Un inel de piston este un inel metalic folosit pentru a se potrivi în interiorul canelurii pistonului. Există două tipuri de segmente de piston: segmente de compresie și segmente de ulei. Inelul de compresie poate fi folosit pentru etanșarea amestecului combustibil din camera de ardere; Inelul de ulei este folosit pentru a îndepărta excesul de ulei din cilindru.
Un inel de piston este un inel elastic metalic cu o deformare semnificativă de expansiune spre exterior, care este asamblat în canelura circulară corespunzătoare a secțiunii transversale. Inelul pistonului cu piston și rotație, bazându-se pe diferența de presiune a gazului sau a lichidului, formează o etanșare între suprafața circulară exterioară a inelului și cilindr, precum și o parte a inelului și a canalului inelului
Segurile de piston sunt utilizate pe scară largă în diverse mașini de putere, cum ar fi motoarele cu abur, motoarele diesel, motoarele pe benzină, compresoarele, presele hidraulice etc. Sunt utilizate pe scară largă în automobile, trenuri, nave, iahturi etc. În general, inelul pistonului este instalat. în canelura pistonului și formează o cameră cu componente cum ar fi pistonul, căptușeala cilindrului și chiulasa pentru a lucra.
Inelul pistonului este componenta centrală din interiorul unui motor cu combustibil, care, împreună cu cilindrul, pistonul, peretele cilindrului etc., completează etanșarea gazului combustibil. Există două tipuri de motoare de automobile utilizate în mod obișnuit: motoare diesel și motoare pe benzină. Datorită performanțelor diferite de combustibil, segmentele de piston utilizate sunt, de asemenea, diferite. Segurile de piston timpurii au fost formate prin turnare, dar odată cu progresul tehnologiei, s-au născut segmente de piston din oțel de mare putere. Odată cu îmbunătățirea continuă a funcției motorului și a cerințelor de mediu, au fost aplicate diferite tratamente avansate de suprafață, cum ar fi pulverizarea termică, galvanizarea, cromarea, nitrurarea cu gaz, depunerea fizică, acoperirea suprafeței, tratamentul de fosfatare din seria zinc-mangan, etc., îmbunătățind foarte mult funcția. a segmentelor de piston.
Rolul segmentelor de piston include patru funcții: etanșare, reglarea uleiului (controlul uleiului), conducerea căldurii (transfer de căldură) și ghidare (suport). Etanșare: Se referă la etanșarea gazului, prevenirea scurgerii gazului din camera de ardere în carter, controlul cantității de scurgere de gaz la minim și îmbunătățirea eficienței termice. Scurgerile nu numai că reduc puterea motorului, dar deteriorează și uleiul, care este sarcina principală a inelului de gaz; Reglarea uleiului de motor (controlul uleiului): Îndepărtați excesul de ulei de lubrifiere de pe peretele cilindrului, lăsând în același timp o peliculă subțire de ulei pe peretele cilindrului pentru a asigura lubrifierea normală a cilindrului, pistonului și inelului. Aceasta este sarcina principală a inelului de ulei. La motoarele moderne de mare viteză, se acordă o atenție deosebită rolului segmentelor de piston în controlul peliculei de ulei; Conducerea căldurii: Căldura de la piston este transferată către căptușeala cilindrului prin segmentele pistonului, care joacă un rol de răcire. Conform datelor fiabile, 70-80% din căldura primită de coroana pistonului în pistoanele nerăcite este disipată prin segmentele pistonului și transmisă către peretele cilindrului, în timp ce 30-40% din căldura în pistoanele răcite este disipat prin segmentele pistonului și transmis pe peretele cilindrului; Suport: Inelul pistonului menține pistonul în cilindru, împiedicând contactul direct între piston și peretele cilindrului, asigurând o mișcare lină a pistonului, reducând rezistența la frecare și împiedicând lovirea pistonului a cilindrului. Pistonul unui motor obișnuit pe benzină folosește două inele de gaz și un inel de ulei, în timp ce motoarele diesel folosesc de obicei două inele de ulei și un inel de gaz.
Forțele care acționează asupra inelului pistonului includ presiunea gazului, forța elastică a inelului în sine, forța inerțială a mișcării alternative a inelului și forța de frecare dintre inel, cilindru și canelură. Datorită acțiunii acestor forțe, inelul va genera mișcări de bază, cum ar fi mișcarea axială, mișcarea radială și mișcarea de rotație. În plus, datorită caracteristicilor sale de mișcare, inelul pistonului este inevitabil însoțit de mișcare neregulată, rezultând vibrații plutitoare și axiale, mișcare și vibrații radiale neregulate, mișcare de răsucire etc. cauzate de mișcarea axială neregulată. Aceste mișcări neregulate împiedică adesea inelele pistonului să funcționeze corect. La proiectarea segmentelor de piston, este important să utilizați pe deplin mișcarea favorabilă și să controlați partea nefavorabilă.
Căldura ridicată generată de ardere este transferată către peretele cilindrului prin segmentele pistonului, care pot răci pistonul. Căldura disipată către peretele cilindrului prin inelul pistonului poate atinge în general 30-40% din căldura suportată de partea superioară a pistonului.
Prima funcție a segmentelor de piston este de a menține o etanșare între piston și peretele cilindrului, controlând scurgerea de aer la minim. Această funcție este suportată în principal de inelul de gaz, ceea ce înseamnă că în orice condiții de funcționare, scurgerea aerului comprimat și a gazului din motor trebuie controlată la minimum pentru a îmbunătăți eficiența termică; Preveniți blocarea cilindru la piston sau cilindru la inel cauzată de scurgerile de aer; Preveniți defecțiunile cauzate de deteriorarea uleiului de lubrifiere etc.
A doua funcție a inelului pistonului este de a îndepărta în mod corespunzător uleiul de lubrifiere atașat de peretele cilindrului și de a menține consumul normal de combustibil. Atunci când este furnizat prea mult ulei de lubrifiere, acesta va fi aspirat în camera de ardere, determinând o creștere a consumului de combustibil, iar depunerile de carbon generate de ardere au un impact foarte negativ asupra performanței motorului.
Datorită faptului că pistonul este puțin mai mic decât diametrul interior al cilindrului, fără inel de piston, pistonul este instabil în cilindru și nu se poate mișca liber. In acelasi timp, inelul previne si contactul direct intre piston si cilindru, oferind suport. Prin urmare, inelul pistonului se mișcă în sus și în jos în cilindru, iar suprafața sa de alunecare este susținută în întregime de inel.
Împărțit după structură
Structura generală: un proces de turnare sau formare în ansamblu.
Inel combinat: un inel de piston compus din două sau mai multe componente asamblate într-o canelură
Inel de ulei cu fante: un inel de ulei cu laturi paralele, două inele de contact pe mal și orificiu de retur ulei
Inel de ulei cu arc spiralat: se adaugă un inel de ulei cu un arc spiralat la inelul de ulei cu fante. Arcul de susținere poate crește presiunea specifică radială, iar forța sa pe suprafața interioară a inelului este egală. Se găsește frecvent în inelele motoarelor diesel.
Inel de ulei combinat benzi de oțel: un inel de ulei compus dintr-un inel de căptușeală și două inele de raclere. Designul inelelor de căptușeală variază în funcție de instalația de producție și se găsește în mod obișnuit în inelele motoarelor pe benzină.
Forma secțiunii
Inel de față cilindric, inel de față conic, inel răsucit interior teșit, inel de pană și inel trapezoidal, inel de nas, inel răsucit de umăr exterior, inel răsucit teșit interior, inel de ulei combinat cu bandă de oțel, inel de ulei teșit opus, același inel de ulei teșit, fontă inel de ulei cu arc spiralat, inel de ulei din oțel etc.
Împărțit pe material
Fontă, oțel
Tratament de suprafață
Inel de nitrură: duritatea stratului de nitrură atinge 950HV sau mai mult, cu un nivel de fragilitate de 1 și are o bună rezistență la uzură și rezistență la coroziune. Inel cromat: Stratul cromat este fin cristalizat, compact si neted, cu o duritate de peste 850HV si rezistenta excelenta la uzura. Rețeaua încrucișată de microfisuri este propice pentru stocarea uleiului de lubrifiere. Inel de fosfatare: Prin tratament chimic, se formează o peliculă de fosfatare pe suprafața inelului pistonului, care nu numai că previne rugina pe produs, ci și îmbunătățește funcționarea inițială a inelului. Inel de oxidare: În condiții de temperatură ridicată și de agent oxidant puternic, pe suprafața materialelor din oțel se formează un strat de peliculă de oxid, care are rezistență la coroziune, lubrifiere cu reducere a uzurii și aspect bun. Și PVD etc
După funcție
Inelul pistonului include două tipuri: inel de gaz și inel de ulei. Funcția inelului de aer este de a asigura etanșarea între piston și cilindru. Preveniți scurgerea unei cantități mari de gaz de înaltă temperatură și de înaltă presiune în carter din cilindru și, în același timp, transferați cea mai mare parte a căldurii din partea superioară a pistonului pe peretele cilindrului, care este apoi transportată de apă de răcire sau aer.
Inelele de ulei sunt folosite pentru a îndepărta excesul de ulei de pe peretele cilindrului și pentru a aplica o peliculă uniformă de ulei pe peretele cilindrului. Acest lucru nu numai că împiedică pătrunderea uleiului în cilindru pentru ardere, dar reduce și uzura pistonului, segmentelor pistonului și cilindrului și reduce rezistența la frecare.
Identificarea binelui și a relelor
Suprafața de lucru a inelului pistonului nu trebuie să aibă zgârieturi, zgârieturi sau exfoliere. Suprafața cilindrică exterioară și fețele superioare și inferioare ar trebui să aibă o anumită netezime, iar deviația de curbură nu trebuie să depășească {{0}}.02-0.04 milimetri. Cantitatea standard de scufundare a inelului în canelura nu trebuie să depășească 0,15-0,25 milimetri. Elasticitatea și jocul inelului pistonului trebuie să îndeplinească specificațiile. În plus, trebuie verificată și scurgerea ușoară a inelului pistonului. Adică, inelul pistonului trebuie așezat plat în cilindru, cu un mic tun ușor plasat sub inelul pistonului și o placă de protecție ușoară plasată deasupra. Apoi, spațiul de scurgere ușoară dintre inelul pistonului și peretele cilindrului trebuie observat pentru a determina dacă contactul dintre inelul pistonului și peretele cilindrului este bun. În general, distanța de scurgere a inelului pistonului măsurată cu un calibre de grosime nu trebuie să depășească 0,03 milimetri. Lungimea golurilor continue de scurgere de lumină nu trebuie să depășească 1/3 din diametrul cilindrului, lungimea mai multor goluri de scurgere de lumină nu trebuie să depășească 1/3 din diametrul cilindrului și lungimea totală a mai multor goluri de scurgere de lumină nu trebuie să depășească 1/ 2 din diametrul cilindrului. În caz contrar, ar trebui înlocuite.
Reglementări de marcare
Conform GB/T 1149.1-94, toate segmentele de piston care necesită direcția de instalare trebuie să fie marcate pe partea superioară, adică pe partea apropiată de camera de ardere. Inelele marcate pe partea superioară includ: inel conic, teșit interior, inel exterior pentru masă de tăiere, inel pentru nas, inel pentru pană și inel de ulei cu direcția de instalare necesară, toate marcate pe partea superioară a inelului.
Chestiuni care necesită atenție
Trebuie acordată atenție la instalarea segmentelor de piston
(1) Inelul pistonului trebuie instalat plat în căptușeala cilindrului și ar trebui să existe un anumit spațiu de deschidere la interfață.
(2) Inelul pistonului trebuie instalat pe piston, cu un anumit spațiu de margine de-a lungul direcției de înălțime în canelura inelului.
(3) Inelul cromat trebuie instalat în prima poziție, iar deschiderea nu trebuie să fie orientată spre direcția canelurii vortex din partea superioară a pistonului.
(4) Deschiderile fiecărui inel de piston trebuie să fie eșalonate cu 120 de grade una față de cealaltă și nu trebuie să fie îndreptate spre orificiul știftului pistonului.
(5) Inelul pistonului cu secțiune conică trebuie instalat cu suprafața conică orientată în sus.
(6) Când instalați un inel de torsiune, teșirea sau canelura trebuie să fie orientată în sus; Când instalați inelul conic de torsiune inversă, mențineți suprafața conică orientată în sus.
(7) Când instalați inelul combinat, trebuie instalat mai întâi inelul de căptușeală axială, apoi trebuie instalat inelul plat și inelul cu formă de undă. Instalați un inel plat în partea de sus și de jos a inelului cu formă de undă, iar deschiderile fiecărui inel ar trebui să fie eșalonate unele față de altele.
Funcția materialului
Rezistență la uzură, stocare ulei, duritate, rezistență la coroziune, rezistență, rezistență la căldură, elasticitate, performanță de tăiere
Printre acestea, rezistența la uzură și elasticitatea sunt deosebit de importante. Materialele pentru segmentele de piston ale motoarelor diesel de mare putere includ în principal fontă cenușie, fontă ductilă, fontă aliată și fontă cu grafit vermicular.
Asamblarea ansamblului bielei pistonului
Punctele cheie pentru asamblarea ansamblului bielei cu piston al generatoarelor diesel sunt următoarele
- Fixați prin presare manșonul de cupru al bielei. Când instalați manșonul de cupru al bielei, cel mai bine este să folosiți o presă sau o menghină și să evitați folosirea unui ciocan pentru a lovi cu înverșunare; Găurile de ulei sau canelurile de pe manșonul de cupru trebuie aliniate cu orificiile de ulei de pe tija de legătură pentru a asigura lubrifierea
- Asamblați pistonul și biela. La asamblarea pistoanelor și a bielelor, trebuie acordată atenție pozițiilor și direcțiilor relative ale acestora
- Instalați inteligent știftul pistonului. Știftul pistonului și orificiul știftului sunt într-o potrivire prin interferență. În timpul instalării, pistonul trebuie încălzit uniform la 90 de grade ~ 100 de grade în apă sau ulei de motor. După îndepărtare, tija de tragere trebuie plasată într-o poziție adecvată între orificiile locașului bolțului pistonului. Apoi, știftul pistonului acoperit cu ulei de motor trebuie introdus în orificiul știftului pistonului și în manșonul de cupru al tijei de legătură în direcția predeterminată.
- Instalarea segmentelor de piston. Când instalați segmente de piston, acordați atenție poziției și secvenței fiecărui inel.
- Instalați ansamblul bielei.