Поршневое кольцо представляет собой эластичное металлическое открытое кольцо, которое по своим функциям можно разделить на два типа: газовое кольцо и масляное кольцо. На верхнем конце головки поршня установлены от 2 до 4 воздушных колец, а на нижнем конце — от 1 до 2 масляных колец.
Функция газового кольца заключается в обеспечении уплотнения между поршнем и стенкой цилиндра и предотвращении утечки газа высокого давления в верхней части поршня в картер. Если уплотнение ненадлежащее, газ в такте сжатия будет утекать больше, что снизит давление в конце сжатия, что вызовет трудности с запуском двигателя внутреннего сгорания. Утечка высокотемпературного газа в картер также увеличит температуру поршня, а масло окислится и испортится из-за тепла. Помимо функции уплотнения, газовое кольцо также играет роль теплопередачи. Большая часть тепла, поглощаемого верхней частью поршня, передается стенке цилиндра через газовое кольцо (потому что головка поршня не касается стенки цилиндра), а затем отводится внешней охлаждающей средой.
Газовое кольцо, особенно первое газовое кольцо, в дополнение к высокоскоростному возвратно-поступательному линейному движению 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, и это приведет к обугливанию смазочного масла и даже может вызвать затягивание цилиндра и утечку воздуха. Поэтому требуется, чтобы газовое кольцо имело достаточную упругую силу, чтобы сделать окружение кольца близким к стенке цилиндра. В это время невозможно, чтобы газ высокого давления просочился через контактную поверхность между газовым кольцом и стенкой цилиндра. Газ, действующий на верхнюю торец кольца, плотно прижимает кольцо в канавке поршневого кольца, так что нижняя торец находится в тесном контакте с канавкой кольца. Газ, попадающий между внутренней стороной кольца и канавкой кольца, давит наружу, делая кольцо более плотно прижатым к стенке цилиндра. Таким образом, 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 наносится пористый слой хрома или молибдена. В последние годы первое газовое кольцо также изготавливается из ковкого чугуна или стали. В свободном состоянии наружный диаметр кольца немного больше диаметра цилиндра. После установки в цилиндр поршневое кольцо создает упругую силу и прижимается к стенке цилиндра, а в отверстии должен быть оставлен 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 нагревании и расширении. После установки поршневого кольца в канавку кольца также должен быть определенный зазор в направлении высоты (называемый боковым зазором, боковой зазор поршневого кольца двигателя внутреннего сгорания обычно составляет 0,08-0,16 мм). При установке поршневого кольца на поршень отверстия каждого кольца должны быть смещены на 120°~180°, а отверстие поршневого кольца должно быть смещено более чем на 45° от отверстия седла поршневого пальца, чтобы предотвратить утечку после установки поршневого кольца в цилиндр. Газовое явление.
Для улучшения условий работы поршневого кольца и лучшей подгонки поршневого кольца к цилиндру некоторые поршневые кольца используют разные сечения, поэтому при установке следует уделять особое внимание. Основная форма поперечного сечения газового кольца — прямоугольник. Прямоугольное кольцо легко изготавливать и широко используется, но его эксплуатационные характеристики относительно плохие, и оно не может соответствовать все более усиленным требованиям двигателя. Это обычное компрессионное кольцо можно свободно устанавливать в канавку газового кольца. В некоторых двигателях используется коническая структура кольца. Рабочая поверхность кольца выполнена с углом конусности от 0,5° до 1,5, так что поверхность контакта между рабочей поверхностью кольца и стенкой цилиндра уменьшается, и обкатка может быть более быстрой. Угол конуса также имеет функцию соскабливания масла. Однако износ конического кольца происходит быстро, что влияет на срок службы. Устанавливайте скошенной стороной вниз.
В некоторых двигателях внутреннего сгорания используются кольца с закруткой. Часть верхнего края внутреннего круга или нижнего края внешнего круга скрученного кольца срезана, чтобы образовать ступенчатый разрез. Этот вид разреза асимметричен внутри и снаружи. После того, как кольцо загружено в цилиндр и сжато, под действием асимметричной внутренней силы происходит значительный наклон разреза, так что наружная поверхность кольца образует коническую поверхность с небольшой верхней частью и большой нижней частью, что уменьшает размер кольца. Контактная поверхность стенки цилиндра делает кольцо легко прирабатываемым и имеет эффект соскабливания масла вниз. Более того, верхняя и нижняя торцевые поверхности кольца соприкасаются с верхней и нижней торцевыми поверхностями канавки кольца в соответствующих местах, что не только увеличивает производительность уплотнения, но и предотвращает перемещение поршневого кольца вверх и вниз в канавке и вызывая маслонасос и износ. При установке кольца необходимо обращать внимание на его направление вверх и вниз. Его нельзя устанавливать в обратном порядке. Внутренний разрез должен быть направлен вверх, а внешний разрез - вниз. На некоторых двигателях внутреннего сгорания с большой тепловой нагрузкой для повышения антикоксующей способности газового кольца часто применяются трапециевидные кольца. Соответствующий зазор между торцом кольца и кольцевой канавкой изменяется при боковом качании поршня под действием боковой силы, что может раздавить нагар в кольцевой канавке и предотвратить склеивание и застревание поршневого кольца. Это кольцо можно устанавливать по желанию, как и обычные газовые кольца.
Существует также форма газового кольца цилиндрической формы, его рабочая поверхность представляет собой выпуклую дугу, а его верхнее и нижнее направления имеют клиновидную форму со стенкой цилиндра, легко вводятся, обладают хорошей смазочной способностью и прочным уплотнением. Такие кольца обычно используются для усиления двигателей внутреннего сгорания. Как и обычные компрессионные кольца, это кольцо можно свободно устанавливать в канавку газового кольца.
Время публикации: 04-08-2022