Поршневі кільця

Поршневі кільця працюють в умовах високих температур і значних змінних навантажень. В якості матеріалів для кілець зазвичай використовують сірий чи легований чавун. Для форсованих двигунів компресійні кільця виготовляють з легованих сталей.

Основними конструктивними параметрами поршневих кілець є (див. табл. 3.1): відношення діаметра циліндра до радіальної товщини кільця D/t; відношення різниці між величинами зазорів замка кільця у вільному і робочому стані до товщини кільця A₀/t; висота кільця a.

Розрахунок кілець полягає:

а) у визначенні середнього тиску кільця на стінку циліндра, який повинен забезпечити достатню герметичність камери згоряння і не повинно збільшувати втрати потужності двигуна на тертя кілець до стінки циліндра;

б) у побудові епюри тиску кільця по колу;

в) у визначенні напружень згину, що виникають у перерізі, який протилежний замку, під час одягання кільця на поршень та у робочому стані;

г) у встановленні монтажних зазорів у прямому замку кільця.

Середній тиск кільця на стінку циліндра

.

(3.11)

де Е – модуль пружності матеріалу кільця: для сірого чавуну Е = 1,0×10⁵ МПа, для легованого чавуну Е = 1,2×10⁵ МПа, для сталі Е = (2...2,3)×10⁵ МПа.

Середній радіальний тиск: для компресійних кілець p_сер = (0,11...0,37) МПа; для оливознімних кілець p_сер = (0,2...0,4) МПа.

У разі зменшення частоти обертання колінчатого вала двигуна і збільшенні діаметра циліндра значення p_сер наближається до нижньої границі.

Для забезпечення доброго припрацювання кільця і надійної щільності тиск p кільця на стінку циліндра в різних точках кола повинен змінюватися згідно епюри (рис. 3.4), що побудована за даними, які рекомендовані ДСТУ (табл. 3.2).

Таблиця 3.2