3.2. Расчёт поршневых колец

Поршневые кольца выполняют следующие функции:

герметизируют надпоршневое пространство;
отводят избыточное тепло от поршня к стенкам цилиндра;
снимают избыточное масло со стенок цилиндра, ограничивая тем самым попадание масла в камеру сгорания.

Функцию герметизации выполняют компрессионные кольца, а «управляют маслом» - маслосъёмные.

Обычно на поршне устанавливаются два компрессионных и одно масло-съёмное кольцо. На некоторых мощных дизелях устанавливается второе маслосъёмное кольцо на юбке поршня.

Наиболее нагруженным газовыми и температурными нагрузками (200… 250 ^оС) является верхнее компрессионное кольцо. Обычно оно изготавливается из высокопрочного чугуна, легированного хромом, никелем, молибденом и другими металлами ( МПа). Для высокофорсированных двигателей верхнее компрессионное кольцо изготавливается из высокоуглеро-дистых сталей ( МПа). В целях повышения износостойкости на наружную поверхность кольца наносится электролитическим методом тонкий (0,10…0,15 мм) слой хрома или молибдена. Для лучшей прирабатываемости наружной поверхности кольца придают бочкообразную форму (рис. 12.3).

Второе компрессионное кольцо фактически является компрессионно-маслосъёмным и работает в менее нагруженных условиях, чем верхнее. Изго-тавливается оно из серого легированного чугуна. Наружный профиль обычно имеет скребковый характер (рис. 12.4).

Рис.12.4. Профили компрессионно-маслосъёмных колец:

а) – простое скребковое; б) – скребковое минутное; в) – минутное;

г) – прямого закручивания; д) – обратного закручивания.

Маслосъёмные кольца могут быть конструктивно выполнены по двум схемам:

коробчатые кольца с расширителем в виде экспандерной или спиральной пружины;
наборные кольца, состоящие из двух дисков и двухфункционального расширителя (рис. 12.5).

При проектировании вначале выбираются основные размеры поршневых колец по рекомендациям, приведённым в таблице 12.1, а затем выполняются следующие проверочные прочностные расчёты.