Войти
Два поршневых кольца, установленные на поршне двухтактного двигателя. Кольцевой зазор для нижнего кольца виден в центре изображения. A поршневое кольцо представляет собой металлическое разрезное кольцо, которое прикреплено к внешнему диаметру поршня в двигатель внутреннего сгорания или паровой двигатель.
Основными функциями поршневых колец в двигателях являются:
Большинство поршневых колец изготовлено из чугуна или стали.
Конфигурации поршневых колец:. A) Прямоугольное сечение. B) Лицевая поверхность ствола. C) Трапецеидальность. D) Скручивание. E) Конус e. F) Дайки., которые также различаются по типу фиксирующей ленты:. Y) За лентой. X) Над или под лентой. Или для концов, которые работают без жестких стопоров :. K) Шаг. J) Наклонный. W) Наклонный с шагом 
Поршневое кольцо. Поршневое кольцо (PR) представляет собой разрезную ленту, прижимающуюся к стенке цилиндра пружинами (S), установленными во внутреннем «нежелательном кольце» (JR). Язычок (T) поддерживает уплотнение, когда кольцо расширяется и раскалывается. Поршневые кольца предназначены для герметизации зазора между поршнем и стенкой цилиндра. Если бы этот зазор был слишком мал, тепловое расширение поршня могло бы означать, что поршень заклинивает в цилиндре, вызывая серьезные повреждения двигателя. С другой стороны, большой зазор приведет к недостаточному уплотнению поршневых колец относительно стенок цилиндра, что приведет к чрезмерному прорывам (газы сгорания попадают в картер) и уменьшению давления на цилиндр, уменьшая мощность мощность двигателя.
Скользящее движение поршневого кольца внутри стенки цилиндра вызывает потери на трение в двигателе. Трение, вызываемое поршневыми кольцами, составляет примерно 24% от общих механических потерь на трение в двигателе. Таким образом, конструкция поршневых колец представляет собой компромисс между минимизацией трения при достижении хорошего уплотнения и приемлемого срока службы.
Смазка поршневых колец затруднительна и является движущей силой улучшения качества моторного масла. Масло должно выдерживать высокие температуры и суровые условия благодаря высокоскоростному скользящему контакту. Смазка особенно сложна, поскольку кольца имеют колебательное движение, а не непрерывное вращение (например, в цапфе подшипника). На пределе движения поршня кольцо останавливается и меняет направление. Это нарушает нормальный эффект масляного клина гидродинамического подшипника, снижая эффективность смазки.
Кольца также подпружинены для увеличения контактного усилия и поддержания плотного уплотнения. Сила пружины обеспечивается либо жесткостью самого кольца, либо отдельной пружиной за уплотнительным кольцом.
Важно, чтобы кольца свободно перемещались в своих канавках внутри поршня, чтобы они могли оставаться в контакте с цилиндром. Заедание колец в поршне, обычно из-за накопления продуктов сгорания или разрушения смазочного масла, может вызвать отказ двигателя и является частой причиной отказа дизельных двигателей.
Уплотнение часто достигается за счет использования нескольких колец, каждое из которых выполняет свою функцию, с использованием скользящего контакта металл-металл. Большинство поршней имеют как минимум два поршневых кольца на цилиндр.
Автомобильные поршневые двигатели обычно имеют три кольца на цилиндр. Два верхних кольца, известные как компрессионные кольца, в первую очередь служат для уплотнения камеры сгорания. Нижнее кольцо, известное как маслосъемное кольцо, в первую очередь предназначено для управления подачей масла к стенке цилиндра для смазки юбки поршня и маслосъемных колец.
Компрессионные кольца в автомобильном двигателе обычно имеют прямоугольное поперечное сечение или трапецеидальную форму. Верхнее компрессионное кольцо обычно имеет цилиндрический профиль по периферии, в то время как нижнее компрессионное кольцо обычно имеет коническую облицовку ворса. В некоторых двигателях также используется коническая облицовка верхнего кольца, а в прошлом использовались простые кольца с гладкой поверхностью.
Маслосъемные кольца обычно изготавливаются либо из цельного куска чугуна, либо из нескольких кусков стали, либо из стали / железа с опорой из винтовой пружины для создания напряжения, необходимого для плотного уплотнения. Чугунные маслосъемные кольца и кольца с опорой из винтовой пружины имеют две очищающие площадки различной формы. С другой стороны, составные стальные маслосъемные кольца обычно состоят из двух тонких стальных колец (называемых рельсами) с проставкой-расширителем между ними, чтобы удерживать две рельсы друг от друга и обеспечивать радиальное давление.
Зазор в поршневом кольце сжимается до нескольких тысячных долей дюйма, когда он находится внутри отверстия цилиндра. Формы зазора колец включают в себя квадратный вырез, угловой вырез, стыковое соединение, ступенчатый вырез, ступенчатый подъем и шаг под углом.
Паровая машина с 3 поршневыми кольцами в точке D 
Подпружиненные поршневые кольца Ранние паровые двигатели использовали набивку из пеньки для уплотнения камеры сгорания, что вызывало высокое сопротивление трения и не давало очень эффективного уплотнения.
Современный дизайн металлического разъемного кольца был изобретен Джоном Рэмсботтомом в 1850-х годах. Первоначальный дизайн Рэмсботтома в 1852 году был круглой формы, однако они носили неравномерно и не имели успеха. В 1854 году утверждалось, что обновленный дизайн будет иметь срок службы до 4 000 миль (6 437 км). Это было основано на открытии того, что идеально круглое (до установки) кольцо с прорезью в нем не оказывает равномерного давления на стенки цилиндра после установки. Модернизированное поршневое кольцо было изготовлено овальной формы, чтобы оно могло оказывать равномерное давление после установки в цилиндр. Патент 1855 г. задокументировал это изменение. Переход на металлические поршневые кольца резко снизил сопротивление трения, утечку пара и массу поршня, что привело к значительному увеличению мощности и эффективности, а также увеличению интервалов технического обслуживания.
Поршневые кольца подвержены износу при движении вверх и вниз по отверстию цилиндра из-за собственной внутренней нагрузки и из-за нагрузки газа, действующей на кольцо. Чтобы свести к минимуму это, они изготовлены из износостойких материалов, таких как чугун и сталь, и покрыты или обработаны для повышения износостойкости. Покрытия, используемые в современных мотоциклах, включают хром, нитрид или керамическое покрытие, нанесенное плазменным осаждением или физическим осаждением из паровой фазы (PVD). Большинство современных дизельных двигателей имеют верхние кольца, покрытые модифицированным хромовым покрытием (известным как CKS или GDC), которое имеет оксид алюминия или частицы алмаза, соответственно включенные в хромированную поверхность.
В двухтактных двигателях конструкция портов также является важным фактором для срока службы поршневых колец.
 | На Викискладе есть материалы, связанные с поршневыми кольцами. |
