АвтоРули

Детали двигателя (поршневые кольца)

Поршневые кольца

 

Поршневые кольца предназначены для уплотнения рабочей полости цилиндра. Они препятствуют пропуску в картер свежего заряда и продуктов сгорания при сжатии и расширении и попаданию в цилиндр масла при впуске, а также отводят в стенки гильзы некоторое количество теплоты от поршня. В каждый поршень устанавливается комплект колец, состоящий из двух уплотнительных   колец  и. одного  маслосъемного.

 

Уплотнительные кольца чугунные. Верхнее кольцо изготовлено из высокопрочного чугуна с включением графита шаровидной формы. Боковая поверхность бочкообразная, хромированная (толщина покрытия 0,12 ... 0,22 мм). После хромирования кольцо подвергают притирке в твердом притире для получения круглой формы, что обеспечивает плотное прилегание боковой поверхности кольца к стенке гильзы. Высокопрочный чугун обладает хорошими упругими свойствами, а твердая хромированная поверхность обеспечивает высокую износостойкость пары трения. Бочкообразная боковая поверхность позволяет компенсировать возможные перекосы кольца в канавке, в результате чего снижается давление на ее стенки от кольца и тем самым повышается долговечность самой канавки.

 

Второе компрессионное кольцо изготовлено из специального перлитного чугуна с содержанием феррита до 5%, легированного хромом, молибденом, никелем, титаном и фосфором. Структура материала:   тонкопластинчатый  перлит  и  фосфидная  эвтектика.

 

Для повышения стабильности геометрической формы заготовки компрессионных колец подвергают старению и термофиксации. Для улучшения приработки второе компрессионное кольцо покрывают тонким слоем олова. Кольцо имеет скос по боковой поверхности, а также скребок для улучшения приработки и снижения расхода масла.

 

При установке в цилиндр кольцо немного округляется, приобретая слегка коническую форму. Такая форма кольца в сжатом состоянии конструктивно задана наличием внутренней и наружной проточек. Устанавливая кольцо, нужно следить за тем, чтобы внутренняя цилиндрическая проточка была обращена к днищу поршня. В этом случае наружная поверхность кольца прирабатывается нижней кромкой, обеспечивает хорошую герметизацию цилиндра и оптимальное его смазывание. При неправильной установке наружная кромка кольца, снимая избыток масла, направляет его в цилиндр, вследствие чего расход масла на угар возрастает в 2—3 раза.

 

Зазор в замке 0,3 ... 0,6 мм. Упругость компрессионных колец контролируют сжатием гибкой лентой при нормальных условиях. При сжатии кольца до зазора в замке 0,45 мм упругость равна 19,6 Н.

 

Качество уплотнения цилиндра зависит от плотности прилегания боковой поверхности кольца к стенке цилиндра и от силы давления кольца на нее. При неплотном прилегании кольца к цилиндру на отдельных участках образуются зазоры, через которые из камеры сгорания в картер прорываются продукты сгорания; нарушается нормальная теплоотдача от колец к стенке цилиндра; разрушается масляная пленка. Это приводит к появлению задиров.

 

Для создания плотного прилегания кольца устанавливают закон изменения давления кольца на стенку цилиндра по его окружности, задавая так называемую эпюру давления. Это давление неравномерное. Наибольшее давление у замка, вследствие чего уменьшается вибрация кольца при движении по стенке цилиндра. Нужная эпюра давления достигается приданием кольцу определенной формы в свободном состоянии копирной обточкой и последующей термофиксацией. Правильность формы кольца контролируют, стягивая его стальной лентой толщиной 0,10 ... 0,12 мм до заданного зазора в замке. При этом кольцо принимает форму овала, большая ось которого проходит через середину зазора в замке, а разность в длине большой и малой осей находится в пределах 0,3... 0,8 мм.

 

Маслосъемное кольцо стальное пластинчатое. Состоит из двух кольцевых дисков и двух расширителей: осевого  и радиального . Кольцевые диски изготовлены из высокоуглеродистой стальной (сталь У8А) ленты размером 0,7 X 4,0 мм. Рабочая кромка покрыта твердым электролитическим хромом толщиной 0,08 ... 0,13 мм и притерта. Осевой расширитель высотой 3,5_0,1 мм и шириной 2,5_0,з мм установлен между кольцевыми дисками. Выполнен в виде гнутого профиля из стальной (сталь 65Г) ленты размером 0,7x2,5 мм. Профиль состоит из равнобоких трапеций, образующих 19 волн. Радиальный расширитель создает радиальное давление от кольцевых дисков на стенку цилиндра. Он изготовлен из стальной ленты (сталь 70С2ХА или УГОА) размером 0,45X4,9 мм, имеет девять волн. После формования расширитель подвергают термофиксации. В нем выполнены продольные прорези для отвода снятого со стенки масла в картер.

 

При установке маслосъемного кольца в кольцевую канавку замки в кольцевых дисках и замки осевого и радиального расширителей располагают в разных плоскостях: замки в дисках под углом 180 °С, замки расширителей под углом 120° по отношению к замкам в дисках.

 

На некоторых двигателях применяют комплект, состоящий из четырех колец. В этом случае верхнее и второе компрессионные кольца изготовлены из перлитного чугуна с пористым хромированием боковой поверхности. Третье компрессионное и маслосъемное кольца в этом комплекте аналогичны кольцам, описанным выше. Такой комплект колец применялся на двигателе ЗИЛ-130.

 

Поршневые кольца для ремонта выпускают трех размеров, увеличенных по диаметру на 0,5; 1,0 и 1,5 мм. По конструкции эти кольца не отличаются от описанных выше колец.

05.10.2009. 13:49