 0,05 мм для колец с наружным диаметром свыше 320 мм;

3) колебания радиальной толщины в одном кольце не должны превышать 0,1 мм при диаметре до 160 мм и 0,2 мм при диаметре свыше 160 мм;

4) коробление торцевой поверхности кольца не должно быть более 0,03 мм для диаметра до 320 мм и 0,05 мм для диаметра свыше 320 мм;

5) допуск параллельности торцевых поверхностей на диа­метр кольца не должен быть больше допуска на его высоту;

6) наружная цилиндрическая и коническая поверхности верхнего компрессионного кольца диаметром до 250 мм для четырехтактного двигателя должны быть покрыты пористым хромом.

Верхние компрессионные кольца для двухтактных двига­телей, а также четырехтактных диаметром свыше 250 мм должны иметь на этих поверхностях приработочное покры­тие или приработочные вставки;

7) на поверхностях готовых колец не допускаются тре­щины, раковины, рыхлости, лыски, заусенцы и забоины;

шероховатость обработанных поверхностей колец дол­жна быть не менее указанной на рис. 5, а.

Поршневые кольца изготовляют несколькими методами, которые различаются способом достижения упругих свойств, а также формой получаемой заготовки. Как известно, гото­вое кольцо в рабочем (сжатом) состоянии должно иметь форму окружности, в свободном же состоянии оно прини­мает овальную форму.

1-й способ: упругие свойства кольца достигаются за счет выреза части кольца — а0. Этот способ применяется при изготовлении колец со ступенчатым замком.

При этом возможны несколько вариантов изготовления:

1) заготовка цилиндрической формы; предварительное точение по цилиндру; разрезка на отдельные кольца; вырез части кольца; стягивание кольца; окончательная обработка для получения цилиндрической формы. Недостаток: кольцо при стягивании встык перед окончательной обработкой при­нимает овальную форму; поэтому приходится оставлять большой припуск на чистовую обработку, и неравномерность его съема при точении приводит к перераспределению напря­жений в кольце и впоследствии вызывает его деформацию и нарушение сопрягаемости с поршнем и цилиндром. Способ отличается большой трудоемкостью;

2) заготовка цилиндрической формы; предварительное точение по овалу с помощью копира. Форма овала должна быть такой, чтобы кольцо после вырезания а0 и сжатия концов встык приобрело правильную цилиндрическую форму. При этом варианте улучшается качество колец. Недоста­ток: необходимость в сложных копирных устройствах и зна­чительные отходы при предварительном точении;

3) заготовка овальной формы, может быть в виде бара­бана или индивидуальной отливки, соответствует форме коль­ца в свободном состоянии; литейные припуски на наружной и внутренней поверхностях 4…5 мм. Из каждого барабана вырезают 8…10 колец. Этот вариант характеризуется до­статочно высоким качеством колец и малыми отходами ме­талла.

Применяется следующий порядок операций при обработке заготовок колец крупного диаметра с вырезом части кольца (поршне­вое кольцо со ступенчатым замком закрытого типа);

операция 05 — предварительная обточка и расточка барабана по овалу на специальном копировальном карусельном станке. Вдоль образующей барабана в плоскости малой оси эллипса резцом наносится риска, обозначающая место будущего замка у колец;

операция 10 — термообработка для снятия напряжении (от­пуск с нагревом до 450…500 °С и медленное охлаждение вместе с печью);

операция 15 — разрезка барабана на отдельные кольца с при­пуском на торцах под шлифование — выполняется на кару­сельном станке;

операция 20 — разметка ступенчатого замка с учетом участ­ка в под вырезку (рис. 6, а);

операция 25 — ступенчатая обработка кольца (фрезеруется ступень на левой части; вырезается участок в; фрезеруется внутренняя стенка левой части по радиусу R, затем правой части; фрезеруется скос 1);

операция 30 — слесарная обработка замка (опиловка, стяжка замка, сверление отверстия и клепка соединение колец);

операция 35 — окончательная шлифовка торцевых плоско­стей на плоскошлифовальном станке;

операция 40 — окончательная обточка и расточка (рис. 6, б). Кольца собирают пачкой, устанавливают на планшайбу 1 станка, центрируют хомутом 2, зажимают сверху диском 3 и протачивают, предварительно сняв хомут 2. Затем кольца зажимают боковыми планками 4и окончательно растачи­вают. Операция производится на карусельном станке.

Фаски на кольце снимают при установке в станок по од­ному кольцу;

операция 45 — окончательная припиловка замка; при этом заклепки, стягивающие кольца, удаляются;

операция 50 — контроль качества изготовления; осуществля­ется в соответствии с ГОСТ 7295-81.

2-й способ: упругие свойства кольца достигаются спе­циальной термообработкой (термофиксация замка). Этот способ имеет широкое применение при производстве колец диаметром до 500 мм (иногда и больше) с косым или пря­мым замком. Процесс обеспечивает незначительные отходы материала, высокую производительность и достаточно хоро­шее качество изготовляемых колец.

Рис. 6. Обработка поршневого кольца с вырезом его части:

а) кольцо со ступенчатым замком закрытого типа;

б) обточка и расточка кольца

Заготовка — цилиндрический барабан (маслота) с флан­цем или лапками со стороны прибыли (для удобства закреп­ления на станке).

Порядок операций обработки колец по 2-му способу при мелкосерийном производстве:

операция 05- подготовка установочной базы (рис. 7, а): под­резка торца 1со стороны фланца и проточка пояска 2с до­пуском 0,2 мм. Операция производится на токарном или карусельном станке;

Рис. 7. Обработка поршневых колец с термофиксацией замка

операция 10 — черновая расточка и обточка на токарном или карусельном станке (рис. 7, б). Маслота закрепляется флан­цем в планшайбе и центрируется диском 1 по пояску 2. Об­работка ведется одновременно двумя резцами обточным 3и расточным 4. Здесь же производится отрезка пробного кольца для испытания на твердость;

операция 15 — термообработка для снятия напряжений (на­грев до 450°С, выдержка 4 ч, медленное охлаждение вместе с печью). Испытание на твердость, проверка микрострук­туры на пробном кольце;

операция 20 — предчистовая обточка на размер D + 0,6 мм с допуском 0,1 мм. Чистовая расточка; отрезка колец на размер ; установка по 2-й операции; отрезка колец с по­мощью державки со ступенчатым расположением резцов (рис. 7, б);

операция 25 — предварительное шлифование торцов на размер на плоскошлифовальном станке с магнитным столом;

операция 30 — прорезка замка на горизонтально-фрезерном станке. (Кольцо помещается в приспособлении, установлен­ном на столе станке. Фреза узкая, толщиной 0,5…0,8 мм, равной зазору замка а. В случае применения более толстой фрезы увеличение зазора в замке компенсируется увеличе­нием припуска по наружному диаметру);

операция 35- термофиксация замка (нагрев до 600 °С, вы­держка 2 ч с охлаждением на воздухе). Кольца надеваются на оправку (рис. 7, в); расстояние между концами колец фиксируется сухарем 1, размер которого около 1,2 а0. Затем кольца сжимаются по торцам и фиксируются клином 2, после чего направляются в печь. После термофиксации кольца при­обретают овальную форму и при сжатии до круглой формы обладают необходимой упругостью (на упругость, твердость и остаточную деформацию кольца проверяют по ГОСТ 7295-81);

операция 40 — окончательное шлифование торцов в размер Н на плоскошлифовальном станке с магнитным столом (с по­следующим размагничиванием колец);

операция 45 — чистовая обточка на размер D с допуском h9на токарном станке, расточка внутреннего диаметра. Обра­батываются три-четыре кольца вместе (рис. 7, г). Кольца устанавливаются в накидную шайбу 1, закрепляются дис­ком 2 и тягой 3с помощью пневматического устройства 4.После закрепления шайбу 1 отводят влево. Фаски снимают у каждого кольца отдельно;

операция 50 — калибровка замка в размер а на горизон­тально-фрезерном станке. Кольцо устанавливается в калиб­ровочную выточку приспособления, равную диаметру цилин­дра. Иногда калибровка осуществляется слесарями вручную с проверкой щупом в кольцевом калибре;

операция 55 — зачистка кромок, фасок и т. д.

Метод термофиксации применяется и при изготовлении стальных колец. Заготовку — катаную полосу — навивают спиралью на цилиндр, разрезают на отдельные кольца. На­девают на оправку с распоркой, сжимают с торцов дисками и подвергают термофиксации. Дальнейшая обработка ана­логична рассмотренной.

3-й способ: упругие свойства кольца достигаются пу­тем накатки (насечки) внутренней поверхности. Заготовка — цилиндрический барабан или индивидуальные отливки. За­мок прорезают с шириной рабочего зазора а. Затем следует накатка на токарном или карусельном станке каленым риф­леным роликом. Благодаря эксцентричному расположению детали накатка захватывает только дугу, приблизительно равную 2/3 длины окружности и расположенную против замка.

Недостатки: значительные напряжения и пластические де­формации, величина которых не регулируется. При работе вследствие рекристаллизации материала кольцо может поте­рять свои упругие свойства.

Преимущества: экономия металла (малые припуски) и простота механической обработки. Рекомендуется для нена­пряженных двигателей.

Причины износа

Автовладельцы не соблюдают периодичность ТО или небрежно используют автомобиль. А это сказывается на ресурсе поршневых колец, и они изнашиваются раньше заявленного ресурса.

Повлиять на срок эксплуатации этих элементов ЦПГ могут:

• масло и нарушение периодичности его замены;
• топливо с примесями;
• неочищенный воздух;
• работа мотора под критическими нагрузками;
• перегрев двигателя.

Кольца требуют смазки. И хоть указывается, что трение происходит «на сухую», поскольку масло со стенок снимается маслосъемным кольцом, но это не так. Тонкий слой смазки на стенках остается, поэтому сила трения между кольцами и цилиндром снижается.

Залегшие поршневые кольца

Нередко в низкокачественной смазке не хватает смазывающих свойств. Из-за этого повышается сила трения между контактирующими элементами в узлах. Касается это и колец. С такой смазкой они работают «на сухую», что и приводит к интенсивному износу.

Рекомендуем: Дроссельная заслонка Лансер: возможные поломки и алгоритм ремонта

То же касается и несоблюдение периодичности замены масла. Постепенно масло теряет свои свойства, в том числе и смазывающие. В результате силы трения повышаются.

Относительно применяемого топлива, то наличие сторонних частиц действует негативно. Твердые частицы, даже микроскопические, выступают в роли абразива, из-за чего износ колец ускоряется. Присадки в топливе иногда оседают внутри цилиндра в виде нагара, что тоже сказывается негативно. Оседая на канавках, нагар затрудняет движение колец, в результате они перестают полноценно прилегать к стенкам. Из-за этого масло попадает в камеру сгорания, что увеличивает количество нагара, который образуется. Залегшие кольца являются причиной повышенного расхода масла. В запущенных случаях перерасход смазки достигает 2,0-2,5 литра на каждые 1000 км..

Перегревы и работа на высоких нагрузках приводят к разрушению колец – они лопаются. Помимо них ломаются перегородки между канавками.

Для продления срока службы регулярно меняйте масло и фильтра, заправляйтесь только на проверенных АЗС, не допускайте перегревов и прогревайте мотор.

Проверка колец и поршней

Каждое кольцо с поршней снимается и проверяется в своем цилиндре. Чтобы не перепутывать их между собой, необходимо сразу раскладывать детали в определенном порядке. При поверке старых колец, наружный диаметр их не должен создавать зазор со стенками цилиндра больше, чем на 1 мм. Для сравнения можно вставить в тот же цилиндр новое кольцо.

Проверка теплового зазора в кольцах

Замеры обычно будут точнее в верхней части отверстия блока, так как том износ минимален.

Зазор можно проверить и в специальных калибрах. Нужно обратить внимание на тепловой зазор в поршневых кольцах, который должен быть в пределах от 0,25 до 0,45 мм. Его можно проверить щупом. Если параметр меньше, то допускается увеличение зазора с помощью подпиливания торцевой плоскости алмазным надфилем.

Диаметр поршней проверяется по нижней части (юбке). Делается это микрометром.

Необходимо сравнить этот показатель с таблицей допустимых значений. Дополнительно надо проверить зазор между канавкой поршня и кольцом. В случае превышения поршни надо менять. Предельное значение допуска составляет 0,15 мм. Поршни также проверяются визуально на наличие трещин и целостность перемычек под кольца. После промывки удовлетворительные поршни можно использовать дальше.

Материалы поршней, колец и пальцев

Предыдущая | Содержание | следующая

Автомобильные двигатели

К материалу поршней предъявляются следующие требования:

1) малые плотность и конструктивная масса деталей;

2) низкий коэффициент линейного расширения;

3) сохранение требуемых механических свойств в диапазоне рабочих температур;

4) высокие теплостойкость и износостойкость.

Массу поршней оценивают конструктивной массой, отнесенной к единице площади поршня (см. табл. 25).

Поршни изготовляют путем литья в кокиль или штамповкой. Штампованные поршни (из алюминиевого сплава АЛ4 или АК4) по сравнению с отлитыми при одинаковых показателях прочности имеют меньшие конструктивные массы и являются более долговечными.

, в то же время конструктивная масса поршневой группы с поршнем из алюминиевого сплава меньше, чем из чугуна, только на 30 40%.

Для изготовления поршней применяют эвтектические кремне-алюминиевые сплавы (1113% Si) и заэвтектические (2526% Si) с присадками никеля и меди для повышения теплостойкости и улучшения механических свойств при высоких температурах.

износ первой кольцевой канавки снижается в 1,5 раза. Наибольшие износы возникают по нижним торцовым плоскостям первого компрессионного кольца. В дизелях зазор между поверхностями канавки и кольца увеличивается на 70% за счет износа поршня и на 30% за счет износа кольца.

Оптимальпая микрогеометрия поверхности поршня соответствует 15 мкм.

е 1 /°С, а заэвтектических сплавов в пределах (16 —

17)-Ю-6 1/°С. Для чугунных и стальных колец и гильз коэффициенты линейного расширения соответственно равны 11-Ю»6 и 12,5-Ю-6 1/°С.

Повышение долговечности поршней на 3050% при одновременном снижении расхода масла и шума при работе двигателя достигается применением армированных терморегулируемых конструкций.

Долговечность сопряженных с поршнем деталей при этом также возрастает на 1015%.

Однако, как правило, долговечность поршней карбюраторных двигателей грузовых автомобилей и дизелей определяется износом первой со стороны камеры сгорания кольцевой канавки и соответствующего компрессионного кольца. При использовании залитых в направляющий пояс вставок для первого компрессионного кольца из низкоуглеродистой стали или нирезистового чугуна (альфин-процесс) долговечность поршня увеличивается в 22,5 раза. Для дизелей рекомендуется применять чугунные нирезистовые вставки, а для карбюраторных двигателей из малоуглеродистой стали. При хромировании торцовых поверхностей кольцевых канавок долговечность поршня также существенно возрастает.

Для повышения долговечности устанавливают поршни из алюминиевых сплавов, направляющую часть которых покрывают слоем железа толщиной 2030 мкм.

В армированных поршнях из алюминиевого сплава с залитыми стальными поперечными или полукольцевьши пластинами тепловое расширение поршня определяется коэффициентом линейного расширения материала и упругим действием пластин. Диапазон тепловых деформаций поршня при этом уменьшается.

и для двигателей с воздушным охлаждением

Поверхности направляющего пояса поршней для лучшей прира-батываемости покрывают тонким слоем (3 мкм) олова или свинца, что позволяет сократить период обкатки.

Поверхность теплонапряженного днища и жарового пояса у форсированных дизелей покрывают для теплоизоляции пленкой окислов, толщиной до 100 мкм. Глубокое анодное оксидирование производится в серной кислоте. Пленка прочно соединяется с металлом и обладает повышенными твердостью и износостойкостью.

Шероховатость наружных поверхностей уплотняющего пояса должна соответствовать 57-му классу, торцовых поверхностей в кольцевых канавках 8-му классу, а поверхности направляющего пояса 68-му классу. Допуск на наружную поверхность составляет 210 мкм.

Поршневые кольца изготовляют путем индивидуального или центробежного литья из серого или легированного чугуна с перлитной или сорбитной структурой с равномерно распределенным пластинчатым графитом.

Для повышения долговечности и износостойкости компрессионных колец в условиях работы с граничным трением их рабочие поверхности покрыты слоем пористого хрома. Поверхность гильзы обрабатывают так, чтобы в неровностях поверхности и углублениях пористого хрома кольца удерживалась масляная пленка и создавались микрорезервуары для масла. Таким образом, при граничном трении

обеспечивается несущая поверхность пары кольцо гильза. В форсированных дизелях поверх слоя хрома наносят также слой молибдена.

Хромирование первого со стороны камеры сгорания кольца повышает примерно в 2 раза его износостойкость, при этом возрастает также износостойкость остальных колец и гильзы. Хромированию подвергают также маслосъемные кольца, на поверхностях контакта которых с гильзой развивается высокое давление.

В форсированных двигателях компрессионные кольца, работающие в условиях повышенных температур и давлений газов, изготовляют из легированных сталей.

Поршневые пальцы, подвергающиеся цементации, изготовляют из сталей 15Х, 15ХА, 12ХНЗА и 18Х2Н4МА. Глубина цементации внешней цилиндрической поверхности пальцев достигает 0,81,2 мм при толщине стенки до 5 мм и 1,01,7 мм при толщине стенки более 5 мм с последующей закалкой. Для пальцев карбюраторных двигателей применяют сталь 45. Внешнюю цилиндрическую поверхность пальцев закаливают на глубину 11,5 мм. Твердость этой поверхности пальца должна быть HRC 5665.

Причины износа

Вот некоторые из признаков износа, на которые вам следует обратить внимание в первую очередь:

• Повышенный расход топлива;
• Значительный угар масла (уровень «мах-min» за тысячу километров пробега);
• Выхлопные газы сизого оттенка;
• Компрессия двигателя менее 9 .

К сожалению, если все эти признаки вы заметили в своем автомобиле, то двигателю может помочь только замена поршневой ваз 2101. Наиболее ответственным элементом в поршневой группе двигателя являются поршневые кольца, которые одновременно выполняют несколько функций:

• Герметизация камеры сгорания (не допускают проникновение газов в картер двигателя);
• Защита поршня от перегрева, путем передачи тепла от его головки к цилиндру, который интенсивно омывается охлаждающей жидкостью;
• Равномерное распределение масляной пленки по поверхности цилиндра при этом, не допуская проникновения масла в камеру сгорания.

Для оптимальной работы кольца должны равномерно плотно прилегать ко всей поверхности цилиндра, однако, со временем геометрия цилиндра меняется, увеличиваются зазоры в канаках поршня, в стыках колец, нарушается их упругость. Как следствие герметизация нарушена, газы проникают в картер двигателя, и начинается повышенный износ всей поршневой группы.

Работа поршневых колец

По мере увеличения износа количество газов возрастает, вентиляция картера не справляется и в нем значительно повышается давление, которое способствует выдавливанию масла через сальники коленчатого вала, прокладки и гнездо трамблера. Данную малоприятную ситуацию может помочь исправить замена поршневых колец на ваз 2101, тем более что цена замены намного ниже, чем стоимость ремонта всего двигателя, так как для этой процедуры нам понадобятся только новые кольца и прокладки поддона и головки блока. Из специальных инструментов – оправка-обжимка поршневых колец и динамометрический ключ, хотя при ремонте своими руками можно справиться и без них, в конце концов, какая разница, откуда растут руки, если они золотые!

Анатомия поршневых колец

Не следует думать, что для всех колец из комплекта применяется один и тот же металл. На применяемый материал основное влияние оказывает расположение поршневых колец на поршне. Поскольку все поршневые кольца работают в разных условиях, то и требования, предъявляемые к сплавам, из которых они изготовлены, различны.

Первое компрессионное кольцо

В наиболее тяжелых условиях находятся первые компрессионные кольца, поэтому к ним предъявляются наиболее высокие требования по жаростойкости и сопротивляемости износу. Чаще всего их изготавливают из чугуна с противоизносной вставкой из молибдена.

На первый взгляд все компрессионные кольца выглядят одинаково, однако их конфигурация может существенно различаться. Например, верхнее может быть немного перекручено. В результате с поверхностью цилиндра контактирует только его кромка, а не вся поверхность. Благодаря этому, уменьшаются потери на трение, и сокращается время приработки.

Другой тип – компрессионные кольца с L-образным участком. Их отличительная особенность – способность менять степень уплотнения в зависимости от давления, оказываемого рабочими газами на тыльную часть большого L-образного выступа. Под давлением они расширяются, улучшая компрессию (во время такта сжатия), когда давление уменьшается, диаметр наоборот, уменьшается, при этом уменьшается трение и износ деталей. Какие из колец лучше, каждый решает сам, поскольку у всех имеются свои преимущества.

Второе компрессионное кольцо

Условия его работы менее напряженные, поэтому требования, предъявляемые к материалу, из которого оно изготовлено, менее жесткие. Второе компрессионное кольцо выполняет двойную задачу:

1. обеспечивает дополнительное уплотнение, задерживая газы, прорвавшиеся через первое;
2. работает наподобие скребка, препятствуя попаданию моторного масла в камеру сгорания.

Нередко вторые компрессионные кольца имеют форму усеченного конуса, т.е. диаметр верхней части меньше, чем диаметр нижней. Благодаря такой конструкции, при движении поршня вниз со стенок цилиндра удаляется масло.

Оба компрессионных кольца имеют только одно правильное положение для установки, переворачивать их ни в коем случае нельзя, иначе они будут неправильно работать. Для предотвращения ошибок при монтаже на их верхней стороне ставится маркировка, например, «Т» или «TOP».

Маслосъемные кольца

Они устанавливаются под компрессионными. В отличие от последних, их поверхность не сплошная, она имеет окошки, предназначенные для отвода моторного масла. В современных двигателях маслосъемные кольца устанавливаются по одному на каждый поршень, раньше они устанавливались по несколько, особенно в двигателях, предназначенных для стационарного использования.

Источник