КЛУБ АВТОЛЮБИКомплектующиеЧТО НАДЕНУТ НА ПОРШЕНЬТехнический прогресс затрагивает даже самые мелкие, на первый взгляд, детали автомобиля.Александр БУДКИН Поршневые кольца в этом не только не отстают от других "железок", но могут служить примером (см. таблицу). Начнем плясать от печки, вернее, от поршня. По мере совершенствования двигателей канавка первого поршневого кольца постепенно сдвигалась вверх ближе к камере сгорания. Это, во-первых, позволяет уменьшить высоту и массу поршня, во-вторых, что сегодня важнее, снизить токсичность отработавших газов, сократив объем полости между стенкой цилиндра и верхним (жаровым) поясом поршня - попавшие сюда пары топлива практически не сгорают. Очевидно, что приближение кольца к камере сгорания отразилось на его температуре. Чтобы сдержать ее рост, приходится уменьшать зазор между поршнем и стенкой цилиндра, но при этом крайне необходимо очень точно профилировать поршень, иначе не избежать задиров. В холодном состоянии диаметр цилиндра в районе жарового пояса делают переменным по высоте - с небольшой конусностью. И лишь после нагрева поршень становится действительно цилиндрическим. Еще одна проблема - износ канавок колец. Для борьбы с ним в алюминиевом теле поршня делают твердые вставки под одно или два верхних кольца - на дизелях такая конструкция давно стала нормой. Иногда такое решение подталкивает к изменению термообработки самих колец, но об этом чуть позже. Один из главных вопросов, который приходится решать сегодня, - выбор материала для колец: чугун или сталь? Хотя, кажется, совсем недавно вопрос так остро не стоял. Традиционный материал колец высокопрочный чугун с глобулярным графитом (вид микроструктуры чугуна) - всем был хорош, пока высота колец составляла 2,0-2,5 мм. Следуя тенденции к снижению этого размера, сейчас из чугуна делают кольца высотой менее 1,5 мм. Пределом может стать 1,2 мм, а вот дальше - увы... компрессионные кольца высотой 1,2 мм (норма для большинства перспективных двигателей), 1,0 мм и даже 0,8 мм (есть и такие) уже сегодня предпочитают делать из стали. Меньшая высота пояса колец позволяет конструкторам заметно снизить высоту поршня, а значит, уменьшить высоту двигателя, повысить жесткость конструкции, снизить силы инерции и увеличить максимальную частоту вращения. Вот вам и маленькая деталь. Добавим, что стальные кольца почти никогда не ломаются, обладают большей упругостью и прочностью на изгиб, позволяют добиться меньшего износа как самого кольца, так и канавок (читай - увеличить ресурс). Медленно, но верно изменяется и термообработка колец. Сегодня еще считается современным покрытие рабочей поверхности кольца хромом или молибденом. Но вот уже несколько лет серийно изготавливают кольца с хромированием всей поверхности первого кольца. Необходимость этого обусловлена как раз вставками в поршень, которые упоминались выше. Ведь контактирующее со вставкой кольцо быстрее изнашиваетсяКОНСТРУКЦИЯ, ОБРАБОТКА И УСЛОВИЯ РАБОТЫ ПОРШНЕВЫХ КОЛЕЦ Составное маслосъемное кольцо. 1950 1960 1970 1980 1990 2003Несоставное маслосъемноекольцо.2 2,5 351,75 241,51,21.5 2,01.75Э1,0 1,2 1,5Материал, упрочнение. обработка, твердость высокопрочный чугун по Бринеллю с глобулярным иВикерсу графитом Ресурс, км-(INITKхром (молибден) •*-- чугун НВ=100 HV=700 сталь, азотирование НВ=4О0 HV-1300 нитрид титана ^ . сталь HV=2100 до 1 млн.50-100 тыс.1466/2000 ЗР ННаша справка А ПРЕОДОЛЕНИЕ ТРЕНИЯ поршневых колец приходится от 40 до 60% всех механических потерь в двигателе. В особо тяжелых условиях работает первое кольцо. На него приходится около 60% потерь на трение всех колец, оно сдерживает примерно 50% давления газов в цилиндре, а при отсутствии масляного охлаждения поршня пропускает через себя до 60% тепла, достающегося поршню.Отметим попутно одно из преимуществ стальных азотированных колец способность работать по любому материаСовременное стальное азолу цилиндра, будь то чугун, алюминий, тированное кольцо с нитристаль, никасиль или хром, чего нельзя скадом титана. зать о кольцах с покрытием молибдена по нижней и верхней поверхностям. Слеет на работу колец. Важнейших - четыре: или хрома. дующий этап - азотирование стальных когеометрия цилиндра, качество его хонинИ наконец о том, почему за рубежом лец по всей поверхности. А дальше? У коговки. качество масла и очистка воздуха. не выпускают колец ремонтных размелец фирмы SM ("Шоттле Моторентайле", Испытатели ЗР находили задиры в цилинров, ведь их индивидуальный подбор каФРГ) для моторов формулы 1 на рабочую драх совсем новых отечественных машин. жется просто необходимым. Ответ поверхность нанесено титановое покрыВот вам и условия работы колец. Даже тапрост. Установка кольца с номинальным тие, которое после азотирования превракая мелочь, как нестандартная прокладка размером в цилиндр с наибольшим рещается в нитрид титана (фото 1). Получаголовки блока при стандартных моментах монтным размером приведет к увеличеемая твердость почти в два раза выше, затяжки, может вызвать отклонение в нию зазора в замке кольца с 0,2-0,4 мм чем при хромировании. Такие кольца уже геометрии цилиндров (а несоблюдение садо 0,35-0,55 мм. А при всех "номинальделаются серийно. мого момента затяжки и подавно). Не меных" размерах - уже через 10-20 тыс. км Есть новинки ив механической обнее важно, как поставить кольцо, испольпробега зазор оказывается не меньше. работке колец. Сегодняшний конек фирзуя специальные приспособления. Стоит Вот и решили там, что изготовление комы "Шоттле'' - микрохонинговка рабочей перестараться с разжиманием кольца, и лец под все ремонтные размеры эконоповерхности глубиной 0,001 мм: такая комплект можно выбрасывать. Ведь даже мически неоправданно, а хорошая рабоповерхность кажется матовой и приобпри видимом сохранении формы необхота колец достигается совсем иначе. Как ретает привычный блеск только после димого распределения давления по ок- мы уже рассказали. ружности цилиндра уже не достичь. приработки. Хороший пример того, как влияют современные технологии на срок службы изделий, - новый "Мерседес-Актрос": устанавливаемые на нем кольца рассчитаны на 1 млн. км (!). Второе поршневое кольцо особого внимания конструкторов не заслужило и лишь копирует некоторые технические решения, применяемые при изготовлении "первого номера". А вот третьему кольцу кое-что перепало. Здесь тоже наблюдается борьба стали и чугуна, но не столь острая. Общие тенденции таковы: на бензиновые двигатели чаще ставят составные маслосъемные кольца (фото 2), на дизели - более привычные с перевернутой П-образной формой сечения (фото 1). Но борьба за уменьшение размеров ведется и здесь. Японские поршневые кольца (а отделение фирмы SM, специализирующееся на кольцах, принадлежит японской компании NPR) поставпяют в Россию вот уже четыре года. Означает ли это, что машины некоторых россиян имеют такие же кольца, как на "шестисотом" "Мерседесе"? В общем, да. Но ресурса, близкого к самому престижному в России автомобилю, им не достичь - слишком много факторов влия-Возвращаясь к напечатанномуКОГДА РАССЕЯЛСЯ ТУМАНГаражные антикоры - 1000 часов в солевой камере.В предыдущей статье (ЗР, 2000, № 1) мы обещали рассказать о судьбе антикоррозионных препаратов, "отбывающих" длительный срок в камере солевого тумана. После 1008 часов эксперты объявили "амнистию" - результаты осмотра "того, что осталось", приведены в таблице. Великолепную солестойкость показал отечественный состав БКМ-100 московской фирмы "Рогнеда", полностью проигнорировавший попытки ржавчины захватить охраняемую территорию. Препарат "Ребакс" той же фирмы уступил победителю совсем немного и также заслужил высшую оценку. Все остальные антикоры немного отстали - главным образом из-за неважной адгезии.РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ ЗАЩИТНЫХ СВОЙСТВ АНТИКОРРОЗИОННЫХ СОСТАВОВ ДЛЯ ГАРАЖНОГО" ПРИМЕНЕНИЯ Аэродор Препарат Ребакс" БКМ-100 рьер Соудал Under- "Меркасогй" "Тектил Bodybcoy Protecsafe" Показатели tion Brush'' Защитные свойства в камере солевого тумана.сталь 10: % коррозии 0.5 0.5 за 1008 часов Сухая, снимаетвнешний вид пленки Имеет хорошую Потемнение меПленка с отлиСильная корроЛегко снимаетСухая, легко талла под пленпом, легко снизия граней крося. адгезии нет снимается ся как резина гродукта после адгезию ки продукта мается. сильная шится, легко клытания на одной стороне коррозия траней о-имаето одной из пластинзр б/госта147