Предложения в которых упоминается "компрессионное кольцо"
Большие газодинамические и механические потери, связанные с работой компрессионного кольца, серьёзно отражаются на форме, размерах и характеристиках двигателя.
Пренебрежением этой функции при проектировании компрессионного кольца серьёзно осложняются, как конструкция, так и работа всего двигателя.
Кроме того, широкие пределы размера зазора в замке компрессионных колец вызывают газодинамический дисбаланс двигателя, его повышенную вибрацию.
Анализируя кинематику компрессионных колец и приведённые данные, можно свидетельствовать о ненормальности в работе поршневых колец.
Влияние газодинамики на работу компрессионных колец автор представил на всеобщее обозрение ещё в 2004г.
Поэтому стало непонятно, почему столь активно изнашиваются стенка цилиндра и рабочая поверхность компрессионного кольца.
В данном случае следует обратить внимание на форму износа рабочей поверхности компрессионных колец и поверхностей верхнего и нижнего торцов.
Часть этого зазора, находящегося в зонах, сориентированных в плоскости качания поршня, выбирается выступающей частью компрессионного кольца вследствие качания.
В этих местах имеются выраженные износы цилиндра, компрессионных колец и поршня, причём с одной стороны износ больше, чем с другой, т. к.
Закоксованность компрессионных колец и поршневых канавок — одна из основных причин заклинивания компрессионных колец, приводящих к серьёзной поломке двигателя.
Чтобы объяснить механику активного износа нижнего торца компрессионного кольца, необходимо познать «физику» процесса его «обработки».
В настоящее время используются всего две геометрические формы компрессионных колец: прямоугольная и трапециевидная.
Автор не помнит, чтобы в то время были особые претензии к компрессионным кольцам.
Но нельзя ли, как-нибудь иначе решать проблемы нагарообразования, не лишая компрессионное кольцо своих функций?
Для повышения прочности верхнее компрессионное кольцо хромируют, а остальные кольца покрывают оловом и молибденом, что ускоряет приработку колец.
Количество компрессионных колец, устанавливаемых на поршнях, на разных моделях двигателей может быть разным: обычно два или три.
Это в сочетании с тем фактом, что верхнее компрессионное кольцо может располагаться ближе к вершине поршня, обеспечивает лучшее уплотнение в цилиндре, и преимущества поршней с покрытием становятся более явственными.
В этой связи, корректнее говорить не об отдельных компрессионных кольцах, а о поршневом устройстве, как комплекте поршневых колец, размещённых в одной единственной поршневой канавке, можно сказать расточке, расположенной на внешнем диаметре головки поршня.
Дело в том, что при ходе поршня в верхнее положение на такте «выпуск», верхним торцом верхнего компрессионного кольца со стенки цилиндра снимаются продукты сгорания, которые через зазор между верхней полкой поршневой канавки и верхним торцом компрессионного кольца попадают в поршневую канавку.
Естественно, что отвод тепла от поршня цилиндру тем активнее, чем больше масса поршневого кольца, площади контактных поверхностей системы «стенка цилиндра — рабочая поверхность компрессионного кольца — полки поршневой канавки» и усилия прижатия одной детали системы к другой.
Применение в последние годы на двигателях легковых автомобилей компрессионных колец с очень малой высотой (около миллиметра), входит в противоречие с указанными термодинамическими условиями, вызывая нежелательные явления и отрицательные последствия, о которых будет изложено ниже.
Теоретически компрессионные кольца никогда не претендовали на маслосъемные функции, и раньше они не были «низкими», высота и радиальная толщина колец были приблизительно одинаковыми.
Но, вместо того, чтобы совершенствовать конструкцию самих маслосъемных колец, эту проблему переложили на компрессионные кольца, заставив их выполнять не свойственные функции — скоблить стенку цилиндра, освобождая её от масла, с которым не справилось маслосъемное кольцо.
Автор категорично не согласен с такой постановкой вопроса, считая тренд «низких» компрессионных колец ошибкой, которую нужно и, самое главное, можно достаточно просто исправить.
О том, что в поршневых машинах используется заведомо некачественное уплотнение между поршнем и цилиндром, можно судить исходя из анализа формы износа рабочей поверхности компрессионных колец и поверхностей верхнего и нижнего торцов, на которые следует обратить особое внимание.
Они отличаются по форме и размерам у различных моделей двигателей, причём эти отличия, в основном зависят от соотношения высоты компрессионных колец, радиальной толщины и величины гарантированного зазора между верхней полкой поршневой канавки и верхним торцом поршневого кольца.
Причём в процессе эксплуатации износ компрессионных колец увеличивает величину зазора в замке до таких значений, когда продолжать эксплуатировать двигатель становится экономически нецелесообразно и экологически не позволительно, ему требуется капитальный ремонт.
Своими публикациями в научно-технических журналах, а также многочисленными изобретениями, обращалось внимание разработчиков на газодинамические процессы, которые при определённых условиях, лишают компрессионные кольца их упругих качеств.
Для автора, профессионального технолога по двигателям, необычным явлением стал процесс износа рабочей поверхности компрессионного кольца и стенки гильзы цилиндра, на которой постоянно присутствует смазочное моторное масло.
Необходимо было установить, как действует рабочее давление, с какими силами, от величины которых естественным образом зависит работоспособность компрессионного кольца, которой она может просто лишиться.
По этой проблеме кроме отечественных исследований имеются хорошие исследования немецкой фирмы Goetze, правда, без учёта влияния газодинамики на работу компрессионных колец.
Тем не менее, можно достаточно просто исключить вредное влияние рабочего давления на работу компрессионных колец, если устранить зазор между полками поршневой канавки и торцами компрессионного кольца, а также зазор в замке кольца.
Они отличаются по форме и размерам у различных моделей двигателей, причём эти отличия, в основном зависят от соотношения высоты компрессионных колец, радиальной толщины и величины зазора между верхней полкой поршневой канавки и верхним торцом компрессионного кольца.
Рассматривая проблемы нежелательной диспропорции осевой и радиальной газодинамических сил, действующих на компрессионное кольцо, у которого толщина значительно больше высоты кольца, пришлось привлечь технологическую терминологию для объяснения физической сути повышенного износа гильзы цилиндра в её верхней части.
Понятно, что нельзя было оставить без внимания и главного «виновника» столь неприятного изменения формы и размеров гильзы цилиндра и рабочей поверхности самого компрессионного кольца.
Компрессионное кольцо со своими острыми кромками по форме напоминает режущий инструмент — круглый шабер, прижатый «превосходящей» осевой силой к нижней полке поршневой канавки, по сути получивший жёсткое закрепление в поршне, как в технологической оправке.
Тем не менее, при движении поршня в верхнее положение компрессионное кольцо «сжимается — разжимается» на величину разницы диаметров цилиндра нижней, охлаждаемой части и верхней части цилиндра, особенно головки его, находящейся в зоне высоких рабочих температур.
Дело в том, что, находясь в нижней мёртвой точке на рабочем такте «впуск», компрессионному кольцу представлена единственная возможность «расслабиться», установившись по диаметру нижней части гильзы цилиндра, равномерно занимая пространство между стенкой цилиндра и поршнем, выступая из поршня на величину гарантированного термодинамического зазора.
В начале движения на рабочем такте «сжатие» над поршнем создаётся избыточное давление, которое прижимает компрессионное кольцо к нижней полке поршневой канавки и фиксирует это положение.
Анализ компрессионных колец, отслуживших свой срок, свидетельствует о том, что, потеряв свои упругие качества, компрессионные кольца уподобляются оригинальному режущему инструменту — круглому шаберу.
В результате «шабрения» стенки цилиндра, выполненного из износостойкого чугуна, «шабер» — компрессионное кольцо, изнашивается, его «режущие» кромки притупляются.
В начале движения поршня на такте «сжатие», когда в цилиндре отсутствует давление, компрессионные кольца под действием упругих сил сами устанавливаются по гильзе цилиндра, а появившееся избыточное давление фиксирует это положение.
Кроме того, физические свойства компрессионных колец должны обеспечивать более быструю приработку рабочей поверхности кольца по гильзе цилиндра, тем самым, сокращая время обкатки двигателя и вывод его на полную мощность.
По определению компрессионное кольцо должно быть «слабым» звеном в цилиндропоршневой группе, так как оно менее дорогостоящее в изготовлении и ремонте, чем цилиндр двигателя, то есть не поршневое кольцо должно прирабатывать гильзу цилиндра по себе, а наоборот, поршневое кольцо должно прирабатываться по гильзе цилиндра.
Причём величина этого износа достигает недопустимых значений 0, 5 мм и более, характерен для «низких» компрессионных колец с большой разницей высоты и радиальной толщины кольца.
Так как тепловой зазор между верхним торцом компрессионного кольца и верхней полкой поршневой канавки регламентируется в пределах 0, 06... 0, 08 мм, то очевидно, какое значение приобретает столь существенное увеличение зазора.
Кроме того, увеличенный зазор между верхней полкой поршневой канавки и верхним торцом компрессионного кольца, это повышенная возможность попадания копоти, снимаемой со стенки цилиндра верхним торцом верхнего компрессионного кольца при движении поршня в верхнее положение на рабочем такте «выпуск».