0 
Любое транспортное средство состоит из целого набора самых разнообразных деталей, среди которых встречаются как большие агрегаты (например, двигатель или карбюратор), так и совсем маленькие элементы. Именно к таким небольшим составляющим относятся автомобильные поршневые кольца, которые, наряду с другими деталями, отвечают за эффективность работы транспортного средства в целом. Сейчас мы более детально расскажем об их назначении, особенностях выбора и последующей замене.
1. Для чего автомобилю поршневые кольца?
Поршневые кольца – это незамкнутые элементы, которые с небольшим зазором посажены в канавки, находящиеся на внешних поверхностях поршней двигателя внутреннего сгорания. Исходя из назначения указанных элементов, можно выделить две группы таких деталей: к первой относят компрессионные кольца, а ко второй – маслосъемные.
Компрессионные кольца используются для предотвращения порыва газов из камеры сгорания в картер. В свободном состоянии наружный диаметр такого кольца больше внутреннего диаметра цилиндра, поэтому часть детали просто вырезают, а сам вырез называют замком.
Компрессионные кольца поддерживают необходимый уровень герметичности, в то время как маслосъемные занимаются регулировкой количества масла на стенках цилиндра. Именно регулировкой, но никак не полным удалением, ведь дефицит смазочного материала легко может вызвать масляное голодание соединения поршня, что, впоследствии, приводит к его заклиниванию.
Приемлемый уровень герметичности – это, конечно, основное назначение поршневых колец, но все же стоит отметить, что некоторая часть газов все равно проникает из камеры сгорания во внутреннее пространство картера, пусть даже двигатель новый и находится в полностью исправном состоянии.
Уплотнение с использованием поршневых колец в мире техники носит название «уплотнения лабиринтного типа», для которого характерна незначительная утечка газов (на исправном моторе она должна находиться в пределах 0,5-1,0%).
Кроме роли уплотнителей и регулятора количества масла на стенках цилиндра, поршневые кольца имеют и другие задачи: например, отводят тепло от поршня к стенкам цилиндра. То есть, можно сказать, что указанные элементы выполняют три основных функции:
1. Поддерживают необходимый уровень герметичности между поршнем и стенками цилиндра;
2. Регулируют количество масла, которое обеспечивает смазывание места соединения поршня с цилиндром, и предотвращают его поступление в камеру сгорания двигателя;
3. Охлаждают работающий поршень, отводя от него тепло к стенкам цилиндра.
Все эти задачи выполняются поршневыми кольцами в очень тяжелых рабочих условиях и под воздействием высоких механических и тепловых нагрузок, а появлению теплового напряжения данных деталей способствует воздействие на них горячих рабочих газов и трение колец о стенки цилиндра, которое происходит в условиях масляного голодания в верхней части поршня. В такой ситуации нормальная работоспособность описанных элементов достигается как за счет конструктивных особенностей колец, так и за счет правильного подбора материала их изготовления.
2. Выбор поршневых колец
В современном магазине автозапчастей можно найти поршневые кольца на любой вкус и кошелек, которые выпускаются самыми разными производителями. Сразу нужно отметить, что детали известных марок по умолчанию не могут стоить дешево, ведь для их создания должны использоваться только самые качественные материалы и новейшие технологии производства.
Кроме того, изготовление таких поршневых колец проходит на самом современном оборудовании, которое, кстати говоря, само по себе стоит отнюдь не дешево, из-за чего позволить его могут только крупные производители. Вот и получается, что конечная себестоимость каждой детали может быть несколько выше, нежели рыночная цена аналогичного изделия менее известного производителя. Правда, далеко не всегда продукция малоизвестной фирмы оказывается плохой и некачественной, тут уже как повезет.
Зачастую, при изготовлении поршневых колец используется чугун, поскольку он хорошо взаимодействует с чугуном, используемым в блоках цилиндров, а его состав дает возможность сдерживать масло, что существенно уменьшает износ деталей. Не менее распространен пластичный чугун, обладающий большинством преимуществ обычного чугуна и дополнительной возможностью упругой деформации, что существенно облегчает монтаж колец.
Поршневые кольца, которые были изготовлены из нержавеющей стали – это уже усовершенствованный вариант хромированных колец, сделанных из чугуна. Нержавеющая сталь включает в себя большое количество хрома, благодаря которому детали имеют такие же свойства, как и хромированные изделия. Кроме того, нержавейка отлично переносит высокие температуры, чем выгодно отличается от хромированного чугуна.
Желая увеличить длительность «жизни» поршневых колец и обеспечить их быструю приработку, разработчики создали молибденовые кольца, в основе которых находится чугун с молибденовым покрытием. Указанный материал обладает многими свойствами хрома, в том числе и противоизносными качествами, что со временем позволило молибденовым кольцам занять лидирующие позиции среди деталей такого рода.
Выполняя расточку цилиндров (обычно применяется при капитальном ремонте мотора), грамотные мотористы стараются покупать комплект колец, имеющий в своем составе наборные маслосъемные кольца. Разница между наборной и ненаборной деталью кроется в принципе ее действия при контакте с зеркалом цилиндра. Например, когда поршень достигает нижней мертвой точки, наборное маслосъемное кольцо способно выгибаться в проточке поршня, более плотно прижимаясь к зеркалу цилиндра, что позволяет максимально эффективно защищать цилиндр от попадания масла.
Это стало возможным благодаря конструкции самого кольца, которая предусматривает наличие нескольких частей, жестко соединенных между собой, но имеющих при этом «свободу» движения. Если маслосъемное кольцо полностью цельное, то оно способно выгибаться только одним краем, не имея возможности полностью прижиматься к стенке цилиндра.
Бытует мнение, что тонкие поршневые кольца, при высоких оборотах двигателя, будут предотвращать вибрацию, а также уменьшать трение между стенкой отверстия цилиндра и самим поршневым кольцом. В принципе, такие детали хорошо справляются со своей работой практически во всех условиях, но из-за того, что от них ждут повышенных усилий воздействия на стенки, и из-за некоторых других факторов (в том числе высоких рабочих температур) их применение способствует ускоренному износу лицевой поверхности самих деталей и цилиндров силового агрегата.
Не последнюю роль в ситуации выбора поршневых колец играет материал их изготовления, ведь этим деталям приходится работать в достаточно сложных условиях. Чтобы решить эту проблему, сегодня разрабатывается специальная конструкция таких элементов с необходимым подбором материала для их создания. Так, верхнее кольцо, поскольку оно считается наиболее нагруженным, изготавливается из эластичного легированного чугуна высокой прочности, который имеет в своем составе плазменное напыление молибдена или хрома.
Для высокофорсированных двигателей начали изготавливать стальные кольца. По своей структуре хром и так относится к пористым металлам, а значит, способен хорошо удерживать нужное количество смазочного материала. Такие покрытия колец (с использованием хрома или молибдена) обладают повышенным уровнем износостойкости и относительно небольшим коэффициентом трения при контакте с цилиндром.
Именно поэтому низкокачественные изделия в буквальном смысле сгорают уже на первых тысячах пробега автомобиля после ремонта, что для его владельца означает скорое повторение процедуры. Если Вам не нужны лишние проблемы, то на качестве лучше не экономить, к тому же детали стоит покупать только у надежных и проверенных продавцов или в специализированных центрах.
Для обеспечения долгой и стабильной работы поршневых колец на автомобиле с форсированным двигателем, при выборе деталей стоит учитывать несколько факторов. Во-первых, как мы говорили, существенную роль в этом вопросе играет качество изделия и известность производителя. Во-вторых, на срок службы колец оказывает влияние и их ширина. На начальном этапе приработки, узкие кольца обеспечивают более качественное уплотнение, но основной недостаток таких деталей – в их поверхности, которая быстро поддается износу. Учитывая это, для форсированного двигателя, установленного на обычное транспортное средство, нет смысла использовать слишком узкие кольца.
Большинство двигателей, которые «привыкли» работать на оборотах, не превышающих показатель в 6500 об/мин, будут хорошо выполнять свои функции и с кольцами стандартной ширины (имеется ввиду первое и второе компрессионные). Для тех форсированных моторов, обороты которых превышают 6000 об/мин (а в некоторых случаях даже 7000 об/мин), как правило, устанавливают верхнее компрессионное кольцо шириной 1,59 мм. Применять кольца «потоньше» можно лишь в тех случаях, когда характеристики силового агрегата важнее долгосрочности службы самих деталей.
Решить проблему быстрого износа и одновременно немного увеличить мощность мотора можно с помощью специальных тонких колец, но, к сожалению, стоят такие детали совсем не дешево и, несмотря на высокое качество изделий, рядовые автолюбители предпочитают выбирать более доступные модели. Специальные тонкие кольца изготавливаются из разных материалов и имеют разную ширину, поэтому, при выборе элемента, нужно иметь четкое представление о требованиях к ним. Если Вам все же удастся подобрать правильную комбинацию, выбрав перед этим нужные поршневые кольца высокого качества, то проблем с их работой возникать не должно.
3. Замена поршневых колец
Существует несколько признаков, свидетельствующих о необходимости замены поршневых колец. К основным из них относят:
1. Снижение мощности силового агрегата (чаще всего является главным толчком к выполнению замены);
2. Резкое увеличение расхода масла (этот признак дополняет первый, ведь изношенные кольца просто неспособны вовремя убирать масло со стенок цилиндров, что в итоге приводит к его попаданию в камеру сгорания). Но не стоит всю вину сразу перекладывать на поршневые кольца, ведь существует много других причин, по которым мотор может потреблять большое количество масла;
3. Следом за увеличением потребления масла, увеличивается и расход топливной жидкости, ведь подсевшие кольца в основном вызывают падение уровня компрессии, вследствие чего, чтобы заставить мотор нормально работать или хотя бы попытаться это сделать, водителю придется сильнее давить на педаль газа. Правда, результатом таких попыток могут оказаться залитые бензином свечи или попадание солярки в картер (имеются ввиду дизельные двигатели).
Определив проблему, Вам нужно сразу решить, будете ли Вы демонтировать двигатель, или произведете замену сломанной детали, не снимая его. В этом вопросе поможет разобраться головка цилиндра, которую нужно предварительно снять. Это поможет получить общее представление о состоянии цилиндров, выработке или других дефектах присутствующих на стенках гильзы. Возможно, в прошлом двигатель поддавался перегреву, и это вызвало образование задир на стенках цилиндров, которые, в свою очередь, вызвали неисправность поршневых колец.
Одним словом, снимете головку и поймете: надо демонтировать мотор или нет. Кстати, из-за особенностей конструкции некоторых силовых агрегатов, их приходится снимать в обязательном порядке, ведь иначе вскрыть поддон не получится.
В результате проведения такой диагностики может выясниться, что, помимо замены поршневых колец, требуется еще и расточка блока цилиндров, так как при наличии серьезного износа (выработки) новые кольца не смогут помочь. Поэтому, прежде чем приступать к работе, следует учесть возможность и такого варианта развития событий, ведь нередко безобидная на первый взгляд замена колец может обернуться полномасштабным капитальным ремонтом «сердца» машины.
Разобравшись с симптомами и решив менять поршневые кольца, Вам нужно будет предпринять следующие меры:
Для начала купите новые сменные детали (на что обращать внимание при выборе поршневых колец, мы уже писали выше). Затем вскройте головку блока цилиндров (с этим не должно возникнуть проблем, главное потом правильно установить ее на место). Оцените внешнее состояние цилиндров и головки блока – возможно, они нуждаются в реставрации (расточке, притирке или удалении трещин). Теперь слейте моторное масло и вскройте поддон картера. Также не помешает проверить и масляный насос, а если он мешает Вам выполнять поставленные задачи – его можно на время снять. Открутите крышки шатунов и вытолкните их вверх, предварительно устранив нагар с верхушки цилиндра. Важно не перепутать крышки местами.
Следующий этап – это непосредственная замена поршневых колец, для снятия и установки которых лучше воспользоваться специальными щипцами. Однако, если специальных инструментов у Вас нет, то можно использовать и небольшую плоскую отвертку, главное в ходе работы – придерживаться предельной аккуратности. Старые и сильно изношенные кольца можно просто сломать, особенно это касается компрессионных колец, ведь половина старой детали – это лучшее орудие для очистки канавок от нагара. Сильные загрязнения не позволят установить поршень с новыми кольцами в гильзу, а половина старого кольца поможет счистить нагар.
Установка поршневых колец может оказаться непростой задачей, ведь сами детали достаточно тонкие, а маслосъемные и средние компрессионные кольца еще и очень хрупкие. Поэтому, выполняя их монтаж, следует быть предельно внимательными и не оказывать лишнего давления на деталь. Обратите внимание! В комплекте с качественными изделиями всегда поставляется инструкция по их монтажу, где Вы можете ознакомиться с особенностями установки той или иной модели поршневых колец более детально.
