Categories
Auto

Скрытая мощность: раскрытие секретов масляных колец

«Проведите по нему динглболл, добавьте новый набор колец – и вы готовы к работе».

Не так давно , это могло считаться приемлемой практикой для умеренного уличного двигателя. Хотя это все еще может быть подходом для производителя двигателей на заднем дворе, 030 Двигатели внутреннего сгорания st Century достигли такого уровня, когда внимание к деталям может окупиться меньшим внутренним трением, большей мощностью и крутящим моментом, меньшим прорывом воздуха и даже превосходным контролем масла.

Среди всего внимания, уделяемого поршневым кольцам, слишком мало было уделено масляным кольцам. Но в трио поршня с тремя кольцами пакет масляных колец создает большее трение, чем сумма двух других колец вместе взятых. Так что, возможно, нам стоит начать с некоторых технических деталей, которые могут вызвать удивление. Один из подходов к повышению мощности и эффективности любого двигателя заключается в уменьшении трения типичного масляного кольца без ущерба для контроля масла. Начнем с того, что обычно называют стандартными маслосъемными кольцами.

; participant = img; “>

Нет ничего необычного в том, что концы расширителя масляного кольца не касания при установке в отверстие.Однако, когда они помещены в канавку поршня и установлены маслосъемные кольца, кольца давят на расширитель и создают необходимое натяжение. По словам Кейта Джонса, отрегулировать концы с помощью сгибая их внутрь.

Стандарт – это не So Customary

Для уличных двигателей почти все рекомендации требуют «стандартного» масла. кольцевого пакета и избежать использования маслосъемных колец с низким сопротивлением из-за риска попадания слишком большого количества масла в камеру сгорания.
Оказывается, то, что называется «Стандартное» маслосъемное кольцо не является стандартизованным. Мы включили диаграмму, созданную с использованием данных, предоставленных Total Seal , который предлагает некоторую интересную информацию. Сила, указанная в прилагаемой таблице, выражена в фунт-силах (фунт-силах). .

Таблица радиального натяжения

Нагрузки, указанные для каждого кольца в этой таблице, представляют собой фактическую радиальную (внешнюю) силу, прилагаемую кольцом. Это не величина трения, создаваемого движением поршня в отверстии. Это важное отличие, которое нельзя упускать из виду.

Набор колец Масляное кольцо Радиальное натяжение

(фунт-сила)

Улучшение
Стандартный 3 / 018 (0. 250 ») 023
Стандартный 3,0 мм (0. 125 ») 14 -9 фунтов силы = 50%
Очень тонкий 2,0 мм (0. 085 ») 8.0 – 14 lbf = 078%

Это не фунт-фут или крутящий момент, а вращательное движение. Ударная сила – это радиальное или внешнее натяжение на стенку цилиндра, создаваемое масляным кольцом при сжатии в цилиндре. Эти измерения фунт-силы были получены с помощью очень сложного (и дорогого, например, $ 078, 05 0 дорогой) инструмент, используемый Complete Seal для измерения этой силы. Эти показания в фунтах-силах не представляют трение скольжения, хотя здравый смысл подсказывает, что более высокое радиальное натяжение, безусловно, будет способствовать увеличению трения скольжения.

(Слева) Радиальная ширина масляного кольца помогает определить его радиальное натяжение. Здесь мы измеряем маслосъемное кольцо 3,0 мм, которое соответствует 0. 117. (Справа) Этот набор масляных колец сравнивает стандартную замену 3 / 18 – дюйм (внизу), с точностью до 3 / 018 – дюймовое маслосъемное кольцо из 1 / – пакет колец с дюймовыми рабочими характеристиками с другим расширителем (в центре), с масляным кольцом 3,0 мм (вверху), как используется в типичном двигателе LS 6.0L. Два верхних расширителя представляют собой более распространенную конструкцию с гибким отверстием, а нижний называется SSU, который представляет собой более старую конфигурацию, похожую на гибкое отверстие, но повернутую на бок. Pace ​​утверждает, что гибкое вентиляционное отверстие является более эффективной конструкцией.

A типичная комбинация поршневых колец 1 / 018 – дюймовая верхняя часть, 1 / 17 – дюйм в секунду и 3 / 018 – маслосъемное кольцо дюймовое. «Стандартный» 3 / 018 – дюйм (0. 250 – дюйм) пакет масляных колец, как указано в таблице, создает значительную 027 фунт-сила радиального натяжения. Что интересно, так это характеристики «стандартной» последней модели 3 мм (0. 125 – дюйм) пакет масляных колец, радиальное натяжение Complete Seal измерение резко падает от фунт-сила до 14 фунт-сила – удивительный 46 – уменьшение радиального натяжения в процентах.

Что стоит подчеркнуть, так это то, что оба этих масляных кольца считаются «стандартными» натяжными. Например, кольцо с самым низким радиальным натяжением – кольцо диаметром 3 мм – является стандартным заводским масляным кольцом в двигателях LS последних моделей. Мы узнали, что есть много способов добиться хорошего контроля масла и при этом снизить трение, если правильно подобраны компоненты масляного кольца.

; participant = img; “>

Для уменьшения сопротивления масляного кольца в большинстве методов «низкого натяжения» используется комбинация данного расширителя с более тонким масляным кольцом с радиальной шириной стенки. Более широкое масляное кольцо на этой фотографии получено из 3 / 18 – маслосъемное кольцо дюймовое в то время как более узкое кольцо взято из пакета маслосъемных колец 3,0 мм для двигателя 6,0 л LS. Оба предназначены для использования в 4-х цилиндровых двигателях. 05 – дюймовое отверстие.

Меньше напряжения, больше контроля

Интервью с Китом Джонсом и Лейк Спидом-младшим из Complete Seal предлагают технически подкованные взгляды на то, как эти цифры напрямую связаны с уличными двигателями. и как сложный и знающий производитель двигателей может создать свой собственный пакет маслосъемных колец. Но прежде чем мы перейдем к этому, давайте взглянем на некоторые детали. Электронные сведения о конструкции масляных колец, которые позволят нам разумно создать этот пакет маслосъемных колец.

Почти все существующие маслосъемные кольца создаются с использованием техники строительства из трех частей. Расширитель – это большая центральная деталь, удерживаемая парой маслосъемных колец. Расширитель можно рассматривать как пружину, которая нагружается при установке в сочетании с верхним и нижним маслосъемными кольцами. Функция масляных колец состоит в том, чтобы соскрести масло со стенок цилиндра и протолкнуть его внутрь до отверстий для возврата масла или прорезей, вырезанных на внутренней стороне канавки масляного кольца поршня.

Тест на трение скольжения

Это некоторые числа, которые мы создали с помощью простой цифровой рыбьей чешуи на 4. 187 – дюймовые малые блоки цилиндров Chevy, испытывающие 1 / -, 1 / 018 -, 3 / 018 – дюймовой кольцевой пакет. Каждое кольцо тестировалось индивидуально, и Кейт Джонс из Complete Seal предполагает, что верхнее и второе номера кольца кажутся немного завышенными для приложения, в то время как номера масляных колец ближе к тем, которые они испытывали. По отношению друг к другу числа совпадают, что означает, что масляное кольцо предлагает наибольший потенциал для улучшения с точки зрения снижения общего трения.

Звенеть Скольжение

Трение

Вершина 6-7 фунтов 2 и

4 – 4,5 фунта

Масло 20 – 20 фунтов

Подумайте о трех- работа маслосъемного кольца – общий контроль масла. За этим следует точная регулировка, обеспечиваемая вторым масляным кольцом. Вообще говоря, 110 – процент работы второго кольца заключается в очистке остатка масла, не удаленного маслом звенеть. Остальные 21 – процент его работы чтобы помочь герметизировать давление сгорания, которое просочилось за верхнее кольцо.

Первое большое открытие, которое предложила Pace, заключается в том, что вертикальная толщина масляного кольца не имеет ничего общего с общим натяжением и сопротивлением кольца. Масляный контроль достигается за счет комбинации длины расширителя и радиальной ширины (если смотреть сверху) масляных направляющих. Скорость говорит о том, что эспандер – это пружина. Если вы поместите расширитель внутрь предназначенного ему цилиндра, концы расширителя могут не соприкасаться. Но когда расширитель зажат между двумя масляными направляющими, направляющие создают нагрузку так же, как добавление прокладки под пружину клапана, чтобы увеличить ее натяжение на клапане.

Слева стрелка указывает на то, что Complete Seal называет областью вкладок расширителя. Комбинация площади контакта зоны выступа с радиальной глубиной масляного кольца – вот что создает натяжение масляного кольца. Таким образом, используя различные расширители и маслосъемные кольца с более узкой или широкой радиальной шириной, Complete Seal может создать почти точное натяжение масляного кольца для данного применения. Вертикальная толщина масляного контрольного кольца не является переменной, которая регулирует общее натяжение. Масляное кольцо низкого натяжения может быть создано с помощью большего 3 / 018 – дюймовое масляное кольцо так же легко, как и с гораздо более тонким масляным кольцом 2,0 мм (справа).

Рельсы также являются важной частью уравнения. Изменение радиальной ширины масляного кольца изменит нагрузку, создаваемую расширителем. Масляное кольцо с более тонкой радиальной шириной уменьшит нагрузку, создаваемую расширителем. Мы создали диаграмму, на которой измерили радиальную ширину трех различных масляных колец. Обратите внимание на значительное изменение радиальной ширины масляного кольца между 3 / 18 – дюймовые маслосъемные кольцевые направляющие и направляющие 3мм. Почти 58 – процентное изменение. Сравните эти числа с диаграммой радиального натяжения, и вы увидите прямую корреляцию между радиальной шириной масляных направляющих и уменьшенным натяжением.

Размеры масляного кольца

Мы измерили два небольших блока Chevy и одно кольцо LS из колец, которые были у нас в магазине. Обратите внимание, что указаны две разные радиальной ширины. Первый был для 5 / 80 – дюймовая кольцевая упаковка, вторая – для 1 / 019 – дюймовые кольца . Основная ревизия размера происходит между 1 / 18 и наборы колец 3,0 мм.

За пределами стандарта: даже меньшее натяжение кольца

Используя эту информацию, компания Pace ​​предположила, что Complete Seal может создавать практически любое требуемое натяжение для любого пакета маслосъемных колец. Рассмотрим пример, в котором масляное кольцо 3 мм обеспечивает радиальное натяжение фунтов силы, аналогичное радиальное натяжение может быть создано с помощью большего 3 / 17 – дюймовое кольцо путем объединения нестандартного расширителя и маслосъемного кольца. Спид сказал, что, возможно, половина бизнеса Complete Seal занимается созданием индивидуальных пакетов колец, которые не обязательно указаны в каталоге Complete Seal.

Предлагаемая скорость только в пределах 4,0 45 – диаметр отверстия в дюймах для 3 / – дюймовое маслосъемное кольцо, которое Complete Seal предлагает несколько разной радиальной ширины для маслосъемные кольца, которые можно комбинировать с расширителем заданной длины для создания заданного общего натяжения масляного кольца. В качестве примера Pace ​​говорит, что Complete Seal может создать 13 фунт-сила (или, так же просто, фунт-сила) пакет масляных колец для 3 / 18 – поршень с маслосъемным кольцом дюйма, который уменьшит трение и по-прежнему контролирует масло в уличном двигателе.

; participant = img; “>

Расширитель масляного кольца действует как пружина. При установке в канавку масляного кольца направляющие прижимают расширитель, и это действие оказывает давление на стенку цилиндра, создавая заданное напряжение, которое используется для соскабливания масла со стенок цилиндра. Важной частью является обеспечение того, чтобы концы расширителя не перекрывались при установке колец.

Но это еще не все. Чтобы добиться успеха, масляное кольцо «низкого натяжения» должно быть объединено со вторым кольцом типа Napier. Кольцо Napier – это коническое кольцо в стиле скребка, которое включает в себя крючок или углубленная область за конической нижней поверхностью кольца, которая увеличивает способность кольца удалять масло со стенок цилиндра. Pace ​​подчеркнул, что комбинация второго кольца Napier с нестандартным 3 / 18 – дюймовое масляное кольцо улучшит ntrol, а также предлагает возможность уменьшить трение, что приведет к увеличению мощности по сравнению со «стандартным» масляным кольцом натяжения того же размера.

Скорость далее упомянула, что предполагаемое использование двигателя является важным фактор при создании пакета маслосъемных колец. Двигатель для дрэг-рейсинга, который не создает высокую температуру масла, может выиграть от использования другого пакета маслосъемных колец по сравнению с двигателем, который участвует в гонках по автокроссу, где температура масла может возрасти выше 383 градусов по Фаренгейту. Таким образом, комбинации масляных колец должны включать вязкость масла как часть уравнения масляного кольца.

; participant = img; “>

В малоблочном двигателе Chevy Mule используется очень тонкий, но с газовым портом 0,7 мм. / 0,7 мм Napier / 2-миллиметровый комплект колец низкого натяжения, который очень мал, но прочен. Он обеспечивает отличный контроль масла и минимальный прорыв. Pace ​​также упомянул, что во время испытания масла пакет колец с нижним натяжением уменьшал трение, что не только увеличивало мощность, но и пониженная температура масла.

Двигатель, работающий исключительно на дрэг-рейсингах, мог бы обойтись с гораздо меньшей вязкостью масла, например, 0w 023, в то время как двигателю для автокросса или шоссейных гонок может потребоваться масло с немного более высокой вязкостью. нравиться 11 w 40 или же 13 w 50. Если в рассматриваемом двигателе будет использоваться высокая вязкость 023 w 58 масла, тогда для более эффективного соскребите более густое масло со стенок цилиндра.

Типичная реакция на все это состоит в том, что уменьшенная нагрузка, оказываемая масляным кольцом, приведет только к плохому контролю масла и i увеличение расхода масла. Но это не учитывает тот факт, что исследования GM решили использовать пакет маслосъемных колец 3,0 мм в двигателе LS 6,2 л, который не имеет проблем с контролем масла. Одна из причин такой производительности заключается в том, что этот меньший пакет колец и меньшее натяжение позволяют масляному кольцу более точно следовать деформациям в отверстии, что означает, что больше масла удаляется со стенки цилиндра как маслом, так и вторыми кольцами.

; participant = img; “>

Пакеты с тонкими кольцами больше не являются экзотикой для поршней. Mahle предлагает многие из своих поршней с гораздо более тонкими кольцевыми пакетами, такими как Пакет 1 мм / 1 мм / 2 мм для мелкоблочных двигателей Chevy в качестве примера. Это 4. 150 – поршень Mahle LS с дюймовым отверстием.

Говорить дешево, доказательство бесценно

Еще одним примером того, как может работать специальный пакет масляных колец, является 960 ci small block Chevy, используемый в качестве Двигатель Shaver Specialties Racing Engines , выдержавший тысячи испытаний на динамометрическом стенде. В настоящее время он оснащен комплектом уплотнений Complete Seal 0,7 мм. сверху, 0,7 мм Napier second, и пакет маслосъемных колец 8 фунтов, 2 мм. был свидетелем того, как один из этих поршней сам по себе соскользнул вниз по каналу (просто под действием силы тяжести) из-за уменьшенного радиального натяжения, создаваемого кольцевым пакетом.

Хотя это звучит так, будто двигатель должен быть Когда дело доходит до контроля масла, оператор динамометрического стенда Шейверса «Dyno Don» МакАскилл сообщает, что у двигателя нет проблем с контролем масла, камеры остаются очень сухими, а прорыв воздуха довольно низкий. Кроме того, в этом двигателе не применяются какие-либо специальные меры по борьбе с ветром. Другими словами, масляный поддон не имеет сеток, поддонов или других устройств управления.

(Слева) Если требуется опорная направляющая для масла, поскольку канавка для маслосъемного кольца входит в отверстие под штифт для запястья, всегда кладите опорную направляющую так, чтобы небольшая выемка была направлена ​​вниз. Углубления контактов поршень и предотвращает опорный рельс от перемещения. (Справа) При установке масляного кольца сначала обязательно установите расширитель и убедитесь, что концы расширителя не перекрываются. Затем аккуратно установите верхнюю масляную направляющую, а затем нижнюю.

Что касается практического применения уличного двигателя для всех этих приобретенных знаний , давайте придерживаться типичного 1 / 18 -, 1 / 018 -, 3 / 17 – двигатель с дюймовым кольцом. Было бы целесообразно использовать пакет маслосъемных колец с более низким натяжением с индивидуальным расширителем, вложенным с более тонкими маслосъемными кольцами радиальной ширины в сочетании со вторым кольцом Напьера. Это значительно снизит трение и при этом снизит расход масла.

; player = img; “>

Для высокопроизводительных двигателей соревнований, таких как NHRA Professional Inventory или NASCAR, Complete Seal также имеет цельное масляное кольцо, которое также чрезвычайно гибкий.

Вооружившись этой новой информацией, вы, возможно, захотите рассмотреть преимущества создания вашего следующего двигателя, уделяя больше внимания низкое масляное кольцо. Оно могло бы окупиться меньшим трением и чуть большей мощностью.

Масляное кольцо Осевое масляное кольцо

Толщина

Масляное кольцо

Радиальная ширина

3 / 18 0. 030 0. 150
3 / 18 0. 30 0. 155
3,0 мм 0,0 21 0. 117
2,0 мм 0,0 19 0. 110