Поршневые кольца

4 Март 2010

KolcaЗдравствуйте. Я хочу рассказать вам о поршневых кольцах и пальцах, тем самым закончив тему “Поршневая Группа”.

И так… Поршневые кольца обеспечивают герметичность внутрицилиндрового пространства, т. е. препятствуют прорыву газов между стенкой цилиндра и поршнем из этого пространства в картер двигателя. Кроме того, поршневые кольца отводят в стенки цилиндра большую часть тепла, воспринимаемого днищем поршня, и предотвращают попадание масла из картера в цилиндр.

Уплотняя зазор между стенкой цилиндра и поршнем, кольца при работе двигателя прижимаются попеременно к верхней и нижней сторонам канавок и действуют как насос, перекачивающий масло со стенок цилиндра в камеру сгорания. Это приводит к нагарообразованию на стенках камеры сгорания и днище поршня и увеличивает расход масла. Поэтому в современных двигателях применяются кольца двух видов: компрессионные, уплотняющие поршень и отводящие от него тепло, и маслосъемные. Эффективную герметизацию внутрицилиндрового пространства и теплопередачу от поршня обеспечивают только 2—3 верхних кольца, ввиду чего на поршень устанавливается обычно не более 3—4 колец.

Условия работы поршневых колец связаны с трением при высоких температурах и давлениях газов, большой переменной скорости скольжения и недостатке смазки. Это предъявляет к кольцам требования высокой прочности и упругости при длительном действии высоких температур, а также высокой износостойкости. В наибольшей степени этим требованиям отвечают кольца из прочных легированных чугунов. Работа верхнего компрессионного кольца отличается действием особенно высоких температур и давлений, когда происходит выгорание смазки и имеет место сухое трение кольца о стенки цилиндра. Для повышения работоспособности поверхность трения верхнего кольца покрывается слоем пористого хрома, хорошо удерживающего смазку и повышающего срок службы колец примерно в 3 раза. Остальные поршневые кольца по рабочей поверхности подвергаются лужению.

При потере кольцами упругости, износе цилиндра, колец и кольцевых канавок возможен прорыв газов в картер двигателя, что резко повышает температуру колец, ухудшает их механические свойства, а также вызывает пригорание колец к стенкам канавок и повышение расхода масла.

Наиболее плотное прилегание колец к стенкам цилиндра и уменьшение прорыва газов достигается за счет определенного распределения силы упругости кольца по окружности, что обеспечивается технологией изготовления колец. При средней величине давления кольца 2—4 кг/см2 в зоне расположения разреза — замка кольца давление может составлять 9—10 кг/см2.

Замок поршневых колец чаще всего делается прямым, т. е. расположенным под углом 90° к плоскости кольца. Надетые на поршень и вставленные в цилиндр кольца должны иметь в своем замке температурный зазор, обеспечивающий нормальное положение кольца при работе двигателя.

Качество уплотнения и долговечность колец зависят также от величины торцовых и радиальных зазоров между кольцами и стенками кольцевых канавок, от профиля поперечного сечения кольца. Для улучшения и ускорения приработки этот профиль может иметь наружную коническую поверхность, наружную и внутреннюю кольцевые выточки или внутреннюю фаску. При наличии выточки или фаски кольцо приобретает различную жесткость по высоте и при установке в цилиндр скручивается, так что его профиль получает перекос. Наружная поверхность такого кольца становится наклонной и так же, как коническая, соприкасается со стенкой цилиндра только кромкой, что значительно улучшает приработку кольца.

Маслосъемные кольца имеют кольцевую выточку по наружной поверхности и в ней — сквозные отверстия или прорези для отвода масла в картер двигателя.

Увеличение и стабилизация давления маслосъемных колец достигается за счет применения их сборной конструкции из стальных деталей. Два плоских кольцевых диска имеют хромированную наружную поверхность, осевой расширитель обеспечивает их прилегание к нижней и верхней стенкам канавки, необходимое давление плоских колец на стенки цилиндра создается радиальным расширителем. Такие кольца плотно располагаются в изношенных канавках поршня, лучше прилегают к изношенным стенкам цилиндра и быстрее к ним прирабатываются. Проходные сечения для масла у этих колец получаются большими, что снижает склонность колец к пригоранию и уменьшает расход масла.

Поршневой палец шарнирно соединяет поршень с шатуном. При работе двигателя он совершает вместе с поршнем возвратно-поступательное движение и одновременно служит осью колебательного движения шатуна. В это время поршневой палец подвергается действию переменных по величине и направлению нагрузок, часто имеющих ударный характер, которые вызывают в поршневом пальце механические напряжения изгиба, смятия, сдвига, а также тепловые напряжения. Высокие температуры бобышек поршня и переменное вращение поршневого пальца создают условия полужидкостного трения, что приводит к повышению температуры пальца, ухудшению смазки и увеличению износа трущихся поверхностей пальца, бобышек поршня и поршневой головки шатуна.

Поршневой палец является весьма ответственной деталью двигателя и его поломка приводит к таким же тяжелым последствиям, как и поломка коленчатого вала или шатуна. Поэтому поршневой палец должен обладать высокой прочностью при изгибе под действием ударной нагрузки и высокой износостойкостью. Кроме того, он должен иметь минимальный вес, наименьшие зазоры в сопряжении с бобышками поршня и поршневой головкой шатуна, получать достаточную смазку.

© Автомобильный Блог

 

 

Ваш Комментарий

 

 

Публикации по теме

vodorodnyi_avtomobil4

ВОДОРОДНЫЕ АВТОМОБИЛИ

31 Январь 2017

Автомобили, работающие на водороде, уже расчистили себе площадку на рынке, и вскоре почти каждый сможет купить такую машину. К сожалению, покупка такого автомобиля в данный момент слишком дорогостояща, и не многие смогут позволить себе такую роскошь. Многие любители автомобилей столкнутся с проблемой привязанности к старой машине, и в данный момент они ни за что не…

как-поменять-масляный-фильтр-своими-руками

Раздаточная коробка

6 Апрель 2016

Здравствуйте. Сегодня я расскажу вам о раздаточной коробке. Раздаточная коробка предназначена для того, чтобы распределять крутящий момент вторичного вала коробки передач на несколько ведущих мостов, возможности включения переднего ведущего моста и увеличения тягового усилия на ведущих колесах. Раздаточная коробка устанавливается за коробкой передач на автомобилях повышенной и высокой проходимости и обеспечивает эффективное преодоление тяжелых дорожных…

устройство двс

Устройство двигателя

27 Март 2016

Всем привет! Сегодня я хочу рассказать вам, как устроен двигатель. В конструкцию одноцилиндрового карбюраторного двигателя входят детали, узлы и приборы, образующие комплекс механизмов и систем: это кривошипно-шатунный механизм, газораспределительный механизм, систему охлаждения, систему смазки, систему питания и систему зажигания. Кривошипно-шатунный механизм воспринимает давление расширяющихся газов и преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала….

устройство аккумуляторной батареи

Устройство аккумуляторной батареи

25 Март 2016

Здравствуйте. Сегодня я вам расскажу про аккумуляторную батарею. Аккумуляторная батарея является химическим источником постоянного тока. Она представляет собой устройство, которое накапливает (аккумулирует) электрическую энергию, заряжаясь и превращая ее в энергию химических реакций при подключении к другому источнику тока, а затем разряжается, превращая химическую энергию в электрическую, отдавая ее подключенным потребителям. Процессы зарядки и разрядки аккумуляторной…