Допустимый зазор поршневых колец: Тепловой зазор поршневого кольца и расход масла — Stoppanic

Содержание

Тепловой зазор поршневого кольца и расход масла

Ошибочные оценки тепловых зазоров поршневых колец

Ситуация:

Тепловые зазоры некоторых новых компрессионных поршневых колец становятся предметом рекламации. В отличие от обычных тепловых зазоров поршневых колец в диапазоне от 0,3 до 0,6 мм их размеры 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.

Причина:

До 90% общего усилия прижима компрессионных поршневых колец создается во время такта расширения (рабочий ход) за счет давления сгорания. 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.

Проблема:

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.

Устранение недостатка:

По указанным выше причинам изготовители двигателей выполняют конструктивную подгонку (увеличение) тепловых зазоров поршневых колец. Благодаря увеличенному зазору газы под давлением 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.

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. Как увеличенный тепловой зазор, так и повышенный расход масла являются последствиями радиального износа поршневых колец.

Технические требования на поршневые кольца — ЭнергоТехСтрой, Челябинск

Коленвал и вкладыши Т-170

На поршень 51-03-36 устанавливайте комплект поршневых колец 51-03-120 СП. Верхнее (первое) компрессионное кольцо 1 (см. рис. 75) и второе компрессионное кольцо 2 трапециевидного, поперечного сечения. Второе компрессионное кольцо 2, кроме того, имеет конусную рабочую поверхность так же, как и третье компрессионное кольцо 3.

Рис. 78. Сечение конусного компрессионного кольца
На третьем компрессионном кольце 3, имеющем конусную рабочую поверхность, должна быть метка ВЕРХ на торце А меньшего диаметра (рис. 78).

Рис. 79. Определение направления конуса рабочей поверхности конусного компрессионного кольца
Для определения направления конуса рабочей поверхности этих колец, если метка ВЕРХ на кольце отсутствует, установите кольцо рабочей конусной поверхностью на ровную плиту и прижмите к плите с внутренней стороны пальцем (рис. 79). Затем к торцовой стороне подведите угольник и определите, в какую сторону наклонено кольцо. Метка ВЕРХ должна быть на торце А, в сторону которого наклонено кольцо.

**Параметры поршневых колец 51-03-120СП**
Наименование параметра кольца	Компрессионные кольца			Маслосъемные кольца
Наименование параметра кольца	верхнее	второе	третье	верхнее	нижнее
Высота, мм	3,5	3,5	3,5^-0,07	6^-0,04	6^-0,04
Толщина (радиальная), мм	6,2_-0,32	5,7±0,2	5,7±0,2	4,0±0,2	5,5_-0,3
Зазор в стыке кольца, поставленного в цилиндр диаметром 145 мм, мм	0,9±0,2	0,7±0,15	0,7±0,15	0,6±0,15	0,6±0,15
Радиальные силы, приложенные в точках, отстоящих на 90° на обе стороны от стыка, при сжатии кольца до нормального зазора, Н (кгс) (см. рис. 82)	98,0±12,5 (10,00±1,25)	74,77±9,35 (7,63±0,95)	93,1±14,0 (9,5±1,43)	15,47±3,09 (1,58±0,32)	61,80±9,46 (6,31±0,97)
Торцовый зазор между кольцом и канавкой поршня, мм	0,22…0,34	0,22…0,34	0,07…0,11	0,04… 0,08	0,04…0,09

Рис. 80. Замер зазора между поршневым кольцом и канавкой поршня

Рис. 81. Замер зазора в стыке поршневого кольца

При увеличении торцового зазора между кольцом и канавкой поршня до 0,4 мм (рис. 80) и зазора в стыке колец, вставленных в гильзу до 5 мм (рис. 81), кольца выбраковывайте.

В запасные части поршневые кольца нормального, и ремонтного размеров поставляются комплектами на один дизель.
Поршневые кольца ремонтного размера 51-03-120Р-1СП увеличены по сравнению с кольцами нормального размера 51-03-120СП по наружному диаметру на 0,7 мм. Ремонтные кольца предназначены для установки совместно с ремонтным поршнем.
На поршень 51-03-23 устанавливайте комплект поршневых колец 51-03-115СП, состоящий из верхнего компрессионного кольца А27.06.02.101 трапециевидного поперечного сечения, двух конусных компрессионных колец А27.06.00.014 (толщиной мм), верхнего маслосъемного кольца А27.16.70.000 со спиральным расширителем и нижнего маслосъемного кольца А27.16.20.013 без хромового покрытия и расширителя. Оба маслосъемных кольца имеют толщину (высоту) 6^-0,04 мм. Конусные кольца устанавливайте на поршень торцом с меткой ВЕРХ, обращенным к днищу.
При установке верхнего маслосъемного кольца замки расширителя и кольца расположите в противоположных сторонах. Маслосъемные кольца А27.16.70.000 со спиральным расширителем и А27.16.20.013 без хромового покрытия могут быть установлены на поршень 51-03-10.

Поршень 51-03-23-Р1 и комплект колец 51-03-115-Р1 СП ремонтного размера увеличены по наружному диаметру на 0,7 мм по сравнению с этими деталями нормального размера.
Поршневые кольца должны без заеданий, легко прокатываться по всей канавке вокруг поршня.

Каким должен быть зазор в поршневых кольцах

Сколько водителей сталкивалось с вопросом – зазор в поршневых кольцах. А сколько водителей вообще не знакомо с таким понятием? Достаточно, для того, что бы эта статья заслуживала право на существование. Итак, давайте рассмотрим, что такое тепловой зазор в замке поршневых колец, и зачем он так необходим?

Отметим, что к поршневым деталям создаются очень большие требования по качеству. Это происходит потому что на них воздействуют инертные силы, силы действия газов и высокие температуры. Конструкция полного комплекта, его габариты и требуемые размеры, соответствие с выбранным материалом, точная реализация производственных технологий – все это необходимо для долговременной службы. Но здесь мы не учли зазор в поршневых кольцах. Рассмотрим, что же он собой представляет.

Содержание статьи

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.

Каким он должен быть?

Поршень имеет два вида колец: компрессионные (не пропускают сгоревшие газы) и маслосъемные (снимают излишки масла со стенок цилиндра). По своей конструкции они не сплошные, а имеют разрез, который позволяет ободу не заклинивать при нагреве. Также разрез способствует упругому прижатию к стенкам цилиндра. Очень важную роль в работе колец и цилиндра имеет наличие теплового пространства в замках. Допустимый его диапазон от 0.3 до 0.6 миллиметров. Не соблюдение диапазона может привести к отсутствию и большим повреждениям в цилиндре.

Гораздо лучше цениться косой срез. Так как давление на стенки происходит равномернее за счет то, что его края немного тоньше.

Полезно знать о промежутках в замках. Иногда механики пытаются сделать тепловое пространство в замках минимальным до 0.2 миллиметров. Это не редко приводит к тому, что появляются задиры колец и цилиндров. И это естественно, так как при нагревании детали пространство в замке становится меньше (или полностью отсутствует) и оно врезается в стенки цилиндра.

Самый простой замок с прямым разрезом имеет один недостаток – его концы имеют высокое давление на цилиндр, точнее на его стенки. Это приводит, прежде всего, к утечке масла и к преждевременному износу стенок.

Для того, чтобы подытожить вышесказанное, перечислим, какие же характеристики должны быть у поршневых колец и каков должен быть тепловой зазор поршневых колец:

Регуляция температуры. Это одна из важнейших функций, поскольку большая масса тепла, которое поглощается поршнем в период сгорания, будет отводиться. Если такого отвода тепла не будет – поршень расплавится за считанные секунды.
Давление. Основная функция состоит в том, чтобы уплотнять. И полная реализация этой характеристики возможна только при соответственном давлении. Когда давление появляется, оно влияет на поршневые круги, а они в свою очередь прижимается к стенкам цилиндра. Чтобы прижатие было равномерным – необходимо равномерное распределение и правильный зазор в поршневых кольцах.
Надежность и подача масла – маслосъемные. У них есть две маслосъемных перемычки, которые отвечают за необходимое количество подачи масла в размере 1-2 мкм. Если масло подается правильно – тогда расход его не большой, так же как и расход горючего. При этом будет максимально соблюдаться правило износа и срок службы будет увеличиваться.

В итоге, хотелось бы пожелать каждому автомобилисту и водителю, независимо от того, у него дизель или бензин, проверять самостоятельно или обращаться к специалистам в таком вопросе. Особенно, если речь идет об автомобилях с большим пробегом и больше 5 лет постоянной езды.

Видео “Проверка зазора в замке поршневого кольца”

Посмотрев запись, вы узнаете, по какому принципу подбираются поршневые кольца.

Справочная и техническая информация о деталях двигателей

При расточке блока и установке поршней в блок цилиндров, требуется следовать рекомендациям производителя поршней по обработке цилиндров, монтажу и установке деталей цилиндропоршневой группы. Основная информация нанесена на верней части поршня. Если какая либо информация не указана производителем поршней, ни на упаковке, ни на самом поршне, то необходимо следовать рекомендациям производителя автомобиля. Расшифровка символов и значений приведена ниже.

Информация на верхней части.

Размер поршня. Некоторые производителей поршней наносят на днище поршня размер самого поршня в сотых долях миллиметра, этот контрольный параметр позволяет проверить качество изготовления поршней и точность размеров, пред непосредственной установкой. Например: 83.93. Это означает, что в измеряемых точках размер поршня не превышает указанного размера (с учетом поля допуска). Измерение следует производить при температуре поршня (+20 градусов), с помощью микрометра или аналогичного измерительного инструмента, с точностью измерения до одной сотой доли миллиметра (0,01мм).
Монтажный зазор. Для того, что бы обеспечить уплотнение рабочей полости цилиндра и минимальную работу трения поршня, а так же предотвратить горячий поршень от заклинивания, между поршнем и стенкой цилиндра предусматривается монтажный (температурный) зазор ( Sp ). При повышенном зазоре между поршнем и стенкой цилиндра работа двигателя заметно ухудшается — имеет место прорыв газов в картер двигателя, ухудшается из-за этого качество масла, закоксовываются кольца и снижается мощность двигателя. Величина этого зазора задается производителем поршней для начальной температуры деталей цилиндропоршневой группы (обычно +20 градусов), и зависит в основном от разности температур, массы поршня и свойств материалов соприкасающихся деталей. Пример: Sp=0.04. Это означает, что зазор между поршнем (по максимальному размеру юбки поршня) и цилиндром должен быть 0,04 мм (с учетом поля допуска).
Товарный знак. Каждый серьезный производитель поршней маркирует свою продукцию своим фирменным товарным знаком. Во первых, это часть борьбы с подделок своей продукции, а во вторых демонтировав при ремонте старый поршень сразу становится возможным идентифицировать его, с помощью номера отливки на днище поршня.

Направление установки. Поршни современных двигателей имеют строго определенное положение в двигателе, в частности, это связано с тем ось поршневого пальца имеет некоторое смещение, относительно центрально оси симметрии поршня. Это сделано для уменьшения шума при работе двигателя, а точнее ударных нагрузок на стенки цилиндра при перекладке поршня в крайнем положении. Как правило, производители используют два способа изображения направления установки– (для двигателей размещаемых спереди и сзади автомобиля). На днище наносится либо стрелка, указывающее направление передней части автомобиля (направление движения), либо схематично изображается коленчатый вал с маховиком.

Направление установки поршней для двигателя, установленного в
передней части автомобиля

Направление установки поршней для двигателя, установленного в
задней части автомобиля

Номер отливки на внутренней части поршня.

Пример расположения номера отливки для поршней,
фирмы Kolbenschmidt

Пример расположения номера отливки для поршней,
фирмы MAHLE

Опытные мотористы часто сталкиваются в своей работе с трудностью, когда в ремонт поступает очень старый автомобиль, и нет какой либо возможности точно идентифицировать тип его двигателя. Часто просто бывает не корректная информация в документах, на автомобиль, например ошибка (опечатка) в VIN коде или в графе «ТИП ДВИГАТЕЛЯ». Но ремонтировать нужно, и необходимо правильно подобрать ремонтные поршни.
Тогда на помощь приходит информация о номере отливки на внутренней части поршня. Следует извлечь поршень из блока цилиндров, очистить от нагара внутреннюю полость и прочесть отлитые цифры и буквы. Подобный способ подходит не для всех поршней, но основные поставщики конвейеров европейских автомобилей MAHLE, Kolbenschmidt, AE, Nural позволяют расшифровать эти данные.
Что же такое «номер отливки»? Поршни, имеющие одинаковые основные параметры изготавливаются на одном и том же технологическом оборудовании (в частности в одной литьевой форме), затем подвергаются последующей механической обработке в зависимости от требуемого ремонтного размера и модификации. То есть для поршней имеющие STD и ремонтные размеры номера отливок совпадают. Как правило, одному номеру отливки соответствуют несколько поршней на один двигатель, это стандартный поршень и его последующие ремонты. Но есть исключения (когда номер отливки совпадет с несколькими модификациями поршня) тогда необходимо замерить контролируемые геометрические параметры.
Как расшифровать? Мы рекомендуем проверять ваши номера отливок через бумажные каталоги соответствующих производителей. Помимо этого вы можете расшифровать эти данные и с помощью on-line каталогов наших поставщиков.

Следует определить изготовителя старого поршня по торговой маркировке, а затем, используя его каталог (бумажный или электронный) ввести найденный номер. Значение номера отливки необходимо вводить непосредственно в поле поиска по артикулу детали ( Artikel # ) или поиска по замене номера (Reference No:). Не забывайте проверять полученные результаты по основным геометрическим размером со старыми деталями.

Opel Vectra B | Поршень

Поршень

Проверка

Поршень

Проверьте наружную поверхность поршня на отсутствие повреждений, выработки или неравномерного износа. При необходимости, замените поршень.
Проверьте поршневой палец, вставляя его в отверстие поршня. Поршневой палец должен плавно входить в поршень при нажатии на него рукой (при комнатной температуре).

Поршневые кольца

Проверьте каждое поршневое кольцо на отсутствие повреждений и неравномерного износа. При необходимости, замените поршневые кольца.
При замене поршня также необходимо заменить поршневые кольца.

Вставьте новое поршневое кольцо в канавку поршня и щупом измерьте зазор между поршневым кольцом и стенкой канавки. Если зазор превышает предельно допустимое значение, замените поршень.

Зазор между поршневым кольцом и канавкой в поршне:

Второе компрессионное кольцо: 0,065–0,11 мм
Маслосъемное кольцо: 0.03–0.07

Измерьте зазор в замке поршневых колец, вручную вставив поршневое кольцо в цилиндр двигателя. Днищем поршня протолкните поршневое кольцо в нижнюю часть цилиндра.

Щупом измерьте зазор в замке поршневого кольца.

Зазор в замках поршневых колец:

Первое компрессионное кольцо: 0,2–0,3 мм
Второе компрессионное кольцо: 0,30–0,45 мм
Маслосъемное кольцо: 0,20–0,45 мм

Предельно допустимый зазор: 0,8 мм

Вкладыши шатунных подшипников

Проверьте рабочие поверхности вкладышей шатунных подшипников на отсутствие полос, царапин, местной коррозии, выработки и других повреждений. При необходимости, замените вкладыши. Если рабочие поверхности вкладышей шатунных подшипников сильно повреждены, проверьте состояние шатунных шеек коленчатого вала. Если коленчатый вал также поврежден, замените его или для повторного использования перешлифуйте шейки до ближайшего уменьшенного размера.

Измерьте внутренний диаметр вкладышей шатунных подшипников и диаметр шеек коленчатого вала. Если масляный зазор превышает допустимые пределы, замените вкладыши и, при необходимости, коленчатый вал.

Масляный зазор в шатунных подшипниках: 0,024 – 0,042 мм
Предельно допустимый зазор: 0,10 мм

Установка

Шатун, поршневой палец и поршень

Соедините поршень с шатуном.

Совместите передние метки и вставьте поршневой палец. Поршневой палец должен плавно входить в поршень при нажатии на него рукой (при комнатной температуре). При наличии большого зазора замените поршневой палец.

Поршневые кольца

Установите на поршень расширитель маслосъемного кольца и маслосъемное кольцо. Пассатижами для разжатия поршневых колец установите компрессионное кольцо №2, затем установите компрессионное кольцо №1. Убедитесь, что метки на поршневых кольцах направлены к днищу поршня.

Расположите замки поршневых колец, как показано на рисунке.

Установите поршень с поршневыми кольцами над первым цилиндром, при этом метка на поршне должна быть направлена к передней части блока цилиндров.

Специальным приспособлением сожмите поршневые кольца на поршне. Ручкой молотка вдавите поршень в цилиндр так, чтобы нижняя головка шатуна установилась на шейку коленчатого вала.

Установите шатунный вкладыш в крышку шатуна. Установите крышку шатуна и закрепите гайками. Момент затяжки: 25 Н•м + довернуть на угол 90°.

Не используйте более трех раз болты крепления крышек шатунов.

Щупом, вставленным между шатуном и коленчатым валом, измерьте боковой зазор шатуна.

Номинальный боковой зазор шатуна: 0,10–0,35 мм
Предельно допустимый зазор: 0,40 мм

Зазоры поршневых колец.

— Обслуживание и ремонт Измерение зазоров поршневых колец зачастую неправильно понятая и ввергнутая в заблуждение часть работы по их замене. Можно выделить минимальный и максимальный кольцевой зазор, который нужно учитывать для лучшего результата при установке нового комплекта. Минимальный кольцевой зазор следует учитывать в обязательном порядке, чтобы предотвратить встык концовок, пока кольцо расширяется при подводе мотора к рабочей температуре.

Схема работы поршневых колец.
Для разных тепловых режимов и типов двигателей существуют разные рекомендации тепловых зазоров колец:

1. Городская, утилитарная техника не подвергающаяся нагрузкам высоких температурных режимов (таких как в драгрейсинге или моторах с закисью озота) в среднем устанавливают зазоры с коэффициентом 0.0045 x Диаметр Цилиндра для однокольцевых поршней (двух-тактных моторов), а так же 0.003 x ДЦ верхнее кольцо / 0.0038 x ДЦ нижнее кольцо для поршней с двумя кольцами (двух-тактных моторов).
Сюда относятся мопеды, минимотоциклы, скутеры, шоссейные мотоциклы, кроссовые мотоциклы, квадроциклы и гидроциклы работающие на двух-тактных моторах.
Для четырёх-тактных моторов рекомендуемый зазор первого кольца 0.004 x ДЦ, второго 0.005 x ДЦ и маслосъёмные(оба) минимум 0.015 x ДЦ.
Сюда так же относятся утилитарные мотоциклы для кросса, квадроциклы и снегоходы.

2. Гоночная, спортивная техника, обычно функционирующая в режимах повышенной тепловой нагрузки требует минимальных зазоров колец немного больше чем утилитарной техники:
Два такта — для одного кольца 0.005 x ДЦ, для двух 0.0045/0.0055 x ДЦ
Четыре такта — Верхнее кольцо 0.005 x ДЦ, второе кольцо 0.0055 мм x ДЦ и маслосъёмные не менее 0.015 x ДЦ

Например: Диаметр цилиндра на мопеде Yamaha Jog 40 мм
У стандартного поршня этого мопеда два кольца, значит первое кольцо 40*0. 003, что означает рекомендованный зазор 0.12 мм.
Второе кольцо 40*0.0038, что означает рекомендованный зазор 0.15 мм.

Пример №2: Диаметр цилиндра на мотоцикле Yamaha Tricker 74 мм.
Рекомендуемый зазор верхнего кольца 74*0.004, а второго кольца 74*0.005.
Что означает зазор 0.29 мм первого, 0.37 мм второго и 1.11 мм маслосъёмных.
Заявленное значение производителем: 0.19-0.31 минимум/максимум для верхнего кольца, 0.30-0.45 минимум/максимум для второго кольца.

*ДЦ — диаметр цилиндра.

Типы профиля.
Для того, чтобы замерить зазор колец вам потребуется набор щупов подходящего размера и рабочий цилиндр на который эти кольца были или будут установлены.

Используя не новый цилиндр, следует делать измерения в максимально нижней части цилиндра, так как эта часть не изношена, на что кольца рассчитаны. Измерение зазоров поршневых колец в изношенной части цилиндра покажет увеличение зазора в прямой зависимости от степени износа. Иллюстрация ниже показывает это.

Изображено влияние конусности изношенного цилиндра на зазор поршневых колец. Если цилиндр изношен чрезмерно, то его следует растачивать.
Максимальные зазоры поршневых колец немало важная составляющая, характеризующая снижение компрессии, потерю мощности и катастрофически слабый контроль масла. Данная диаграмма показывает спецификации для зазоров колец изложенные в SAE (всемирное Общество Автомобильных Инженеров)в качестве стандартов для производителей поршневых колец.
Важным фактом следует запомнить, что производитель жёстко придерживается этих допусков и зазоры кольца проверяются датчиками с точностью до 0.0025 мм на ДЦ. Любое увеличение диаметра цилиндра используется в деле, всё что более спроектированного размера, в результате даёт около 0.076 мм увеличения зазора колец на каждые 0.025 мм увеличения ДЦ.
Производители рекомендуют максимум 0.076 мм износа на каждый дюйм ДЦ, но не достигать 0. 30 мм в любом случае для успешной и своевременной замены поршневых колец. Если же цилиндр изношен сверх этого, следует растачивать диаметр под увеличенный размер колец соответствующего размера. Проверка зазоров колец может дать информацию о приближении износа цилиндра так же хорошо, как и позволит избежать ошибок при установке неподходящих колец.
Устанавливать кольца рекомендуется в правильном порядке и положении:

Не располагайте зазоры соосно тяге поршня и отверстию поршневого пальца.

Не пытайтесь замкнуть расширитель маслосъёмных колец, его концовки должны свободно прилегать.

К сожалению, у разных производителей встречаются разные рекомендации установки колец.
Как вы будете устанавливать кольца, решать вам.

Различные виды концовок поршневых колец.

Тепловой зазор в замке 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.

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.

Зазоры поршневых колец

Дом, Библиотека авторемонта, Автозапчасти, Аксессуары, Инструменты, Руководства и книги, Автомобильный БЛОГ, Ссылки, Указатель

Ларри Карли, авторское право 2019 AA1Car.com

Проверка и регулировка зазоров поршневых колец необходима при установке новых колец или поршней в двигатель. В правильный торцевой зазор обеспечивает хорошее уплотнение сгорания (минимальный прорыв) и допускает достаточный зазор между концами колец поэтому они не соприкасаются друг с другом и не вызывают истирание или заедание колец.

Торцевой зазор можно измерить, поместив поршневое кольцо в отверстие цилиндра и вставив щуп между концами. кольца. Если зазор слишком узкий (меньше минимального рекомендуемого зазора), концы колец можно подпилить для увеличения. разрыв. Тщательно подпилите так, чтобы оба конца кольца оставались параллельными друг другу. Другими словами, не подпиливайте под углом. В концы кольца должны быть квадратными.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: При измерении торцевого зазора поршневого кольца проверьте зазор с кольцами вверху и внизу отверстия.Если отверстие имеет конический износ (отверстия обычно больше всего изнашиваются в верхней части), то зазор будет больше в верхней части и меньше в нижней части отверстия. Использовать нижнее положение, чтобы установить торцевой зазор. Если вы используете верхнюю часть изношенного отверстия для установки торцевого зазора, зазор будет слишком мал, когда поршень достигает дна канала ствола. Концы кольца могут удариться друг о друга, что приведет к заеданию кольца и истиранию. Цилиндры, у которых больше Конусный износ от 0,003 до 0,005 дюйма, вероятно, следует расточить или отточить до большего размера, чтобы восстановить надлежащие зазоры поршня и кольца.Ссылаться на данные производителя двигателя о максимально допустимом износе конуса.

Торцевой зазор поршневого кольца следует измерять, когда поршневое кольцо находится рядом с нижней (неизношенной) частью цилиндра. Изношенные цилиндры могут иметь конический износ, который увеличивается кверху.
Вы можете определить степень износа цилиндра, измерив зазор между торцами колец вверху и внизу цилиндра.
Любая разница в измерениях торцевого зазора сверху вниз говорит вам о степени износа конуса в цилиндре.Вышеуказанный конический износ составляет 0,004 дюйма.
Размеры торцевого зазора должны быть одинаковыми для прямого, только что расточенного или хонингованного цилиндра.

Инструкция по установке поршневого кольца:

Рекомендации по установке поршневых колец от SpeedPro (файл pdf)
Информация о зазоре в концах поршневых колец от Wiseco Pistons (файл pdf)

Другие статьи о поршнях и кольцах:

Технология поршневых колец

Стальные кольца: обновленная информация о технологии поршневых колец

Эволюция конструкции поршней

Советы по восстановлению двигателя

Причины высокого расхода масла

Испытания на сжатие двигателя

Испытания на утечку двигателя

Измерение прорывов

Нажмите См. Другие технические статьи Carley Automotive

Не забудьте посетить другие наши веб-сайты:

Самостоятельный ремонт авто

CarleySoftware

OBD2HELP.com

Random-Misfire.com

Справка по Scan Tool

TROUBLE-CODES.com

Все, что вам нужно знать о кольцевом зазоре!

Кольцевой зазор абсолютно критичен для производительности и долговечности двигателя — и это один из наших технических вопросов номер один. Сегодня мы объясним, почему кольца нуждаются в зазоре, как это сделать, и некоторые распространенные ошибки, связанные с зазором кольца.

Если вы часто читаете наши статьи, то, возможно, заметили, что наши «технические» истории, как правило, делятся на несколько основных категорий.Некоторые из них должны сообщать вам о новых вещах, которые только что появляются на рынке. Другие предназначены для того, чтобы дать вам подробный обзор инженерных решений и технологий, лежащих в основе продуктов вторичного рынка, которые вы выбираете для своих двигателей. А все остальное — просто способ ответить на вопрос: «как мне это сделать?»

Сегодня мы рассматриваем настройку зазора между кольцами — тему, которая может не совсем повысить частоту сердечных сокращений, но абсолютно критически важна для работы двигателя и долговечности — и это один из наших технических вопросов номер один.Нашим экспертом сегодня является Николай Дибласи из Wiseco.

Установка правильного зазора поршневых колец на вторичном рынке имеет решающее значение для обеспечения надлежащей производительности и долговечности двигателя.

Поскольку поршневые кольца необходимо расширить, чтобы они соответствовали диаметру самого поршня, прежде чем они попадут в канавки для колец, их необходимо каким-либо образом разделить, чтобы обеспечить возможность установки. В то же время зазор между концами кольца должен быть как можно меньше по ряду причин.

«Давайте сначала посмотрим на работу верхнего компрессионного кольца», — объясняет Дибласи. «Главные цели верхнего кольца — удерживать сжатие и передавать тепло от поршня к цилиндру. С этого момента энергия отводится от цилиндра с помощью воды в водяных рубашках. Из-за этого верхнее кольцо получает наибольшее количество тепла ». Имея это в виду, ясно, что чем меньше зазор, тем меньше вероятность того, что давление в камере сгорания преодолеет первое кольцо, и тем больший контакт кольцо имеет со стенкой цилиндра для передачи тепла.

Кольцо с идеальным зазором при установке будет иметь концы кольца, полностью параллельные друг другу.

В идеальном мире идеально подошли бы поршневые кольца, которые идеально подходят к отверстию со стыкованными концами. Но, как вам скажет любой, кто пытался приготовить омлет и закончил «схваткой на завтрак», мир — несовершенное место. По мере того, как блок, поршень и кольца нагреваются, они очень незначительно изменяют размеры и с разной скоростью. DiBlasi доводит его до молекулярного уровня:

«При нагревании любого материала в детали выделяется больше энергии.По мере того, как атомы и молекулы в деталях нагреваются, они начинают больше перемещаться, и зазор между ними увеличивается. Дополнительное пространство между атомами и молекулами — это расширение, которое вы заметили в поршнях, кольцах и всем остальном в мире. Каждый материал состоит из различных смесей элементов, поэтому структура связей и расстояние между атомами и молекулами различны. Это причина, по которой вы видите, что некоторые материалы расширяются со значительно разной скоростью, чем друг друга. Речь идет о алюминиевых поршнях в железном блоке.Алюминий значительно расширяется ».

Мы принимаем компромиссы в степени расширения, чтобы получить наилучший компромисс в свойствах материала для каждого компонента, но это означает, что мы должны принимать это во внимание, когда мы собираем все эти различные части вместе и просим их хорошо играть друг с другом. Пер ДиБласи: «Поскольку верхнее кольцо будет видеть большую часть тепла, оно довольно сильно расширяется. Зазор, который вы создаете в верхнем кольце, предназначен для обеспечения максимального расширения, которое, как вы ожидаете, потребуется для верхнего кольца.Это очень важно понимать, так как верхнее кольцо отвечает за удержание сжатия. Есть тонкая грань, чтобы убедиться, что верхнее кольцо не пропускает сжатие, но не расширяется настолько, что концы переходят друг в друга ».

Кольца необходимо разрезать, чтобы их можно было установить на поршень. Ключом к правильному зазору между кольцами является обеспечение пространства для расширения при нагревании колец без создания чрезмерного зазора и нежелательного прорыва.

«Если верхнее кольцо будет слишком маленьким, при его расширении концы будут сталкиваться друг с другом», — продолжает Дибласи.«По мере того как двигатель нагревается до максимальной температуры, верхнее кольцо расширяется и сжимается. Если зазоры слишком малы, концы верхнего кольца будут входить в себя. Поскольку в этом месте кольцу некуда расширяться, внешняя сила, приложенная к цилиндру, увеличивается. Эта добавленная сила вводит еще больше тепла, и кольцо расширяется дальше. Как только это произойдет, катастрофический отказ произойдет быстро, поскольку это непрерывный цикл с большим количеством тепла, большим внешним давлением и некуда расширяться кольцу.”

Если это звучит плохо, то это так.

«Повышенное усилие на цилиндры начинает плотнее прижимать поршень к стенке цилиндра», — объясняет ДиБласи. «Это дополнительное сопротивление в сочетании с нагревом приводит к размягчению поршня. Сначала он начнет вытягивать кольцевые канавки и площадки, располагая их все дальше и дальше друг от друга. Затем площадки чрезмерно увеличиваются в диаметре из-за тепла, которое они видят, поскольку кольца больше не могут адекватно отводить достаточно тепла от поршня в водяные рубашки.На этом этапе верхняя площадка, перпендикулярная оси штифта, будет расплющена, поскольку она растет из-за чрезмерного нагрева. В крайних случаях верхняя часть поршня полностью отрывается от детали ».

Ясно, что вы этого не хотите. Пер ДиБласи: «По этой причине происходит много отказов поршней, и чаще всего, когда мы диагностируем проблему, мы видим, что кольца либо не имеют достаточного зазора, либо вообще не имеют зазора».

Перед тем, как удалить какой-либо материал с конца кольца, важно проверить начальный зазор.Кольцо должно быть идеально квадратным в отверстии для получения точных измерений.

Как ни странно, лучший способ предотвратить такое внезапное разрушение — это обращать внимание на информацию, представленную на ваших новых поршнях и кольцах Wiseco. «Мы изложили наши рекомендации, которые прилагаются к поршням. Они также доступны в наших каталогах и на веб-сайте », — добавляет ДиБласи.

Процесс начинается со вставки кольца в отверстие и проверки его правильности с помощью квадратного инструмента для правильного выравнивания.Щуп, вставленный в кольцевой зазор, покажет вам существующий размер, и оттуда вы сможете внести свои коррективы. Для уличного двигателя умножение диаметра отверстия на 0,004 дюйма даст вам желаемый зазор верхнего кольца.

004 x отверстие 4,00 дюйма = зазор кольца 0,016 дюйма

Для двигателей с высокими рабочими характеристиками множитель изменяется для увеличения зазора, но математика остается прежней:

Модифицированная или закись азота — 0,005 дюйма x 4,00 дюйма отверстие = кольцевой зазор 0,020 дюйма
High Performance Racing -.0055 дюймов x 4,00 дюйма = зазор кольца 0,022 дюйма
Racing с азотом / турбонаддувом — 0,006 дюйма x 4,00 дюйма = зазор кольца 0,024 дюйма
Гоночный вентилятор / нагнетатель — диаметр отверстия 0,007 x 4,00 дюйма = зазор кольца 0,028 дюйма

Для второго кольца процесс такой же, но с немного другим зазором, в зависимости от заявки:

Street — 0,005 дюйма x диаметр отверстия
Модифицированная или закись азота — 0,0055 дюйма x размер отверстия
High Performance Racing — 0,0053 дюйма x размер отверстия
Гонки с азотом / турбонаддувом — 0.0057 дюймов x диаметр отверстия
Гоночный нагнетатель / нагнетатель — 0,0063 дюйма x размер отверстия

Причина таких переменных характеристик заключается в том, что разные типы двигателей оказывают на пакет колец радикально разные тепловые и нажимные нагрузки. ДиБласи объясняет: «Давайте посмотрим на двигатели LS3, которые есть у многих наших клиентов, включая меня. Если вы строите веселый уличный безнаддувный LS3, вы можете ожидать от него около 525 лошадиных сил. Тепло, которое увидят кольца, будет очень похоже на то, что они имеют в заводской форме.Возьмем, к примеру, другого человека с LS3, который использует новую нагнетательную воздуходувку Eaton 2650. Они могут вырабатывать около 1100 лошадиных сил за счет того же диаметра цилиндра, хода и общей комбинации двигателей, что и у N / A. Благодаря более чем удвоенной выходной мощности это значительно увеличит давление в цилиндре и тепло, которое будут видеть кольца. Зазоры на концах колец должны быть существенно больше, чем у двигателя мощностью 525 лошадиных сил ».

Установка зазора кольца может быть медленным процессом, но, обращая внимание на то, сколько оборотов ручного фильтра требуется для удаления определенного количества материала, вы можете почувствовать, что потребуется для каждого кольца, и приблизиться к готовой спецификации за меньшее количество шагов.Не забывайте подпиливать только один конец кольца и старайтесь не повредить любое покрытие, которое может иметь кольцо.

Все сводится к тому же, что мы упоминали в начале — жаре. Чем больше тепла, тем больше расширяется материал кольца и тем больше требуется зазор. «Двигатели с принудительным впуском создают значительно большее давление в цилиндрах, чем двигатели без наддува. Добавленный воздух и топливо в двигателях с принудительной индукцией действует как дополнительное смещение в том же пространстве, что и в варианте без наддува », — говорит ДиБласи.«Это добавленное давление в цилиндре добавляет тепла. Поскольку тепло является движущей силой торцевых зазоров, для более горячих цилиндров требуется больше торцевых зазоров. Точно так же подойдут и два безнаддувных двигателя с разной степенью сжатия. Если один двигатель имеет соотношение 9: 1, а другой — 14: 1, для версии с более высоким сжатием потребуется больший из двух зазоров ».

Для получения более подробной информации о опорных кольцах ознакомьтесь с этой историей!

Рекомендации

Wiseco нацелены на то, чтобы ввести вас в эту «зону Златовласки» — не слишком большую и не слишком маленькую.Дибласи советует: «Если концевой зазор верхнего кольца правильный, то при полном расширении он будет иметь наименьший зазор на торце кольца, а не сам по себе. Таким образом, он обеспечивает максимальную степень сжатия в двигателе для максимальной выходной мощности ».

Использование компрессорной гильзы с коническим поршневым кольцом и правильного размера отверстия помогает обеспечить установку поршней без повреждения колец.

В большинстве двигателей, с которыми вы столкнетесь, используется пакет колец со вторым компрессионным кольцом под первым, чтобы обеспечить дополнительное уплотнение и еще один путь для выхода тепла из поршня в канал цилиндра, а оттуда в рубашку охлаждающей жидкости и, в конечном итоге, Атмосфера.Как показано выше, желаемый кольцевой зазор для второго кольца часто, но не всегда, больше, чем у верхнего кольца.

«В OEM-приложениях второе кольцо плотнее верхнего», — поясняет Дибласи. «Он воспринимает меньше тепла, и его цель — контролировать масло и быть вторичным компрессионным кольцом для любого давления, которое преодолевает верхнее кольцо. Поскольку OEM-приложения разработаны с учетом точных требований к выходной мощности, теплу, жизненному циклу и выбросам, они используют более узкий торцевой зазор второго кольца ».

Ситуация меняется, когда появляются доработки двигателя.Per DiBlasi: «Мы рекомендуем больший зазор торца второго кольца, чем верхнее кольцо, для рабочих характеристик и гоночных двигателей, поскольку они имеют более широкий диапазон мощности и тепла, чем OEM. Двигатель с принудительным впуском может иметь такую же выходную мощность, как и в штатном режиме ежедневной езды, но на треке он показывает выходную мощность в 2-3 раза больше, чем он был изначально разработан ».

У такого дополнительного зазора есть очевидная техническая причина — «Нам нравится видеть, что торцевой зазор второго кольца на 0,001–0,002 больше, чем верхнее кольцо, поэтому он не блокируется при сжатии, которое проходит мимо верхнего кольца», — говорит ДиБласи.«Если горючие газы проходят мимо верхнего кольца, а зазор второго кольца меньше верхнего кольца, газ не пройдет через второе кольцо. Газ будет вынужден вернуться обратно в верхнее кольцо и надавить на нижнюю часть верхнего кольца. Это поднимет нижнюю часть верхнего кольца, еще больше уменьшив его уплотнение ».

По мере того как поршневые кольца продолжают сжиматься, правильная установка становится все более важной для предотвращения повреждения кольца.

Обеспечение способа управления давлением между первым и вторым кольцами является ключом к тому, чтобы оба кольца уплотнялись так, как они предназначены; поскольку небольшой «прорыв» неизбежен, необходимо с ним справиться.«Поскольку цель игры — поддерживать максимальное давление сгорания над верхним кольцом, насколько это возможно, для достижения максимальной мощности необходимо удерживать его на месте. Позволяя второму кольцу свободно пропускать избыточные сжатые газы, верхнее кольцо остается на своем месте. Газ просто проходит мимо него, немного охлаждается и попадает через маслосливную заднюю часть в нижнюю часть поршня. На этом этапе ваша система PCV должна выполнять свою работу », — объясняет ДиБласи.

Конструкция поршня также может играть роль в управлении давлением между первым и вторым кольцами, чтобы улучшить кольцевое уплотнение.ДиБласи говорит: «В большинстве случаев мы делаем канавку между верхним и вторым кольцами на площадке для второго кольца. Эта канавка увеличивает объем пространства между верхним и вторым кольцами. Увеличение объема помогает снизить давление газов, которые попадают туда ».

Теперь, когда мы рассмотрели «почему» возникновения зазора поршневых колец, пришло время применить эти знания на практике. Мы спросили Дибласи об основных проблемах, с которыми сталкиваются люди, и он дал нам несколько очень практических советов, сказав: «Есть несколько ошибок, которые люди допускают при установке зазоров на концах колец.Я сам делал это в прошлом, так что со всеми случается. Я также обращусь к общим проблемам установки кольца… »

Ошибка №1 — Отсутствие зазоров между кольцами. «Некоторые люди думают, что кольца уже имеют зазоры и готовы к установке. Производители колец имеют довольно большие допуски, когда дело доходит до зазоров прямо из коробки. Всегда помещайте каждое кольцо в цилиндр, на который вы собираетесь его установить, и измерять. Держите это кольцо, предназначенное для цилиндра, все время.Иногда ваши цилиндры отличаются друг от друга на несколько 0,0001 дюйма, поэтому вы захотите быть последовательными. Я лично беру пакеты с замками на молнии и нумерую каждую сумку номером цилиндра. Эти кольца остаются в этих сумках с правильным цилиндром, в котором они должны находиться, пока я не буду готов разорвать их, а затем возвращаться в сумку, пока я не буду готов установить их по одному ».
Ошибка № 2 — Не считываются рекомендуемые зазоры на концах колец, предоставленные производителем поршня. «Многие поставщики колец предоставляют данные только о зазорах колец OEM.Следуйте инструкциям по зазору колец для используемых вами поршней. Никогда не используйте спецификации OEM зазора торцевого кольца, так как материал и области применения сильно различаются. Мы часто получаем звонки о том, что люди устанавливают зазоры между кольцами в соответствии со спецификациями OEM, которые могут составлять всего лишь 1/3 величины зазора, которая действительно требуется »
Ошибка № 3 — Вложенные кольца перевернуты или в неправильном месте. «99% каждого набора верхних и вторых колец имеют определенную ориентацию. Существуют скосы, скручивание, покрытия и многое другое, что делает кольца направленными.Обычно на всех первом и втором кольцах есть надпись или точка, указывающая, какая сторона находится вверх. Что касается расположения, некоторые поршни имеют верхнее и второе кольца одинаковой толщины. Обратите внимание на форму и на то, что делает каждое кольцо, чтобы знать, куда оно идет ».
Ошибка №4 — Заедание дыр. DiBlasi разбирает это еще дальше, говоря: «Это будет скучный процесс с большим количеством опиливания, подсчета, размещения в отверстии, измерения и повторения». Легко стать ленивым или небрежным, но осторожность и внимание во время этого процесса имеют решающее значение.
- Опиливание колец перед измерением концевых зазоров. «Некоторые люди считают, что кольца и так слишком малы, и начинают опиливать без базовых измерений. Всегда сначала измеряйте ».
- Подсчитайте количество ходов при использовании ручного кольцевого фильтра. «Это поможет вам понять, сколько материала удаляется при каждом включении фильтра».
- Неизвестно, из какого материала кольцо вы подаете. «Стальному кольцу потребуется значительно больше витков на кольцевом фильтре для удаления материала, чем на литом кольце.Стальному кольцу может потребоваться 30 витков на фильтре для увеличения зазора на 0,005 дюйма, тогда как для литого кольца требуется 10 витков. Я совершил эту ошибку 10 лет назад и подал лишние 0,020 от литого кольца, и мне пришлось купить другое кольцо… »
- Не скручивайте зазоры на концах. “Убедитесь, что зазоры на концах ваших колец имеют квадратную форму и перпендикулярны поверхности стенки цилиндра. Вам не нужен конус, поскольку измерение торцевого зазора будет неправильным ».
- Не торопясь. «Этот процесс утомительный и требует измерения вперед и назад, чтобы вы могли быть точными.Не торопитесь и начинайте подавать понемногу. После того, как у вас будет несколько цилиндров, вы будете иметь представление о том, сколько оборотов требуется каждому кольцу ».

Насколько это важно и как исправить это

Один из ключей к успешной сборке двигателя — внимание к деталям. Производители двигателей знают, что если вы потратитесь на мелочи, двигатель будет иметь хорошую мощность, будет реагировать на настройку и, как правило, будет выполнять свою часть сделки.Одно из мест, где эти мелочи могут окупиться, — это зазор между поршнем и кольцом.

Само собой разумеется, что большой зазор на конце кольца облегчает путь утечки. Это может напрямую стравить драгоценное давление в цилиндре, которого так трудно достичь. В идеальной ситуации этот разрыв сводится к абсолютному минимуму. Здесь мы применяем искусство заполнения зазоров между кольцами. Но есть много важных деталей, которые необходимо учесть, прежде чем отказываться от верхнего и второго колец.

Поршень слева размещает верхнее кольцо дальше от деки, чем версия справа. Двигатели с наддувом и с турбонаддувом, как правило, делают это для защиты колец от чрезмерного нагрева. Обычно безнаддувные двигатели сопротивления перемещают кольцо ближе к вершине. Это положение влияет на характеристики торцевого зазора. Также обратите внимание на углубление между верхним и вторым кольцами на поршне справа. Это создано для увеличения объема в этой области и минимизации повышения давления.

Во-первых, давайте посмотрим, почему существуют разные спецификации зазоров.Проблема, которая добавляет сложности, заключается в том, что производитель двигателя должен учитывать определенное количество тепла в цилиндре. Когда тепло воздействует на металл, например на поршневое кольцо, он расширяется. Поскольку кольцо находится в цилиндре, начальный холодный зазор закрывается при подаче тепла. Если присутствует достаточно тепла, концы кольца могут даже соприкоснуться. Как только это происходит, кольцо перестает выдерживать дальнейшее расширение и начинает затягиваться в отверстии.

При достаточном расширении кольцо действительно может захватить поршень.Мы лично были свидетелями того, как верхняя часть совершенно нового заэвтектического поршня отломилась в прорезях для возврата масла от заедания верхнего кольца из-за недостаточного торцевого зазора. Даже в легком случае, когда концы кольца почти не соприкасаются, результатом могут быть сильные зазубрины на стенке цилиндра и серьезное повреждение поршневого кольца из-за этой чрезмерной нагрузки.

Одним из ключей к успешной сборке двигателя является предотвращение этого. Среднестатистический строитель, безусловно, может выбрать стандартные производственные кольца с зазорами, чтобы избежать этой проблемы.Хотя это работает, имейте в виду, что большинство производителей придерживаются консервативных взглядов и увеличивают зазор в верхнем кольце.

Вы можете приобрести такой инструмент для квадратного кольца или сделать его самостоятельно, поместив второе кольцо на старый поршень с плоским верхом немного меньшего размера. Плоская верхняя часть поршня будет квадратным сечением кольца в отверстии, и, что самое приятное, этот инструмент ничего не стоит.

В качестве примера, на недавней сборке LS 5,7 литра с использованием штатных сменных колец на свежем, стандартном 3.Диаметр отверстия 898 дюймов, мы измерили зазор верхнего кольца 0,025 дюйма. Согласно Wiseco, для уличного двигателя без наддува он рекомендует 0,004 дюйма на дюйм диаметра отверстия.

Умножение 3,898 на 0,004 дюйма дает минимальный торцевого зазора верхнего кольца 0,01559 или 0,016 дюйма. Это огромная разница в зазоре по сравнению с серийным кольцевым пакетом. Есть ли измеримая разница в мощности между этими двумя промежутками? Если да, то он будет очень маленьким — в диапазоне от 1 до 2 фунт-фут крутящего момента.Но очевидно, что дополнительные шаги по созданию концевых зазоров колец имеют ряд преимуществ.

Задавать зазоры между кольцами следует только на чистом отверстии. Даже увеличение диаметра отверстия на 0,001 дюйма создаст разницу в концевом зазоре примерно на 0,003 дюйма. Как только кольцо станет квадратным в отверстии, начните с щупа, который подходит с небольшим сопротивлением, и увеличивайте его с шагом 0,001 дюйма, пока не добьетесь плотного прилегания.

Heat — это основная переменная для настройки концевых зазоров верхнего и второго колец.Уличный двигатель без наддува, работающий на газовом насосе, будет генерировать гораздо меньшую температуру сгорания и давление, чем полностью подготовленный двигатель X275, работающий с наддувом 25 фунтов на квадратный дюйм. Этот гоночный двигатель будет выделять гораздо больше тепла при каждом сгорании, которое будет передаваться непосредственно на поршни и кольца.

Важное замечание при опиливании колец с помощью ручной шлифовальной машины — всегда поворачивать ручку так, чтобы абразив врезался внутрь. Обычно это против часовой стрелки. Это делает разрез снаружи внутрь кольца и сводит к минимуму повреждение лицевой поверхности кольца.Облицовка из молибдена иногда может отслаиваться, если разрезать ее от внутренней к внешней стороне. Это древний инструмент Чайлдса и Альберта, который мы до сих пор время от времени используем.

Для двигателей с ременным приводом и наддувом требуются даже большие зазоры, чем для двигателей с турбонаддувом или закиси азота. Основная причина этого в том, что мощный двигатель с наддувом должен генерировать значительную мощность только для того, чтобы приводить в действие нагнетатель. Эта мощность не отображается на динамометрическом листе, но для ее создания потребуется больше топлива.

Согласно источникам инженеров Vortech, двигатели Pro Mod с центробежным наддувом требуют от 900 до 950 лошадиных сил только для привода нагнетателя.Это означает, что двигатель должен сжигать дополнительное топливо на 900 л.с. только для того, чтобы приводить в действие вентилятор. Это, конечно, увеличивает тепло в камерах сгорания и, следовательно, требует более широких зазоров между верхними кольцами.

Другая переменная вступает в игру при использовании алюминиевого блока. Поскольку алюминий растет гораздо быстрее, чем железо, он может оказывать более сильное влияние на зазор между поршнем и кольцом. По словам Кейта Джонса из Total Seal, строитель может выдержать более жесткие допуски на алюминиевый блок. Это потому, что блок расширяется больше, чем его железный аналог.Всегда лучше пользоваться рекомендациями компании-производителя используемых колец.

📲 𝕋𝔼ℂℍ 𝕍𝕀𝔻𝔼𝕆𝕊 𝔸ℝ𝔼 𝔹𝔸ℂ𝕂 📲 ••• Вы говорили, а мы слушали. Наша техническая команда по продажам начала собирать 𝘜𝘱-𝘛𝘰-видео, в которых можно найти ответы на вопросы, которые могут возникнуть у наших клиентов. 📹Сначала Кевин Стадакер покажет вам основы работы с нашим Power Ring Filer. 💻Еще есть вопросы? Есть предложение? 📧 Напишите нам по адресу [email protected], и один из наших специалистов рассмотрит и поможет с вашим конкретным запросом.🖥Следите за новостями 𝕋𝔼ℂℍ 𝕍𝕀𝔻𝔼𝕆𝕊 предоставлено вам TOTAL SEAL PISTON RINGSSPREAD THE WORD📢 LIKE.COMMENT.SHARE
Размещено компанией Total Seal Piston Rings в пятницу, 4 октября 2019 г.

Как мы видели, характеристики торцевого зазора кольца даны как зазор на дюйм отверстия. Для двигателя Chevy с малым блоком без наддува 350 с диаметром отверстия 4,00 дюйма и диаметром верхнего кольца 0,004 дюйма потребуется только зазор между верхним кольцом размером 0,016 дюйма. Но безнаддувный Chevy 540ci с двигателем 4.Для 50-дюймового отверстия потребуется больший зазор на 0,018 дюйма для верхнего кольца. Отверстие большего диаметра разметает кольцо с большей окружностью, а это означает, что оно будет больше расти при воздействии того же тепла, что и кольцо меньшего диаметра.

Наш опыт работы с электрическим режущим инструментом заключается в том, чтобы обращаться с ним как с ручным инструментом и незаметно наблюдать за процессом резки, а не снимать весь материал за один проход.

Есть также специальные зазоры для второго кольца. Если вернуться в 70-е, то можно найти книгу S-A Design The Chevrolet Racing Engine, , написанную Биллом Дженкинсом.Он указал меньший зазор между вторым кольцом по сравнению с верхним кольцом. Некоторое время спустя производители двигателей обнаружили, что расширение концевого зазора второго кольца фактически снижает давление между двумя кольцами.

С увеличенными зазорами на втором кольце уплотнение верхнего кольца усиливается с минимальным давлением под верхним кольцом. В этом причина увеличенного клиренса. Также указаны минимальные зазоры в зазоре для верхнего и нижнего колец для набора маслосъемных колец, состоящего из трех частей.

Обрежьте кольцо только с одной стороны и убедитесь, что при шлифовке сохраняется перпендикулярный угол. Кольцо очень легко разрезать под углом, чего следует избегать. Посветите под кольцо светом, чтобы лицо было ровным.

Теперь, когда мы установили технические характеристики, мы можем погрузиться в процедуры. Для этого нам понадобятся специализированные инструменты. Среднестатистический строитель справится с этой задачей с помощью ручного кольцевого фильтра, и на рынке есть несколько по цене менее 50 долларов.

Возможно, вы видели, как парни заполняют кольца, проталкивая кольцо через напильник, зажатый в тисках. Если вы живете на необитаемом острове и вынуждены собирать двигатель, это может быть приемлемо. Если вы не хотите покупать кольцевой фильтр, либо одолжите подходящий инструмент у друга, либо просто пропустите эту часть, посвященную индивидуальной подшивке зазоров в кольцах. Шансы правильно опилить кольцо с помощью напильника Барни Руббла не в вашу пользу. Вам также понадобится инструмент для квадратов кольца, чтобы каждое кольцо было квадратным в отверстии по размеру.Прямолинейность влияет на точность зазора.

Все наборы колец увеличенного размера имеют размер на 0,005 дюйма больше диаметра отверстия. Например, для отверстия диаметром 4,030 дюйма набор колец увеличенного размера будет иметь размер 4,035 дюйма. Первое, что нужно сделать, это измерить существующий зазор. Даже при увеличении размера на 0,005 дюйма в кольце должен быть небольшой зазор.

Начните с щупа, который легко соответствует зазору. Затем используйте более толстые размеры, чтобы немного расширить кольцо в отверстии. Работая со все более крупными щупами, мы получили 0.002 — повышение точности до 0,003 дюйма.

После каждой резки всегда обрабатывайте все четыре края обрезанной стороны точильным камнем. Это предотвратит повреждение стенки цилиндра, а также поршня при установке кольца. Также рекомендуется снять фаску с противоположной стороны, так как нередко встречаются острые края.

Нам нравится начинать процесс с подачи второго кольца. Таким образом, если вы сделаете небольшую ошибку и увеличите зазор на 0,002 дюйма, вы не потеряете сон из-за ошибки.Небольшой перестрелок на верхнем кольце тоже не повод для беспокойства. Джонс посоветовал нам не переживать из-за небольших превышений разрыва.

Если мы вернемся к стандартному набору колец для LS1 с зазором 0,025 дюйма для отверстия диаметром 3,889 дюйма, то отклонение даже на 0,005 дюйма на отверстии диаметром 4,030 дюйма все равно будет в пределах разумного. Этот больший зазор может слегка повредить кольцевое уплотнение, но оно все равно будет работать должным образом и не обязательно будет обнаруживаться при испытании на утечку.

После каждого разреза проверяйте зазор, чтобы убедиться в правильности разреза.MAHLE обращает внимание на чрезмерную фаску. В этом примере мы увеличили фаску, чтобы показать, чего следует избегать. Чрезмерная фаска может иметь тот же эффект, что и увеличение зазора.

При использовании ручного кольцевого фильтра начните с шести-десяти оборотов диска, слегка надавливая на кольцо, а затем еще раз проверьте зазор. На первых двух или трех кольцах может потребоваться несколько измерений, чтобы получить относительно точное количество оборотов машины.

Если вы уверены в количестве, было бы разумно начинать каждое новое кольцо примерно с 80% этого общего количества.Поэтому, если требуется 15 оборотов, чтобы установить надлежащий зазор для второго кольца, начните с нового кольца примерно с 12 оборотов и измерьте зазор. Подкрадывание на просвет занимает больше времени, но обеспечивает точность.

После каждой операции опиливания необходимо обработать конец кольца, чтобы удалить заусенцы, которые могут поцарапать стенку цилиндра. В техническом видео от MAHLE они тратят на это значительное количество времени, показывая, что чрезмерная фаска, нанесенная на внешний край кольца, эквивалентна увеличению размера зазора.На демонстрации MAHLE они показали, где чрезмерная фаска шириной 0,030 дюйма эквивалентна увеличению зазора на концах кольца с 0,018 дюйма до 0,045 дюйма.

Мы поэкспериментировали со старым набором колец и обнаружили, что стальное верхнее кольцо требует гораздо больших усилий как для подпиливания, так и для снятия фаски, в то время как железные кольца намного мягче и их легко повредить. Это также относится к зазорам врезных колец. Нарезать железо намного проще, чем стальные верхние кольца, поэтому счет будет разным для верхнего кольца и второго кольца, если они сделаны из разных материалов.

Заэвтектические поршни Keith Black предназначены для размещения верхнего кольца очень близко к верхней части поршня. Это приводит к большему нагреву кольца, что требует большего зазора между верхним кольцом по сравнению с другими поршнями того же размера. Например, для заэвтектического поршня 4,030 KB требуется 0,0065 дюйма на дюйм внутреннего диаметра — или 4,03 x 0,0065 = 0,026 дюйма.

Вероятно, это больше информации, чем вы ожидали, для установки концевых зазоров кольца. Но ясно, что правильное выполнение этой работы может окупиться и окупится с точки зрения производительности двигателя.Для производителя двигателей это может быть всего лишь небольшой шаг, но он очень важен.

Спросите! с Джеффом Смитом: Расчет и установка зазора поршневых колец для вашего двигателя сборки

(Изображение / Джефф Смит)

Сейчас я проверяю зазоры на новом наборе первого и второго звонков. Я не собираюсь строить полноценный мотор для дрэг-рейсинга, но у меня есть планы стать воином на выходных. В основном я буду на улице, и вся информация, которую я читаю о кольцевых зазорах, меня беспокоит.Новые кольца из коробки имеют зазор 0,026 дюйма сверху и на секунду. Производитель кольца предлагает, чтобы верхнее кольцо было 0,020 дюйма, а второе кольцо — на 0,004–0,008 дюйма больше. Получается, что разрыв больше рекомендованного? Могу ли я оставить верхнее кольцо на 0,026 дюйма и подпилить второе на 0,030 дюйма или оставить их то же самое на 0,026 дюйма? Мой канал ствола 4.440. — В.

…

Jeff Smith: Заводские сменные кольца обычно устанавливаются консервативно, чтобы гарантировать, что они не будут стыковаться при нормальной работе на улице.

Поскольку вы используете стандартные сменные кольца, это нормальный торцевой зазор для верхнего и второго колец. Это также является причиной того, что производители колец предлагают кольца увеличенного размера на 0,005 дюйма, чтобы позволить производителю двигателя настроить свой собственный зазор на концах колец.

Мы включили диаграмму зазора между концами колец, предоставленную JE Pistons , чтобы проиллюстрировать, что эта компания рекомендует для различных зазоров.

Для вашего двигателя вы правильно рассчитали, каким должен быть зазор торца кольца для вашего двигателя 4.Двигатель диаметром 44 дюйма. Глядя на диаграмму, JE рекомендует минимальный зазор в торце для уличного двигателя без наддува, работающего на бензине, равный 0,0045 дюйма на дюйм внутреннего диаметра. Умножение этого 0,0045 на 4,440 дюйма дает 0,0198, что округляется до 0,020 дюйма.

Ваш торцевой зазор 0,026 дюйма значительно больше, чем эта рекомендация, но, поскольку вы сказали, что это умеренный уличный двигатель, это приемлемый верхний зазор. Глядя на это как на наполовину полную возможность — вы можете легко запустить на этом двигателе легкую закись азота мощностью от 150 до 200 лошадиных сил, и у вас все еще будет достаточно зазора на верхнем торце!

Чтобы развить этот момент, я поговорил с Эдом Лоу из кольцевой компании Total Seal , и он сказал, что если спецификация равна 0.020 дюймов, и вы проскочите пару колец даже на 0,002 дюйма (например, сделав зазор 0,022 дюйма), что было бы очень трудно оценить после запуска двигателя. Таким образом, немного большой пробел, скорее всего, не проблема для вашего приложения.

Что касается вашего вопроса о втором торцевом зазоре, использование рекомендованного отверстия 0,005 дюйма, умноженного на 4,440 дюйма, создает рекомендуемый зазор 0,022 дюйма. Ваш зазор 0,026 дюйма в порядке. Идея состоит в том, чтобы сделать зазор для второго кольца немного большим, чтобы предотвратить повышение давления между верхним и вторым кольцами.Поскольку ваш разрыв уже превышает рекомендацию JE, это не идеально, но приемлемо

Установка пользовательских зазоров на концах колец выполняется достаточно легко. В течение многих лет мы использовали ручную кольцевую машину Childs & Albert, которая отлично справлялась со своей задачей. Summit предлагает несколько очень доступных ручных кольцевых пилок .

Если бы мы строили двигатель для соревнований, то мы бы предложили приобрести набор колец увеличенного диаметра 0,005 дюйма и установить надлежащий зазор. Но для вашего двигателя более широкие зазоры будут приемлемы.Возможно, двигатель может испытывать чуть большую утечку давления в цилиндре после этого большего зазора, но это, вероятно, не сильно повлияет на предельную мощность. Так что соберите свой двигатель с имеющимися у вас зазорами и наслаждайтесь своим новым двигателем!

Автор: Джефф Смит Джефф Смит страстно увлекался автомобилями с тех пор, как в возрасте 10 лет начал работать на заправочной станции своего деда. После окончания в 1978 году Университета штата Айова со степенью журналистики он объединил свои две страсти: автомобили и писательство.Смит начал писать для журнала Car Craft в 1979 году и стал редактором в 1984 году. В 1987 году он взял на себя роль редактора журнала Hot Rod, прежде чем вернулся к своей первой любви к написанию технических рассказов. С 2003 года Джефф занимал различные должности в Car Craft (включая редактора), написал книги о характеристиках автомобилей Small Block Chevy и даже собрал впечатляющую коллекцию Chevelles 1965 и 1966 годов. Теперь он регулярно пишет в OnAllCylinders.

Почему зазоры поршневых колец имеют решающее значение для предотвращения повреждения двигателя

07 декабря 2016

Категория: Статьи, Новости компании

У установщиков иногда возникают вопросы относительно очевидных отличий зазоров поршневых колец от рекомендованных в литературе производителей двигателей.Основное опасение производителя двигателя проистекает из мысли, что газ и масло могут проходить через зазор, и поэтому зазор должен быть как можно меньше, чтобы предотвратить прорыв и расход масла. Однако небольшое изменение не так опасно, как может показаться.

Наблюдение за установленными зазорами при рабочих температурах

Очень важно соблюдать установленный зазор при рабочей температуре, потому что материал кольца будет расширяться при повышении температуры. Если зазор слишком мал, концы кольца могут столкнуться, что может привести к поломке кольца, образованию задиров в отверстии и, в конечном итоге, к полному разрушению.

Однако поршневые кольца могут изготавливаться из самых разных видов чугуна и стали с очень разными коэффициентами расширения. Таким образом, допускается небольшое изменение зазора.

Идеальный предварительный зазор

Все поршневые кольца Goetze имеют зазоры для облегчения установки и обеспечения точного соответствия зазору техническим характеристикам материала, условиям эксплуатации двигателя и размеру отверстия цилиндра. Они также проверяются перед отправкой на калибры, точно соответствующие размеру отверстия.Таким образом, вы можете быть уверены, что устанавливаемое вами поршневое кольцо Goetze подходит для работы, не снимая кольца для проверки. Даже в этом случае зазоры поршня Goetze могут отличаться от тех, которые могут рекомендовать другие производители колец, поскольку это зависит от материалов, любой обработки поверхности и даже расположения канавки.

Испытания заводов-изготовителей двигателей доказали, что немного больший зазор не всегда будет иметь отрицательный эффект. Если отверстие цилиндра и кольцевые канавки имеют правильный размер, а кольцевые канавки правильно рассчитаны и обработаны, новое кольцо на новом поршне в новом отверстии не пострадает от повышенного прорыва или расхода масла — даже с большим зазором кольца. чем рекомендация производителя.

С другой стороны, при установке новых колец на изношенные поршни или поршни с повторными канавками важно проверить состояние канавок. В качестве приблизительного ориентира для определения пределов износа, щуп толщиной 0,006 дюйма (0,152 мм) не должен входить в канавку, когда новое кольцо находится на месте. Если это так, значит износ слишком велик и поршень следует заменить.

Зазоры для центрирующих колец

Все поршневые кольца, если они не зафиксированы, медленно вращаются в своих канавках при работающем двигателе. По этой причине не важно, чтобы зазоры между кольцами были выровнены, хотя вам может быть легче установить, если вы расположите зазоры в шахматном порядке перед тем, как наложить кольцевой зажим.Однако никакого вреда не будет, если промежутки временно выровняются в процессе эксплуатации.

Таким образом, несмотря на часто звучащие ужасные предупреждения о важности кольцевых зазоров, вы обнаружите, что плоскостность боковой поверхности поршневых колец, отсутствие дребезга и волнообразная форма канавок для колец гораздо важнее для предотвращения ударов. по расходу масла. И все это особенности, которым уделяется пристальное внимание при производстве поршней и колец в Federal-Mogul.

Дополнительную информацию можно найти в Сервисном бюллетене Федерального Могола SB2129.Поршневые кольца Goetze доступны в тот же / на следующий день от FPS через MAM Autocat и F: Drive. Для получения дополнительной информации обратитесь к местному представителю FPS, войдите на сайт www.partinfo.co.uk или www.fmecat.eu

Кольцевой зазор — проблема двигателя

Проверка зазоров колец

ДВИГАТЕЛЬ В СБОРЕ НАМЕРЕНИЯ

Торцевой зазор колец …… Следующее измерение — концевой зазор на поставляемых кольцах. Эта процедура достаточно проста, но крайне важна.Будьте осторожны при установке колец в отверстие для измерения. Для получения точных измерений кольцо должно располагаться в цилиндре под прямым углом. Это достигается за счет использования головки поршня в качестве направляющей для проталкивания свободного кольца в отверстие. Просто поместите кольцо в отверстие и возьмите поршень, повернув заводную головку к кольцу, ослабляя его по отверстию, пока он не станет квадратным. Снимите поршень и измерьте зазор между торцами колец с помощью щупов. Таким образом проверьте все компрессионные кольца.Будьте осторожны при снятии незакрепленных колец. Если их снимать неравномерно, это может привести к поломке или повреждению.

Минимальный торцевой зазор рассчитывается по общему правилу 0,004 дюйма на дюйм внутреннего диаметра. (0,1 мм на 25 мм отверстия) Это общее правило подходит для отверстий от 2,5 до 4,5 дюймов. Таким образом, отверстие диаметром 3 дюйма должно иметь минимальный кольцевой зазор 0,012 дюйма (0,3 мм). Различные производители колец используют номинальный размер отверстия для изготовления своих колец, и поскольку поршни могут отличаться по размеру от одного производителя к другому, минимум часто не достигается.Обычно приемлемо до 50% выше этих спецификаций. Более важно не находиться ниже минимального зазора, поскольку при нагревании кольца до нормальной рабочей температуры произойдет заедание и поломка кольца. Если торцевой зазор колец меньше минимального и зазор между поршнем и отверстием правильный, кольца следует заменить или концевые зазоры заполнить до нужного размера.

Торцевой зазор масляного рельса …… Самый простой способ проверить это — поместить все рельсы вместе в отверстие так, чтобы все концевые зазоры были выровнены.Используйте щуп для выравнивания торцевых зазоров. Допустимо значение от 0,040 ″ (1 мм) до 0,070 ″ (1,75 мм).

Зазор задней части кольца …… Когда кольца закупаются у разных производителей, кроме поршней, могут возникнуть некоторые различия. Самый простой способ выполнить быструю проверку зазора задней части кольца — это поместить кольцо назад в кольцевую канавку и визуально убедиться, что оно находится ниже внешнего края контактной площадки кольца. Этот метод позволяет выполнить эту проверку перед установкой колец на поршни.После того, как кольца будут установлены на поршнях, можно будет повторно проверить их с помощью небольшой линейки.

Соглашение об отказе от ответственности

: При написании этой информации и процедур были предприняты все меры, но никакая ответственность не может быть исключена за ошибки, упущения или неправильное использование этой информации и процедур. Информация, доступная на этом сайте, предназначена только для вашего ознакомления и не может быть скопирована для продажи. © Copyright 2020 UMR Engines www.engineproblem.com.au

Метод конструкции поршня составляет рецепты

авг-2019

более надежный Утечка газа через поршневые кольца и направляющие ленты является серьезной проблемой для многих поршневых компрессоров.

АНДРЕАС БРЭНДЛ, БРЮС ХЕРМОНАТ и ДЖОН ЛЭДД
Хербигер

Краткое содержание статьи

Утечка газа через поршневые кольца и направляющие ленты — также известная как проскальзывание или прорыв — является серьезной проблемой для одного из трех поршневых компрессоров, работающих с технологическим газом. Для новых или недавно отремонтированных компрессоров утечка из поршня редко является проблемой. Однако со временем износ колец может привести к серьезной утечке, особенно в цилиндрах с диаметром отверстия менее 10 дюймов (250 мм), в системах с высоким давлением и в компрессорах без смазки.

Утечка в цилиндре может иметь три последствия в зависимости от настройки отдельного компрессора:
• Утечка может вызвать недопустимо высокую температуру нагнетания цилиндра
• Утечка может значительно снизить производительность компрессора
• Направляющие ленты и поршневые кольца могут быстро изнашиваться или вообще выходить из строя, что требует частых остановок для технического обслуживания.

Обширный практический опыт Hoerbiger показывает, что 30% компрессоров имеют по крайней мере один цилиндр, где после года эксплуатации дополнительное повышение температуры из-за прорыва поршня составляет не менее 20 ° F (11 ° C).В зависимости от компрессора повышение температуры на 30 ° F (17 ° C) обычно приводит к срабатыванию аварийного сигнала высокой температуры.

Одно исследование1 предполагает, что 9% отчетов о повреждениях компрессоров относятся к поршневым кольцам, а еще 9% — к набивным ремням. Совокупный показатель в 18% делает кольца цилиндров второй по частоте причиной отказов поршневых компрессоров после отказов клапанов.

Тот факт, что утечки в цилиндрах настолько распространены и часто настолько опасны, подразумевает проблему с практическими правилами, традиционно используемыми для определения типа и количества поршневых колец и направляющих ремней (также известных вместе как кольца цилиндра).Ясно, что нам нужен более строгий инженерный подход.

Оказывается, смоделировать утечку газа с приемлемой степенью точности несложно. Для данной геометрии компрессора и условий эксплуатации мы можем аппроксимировать путь утечки как серию отверстий известного размера. В сочетании с эмпирическими моделями скорости износа поршневых колец это позволяет нам предсказать, какие цилиндры будут уязвимы для последствий утечки, а также оптимизировать конфигурацию поршневых колец и направляющих лент, чтобы уменьшить утечку.

В этой статье мы объясняем, как происходит утечка из поршня, каковы ее последствия и как работает новая модель утечки. Мы также представляем несколько примеров того, как измененные конфигурации поршневых колец и направляющих лент снизили ранее серьезные утечки до приемлемого уровня.

В последние годы научные исследования клапанов компрессоров значительно повысили производительность и надежность рецептур. Мы считаем, что, обратив внимание на кольца цилиндров, мы сможем обеспечить аналогичный уровень преимуществ как для новых конструкций компрессоров, так и для их модернизации.

Почему происходит утечка
Утечка из поршневого кольца возникает, когда торцевой зазор кольца открывается в результате износа по окружности.

Поршневые кольца служат для уплотнения камеры сжатия. В типичном компрессоре двойного действия поршневые кольца обеспечивают уплотнение между двумя концами каждого цилиндра (см. Рисунок 1), а набивка штока предотвращает утечку газа в окружающую среду.

Поршневые кольца входят в канавки поршня и выдавливаются наружу, создавая скользящее уплотнение относительно стенки цилиндра.В зависимости от области применения количество поршневых колец обычно составляет от двух до восьми. Обычно они изготавливаются из износостойких материалов на основе PTFE или PEEK.

При нормальной работе наружная поверхность поршневого кольца изнашивается из-за контакта с гильзой цилиндра; особенно быстро это может произойти в цилиндрах без масла. Чтобы компенсировать этот износ и позволить устанавливать и снимать кольца, каждое кольцо имеет узкий зазор по его окружности. Существуют различные конструкции (см. Рис. 2a-f), но общий принцип тот же.Когда кольцо новое, концевой зазор должен быть как можно меньшим, что согласуется с тепловым расширением и необходимостью предотвращения соприкосновения двух концов кольца (что может привести к преждевременному выходу из строя).

Как показано на Рисунке 2, как поршневые кольца, так и направляющие ленты могут быть оснащены канавками для регулирования давления. На поршневых кольцах они называются канавками для выравнивания давления (см. Рис. 2d). Их цель не в устранении перепада давления (что нарушило бы назначение кольца), а в уменьшении контактного давления на гильзу цилиндра и, следовательно, скорости износа.На ремнях водителя они известны как канавки для сброса давления (см. Рис. 2i и j), поскольку они добавлены для устранения перепада давления (см. Ниже).

Существуют более сложные конструкции поршневых колец с целью уменьшения утечки. Одним из примеров является так называемое кольцо L-типа (США) или двойное (европейское) кольцо (см. Рис. 2e и f). Здесь плоское кольцо и второе кольцо L-образного поперечного сечения подходят друг к другу так, что каждое кольцо закрывает зазор в другом. Однако эти конструкции подходят только для цилиндров одностороннего действия.

Кроме того, сложные конструкции (включая даже ступенчатое кольцо, показанное на рисунке 2c) не всегда надежны: они имеют узкое поперечное сечение, склонное к поломке и неравномерному износу, а также углы, которые могут действовать как концентраторы напряжений2.