Главная | Карта сайта | ДВС | Статьи

Поршневые кольца

Поршневые кольца изготовляются из серого и легированного чугуна.
Технические условия на изготовление поршневых колец дизелей установлены ГОСТ 7133-54. Для повышения износостойкости как кольца, так и рабочей поверхности цилиндра не менее чем одно верхнее кольцо должно иметь покрытие пористым хромом. Хромирование колец заключается в нанесении гальваническим способом пористого хрома слоем 0,1—0,2 мм.
Пористый хром обладает способностью разносить масло по поверхности втулки.
Разносят масло и сами кольца. При движении поршня вниз поршневое кольцо прижимается к верхней торцовой поверхности канавки. Нижней кромкой кольцо соскабливает со стенки втулки масло, которое и попадает в образовавшийся зазор. При движении поршня вверх кольцо перемещается в канавке и прижимается к ее нижней торцовой поверхности; при этом масло вытесняется в зазор, образующийся между верхней поверхностью канавки и кольцом. При следующем ходе поршня вниз рассмотренное явление повторяется. Таким образом происходит перекачивание масла на поверхности втулки вверх. Это явление именуют насосным действием колец. Оно особенно заметно у четырехтактных двигателей при наличии разрежения в цилиндре в период всасывающего хода.
Осевой зазор между поршневым кольцом и его канавкой для верхнего кольца при .диаметре цилиндра от 160 до 300 мм должен быть 0,08—0,25 мм; для остальных колец 0,05—0,15 мм. При диаметре цилиндра выше 300 мм для верхнего кольца — 0,12—0,3 мм, для остальных колец 0,07—0,25 мм.
При повышенном зазоре между поршневыми кольцами и канавками насосное действие колец возрастает и масло перекачивается в камеру сгорания, чем увеличивается расход масла.
Для уменьшения поступления масла в камеру сгорания устанавливают одно или два маслосъемных кольца, соскабливающие масло со стенок цилиндра и отводящие его через отверстия в стенках поршня в картер двигателя. Схема действия маслосъемного кольца простейшей конструкции представлена на фиг. 89, б.
При движении поршня вверх давление масла, собирающегося в кольцевом пространстве скоса, сжимает кольцо и масло проходит через образовавшийся зазор между втулкой и кольцом вниз, а при движении поршня вниз масло через отверстия, просверленные по всей окружности поршня, удаляется внутрь поршня и стекает в картер.
При установке поршневых колец в канавки поршня замки колец располагают таким образом, чтобы у соседних колец они не приходились бы один против другого, а были смещены примерно на 120°. В двухтактных двигателях замки колец во избежание их поломки смещают от продувочных и выхлопных окон. С этой целью их закрепляют штифтами.
Материалом для изготовления поршней служит главным образом серый чугун (обычно марки СЧ 24-44). Для быстроходных двигателей поршни для уменьшения сил инерции изготовляют из алюминиевых сплавов, удельный вес которых примерно в 2,5 раза меньше удельного веса чугуна. Иногда для таких двигателей изготовляют чугунные поршни облегченной конструкции (с тонкими стенками и ребрами жесткости).
Для предотвращения заедания поршня вследствие его расширения при нагревании должен быть зазор между поршнем и рабочей поверхностью цилиндра. Величина зазора между юбкой чугунного поршня и поверхностью цилиндра в среднем 0.001D; между верхней частью головки поршня и поверхностью цилиндра (0,004— 0,008)0, где D—диаметр цилиндра. Больший зазор в верхней части поршня объединяется наличием здесь значительно больших тепловых напряжений. Эти напряжения иногда вызывают появление трещин в днище поршня. Поэтому поршни больших диаметров делают обычно составными; нередко их головка выполняется из литой стали. Головка поршня соединяется с юбкой шпильками. Такая конструкция дает ряд преимуществ: а) возможность применения для головки материала повышенного качества; б) возможность замены головки, не меняя всего поршня; в) получение более надежной и сравнительно свободной от литейных напряжений конструкции; г) возможность некоторой регулировки пространства сжатия с помощью прокладки между головкой и юбкой.