Тепловой зазор поршневых колец

Тепловой зазор поршневых колец: зачем нужен и каким должен быть?

Большинство автомобилистов слышали о таком понятии, как зазор поршневых колец. Но немногие из них могут похвастаться наличием определенных знаний в этой области. Еще меньшее количество из них разбираются в том, каким должен быть тепловой зазор в замке поршневых колец. В первую очередь стоит отметить, что к поршневым деталям двигателя выдвигаются определенные требования. В основном они базируются на требованиях к их качеству. Поскольку на поршневые детали оказывается огромное влияние инертных сил и прочих факторов вроде температуры и воздействия газов, то и качество поршневых деталей должно быть безупречным. В этом материале рассмотрим, для чего нужен тепловой зазор и каким он должен быть.

Тепловой зазор: зачем он нужен?

Практически все водители, разбирающиеся хоть мало-мальски в узлах автомобиля, понимают, что все детали авто во время эксплуатации подвергаются воздействию высоких температур. Соответственно при увеличении температурного режима все детали склонны расширяться. Однако мало кто знает, что при расширении детали также изменяют и свои параметры. А это в свою очередь приводит к тому, что значительно ухудшается работа других элементов механизма. Нередко это может приводить и к еще более плохому развитию — повреждению механизмов. Тепловой зазор в замке поршневых колец считается одной из наиболее важных конструктивных особенностей, благодаря которой и обеспечивается нормальная работа всех поршневых кругов. Поэтому чтобы система правильно функционировала, обязательно должно выполнятся условие свободного вращения в канавке. В противном случае может произойти заклинивание, за счет чего невозможным станет уплотнение и отвод тепла.

Каким должен быть тепловой зазор?

В конструкции поршня предусмотрена два вида колец. Первые из них компрессионные, которые препятствуют пропуску сгоревших газов. Вторые маслосъемные, которые осуществляют съем излишков масла со стенок цилиндра двигателя. И те и другие по своим конструкционным особенностям не сплошные. В них есть разрез, благодаря которому при нагреве не происходит заклинивание обода. Также именно разрез и способствует хорошему прижатию к стенкам цилиндра. Наличие теплового зазора в замке в этом вопросе играет немаловажную роль. Допустимым зазором считается значение в 0,3-0,6 мм. При несоответствии параметра данному значению может запросто привести к серьезным повреждениям в цилиндре.

Подробнее о тепловом зазоре будет рассказано в этом видеоматериале:

Какой тепловой зазор у поршневых колец является нормой

Какой тепловой зазор у поршневых колец является нормой?

Поршень перемещается внутри цилиндра, воспринимая давление воспламенения смеси в камере сгорания. Для этого выдерживается интервал между поршнем и зеркалом гильзы. Этого требует снижение трения, уменьшение износа деталей поршневой группы. При этом моторное масло призвано минимизировать выработку трущихся сочленений, исключая просачивание смазки под поршень. Важной функцией остаётся отвод тепла на стенки цилиндра.

Какой зазор должен быть на поршневых кольцах

На поршень устанавливается два типа поршневых колец:

компрессионные кольца;
маслосъемные кольца;

Также компрессионные кольца делятся на верхнее компрессионное и нижнее компрессионное кольцо. Задачей данных колец является герметизация камеры сгорания и предотвращение прорыва значительной части отработавших газов в картер двигателя. Маслосъемные кольца осуществляют снятие излишков моторного масла со стенок цилиндра, благодаря чему масло не попадает в камеру сгорания в избыточном количестве.

Такой ремонт обычно предполагает расточку блока цилиндров, установку ремонтных поршней и колец. Указанный тепловой зазор является допуском, который учитывает расширение детали с нагревом, то есть когда происходит изменение определенных параметров. Допустимый зазор между поршнем и цилиндром является таким зазором, при котором наблюдается нормальная работоспособность всех элементов. Детали весьма плотно подогнаны друг к другу, но при этом не происходит их повреждения и заклинивания.

Другими словами, допустимый зазор поршневых колец позволяет после теплового расширения добиться такого теплового пространства (зазор между поршнем и цилиндром), при котором плотно прижатые к стенкам цилиндров поршневые кольца создают надежное уплотнение. При этом расширившиеся под воздействием высокой температуры кольца должны сохранять подвижность в канавках на поршне и создавать надежное уплотнение, при этом не препятствуя нормальному перемещению поршня. Параллельно с этим поршневые кольца должны эффективно отводить избытки тепла от нагретых поршней.

Поршневое кольцо не является цельным, так как имеет разрез (замок). Благодаря указанному разрезу удается избежать заклинивания при нагреве и достичь упругости кольца для плотного прижатия к стенкам цилиндра. После установки кольца на поршень и помещения поршня в цилиндр образуется зазор в замке поршневых колец. Такой зазор составляет 0.3- 0.6 миллиметра.

Замок поршневого кольца может быть выполнен в виде прямого или косого среза. Замок с прямым разрезом менее предпочтителен, так как в области краев среза создается сильное давление на стенки цилиндра. Данная особенность конструкции замка вызывает ускоренный износ зеркала цилиндров, после чего происходит утечка газов и повышается расход масла на угар. Увеличение зазора поршневого кольца от допустимых параметров ухудшает уплотнение. Уменьшение зазора колец может привести к их разрушению, заклиниванию или образованию задиров на стенках цилиндров.

Каков тепловой зазор поршневых колец ВАЗ?

Прежде чем перейти непосредственно к цифрам, хотелось бы отметить, что замер зазора должен выполняться на непрогретой детали. При этом обязательно следует помещать кольцо в цилиндр. Для определения параметра используются специальные щупы или планки. В большинстве случаев допустимое значение зазора колеблется от 0,25 до 0,5 мм. Но в зависимости от типа мотора и его модификации эти данные могут отличаться, поэтому предварительно рекомендуется свериться с документацией ДВС.

Какой тепловой зазор поршневых колец должен быть на автомобилях ВАЗ? Для компрессионных колец он должен быть в диапазоне 0,25-0,4 мм, а для маслосъёмного кольца — 0,25-0,5 мм. Опять же, эти показатели могут несущественно отличаться, поэтому необходимо ориентироваться на конкретную модель двигателя.

Для чего нужен зазор?

Что такое тепловой зазор? Каждая деталь двигателя автомобиля, которая подвергается воздействию высоких температур, обладает таким свойством как расширение. Многие это знают еще со школы. Так вот, при расширении детали изменяются ее параметры. Таким образом, изменение размеров детали может привести к ухудшению работы других элементов механизма, находящихся плотно друг к другу, или же к их повреждению.

В случае, когда из-за теплового расширения исчезает тепловое пространство, стыковые части прижимаются друг к другу, что чревато неприятными последствиями как для самых колец, так и для работы поршня.

Тепловой зазор в замке поршневых колец – очень важная конструктивная способность, обеспечивающая нормальную работу поршневых кругов. Главным условием для нормального функционирования, есть возможность его свободного вращения в канавке. Когда оно застрянет в канаве, оно не сможет обеспечить уплотнение, а так же отвод тепла.

Признаки и причины износа (поломки) поршневых колец

На автомобилях ВАЗ в процессе эксплуатации происходит износ двигателя, так же выходят из строя ПК. Кольца могут:

ломаться на две или несколько частей;
изнашиваться по толщине;
иметь общий износ.

Часто поломка деталей происходит вследствие перегрева ДВС, в этом случае в цилиндрах уменьшается компрессия, и мотор теряет мощность. Признаками неисправных ПК является:

сизый дым из трубы глушителя, особенно часто он проявляется после долгой работы на холостых оборотах при резком нажатии на педаль газа;
повышенный расход масла в двигателе;
падение мощности, мотор перестает тянуть;
закоксовывание свечей зажигания.

Если появляются признаки неисправности в поршневой группе, в первую очередь меняются поршневые кольца. Но замена ПК не всегда дает нужный эффект, часто после ремонта мотор продолжает дымить и расходовать масло. Причина здесь простая – имеется износ в самих цилиндрах. В блоке обычно гильзы изнашиваются неравномерно – они приобретают овальную форму, из-за выработки поршневые кольца не прилегают плотно к стенкам цилиндров и не обеспечивают герметичность.

Как влияет тепловой зазор поршневых колец на расход масла

В последнее время среди производителей наблюдается тенденция к увеличению тепловых зазоров компрессионных поршневых колец. Зазоры на таких кольцах находятся в диапазоне от 1 до 2 мм. Обычно такой увеличенный зазор актуален для второго компрессионного кольца.

Дело в том, что прижим поршневых колец (как первого верхнего, так и второго компрессионного) практически полностью зависит не от степени упругости самого кольца, а от давления, которое возникает во время сгорания заряда топливно-воздушной смеси в рабочей камере. Отработавшие газы попадают в канавки на поршне, после чего оказываются на обратной стороне колец. В результате происходит увеличение прижимного усилия колец к стенке цилиндра. Наиболее сильно газы воздействуют на первое (верхнее) компрессионное кольцо, а также влияют на прижим второго компрессионного поршневого кольца.

С учетом вышесказанного необходимо отметить, что в режиме работы двигателя на холостом ходу и малых нагрузках давление газов заметно слабее по сравнению с режимом средних и максимальных нагрузок. По этой причине компрессионные поршневые кольца не так сильно прижаты к стенке цилиндра на таких режимах работы ДВС.

Читать еще: Стук при торможении в заднем колесе справа

Следует добавить, что второе компрессионное кольцо также частично снимает масло. Получается, недостаточное давление и слабое прилегание вызывает повышение расхода моторного масла на холостых оборотах и при минимальных нагрузках на мотор.

Для уменьшения расхода масла производители выполняют увеличение тепловых зазоров поршневых колец. Через увеличенные зазоры газы даже под относительно небольшим давлением намного активнее проникают в кольцевую канавку, после чего попадают на обратную сторону кольца.

Рекомендуем также прочитать статью о том, как самому правильно подбирать поршневые кольца по размерам. Из этой статьи вы узнаете об особенностях подбора материала изготовления и нужных размеров поршневых колец.

Прижим колец улучшается, герметизация камеры сгорания остается на приемлемом уровне, при этом расход масла удается снизить. Единственным недостатком увеличенного зазора колец можно считать большее количество газов, которые попадают в картер через увеличенные зазоры.

Что собой представляет зазор поршневых колец

Каждая деталь ДВС подвергается воздействию высокой температуры. В результате чего происходит расширение. Из-за протекания этого процесса изначальные параметры детали меняются. В наибольшей степени это влияет на элементы, которые вплотную прилегают друг к другу.

Исчезновение теплового пространства негативно влияет на зазор поршневых колец. Это в свою очередь плохо сказывается на работе поршня, а значит, и всего двигателя. Чтобы вся система работала без перебоев за этим параметром нужно следить.

Тепловой зазор поршневых колец представляет собой важный конструкционный элемент, обеспечивающий нормальную работу поршневых кругов. Чтобы он нормально функционировал в канавке должно быть достаточно места для свободного вращения. Если же деталь застрянет, то о нормальном отводе тепла придётся забыть.

Типичные неисправности поршневых колец

Износ поршневых колец вызывает увеличение зазора между стенками цилиндра и поршнем. Это приводит к тому, что при воспламенении топливно-воздушной смеси газы проникают в картер и снижают эффективность работы двигателя. Ухудшаются также характеристики моторного масла.

То же самое происходит при залегании колец. Раскаленные газы проникают из камеры сгорания и разрушают масло, вследствие чего в кольцевых каналах образуются отложения. Кроме того могут появляться побочные продукты сгорания топлива.

Из-за тяжелых отложений кольца в канавках залегают, в результате чего снижается подвижность поршня. Из-за образовавшегося между кольцами и стенкой цилиндра зазора происходит прорыв картерных газов, повышается расход моторного масла.

Износ поршневых колец можно определить по некоторыми внешним признакам, например, по синему дыму из выхлопной трубы. Особенно это заметно при холодном пуске двигателя.

Вместе с поршневыми кольцами изнашиваются, как правило, юбки поршней. И если поврежденные кольца нуждаются исключительно в замене, то состояние поршней можно улучшить при помощи специальных антифрикционных покрытий – к примеру, .

Данное покрытие обладает широким диапазоном рабочих температур (от -70 до +260 °C), способствует снижению трения и износа поршней, защищает юбки от задиров. Применение покрытия уменьшает расход топлива, повышает мощность двигателя и делает работу силового агрегата менее шумной.

Примечательно, что MODENGY Для деталей ДВС отверждается при комнатной температуре. Покрытие не требует дополнительного оборудования для нанесения, так как имеет удобную аэрозольную фасовку.

Перед нанесением покрытия рекомендуется использовать Специальный очиститель-активатор MODENGY. Он не только убирает разнородные загрязнения, но и образует на поверхностях пленку, улучшающую адгезию покрытия.

Обзор популярных моделей поршневых колец ВАЗ 2109 – 2115

Фирм, которые изготовляют поршневые кольца много, а так же много и подделок и все их просмотреть просто не хватает времени. Поэтому давайте рассмотрим тех производителей поршневых колец, которые отличаются от других нормальным качеством и ценой. Первое что хочу порекомендовать, это поршневые кольца фирмы “SM”.

Поршневые кольца фирмы “SM

Поршневые кольца от фирмы “Mahle”.

Эти фирмы выпускают поршневые кольца для Вазовских автомобилей разного диаметра и прекрасно нам подходят. Производят их, скорее всего, в Китае, потому как оригинальные будут стоить на много дороже. Но это не означает что всё так плохо, качество у них отличное. Я рекомендую всё же кольца фирмы “SM”, потому что цена у них на много меньше, чем у “Mahle”, а качество одинаковое так зачем платить больше и переплачивать за бренд.

Верхнее компрессионное кольцо у этих производителей стальное хромированное, но у фирмы “SM” оно омеднённое, на верхних фотографиях это прекрасно видно. Второе компрессионное кольцо черного цвета чугунное, но кольцо от фирмы “Mahle” имеет более тёмный цвет. На фото

Нижние маслосъемные кольца металлические наборные.графии слева “SM”, а справа “Mahle”.

Я рекомендую использовать именно металлические наборные маслосъемные кольца, потому что в отличие от коробчатого типа колец они прекрасно притираются в цилиндре, устойчивы к перегреву (не теряют свои пружинные свойства) и главное их достоинство, они работают как два не зависимых друг от друга кольца. Кольца коробчатого типа, очень боятся перегрева. Они при перегреве теряют свои пружинные свойства и плохо справляются со своей работой. И ещё один серьезный минус, они требуют очень осторожной обкатки. При малейшем отклонении от обкаточных режимов рабочие кромки кольца в некоторых местах могут откалываться и будут пропускать масло.

Конечно же, есть и другие производители поршневых колец, но они как обычно идут сплошные подделки и выбрать качественные порой не реально

Тепловой зазор поршневых колец

Что бы ни изобретали инженеры-двигателисты, классический поршневой двигатель не сдаёт свои позиции. Его принцип действия не меняется с момента изобретения: сжатая топливовоздушная смесь воспламеняется и толкает поршень вниз, это же порождает и две главные проблемы, стоящие перед инженером – удержание давления и сохранение работоспособности при высоких температурах.

В идеальном случае можно было бы использовать цилиндрический поршень, с микронными зазорами стоящий в цилиндре. На практике такой мотор был бы неработоспособен сразу по множеству причин:

Больше всего нагревается днище поршня – если стенки цилиндра легко рассеивают тепло через систему охлаждения, а прилегающая к ним юбка также имеет близкую температуру, то днище может только передавать тепло юбке и кольцам. Поэтому поршень всегда имеет близкую к конусу форму – чем ближе к днищу, тем меньше диаметр, так как тепловое расширение при работе мотора в этой зоне выше. На заре ДВС так и рассчитывалась геометрия поршня – цилиндрический поршень работал до заклинивания, зачищался в затертых местах и снова устанавливался в мотор, пока таким образом не приобретал нужную конусность.
Износ цилиндрического поршня, который не имеет уплотнений, привел бы к резкому росту утечек через увеличенный зазор. Поэтому используются компрессионные поршневые кольца: за счет своей упругости они прижимаются к стенкам цилиндра и обеспечивают компрессию при холодном запуске.
Количество смазки на стенках цилиндра после хода поршня остаётся минимальным, чтобы избежать угара масла. Чтобы «счищать» смазку со стенок цилиндра, необходимы маслосъемные кольца – основное, которое предназначается именно для этой цели, и нижнее компрессионное, которое имеет асимметричную форму и работает как бы «скребком».

Видео: Теория ДВС: Поршневые кольца (часть 2)

Устройство и принцип работы

Конструкция компрессионного кольца проста: это кольцо, имеющее зазор для того, чтобы его упругость позволяла кольцу расходиться, сохранять прижим рабочей кромки к стенкам цилиндра. Материал – высокопрочный чугун, реже – высоколегированная сталь.

Условия работы верхнего компрессионного кольца жестки: это и высокая температура, и давление. В момент воспламенения смеси давление доходит до 90 бар, температура – приближается к 1500 градусов. По мере износа цилиндра он теряет равномерность диаметра, и при каждом ходе поршня вверх-вниз кольцу приходится сжиматься и разжиматься, что способствует накоплению усталостных напряжений. Для увеличения ресурса как минимум верхнее кольцо покрывается слоем хрома, который имеет высокую твердость.

Второе компрессионное кольцо работает в более легких условиях – в этом месте поршень уже холоднее, а прямая теплопередача от раскаленных газов на него уже не действует. Поэтому оно может и не хромироваться.

Маслосъемные кольца изначально выполнялись цельночугунными, они имели две рабочие кромки с канавкой между ними. Масло, которое пропускалось нижней кромкой, собиралось верхней в эту канавку, а через радиальные отверстия в ней попадало в отверстия в юбке поршня и отводилось внутрь него. Такая конструкция имела серьезный недостаток: обе кромки работали одновременно, в изношенных двигателях, где кольцо перекашивалось вместе с поршнем, происходил прорыв масла за кольцо. Поэтому изобрели составные конструкции: в них два тонких колечка прижимаются к краям канавки пружинящим расширителем, через который и стекает внутрь поршня собранное масло. За счет малой ширины отдельных колец и их работы такая конструкция сохраняет эффективность при перекосах поршня.

Зазор в замке

Прорезь в поршневом кольце принято называть замком. Этот зазор необходим, но он создает и очевидную проблему – в этом месте газы из цилиндра могут спокойно проникать в картер. Поэтому он должен иметь минимальную ширину при сборке, но не нулевую – из-за неравномерности теплового расширения цилиндра, кольца и поршня замок может свестись, после чего кольцо сломается.

Читать еще: Уровень масла в двигателе: проверка, уровень

Для каждого конкретного двигателя, исходя и из материалов, и из рабочего диапазона температур задается минимальный тепловой зазор в замке – при сборке мотора проверяем зазор в замке, чтобы он был не меньше нижнего порога номинала.

Износа кольца и цилиндра приводит к тому, что кольцо «расходится», зазор в замке растет, как растут и потери давления и масло проникает в камеру сгорания. Исходя из этого, задается максимальный размер зазора, при превышении которого кольцо заменяется новым.

Сравним величины номинального зазора для разных двигателей:

ВАЗ-2108: 0,25-0,45 мм;
ГАЗ-24: 0,25-0,6 мм;
Honda CR-V (мотор K20A4): 0,2-0,35 мм.

О чем нам говорят эти цифры? Минимальный предел зазора в замке нового кольца у отечественных двигателей близок, но вот максимальный выше в моторе с меньшей степенью форсировки: потери давления при этом сохраняются терпимыми. У японского же мотора материалы подобраны лучше, охлаждение верхнего кольца эффективнее, поэтому снижается минимальный размер, и «вольностей» при сборке допускается меньше. Максимальный предел при дефектовке отличается – на моторах ВАЗ он составляет 1 мм, ГАЗ – 1,2 мм, у «Хонды» же верхнее компрессионное кольцо считается изношенным уже при зазоре 0,6 мм, с каким еще можно было бы собирать новый мотор двадцать четвертой «Волги».

Зазор в замке – это важный показатель при дефектовке мотора. Заводя кольцо на разную высоту, где цилиндр изнашивается по-разному, можно без нутромера узнать степень износа: в верху, где кольцо не соприкасается со стенками, цилиндр сохраняет номинальный диаметр, и именно в этом месте зазор в замке отображает износ кольца. Опускаясь ниже, кольцо расширяется, указывает на увеличение диаметра цилиндра ближе к середине, затем снова сужается. Грубо, но достаточно показательно рассчитываем разницу в диаметрах цилиндра на разной высоте, отталкиваемся от измеренного зазора.

Предположим, номинальный диаметр цилиндра – 78 мм, что соответствует окружности 122,522 мм. Измеренный зазор в замке при установке кольца вверху – 0,4 мм, длина самого кольца – 122,122 мм. Теперь опускаем его к центру цилиндра и измеряем зазор 0,8 мм – из окружности 122,922 мм получаем диаметр 78,25 мм. Такой метод не учитывает то, что цилиндр становится бочкообразным или яйцевидным, и в середине кольцо прилегает к стенкам не всей поверхностью. Тем не менее, изменение зазора в замке указывает нам, что проблема двигателя не в износе колец, которые просто заменить: потребуется расточка цилиндров.

Как проверить тепловой зазор поршневых колец: рекомендации специалиста

При капитальном ремонте двигателя очень часто возникают вопросы о выборе правильного теплового зазора. Поршневые кольца с слишком большим зазором в замке и по оси будут работать неправильно. Но еще хуже, если зазор был взят слишком маленьким. В этом случае двигатель долго работать не будет и уже через несколько тысяч километров вновь попросится на переборку. Давайте поговорим о том, как правильно подобрать тепловой зазор поршневых колец и каким он, собственно, в идеале должен быть.

Общие сведения и понятия

Поршень состоит из трех колец, каждое из которых выполняет свою определенную функцию. Два верхних служат для поддержания компрессии в двигателе. Если они залегают или достигают критической отметки по износу, то падают динамические характеристики ДВС, увеличивается расход масла и возникают другие проблемы. Нижнее кольцо называется «маслосъёмным». Из названия вполне понятно его назначение в процессе работы силового агрегата.

При работе двигателя внутреннего сгорания металлические детали расширяются. По этой простой причине тепловой зазор поршневых колец уменьшается. Если он изначально был подобран неверно, то есть меньше допустимого, то при достижении рабочей температуры мотора поршень будет царапать стенки цилиндра.

Каков тепловой зазор поршневых колец ВАЗ?

Технология выполнения замеров

Первое, что необходимо сделать, это поднести кольцо к боковой части цилиндра. Затем его внешнюю часть поместить в отведенную канавку. Дальше понадобится комплект планок, с помощью которых и определяется зазор. Если же кольцо находится непосредственно внутри цилиндра, то замеры необходимо проводить отдельно, так как расстояние между концами может изменяться.

Первое, что необходимо сделать, это поместить поршневое кольцо в моторное масло. Качество последнего особого значения тут не имеет, так как в процессе эксплуатации сгорит абсолютно все. Дальше кольцо сдвигается по стенке цилиндра. Причем это необходимо делать только в том цилиндре, где это кольцо будет в дальнейшем использоваться. Особенно удобно выполнять такой расчет, если поршень уже демонтирован. В случае недавней проточки блока достаточно сдвинуть кольцо на 3-5 мм, примерно на то место, где оно будет находиться в процессе эксплуатации ДВС. После этого используем комплект щупов (планок) и получаем необходимые значения. Пользуйтесь «мануалом», когда подбираете зазор поршневых колец. Дизель «Форд Эскорт» 1,6, к примеру, должен иметь зазор 0,3-0,5 мм для верхних компрессионных колец и 0,2-0,45 мм для маслосъёмного.

Комплексный ремонт ЦПГ

Так называемая «капиталка» двигателя подразумевает полную дефектовку цилиндро-поршневой группы, ведь именно она подвержена наибольшим тепловым нагрузкам в процессе работы. Следовательно, поршни, компрессионные и маслосъёмные кольца также подвергаются повышенному износу. В некоторых случаях, когда кольца еще не достигли критического износа, их оставляют. На большинстве современных ДВС зазор в 1 мм считается уже критическим, и в этом случае необходима замена колец. Так вот, при капремонте двигателя рекомендуется поменять все кольца на поршнях, даже если они еще и подходят. Нужно это для того, чтобы через 50 000 километров опять не разбирать мотор.

Стоит также понимать, что далеко не всегда зазор для первого и второго компрессионного кольца одинаков. Ярким примером тому служит отечественная тяжелая техника. К примеру, тепловой зазор поршневых колец «КамАЗ» должен выглядеть следующим образом:

первое компрессионное кольцо — 0,20-0,40 мм (новое);
второе — 0,30-0,50 (новое);
маслосъёмное 0,25-0,50 (новое).

При этом допустимый износ для всех типов колец не должен превышать 1 мм. Даже 0,9 мм уже можно считать критическим. Хотя нередко и без разборки ЦПГ понятно, что кольца просятся на замену.

Повысился расход масла

Большинство современных производителей автомобилей увеличивают зазоры поршневых колец в своих двигателях. Если для некоторых типов ДВС критическим является 1 мм, но на новом моторе от «БВМ» или «Ауди» 1-2 мм — это зазор новых колец двигателя без пробега. Тут необходимо разобраться с одним немаловажным моментом.

Дело в том, что при сгорании топливно-воздушной смеси образуются газы, которые попадают в канавку поршня. Соответственно, они начинают создавать давление с внутренней стороны кольца, обеспечивая его прижим к стенке цилиндра.

Именно поэтому при работе ДВС на холостых и малых оборотах прижимное усилие не такое большое, как при высоких нагрузках. Обусловлено это тем, что количество газов в камере сгорания существенно отличается. Второе компрессионное кольцо отчасти выполняет задачу маслосъёмного, снимая пленку с цилиндра. Если оно изношено, то расход смазки увеличивается в разы, особенно на холостых и малых оборотах двигателя.

Тепловой зазор поршневых колец ВАЗ-21083

Отечественный автомобиль 2108, более известный как «восьмерка» или «зубило», не может похвастаться крайне надежным двигателем. Хотя он при должном обслуживании и бегает достаточно много. Тем не менее при капитальном ремонте необходимо особое внимание уделить тепловому зазору. Многие не придают этому значения и оставляют старые кольца. Но такой капитальный ремонт не принесет ожидаемых результатов, особенно если переборка двигателя выполнялась из-за повышенного расхода масла.

Тут есть несколько характерных особенностей. В частности, максимально допустимый зазор во всех кольцах — всего 0,15 мм. При этом номинальный для 1-го компрессионного составляет 0,04-0,075 мм, для второго — 0,03-0,065 мм, а для маслосъёмного — 0,02-0,055 мм. Тут необходимо добиться очень высокой точности. Наиболее оптимальный вариант — промерить канавки на поршне и кольца. Для этого можно воспользоваться микрометром и набором щупов. Замеры на поршне необходимо выполнять в нескольких местах по окружности.

Читать еще: Opel Astra deep sky blue › Бортжурнал › И так сойдёт — слизал грани на пробке контроля уровня масла МКПП

Несколько важных нюансов

От того, насколько правильно будет подобран тепловой зазор поршневых колец дизельного двигателя или бензинового, зависит ресурс работы цилиндро-поршневой группы и, собственно, колец. Появление задиров вследствие трения колец о цилиндр приводит к потере не только компрессии, но и геометрии. Приятного в этом мало, так как для восстановления рабочего состояния понадобится шлифовка, а в самых запущенных случаях — расточка блока цилиндров.

Чем плох маленький зазор

Казалось бы, что для достижения хорошей компрессии необходим зазор как можно меньше. В этом случае и масло сгорать не будет. Все это верно лишь отчасти. Дело в том, что если при расширении зазор станет меньше допустимого, то произойдет нарушение теплообмена. Отчасти это обусловлено повышенным трением колец о цилиндр. В итоге появляются задиры, ускоряется износ цилиндра и кольца. В конце концов компрессионные кольца не создают должного давления, а маслосъёмные оставляют масло на цилиндрах. Спустя некоторое время теряется мощность двигателя, возрастает расход смазочного материала и ухудшается стабильность работы ДВС.

Подведем итоги

Как вы видите, крайне важно знать, какой необходим зазор поршневых колец для определенного типа двигателя. Каждый производитель указывает номинальные и допустимые значения. Их и рекомендуется придерживаться. Если при проведении капитального ремонта кольцо изношено, скажем на 50%, то его лучше заменить на новое.

Не так страшен увеличенный, нежели уменьшенный зазор. Из-за последнего повышается температура в камере сгорания, наносятся механические повреждения цилиндру. Все это в дальнейшем выливается в серьезные затраты. Чтобы ничего подобного не случилось, необходимо правильно подбирать зазор поршневых колец и руководствоваться только проверенными источниками. В инструкции по эксплуатации и ремонту каждого автомобиля указаны необходимые вам данные, их и стоит применять на практике.

Тепловой зазор поршневого кольца и расход масла

Ошибочные оценки тепловых зазоров поршневых колец

Большой тепловой зазор поршневого кольца и высокий расход масла: действительно ли в порядке тепловой зазор или продукт имеет дефект?
Мы поможем вам при решении этой проблемы.

Ситуация:

Тепловые зазоры некоторых новых компрессионных поршневых колец становятся предметом рекламации. В отличие от обычных размеров в диапазоне от ок. 0,3 до 0,6 мм размеры тепловых зазоров этих поршневых колец составляют от 1 до 2 мм и поэтому считаются слишком большими. Особенно это касается второго компрессионного поршневого кольца, в отношении которого часто предполагается ошибочная поставка или производственный дефект.

Техническая причина:

До 90% общего усилия прижима компрессионных поршневых колец создается во время такта расширения за счет давления сгорания (рис. 1). Отработавшие газы проникают в кольцевые канавки и таким образом попадают на обратные стороны поршневых колец. Там под действием давления сгорания увеличивается усилие прижатия поршневых колец к стенке цилиндра, что оказывает влияние на первое компрессионное поршневое кольцо и в меньшей степени на второе компрессионное поршневое кольцо.

Недостаток:

На холостом ходу и в режиме частичной нагрузки давление сгорания ниже, чем в режиме полной нагрузки. Из-за этого компрессионные поршневые кольца с меньшей силой прижимаются к стенке
цилиндра, что отражается в первую очередь на функции съема масла второго компрессионного поршневого кольца. У определенных двигателей это приводит к повышению расхода масла.

Мера по устранению:

По указанным выше причинам изготовители двигателей выполняют конструктивную подгонку (увеличение) тепловых зазоров поршневых колец. Благодаря увеличенному зазору газы под давле-
нием сгорания быстрее проникают в кольцевую канавку и тем самым на обратную сторону поршневого кольца. За счет этой меры улучшаются маслосъемная и герметизирующая функции, а вместе с этим уменьшается расход масла при работе на холостом ходу и в режиме частичной нагрузки.

Указание:
Все поставляемые компанией Motorservice поршневые кольца соответствуют спецификациям изготовителей двигателей. Благодаря этому обеспечивается полное соблюдение всех функциональных параметров.

Дополнительная информация:
Широко распространено мнение, что большие тепловые зазоры поршневых колец служат причиной повышенного расхода масла. Однако это предположение ошибочно. Увеличенные тепловые зазоры поршневых колец вызывают незначительное увеличение прорыва газов, но не повышенный расход масла. Правильно следующее: по мере износа поршневых колец увеличиваются их тепловые зазоры. Функциональные параметры поршневого кольца с уменьшенным сечением ухудшаются, в результате чего он больше не обеспечивает надлежащей герметизации. Увеличенный тепловой зазор и повышенный расход масла являются последствиями радиального износа поршневого кольца.

Какой тепловой зазор у поршневых колец является нормой?

Функции поршневых колец

Поршневые кольца предназначены выполнять функции:

Герметизация поршневого пространства, с сохранением давления верхними компрессионными кольцами.
Отвод тепла от стенок гильзы.
Снижение расхода масла.

Проверка зазора в замках внутри цилиндров

Замок поршневого кольца — стык между двумя концами, которые способны сжиматься до сотых частей миллиметра. Концы имеют прямой или косой срез, при прямоугольном сечении профиля.

Укладывая кольца в канавки, стыки размещаются под углом 120° (если 3), а при двух кольцах — под 180°, что ограничивает просачивание газов, масла в картер, под поршень.

Маслосъёмные кольца предназначены снимать со стенок цилиндра излишки моторной смазки. Рассчитаны оставлять на зеркале тонкий слой плёнки, настолько малый, что измеряется микронами. Конструкция предусматривает радиальные, сквозные щели, через которые снимаемое со стенок масло сливается в картер.

Выпускаются из литого чугуна с прорезями или расширителями. Представляют два кольца (верхний, нижний), пару радиальных или осевых расширителей.

О тепловом зазоре

Общим элементом колец считаются замки, поскольку целевая задача компенсировать тепловое расширение во время работы. Замки претерпевают давление газов, температурные нагрузки, другое инертное воздействие. Это напряжение берёт на себя мизерное расстояние между концами колец.

Для чего же нужен тепловой фактор?

Представим отсутствие зазора между пролётами мостов, железнодорожных рельсов или компенсаторов на магистральных трубопроводах. Солнечный нагрев, расширение, например металла рельсов, не имеющих зазора при укладке, приводит к неизбежному их изгибу со всеми вытекающими последствиями.

В случае с поршневыми кольцами, отсутствие стыкового зазора приводит к поломке и поршня.

Итак, свободное вращение колец исключает стыковые соприкосновения внутри канавки поршня. Конструкция предусматривает разрезы, упреждающие заклинивание от перегрева. Эта особенность способствует плотному касанию к зеркалу цилиндра.

Допускаемый интервал стыка не превышает 0,3-0,6 мм. При малом зазоре стыка, например 0,2 мм, нагретые детали способны оставлять задиры на цилиндре.

Кстати, предпочтение отдаётся деталям с косыми срезами концов. Прямые концы обладают большим давлением на стенки, что преждевременно выводит из строя гильзу, способствуя утечке масла.

Требования к тепловому зазору

Функциональные требования к тепловому зазору предусматривают:

Отвод тепла от поршня в момент воспламенения смеси . В противном случае поршень выгорит под температурой камеры сгорания.
Функция уплотнения поршневого пространства . Появляющееся давление должно равномерно прижимать кольца к стенкам цилиндра. Достижение такового прикасания требует установки правильного расстояния.
Требования к маслосъёмным кругам , отвечающим за подачу нужного количества смазывающего материала. Соблюдение этого правила сохраняет расход масла, бензин на уровне заводских норм.

Параметры

Выставленные зазоры на кольцах

Установленный зазор должен соответствовать 0,6-0,3 мм, а боковой между стенкой не превышать 0,08-0,04 мм.

Величина исходит из того, что отработанные газы действуют на кольца с внутренней стороны канавки, прижимая их к стенке. Согласованное функционирование компрессионных, маслосъёмных колец позволяет получить полное сгорание смеси. Зависит это от укладки их в канавку поршня.

Стало быть, малая величина между концами после прогрева приведёт к задирам зеркала цилиндра.

Зазор измеряется щупом и регламентируется величиной 0,2-0,5 мм . Для двигателей модели ВАЗ на уплотнительных кольцах предусмотрена величина 0,25-0,04 мм . Маслосъёмные имеют 0,25-0,5 мм .

Первое кольцо сверху (компрессионное), как нагруженное из легированного чугуна подвергается напылению хромом. Пористое покрытие этого металла способно удерживать необходимую массу моторного масла.

Плазменное нанесение на кольца слоя молибдена способствует износостойкости, низким показателем трения с цилиндром.

Памятка

Замок на сепараторе покрашен в голубой цвет

Подбирая ремонтный размер, нужно руководствоваться обозначением продукции, включая модель двигателя, номер комплекта, размер изделия. Дополнительно проверяется маркировка, которая находится в определённом месте продукции (близко к концу). Тщательно рассматриваются расширительные пружины со шлифованной поверхностью.

Выводы

Правильно подобранные и грамотно уложенные по месту кольца гарантируют длительный срок эксплуатации.

0 0 голоса

Рейтинг статьи