Поршни и кольца 101

При обслуживании, модификации или восстановлении двигателя важно знать назначение каждого компонента. Некоторые из наиболее частых вопросов, которые мы задавали, это:«Почему вам нужно заменить мои кольца?» и «Мне действительно нужно обновить мои поршни?» Поэтому сегодня мы решили собрать нашу мастерскую, чтобы обсудить более тонкие детали поршней, колец и шатунов.

Что такое поршень

Когда большинство людей думают о поршне, они думают о полной сборке — металлическом цилиндре с пластинчатой ​​верхней частью и нижней частью, соединенной с металлическим стержнем, который заканчивается петлей. Хотя по большей части весь этот узел можно назвать поршнем, на самом деле поршень представляет собой только металлический цилиндр сверху. Длинная металлическая часть, оканчивающаяся петлей, представляет собой шатун, а небольшой выгравированный канал, проходящий по окружности поршня, служит местом установки поршневых колец. Если вы внимательно посмотрите на эту гравировку и увидите волнистую металлическую деталь в канале, значит, вы смотрите на поршневое кольцо.

Что делает каждая часть?

В то время как работа всей сборки состоит в том, чтобы помогать вращать коленчатый вал, у каждой отдельной части есть своя цель, которую нужно выполнить, чтобы добраться до этой точки.

• Поршень

  Плоская вершина поршня называется головкой. Поршень и головка выполняют две функции. Во-первых, они сжимают топливовоздушную смесь, чтобы при воспламенении свечи зажигания взрыв был максимально эффективным. Во-вторых, когда свеча зажигания воспламеняет топливно-воздушную смесь, газы быстро заполняют цилиндр, а головка дает расширяющемуся газу наибольшую площадь приложения силы и толкает поршень вниз по цилиндру. Чтобы облегчить работу газов, поршень имеет меньший диаметр, чем цилиндр двигателя, поэтому две части не соприкасаются, что снижает трение.



• Поршневые кольца

  Поскольку поршень не касается стенки цилиндра, между поршнем и стенкой имеется зазор, через который могут выходить выхлопные газы, что означает, что поршень не проталкивается вниз достаточно далеко или достаточно быстро. Чтобы предотвратить это, поршневые кольца располагаются в выгравированных каналах на поршне и плотно прилегают как к поршню, так и к стенке цилиндра. Это создает уплотнение, так что газ не может попасть в картер, и создает минимально возможное трение. Углеродные поршневые кольца являются одними из самых эффективных, поскольку они невероятно тонкие и прочные.



• Соединительные стержни

  Шатун соединяет поршень и коленчатый вал вместе. Когда двигатель вашего автомобиля работает, распределительный вал вращается. Когда распределительный вал достигает высокой точки во время своего вращения, он толкает поршень вверх, чтобы сжать воздушно-топливную смесь. Расширяющиеся газы толкают поршень вниз, это толкает верхнюю точку распределительного вала обратно вниз, что заставляет распределительный вал непрерывно вращаться.

Замена колец​​​​

При ремонте двигателя мы часто рекомендуем заменить кольца, так как при регулярном использовании они постоянно трутся о стенки цилиндра, изнашиваются и позволяют газам выходить в коленчатый вал, что снижает производительность. Если кольца слишком изношены, поршень может сесть заподлицо со стенкой цилиндра, из-за чего поршень будет двигаться из стороны в сторону, что вызовет стук или дребезжание в двигателе.

Люди, стремящиеся повысить производительность своего двигателя, могут выбрать более дорогие, но более тонкие поршневые кольца, чтобы снизить сопротивление в двигателе. Модернизация поршня также может быть использована, чтобы помочь справиться с повышенным давлением, которое может возникнуть из-за более крупного турбонаддува или более крупных форсунок.

Замена поршня и штока

Поршни обычно заменяются по трем причинам. Во-первых, они повреждены. Поршни с изношенными кольцами могут начать стучать о стенки цилиндра и повреждаться по краям. Это оставляет коронки, которые недостаточно круглые для правильной работы, или которые будут сталкиваться с клапанами двигателя при отказе цепи или ремня привода ГРМ, что приведет к еще большему повреждению коронки.

Вторая причина заключается в том, что в некоторых случаях при отказе двигателя стенка цилиндра повреждается и перестает быть гладкой. В этих случаях цилиндры можно расточить, чтобы снова сделать их гладкими, но тогда поршень может оказаться слишком маленьким, чтобы поместиться в цилиндре. Стержни также могут быть заменены при этом, как и при некоторых отказах двигателя, поршень может столкнуться с головкой двигателя. Если это столкновение достаточно сильное, поршень может ударить по головке с такой силой, что шатун сожмется и станет слишком коротким или слишком хрупким, чтобы работать в соответствии со спецификацией.

Третья причина – повышение производительности. Оригинальные поршни заменены более легкими и прочными вариантами. В этих случаях также заменяют стержни. В высокопроизводительных двигателях шток может быть недостаточно прочным, чтобы справиться с той силой, которой он подвергается, и сам шток может фактически согнуться, вызывая пропуски зажигания и неработающий цилиндр.

Кованые детали

Большинство стандартных поршней и шатунов изготавливаются путем плавления металлов и заливки их в отливки, которые при остывании создают детали правильной формы. Это так называемые литые внутренние детали. Эти детали дешевы и быстры в изготовлении, что позволяет производителям удовлетворять спрос на запасные части, обеспечивая при этом достаточный запас на заводах. Недостатком этого процесса является то, что при плавлении металла атомы перестраиваются в случайном порядке, делая часть слабее. Чтобы убедиться, что деталь не выйдет из строя или не расширится при нагревании, в расплавленный металл добавляют тяжелые сплавы.

Кованые внутренние детали изготавливаются путем резки металла, а затем его нагревания и использования специальных инструментов для придания деталям правильной формы. Как только металл принимает правильную форму, его обрезают, шлифуют и полируют до окончательной детали, готовой для вашего двигателя. Этот процесс занимает гораздо больше времени, но создает гораздо более прочные детали, поскольку атомы металла сохраняют свою естественную полярность и структуру. Из-за этого нет необходимости наносить на деталь тяжелые сплавы, а это означает, что эти кованые детали одновременно прочнее и легче. Имейте в виду, что при использовании кованых деталей они расширяются больше, чем их литые альтернативы, и мы рекомендуем вам довести двигатель до рабочей температуры. прежде чем действительно раздвинуть свои границы.

Профессионалы нашего магазина производительности работали со всеми типами двигателей, от обычных водителей до полноценных гоночных автомобилей, и будут более чем рады ответить на все ваши вопросы о поршнях, а также порекомендовать, какие обновления будут работать на вашем двигателе. По всем другим вопросам, связанным с автоспортом, не ищите ничего, кроме «Foreign Affairs Motorsport», ведущего немецкого авторемонтного, спортивного и гоночного предприятия в Южной Флориде с 1978 года.