Pierścień tłokowy to metalowy pierścień stosowany w rowku tłoka. Istnieją dwa rodzaje pierścieni tłokowych: pierścienie uszczelniające i pierścienie olejowe. Pierścień dociskowy może służyć do uszczelnienia mieszanki palnej w komorze spalania; Pierścień olejowy służy do zdrapywania nadmiaru oleju z cylindra.
Pierścień tłokowy jest metalowym elastycznym pierścieniem ze znacznym odkształceniem rozszerzającym się na zewnątrz, który jest montowany w odpowiednim okrągłym rowku przekroju poprzecznego. Poruszający się ruchem posuwisto-zwrotnym pierścień tłokowy, wykorzystując różnicę ciśnień gazu lub cieczy, tworzy uszczelnienie pomiędzy zewnętrzną powierzchnią kołową pierścienia a cylindrem, a także jedną stroną pierścienia i rowkiem pierścieniowym
Pierścienie tłokowe są szeroko stosowane w różnych maszynach energetycznych, takich jak silniki parowe, silniki wysokoprężne, silniki benzynowe, sprężarki, prasy hydrauliczne itp. Są szeroko stosowane w samochodach, pociągach, statkach, jachtach itp. Ogólnie rzecz biorąc, pierścień tłokowy jest montowany w rowku tłoka i tworzy komorę z elementami takimi jak tłok, tuleja cylindrowa i głowica cylindrów, które wykonują pracę.
Pierścień tłokowy jest głównym elementem silnika paliwowego, który wraz z cylindrem, tłokiem, ścianką cylindra itp. uzupełnia uszczelnienie paliwa gazowego. Istnieją dwa rodzaje powszechnie stosowanych silników samochodowych: silniki wysokoprężne i silniki benzynowe. Ze względu na różną wydajność paliwową, stosowane pierścienie tłokowe są również różne. Wczesne pierścienie tłokowe powstawały poprzez odlewanie, ale wraz z postępem technologii narodziły się pierścienie tłokowe ze stali o dużej mocy. Wraz z ciągłą poprawą funkcjonowania silnika i wymogami środowiskowymi zastosowano różne zaawansowane metody obróbki powierzchni, takie jak natryskiwanie cieplne, galwanizacja, chromowanie, azotowanie gazowe, osadzanie fizyczne, powlekanie powierzchni, fosforanowanie szeregowo-cynkowo-manganowe itp., znacznie poprawiając funkcję pierścieni tłokowych.
Rola pierścieni tłokowych obejmuje cztery funkcje: uszczelnianie, regulacja oleju (kontrola oleju), przewodzenie ciepła (przenoszenie ciepła) i prowadzenie (podparcie). Uszczelnianie: odnosi się do uszczelnienia gazu, zapobiegania przedostawaniu się gazu z komory spalania do skrzyni korbowej, kontrolowania ilości wycieku gazu do minimum i poprawy sprawności cieplnej. Wyciek nie tylko zmniejsza moc silnika, ale także pogarsza olej, co jest głównym zadaniem pierścienia gazowego; Regulacja oleju silnikowego (kontrola oleju): Zeskrob nadmiar oleju smarowego ze ścianki cylindra, pozostawiając jednocześnie cienką warstwę oleju na ściance cylindra, aby zapewnić normalne smarowanie cylindra, tłoka i pierścienia. To jest główne zadanie pierścienia olejowego. W nowoczesnych silnikach szybkoobrotowych szczególną uwagę zwraca się na rolę pierścieni tłokowych w kontrolowaniu filmu olejowego; Przewodzenie ciepła: Ciepło z tłoka przekazywane jest do tulei cylindrowej poprzez pierścienie tłokowe, które pełnią rolę chłodzącą. Według wiarygodnych danych, 70-80% ciepła odbieranego przez denko tłoka w niechłodzonych tłokach jest rozpraszane przez pierścienie tłokowe i przekazywane na ściankę cylindra, natomiast 30-40% ciepła w tłokach chłodzonych jest rozpraszane przez pierścienie tłokowe i przekazywane na ściankę cylindra; Podpora: Pierścień tłokowy utrzymuje tłok w cylindrze, zapobiegając bezpośredniemu kontaktowi tłoka ze ścianką cylindra, zapewniając płynny ruch tłoka, zmniejszając opór tarcia i zapobiegając uderzaniu tłoka w cylinder. Tłok typowego silnika benzynowego wykorzystuje dwa pierścienie gazowe i jeden pierścień olejowy, podczas gdy silniki wysokoprężne zazwyczaj wykorzystują dwa pierścienie olejowe i jeden pierścień gazowy
Siły działające na pierścień tłokowy obejmują ciśnienie gazu, siłę sprężystości samego pierścienia, siłę bezwładności ruchu posuwisto-zwrotnego pierścienia oraz siłę tarcia pomiędzy pierścieniem, cylindrem i rowkiem. Pod wpływem działania tych sił pierścień będzie generował podstawowe ruchy, takie jak ruch osiowy, ruch promieniowy i ruch obrotowy. Ponadto, ze względu na swoje właściwości ruchowe, pierścieniowi tłokowemu nieuchronnie towarzyszy ruch nieregularny, powodujący drgania pływające i osiowe, nieregularny ruch promieniowy i wibracje, ruch skręcający itp. powodowane nieregularnym ruchem osiowym. Te nieregularne ruchy często utrudniają prawidłowe działanie pierścieni tłokowych. Projektując pierścienie tłokowe ważne jest, aby w pełni wykorzystać korzystny ruch i kontrolować niekorzystną stronę.
Wysokie ciepło powstające podczas spalania jest przenoszone na ściankę cylindra poprzez pierścienie tłokowe, które mogą chłodzić tłok. Ciepło rozpraszane w kierunku ścianki cylindra przez pierścień tłokowy może zazwyczaj osiągnąć 30-40% ciepła przenoszonego przez górną część tłoka.
Pierwszą funkcją pierścieni tłokowych jest utrzymanie uszczelnienia pomiędzy tłokiem a ścianką cylindra, ograniczając do minimum wycieki powietrza. Tę funkcję pełni głównie pierścień gazowy, co oznacza, że w każdych warunkach pracy wyciek sprężonego powietrza i gazu w silniku musi być kontrolowany do minimum, aby poprawić sprawność cieplną; Zapobiegaj zakleszczeniom cylindra z tłokiem lub cylindra z pierścieniem spowodowanym wyciekiem powietrza; Zapobiegaj awariom spowodowanym pogorszeniem się oleju smarowego itp.
Drugą funkcją pierścienia tłokowego jest odpowiednie zdrapywanie oleju smarowego przyczepionego do ścianki cylindra i utrzymanie normalnego zużycia paliwa. Gdy zostanie podana zbyt duża ilość oleju smarowego, zostanie on zassany do komory spalania, co spowoduje wzrost zużycia paliwa, a osady węgla powstające podczas spalania będą miały bardzo negatywny wpływ na pracę silnika.
Ze względu na to, że tłok jest nieco mniejszy od wewnętrznej średnicy cylindra, bez pierścienia tłokowego tłok jest niestabilny w cylindrze i nie może się swobodnie poruszać. Jednocześnie pierścień zapobiega również bezpośredniemu kontaktowi tłoka z cylindrem, zapewniając wsparcie. Dlatego pierścień tłokowy porusza się w cylindrze w górę i w dół, a jego powierzchnia ślizgowa jest całkowicie podparta przez pierścień.
Podzielone według struktury
Ogólna struktura: proces odlewania lub formowania jako całości.
Pierścień kombinowany: Pierścień tłokowy składający się z dwóch lub więcej elementów zamontowanych w rowku
Szczelinowy pierścień olejowy: pierścień olejowy o bokach równoległych, dwa pierścienie stykowe na brzegu i otwór powrotny oleju
Szczelinowy pierścień olejowy ze sprężyną spiralną: Do szczelinowego pierścienia olejowego dodawany jest pierścień olejowy ze sprężyną spiralną. Sprężyna podtrzymująca może zwiększyć promieniowy nacisk właściwy, a jej siła na wewnętrznej powierzchni pierścienia jest równa. Powszechnie spotykany w pierścieniach silników Diesla.
Pierścień olejowy z taśmą stalową: pierścień olejowy składający się z pierścienia okładzinowego i dwóch pierścieni zgarniających. Konstrukcja pierścieni okładzinowych różni się w zależności od zakładu produkcyjnego i jest powszechnie spotykana w pierścieniach silników benzynowych.
Kształt przekroju
Pierścień czołowy lufy, pierścień stożkowy, pierścień skręcony wewnętrzny, pierścień klinowy i pierścień trapezowy, pierścień czołowy, pierścień skręcony zewnętrzny barkowy, pierścień skręcony wewnętrzny, skręcony pierścień, kombinowany pierścień olejowy z taśmy stalowej, pierścień olejowy ze sfazowaniem przeciwległym, ten sam sfazowany pierścień olejowy, żeliwo spiralny pierścień olejowy ze sprężyną spiralną, stalowy pierścień olejowy itp.
Podzielone według materiału
Żeliwo, stal
Obróbka powierzchniowa
Pierścień azotkowy: Twardość warstwy azotku osiąga 950HV lub więcej, przy poziomie kruchości 1 i ma dobrą odporność na zużycie i korozję. Pierścień chromowany: Warstwa chromowana jest drobno skrystalizowana, zwarta i gładka, o twardości ponad 850HV i doskonałej odporności na zużycie. Przecinająca się sieć mikropęknięć sprzyja magazynowaniu oleju smarowego. Pierścień fosforanujący: W wyniku obróbki chemicznej na powierzchni pierścienia tłokowego tworzy się film fosforanujący, który nie tylko zapobiega rdzewieniu produktu, ale także poprawia początkowe działanie pierścienia. Pierścień utleniający: W wysokiej temperaturze i w warunkach silnego środka utleniającego na powierzchni materiałów stalowych tworzy się warstwa warstwy tlenku, która ma odporność na korozję, smarowanie redukujące zużycie i dobry wygląd. I PVD itp
Według funkcji
Pierścień tłokowy obejmuje dwa typy: pierścień gazowy i pierścień olejowy. Zadaniem pierścienia powietrznego jest zapewnienie uszczelnienia pomiędzy tłokiem a cylindrem. Zapobiega przedostawaniu się dużej ilości gazu o wysokiej temperaturze i pod wysokim ciśnieniem do skrzyni korbowej w cylindrze, a jednocześnie przekazuje większość ciepła z górnej części tłoka na ściankę cylindra, które następnie jest odprowadzane przez woda chłodząca lub powietrze.
Pierścienie olejowe służą do zdrapywania nadmiaru oleju ze ścianki cylindra i nałożenia na ściankę cylindra jednolitego filmu olejowego. To nie tylko zapobiega przedostawaniu się oleju do cylindra w celu spalania, ale także zmniejsza zużycie tłoka, pierścieni tłokowych i cylindra oraz zmniejsza opór tarcia
Identyfikacja dobra i zła
Powierzchnia robocza pierścienia tłokowego nie powinna posiadać żadnych rys, zadrapań ani łuszczenia. Zewnętrzna powierzchnia cylindryczna oraz górna i dolna powierzchnia końcowa powinny mieć pewną gładkość, a odchylenie krzywizny nie powinno przekraczać {{0}}.02-0.04 milimetry. Standardowe zagłębienie pierścienia w rowku nie powinno przekraczać 0,15-0,25 milimetra. Elastyczność i luz pierścienia tłokowego powinny odpowiadać specyfikacjom. Ponadto należy sprawdzić również lekką nieszczelność pierścienia tłokowego. Oznacza to, że pierścień tłokowy powinien być umieszczony płasko w cylindrze, z małą lekką armatą umieszczoną pod pierścieniem tłokowym i płytką chroniącą przed światłem na górze. Następnie należy obserwować lekką szczelinę przeciekową pomiędzy pierścieniem tłokowym a ścianką cylindra, aby określić, czy kontakt pierścienia tłokowego ze ścianą cylindra jest dobry. Ogólnie rzecz biorąc, szczelina wyciekowa pierścienia tłokowego mierzona grubościomierzem nie powinna przekraczać 0,03 milimetra. Długość ciągłych szczelin świetlnych nie powinna przekraczać 1/3 średnicy cylindra, długość kilku szczelin świetlnych nie powinna przekraczać 1/3 średnicy cylindra, a całkowita długość kilku szczelin świetlnych nie powinna przekraczać 1/ 2 średnicy cylindra. W przeciwnym razie należy je wymienić.
Przepisy dotyczące oznakowania
Zgodnie z GB/T 1149.1-94 wszystkie pierścienie tłokowe wymagające kierunku montażu powinny być oznaczone na górnej stronie, czyli stronie znajdującej się blisko komory spalania. Pierścienie oznaczone na górnej stronie obejmują: pierścień stożkowy, fazę wewnętrzną, pierścień zewnętrzny stołu tnącego, pierścień czołowy, pierścień klinowy i pierścień olejowy z wymaganym kierunkiem montażu, wszystkie zaznaczone na górnej stronie pierścienia.
Sprawy wymagające uwagi
Należy zachować ostrożność podczas montażu pierścieni tłokowych
(1) Pierścień tłokowy powinien być zainstalowany płasko w tulei cylindrowej, a na styku powinna istnieć pewna szczelina otwierająca.
(2) Pierścień tłokowy należy zamontować na tłoku, zachowując pewien luz krawędziowy wzdłuż kierunku wysokości w rowku pierścieniowym.
(3) Pierścień chromowany należy zamontować w pierwszej pozycji, a otwór nie powinien być skierowany w stronę rowka wirowego na górze tłoka.
(4) Otwory każdego pierścienia tłokowego powinny być przesunięte względem siebie o 120 stopni i nie powinny być skierowane w stronę otworu sworznia tłokowego.
(5) Pierścień tłokowy o przekroju stożkowym należy montować powierzchnią stożkową skierowaną do góry.
(6) Podczas montażu pierścienia skrętnego faza lub rowek powinny być skierowane do góry; Podczas montażu stożkowego pierścienia zwrotnego skrętnego należy zachować powierzchnię stożkową skierowaną do góry.
(7) Podczas montażu pierścienia kombinowanego należy najpierw zamontować pierścień okładzinowy osiowy, a następnie pierścień płaski i pierścień falisty. Zamontuj płaski pierścień na górze i na dole pierścienia przebiegu, a otwory każdego pierścienia powinny być przesunięte względem siebie.
Funkcja materiału
Odporność na zużycie, magazynowanie oleju, twardość, odporność na korozję, wytrzymałość, odporność na ciepło, elastyczność, wydajność cięcia
Wśród nich szczególnie ważna jest odporność na zużycie i elastyczność. Materiały na pierścienie tłokowe silników wysokoprężnych dużej mocy obejmują głównie żeliwo szare, żeliwo sferoidalne, żeliwo stopowe i żeliwo z grafitem wermikularnym
Montaż zespołu korbowodu tłoka
Kluczowe punkty montażu zespołu korbowodu tłokowego generatorów diesla są następujące
- Wciśnij miedzianą tuleję korbowodu. Podczas montażu miedzianej tulei korbowodu najlepiej użyć prasy lub imadła i unikać mocnego uderzania młotkiem; Aby zapewnić smarowanie, otwory lub rowki olejowe na tulei miedzianej powinny pokrywać się z otworami olejowymi na korbowodzie
- Zamontuj tłok i korbowód. Podczas montażu tłoków i korbowodów należy zwrócić uwagę na ich wzajemne położenie i kierunek
- Sprytnie zamontuj sworzeń tłokowy. Sworzeń tłokowy i otwór na sworzeń są pasowane z wciskiem. Podczas montażu tłok powinien być równomiernie podgrzany do temperatury 90 ~ 100 stopni w wodzie lub oleju silnikowym. Po wyjęciu cięgno należy ustawić w odpowiedniej pozycji pomiędzy otworami gniazd sworznia tłokowego. Następnie należy włożyć sworzeń tłokowy pokryty olejem silnikowym w otwór sworznia tłokowego i miedzianą tuleję korbowodu w ustalonym kierunku
- Montaż pierścieni tłokowych. Podczas montażu pierścieni tłokowych należy zwrócić uwagę na położenie i kolejność każdego pierścienia.
- Zamontuj zespół korbowodu.