Обеспечение надежной работы компрессионного кольца

Ensuring reliable performance of compression ring
Цитировать:
Рузиматов М.А., Рахматалиев Н.Н., Худойбердиев В.М. Обеспечение надежной работы компрессионного кольца // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2021. 3(84). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/11384 (дата обращения: 22.12.2024).
Прочитать статью:

 

АННОТАЦИЯ

Как известно, цилиндро-поршневой двигатель является основным элементом двигателя внутреннего сгорания, а срок службы и рабочие характеристики двигателя определяются техническим состоянием двигателя. Несколько факторов влияют на производительность этой группы. 60-70% общей механической мощности, теряемой в карбюраторных двигателях, теряется через цилиндро-поршневую группу. В дизеле эта величина достигает 75%. Это увеличит спрос на них. Имея это в виду, компрессионное кольцо имеет большое значение для внешнего вида поршня. Основным показанием для выбора внешнего вида поршня должна быть поверхность направляющей секции, которая касается цилиндра и штока цилиндра-поршня[1].

ABSTRACT

As we know, the cylinder-piston engine is the main element of the internal combustion engine, and the life and performance of the engine are determined by the technical condition of the engine. Several factors affect the performance of this group. 60-70% of the total mechanical power lost in the carburetor engines is lost through the cylinder-piston group. In diesel, this value reaches 75%. This will increase demand for them. With this in mind, the compression ring is of great importance in the appearance of the piston. The main indication for choosing the piston's appearance should be the surface of the guide section that touches the cylinder and the cylinder-piston rod[1].

Methods of increasing the durability and reliability of the cylinder-piston engine group of automobile engines and reducing the temperature of the first ring.

 

Ключевые слова: цилиндр, поршень, коленчатый вал, компрессионное кольцо, смазочное кольцо, аустенитная сталь, деформация штока поршня, коэффициент теплового расширения, тепловой барьер, тепловой поток, давление, частота вращения.

Keywords: cylinder, piston, elbow shaft, compression ring, grease ring, austenite steel, piston rod deformation, heat expansion coefficient, heat barrier, heat flux, pressure, rotation frequency.

 

Одна из основных задач автомобилестроения - повышение долговечности и надежности цилиндро-поршневой группы автомобильных двигателей, снижение эксплуатационных расходов, анализ влияющих на них факторов и поиск необходимых решений. При этом производство двигателей в республике сосредоточено наоборот. В свою очередь, увеличение срока службы цилиндро-поршневой группы (ЦПГ) определяет долговечность двигателя. Производство надежных двигателей актуально и сегодня. Кроме того, все более приоритетными становятся проекты, направленные на усиление поршня. В этом случае надежная работа компрессионного кольца также увеличивает прочность цилиндро-поршневой группы[2].

Количество колец, устанавливаемых на поршни, показывает, насколько идеально выбрана форма поршня. В последнее время на дизельные двигатели зарубежного производства устанавливаются 2 компрессионных кольца и 1 маслосъемное кольцо. По мере улучшения формы поршня увеличивается и количество колец. Но ни зажимное кольцо, ни маслоопоглощающее кольцо не должны быть меньше единицы.

Преимущество уменьшения кольца велико, во-первых, это экономится от количества колец, во-вторых, длина поршня уменьшается, так что материал поршня может быть поглощен, а его сила инерции уменьшается за счет уменьшения массы поршня. . Это позволяет коленчатому валу двигателя увеличивать скорость вращения, в результате чего увеличивается его мощность. Также возможно уменьшить высоту двигателя за счет уменьшения длины поршня. Такие поршни используются в тракторных двигателях Deutz, Cummins и Magnum. На кольца в процессе работы влияет несколько факторов[3].

Факторы, повышающие надежность компрессионного кольца, разнообразны. Они применяются с учетом конструкции и уровня нагрузки двигателя, конструкции поршней, температуры и величины среднего давления и скорости вращения и других величин. Конечно, необходимо учитывать стоимость приложения. Надежная работа компрессионного кольца предотвращает возникновение разрыва цилиндр-поршень[4].

Нанесите термостойкий материал на первую кольцевую канавку.

В этом методе надежная работа кольца обычно является удовлетворительной только при повышении температуры в зоне первого кольца, т.е. когда возникает возможность возгорания первого кольца. Для этого в ту часть, где находится первое кольцо, заливают термостойкий материал с коэффициентом теплового расширения, близким к материалу поршня, и открывают канавку для кольца (рис. 1).

 

Рисунок 1. Применение термостойкого материала в первой кольцевой канавке: 1-поршневой материал; 2-термостойкий материал

 

Применение этого метода не только снижает температуру в кольцевой части, но также снижает эрозию канавки и увеличивает прочность барьера между кольцами.

Снижение температуры в кольцевой части можно увидеть на Рисунке 2 ниже. Перед использованием этого материала температура была 212 ... 214 °C. Эта температура считается пределом, угрожающим надежной работе кольца. В результате нанесения материала температура снижается до 202 ... 204 °С. Это намного ниже предельного значения, что обеспечивает надежную работу кольца. В качестве жаропрочного материала может использоваться аустенитная сталь или чугун с высоким коэффициентом линейного расширения[5].

 

Рисунок 2. Изменение температуры при использовании термостойкого материала в зоне первого кольца:1-поршневой материал; 2-термостойкий материал

 

Этот метод подходит для использования в поршнях двигателей большой мощности. Его использование в поршнях двигателей малой или средней мощности в среднем вдвое увеличивает стоимость производства поршня[6]. Если стенки поршня тонкие, применение такого материала может уменьшить зазор между поршнем и цилиндром и уменьшить деформацию поршня. Таким образом, этот метод может относительно чаще применяться в поршнях карбюраторных двигателей. В этом есть и тонкая сторона. Это также отделение литого материала от материала поршня при высоких температурах.

Использование теплозащитного экрана. Этот метод также в основном используется для снижения температуры той части, где находится первое кольцо. Этот способ удобен и недорог. Тепловой барьер размещается в виде канавы над первой кольцевой канавой (рис. 3) [7].

 

Рисунок 3. Использование теплозащитного экрана для понижения температуры кольца рассола: 1-поршневой; 2-теплозащитных экрана

 

Тепловой поток, полученный нижней частью поршня, попадает в тепловой барьер и вынужден обходить его, направления потока указаны стрелками. При этом повороте кольцо под преградой также огибает канаву. Температура первого кольца снижается на 10 ... 15 ° С из-за невозможности повернуться навстречу потоку после прохождения потока через преграду.

В заключение, используя вышеуказанные методы, мы можем обеспечить прочность цилиндро-поршневой группы, надежную работу компрессионного кольца.

 

Список литературы:

  1. К.Костин и другие. Теплонапряженность двигателей внутренного сгорания. -Ленинград. «Машиностроение», 1978.
  2. Б.Я.Гинцбург. Профилирование юбок поршней. - Москва. «Машиностроение», 1973.
  3. Т.С.Худойбердиев, А.Н.Худоёров. Поршни и поршневые кольца двигателей внутреннего сгорания. – Ташкент.  «Узбекистон», 2007.
  4. М.М Файзиев, М.М.Мирюнусов,  Орифжонов  М.М.,  Бозоров  Б.И.  –Двигатель внутреннего сгорания. Т.Турон-Икбол 2007.
  5. С.М Кодиров. – Двигатель внутреннего сгорания. Учебник. Ташкент, 2006.
  6. Б.Я.Гинцбург. Теория поршневого кольца. - Москва. 1979.
  7. Т.С.Худойбердиев. Теория износа поршневых колец. Ташкент "Поклонник" 1996.
Информация об авторах

ассистент, Андижанский машиностроительный институт, Узбекистан, г. Андижан

Assistant Andijan Machine-Building Institute, Uzbekistan, Andijan

студент, Андижанский машиностроительный институт, Республика Узбекистан, г. Андижан

Student, Andijan Machine-Building Institute, Uzbekistan, Andijan

студент, Андижанский машиностроительный институт, Республика Узбекистан, г. Андижан

Student, Andijan Machine-Building Institute, Uzbekistan, Andijan

Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор), регистрационный номер ЭЛ №ФС77-54434 от 17.06.2013
Учредитель журнала - ООО «МЦНО»
Главный редактор - Ахметов Сайранбек Махсутович.
Top