ピストンリングは弾性金属のオープンリングで、機能に応じてガスリングとオイルリングの2種類に分けられます。ピストンヘッドの上端には2～4個のエアリングが、下端には1～2個のオイルリングが取り付けられています。
ガスリングの機能は、ピストンとシリンダー壁の間の密閉性を確保し、ピストン上部の高圧ガスがクランクケースに漏れるのを防ぐことです。密閉性が低いと、圧縮行程中のガス漏れ量が増加し、圧縮末期の圧力が低下し、内燃機関の始動が困難になります。高温ガスがクランクケースに漏れると、ピストンの温度も上昇し、オイルが熱によって酸化劣化します。ガスリングは、密閉機能に加えて、熱伝達の役割も果たしています。ピストン上部で吸収された熱のほとんどは、ガスリングを介してシリンダー壁に伝達され（ピストンヘッドはシリンダー壁に接触していないため）、その後、外部の冷却媒体によって奪われます。
ガスリング、特に第一ガスリングは、ピストンと共にシリンダ壁に沿って高速往復直線運動を行うことに加え、高温高圧ガスの圧力や潤滑状態の悪さの影響を受け、ガスリングの機械的特性を低下させます。弾性が低下し、潤滑油の炭化を引き起こし、シリンダの引き込みやエア漏れの原因となる可能性があります。そのため、ガスリングは、リングの周囲をシリンダ壁に密着させるのに十分な弾性力を持つ必要があります。このとき、高圧ガスがガスリングとシリンダ壁の接触面から漏れることは絶対にありません。リングの上端面に作用するガスは、リングをピストンリング溝にしっかりと押し付け、下端面はリング溝に密着します。リングの内側とリング溝の間に侵入したガスは、リングを外側に押し付け、リングをシリンダ壁にさらに密着させます。このように、ガスリング自体の弾性力とガスの圧力を利用することで、高圧ガスの漏れを防止することができます。
ピストンリングは通常、高品質のねずみ鋳鉄または合金鋳鉄で作られています。第一ガスリングの作業性能を向上させ、耐摩耗性を向上させるために、第一ガスリングの表面に多孔質のクロム層またはモリブデン層をめっきすることがよくあります。近年では、第一ガスリングもダクタイル鋳鉄または鋼で作られています。自由状態では、リングの外径はシリンダーの直径よりわずかに大きいです。ピストンリングはシリンダーに装着された後、弾性力を発生してシリンダー壁に押し付けられ、開口部に一定の隙間（エンドギャップまたはオープニングギャップと呼ばれます。内燃機関のピストンリングのオープニングクリアランスは通常0.4〜0.8mmです）を確保する必要があります。これは、ピストンリングが加熱されて膨張したときにシリンダー内で固着するのを防ぐためです。ピストンリングをリング溝に装着した後、高さ方向にも一定のクリアランスが必要です（サイドクリアランスと呼ばれます。内燃機関のピストンリングのサイドクリアランスは通常0.08〜0.16mmです）。ピストンリングをピストンに取り付ける際、各リングの開口部を120°～180°ずらして配置し、ピストンリングをシリンダーに取り付けた後の漏れを防ぐために、ピストンリングの開口部をピストンピンシート穴から45°以上ずらして配置する必要があります。ガス現象。
ピストンリングの作動条件を改善し、ピストンリングとシリンダーのフィット感を向上させるために、一部のピストンリングは異なる断面を使用しているため、取り付け時に特別な注意を払う必要があります。ガスリングの基本的な断面形状は長方形です。長方形のリングは製造が容易で広く使用されていますが、慣らし運転性能が比較的悪く、エンジンのますます厳しくなる要件を満たすことができません。この一般的な圧縮リングは、ガスリング溝に自由に取り付けることができます。一部のエンジンは円錐リング構造を採用しています。リングの作業面を0.5°～1.5°のテーパー角にすることで、リングの作業面とシリンダー壁との接触面積を減らし、慣らし運転を速くすることができます。円錐角にはオイルを掻き取る機能もありますが、円錐リングの摩耗が速く、寿命に影響します。角度の付いた側を下にして取り付けます。
一部の内燃機関では、ツイストリングが採用されています。ツイストリングの内円の上縁または外円の下縁の一部を切り落とし、段状の断面を形成します。この断面は内外非対称です。リングがシリンダー内に装填され圧縮されると、非対称な内力の作用により、大きな断面傾斜が生じ、リング外面は上端が小さく下端が大きいテーパー面を形成し、リングのサイズを縮小します。シリンダー壁との接触面積はリングの摺動性を高め、オイルを下に掻き出す効果があります。さらに、リングの上下端面は、対応する箇所でリング溝の上下端面に接触するため、シール性が向上するだけでなく、ピストンリングが溝内で上下に動き、ポンプオイルの漏れや摩耗が発生するのを防ぎます。リングを取り付ける際は、上下方向に注意する必要があります。逆向きに取り付けることはできません。内側のカットは上向き、外側のカットは下向きにする必要があります。熱負荷の大きい一部の内燃機関では、ガスリングの耐コーキング性を向上させるために、台形リングがよく使用されています。リング端面とリング溝との隙間は、ピストンの横方向の揺動と横方向の力の作用によって変化し、リング溝に堆積したカーボンを粉砕することで、ピストンリングの固着や固着を防止します。このリングは、通常のガスリングと同様に、自由に取り付けることができます。
ガスリングバレルフェイスリングと呼ばれる形状もあり、その作用面は凸弧状で、上下方向はシリンダー壁に対して楔形に湾曲しており、慣らし運転が容易で、潤滑性能とシール性が良好です。このようなリングは、内燃機関の強化に広く使用されています。通常の圧縮リングと同様に、このリングはガスリング溝に自由に取り付けることができます。
投稿日時: 2022年8月4日