Поршень двигателя. Поршневые кольца
Поршневой двигатель внутреннего сгорания в обязательном порядке включает в себя такую подсистему как поршневая группа, иногда ее еще называют цилиндро-поршневой или шатунно-поршневой группой, которая является частью кривошипно-шатунного механизма (КШМ).
В состав поршневой группы входят: поршневой палец, поршневые кольца (их несколько), поршень. Если речь идет о цилиндро-поршневой группе, то дополнительно еще и цилиндры силового агрегата, а если о шатунно-поршневой группе, то шатун.
В ходе работы силового агрегата поршневая группа и ее компоненты, особенно поршень, испытывают колоссальные нагрузки, в том числе температурные, воздействие высокого давления, подвержены естественному износу, механическим повреждениям. Могут изменяться геометрия и размер поршня, возникать другие поломки.
Также происходит изменение рабочих и эксплуатационных характеристик, прежде всего, речь идет о таких важных параметрах как компрессия и тепловой зазор поршня.
Компрессия – это максимальный уровень давления в цилиндре, возникающего тогда, когда поршень двигателя достигает ВМТ (расшифровывается как верхняя мертвая точка). Во многом компрессия зависит от степени сжатия. Если компрессия упадет, то есть давление будет снижаться по причине того, что неисправны компрессионные поршневые кольца, то мотор вообще может не завестись.
Тепловой зазор необходим для обеспечения свободного хода поршня в цилиндре. Поэтому диаметр поршня меньше диаметра цилиндра. В процессе эксплуатации диаметр поршня и цилиндра могут изменяться под воздействием естественного износа, меняются свойства металла, во многом под цикличным влиянием очень высоких температур и по целому ряду иных причин. Если тепловой зазор нарушится, то проблемы неизбежны, если в меньшую сторону, то возможно заклинивание поршня в цилиндре, если в большую – нарушается герметичность соединения и падает компрессия, вероятен прогар поршня.
Все эти параметры обуславливают востребованность планового обслуживания двигателя, в том числе такой важной его составляющей как поршневая группа. А в случае, когда появляются признаки неисправностей, снижаются рабочие и эксплуатационные параметры двигателя, например, падает мощность, повышается расход топлива, требуется и внеплановое обслуживание.
Работы, связанные с обслуживанием двигателей автомобилей на высоком профессиональном уровне, оперативно, с гарантией качества, в Казани выполняют опытные мотористы технического центра «Гвардейский». В список наших услуг входят:
- техническое обслуживание двигателей в полном соответствии с рекомендациями автопроизводителей, учетом конструкционных особенностей, специфики эксплуатации самого силового агрегата;
- комплексная диагностика, в частности, визуальный осмотр, инструментальная, компьютерная диагностика, при необходимости демонтаж и дефектовка, в том числе компонентов, которые включает поршневая группа (поршневые кольца (зачастую их несколько), поршень, а также поршневые пальцы);
- ремонт поршневой группы и ее компонентов, если это возможно, не приведет к снижению рабочих характеристик силового агрегата и надежности его эксплуатации;
- замена поршневой группы и ее отдельно взятых элементов, в том числе замена поршней и замена поршневых колец.
Также по необходимости выполняется целый ряд других работ с целью поддержания двигателя автомобиля в исправном, полнофункциональном состоянии. С целью оперативного и главное качественного выполнения всего спектра работ, связанных с обеспечением условий, при которых поршневая группа будет в полной мере выполнять свои функции и работать надежно, у нас создана современная материально-техническая база. То есть весь необходимый инструмент, востребованные приборы и специальное оборудование есть в наличии.
Если необходимо для замены поршень купить, то это можно сделать в нашем техцентре, при котором работает магазин автомобильных запчастей. В нем представлен широкий ассортимент комплектующих, расходных материалов, жидкостей, аксессуаров для поддержания в исправном состоянии всех систем автомобиля, в том числе мотора и такой важной его подсистемы как поршневая группа. У нас можно купить поршневые кольца, поршневые пальцы и иные запасные части, а не только поршень двигателя.
Беря во внимание сложное устройство силового агрегата необходимо правильно подбирать размер поршня (большое значение имеет и размер поршневых колец), с учетом конструкционных особенностей и материала изготовления. Помощь в подборе необходимых запчастей готовы оказать опытные и квалифицированные мотористы нашего автосервиса. Специалисты имеют большие практические опыт и навыки, досконально знают особенности большинства двигателей, которые ставятся на современные легковые машины.
Автовладельцам предлагаются выгодные условия покупки, среди них доступные цены, возможность доставки «под заказ» и множество других. Необходимо больше информации? Хотите купить поршневые кольца, поршни и другие детали кривошипно-шатунного механизма? Звоните! Приезжайте, если можете! Контактная информация размещена на нашем официальном сайте.
Предназначение
Поршневая группа силового агрегата выполняет целый ряд важных функций. Поршень двигателя совершает возвратно-поступательные движения, что дает возможность при помощи шатуна (очень редко штока) передавать механическую энергию на коленвал, заставляя его тем самым вращаться. То есть основная функция КШМ – передача механической энергии и преобразование ее в крутящий момент. Поршень может иметь и дополнительные функции. Тут все зависит от конструкционных особенностей отдельно взятого поршневого ДВС, используемого цикла работы, вида топлива и ряда других важных параметров. Более подробная информация у мотористов техцентра «Гвардейский».
Для чего нужны поршневые кольца? Чтобы ответить на данный вопрос, необходимо отметить один момент, то есть указать на классификацию. Все дело в том, что поршневых колец по функциональному назначению бывает два вида – маслосъемные и компрессионные.
Компрессионные поршневые кольца ставятся для предотвращения утечки газов непосредственно из камеры сгорания. То есть они используются для уплотнения соединения между цилиндром и поршнем, обеспечивают необходимую степень герметичности сопряжения данных деталей. От этого напрямую зависит такой параметр, как компрессия.
Маслосъемные поршневые кольца используются для регулировки толщины слоя моторного масла на стенках цилиндра в системах с раздельной смазкой.
Также поршневые кольца требуются для обеспечения процесса теплоотдачи (отвода избыточного тепла от нагретого поршня прямо на стенки цилиндра).
Поршневой палец используется для обеспечения соединения верхней головки шатуна (ее еще называют поршневой головкой, она же ВГШ) с поршнем. На других экзотических схемах останавливаться не будем, встречаются они на поршневых ДВС современных легковых машин достаточно редко.
Разновидности
Сначала рассмотрим поршень двигателя и начнем, пожалуй, с его конструкции, за основу возьмем классический вариант. Поршень включает три части:
- днище;
- уплотнительную;
- направляющую (ее еще принято называть «юбкой», для ряда двигателей также уместно использование термина тронковая).
Чтобы было понятно, поршень похож на стакан, который, как и цилиндр, располагается в двигателе по отношению к поверхности дорожного полотна либо строго вертикально, либо под углом (V-образные и другие виды ДВС) днищем вверх, либо горизонтально (речь о ряде оппозитных моторов).
Днище
Днище – основная рабочая часть поршня, нижняя поверхность камеры сгорания. На него воздействует энергия теплового расширения, образующегося при сгорании топливно-воздушной смеси. Иначе говоря газы давят на днище. Этим обеспечивается движение поршня прямо к нижней мертвой точке (она же сокращенно НМТ). То есть происходит преобразование химической и тепловой энергии в определенную механическую работу с одновременной передачей тепла на ряд конструкционных элементов мотора (сначала на поршень, а затем через поршневые кольца, частично иные компоненты поршневой группы и моторное масло, на другие узлы, где уже начинает свою работу система охлаждения двигателя).
Днище отличается по форме и конструкционным особенностям. Все во многом зависит от вида топлива, специфики двигателя, расположения форсунок, свечей зажигания, клапанов, цикла работы и прочих важных параметров.
Если это поршень двигателя, работающего на бензине, то днище бывает:
- выпуклым;
- вогнутым;
- плоским.
Иногда, хотя и очень редко, используются дополнительные элементы, такие как выступ-дефлектор и ряд других. Встречаются и углубления для тарелок клапанов.
В дизельных двигателях все немного сложнее, во многом предопределяется видом камеры сгорания (она бывает раздельной или нераздельной). Нераздельная камера сгорания встречается чаще. Она обустраивается полностью или частично (вторая часть в ГБЦ, реже полностью в ГБЦ) именно в днище поршня. Форма такой камеры сгорания может существенно отличаться. Встречаются такие варианты как тороидальная, полусферическая, цилиндрическая, овальная, шаровая, вихревая, трапецеидальная.
Когда проводится замена поршней, форма днища мотористами учитывается в полной мере.
Уплотнительная часть
Уплотнительная часть – это канавки, в них ставятся поршневые кольца. Выше уже упоминали, что их два вида – маслосъемные и компрессионные. В канавках, где устанавливаются маслосъемные поршневые кольца, есть радиальные отверстия, они необходимы для отвода избыточного моторного масла в картер с промежуточной смазкой внутренней части поршня.
Поршневые кольца изготавливаются из чугуна, а также стали (в том числе нержавеющей), зачастую на них наносится специальное, особое покрытие (хром, олово, молибден, керамика), выполняются фосфатирование или лужение рабочей поверхности.
Учитывайте, что поршневые кольца у бензиновых и дизельных силовых агрегатов различаются. Так компрессионные кольца дизельных моторов идут с молибденовым покрытием и трапецеидальным профилем. Отметим, что компрессионные кольца подразделяются на зазорные и беззазорные, по профилю бывают бочкообразными, трапециевидными, коническими.
Маслосъемные кольца бывают коробчатыми или наборными, могут иметь или не иметь хромированное покрытие, иногда оборудуются пружинным элементом (пружинами-расширителями).
Прежде чем поршень купить, учитывайте, что количество колец и их состав может существенно отличаться. Все дело в том, что чем меньше колец, тем лучше работает двигатель, но и тем хуже охлаждаются поршни, возможен их прогар. Производители постоянно ищут компромисс между двумя этими параметрами. Сейчас в классическом варианте поршневые кольца ставятся в количестве трех штук. Нужно купить поршневые кольца компрессионные два (верхнее, а также нижнее) и одно маслосъемное. Это самая распространенная схема, хотя используется и не всегда.
Перед тем как сделать покупку, необходимо учитывать размер поршневых колец, а именно высоту, радиальную ширину и диаметр.
Днище и уплотнительная часть в целом называются головкой поршня. Расстояние между уплотнительной частью (первым, верхним компрессионным кольцом) и днищем называется жаровым (огневым) поясом. Сама уплотнительная часть – это уплотнительный пояс, соответственно направляющая часть – направляющий пояс.
Существует и такое понятие как компрессионная высота, расстояние от днища к поршневому пальцу.
Диаметр поршня по всей длине детали отличается. Профиль может использоваться различный, например, T-образный.
Учитывайте также, что наружный диаметр поршня для ремонта делится на пять классов (маркируется от A до E). Раз заговорили, то есть такое понятие как ремонтный размер поршня, у него своя маркировка, зачастую треугольник или квадрат.
Направляющая часть
И третья часть направляющая, она же тронк («юбка»). В ней предусмотрены бобышки с отверстиями, в которые вставляется поршневой палец. Он либо жестко запрессовывается (в бобышки поршня или головку шатуна), либо бывает «плавающим», может двигаться, фиксируется стопорным кольцом, полукольцом или другим способом. Также используется смещение поршневого пальца (дезаксаж) по вертикальной и горизонтальной оси. Иногда на юбку поршня дизельного мотора ставятся дополнительные маслосъемные поршневые кольца (точнее сказать одно кольцо). И еще отметим, что она бывает симметричной или ассиметричной, конусообразной или бочкообразной.
Следующий важный момент. Прежде чем поршень двигателя купить учитывайте, что он может изготавливаться из различных материалов, основные варианты:
- чугун (в том числе ковкий или серый);
- алюминиевые сплавы, включая силуминовые с кремнием;
- комбинация сплавов алюминия и чугуна (составной поршень, как правило, используется на дизельных моторах и то не всегда).
И последнее – поршень двигателя изготавливается с применением двух технологий, либо литья под определенным давлением, либо штамповки (иногда такие поршни называют коваными). У поршней изготовленнных методом литья есть термокомпенсационные поршневые кольца (зачастую одно, его называют термовставкой).
Принцип работы
Принцип работы поршня зависит от множества факторов. Если не углубляться в тему, то выше мы уже отмечали, что задача поршня – обеспечить передачу механической энергии на шатун и далее коленвал с целью преобразования ее в крутящий момент. Иначе говоря, в камере сгорания сжигается ТВС (смесь воздуха с бензином или дизельным топливом), образуется тепловая энергия, поршень осуществляет возвратно-поступательное движение и эта энергия превращается в механическую работу, та, при помощи других компонентов КШМ, в крутящий момент коленвала.
Неисправен мотор, его поршневая группа? Вышли из строя поршень, поршневые кольца, другие компоненты КШМ? Нарушена компрессия? Нужно поршень купить, а также купить поршневые кольца (как компрессионные, так и маслосъемные)? Необходимо подобрать размер поршня, диаметр поршня, размер поршневых колец, выбрать сам поршень двигателя? Требуется замена поршней или замена поршневых колец в Казани?
Обращайтесь! Звоните! Если возможно приезжайте!
Режим работы технического центра «Гвардейский» – семь дней в неделю, с утра 9:00 до вечера 21:00.
