Дефектовка и замена поршневых колец. Износ колец поршневых
Чрезмерный расход масла вследстие дефектов поршневой системы
Общий расход масла двигателя слагается в основном из расхода масла (сжигаемого в камере сгорания) и потерь масла (негерметичности). Вопреки господствующему и широко распространенному мнению расход масла, попадающего в камеру сгорания через поршни и поршневые кольца, сегодня играет лишь второстепенную роль.
Благодаря постоянному усовершенствованию двигателей удалось также усовершенствовать и оптимизировать конструкцию деталей, составы материалов и технологические процессы их производства. Износ цилиндров, поршней и поршневых колец и вытекающий из этого расход масла поэтому сегодня можно считать величиной, которую можно не учитывать. Достигаемый сегодня большой пробег и уменьшившееся число повреждений кривошипношатунного механизма являются доказательством этого факта. Расход масла, проникающего между поршневыми кольцами и стенкой цилиндра в камеру сгорания, однако невозможно полностью исключить по техническим причинам, а лишь свести к минимуму. Сопряженные элементы скольжения, т. е., поршни, поршневые кольца и рабочая поверхность цилиндра, требуют постоянной смазки для беспрепятственной эксплуатации. Во время сгорания масляная пленка, остающаяся на стенке цилиндра, подвергнута высоким температурам процесса горения. В зависимости от мощности двигателя, нагрузки на него и температуры здесь испаряется или сжигается определенное количество моторного масла. Ориентировочно можно сказать, что нормальный расход масла колеблется от 0,2 до макс. 1,5 г/кВтч.
Причина износа поршня, поршневых колец и цилиндров и вытекающего из этого повышенного или чрезмерного расхода масла в большинстве случаев не связана с самими конструктивными элементами. Почти всегда износ элементов вызван внешними воздействиями. Нарушения режима сгорания из-за дефектов в системе приготовления смеси, загрязнения, попадающие в двигатель извне, недостаточное охлаждение двигателя, нехватка масла, масла неподходящих марок и неправильная сборка являются основными причинами преждевременного износа и вытекающего из этого повышенного расхода масла. Подробные описания повреждений, касающихся поршней и цилиндров, приведены на нижеследующих страницах. Aufgrund der Komplexitat des
Themas В связи со сложностью вопросов расхода масла на эту тему издана отдельная брошюра «Расход масла и потери масла» в серии «Сервис - Рекомендации и информация». Информацию для заказа мы привели в приложении. В этой брошюре обсуждаются такие темы как:
• слишком большой зазор подшипника в турбонагнетателе
• забитая обратная линия масла на турбонагнетателе
• износ ТНВД
• выход масла в систему всасывания
• износ уплотнения стержня клапана и направляющих клапана
• ошибки сборки головки блока цилиндров
• избыточное давление в картере
• слишком высокий уровень масла
• нарушения режима сгорания и переполнение топливом
• неправильная выступающая длина поршня
• нерегулярное техобслуживание
• использование некачественных моторных масел
• перекос цилиндров
• ошибки обработки при сверлении и хонинговании
• слишком низкий процент вскрытия зерен графита
• перекос/изгиб шатунов
• поломанные/зажатые/ неправильно смонтированные поршневые кольца
Неправильный монтаж маслосъемного кольца
(повышенный расход масла после ремонта двигателя)
Описание повреждения
На кольцах невидноявных или поддающихся измерению следов износа. На поршнях также не имеется признаков износа (рис. 1).
Маслосъемное кольцо в данном случае представляет собой так называемое трехсоставное кольцо, состоящее из расширителя и двух боковых пластин. Оба конца расширителя обычно имеют стыковое соединение. В данном случае, однако, расширитель был неправильно установлен и последнее звено соединено внахлест.
Оценка повреждения
Из-за стыка расширителя внахлест сокращается окружная длина и напряжение для пластин теряется. Пластины больше не прилегают к стенке цилиндра плотно и не могут снимать масло. Масло попадает в камеру сгорания и сжигается там. Расход масла резко повышается!
Возможные причины повреждения
• Уже при сборке поршня и его вводе вместе с кольцами в отверстие цилиндра не было уделено должного внимания на правильный монтаж расширителя. Как правило концы расширителя имеют разные цвета, напр., левый конец стыка - зеленый цвет правый конец стыка - красный цвет.
Внимание!
После монтажа пластинчатых колец должны быть видны оба цвета расширителя. Поэтому всегда необходимо проверить это цветовое обозначение -также в предварительно собранных поршневых кольцах - перед вводом поршня в отверстие цилиндра (рис. 3).
Износ поршней, поршневых колец и рабочей поверхности цилиндра по причине загрязнений (повышенный расход масла)
Описание повреждения
Поршень (рис, 1) имеет молочно-серое пятно контакта на юбке с тонкими небольшими продольными рисками на жаровом поясе и на юбке поршня. Риски от токарной обработки поршня на юбке полностью сношены. На рис. 3 показано увеличение части юбки поршня, на котором этот абразивный износ четко виден. Осевая высота поршневых колец существенно уменьшилась в результате износа и тем самым понизилось также тангенциальное напряжение Боковые поверхности компрессионных колец, особенно первого кольца, и боковые поверхности канавок под кольца изношены (рис. 2). Острые маслосъемные кромки поршневых колец имеют повреждения (рис. 4). В микроскопическом увеличении на боковых поверхностях поршневых колец видны следы в результате качения. Цилиндры имеют бочкообразный износ. Максимальная величина диаметра находится приблизительно в середине поверхности перемещения колец.
Оценка повреждения
Риски на поршнях и поршневых кольцах, матовое пятно контакта на юбке поршня, следы качения на боковых поверхностях колец (рис. 6 и 7), а также бочкообразный износ цилиндра (рис. 5) всегда являются следствием абразивных посторонних тел в масляном контуре. Изношенные на рабочих и на боковых поверхностях поршневые кольца больше не в состоянии достаточно уплотнять цилиндры от проникновения масла в камеру сгорания. Одновременно повышается давление в картере двигателя за счет газов сжигания, протекающих мимо поршней. Это избыточное давление может привести к выходу повышенного количества масла на радиальных уплотнительных кольцах для вала, на уплотнениях клапана и на других местах уплотнения. Следы результате качения на кольцах возникают в том случае, если частицы грязи откладываются в канавке колец и кольцо при своем вращении все вновь и вновь движется по частице грязи, что оставляет типичные следы.
Возможные причины повреждения
• абразивные частицы грязи, попавшие в двигатель вместе со всасываемым воздухом изза недостаточной фильтрации, напр., в результате:
• отсутствующих, дефектных, деформированных воздушных фильтров или некачественного их обслуживания
• негерметичных мест в системе всасывания, напр., перекос фланцев, отсутствие уплотнений или дефектные или пористые шланги
• частицы грязи, которые при капитальном ремонте двигателя не были полностью удалены. Часто детали двигателей
при капитальном ремонте подвергаются пескоструйной или стеклоструйной обработке для очистки поверхности от трудно удаляемых отложений или остатков сгорания. Если при этом материал обработки проникает в материал двигателя и не будет тщательно удален, он может выйти в процессе работы двигателя и вызвать абразивный износ. На рисунках 8 и 9 такие частицы грязи обнаружены в лаборатории под микроскопом в поляризованном свете. Четко видны кусочки материала стеклоструйной обработки и даже еще целые стеклянные шарики.
• Частицы истирания, появляющиеся при обкатке двигателя и затем в результате слишком поздней смены масла снова попавшие через масляный контур к паре скольжения и вызывающие износ. Особенно они наносят ущерб острым маслосъемным кромкам поршневых колец.
Износ поршней, поршневых колец и рабочей поверхности цилиндра из-за переполнения топливом (повышенный расход масла)
Описание повреждения
Поршень имеет следы износа на жаровом поясе и на юбке поршня. На юбке поршня уже видны слабо развитые места трения, характерные для работы без смазки в результате переполнения топливом. Поршневые кольца имеют очень сильный радиальный износ (рис. 1). Обе перемычки (несущие поверхности) маслосъемного кольца полностью удалены, что является признаком значительного износа (рис. 2). Для сравнения на рис. 3 показан профиль нового маслосъемного кольца (маслосъемное коробчатое пружинное поршневое кольцо со сходящимися фасками).
Оценка повреждения
Переполнение топливом в результате нарушений режима сгорания всегда приводит к повреждению масляной пленки, что влечет за собой сначала повышенную долю полусухого трения и тем самым износ в зоне поршневых колец. Лишь если масляная пленка настолько сильно повреждена, что смазка становится недостаточной,то образовываются характерные задиры от попадания топлива (см. также пункт «3.2.3 Задиры от работы всухую из-за переполнения топливом»). В результате все более низкой эффективности смазки, однако, появляется значительный износ на поршневых кольцах, канавках для поршневых колец и рабочих поверхностях цилиндра Юбка поршня в начальной стадии меньше страдает, потому что она от кривошипно-шатунного механизма все вновь и вновь снабжается свежим маслом, еще имеющим смазочные свойства.
Лишь после того, как абразивные частицы из зоны хода поршня перемешиваются со смазочным маслом и смазочное масло все больше теряет смазочную способность из-за разбавления масла, износ распространяется по всем сопряженным деталям скольжения двигателя. Это распространяется особенно на шейки коленчатого вала и на поршневые пальць
Возможные причины повреждения
• переполнение топливом из-за нарушений в системе приготовления смеси (двигатель с принудительным воспламенением и дизельный двигатель)
• нарушения в системе зажигания (двигатель с принудительным воспламенением)
• недостаточное давление сжатия.
• неправильный размер выступающей длины поршня. Поршень в работе ударяется о головку блока цилиндров. Сотрясения и вытекающие из них вибрации в дизельных двигателях непосредственного впрыска приводят к неконтролируемому впрыску форсунок и тем самым к переполнению цилиндра топливом (см. также пункт «3.4.5 Следы ударов на головке поршня»)
Износ поршневых колец вскоре после капитального ремонта двигателя (повышенный расход масла)
Описание повреждения
Поршень не имеет никаких признаков износа. На поршневых кольцах при поверхностном взгляде нет видимых или поддающихся измерению следов износа. При более тщательном исследовании колец,однако, выявляется, что маслосъемные кромки колец, прежде всего нижние кромки, имеют слишком высокий износ. В увеличении видно, что нижние кромки колец сильно повреждены. Без увеличения это можно обнаружить на четко ощутимом гратообразовании (острая кромка кольца) (рис. 1).
Оценка повреждения
Из-за изношенных кромок поршневых колец между рабочими поверхностями поршневых колец и рабочей поверхностью цилиндра появляются высокие гидродинамические силы, вызванные образованием так называемого масляного клина (рис. 2). Поршневые кольца наплывают на масляную пленку при перемещении поршня вверх и вниз и слегка приподнимаются с рабочей поверхности цилиндра Таким образом масло подается в большем объеме в камеру сгорания и сжигается.
Возможные причины повреждения
Заусенец образуется, если условия для поршневых колец после капитального ремонта двигателя не оптимальны. Причины связаны прежде всего с недостаточной или неподходящей финишной обработкой цилиндра. Если при чистовом хонинговании используются алмазные бруски или затупившиеся хонинговальные бруски, то на стенке цилиндра появляются заусенец и подъемы, повернутые в направлении обработки. Эти повернутые металлические вершины, так называемое образование металлической прослойки, вызывают повышенное трение в фазе обкатки и предотвращают попадание масла в тонкие зерна графита (рис. 3).
Если эти заусенцы не удаляются заключительной операцией обработки, так называемым плато-хонингованием, то в фазе обкатки возникает преждевременный износ на кромках поршневых колец. При этом кольца непроизвольно снимают металлическую прослойку и очищают зерна графита. Это приводит к износу кромок поршневых колец и к образованию вышеназванного заусенца. Возникший таким образом заусенец на кромке поршневого кольца по опыту лишь с большим трудом, если вообще, снимается в процессе работы. Устранить этот эффект можно практически только путем замены поврежденных поршневых колец. Поскольку первый комплект колец в результате износа уже максимально снял с рабочей поверхности цилиндра нежелательный слой, так называемую металлическую прослойку, второй комплект колец имеет намного более благоприятные или даже нормальные условия работы. После смены колец расход масла снижается до нормального уровня.
Поскольку первый комплект колец в результате износа уже максимально снял с рабочей поверхности цилиндра нежелательный слой, так называемую металлическую прослойку, второй комплект колец имеет намного более благоприятные или даже нормальные условия работы. После смены колец расход масла снижается до нормального уровня, в большинстве случаев это приписывают более низкому качеству материала поршневых колец,установленных сначала, что конечно неправильно. На рис. 4 показано микроскопическое увеличение разреза поверхности цилиндра после хонингования рабочей поверхности цилиндра. Четко видны изогнутые вершины. На рисунке 5 показана поверхность после плато-хонингования. Граты и вершины в основном удалены, графитовые зерна высвобождены. Поршневые кольца здесь имеют сразу хорошие условия для обкатки и по всей вероятности длительный срок службы. Особенно хорошие результаты получаются при изготовлении плато хонинговальными щетками
Дополнительная информация по этой теме приведена в нашей брошюре «Хонингование блоков цилиндров двигателей из серого чугуна» (см. приложение).
Несимметричное пятно контакта поршня (повышенный расход масла)
Описание повреждения
Рис. 1. Пятно контакта поршня по всей высоте поршня несимметрично на обеих сторонах. Жаровой пояс на левой стороне поршня над бобышкой пальца (левая сторона снимка) вытерт до металлического блеска, в то время как на противоположной стороне на нижней кромке поршня видны следы побежалости. Верхнее компрессионное кольцо также имеет неравномерное пятно контакта. Несущие блестящие поверхности переходят в более темные матовые места с синим оттенком (цвет побежалости).
На рис. 2 также показан поршень, работавший в наклонном состоянии. Основная часть износа здесь, однако, находится не на жаровом поясе, а на нижней правой кромке поршня в зоне выемки для сопла охлаждающего масла.
Оценка повреждения
Такие несимметричные пятна контакта являются признаком работы поршня в цилиндре в наклонном состоянии и признаком непараллельности между осью поршневого пальца и осью коленчатого вала. Поршень имеет односторонний контакт и поршневые кольца могут из-за плохого прилегания к цилиндру лишь недостаточно выполнять свою функцию герметизации. Горячие газы горения протекают и чрезмерно нагревают поршневые кольца и стенку цилиндра. Таким образом ослабляется масляная пленка, что может привести к задиру от работы всухую. Из-за работы поршня в цилиндре в наклонном положении и его движения вверх и вниз на поршневых насосах возникает насосный эффект, который перекачивает масло в камеру сгорания и приводит к повышенному расходу масла. В определенных случаях поршневой палец подвергается осевому смещению, что может вызвать износ или поломку стопора пальца. См. к этому также пункт «3.7.1 Повреждения поршней из-за поломки стопоров пальцев»
Возможные причины повреждения
• изгиб или скручивание стержней шатунов
• наклонно высверленные бобышки шатунов
• наклонно высверленные отверстия цилиндров
• наклонно смонтированные отдельные цилиндры (перекосы при сборке)
• слишком большой зазор шатунного подшипника, особенно в связи с асимметричными стержнями шатунов
opelastra10.ru
Износ - поршневое кольцо - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Износ - поршневое кольцо
Cтраница 1
Износ поршневого кольца определяется величиной зазора в замке. При установке кольца в цилиндр или приспособления в виде кольца тепловой зазор в замке должен быть 0 4 - 0 6 % диаметра цилиндра. Кроме теплового зазора проверяют плотность прилегания кольца к цилиндру. [1]
Износ поршневых колец определяют по уменьшению толщины и высоты кольца. Обнаруженные задиры на поверхности колец и заусенцы на его кромках устраняются вручную. Поршневые кольца должны легко перемещаться в канавках поршней по всей длине окружности. Заедание колец в канавках поршня происходит в результате коробления колец, которое устраняется только шабровкой. [3]
Износ поршневых колец проявляется в увеличении зазоров: в замке при рабочем состоянии кольца - с ( фиг. [4]
Износ поршневых колец проявляется в увеличении зазоров: в замке при рабочем состоянии кольца - с ( рис. XV. [6]
Износ поршневых колец, работающих в условиях бедной смазки, значителен. Были проведены наблюдения за износом колец для определения максимального срока работы поршневого уплотнения. Установлено, что при смазке эмульсией, представляющей собой раствор 70 г калийного мыла в 100 л дистиллированной воды, время непрерывной работы поршневых колец, изготовленных из латуни и бронзы, составляет примерно 7000 - 8000 час. Наблюдениями за работой компрессора установлено, что производительность машины существенно не менялась по мере износа колец первой ступени до тех пор, пока не образовывался просвет между кромками замка и кольцо полностью не теряло начальную упругую силу. [8]
Износ поршневых колец по радиальной толщине не должен превышать 30 % первоначальной толщины. [9]
Износ поршневых колец характеризуется уменьшением наружного диаметра и увеличением зазора в замке. [10]
Износ поршневых колец сопровождается ростом зазора между кольцом и канавкой и потерей упругости. [12]
Износ поршневых колец при низком и среднем давлении сжатия за 1000 ч равен примерно 0 1 и 0 25 мм соответственно. В детандерах с таким же максимальным давлением газа в цилиндре 20 Мн / м моторесурс более высокий - 2500 - 4000 ч, что можно объяснить более низкой температурой в зоне трения и меньшим средним удельным давлением. [13]
Износ поршневых колец при снижении температуры масла в картере для масла СУ понижается, а для МС-20 повышается; при температуре масла 85 износы для обоих масел практически одинаковы. [15]
Страницы: 1 2 3 4
www.ngpedia.ru
Проблемы при уплотнении и повреждения колец
Перекос поршня
Вследствие повреждений двигателя то и дело происходит скручивание и прогиб шатунов. Если при ремонте большая и маленькая головки шатуна не проверяются на параллельность или шатун не выпрямлен, то позже при эксплуатации происходит боковое смещение поршня в диаметре цилиндра (рис. 1). Поршневые кольца, как показано на рисунке 2, совершают не круговые движения в диаметре цилиндра, а принимают форму эллипсов, Вследствие этого возникают серьёзные проблемы, касающиеся уплотнения. Поршневые кольца прилегают на одной стороне цилиндра к нижнему краю, а на другой стороне к верхнему. Если кольцо ещё может вращаться в кольцевой канавке, оно в очень короткий срок станет выпуклым. Эта выпуклость значительно превосходит задуманную по конструкции,так что масляная плёнка будетзначительно толще и хорошее её удаление станет невозможным. Кроме того, из-за перекоса поршня на кольцах возникает насосный эффект, благодаря которому перекачивается слишком много масла в камеру сгорания.
Часто из-за перекоса поршневые кольца больше не могут вращаться и принимают форму эллипса. Вследствие этого, происходит неравномерный радиальный износ, что нередко приводит к разлому поршневых колец.
Рис. 1
Овальное отверстие
В цилиндрах с овальными отверстиями напряжение в поршневом кольце приводит к тому, что кольца совсем нет или только очень медленно притираются к стенке цилиндра и, таким образом, не выполняют свою предписанную функцию герметизации.
Заклинивание поршневого кольца и помехи при вращении
Проблемы, касающиеся уплотнения, часто возникают тогда, когда кольца у четырёхтактных ДВС не могут свободно передвигаться в кольцевых канавках. Повреждения поршней и цилиндров тогда уже запрограммированы (перегрев и задир поршня). Поршневые кольца с поперечным сечением в форме трапеции (смотри главу 1.3.1 Компрессионные поршневые кольца) из-за их формы не так восприимчивы к припеканию или блокированию в кольцевых канавках.
Причины для блокирования кольца и различные способы его предотвращения
• Кольца не должны заедать в канавке в осевом направлении. Ровность поверхности поршневых колец должна быть гарантирована. В любом случае нужно избегать того, чтобы поршневые кольца в результате неправильного обращения с ними при надевании на поршень становились погнутыми (смотри главу 2.4.1 Монтаж и демонтаж поршневых колец).
• Кольцевая канавка должна подходить поршневому кольцу по размеру.
• Кольцевые канавки должны быть очищены от грязи и прочих отложений (рис. 1).
• Моторное масло должно иметь правильную спецификацию, установленную производителем двигателей. Неправильное масло является причиной нагарообразования и припекания колец в их канавках.
• Эксплуатация двигателя с растительными маслами и альтернативным топливом.
• Погнутые шатуны, и вместе с ними перекосы поршней во внутреннем отверстии цилиндра.
Грязь
Появление грязи в двигателе - это одна из самых частых причин для его быстрого износа, а также износа поршневых колец. Повреждения от грязи имеют две основные причины:
Причина 1
Загрязнения проходят в камеру сгорания вместе со впускаемым воздухом. Это всегда происходит тогда, когда пренебрегается техническим осмотром воздушного фильтра, когда автомобиль передвигается без воздушного фильтра или же если система впуска негерметична, и грязь мимо воздушного фильтра попадает в камеру сгорания. Находящаяся в камере сгорания грязь попадает также в кольцевые канавки, где она, смешиваясь с имеющимся там маслом, образует абразивную пасту (рис. 2). Поршневые кольца стираются тогда по высоте, а кольцевые канавки расширяются (рис. 3). Износ, вызванный загрязнениями на поршневых кольцах, проявляется преимущественно в осевом направлении на боковых поверхностях кольца. В поперечном направлении (на рабочей поверхности) кольцо снашивается из-за возникающего полусухого трения тоже, однако, не настолько сильно, как на боковых поверхностях. Частым признаком загрязнения в кольцевых канавках являются следы на боковых поверхностях кольца, оставляемые при качении. При этом грязь, которая состоит преимущественно из мелкого песка, выцарапывает при вращении колец и перекосе поршня характерный рисунок на боковой поверхности кольца.
Так как кольца при работе прилегают, в основном, к нижней боковой поверхности канавки, износ появляется преимущественно на верхней боковой поверхности кольца. Там находятся также и следы, оставляемые при качении, рис. 1 и 2 (стр. 62).
Внимание
Повреждения от грязи за немногим исключением касаются в равной мере всех внутренних отверстий цилиндров - все внутренние отверстия цилиндров, которые делят между собой впускную трубу или впускную перемычку. У соседних внутренних диаметров цилиндров, которые снабжаются через одну и туже впускную трубу, повреждение от грязи только в одном диаметре цилиндра практически едва ли возможно. Это важное обстоятельство, которое должно быть принято во внимание при диагностировании повреждения. Если только отдельные диаметры цилиндров подверглись сильному износу и негерметичность впускной трубы исключена, тогда, вероятно, имеется избыток топлива в камере сгорания (смотри к этой теме главу 2.6.5 Избыток топлива в камере сгорания).
Причина 2
Из-за более раннего повреждения и/или плохо проведенного ремонта грязь находится еще в системе циркуляции масла. Тогда грязь начинает с кривошипной камеры совершать на стенках цилиндров и поршней своё разрушительное действие. С помощью циркуляции загрязненного масла частицы загрязнений попадают также на все опорные места в двигателе. Масло хотя и проходит через масляный фильтр, но часто система циркуляции масла не совсем хорошо чистится. Грязь, которая находится уже на очищенной стороне масляного цикла, попадает на опорные места и приводит к преждевременному износу или к повреждениям.
Часто при повреждении двигателя масляный фильтр настолько засоряется пылью, появившейся при истирании, что открывается клапан байпасного регулирования. Моторное масло попадаеттогда в неотфильтрованном виде к местам смазывания. Этот факт нужно принимать во внимание при конструкции двигателя, чтобы избежать капитальных повреждений двигателя по причине полной потери масла в подшипниках. Часто после повреждения двигателя в масляном радиаторе и его смазочных линиях находится ещё большое количество загрязнений. Поэтому это безответственно, подсоединять новый или отремонтированный двигатель к неочищенному масляному радиатору и сдавать его в эксплуатацию. Такие двигатели из-за повреждения подшипников не выдерживают часто даже испытательного пробега.
Внимание
Если масляный радиатор из-за повреждения двигателя загрязняется, то часто чистка обещает мало успеха. В этом случае лучше использовать новый масляный радиатор, чтобы исключить риск повреждения, который появляется в результате применения старого.
Избыток топлива в камере сгорания
После повреждений от грязи, повреждения и износ из-за избытка топлива в камере сгорания являются второй частой причиной повреждения поршневых колец. При избытке топлива в камере сгорания масляная плёнка на стенке цилиндра настолько сильно повреждается, что поршневые кольца трут металлом о металл по стенке цилиндра и при этом очень быстро теряют радиальную толщину. Металлический контакт поршневых колец со стенкой цилиндра (рис. 4) может появляться только на короткое время и только в исключительных случаях (например, при запуске холодного двигателя) и недопустим в остальных режимахэксплуатации. Срок службы поршня, поршневых колец и внутреннего отверстия цилиндра значительно укорачивается. В нормальном состоянии скользящие друг по другу детали всегда разделены масляной плёнкой (рис. 3). При этом масляная плёнка должна быть толще чем неровности на поверхностях элементов скольжения.
При эксплуатации двигателя из-за сбоев процесса сгорания топливо часто скапливается и также конденсируется на стенке цилиндра. Масляная плёнка, при этом, разбавляется или смывается. Благодаря возникающему полусухому трению поршневые кольца полностью снашиваются уже через несколько тысяч километров. Мощность снижается и потребление масла двигателем увеличивается.
Полусухое трение ведёт к слишком сильному радиальному износу поршневых колец и наружней поверхности цилиндра. Его очень легко заметить на обоих рабочих поясках маслосъёмного поршневого кольца. На рисунке 1 можно увидеть новое и изношенное в результате смешанного трения маслосъёмные поршневые кольца. Оба рабочих пояска полностью стёрты. Двигатель, которому принадлежало кольцо, имел чрезмерный расход масла. Такого рода радиальный износ, который появляется не только на маслосъёмных поршневых кольцах, можно почти всегда зачислить на счёт избытка топлива в камере сгорания.
Особенно тогда, когда износ во всех поршнях не выражен равным образом, речь идёт об износе из-за полусухого трения при избытке топлива в камере сгорания. Такая ситуация случается очень даже часто и служит доказательством того, что кольца изношены вовсе не из-за предположительно плохого качества материала или неправильной обработки цилиндра. Это произошло бы тогда в равной мере со всеми поршнями и поршневыми кольцами, а не только с определёнными цилиндрами.
Износ из-за полусухого трения при избытке топлива в камере сгорания происходит как у бензиновых, так и дизельных двигателей.
У бензиновых двигателей (прежде всего, у более старых карбюраторных двигателей) частые поездки на короткие дистанции и перебои в зажигании являются основными причинами. Бензиновые двигатели нуждаются для начала работы и в период прогрева в намного большем количестве топлива чем в режиме работы. При частой езде на короткие дистанции при определённых обстоятельствах конденсированное и оставшееся на стенке цилиндра топливо не может испариться и смешивается с моторным маслом. Вследствие этого масло разбавляется, и по причине потери его вязкости появляется смешанное трение. У бензинового двигателя избыток топлива в камере сгорания появляется также из-за дефектных свечей зажигания или катушек зажигания, так как топливо не воспламеняется и не сгорает.
У дизельных двигателей впрыснутая масса топлива воспламеняется в камере сгорания в воздухе с высокой степенью сжатия. При недостаточной компрессии (плохое заполнение) или при плохом качестве топлива происходит задержка самовоспламенения, жидкое топливо сгорает не полностью и накапливается в камере сгорания.
Дальнейшими причинами для избытка топлива в камере сгорания у дизельного двигателя являются:
• Дефектные и неплотные впрыскивающие форсунки.
• Дефекттопливного насоса высокого давления (ТНВД) и ошибки при его регулировке.
• Неправильно проложенные и закрепленные топливопроводы высокого давления (колебания).
• Механические ошибки (удары поршня о головку блока цилиндров) из-за неправильного размера выступа поршня, вызванного чистовой обработкой уплотнительных поверхностей и применением прокладок головок цилиндров неправильной толщины.
• Плохое заполнение из-за засоренных воздушных фильтров.
• Плохое заполнение из-за дефектных или изношенных турбонагнетателей.
• Плохое заполнение из-за изношенных или сломанных поршневых колец.
• Плохое качество топлива(плохое самовоспламенение и неполное сгорание).
Внимание
Также при этом виде повреждения нужно делать различие, изношен ли только один определённый или все цилиндры. Для повреждений во всех цилиндрах скорее всего существует глобальная причина,такая, как плохое качество топлива или плохое заполнение. При повреждениях отдельных цилиндров виновниками чаще всего являются дефектные впрыскивающие форсунки, топливопроводы высокого давления, свечи зажигания или провода высокого напряжения.
Изломы
Изломы поршневых колец возникают либо из-за чрезмерного износа, из-за их вибрации, либо из-за допущенной при монтаже колец ошибки.
Изломы при работе поршневых колец не появляются без крайних условий эксплуатации. При надевании колец на поршень механическая нагрузка гораздо выше, чем во время ихэксплуатации. При натягивании на поршень поршневые кольца должны выдерживать намного большее напряжение при изгибе, чем при монтаже в цилиндр. Кольцо с дефектами в структуре или с браком материала ломалось бы уже при натягивании.
Если можно найти изломанные поршневые кольца непосредственно после ремонта поршней в двигателе, то в большинстве случаев они были повреждены или сломаны при неумелом монтаже поршня или в результате использования неправильных монтажных инструментов.
Кольца могут ломаться и после длительного срока эксплуатации. Это происходит, если радиальная или осевая толщина стенки по причине износа уже значительно уменьшилась. Чаще всего кольцо из-за слишком большого зазора по высоте начинает вибрировать и не может больше противостоять той нагрузке, которой оно подвержено. При этом, в большинстве случаев кольцо разламывается на много маленьких фрагментов.
Однако, у колец не должна обязательно уменьшится толщина материала, чтобы они разломались. Если в режиме эксплуатации происходят сбои процесса сгорания, то кольца по причине высокой нагрузки могут поломаться, даже если они не были изношены. Также непреднамеренное проникновение воды или масла в камеру сгорания может привести к разламыванию колец. Жидкости нельзя сжимать. Если объём жидкости превосходит объём камеры сгорания, то жидкость должна либо протиснуться мимо поршня, либо поршни или поршневые кольца ломаются. Шатун также может деформироваться, или же разрушается стенка цилиндра/гильза цилиндра.
Вибрация кольца
Кольца могут начать вибрировать, особенно в бензиновых двигателях при средней нагрузке и большом числе оборотов двигателя. Под понятием «вибрация» понимают здесь не только отделение поршневого кольца от нижней опорной боковой поверхности, но и потерю уплотняющей функции кольца по причине отсутствия радиального прилегания к стенке цилиндра (ослабевание). И то, и другое влечёт за собой потерю мощности и высокий расход масла, так как кольца либо уплотняют плохо, либо вообще не уплотняют.
Осевая вибрация кольца начинается в большинстве случаев уже у самого стыка. Стыковые концы кольца из-за своего открытого положения склонны особенно к тому, чтобы при неблагоприятных условиях эксплуатации отделиться от нижней опорной поверхности. Вибрирующие стыковые концы передают тогда колебание в виде волн на всё поршневое кольцо.
Внимание
Благодаря меньшим силам инерции кольца небольшой высоты меньше подвержены ны вибрации. Более высокое давление прижима на стыковых концах противодействует склонности к вибрации.
Причинами для осевой вибрации поршневого кольца являются:
• Слишком большой зазор кольца по высоте.
• Потеря упругости кольца (износ) и, вместе с тем, плохое прижатие на стыковых концах, особенно у поршневых колец с грушевидным распределением радиального давления (смотри также главу 1.6.2 Распределение радиального давления).
• Механический контакт поршня с головкой блока цилиндров по причинедопущенных ошибок при ремонте, особенноудизельныхдвигателей (рис. 2).
• Детонационное сгорание из-за неисправности устройства управления двигателем (смесеобразование, зажигание) и по причине недостаточного качества топлива (слишком низкое октановое число, примеси дизельного топлива).
• Изношенные канавки для поршневых колец.
• Слишком маленький объём горючей смеси на дне канавки из-за отложений в ней масляного нагара (причина: слишком высокая температура сгорания) и/или из-за неудовлетворительного качества моторного масла.
Радиальная вибрация поршневого кольца
Из-за нарушенного соотношения сил (увеличение давления газа на рабочую поверхности кольца) поршневое кольцо может отделиться от поверхности цилиндра и больше не уплотнять, рис. 2 и рис. 1 (стр. 68).
Причинами для этого являются:
• Изношенные поршневые кольца (уменьшение радиальной толщины стенок) и с этим связанная потеря усилия прижима поршневого кольца на стенке цилиндра, а также пониженная жёсткость кольца.
• Некруглые диаметры цилиндра и с этим связанное усиленное проникновение давления сгорания в щель между рабочей поверхностью поршневого кольца и кольцевым зазором.
• Перекос поршня по причине погнутых шатунов. Из-за перемещения под наклоном в пределах внутреннего отверстия цилиндра кольцо описывает несколько овальную траекторию. Таким образом, на одной стороне цилиндра, там, где поршень прилегает менее плотно, проникает больше отработавшего газа в область жарового пояса и между поршневым кольцом и стенкой цилиндра.
Рис. 1
• Имеющийся на рабочей поверхности поршневого кольца чрезмерный износ выпуклой формы из-за слишком большого зазора кольца по высоте,
• Поврежденные кромки кольца, которые возникли из-за неправильного хонингования (образование металлической оболочки). Кольцо растрескано на краях и имеет подобие бахромы
(в основном это происходит с простыми литыми кольцами, не имеющих покрытия рабочей поверхности), газ проникает в щели и поднимает поршневое кольцо с рабочей поверхности.
axela-mazda.ru
Поршневые кольца | Причины быстрого износа основных деталей двигателя | Диагностика двигателя | Читать онлайн, без регистрации
Поршневые кольца
Поршневые кольца (рис. 18) определяют пробег двигателя между капитальными ремонтами. Больше всего износ наблюдается у маслосъемных колец, несмотря на то что они мало подвержены воздействиям температуры и имеют достаточную смазку. Износ маслосъемных колец происходит из-за малой площади соприкосновения с цилиндром, а пружинно-радиальные расширители дополнительно усиливают давление маслосъемных колец на цилиндр по сравнению с компрессионными.
Поэтому по причине повышенного расхода масла двигатель попадает в ремонт чаще, чем при плохих тяговых характеристиках. Внешне износ маслосъемных колец проявляется как увеличенный зазор в их замках (рис. 19).
Рисунок 18. Поршневые кольца
Если изначально в среднем зазор составляет от 0,2 мм до 0,45 мм, то ко времени капитального ремонта он уже достигает 3—3,5 мм и даже больше. Из-за неравномерного давления колец на стенки цилиндров происходит истирание металла по его радиальной толщине и ее противоположной части.
Рисунок 19. Проверка зазора
Износ маслосъемного кольца по высоте происходит незначительно.
Из-за некачественного моторного масла, его несвоевременной замены или неисправностей в системе очистки воздуха происходит повышенный износ колец. Ресурс поршневых колец в среднем находится в пределах пробега отечественного автомобиля от 80 до 150 тыс. км.
velib.com
Дефектовка и замена поршневых колец
Сроки замены поршневых колец обычно совпадают со сроками проведения планово-профилактических работ с цилиндро-поршневой группой, и устанавливаются эти сроки заводской инструкцией. Часто механики вынуждены заниматься поршневыми кольцами из-за их поломок. В тронковых двигателях признаками поломки поршневых колец являются: прорыв газов в картер, темная или синяя окраска выпускных газов, увеличение расхода смазочного масла.
В крейцкопфных двигателях обломки поршневых колец обнаруживаются в подпоршневом пространстве.
Причинами поломки поршневых колец могут быть следующие факторы:
- чрезмерный износ колец и цилиндровой втулки;
- наработок на втулке, особенно в районе окон;
- большая выработка канавок для колец;
- отсутствие фасок на кольцах и недостаточная запиловка их в районе замка;
- малый зазор в замке кольца;
К характерным дефектам поршневых колец относятся: износ, коробление, потеря упругих свойств кольца, обломы в замке, трещины, выкрашивание. Чтобы хорошо осмотреть кольца, их надо снять с поршня. Обычно это делается с помощью специальных приспособлений. После снятия колец надо очистить от нагара канавки и сами кольца. Не следует снимать кольца с поршней малого диаметра (200 мм и ниже), так как при снятии и постановке кольцо может потерять упругость и даже сломаться. В таких случаях реко-мендуется очистку поршня производить вместе с кольцами.
Проверка износа поршневых колец
Сняв кольцо с поршня, необходимо определить техническое состояние кольца, для чего надо выполнить ряд проверочных операций. И первая операция — это определение износа кольца.
Определение износа поршневого кольца по диаметру производится путем замера зазора в замке кольца. Чем больше износ кольца, тем больше будет зазор в замке. Для замера зазора в замке кольцо устанавливают либо в специальный калибр, либо во втулку цилиндра, где она не изношена. Зазор замеряется щупом. Предельно допустимый зазор в замке устанавливается заводской инструкцией. Кольца, в которых зазор в замке достигает предельно допустимых значений, бракуются.
Износ маслосъемных колец определяется по высоте цилин-дрического пояска. Маслосъемные кольца, у которых высота цилиндрической поверхности увеличилась вдвое, как правило, заменяются новыми.
Во время работы колец изнашиваются также их торцовые поверхности и уменьшается высота кольца. Изнашивается также не только кольцо, но и поршневая канавка. Поэтому необходимо замерять зазор между кольцом и канавкой по высоте. В случае чрезмерного увеличения зазора кольца заменяются новыми.
- Вторая операция — это проверка коробления колец.
Коробление колец происходит под влиянием высоких температур в цилиндре. В результате коробления кольцо теряет свою подвижность в канавке поршня, закоксовывается и перестает нормально работать. В судовых условиях коробление кольца можно определить на плите по краске и проверкой при помощи щупа зазора между кольцом и плитой. Коробление кольца можно также определить проворачиванием его в поршневой канавке.
- Третья операция — это проверка упругих свойств кольца.
Поршневые кольца теряют свою упругость под воздействием высоких температур в цилиндре. Недостаточно упругие поршневые кольца плохо прилегают к зеркалу цилиндровой втулки, а слишком упругие вызывают повышенный износ втулки. О потере упругости кольца можно предварительно судить по уменьшению зазора в замке при свободном состоянии кольца.
Можно определить упругость кольца и таким способом. Поместить кольцо во втулку цилиндра. Если при этом кольцо удерживается неподвижно собственной массой, его упругость можно считать допустимой. Если же кольцо нельзя сдвинуть рукой или для этого нужно приложить большие усилия, то кольцо бракуется.
Порядок замены колец на поршне
Если сроки замены поршневых колец, установленные заводской инструкцией, еще не вышли и поршень вы демонтировали только для замены поломанных колец, то необходимо поступать следующим образом.
Поврежденные верхние компрессионные кольца необходимо заменить приработавшимися следующими за ними кольцами, а новые кольца ставят как можно ниже. Замки колец следует разносить на возможно больший угол друг от друга. При опускании поршня в цилиндр необходимо использовать направляющую коническую втулку для свободной заводки колец в цилиндр.
Похожие статьи
mirmarine.net
Износ поршневых колец - Справочник химика 21
Выпадение конденсата в цилиндрах компрессоров для углеводородных газов помимо возможности образования гидравлических ударов, вызывает растворение смазки и унос ее из цилиндра в промежуточные холодильники, что приводит к так называемому сухому трению, а следовательно, преждевременному износу поршневых колец и выработке зеркала цилиндра. Это явление предотвращается регулированием термодинамического режима холодильников и применением специальных труднорастворимых масляных смесей (цилиндрового масла, вапора и гудрона). Во избежание подсоса в газовые компрессоры воздуха всасывающие линии должны находиться под постоянным избыточным давлением газа. [c.312] Если величина износа поршневых колец превышает норму, кольца заменяются новыми. Однако количество одновременно заменяемых колец не должно быть больше половины их общего числа остальные кольца заменяются только после того, как приработаются по цилиндру ранее поставленные кольца. [c.224]
Как производителям автомобилей, исследующим способы увеличения срока жизни и мощности автомобиля, лучше определить скорость износа поршневых колец [c.352]
Хотя содержание серы в дизельных топливах всегда больше, чем в бензинах, тем не менее оно должно поддерживаться низким. Повышение содержания серы от 0,2 до 1,0% вызывает серьезное нагарообразование в двигателе и увеличение износа поршневых колец и цилиндра [335—340]. [c.440]
Микрометрический обмер остальных деталей двигателя показал, что износ поршневых колец и канавок, бобышек, поршней, верхних головок шатуна, шатунных шеек коленчатого вала, толкателей и стержней клапанов незначителен и находится в пределах точности измерений. Величины зазоров в сопряженных деталях после испытаний находятся в пределах, оговоренных чертежами для новых двигателей. Таким образом, установлено, что износы деталей двигателей при пуске с помощью пусковой жидкости Арктика весьма невелики, составляют небольшую часть общих эксплуатационных износов и практически мало отличаются от износов, полученных при пуске с помощью подогревателя. [c.327]
В последние годы ресурсы работы многих двигателей значительно повысились за счет применения топлив высокой степени чистоты. Механические примеси, которые могут быть в бензинах в виде почвенной пыли, продуктов коррозии заводской аппаратуры, резервуаров, трубопроводов, продуктов износа перекачивающих средств и т. п., попадая в камеры сгорания двигателей, вызывают увеличенный износ поршневых колец, стенок цилиндров. Частицы механических примесей в бензинах имеют, как правило, неправильную форму размером не более 60 мкм. Примеси большего размера отстаиваются в бензине под действием собственной массы. Частицы менее 60 мкм невооруженным глазом в бензине различить не удается, поэтому требования стандартов о том, чтобы бензин в стеклянном цилиндре был прозрачным и не содержал взвешенных и [c.34]
Поршни и поршневые кольца. При ревизии поршней обычно проверяется состояние несущей поверхности, крепления поршня на штоке, величина выработки канавок, состояние и степень износа поршневых колец. [c.228]
Износ поршневых колец по потере веса, мг компрессионных маслосъемных Износ шатунных вкладышей, мк Подвижность колец свободных плотных прихваченных Лакообразование на поршнях Нагар, 2 [c.150]
При определении требуемой степени очистки масел при их заправке в систему смазки поршневых двигателей и в процессе эксплуатации этих двигателей необходимо знать, как размер частиц загрязнений влияет на износ наиболее уязвимых сопряженных деталей двигателя. Экспериментальные данные [32, 33] показывают, что максимальный износ поршневых колец и зеркала цилиндров в поршневых двигателях наблюдается при частицах размером 15—30 мкм, а с дальнейшим укрупнением частиц износ несколько снижается. [c.73]
Как правило, поршневые кольца ремонту не подлежат, и при износе или поломке их заменяют новыми. Износ поршневых колец определяют по увеличению зазора в замке по сравнению с первоначальным. Во время ремонта насосов поршневые кольца приходится изготовлять на месте, поскольку необходимый размер колец определяется износом каждого цилиндра и поршня в отдельности [30]. [c.168]
Испытание проводится на свободно-поршневом дизель-компрессоре типа ДК-2 с последующей оценкой подвижности поршневых колец, степени загрязненности дизельных поршней н износа поршневых колец [c.55]
Влияние непредельных углеводородов на износ поршневых колец двигателя ЯАЗ-204 [6] [c.186]
Подвижность поршневых колец свободных плотных Износ гильз цилиндра, мкм первый пояс второй пояс третий пояс Износ поршневых колец, г Количество отложений в верхней части цилиндра, г Оценка отложений, баллы [c.153] В качестве присадок, снижающих коррозию продуктами сгорания сернистых топлив, успешно испытаны некоторые жирные амины [28], например амины молекулярной массы 85—90 с содержанием азота 9—11%. Добавление 0,8% этой присадки к сернистому дизельному топливу позволяет значительно снизить коррозию деталей цилиндро-поршневой группы продуктами сгорания. Положительные результаты дает в аналогичном топливе добавление нитратов или карбонатов щелочных металлов [12] износ поршневых колец двигателя значительно снижается. Коррозионный износ деталей двигателя при применении сернистых дизельных топлив уменьшается также при добавлении нафтенатов некоторых металлов, например цинка. Так, добавление 0,3% этой присадки к дизельному топливу с содержанием серы около 1% позволило снизить износ примерно в 2 раза и довести его до значений, не превышающих износ при применении малосернистого топлива. Количество нагара при добавлении этой присадки не уменьшается, поэтому в случае ее введения в топливо в масле должна обязательно содержаться противонагарная присадка [18]. [c.184]
В равных условиях двигатели тепловозов, работавшие на топливе без присадки, выходили из строя через месяц при работе на топливе с борорганическим биоцидом двигатели работали без дефектов более 6 месяцев. Добавление присадки значительно снижает износ поршневых колец и коррозию сернистыми соединениями (вследствие предотвращения микробиологического образования сероводорода). При достаточной концентрации биоцидной присадки микроорганизмы погибают (табл. 62) и топливо остается стерильным длительное время. Борорганические присадки растворимы в топливе и воде, не оказывают вредного влияния на другие свойства топлива. [c.243]
Износ поршневых колец по потере массы, мг 1 [c.102]
Полученные результаты показали очевидную зависимость пригорания поршневых колец и лакоотложения в двигателе, а также износа поршневых колец и вкладышей от группового химического состава масел. [c.381]
Коррозионная агрессивность продуктов сгорания сернистых соединений также существенно зависит от соотношения оксидов серы 50 и 80 . Оба оксида являются коррозионно-агрессивными, но триоксид 8О3 оказывает большее коррозионное воздействие. Так, было установлено, что в присутствии 80 износ поршневых колец увеличивается в 4 раза. [c.305] Необходимо отметить, что при предлагаемом методе построения линий износа учитывается износ всех трущихся металлических деталей двигателя. Так, например, линия износа двигателя по железу получается за счет износа поршневых колец, зеркал цилиндров, шеек валов, толкателей, распределительных шестерен и т, д., работающих в разнообразных условиях (при разных скоростях, нагрузке, условиях смазки и т. д.). Ввиду того, что основная масса железа (до 70%) получается с поршневых колец и зеркал цилиндров, которые являются основной парой трения двигателя, можно считать с известным приближением такие линии характеристикой износа всего двигателя. [c.32]
Величина износа поршневых колец определялась также двумя способами нанесением искусственных баз (ири помощи при- [c.114] Видоизмененный метод Ь-1 довольно широко применяется для изучения влияния повышенного содержания серы в дизельном топливе на износ поршневых колец и гильз цилиндров, пригорание поршневых колец, образование нагара и лаковых отложений, а также для подбора специальных масел, предназначенных для уменьшения отрицательного влияния на работу двигателей повышенного содержания серы в топливе. [c.90]
Пригорание поршневых колец 67,3 Забивка маслопроводов. . . 53.8 Выплавка подшипников. . . 40.4 Пригорание клапанов. ... 36.5 Повышенный износ поршневых колец...............34,6 [c.322]
Износ поршневых колец, г (баллы)..................0,2(1) [c.262]
Износ поршневых колец, г..........................0,10 0,50 [c.262]
Предусмотренный спецификацией Е in С 0.5 OMD 113/43 метод Rootes TS-3 основан на испытании масла в двухтактном трехцилиндровом дизеле он предназначен для характеристики склонности масла к образованию углеродистых отложений в выпускных окнах и оценки его противоизносных свойств. В первом случае о качестве масла судят по забивке выпускных окон двигателя отложениями, во втором — по износу поршневых колец (суммарный износ шести колец не должен превышать 6,5 г). Условия проведения испытания следующие [c.143]
Зависимость износа поршневых колец двухцилиндрового дизеля с лубрикаторной смазкой, оаботавшего на тяжелом высокосернистом топливе (S=3,8-T-4,l%), от щелочности моторного масла представлена на рис. 3. [c.165]
Беззольные моющие присадки тоже эффективно снижают коррозионный износ в дизелях их действие основано не на нейтрализации кор-розионно-агрессивных продуктов, а на их солюбилизации. При добавлении к судовому дизельному маслу со щелочностью 50 мг КОН/г 4% беззольного дисперсанта износ поршневых колец снижается на такую же величину, как и при увеличении щелочности данного масла еще на 15 мг КОН/г за счет повышения концентрации в нем металлсодержащей моющей присадки [41]. Вместе с тем металлсодержащие и беззольные моющие присадки, как правило, приводят к повышенному износу трущейся пары кулачок-толкатель, в автомобильных двигателях [42]. Присадкам этого типа присуща достаточно высокая поверхностная активность, определяющая в свою очередь их противоизносный эффект в условиях действия умерен-ных контактных напряжений. Увеличению эффективности противо-нзносного действия рассматриваемых присадок способствует наличие в них серы [43]. [c.166]
Плотность присадки при 15 С 1080 кг/м вязкость при 99 °С яй9,0 мм с содержание фосфора 4,5%, серы 14%, молибдена (в виде МоОз) 10,6% масс. Присадка полностью растворима в масле в воде она не растворяется. При добавлении 1 % присадки MOLYVAN L к моторному маслу SAE 20W-40, относящемуся по классификации API к группе SE, износ поршневых колец автомобильного бензинового двигателя снизился на 20% одноврелген-но в 2 раза снизился расход масла. Аналогичный результат был получен при длительных (1000 ч) испытаниях V-образного автомобильного бензинового двигателя hevrolet 327 на масле SAE 30 [45]. [c.168]
Определяют твердость отложений в канавках поршня по табл. 8, затем их удаляют с поршня и колец по п. 2.11. Противоизнос-ные свойства моторных масел определяют по величине износа поршневых колец, взвешивая каждое в отдельности с погрешностью не более 0,01 г. [c.59]
Данные испытаний на двигателях ЗИЛ-130 свидетельствуют о том, что в присутствии присадки Ц-8 износ поршневых Колец увеличивается, но в то же время снижается износ гильз цилнидров. Судя по результатам испытаний на двигателях ВАЗ-2101, в присутствии присадки Ц-8 наоборот — больше, чем в присутствии этиловой жидкости износ верхнего пояса гильз цилиндров, но износ верхних компрессионных колец заметно снижается. [c.102]
При работе на топливах с повышенным или высоким содержанием серы, а также в условиях, способствуюшцх образованию азотной кислоты из продуктов сгорания (газовые двигатели, дизели с высоким наддувом), важнейшей характерш тикой способности масла предотвращать коррозионный износ поршневых колец и цилиндров является его нейтрализующая способность, показателем которой в нормативной документации служит щелочное число. Соответствующие графики (рис. 2.2) дают представление о зависимости износа первых [c.129]
| Рис. 3. Износ поршневых колец 0—4) первого (а), третьего б) и пятого (в) цилиндров двигателя 6ЧНСП 18/22 при работе на безводном топливе (/) и топливно-водяной эмульсии (II) |
 |
| Рис. 4. Износ поршневых колец двигателя 6ЧСП 18/22 (обозначения те же, что и на рис. 3) |
 |
Пенфольд и Грей [23] показали, что масло в двигателе собирает заметное количество железа в результате большого износа поршневых колец и стенок цилиндра даже при благоприятных условиях работы двигателя и при хорошем состоянии воздушного фильтра. Это загрязненное железом масло способствует дополнительному износу, так как частицы железа удерживаются маслом и переносятся в верхнюю зону цилиндра и действуют как абразив. Периодическая смена масла пли эффективная фильтрация снижают этот источник абразивного износа. Пенхольд и Грей делают вывод, что эффективная фильтрация, т. е. удаление частиц металла из масла, понижает износ двигателя. [c.389] Pennington J. W. Износ поршневых колец и цилиндра в дизеле. Доклад на конференции SAE, сентябрь 1948. [c.397]
Эксплуатационные свойства опытных масел были испытаны на двухцилиндровом дизеле 24-8,5/11 на форсированном режиме в течение 25 час., каждое на бессернистом топливе ДС (ГОСТ 4749-49). При этом определяли иригорание колец, лако-отложение на боковой поверхности поршней, износ поршневых колец и расход масла (табл. 9). [c.77]
Содержание сернистых соединений. При сгорании дизельных топлив, содержащих сернистые соединения, образуются оксиды серы (802 и 80з), которые вызывают в прису1 ствии влаги сильный коррозионный износ поршневых колец и гильз цилиндров. Кроме того, серный ангидрид способствует полимеризации нестабильных компонентов смазочного масла, что является причиной образования твердых отложений. [c.115]
Стендовые 104-часовые испытания регенерированного масла с лрисадкой и свежего товарного масла проводили на двигателе ГАЗ-53Ф. Эти испытания показали, что состояние двигателя при внешнем осмотре, а также износы поршневых колец и вкладышей шатунных подшипников и гильз цилиндров в обоих случаях практически одинаковы. [c.294]
chem21.info
Поршневые кольца — Википедия (с комментариями)
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Поршневы́е ко́льца — это незамкнутые кольца, которые с небольшим зазором (до нескольких сотых долей миллиметра) посажены в канавках на внешних поверхностях поршней в поршневых двигателях, таких как двигатели внутреннего сгорания или паровые двигатели.
Функции поршневых колец
Поршневые кольца выполняют три главные функции:
- уплотнение (герметизацию) камеры сгорания (или камеры расширения). Компрессионные кольца повышают компрессию, с изношенными, поломанными или залёгшими кольцами двигатель потеряет мощность или вообще не запустится.
- улучшение теплопередачи через стенку цилиндра, отводят лишнее тепло от поршня, не допуская перегрева.
- уменьшение расхода моторного масла (во всех четырёхтактных двигателях и в дизельных двухтактных двигателях).[1]
Устройство поршневых колец
Замок
Стык (носит название замок) между концами поршневого кольца сжимается до нескольких сотых долей миллиметра, когда поршень установлен в цилиндре. Замок бывает прямой или косой (у четырёхтактных двигателей).
Кольца в канавках разворачивают таким образом, чтобы угол между замками был равным, если три кольца — тогда разворачивают на 120°, если два — то на 180°. Таким образом получается лабиринт, уменьшающий прорыв газов.
Компрессионные кольца
Основной функцией компрессионных (верхних) колец является герметизация камеры сгорания.
Более трёх компрессионных колец на поршень обычно не устанавливают, так как степень уплотнения поршня увеличивается незначительно, а потери на трение заметно возрастают.
На двухтактных бензиновых двигателях устанавливают, как правило, только два компрессионных кольца. Кольцо в замке соответствует форме и расположению стопорного штифта (предохраняет от проворачивания и повышает компрессию, устанавливается только на двухтактных бензиновых двигателях).
Обычно поперечное сечение компрессионного поршневого кольца имеет прямоугольную форму. Край кольца имеет либо цилиндрические профиль (верхнее уплотнительное кольцо), либо фаску, либо сужающуюся по натуральному логарифму форму (второе уплотнительное кольцо). При работе кольца несколько скручиваются благодаря зазору в канавке, что облегчает их приработку.
Маслосъёмные кольца
В бензиновых двухтактных двигателях маслосъёмные кольца не нужны. Специальное масло сгорает вместе с топливом.
Нижнее кольцо называется маслосъёмным и предназначено для снятия лишнего моторного масла, которое смазывает поверхность цилиндра, поршня и уплотнительные кольца. Кольцо сконструировано таким образом, чтобы оно оставляло масляную плёнку толщиной несколько микрометров на поверхности стенок цилиндра, по мере того как поршень опускается. В канавке маслосъёмного кольца на поршне имеются радиальные отверстия или прорези, по которым снимаемое со стенки цилиндра масло сбрасывается в картер.
Маслосъёмные кольца выпускаются или чугунные литые с прорезью (показано на нижней фотографии слева) или стальные составные с пружинами-расширителями. Составное кольцо состоит из тонкого верхнего и нижнего кольца и двух расширителей (радиального и осевого). Иногда на поршень устанавливается пара маслосъёмных колец (литых или составных).
Составные стальные кольца несколько дешевле в производстве, легче устанавливаются, поэтому встречаются чаще литых чугунных.
Поломка или износ колец вследствие нагрузок в цилиндре
Поршневые кольца подвергаются износу, когда они двигаются вверх и вниз вместе с поршнем в цилиндре. Износ происходит как вследствие взаимодействия с механическими деталями (стенками цилиндра и поршневыми канальцами), так и вследствие воздействия на них горячих отработанных газов. Имеет место также химический износ, так как в топливе (особенно в дизельном) содержится сера. Для минимизации степени износа их изготовляют из износостойких материалов, таких как чугун, и они имеют специальное покрытие, повышающее износостойкость. Обычно верхнее кольцо и кольцо, регулирующее подачу смазки, покрываются хромом или оловом[2] или нитридами[3], в частности, с помощью плазменного напыления[4] или имеют керамическое покрытие, созданное с помощью PVD-процесса[5]. Для улучшения параметров трения и ещё большего улучшения износостойкости, многие современные дизельные двигатели имеют верхнее поршневое кольцо, покрытое модифицированным пористым хромом с помощью процесса, известного как CKS[2] или GDC[2], который имеет включения из частиц алмазов или оксида алюминия.
Кроме износа можно встретить поломку кольца на несколько частей, а также залегание (закоксовывание) из-за того, что в канавке скопились несгоревшие частицы сажи, масла и др.
Подгонка новых поршневых колец
При работе происходит износ двигателя, в цилиндре набивается овал и ступеньки, в основном в верхней части цилиндра. Изнашиваются кольца, а также поршни.
При капитальном ремонте изношенный цилиндр, как правило, подвергают растачиванию и/или хонингованию, устанавливаются новые ремонтные поршни несколько большего диаметра (на автомобильных двигателях следующий ремонтный размер, как правило, на 0,5 мм больше) и кольца ремонтного размера.
Поршень должен иметь хорошо подогнанную, но свободную посадку в цилиндре. Смазанный моторным маслом поршень должен под своим весом плавно опускаться в цилиндре. Если поршень будет иметь слишком плотную посадку, то тепловое расширение вследствие нагревания может привести к заклиниванию поршня в цилиндре. В свою очередь, заклинивание может привести к серьёзным повреждениям двигателя. С другой стороны, если зазор между поршнем и стенками цилиндра слишком велик, значительная часть отработанных газов будет под давлением просачиваться через этот зазор в картер, портить моторное масло, повышать давление в картере, способствуя утечке масла через манжеты и прокладки. Это также приводит к снижению силы давления поршня на коленчатый вал и к снижению мощности. В то же время, поршневые кольца, благодаря наличию разрыва (кольцо не замкнуто), могут в небольших пределах изменять свой диаметр, что позволяет избежать заклинивания. Этого небольшого изменения диаметра достаточно, чтобы компенсировать температурное расширение и сжатие. Если кольца без поршня вставить в новый или отремонтированный цилиндр, то зазор должен составить около 0,2—0,4 мм (более конкретные данные — см. инструкцию по эксплуатации). Если зазор меньше — кольца подтачивают надфилем, если больше — устанавливают из большего ремонтного набора.
Над канавками кольца проводят, подкладывая под них тонкие металлические пластинки (несколько штук по длине окружности).
При установке поршня с кольцами в цилиндр, последние надо сжать. Для этого применяется специальный инструмент - оправка.
Напишите отзыв о статье "Поршневые кольца"
Примечания
- ↑ [www.federalmogul.com/korihandbook/en/index.htm Piston Ring Handbook]. — Federal-Mogul Burscheid GmbH, 2008.
- ↑ 1 2 3 [www.federalmogul.com/korihandbook/en/section_43.htm Wear-Resistant Peripheral Coatings]. Federalmogul.com. Проверено 4 июля 2010. [www.webcitation.org/69A2dm52q Архивировано из первоисточника 15 июля 2012].
- ↑ [www.federalmogul.com/korihandbook/en/section_46.htm Wear-Resistant Peripheral Coatings]. Federalmogul.com. Проверено 4 июля 2010. [www.webcitation.org/69A2eZiWh Архивировано из первоисточника 15 июля 2012].
- ↑ [www.federalmogul.com/korihandbook/en/section_44.htm Wear-Resistant Peripheral Coatings]. Federalmogul.com. Проверено 4 июля 2010. [www.webcitation.org/69A2f8KSq Архивировано из первоисточника 15 июля 2012].
- ↑ [www.federalmogul.com/korihandbook/en/section_45.htm Wear-Resistant Peripheral Coatings]. Federalmogul.com. Проверено 4 июля 2010. [www.webcitation.org/69A2ffjX8 Архивировано из первоисточника 15 июля 2012].
Ссылки
Отрывок, характеризующий Поршневые кольца
– Папа, а я к вам за делом пришел. Я было и забыл. Мне денег нужно. – Вот как, – сказал отец, находившийся в особенно веселом духе. – Я тебе говорил, что не достанет. Много ли? – Очень много, – краснея и с глупой, небрежной улыбкой, которую он долго потом не мог себе простить, сказал Николай. – Я немного проиграл, т. е. много даже, очень много, 43 тысячи. – Что? Кому?… Шутишь! – крикнул граф, вдруг апоплексически краснея шеей и затылком, как краснеют старые люди. – Я обещал заплатить завтра, – сказал Николай. – Ну!… – сказал старый граф, разводя руками и бессильно опустился на диван. – Что же делать! С кем это не случалось! – сказал сын развязным, смелым тоном, тогда как в душе своей он считал себя негодяем, подлецом, который целой жизнью не мог искупить своего преступления. Ему хотелось бы целовать руки своего отца, на коленях просить его прощения, а он небрежным и даже грубым тоном говорил, что это со всяким случается. Граф Илья Андреич опустил глаза, услыхав эти слова сына и заторопился, отыскивая что то. – Да, да, – проговорил он, – трудно, я боюсь, трудно достать…с кем не бывало! да, с кем не бывало… – И граф мельком взглянул в лицо сыну и пошел вон из комнаты… Николай готовился на отпор, но никак не ожидал этого. – Папенька! па…пенька! – закричал он ему вслед, рыдая; простите меня! – И, схватив руку отца, он прижался к ней губами и заплакал.В то время, как отец объяснялся с сыном, у матери с дочерью происходило не менее важное объяснение. Наташа взволнованная прибежала к матери.
– Мама!… Мама!… он мне сделал…
– Что сделал?
– Сделал, сделал предложение. Мама! Мама! – кричала она. Графиня не верила своим ушам. Денисов сделал предложение. Кому? Этой крошечной девочке Наташе, которая еще недавно играла в куклы и теперь еще брала уроки.
– Наташа, полно, глупости! – сказала она, еще надеясь, что это была шутка.
– Ну вот, глупости! – Я вам дело говорю, – сердито сказала Наташа. – Я пришла спросить, что делать, а вы мне говорите: «глупости»…
Графиня пожала плечами.
– Ежели правда, что мосьё Денисов сделал тебе предложение, то скажи ему, что он дурак, вот и всё.
– Нет, он не дурак, – обиженно и серьезно сказала Наташа.
– Ну так что ж ты хочешь? Вы нынче ведь все влюблены. Ну, влюблена, так выходи за него замуж! – сердито смеясь, проговорила графиня. – С Богом!
– Нет, мама, я не влюблена в него, должно быть не влюблена в него.
– Ну, так так и скажи ему.
– Мама, вы сердитесь? Вы не сердитесь, голубушка, ну в чем же я виновата?
– Нет, да что же, мой друг? Хочешь, я пойду скажу ему, – сказала графиня, улыбаясь.
– Нет, я сама, только научите. Вам всё легко, – прибавила она, отвечая на ее улыбку. – А коли бы видели вы, как он мне это сказал! Ведь я знаю, что он не хотел этого сказать, да уж нечаянно сказал.
– Ну всё таки надо отказать.
– Нет, не надо. Мне так его жалко! Он такой милый.
– Ну, так прими предложение. И то пора замуж итти, – сердито и насмешливо сказала мать.
– Нет, мама, мне так жалко его. Я не знаю, как я скажу.
– Да тебе и нечего говорить, я сама скажу, – сказала графиня, возмущенная тем, что осмелились смотреть, как на большую, на эту маленькую Наташу.
– Нет, ни за что, я сама, а вы слушайте у двери, – и Наташа побежала через гостиную в залу, где на том же стуле, у клавикорд, закрыв лицо руками, сидел Денисов. Он вскочил на звук ее легких шагов.
– Натали, – сказал он, быстрыми шагами подходя к ней, – решайте мою судьбу. Она в ваших руках!
– Василий Дмитрич, мне вас так жалко!… Нет, но вы такой славный… но не надо… это… а так я вас всегда буду любить.
Денисов нагнулся над ее рукою, и она услыхала странные, непонятные для нее звуки. Она поцеловала его в черную, спутанную, курчавую голову. В это время послышался поспешный шум платья графини. Она подошла к ним.
– Василий Дмитрич, я благодарю вас за честь, – сказала графиня смущенным голосом, но который казался строгим Денисову, – но моя дочь так молода, и я думала, что вы, как друг моего сына, обратитесь прежде ко мне. В таком случае вы не поставили бы меня в необходимость отказа.
– Г'афиня, – сказал Денисов с опущенными глазами и виноватым видом, хотел сказать что то еще и запнулся.
Наташа не могла спокойно видеть его таким жалким. Она начала громко всхлипывать.
– Г'афиня, я виноват перед вами, – продолжал Денисов прерывающимся голосом, – но знайте, что я так боготво'ю вашу дочь и всё ваше семейство, что две жизни отдам… – Он посмотрел на графиню и, заметив ее строгое лицо… – Ну п'ощайте, г'афиня, – сказал он, поцеловал ее руку и, не взглянув на Наташу, быстрыми, решительными шагами вышел из комнаты.
На другой день Ростов проводил Денисова, который не хотел более ни одного дня оставаться в Москве. Денисова провожали у цыган все его московские приятели, и он не помнил, как его уложили в сани и как везли первые три станции.
После отъезда Денисова, Ростов, дожидаясь денег, которые не вдруг мог собрать старый граф, провел еще две недели в Москве, не выезжая из дому, и преимущественно в комнате барышень.
Соня была к нему нежнее и преданнее чем прежде. Она, казалось, хотела показать ему, что его проигрыш был подвиг, за который она теперь еще больше любит его; но Николай теперь считал себя недостойным ее.
Он исписал альбомы девочек стихами и нотами, и не простившись ни с кем из своих знакомых, отослав наконец все 43 тысячи и получив росписку Долохова, уехал в конце ноября догонять полк, который уже был в Польше.
После своего объяснения с женой, Пьер поехал в Петербург. В Торжке на cтанции не было лошадей, или не хотел их смотритель. Пьер должен был ждать. Он не раздеваясь лег на кожаный диван перед круглым столом, положил на этот стол свои большие ноги в теплых сапогах и задумался.
– Прикажете чемоданы внести? Постель постелить, чаю прикажете? – спрашивал камердинер.
Пьер не отвечал, потому что ничего не слыхал и не видел. Он задумался еще на прошлой станции и всё продолжал думать о том же – о столь важном, что он не обращал никакого .внимания на то, что происходило вокруг него. Его не только не интересовало то, что он позже или раньше приедет в Петербург, или то, что будет или не будет ему места отдохнуть на этой станции, но всё равно было в сравнении с теми мыслями, которые его занимали теперь, пробудет ли он несколько часов или всю жизнь на этой станции.
Смотритель, смотрительша, камердинер, баба с торжковским шитьем заходили в комнату, предлагая свои услуги. Пьер, не переменяя своего положения задранных ног, смотрел на них через очки, и не понимал, что им может быть нужно и каким образом все они могли жить, не разрешив тех вопросов, которые занимали его. А его занимали всё одни и те же вопросы с самого того дня, как он после дуэли вернулся из Сокольников и провел первую, мучительную, бессонную ночь; только теперь в уединении путешествия, они с особенной силой овладели им. О чем бы он ни начинал думать, он возвращался к одним и тем же вопросам, которых он не мог разрешить, и не мог перестать задавать себе. Как будто в голове его свернулся тот главный винт, на котором держалась вся его жизнь. Винт не входил дальше, не выходил вон, а вертелся, ничего не захватывая, всё на том же нарезе, и нельзя было перестать вертеть его.
Вошел смотритель и униженно стал просить его сиятельство подождать только два часика, после которых он для его сиятельства (что будет, то будет) даст курьерских. Смотритель очевидно врал и хотел только получить с проезжего лишние деньги. «Дурно ли это было или хорошо?», спрашивал себя Пьер. «Для меня хорошо, для другого проезжающего дурно, а для него самого неизбежно, потому что ему есть нечего: он говорил, что его прибил за это офицер. А офицер прибил за то, что ему ехать надо было скорее. А я стрелял в Долохова за то, что я счел себя оскорбленным, а Людовика XVI казнили за то, что его считали преступником, а через год убили тех, кто его казнил, тоже за что то. Что дурно? Что хорошо? Что надо любить, что ненавидеть? Для чего жить, и что такое я? Что такое жизнь, что смерть? Какая сила управляет всем?», спрашивал он себя. И не было ответа ни на один из этих вопросов, кроме одного, не логического ответа, вовсе не на эти вопросы. Ответ этот был: «умрешь – всё кончится. Умрешь и всё узнаешь, или перестанешь спрашивать». Но и умереть было страшно.
wiki-org.ru
Добавить сайт в избранное
.jpg)
