Поршневые кольца.

Значительная часть механических потерь в двигателе происходит за счет трения поршня

и поршневых колец о стенки цилиндра. Для уменьшения этих потерь нужна хорошая смазка, меньшая площадь трения. Немалое значение в этом вопросе имеет толщина

поршневых колец, качество, количество, конструкция.

Качество работы двигателя зависит прежде всего от работы такого сопряжения, как поршень—поршневое кольцо—гильза. Поршневые кольца обеспечивают необходимую герметичность и наиболее благоприятные условия для отвода тепла. Несмотря на кажущуюся простоту конструкции, поршневое кольцо является такой деталью, к которой предъявляются особо высокие требования по точности изготовления. Износостойкость поршневых колец в значительной степени определяет долговечность

всего двигателя. Производство заготовок поршневых колец осуществляется методом индивидуального литья в песчаные формы, реже из маслот. Поршневые кольца отливаются из специального серого чугуна. В поседнее время для изготовления колец стали применять высокопрочный чугун с шаровидным графитом, а также сталь.

Конструкция поршневых колец.

Наиболее широкое распространение имеют поршневые кольца прямоугольного сечения. Верхнее кольцо работает при полусухом трении и подвергается максимальному коррозийному износу и большим температурным нагрузкам. Поэтому рабочую

поверхность поршневых компрессионных колец, как правило, хромируют. Толщина хромового покрытия 0,08—0,18 мм при глубине пористого слоя 20—60 мк.

Из условий лучшей приработки и уменьшения давления изготовляются поршневые кольца с внутренней сточкой. Это L-образные кольца торсионного типа (рис. 38.а).

Приработка их идет нижним поясом (рис. 38,6). Удельное давление такого кольца на стенки цилиндра, а это основной фактор, определяющий работоспособность поршневых колец, вдвое меньше, чем у колец прямоугольного сечения.

Для стандартных колец прямоугольного сечения нужно предусмотреть внутренний односторонний скос (рис, 38,в). Это кольца серийных мотоциклов «ИЖ», «Ковровца»;

«Тулы» и других. Удельное давление кольца на стенки цилиндра у различных двигателей имеет широкий диапазон от 0,5—2,9 кг/см².

По мере увеличения диаметра колец удельное давление уменьшается. Изменение упругости при одном и том же диаметре достигается в основном за счет изменения радиальной толщины колец.

Большое значение в работе поршневых колец имеет размер зазора в замке. Для спортивных двигателей зазор в замке берется 0,1 мм на каждые 25 мм номинального

наружного диаметра кольца.

Отношение номинального диаметра к радиальной толщине поршневого кольца

Д_н/Т= 20—27,

где Дн — номинальный диаметр кольца, Т— радиальная толщина кольца.

Для быстроходных спортивных двигателей высота колец ограничивается опасностью действия больших инерционных сил, способствующих вибрации и износу канавок

поршня и самих колец по высоте. Высота поршневого кольца зависит от диаметра цилиндра и равна 6,6—2 мм максимально, кроме L-образных, где высота может быть больше.

Зазор между внутренним диаметром кольца и поршневой канавкой для компрессионных колец 0,25—0,75 мм.

Большее значение имеет зазор между поршневыми кольцами и канавками по высоте 0,03—0,05 мм. Поверхность кольца должна быть отличного качества. Поршневые кольца должны быть гладкими, чистыми, свободными от усадочных трещин, пор, раковин, рыхлостей и т.д.

Отрицательное влияние на работу двигателя может оказать коробление поршневых колец, которое обычно возникает вследствие внутренних напряжений или неосторожного обращения с кольцами. Качество поршневых колец в значительной степени зависит от плотности прилегания их рабочей поверхности к стенке гильзы (определяется величина дуги прилегания или световой щели).