Поршневі кільця
Поршневі кільця - це кільця з невеликим зазором, незамкнуті. Вони знаходяться в канавках на зовнішніх стінках поршнів у всіх типах поршневих двигунів (наприклад, в парових двигунах або внутрішнього згоряння).
Для чого потрібні поршневі кільця?
1. Для герметизації камери згоряння. Компресійні кільця значно підвищують компресію. З залеглими, поламаними або зношеними кільцями двигун може не завестися або втратити потужність.
2. Для поліпшення теплопередачі через стінки циліндра. Кільця сприяють при роботі ДВС відведення тепла від поршня, тим самим не допускаючи перегріву.
3. Для зменшення витрати масла для мотора (в двотактних дизельних і у всіх чотиритактних ДВЗ).
Як влаштовані поршневі кільця?
Стик (він же замок) розташований між кінцями поршневого кільця. Коли поршень знаходиться в циліндрі, замок незначно стискається - до декількох часток міліметра. Буває косою (у чотиритактних ДВЗ) і прямий. Кільця, що знаходяться в канавках, розташовують таким чином, щоб кут між стиками був рівний (2 кільця - 180 градусів, 3 кільця - 120 градусів). У результаті виходить лабіринт, який зменшує прорив газів.
Кільця бувають маслоз'ємні і компресійні. Маслос'емниє захищають камеру згоряння від потрапляння в неї масла з картера. Вони знімають надлишки моторного масла з циліндра. Встановлюються маслоз'ємні кільця нижче компресійних. У них є наскрізні прорізи. У двотактних бензинових ДВС маслоз'ємні не використовуються, так як масло для мотора згорає разом з паливом. Зараз випускаються або литі чавунні, або складові сталеві кільця з розширювачами у вигляді пружинок. Складові простіше і дешевше у виробництві, тому вони зустрічаються набагато частіше, ніж литі.
Компресійні поршневі кільця захищають картер двигуна від поривів газу з камери згоряння. У вільному стані кільця зовнішній діаметр більше внутрішнього. З цієї причини частина виробу вирізана. Місце вирізу називається замком. Зазвичай на один поршень встановлюють не більше трьох таких кілець, з тієї причини, що ступінь ущільнення поршня підвищується незначно, а втрати на тертя зростають. На двотактних ДВЗ, як правило, встановлюють два кільця. Перетин більшості компресійних кілець має форму прямокутника. Край має або фаску, яка звужується, або циліндричний профіль. При роботі ДВС кільця в деякій мірі скручуються (це забезпечує зазор в канавці), що полегшує їх приработку.
Виготовлення поршневих кілець
Технології і способи виготовлення повинні забезпечувати форму виробу, яка у вільному стані створювала б потрібний рівень тиску в його робочому стані. Поршневе кільце зазвичай роблять з високоміцного сірого чавуну, оскільки він володіє хорошими стабільними показниками пружності і міцності, високу зносостійкість, відмінними антифрикційними властивостями. Також використовуються легуючі добавки (спеціальне покриття з пористого хрому, наплавка молібдену, напилення в плазмовому струмені, керамічне покриття, частки алмазів), які сприяють значному підвищенню термостійкості виробів.