Поршневые кольца – это самые значимые детали в авто. Их состояние влияет полностью на то, как будет работать машина. Речь идет о разгонной динамике, расходе масла и горючего, пусковых свойствах мотора, токсичных выхлопных газах и остальных видах показателей, которыми обладает ДВС.
Для чего нужны кольца на поршнях
Рассмотрим подробно три свойства, которыми обладают поршневые кольца.
- Во-первых, благодаря этому устройству камера сгорания уплотнена, другими словами в картер из цилиндра или, наоборот, из картера в цилиндр газы не проходят.
- Во-вторых, они отводят тепловую горячую струю от нагретого поршня к прохладной стенке цилиндра, охлаждаемой воздухом, проходящим мимо. Если теплообмен нарушен, то поршневые кольца перегреваются. В результате чего возникают задиры, прогары, заклинивания, то есть износ тех конструкций, которые есть в двигателе.
- В-третьих, они могут управлять теми деталями, которые необходимо смазывать. Главная задача в постоянном промокании колец, поршней и цилиндров, иначе, если у тех деталей будет нехватка смазки, то возможен быстрый их износ.
Работа над этими задачами касается тех трех деталей, известных как поршневые кольца, которые располагаются вверху, посредине и внизу на поршне. При создании устройства следили, чтобы поршневые кольца выполняли свою функцию во всех режимах машинного двигателя. Важно отметить, что признаки этих условий агрессивные. Ведь речь идет о трении, большом тепловом потоке и давлении, серьезных химических соединениях.
Принципы работы ДВС
Как уже было отмечено, принцип работы мотора таков, что утечка газов должна быть минимальной. Другими словами, они практически не циркулируют между стенками цилиндра и картером, иначе возможен быстрый износ поршня. Обеспечение пользы – вот цель, которую имеют кольца двигателя.
Но газы все-таки проникают через уплотнения, так как они внутри созданы как лабиринты. Поэтому примерно половина процента или один процент выходит наружу. Это вполне допустимое значение. Но если утечка будет больше, то это может привести к быстрому износу устройства.
Существуют картерные газы, их можно найти в картере. Чем больше износ, тем срок службы поршневых колец выше, а, значит, больше газа скапливается в моторе. Благодаря поршневым кольцам возможна не только допустимая упругость, но и можно отрегулировать допустимое по описанию количество масла в цилиндре, отводя теплую среду к его стенкам.
Для успешной работы данной детали важна таблица материалов, по которой их изготавливают. Также нужно максимально выдержать тепловой зазор. Только так можно защитить мотор и сами поршни от быстрого износа. Это касается особенно дизельных двигателей, описание которых намного сложнее, чем бензиновых.
Возможные виды
Есть два основных вида. Это:
- компрессионные детали,
- маслосъемные.
Первый тип позволяет иметь нужные размеры, создающие упругость и герметичность, в то время как второй тип способствует регулировке количеству масла, которое стекает по стенкам цилиндров. Они его не удаляют, а именно регулируют, чтобы не было голодания по маслу.
Ранее при тихоходных моторах количество поршневых колец равнялось даже семи. В то время как сегодня бензиновый двигатель любой модели и дизельный быстроходный содержит всего три основных детали, две из которых называются верхней и нижней, и одна маслосъемной. Что же касается описания спорт-машин, то они имеют только по два, в то время как дизельные авто, чтобы уменьшить износ мотора, содержат по четыре подобных детали.
Верхняя часть
Для упругости его устанавливают в специальную канавку. Она расположена в самом цилиндре мотора. Важно, чтобы она была по описанию абсолютно круглой, такое возможно, если сам цилиндр отлит без деформаций. Для достижения упругости в таком состоянии требуется создание детали по признаку, напоминающему переменный радиус. Он должен быть больше диаметра цилиндра.
Зазор поршневых колец при этом должен быть по описанию достаточно большим, чтобы не было трения с цилиндром. О нем можно прочитать в инструкции к мотору. Если зазор будет больше допустимого, тогда газы будут прорываться в картер, так понизится мощность. Если же он будет меньше указанного обозначения, то это еще опасней, так как при нагревании кольцо расширяется и цилиндр может застрять в поршне, что вызовет задир, а, значит, и поломку всего устройства.
Поэтому для дизельных движков, чтобы они быстро не подвергались износу, важно, чтобы зазор лучше был чуть больше.
Нижняя часть
Она является обычно конусной. Ее форма позволяет называть ее скребковой. Благодаря ей достигается лучшая упругость поршня. В ее задачу входят обязанности и маслосъемной. Она скребет по стенке цилиндра, собирая лишнее масло, что очень важно в дизельном движке. Только таким образом можно избежать преждевременного износа.
Условия работы у нижней детали по сравнению с верхней проще и легче. Да и температура не такая высокая, что дает отсрочку преждевременному износу. Так кольцо работает в более благоприятных условиях, что способствует его долговечной службе.
Важно еще отметить, что как верхнее, так и нижнее кольцо устанавливается верхушкой вверх, то есть надписью «ТОР». Иначе вся система не будет работать, что приведет к порче всего двигателя.
Маслосъемные
Подобная деталь находится в самом низу поршня. Обычно в современных авто используется по одной маслосъемной кромке, хотя в ранних движках их было несколько. Благодаря им можно регулировать уровень масла, которое стекает по стенкам цилиндра. Его не должно быть очень много, да и меньше положенного тоже не должно быть. Так как во втором случае детали будут голодать, что приведет к их трению и порче.
Если же масла будет больше, то излишки будут сгорать в ДВС, тогда его будет расходоваться больше, нагар будет скапливаться в клапанах, это, во-вторых, а также в свече зажигания, это, в-третьих. Излишки масла вызывают нарушения в работе двигателя. Мотор будет разбрызгивать его, что не только образует один большой нагар, но и существенно повысит температуру внутри движка.
Когда поршень опускается вниз, кольцо собирает своей структурой все лишнее масло, потом отправляет его в полость поршня, откуда оно стекает в поддон, где собираются все излишки масла, которые потом отправляются обратно к цилиндру.
Подводя итоги
Как мы увидели, в современных двигателях существует на поршнях обычно по три кольца, которые несут уплотнительные характеристики, одно из них, маслосъемное. Это позволяет избавляться от излишков масла, которое может образоваться на стенках цилиндров.
