Компрессионные поршневые кольца

             

Цилиндрические компрессионные поршневые кольца

Цилиндрическое компрессионное поршневое кольцо

Цилиндрическое компрессионное поршневое кольцо с внутренней фаской

Цилиндрическое компрессионное поршневое кольцо с внутренним углом

Компрессионные поршневые кольца с маслосъёмной функцией

Коническое компрессионное поршневое кольцо

Под цилиндрическими компрессиоными поршневыми кольцами понимают кольца с прямоугольным поперечным сечением. Обе боковые поверхности кольца лежат параллельно друг к другу. Это исполнение кольца является самым простым и самым распространённым видом компрессионных поршневых колец. Сегодня эта модель используется преимущественно в качестве первого компрессионного поршневого кольца у всех бензиновых, а также у некоторых дизельных двигателей для легковых автомобилей,

Внутренние фаски и внутренние углы вызывают скручивание колец в установленном (натянутом) состоянии. Положение фаски и, соответственно, внутреннего угла в верхней кромке вызывает «положительное скручивание колец». Какое оно имеет действие, описано в главе Скручивание колец.

Эти кольца выполняют двойную функцию. Они помогают компрессионному поршневому кольцу при герметизации от газов и маслосъёмному поршневому кольцу при удалении масляной плёнки.

Важное указание: У всех видов двигателей (для легковых и грузовых автомобилей, бензиновых и дизельных) конические компрессионные поршневые кольца вставляются в основном во вторую кольцевую канавку.

Рис. 2

Поверхность конических компрессионных поршневых колец имеет коническую форму. Отклонение угла по отношению к цилиндрическому компрессионному поршневому кольцу составляет, в зависимости от конструкции, примерно от 45 до 60 угловых минут. Из-за формы кольцо в начальном состоянии опирается только на нижнюю кромку и, таким образом, прилегаеттолько в определённых пунктах к внутреннему диаметру цилиндра. Вследствие этого, в этом месте появляется высокое механическое давление на поверхность и происходитжелаемое снятие слоя материала. Результат этого износа при приработке уже после небольшой продолжительности эксплуатации - совершенно круглая форма и, вместе с этим, хорошее уплотнение. После пробега нескольких 100.000 км коническая поверхность кольца изнашивается так, что коническое компрессионное поршневое кольцо берёт на себя скорее функцию цилиндрического компрессионного поршневого кольца. Теперь кольцо, ранее изготовленное как коническое компрессионное, всё ещё отлично выполняет уплотняющую функцию в качестве цилиндрического компрессионного поршневого кольца.

Положение фаски и, соотв., внутреннего угла на нижней кромке вызываетздесь отрицательное скручивание колец (смотри главу 1.6.9 Скручивание колец).

Вследствие того, что давление газа оказывает влияние на кольцо также и спереди (давление газа может проникать в щель между стенкой цилиндра и рабочей поверхностью поршневого кольца), усиление давления газа несколько уменьшается. Во время приработки кольца давление прижима немного уменьшено, и сама приработка происходит с меньшим износом (рис. 2).

Наряду с функцией в качестве компрессионных поршневых колец, конические компрессионные поршневые кольца обладают также хорошими маслосъёмными свойствами. Это происходит из-за смещённой назад верхней кромки кольца. При движении вверх от нижней к верхней мёртвой точке кольцо скользит по масляной плёнке. Благодаря гидродинамическим силам (образование так называемого масляного клина) кольцо немного отделяется от поверхности цилиндра. При движении в противоположном направлении кромка кольца проникает глубже в масляную плёнку и, таким образом, отбрасывает масло, прежде всего, к кривошипной камере. У двигателей внутреннего сгорания конические компрессионные поршневые кольца вставляются также и в первую кольцевую канавку.

Скребковые компрессионные поршневые кольца

Скребковое компрессионное поршневое кольцо

У скребкового компрессионного поршневого кольца нижняя кромка поверхности кольца снабжена прямоугольной или затылованной выемкой, которая кроме герметизации от газов обладает также и функцией удаления масляной плёнки. Выемка имеет определённый объём, в котором может собираться снятое масло, прежде чем оно сбежит обратно в масляный поддон.

У многих вариантов двигателя скребковое компрессионное поршневое кольцо использовалось раньше в качестве второго компрессионного поршневого кольца. На сегодняшний день вместо скребковых компрессионных поршневых колец используются преимущественно конические скребковые компрессионные поршневые кольца. Скребковые компрессионные поршневые кольца используются также для поршня компрессора в тормозных системах с пневматическим приводом. Там, главным образом, как первое компрессионное поршневое кольцо.

Коническое скребковое компрессионное поршневое кольцо

Коническое скребковое компрессионное поршневое кольцо - это усовершенствованная модель скребкового компрессионного поршневого кольца.

Благодаря конической форме поверхности усиливается эффект снятия масла. У поршневых компрессоров коническое скребковое компрессионное поршневое кольцо вставляется не только во вторую, но также и в первую кольцевую канавку.

Коническое скребковое компрессионное поршневое кольцо с закрытым стыком

Для улучшения герметизации от газов выступ заканчивается не у самого стыка, а уже раньше. Таким образом, по сравнению с обыкновенным коническим скребковым компрессионным поршневым кольцом можно достичь уменьшения просачивания газов из камеры сгорания в картер двигателя (смотри также 1.6.5 Тепловой зазор).

Поршневые кольца с поперечным сечением в форме трапеции Трапециевидные или полутрапециевидные компрессионные поршневые кольца используются для того, чтобы препятствовать нагарообразованию и, вместе с тем, заклиниванию колец в кольцевых канавках. Особенно тогда, когда очень высокая температура появляется также и в кольцевой канавке, опасность состоит в том, что имеющееся в этой кольцевой канавке моторное масло под воздействием температуры образует нагар. У дизельных двигателей помимо возможного нагарообразования появляется также сажа. Она тоже приводит к отложениям в кольцевом пазе. Если бы поршневые кольца из-за этих отложений застряли, то горячие газообразные продукты сгорания беспрепятственно проходили бы между поршнем и стенкой цилиндра, при этом перегревая поршень. Результатом были бы расплавление головки поршня и сильные повреждения самого поршня. Из-за высоких температур и образования сажи трапециевидное компрессионное поршневое кольцо используется чаще всего для дизельных двигателей и вставляется в самую верхнюю, а иногда и во вторую кольцевую канавку.

Внимание

Трапециевидные или полутрапециевидные компрессионные поршневые кольца не могут вставляться в обыкновенные канавки прямоугольного сечения. При использовании поршневых колец с поперечным сечением в форме трапеции также и кольцевые канавки в поршне всегда должны иметь соответствующую форму.

Трапециевидное компрессионное поршневое кольцо

У трапециевидных компрессионных поршневых колец обе боковые поверхности кольца не лежат параллельно, а стоят друг против друга в виде трапеции. Угол составляет, как правило, 6°, 15° или 20°.

Полутрапециевидное компрессионное поршневое кольцо

У полутрапециевидных компрессионных поршневых колец нижняя боковая поверхность не имеет никакого угла, а с рабочей поверхностью кольца она образует прямой угол.

Функция очистки

Благодаря трапециевидной форме компрессионных поршневых колец и ихдвижению в кольцевой канавке из-за перекоса поршня (смотри главу 1.6.11 Движение поршневых колец) образования нагара растираются механическим путём.