Поршневыми в автомеханике называются разомкнутые кольца с так называемыми замками, устанавливаемые с минимальным расстоянием на внешнюю часть поршней в паровых и традиционных двигателях внутреннего сгорания.

Задачи поршневых колец:

• обеспечение герметичности расширительной камеры: двигатель не станет работать при любой неисправности колец;
• удаление излишек тепла от поршня, то есть повышение теплоотдачи двигателя;
• минимизация расхода моторного масла.

Основные типы поршневых колец

Компрессионные: верхние (их основное назначение - предварительное обеспечение герметичности системы), нижние (обеспечивают финишную герметизацию работающего двигателя после прохождения отработанного газа через компрессионные верхние и промежуточные кольца);

Промежуточные маслосъемные: должны удалять излишки моторного масла с поверхности цилиндра, поршня и уплотнительных колец при оставлении минимально необходимой пленки из масла на стенках цилиндров и поршней.

Материал поршневых колец:

• ковкий и пластичный чугун. Традиционный материал, удерживающий масло и уменьшающий износ цилиндров благодаря пористой структуре;
• хромированный чугун. Обладает высокой степенью износоустойчивости, в том числе при критических значениях температуры и давления, однако требующий математически выверенного соблюдения технологии обработки колец, доступной только в лабораторных условиях;
• маркированная нержавеющая сталь. Ее характеристики практически те же, что и у хромированного чугуна, но технология производства проще и, конечно, дешевле;
• молибденовый чугун. Кольца из этого материала наиболее дороги, но, вместе с тем, обладают наивысшим уровнем износоустойчивости и долговечности. Используются, в основном, в элитных и уникальных моделях сверхскоростных автомобилей.

Износ и поломка поршневых колец

Кольца обязательно изнашиваются в процессе работы вследствие как трения о поверхность цилиндров, так и в результате воздействия отработанного газа высокой температуры, содержащего серу (это особенно проявляется при использовании дизельного топлива).

Кроме того, они могут просто разломиться на несколько частей из-за неустранимого путем промывания и химической очистки слеживания в их канавках твердых несгоревших частиц топлива.

Замена поршневых колец

В принципе, замена колец осуществляется одновременно с расточкой цилиндра и установкой новых поршней. Здесь важно, чтобы утопление поршня с кольцами в цилиндре было свободным и достаточно плотным, но не абсолютным, то есть не допускающим возможности заклинивания.

Достоинства и недостатки конструкции

Все типы колец для поршней традиционно подразделяются на тонкие (узкие) и широкие.

Узкие поршневые кольца. Специалисты считают, что узость кольца препятствует его чрезмерной вибрации в высокооборотных двигателях и уменьшает его соприкосновение с внутренней поверхностью цилиндра. Это действительно так, однако такие кольца, помимо того, что стоят недешево из-за стоимости самого материала и особой его обработки, очень быстро изнашиваются сами и в ускоренном режиме "стирают" внутреннюю поверхность цилиндров.

Широкие кольца. Отличаются сравнительно невысокой ценой, общедоступностью, более длительным сроком полезного использования и надежностью в том смысле, что при нормальном эксплуатационном режиме не стоит опасаться их неожиданного выхода из строя. Именно такой тип колец и используется в массовом автомобилестроении.

Поэтому, при всей популярности скоростных автомобилей с форсированными двигателями (не только элитных для современных нуворишей, но и рабочих для специальных государственных служб) следует учитывать следующее:

• тонкие кольца дадут высококачественное уплотнение поршня и цилиндра - то есть обеспечат моментальный старт на высокой скорости - но только в течение первых недель эксплуатации в жестком режиме, далее поверхность цилиндра начнет резко деформироваться;
• для стандартных автомобилей с форсированными двигателями на оборотах не более 6,5 тысяч в минуту и рассчитанных на долгий срок использования, оптимальным будет применение обычных широких компрессионных колец (верхних и нижних);
• если все-таки необходим высокоскоростной и моментальный двигатель, имеет смысл заказать специальные поршневые кольца из нержавеющей стали со специальными добавками, используемой в авиационной промышленности. Стоимость таких колец будет очень высокой, но требуемые характеристики будут удерживаться в течение достаточно длительного срока.