Все о поршневых кольцах. Часть 1

Двигатель дымит — кольца это или колпачки?

Появление цветного дыма из выхлопной трубы автомобиля способно вызвать панику у неопытного водителя. И действительно – за исключением редких случаев, такой симптом предупреждает о серьезной поломке. Опытный автолюбитель сразу ограничит круг проблем до износа колпачков или колец. Но здесь нужно знать несколько нюансов.

Когда волноваться не стоит?

На самом деле есть только один вид дыма, увидев который, можно расслабиться и выдохнуть. Речь идет о появлении густого дыма белого цвета в момент включения зажигания на непрогретой машине. Во время охлаждение двигателя после работы, происходит преобразование водного пара, появившегося в процессе работы, в конденсат. Параллельно с прогревом мотора, конденсат начинает выпариваться. На фоне холодного воздуха, горячий пар приобретает густой и яркий белый окрас, что и может напугать новичка. Это естественный процесс, так что здесь боятся нечего.

Когда беда уже пришла?

А вот если дым из выхлопной трубы рвется синим заревом, это уже признак серьезной проблемы. Он говорит о том, что масло начинает просачиваться в камеру сгорания вместе с топливом. Поэтому, такой проблеме больше подвержены владельцы подержанных, старых автомобилей. Медлить в этой ситуации не стоит – и без того недешевый ремонт с каждой неделей может стать еще более дорогим и глобальным. Но для начала нужно сделать диагностику, чтобы правильно определить область ремонта.

Способы диагностики

Итак, если у вас дымит двигатель, как же понять, что неисправно – кольца или колпачки? Не обязательно прибегать к методам компьютерной диагностики. Есть два несложных теста, позволяющих выявить источник проблемы:

Износ маслосъемных колпачков несложно выявить, наблюдая за автомобилем в движении с помощью зеркал заднего вида. Набрав скорость, отпустите педаль газа, позволив машине замедлиться естественным способом. Затем, резко нажмите на газ, наблюдая при этом за задней частью автомобиля в зеркало. Если с нажатием газа из трубы повалил синий, или синевато белый дым, значит виной тому одеревеневшие колпачки клапанов, переставшие справляться со своей функцией. Для второго способа вам потребуется дождаться охлаждения двигателя. Затем, на нейтральной передаче начать набирать обороты двигателя. Синий дым из трубы = замена колпачков. Наименее болезненный вариант для кошелька.
Неисправность колец можно распознать только на горячую. Как правило, они выдают себя при увеличении нагрузки на двигатель. Например, при движении в гору или резком наборе скорости при выполнении обгона. Если при выполнении этих действий за вами остается стойкий маслянистый след черного или синеватого цвета – все очень плохо. В лучшем случае, при неисправности поршневых колец, вы будете чаще обычного подливать моторное масло. Затем уже кольца могут залечь и ремонт такого рода соразмерен капитальному ремонту мотора. Косвенным признаком износа колец является ослабление мощности двигателя, когда машина начинает «тяжело идти».

В заключении

Наконец, многие забывают о такой проблеме, как некачественное топливо. Бензин, залитый на безымянной заправке на отшибе, способен окрасить ваши выхлопы во все цвета радуги, в зависимости от добавленной в него химии.

Материалы изготовления

В качестве материала изготовления для цельнолитых поршней используются алюминиевые сплавы. Детали из таких сплавов характеризуются малым весом и хорошей теплопроводностью. Но при этом алюминий не является высокопрочным и жаростойким материалом, что ограничивает использование поршней из него.

Литые поршни изготавливаются и из чугуна. Этот материал прочный и устойчивый к высоким температурам. Недостатком их является значительная масса и слабая теплопроводность, что приводит к сильному нагреву поршней в процессе работы двигателя. Из-за этого их не используют на бензиновых моторах, поскольку высокая температура становится причиной возникновения калильного зажигания (топливовоздушная смесь воспламеняется от контакта с разогретыми поверхностями, а не от искры свечи зажигания).

Конструкция составных поршней позволяет комбинировать между собой указанные материалы. В таких элементах юбка изготавливается из алюминиевых сплавов, что обеспечивает хорошую теплопроводность, а головка – из жаропрочной стали или чугуна.

Но и у элементов составного типа есть недостатки, среди которых:

возможность использования только в дизельных двигателях;
больший вес по сравнению с литыми алюминиевыми;
необходимость использования поршневых колец из жаростойких материалов;
более высокая цена;

Из-за этих особенностей сфера использования составных поршней ограничена, их применяют только на крупноразмерных дизельных двигателях.

Зачем нужны компрессионные чулки

Основываясь на конечном предназначении, производитель применяет различные способы вязки, использует ткани с разным составом и плотностью. Поэтому покупать изделия нужно так, чтобы они соответствовали поставленной задаче. Нельзя для профилактики патологий вен и их клапанов носить чулки 4 класса компрессии, а для ношения после операций или родов приобретать изделия спортивного назначения.

Основные виды медицинского трикотажа:

Антиэмболические (госпитальные) — применяются в послеоперационном периоде, всегда белого цвета и имеют открытый носок;
для лечения венозной недостаточности — используются с классом компрессии от 1 до 3, разного цвета и фасона, предназначены для постоянного ношения;
при лимфедеме — назначают компрессионное изделие 3 или 4 степени компрессии, изготавливается по индивидуальным параметрам, используется плоская вязка;
для лечения трофических язв — изделия имеют антибактериальный эффект, в комплекте два вида гольф с разной величиной компрессии;
профилактический — рекомендуется для ношения людям, имеющим предрасположенность к патологиям венозного кровообращения и оказывает давление не превышающее 18 мм рт.ст.;
для занятия спортом – оказывают воздействие на ноги меньше 18 мм рт. ст. Характеристики отличаются в зависимости от особенностей вида спорта и пожеланий, есть модели даже со световозвращающими поверхностями для велоспорта.

Знакомимся с маслосъемными кольцами

Итак, поршневые кольца, к которым относятся и маслосъемные, играют огромную роль в устройстве транспортного средства. Состоит этот комплект из трех элементов: верхнее компрессионное, компрессионно-маслосъемное и нижнее маслосъемное кольцо. От их работоспособности зависит множество параметров: это и разгонная мощность, и токсичность выхлопных газов, и пусковые свойства движка, и расход топлива с маслом

Так что следить за их состоянием очень важно

Итак, главная функция таких колец – отвод теплоты от поршня. В противном случае на нем появятся различные дефекты – прогары, задиры – что приведет к некорректной работе. Деталь будет заклинивать в цилиндре. Еще благодаря им обеспечивается герметичность камеры сгорания, а следовательно, минимизируется перемещение газов из цилиндра в картер и в обратном направлении. Кроме того, регулируется смазывание сопрягаемых элементов. Ведь и масляное голодание, и его избыток приводят к негативным последствиям. А поступление жидкости в камеру сгорания должно быть очень ограниченным либо же исключено полностью.

Прежде чем говорить о неисправностях, замене и раскоксовке маслосъемных колец, уделим немного внимания их конструкционным особенностям. Неразъемные детали на сегодняшний день утратили свою популярность и даже сняты с производства. Из-за повышенной жесткости они не могут достаточно прилегать к поверхности и тщательно удалять масло.

Существуют детали, состоящие из двух и трех частей. В комплект первых входит само кольцо и спиральная пружина. К их достоинствам относится повышенная гибкость, благодаря которой обеспечивается плотное прилегание к стенкам цилиндра. Пружина настолько прижимается к внутренней стороне кольца, что конструкция получается цельной. Трехэлементные кольца состоят из распорной пружины и двух стальных пластинок. В основном они нашли свое применение в бензиновых моторах. К плюсам следует отнести максимально плотное прилегание по всему периметру.

Поршневые кольца: виды и состав

Уплотняющая часть поршня включает в себя поршневые кольца, обеспечивающие плотность соединения поршня с цилиндром. Техническое состояние двигателя определяется его уплотняющей способностью. Зависимости от типа и предназначения двигателя выбирается число колец и их расположение. Наиболее распространенной схемой является схема из двух компрессионных и одного маслосъемного колец.

Изготавливаются поршневые кольца, в основном, из специального серого высокопрочного чугуна, имеющего:

высокие стабильные показатели прочности и упругости в условиях рабочих температур на протяжении всего периода службы кольца;
высокую износостойкость в условиях интенсивного трения;
хорошие антифрикционные свойства;
способность быстрого и эффективного прирабатывания к поверхности цилиндра.

Благодаря легирующим добавкам хрома, молибдена, никеля и вольфрама, термостойкость колец значительно повышается. Путем нанесения специальных покрытий из пористого хрома и молибдена, лужения или фосфатирования рабочих поверхностей колец улучшают их прирабатываемость, увеличивают износостойкость и защиту от коррозии.

Основным предназначением компрессионного кольца является препятствование попаданию в картер двигателя газов из камеры сгорания. Особенно большие нагрузки приходятся на первое компрессионное кольцо. Поэтому при изготовлении колец для поршней некоторых форсированных бензиновых и всех дизельных двигателей устанавливают вставку из стали, которая повышает прочность колец и позволяет обеспечить максимальную степень сжатия. По форме компрессионные кольца могут быть:

трапециевидные;
тбочкообразные;
тконические.

При изготовлении некоторых колец выполняется порез (вырез).

На маслосъемное кольцо возлагается функция удаления излишков масла со стенок цилиндра и препятствование его проникновению в камеру сгорания. Оно отличается наличием множества дренажных отверстий. В конструкциях некоторых колец предусмотрены пружинные расширители.

Форма направляющей части поршня (иначе, юбки) может быть конусообразной или бочкообразной, что позволяет компенсировать его расширение при достижении высоких рабочих температур. Под их воздействием форма поршня становится цилиндрической. Боковую поверхность поршня с целью снижения вызванных трением потерь покрывают слоем антифрикционного материала, в этих целях используется графит или дисульфид молибдена. Благодаря отверстиям с приливами, выполненным в юбке поршня, осуществляется крепление поршневого пальца.

Компрессионные чулки для мужчин и женщин

Уровень компрессии, способ плетения ткани, наличие открытого или закрытого носка у чулок определяются лечащим врачом, в остальном человек вправе делать выбор сам. Кому-то комфортно в тонких чулках телесного цвета с ажурной резинкой, другим больше по душе изделия без особых дизайнерских решений. Есть люди, которые жалуются на то, что силиконовая резинка собирает катышки и не держит чулок, а есть те, кто не замечает неудобств.

Мужские компрессионные чулки заслуживают отдельного внимания. Учитывая щепетильность вопроса внешнего вида производители делают акцент на медицинском предназначении изделия, лишая его ажурной резинки, узоров и ярких расцветок, чуждых представителям сильного пола. В этом основное отличие мужских компрессионных чулок от женских.

Анатомия поршневых колец

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

Первое компрессионное кольцо

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

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

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

Второе компрессионное кольцо

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

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

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

Маслосъемные кольца

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