Поршневые кольца
маслосъемное поршневое кольцо
Поршневые кольца работают в условиях высоких температур и значительных переменных нагрузок.
В качестве материала для колец обычно используют серый или легированный чугун. Для форсированных двигателей компрессионные кольца изготавливают из легированных сталей.
Основными
конструктивными размерами поршневых
колец являются: отношение диаметра
цилиндра к радиальной толщине кольца
,
отношение разности между величинами
зазоров замка кольца в свободном и
рабочем состояниях к толщине кольца
,
высота кольца а=4.
Значения конструктивных размеров колец
определяются по табл. 2.1.
Получаем:
и
Расчет колец заключается:
в определении среднего давления кольца на стенку цилиндра, которое должно обеспечивать достаточную герметичность камеры сгорания и не должно резко увеличивать потери мощности двигателя на трение колец о стенку цилиндра;
в определении напряжений изгиба, возникающих в сечении, противоположном замку, при надевании кольца на поршень и в рабочем состоянии;
в установлении монтажных зазоров в прямом замке кольца.
Среднее давление кольца на стенку цилиндра, МПа:
|
(2;2.14) |
,
где Е
– модуль
упругости материала кольца. Для серого
чугуна
МПа, для легированного чугуна
МПа, для стали
МПа.
Принимаем:
МПа
Среднее радиальное давление, МПа:
Для маслосъемных
колец
При снижении числа оборотов двигателя и увеличения диаметра цилиндра величина среднего радиального давления должна иметь значение ближе к нижнему пределу.
Напряжение изгиба кольца, МПа:
в рабочем состоянии
|
(2;2.15) |
,
при надевании кольца на поршень
|
(2;2.16) |
,
где m – коэффициент, зависящий от способа надевания кольца, m=1,57.
Допускаемые
напряжения при изгибе кольца
МПа. Нижний предел относится к двигателям
с большим диаметром цилиндра. Напряжение
обычно больше напряжения
на 20÷30 %.
Монтажный зазор в замке поршневого кольца в холодном состоянии, мм:
|
(2;2.17) |
,
где
- минимально допустимый зазор в замке
кольца во время работы двигателя,
мм;
мм.
и
- коэффициенты линейного расширения
материалов кольца и цилиндра;
- соответственно
температура колец и стенок цилиндра в
рабочем состоянии и начальная температура
0С.
При водяном охлаждении принимается
0С,
0С,
а при воздушном охлаждении
0С
0С.
компрессионное поршневое кольцо
Поршневые кольца работают в условиях высоких температур и значительных переменных нагрузок.
В качестве материала для колец обычно используют серый или легированный чугун. Для форсированных двигателей компрессионные кольца изготавливают из легированных сталей.
Основными конструктивными размерами поршневых колец являются: отношение диаметра цилиндра к радиальной толщине кольца , отношение разности между величинами зазоров замка кольца в свободном и рабочем состояниях к толщине кольца , высота кольца а=2мм. Значения конструктивных размеров колец определяются по табл. 2.1.
Получаем:
и
Расчет колец заключается:
в определении среднего давления кольца на стенку цилиндра, которое должно обеспечивать достаточную герметичность камеры сгорания и не должно резко увеличивать потери мощности двигателя на трение колец о стенку цилиндра;
в определении напряжений изгиба, возникающих в сечении, противоположном замку, при надевании кольца на поршень и в рабочем состоянии;
в установлении монтажных зазоров в прямом замке кольца.
Среднее давление кольца на стенку цилиндра, МПа:
,
|
(2;2.14) |
где Е – модуль упругости материала кольца. Для серого чугуна МПа, для легированного чугуна МПа, для стали МПа.
Принимаем:
Среднее радиальное давление, МПа:
Для компрессионных
колец
;
При снижении числа оборотов двигателя и увеличения диаметра цилиндра величина среднего радиального давления должна иметь значение ближе к нижнему пределу.
Напряжение изгиба кольца, МПа:
в рабочем состоянии
,
|
(2;2.15) |
при надевании кольца на поршень
,
|
(2;2.16) |
где m – коэффициент, зависящий от способа надевания кольца, m=1,57.
Допускаемые напряжения при изгибе кольца МПа. Нижний предел относится к двигателям с большим диаметром цилиндра. Напряжение обычно больше напряжения на 20÷30 %.
Монтажный зазор в замке поршневого кольца в холодном состоянии, мм:
,
|
(2;2.17) |
где - минимально допустимый зазор в замке кольца во время работы двигателя, мм; мм.
и - коэффициенты линейного расширения материалов кольца и цилиндра;
- соответственно температура колец и стенок цилиндра в рабочем состоянии и начальная температура 0С. При водяном охлаждении принимается 0С, 0С, а при воздушном охлаждении 0С 0С.