Es gibt viele Faktoren, die den Kolbenringverschleiß beeinflussen, und diese Faktoren sind oft miteinander verknüpft. Darüber hinaus sind der Motortyp und die Einsatzbedingungen unterschiedlich, und auch der Verschleiß des Kolbenrings ist sehr unterschiedlich. Daher kann das Problem nicht durch eine Verbesserung der Struktur und des Materials des Kolbenrings selbst gelöst werden. Folgende Aspekte können gestartet werden:

1. Wählen Sie Materialien mit guter Anpassungsleistung

Um den Verschleiß zu reduzieren, muss es als Material für Kolbenringe zunächst eine gute Verschleißfestigkeit und Ölspeicherung aufweisen. Generell gilt, dass der erste Gasring stärker verschleißt als die anderen Ringe. Daher ist es besonders wichtig, Materialien zu verwenden, die den Ölfilm gut halten, ohne ihn zu beschädigen. Gusseisen mit Graphitstruktur wird unter anderem wegen seiner guten Ölspeicherfähigkeit und Verschleißfestigkeit geschätzt.
Um die Verschleißfestigkeit des Kolbenrings weiter zu verbessern, können dem Gusseisen unterschiedliche Arten und Gehalte an Legierungselementen zugesetzt werden. Beispielsweise bietet der in Motoren üblicherweise verwendete Gusseisenring aus Chrom-Molybdän-Kupfer-Legierung jetzt offensichtliche Vorteile in Bezug auf Verschleißfestigkeit und Ölspeicherung.
Kurz gesagt, das für den Kolbenring verwendete Material ist am besten geeignet, um eine angemessen verschleißfeste Struktur aus weicher Matrix und harter Phase zu bilden, so dass der Kolbenring beim ersten Einlaufen leicht verschleißbar und nach dem Einlaufen schwer verschleißbar ist. In.
Darüber hinaus hat auch das auf den Kolbenring abgestimmte Material des Zylinders großen Einfluss auf den Verschleiß des Kolbenrings. Generell gilt, dass der Verschleiß am geringsten ist, wenn der Härteunterschied des Schleifgutes Null ist. Mit zunehmendem Härteunterschied nimmt auch der Verschleiß zu. Bei der Materialauswahl ist es jedoch am besten, den Kolbenring früher als den Zylinder an die Verschleißgrenze zu bringen, da beide Teile die längste Lebensdauer haben. Denn der Austausch des Kolbenrings ist wirtschaftlicher und einfacher als der Austausch der Zylinderlaufbuchse.
Bei abrasivem Verschleiß muss neben der Härte auch die elastische Wirkung des Kolbenringmaterials berücksichtigt werden. Materialien mit hoher Zähigkeit sind schwer zu tragen und weisen eine hohe Verschleißfestigkeit auf.

2. Verbesserung der Strukturform

Im Laufe der Jahrzehnte wurden im In- und Ausland viele Verbesserungen an der Struktur des Kolbenrings vorgenommen, und die Auswirkung der Änderung des ersten Gasrings auf einen Laufflächenring ist der bedeutendste. Da der Laufflächenring eine Reihe von Vorteilen hinsichtlich des Verschleißes bietet, kann das Schmieröl den Ring durch die Wirkung des Ölkeils anheben, um eine gute Schmierung zu gewährleisten, unabhängig davon, ob sich der Laufflächenring nach oben oder unten bewegt. Darüber hinaus kann der Laufflächenring auch Kantenbelastungen vermeiden. Gegenwärtig werden Trommelstirnringe häufig als erster Ring in verbesserten Dieselmotoren verwendet, und Trommelstirnringe werden häufiger in anderen Arten von Dieselmotoren verwendet.
Was den Ölring betrifft, so bietet der Ölring aus Gusseisen mit Schraubenfeder der Innenstrebe, der heute im In- und Ausland häufig verwendet wird, große Vorteile. Dieser Ölring selbst ist sehr flexibel und hat eine hervorragende Anpassungsfähigkeit an die verformte Zylinderlaufbuchse, so dass er eine gute Schmierung aufrechterhalten kann und den Verschleiß verringert.
Um den Verschleiß des Kolbenrings zu verringern, muss die Querschnittsstruktur der Kolbenringgruppe angemessen aufeinander abgestimmt sein, um eine gute Abdichtung und einen guten Schmierölfilm aufrechtzuerhalten.
Um den Verschleiß des Kolbenrings zu verringern, sollte außerdem die Struktur der Zylinderlaufbuchse und des Kolbens angemessen gestaltet sein. Beispielsweise weist die Zylinderlaufbuchse des Steyr WD615-Motors eine Plattformnetzstruktur auf. Beim Einlaufvorgang verringert sich die Kontaktfläche zwischen Zylinderlaufbuchse und Kolbenring. Es kann die Flüssigkeitsschmierung aufrechterhalten und der Verschleiß ist sehr gering. Darüber hinaus dient das Netz als Ölspeichertank und verbessert die Fähigkeit der Zylinderlaufbuchse, Schmieröl zurückzuhalten. Daher ist es sehr vorteilhaft, den Verschleiß des Kolbenrings und der Zylinderlaufbuchse zu reduzieren. Jetzt nimmt der Motor im Allgemeinen diese Art von Zylinderlaufbuchsenstrukturform an. Um den Verschleiß der oberen und unteren Endflächen des Kolbenrings zu verringern, sollten die Endflächen des Kolbenrings und die Ringnut einen angemessenen Abstand einhalten, um eine übermäßige Stoßbelastung zu vermeiden. Darüber hinaus kann das Einlegen von verschleißfesten austenitischen Gusseisenauskleidungen in die obere Ringnut des Kolbens auch den Verschleiß an den oberen und unteren Endflächen verringern, diese Methode muss jedoch außer unter besonderen Umständen nicht vollständig gefördert werden. Da das Handwerk schwieriger zu beherrschen ist, sind auch die Kosten höher.

3. Oberflächenbehandlung

Die Methode, die den Verschleiß des Kolbenrings deutlich reduzieren kann, ist eine Oberflächenbehandlung. Derzeit werden viele Methoden zur Oberflächenbehandlung eingesetzt. Was ihre Funktionen betrifft, lassen sie sich in die folgenden drei Kategorien zusammenfassen:
Verbessern Sie die Oberflächenhärte, um den abrasiven Verschleiß zu reduzieren. Das heißt, auf der Arbeitsfläche des Rings bildet sich eine sehr harte Metallschicht, so dass das weiche Gusseisen-Schleifmittel nicht leicht in die Oberfläche eingebettet werden kann und die Verschleißfestigkeit des Rings verbessert wird. Die lose Lochverchromung ist heute die am weitesten verbreitete Methode. Die verchromte Schicht weist nicht nur eine hohe Härte auf (HV800～1000), der Reibungskoeffizient ist auch sehr klein und die Chromschicht mit losen Löchern weist eine gute Ölspeicherstruktur auf, sodass sie die Verschleißfestigkeit des Kolbenrings erheblich verbessern kann . Darüber hinaus ist die Verchromung in den meisten Fällen kostengünstig, weist eine gute Stabilität und eine gute Leistung auf. Daher verwenden alle ersten Ringe moderner Automobilmotoren verchromte Ringe, und fast 100 % der Ölringe verwenden verchromte Ringe. Die Praxis hat gezeigt, dass nach dem Verchromen des Kolbenrings nicht nur der eigene Verschleiß gering ist, sondern auch der Verschleiß anderer Kolbenringe und Zylinderlaufbuchsen, die nicht verchromt sind, gering ist.
Bei schnelllaufenden oder leistungsgesteigerten Motoren sollte der Kolbenring nicht nur an der Außenfläche, sondern auch an der oberen und unteren Endfläche verchromt sein, um den Endflächenverschleiß zu reduzieren. Am besten sind alle Außenflächen aller Ringgruppen verchromt, um den Verschleiß der gesamten Kolbenringgruppe zu reduzieren.
Verbessern Sie die Ölspeicherkapazität und die Antischmelzfähigkeit der Arbeitsfläche des Kolbenrings, um Schmelzen und Verschleiß zu verhindern. Bei hohen Temperaturen wird der Schmierölfilm auf der Lauffläche des Kolbenrings zerstört und es entsteht manchmal Trockenreibung. Wenn eine Schicht einer Oberflächenbeschichtung mit Lageröl und Antischmelzmittel auf die Oberfläche des Kolbenrings aufgetragen wird, kann dies den Schmelzverschleiß verringern und die Leistung des Rings verbessern. Kapazität des Zugzylinders. Das Aufsprühen von Molybdän auf den Kolbenring weist eine extrem hohe Beständigkeit gegen Schmelzverschleiß auf. Einerseits, weil es sich bei der aufgesprühten Molybdänschicht um eine poröse Ölspeicherstrukturbeschichtung handelt; Andererseits ist der Schmelzpunkt von Molybdän relativ hoch (2630 °C) und es kann auch bei Trockenreibung noch effektiv arbeiten. In diesem Fall weist der mit Molybdän besprühte Ring eine höhere Schweißbeständigkeit auf als der verchromte Ring. Allerdings ist die Verschleißfestigkeit des Molybdän-Spritzrings schlechter als die des verchromten Rings. Darüber hinaus sind die Kosten für den Molybdän-Sprühring höher und die strukturelle Festigkeit lässt sich nur schwer stabilisieren. Sofern kein Molybdänspritzen erforderlich ist, ist es daher am besten, eine Verchromung zu verwenden.
Verbessern Sie die Oberflächenbehandlung des ersten Einlaufs. Bei dieser Art der Oberflächenbehandlung wird die Oberfläche des Kolbenrings mit einer Schicht aus geeignetem weichem und elastischem, zerbrechlichem Material bedeckt, so dass der Ring und der hervorstehende Teil der Zylinderlaufbuchse in Kontakt kommen und den Verschleiß beschleunigen, wodurch die Einlaufzeit verkürzt wird und den Ring in einen stabilen Betriebszustand versetzen. . Derzeit wird häufiger eine Phosphatierungsbehandlung eingesetzt. Auf der Oberfläche des Kolbenrings bildet sich ein Phosphatfilm mit weicher Textur und leichtem Verschleiß. Da die Phosphatierungsbehandlung eine einfache Ausrüstung, eine bequeme Bedienung, niedrige Kosten und einen hohen Wirkungsgrad erfordert, wird sie häufig im Kolbenringverfahren kleiner Motoren eingesetzt. Darüber hinaus können Verzinnung und Oxidationsbehandlung auch das Einlaufen verbessern.
Bei der Oberflächenbehandlung von Kolbenringen sind Verchromen und Molybdänspritzen die am häufigsten verwendeten Methoden. Darüber hinaus kommen je nach Motortyp, Struktur, Einsatz und Arbeitsbedingungen auch andere Oberflächenbehandlungsverfahren zum Einsatz, wie z. B. Weichnitrierbehandlung, Vulkanisationsbehandlung und Eisenoxidfüllung.