ЧТО НАДЕНУТ НА ПОРШЕНЬ
ЧТО НАДЕНУТ НА ПОРШЕНЬ
КЛУБ Автовладельцев
Комплектующие
ЧТО НАДЕНУТ НА ПОРШЕНЬ
Технический прогресс затрагивает даже самые маленькие, на 1-ый взор, Ремонт и эксплуатация автомобиля.
Александр БУДКИН
Поршневые кольца в этом не только лишь не отстают от других "железок", но могут служить примером (см. таблицу).
Начнем танцевать от печки, точнее, от поршня. По мере совершенствования движков канавка первого поршневого кольца равномерно двигалась ввысь - поближе к камере сгорания. Это, во-1-х, позволяет уменьшить высоту и массу поршня, во-2-х, что сейчас важнее, - понизить токсичность отработавших газов, сократив объем полости меж стеной цилиндра и верхним (жаровым) поясом поршня - попавшие сюда пары горючего фактически не сгорают. Разумеется, что приближение кольца к камере сгорания отразилось на его температуре. Чтоб сдержать ее рост, приходится уменьшать зазор меж поршнем и стеной цилиндра, но при всем этом очень нужно с ювелирной точностью профилировать поршень, по другому не избежать задиров. В прохладном состоянии поперечник цилиндра в районе жарового пояса делают переменным по высоте - с маленький конусностью. И только после нагрева поршень становится вправду цилиндрическим.
Еще одна неувязка - износ канавок колец. Для борьбы с ним в дюралевом теле поршня делают твердые вставки под одно либо два верхних кольца - на дизелях такая конструкция издавна стала нормой. Время от времени такое решение подталкивает к изменению термической обработки самих колец, но об этом чуток позднее.
Один из основных вопросов, который приходится решать сейчас, - выбор материала для колец: чугун либо сталь? Хотя, кажется, совершенно не так давно вопрос так остро не стоял. Обычный материал колец - прочный чугун с глобулярным графитом (вид микроструктуры чугуна) - всем был неплох, пока высота колец составляла 2,0-2,5 мм. Следуя тенденции к понижению этого размера, на данный момент из чугуна делают кольца высотой наименее 1,5 мм. Пределом может стать 1,2 мм, а вот далее - как досадно бы это не звучало... компрессионные кольца высотой 1,2 мм (норма для большинства многообещающих движков), 1,0 мм и даже 0,8 мм (есть и такие) уже сейчас предпочитают делать из стали. Наименьшая высота пояса колец позволяет конструкторам приметно понизить высоту поршня, а означает, уменьшить высоту мотора, повысить твердость конструкции, понизить силы инерции и прирастить наивысшую частоту вращения. Вот вам и малая деталь. Добавим, что железные кольца практически никогда не ломаются, владеют большей упругостью и прочностью на извив, позволяют достигнуть наименьшего износа как самого кольца, так и канавок (читай - прирастить ресурс).
Медлительно, но правильно меняется и термическая обработка колец. Сейчас еще считается современным покрытие рабочей поверхности кольца колченогом либо молибденом. Но вот уже пару лет серийно изготавливают кольца с хромированием всей поверхности первого кольца. Необходимость этого обоснована как раз вставками в поршень, которые упоминались выше. Ведь контактирующее со вставкой кольцо резвее изнашивается по нижней и верхней поверхностям. Последующий шаг - азотирование железных колец по всей поверхности. А далее? У колец компании SM ("Шоттле Моторентайле", ФРГ) для моторов формулы 1 на рабочую поверхность нанесено титановое покрытие, которое после азотирования преобразуется в нитрид титана (фото 1). Получаемая твердость практически вдвое выше, чем при хромировании. Такие кольца уже делаются серийно.
Есть новинки и в механической обработке колец. Нынешний конек компании "Шоттле" - микрохонинговка рабочей поверхности глубиной 0,001 мм: такая поверхность кажется матовой и приобретает обычный сияние только после приработки.
Неплохой пример того, как оказывают влияние современные технологии на срок службы изделий, - новый "Мерседес-Актрос": устанавливаемые на нем кольца рассчитаны на 1 млн. км (!).
2-ое поршневое кольцо особенного внимания конструкторов не заслужило и только копирует некие технические решения, используемые при изготовлении "первого номера". А вот третьему кольцу кое-что перепало. Тут тоже наблюдается борьба стали и чугуна, но не настолько острая. Общие тенденции таковы: на бензиновые движки почаще ставят составные маслосъемные кольца (фото 2), на дизели - более обычные с перевернутой П-образной формой сечения (фото 1). Но борьба за уменьшение размеров ведется и тут.
Японские поршневые кольца (а отделение компании SM, специализирующееся на кольцах, принадлежит японской компании NPR) поставляют в Россию вот уже четыре года. Значит ли это, что машины неких россиян имеют такие же кольца, как на "шестисотом" "Мерседесе"? В общем, да. Но ресурса, близкого к самому престижному в Рф автомобилю, им не достигнуть - очень много причин оказывает влияние на работу колец. Важных - четыре: геометрия цилиндра, качество его хонинговки, качество масла и чистка воздуха. Испытатели ЗР находили забияки в цилиндрах совершенно новых российских машин. Вот вам и условия работы колец. Даже такая мелочь, как необычная прокладка головки блока при стандартных моментах затяжки, может вызвать отклонение в геометрии цилиндров (а несоблюдение самого момента затяжки и подавно). Более принципиально, как поставить кольцо, используя особые приспособления. Стоит перестараться с разжиманием кольца, и набор можно выкидывать. Ведь даже при видимом сохранении формы нужного рассредотачивания давления по окружности цилиндра уже не достигнуть.
Отметим попутно одно из преимуществ железных азотированных колец - способность работать по хоть какому материалу цилиндра, будь то чугун, алюминий, сталь, никасиль либо хром, чего нельзя сказать о кольцах с покрытием молибдена либо хрома.
И в конце концов о том, почему за рубежом не выпускают колец ремонтных размеров, ведь их личный подбор кажется просто нужным. Ответ прост. Установка кольца с номинальным размером в цилиндр с большим ремонтным размером приведет к повышению зазора в замке кольца с 0,2-0,4 мм до 0,35-0,55 мм. А при всех "номинальных" размерах - уже через 10-20 тыс. км пробега зазор оказывается не меньше. Вот и решили там, что изготовка колец под все ремонтные размеры экономически необоснованно, а отменная работа колец достигается совершенно по другому. Как - мы уже поведали.
Наша справка
НА ПРЕОДОЛЕНИЕ ТРЕНИЯ поршневых колец приходится от 40 до 60% всех механических утрат в движке. В особо томных критериях работает 1-ое кольцо. На него приходится около 60% утрат на трение всех колец, оно сдерживает приблизительно 50% давления газов в цилиндре, а при отсутствии масляного остывания поршня пропускает через себя до 60% тепла, достающегося поршню.
Ворачиваясь к написанному
КОГДА РАССЕЯЛСЯ ТУМАН
Гаражные антикоррозианты - 1000 часов в солевой камере.
В предшествующей статье (ЗР, 2000, № 1) мы обещали поведать о судьбе противокоррозионных препаратов, "отбывающих" долгий срок в камере солевого тумана. После 1008 часов специалисты объявили "амнистию" - результаты осмотра "того, что осталось", приведены в таблице.
Прекрасную солестойкость показал российский состав БКМ-100 столичной компании "Рогнеда", стопроцентно проигнорировавший пробы ржавчины захватить охраняемую местность. Продукт "Ребакс" той же компании уступил победителю совершенно малость и также заслужил высшую оценку. Все другие антикоррозианты малость отстали - приемущественно из-за неважной адгезии.