Поршневые кольца - как правильно выбрать и заменить

Поршневые кольца — одна из основных деталей цилиндро-поршневой группы двигателя автомобиля. Представляют собой кольца разъемного типа, устанавливаемые на поршни. Обеспечивают герметизацию камеры сгорания, сокращают объем отработанных газов, поступающих в картер, расход масла.

Для чего нужны поршневые кольца

Чтобы обеспечить оптимальные условия для воспламенения топлива, для двигателей внутреннего сгорания крайне важно создать избыточное давление в камере внутреннего сгорания на этапе завершения такта сжатия. Этот показатель называется компрессией.

Для нормальной работы бензиновых двигателей этот величина компрессии должна составлять 9–12 атмосфер, в дизельных силовых установках значение еще выше и достигает 22-32 атмосферы. Чтобы получить такие показатели, важно качественно загерметизировать камеру сгорания на этом этапе работы ДВС. Данную задачу и выполняют поршневые кольца.

1 - поршень; 2 - верхнее компрессионное кольцо; 3 - второе компрессионное кольцо; 4 - маслосъемное кольцо; 5 - поршневой палец; 6 - стопорные кольца

Основные функции поршневых колец

Помимо обеспечения герметизации эти детали двигателя выполняют следующие функции:

• За счет сокращения площади соприкосновения со стенками цилиндра уменьшают силу трения, что способствует сокращению потерь энергии и предотвращению преждевременного износа основных деталей поршнево-цилиндровой группы.
• Предотвращение влияние температурного расширения деталей, сделанных из различных материалов. Для производства поршней и цилиндров применяют сплавы с отличающимся коэффициентом расширения. Установка колец позволяет избежать заклинивание поршней при чрезмерном нагреве. Дополнительно это решение позволяет поддерживать стабильный уровень компрессии при значительных изменениях температуры.
• Маслосъемные поршневые кольца удаляют излишки масла со стенок цилиндра, что позволяет обеспечить оптимальную смазку деталей без чрезмерного расхода смазывающей жидкости.

Отметим, что установка колец позволяет обеспечить частичное охлаждение поршня, отводя тепловую энергию в стенки цилиндра. Такое решение увеличивает срок службы основных деталей.

Причины и последствия износа поршневых колец

При работе ДВС поршневые кольца подвергаются значительной тепловой и механической нагрузке. Нагрев и трение приводят к постепенному износу этих деталей. В результате уменьшается степень герметизации, часть рабочих газов попадает в картер, а не выполняет эффективную работу. Износ колец приводит и к проникновению в камеру сгорания масла, которое изменяет состав топливовоздушной смеси, ухудшая ее воспламеняемость. Значительной проблемой считают и образование нагара на поверхности колец и поршней, что приводит к закоксовке и заклиниванию.

В результате воздействия этих факторов происходит существенное снижение мощности ДВС, увеличивается расход топлива, возрастает опасность выхода из строя деталей поршнево-цилиндровой группы. Устранение последствий заклинивания может потребовать проведение дорогого капитального ремонта.

При обнаружении признаков износа поршневых колец необходимо провести диагностику и замену деталей, отработавших свой ресурс.​

Правила выбора и замены поршневых колец

Для замены выбирают только кольца, соответствующие двигателю по каталожному номеру и типу. Если проводилась расточка цилиндровых гильз, необходима установка ремонтных колец с увеличенным размером.

Общая схема работ по замене:

• Все операции выполняют только в соответствии с рекомендациями и инструкциями производителя.
• Для установки используют специальную оправку, прижимающую кольца к поверхности поршня.
• После демонтажа старых деталей тщательно очищают канавки от нагара.
• При установке новых колец важно соблюдать расположение верхних и нижних меток.
• Замки новых поршневых колец должны быть смещены относительно друг друга, не допускается расположение на линии крепежного поршневого пальца. Это необходимо для повышения степени герметизации.
• После монтажа проверяются все нормативные зазоры, величина которых должна соответствовать установленным значениям.

В обязательном порядке проводят обкатку двигателя после замены поршневых колец. Первая тысяча километров пробега осуществляется при работе ДВС в щадящем режиме при нагрузке не более 50% от нормативной. При правильной замене удается полностью восстановить мощность и другие характеристики двигателя.