Поршневое кольцо представляет собой эластичное металлическое открытое кольцо, которое в зависимости от его функций можно разделить на два типа: газовое кольцо и масляное кольцо.На верхнем конце головки поршня установлено от 2 до 4 воздушных колец, а на нижнем конце - от 1 до 2 смазочных колец.
Функция газового кольца заключается в обеспечении уплотнения между поршнем и стенкой цилиндра и предотвращении утечки газа под высоким давлением из верхней части поршня в картер.При плохом уплотнении газ в такте сжатия будет просачиваться сильнее, что снизит давление в конце сжатия, что вызовет затруднения при запуске двигателя внутреннего сгорания.Утечка высокотемпературного газа в картер также повысит температуру поршня, а масло окислится и ухудшится из-за нагрева.Помимо уплотнительной функции газовое кольцо выполняет еще и роль теплопередачи.Большая часть тепла, поглощенного верхней частью поршня, передается стенке цилиндра через газовое кольцо (поскольку головка поршня не касается стенки цилиндра), а затем отводится внешней охлаждающей средой.
Газовое кольцо, особенно первое газовое кольцо, помимо высокоскоростного возвратно-поступательного линейного движения вдоль стенки цилиндра с поршнем, также подвергается воздействию давления газа высокой температуры и высокого давления и плохих условий смазки, что снижает механические свойства газового кольца.Эластичность снижается, что приводит к карбонизации смазочного масла и даже может вызвать вытягивание цилиндра и утечку воздуха.Следовательно, требуется, чтобы газовое кольцо имело достаточную упругую силу, чтобы окружающая часть кольца была близко к стенке цилиндра.В это время утечка газа высокого давления через поверхность контакта между газовым кольцом и стенкой цилиндра невозможна.Газ, действуя на верхний торец кольца, плотно прижимает кольцо в канавке поршневого кольца, так что нижний торец плотно соприкасается с кольцевой канавкой.Газ, попадающий между внутренней стороной кольца и канавкой кольца, давит наружу, заставляя кольцо более плотно прилегать к стенке цилиндра.Следовательно, утечку газа высокого давления можно предотвратить, используя силу упругости самого газового кольца и давление газа.
Поршневые кольца обычно изготавливаются из высококачественного серого чугуна или легированного чугуна.Для улучшения рабочих характеристик первого газового кольца и повышения его износостойкости на поверхность первого газового кольца часто наносят пористый слой хрома или слой молибдена.В последние годы первое газовое кольцо также изготавливают из ковкого чугуна или стали.В свободном состоянии внешний диаметр кольца немного больше диаметра цилиндра.После установки в цилиндр поршневое кольцо создает упругую силу и прижимается к стенке цилиндра, при этом в отверстии должен оставаться определенный зазор (называемый торцевым зазором или зазором открытия, поршневое кольцо двигателя внутреннего сгорания). Зазор открытия обычно составляет 0,4~0,8 мм), чтобы предотвратить застревание поршневого кольца в цилиндре при его нагреве и расширении.После установки поршневого кольца в кольцевую канавку также должен оставаться определенный зазор по высоте (так называемый боковой зазор, боковой зазор поршневого кольца двигателя внутреннего сгорания обычно составляет 0,08-0,16 мм).Когда поршневое кольцо установлено на поршень, отверстия каждого кольца должны быть расположены в шахматном порядке на 120°~180°, а отверстие поршневого кольца должно быть смещено более чем на 45° от отверстия под седло поршневого пальца, чтобы предотвратить утечку после поршневого кольца. установлен в цилиндре.газовое явление.
Чтобы улучшить условия работы поршневого кольца и обеспечить лучшую посадку поршневого кольца и цилиндра, в некоторых поршневых кольцах используются разные сечения, поэтому при установке следует уделять особое внимание.Основная форма поперечного сечения газового кольца представляет собой прямоугольник.Прямоугольное кольцо легко изготовить и широко используется, но его характеристики приработки относительно плохие, и оно не может удовлетворить все более ужесточающиеся требования двигателя.Это обычное компрессионное кольцо можно свободно установить в канавку газового кольца.В некоторых двигателях используется коническая кольцевая конструкция.Рабочая поверхность кольца выполнена с углом конусности от 0,5° до 1,5, что позволяет уменьшить поверхность контакта между рабочей поверхностью кольца и стенкой цилиндра и ускорить приработку.Угол конуса также выполняет функцию очистки масла.Однако износ конусного кольца быстрый, что влияет на срок службы.Устанавливайте скошенной стороной вниз.
В некоторых двигателях внутреннего сгорания используются поворотные кольца.Часть верхнего края внутреннего круга или нижнего края внешнего круга витого кольца срезается с образованием ступенчатого участка.Этот вид сечения асимметричен внутри и снаружи.После загрузки кольца в цилиндр и его сжатия под действием асимметричной внутренней силы происходит значительный наклон сечения, так что наружная поверхность кольца образует коническую поверхность с небольшим верхом и большим низом, что снижает размер кольца.Площадь контакта со стенкой цилиндра облегчает приработку кольца и обеспечивает эффект соскабливания масла вниз.При этом верхний и нижний торцы кольца соприкасаются с верхним и нижним торцами кольцевой канавки в соответствующих местах, что не только увеличивает эффективность уплотнения, но и предотвращает перемещение поршневого кольца вверх и вниз в канавку и вызывая масло и износ насоса.При установке кольца необходимо обратить внимание на его направление вверх и вниз.Его нельзя установить наоборот.Внутренний разрез должен быть направлен вверх, а внешний – вниз.На некоторых двигателях внутреннего сгорания с большой тепловой нагрузкой для улучшения противококсовой способности газового кольца часто применяют кольца трапециевидной формы.Соответствующий зазор между торцом кольца и кольцевой канавкой изменяется при боковом качании поршня под действием боковой силы, которая может раздавить нагар в кольцевой канавке и предотвратить склеивание и застревание поршневого кольца.Это кольцо можно установить по желанию, как и обычные газовые кольца.
Существует также форма торцевого кольца газового кольца, его рабочая поверхность представляет собой выпуклую дугу, а верхнее и нижнее направления имеют клиновидную форму со стенкой цилиндра, легко прибегают, имеют хорошие характеристики смазки и прочное уплотнение.Такие кольца обычно использовались для усиления двигателей внутреннего сгорания.Как и обычные компрессионные кольца, это кольцо можно свободно установить в канавку газового кольца.
Время публикации: 04 августа 2022 г.