Комплект поршневых колец

Комплект поршневых колец - это набор колец, которые устанавливаются в канавки поршней и работают в контакте со стенками цилиндров. Каноническое английское название - Piston Ring Kit. Также применяются названия Piston Ring Set и Engine Piston Ring Set.

Кольца герметизируют камеру сгорания, передают часть тепла от поршня к цилиндру и регулируют количество моторного масла на рабочей поверхности. Их состояние влияет на компрессию, картерные газы, расход масла, мощность и чистоту выхлопа.

Название «комплект» может означать набор для одного поршня или для всего двигателя. Перед заказом необходимо проверить количество колец в упаковке.

Главный принцип: новые кольца нельзя устанавливать без измерения цилиндров, поршней, канавок и рабочих зазоров. Новый комплект не устранит овальность, конусность, задиры и изношенные канавки поршня.

Не подбирайте кольца только по модели автомобиля и объему двигателя.
Не устанавливайте ремонтный комплект в стандартный цилиндр без измерения.
Не меняйте кольца без проверки геометрии цилиндров.
Не очищайте канавки инструментом, снимающим металл.
Не разжимайте кольцо больше необходимого.
Не устанавливайте кольцо неправильной стороной.
Не оставляйте забитыми дренажные отверстия.
Не накладывайте концы расширителя друг на друга.
Не оценивайте маслосъемные кольца только по компрессии.
Не запускайте двигатель без предварительного давления масла.

Назначение поршневых колец

Во время работы поршень перемещается в цилиндре с высокой скоростью. Над ним действует давление газов, а снизу находится картер с моторным маслом.

уменьшают прорыв газов в картер;
поддерживают компрессию;
регулируют толщину масляной пленки;
возвращают избыток масла в картер;
отводят тепло от поршня;
стабилизируют положение поршня;
уменьшают попадание масла в камеру сгорания;
снижают давление картерных газов;
поддерживают эффективность двигателя;
защищают свечи, катализатор и сажевый фильтр от масла.

Состав комплекта

Типичный современный поршень имеет:

верхнее компрессионное кольцо;
второе компрессионно-маслосъемное кольцо;
маслосъемное кольцо.

Трехсоставное маслосъемное кольцо включает:

верхнюю тонкую рейку;
пружинный расширитель;
нижнюю тонкую рейку.

Для четырехцилиндрового двигателя набор с тремя кольцами на поршень может содержать 12 функциональных позиций, но отдельных элементов будет больше при трехсоставных маслосъемных кольцах.

Верхнее компрессионное кольцо

Верхнее кольцо работает рядом с камерой сгорания и испытывает максимальные температуру и давление.

основное уплотнение газов;
передача тепла от поршня;
поддержание компрессии;
ограничение прорыва газов в картер.

Рабочая поверхность может быть прямой, бочкообразной или иметь специальное покрытие.

Второе кольцо

Второе кольцо дополнительно уплотняет газы и часто выполняет выраженную маслосъемную функцию.

конический профиль;
ступенчатый профиль;
профиль Napier;
кольцо с фаской;
асимметричное кольцо.

При установке неправильной стороной кольцо может подавать масло вверх вместо его снятия.

Маслосъемное кольцо

Маслосъемный узел снимает избыток масла и отводит его через отверстия в поршне.

Его эффективность зависит от:

подвижности реек;
упругости расширителя;
чистоты дренажных отверстий;
состояния канавки;
поверхности цилиндра;
вязкости масла;
давления картерных газов.

Маслосъемные кольца могут залечь при нормальной работе компрессионных. Поэтому нормальная компрессия не исключает расход масла через поршневую группу.

Материалы

Материал	Применение	Особенности
Серый чугун	Традиционные компрессионные кольца	Хорошо прирабатывается, но имеет ограниченную прочность
Высокопрочный чугун	Нагруженные кольца	Лучше переносит ударные нагрузки
Сталь	Тонкие современные кольца и рейки	Позволяет уменьшить толщину и трение
Сталь с покрытием	Турбированные двигатели	Покрытие подбирается под материал цилиндра

Покрытия

хром;
молибден;
нитридирование;
PVD-покрытие;
фосфатирование;
антифрикционные слои.

Материал кольца должен соответствовать поверхности цилиндра и технологии хонингования.

Стандартные и ремонтные размеры

Стандартный размер

Кольца STD предназначены для номинальных поршней и цилиндров.

Ремонтный размер

После расточки устанавливаются увеличенные поршни и кольца.

+0,25 мм;
+0,50 мм;
+0,75 мм;
+1,00 мм;
OS или Oversize;
ремонтные группы.

Важно: увеличенные кольца должны соответствовать ремонтному поршню и диаметру цилиндра. Они не компенсируют изношенный стандартный цилиндр без механической обработки.

Кольца с подгонкой замка

Некоторые комплекты требуют индивидуальной обработки торцов.

Установить кольцо в свой цилиндр.
Выровнять его поршнем.
Измерить зазор.
Постепенно обработать торец.
Проверить перпендикулярность.
Удалить заусенцы.
Повторно измерить зазор.

Подбор комплекта

VIN;
код и номер двигателя;
дату производства;
OE-номер;
число цилиндров;
номинальный или ремонтный диаметр;
диаметр поршня;
диаметр цилиндра;
количество колец;
толщину каждого кольца;
глубину канавок;
профиль компрессионных колец;
тип маслосъемного узла;
материал и покрытие;
размерную группу;
количество поршней в упаковке.

Причины износа

большой пробег;
абразивная пыль во впуске;
неисправный воздушный фильтр;
редкая замена масла;
неподходящее масло;
перегрев;
детонация;
смывание масляной пленки топливом;
неисправные форсунки;
антифриз в цилиндре;
нагрузка на холодный двигатель;
неправильная обработка цилиндров;
неправильный тепловой зазор;
изношенные канавки;
поврежденные перемычки;
ошибки установки;
абразив после хонингования;
неправильная обкатка.

Залегание колец

Залегание - это потеря подвижности кольца из-за нагара, лаковых отложений или деформации.

Частые причины:

увеличенные интервалы замены масла;
перегрев поршня;
неполное сгорание;
частые короткие поездки;
загрязненная вентиляция картера;
неподходящее масло;
неисправные форсунки;
длительный простой;
коксование поршня.

Раскоксовка может восстановить подвижность, но не устраняет механический износ, задиры и овальность цилиндра.

Признаки неисправности

повышенный расход масла;
синий дым под нагрузкой;
высокое давление картерных газов;
масло во впуске;
низкая компрессия;
разница компрессии между цилиндрами;
сложный запуск;
потеря мощности;
нестабильная работа;
масляный нагар на свечах;
нагар на поршнях;
повышенный расход топлива;
загрязнение катализатора или DPF;
масло из системы вентиляции;
задиры цилиндров.

Эти симптомы также могут быть вызваны клапанными уплотнениями, турбокомпрессором, вентиляцией картера и другими неисправностями.

Нормальная компрессия и расход масла

Компрессионные кольца могут сохранять герметичность, когда маслосъемные уже залегли.

масло временно улучшает уплотнение;
компрессия зависит также от клапанов и фаз;
неисправность может проявляться только на горячем двигателе;
износ может быть одинаковым во всех цилиндрах;
катализатор может скрывать дым.

Диагностика

Измерить фактический расход масла.
Проверить внешние утечки.
Проверить вентиляцию картера.
Проверить турбокомпрессор.
Выполнить анализ цвета выхлопного дыма.
Выполнить измерение компрессии двигателя.
Провести пневмотест цилиндров.
Выполнить эндоскопию цилиндров двигателя.
Проверить свечи и форсунки.
Измерить давление картерных газов.

Мокрый тест компрессии

После обычного измерения в цилиндр иногда добавляют небольшое количество масла и повторяют проверку.

Временное увеличение компрессии может указывать на утечку через поршневую группу, но не является окончательным доказательством.

Пневмотест

Воздух, выходящий в картер, может указывать на негерметичность колец или повреждение поршня. Небольшой прорыв присутствует и в исправном двигателе, поэтому сравнивают показатели всех цилиндров.

Эндоскопия

вертикальные царапины;
задиры;
следы перегрева;
повреждения поршня;
трещины и прогары;
масляные отложения;
различия между цилиндрами;
следы постороннего предмета;
состояние хон-сетки.

Точные размеры определяют нутромером после разборки.

Измерение цилиндров

Цилиндр измеряют на нескольких высотах и в двух направлениях.

фактический диаметр;
овальность;
конусность;
локальный износ;
износ верхней зоны;
соответствие ремонтному размеру.

Проверка поршней

диаметр юбки;
зазор поршня;
трещины и задиры;
днище поршня;
межкольцевые перемычки;
ширина канавок;
подвижность колец;
дренажные отверстия;
поршневой палец;
деформация после перегрева.

Зазор в замке

Установить кольцо в цилиндр.
Выровнять его поршнем.
Измерить зазор щупом.
Повторить измерение на разных высотах.
Сравнить с требованиями производителя.

Малый зазор может привести к смыканию торцов, поломке кольца и повреждению поршня. Большой увеличивает прорыв газов.

Боковой зазор

Кольцо должно свободно двигаться в канавке без чрезмерного вертикального люфта.

перекачивание масла;
удары кольца;
разрушение перемычки;
нестабильное уплотнение;
быстрый износ нового комплекта.

Подготовка цилиндров

контрольное хонингование;
платохонингование;
расточка до ремонтного размера;
ремонт или замена гильз;
замена блока.

Абразив, угол сетки и шероховатость должны соответствовать материалу колец.

Очистка после хонингования

Абразивный остаток быстро повреждает новые детали. Цилиндры очищают до полного удаления серого налета.

Очистка канавок

удалить нагар без снятия металла;
очистить дренажные отверстия;
не увеличивать ширину канавки;
не повреждать перемычки;
проверить кольцо по всей окружности;
удалить растворитель и абразив;
проверить направление поршня.

Ориентация колец

Для ориентации используются метки TOP, точки, буквы и фаски. Точное положение определяет инструкция комплекта.

первое и второе кольца не меняют местами;
концы расширителя стыкуются, но не перекрываются;
рейки устанавливаются в свои положения;
замки разводятся по схеме производителя;
запрещенные зоны возле пальца учитываются по документации.

В процессе работы кольца могут медленно вращаться в канавках.

Установка на поршень

Проверить маркировку.
Разложить кольца по цилиндрам.
Установить расширитель.
Установить нижнюю и верхнюю рейки.
Проверить стык расширителя.
Установить второе кольцо.
Установить верхнее кольцо.
Проверить подвижность.
Развести замки.
Смазать детали по процедуре.

Установка поршня

проверить направление поршня и шатуна;
защитить шейку коленвала;
смазать цилиндр и кольца;
использовать исправную оправку;
плотно прижать оправку к блоку;
не применять сильные удары;
при сопротивлении остановиться;
не повредить масляную форсунку;
проверить вращение коленвала.

Что проверять одновременно

поршни;
цилиндры и гильзы;
поршневые пальцы;
шатуны;
шатунные подшипники;
коренные подшипники;
масляные форсунки;
масляный насос;
вентиляцию картера;
топливные форсунки;
клапанный механизм;
турбокомпрессор;
систему охлаждения;
причину перегрева.

Первый запуск

Проверить вращение вручную.
Залить правильное моторное масло.
Установить новый фильтр.
Создать давление масла.
Запустить без резкого повышения оборотов.
Проверить давление, температуру и утечки.
Не оставлять двигатель надолго на одном режиме.
Изменять нагрузку по процедуре моториста.
Не допускать перегрева и детонации.
Контролировать уровень масла.

Почему новые кольца не работают

овальные цилиндры;
конусность;
задиры;
отсутствие хонингования;
неправильная шероховатость;
изношенные канавки;
поврежденные перемычки;
неправильный зазор;
кольца установлены вверх ногами;
перепутаны первое и второе кольца;
перекрыт расширитель;
забиты дренажные отверстия;
абразив остался в цилиндрах;
двигатель запущен без смазки;
остались неисправные форсунки или перегрев;
причина расхода находилась в клапанах или турбине.

Практические случаи

Компрессия нормальная, а масло расходуется

Маслосъемные кольца были заблокированы нагаром, а компрессионные сохраняли герметичность.

После замены расход не изменился

Цилиндры имели значительную овальность.

Один цилиндр потерял компрессию

Зазор верхнего кольца был слишком мал, и после нагрева кольцо сломало перемычку поршня.

Двигатель задымил после ремонта

Второе кольцо установили неправильной стороной.

Маслосъемное кольцо не работало

Концы расширителя перекрыли друг друга.

На кольцах появились царапины

После хонингования в цилиндрах остался абразив.

Масло расходуется только под нагрузкой

Высокие картерные газы переносили масло через систему вентиляции.

Раскоксовка помогла ненадолго

Кольца частично освободились, но механический износ цилиндров сохранился.

Ошибки диагностики

ставить диагноз только по синему дыму;
считать нормальную компрессию доказательством исправности;
не проверять внешние утечки;
не проверять турбину;
не проверять вентиляцию картера;
не измерять расход масла;
не проводить пневмотест;
не делать эндоскопию;
игнорировать форсунки;
проводить агрессивную раскоксовку;
оценивать цилиндр только по зазору кольца;
не проверять клапанные уплотнения.

Ошибки ремонта

замена без измерения цилиндров;
неправильный ремонтный размер;
комплект не на то количество цилиндров;
неправильная толщина кольца;
перепутанные кольца;
неправильная ориентация;
чрезмерное разжимание;
повреждение покрытия;
неправильный зазор;
грязные канавки;
забитые отверстия;
перекрытый расширитель;
неправильное хонингование;
абразив в цилиндрах;
запуск без смазки;
неустраненная причина перегрева.

Связанные товарные группы

Комплекты поршневых колец
Компрессионные кольца
Маслосъемные кольца
Поршни двигателя
Поршневые пальцы
Гильзы цилиндров
Шатуны
Шатунные вкладыши
Комплекты прокладок двигателя
Моторные масла и фильтры

Частые вопросы

Комплект предназначен для одного поршня или всего двигателя?

Зависит от производителя. Необходимо проверить количество колец в упаковке.

Можно ли заменить кольца без расточки?

Можно, если геометрия и поверхность цилиндров соответствуют допускам.

Достаточно ли хонингования?

Оно не устраняет значительную овальность, конусность и глубокие задиры.

Низкая компрессия всегда означает износ колец?

Нет. Возможны неисправные клапаны, прокладка головки, фазы или повреждение поршня.

Могут ли маслосъемные кольца быть неисправны при нормальной компрессии?

Да. Компрессионные кольца могут оставаться исправными.

Как определить верх кольца?

По меткам TOP, точке, букве, фаске и инструкции производителя.

Нужно ли разводить замки?

Да, по схеме производителя. Во время работы кольца могут менять положение.

Можно ли повторно использовать старые кольца?

После демонтажа их не используют как новый ремонтный комплект.

Помогает ли раскоксовка?

Она может освободить залегшие кольца, но не восстанавливает изношенный металл.

Что проверить после ремонта?

Давление и уровень масла, расход масла, компрессию, картерные газы, выхлоп, температуру и состояние свечей.

Связанные страницы базы знаний TESMA

Что еще прочитать по этой теме

Вывод

Комплект поршневых колец герметизирует камеру сгорания, регулирует количество масла на стенках цилиндра и передает тепло от поршня. Набор включает компрессионные и маслосъемные элементы, конструкция которых зависит от двигателя.

Перед заменой измеряют цилиндры, поршни, канавки, зазоры в замках и боковые зазоры. Дополнительно проверяют вентиляцию картера, клапанный механизм, турбокомпрессор, форсунки и причины перегрева.

Новые кольца не компенсируют овальные цилиндры, изношенные поршни, поврежденные перемычки или неправильную поверхность после хонингования. Ресурс ремонта зависит от точного подбора, чистоты сборки, правильной ориентации, рабочих зазоров и корректной приработки.