Meetmed kolvirõngaste kulumise vähendamiseks

2021-03-11

Kolvirõnga kulumist mõjutavad paljud tegurid ja need tegurid on sageli omavahel seotud. Lisaks on erinevad mootori tüüp ja kasutustingimused ning ka kolvirõnga kulumine on väga erinev. Seetõttu ei saa probleemi lahendada kolvirõnga enda struktuuri ja materjali parandamisega. Alustada saab järgmistest aspektidest:

1. Valige hästi sobivad materjalid

Kulumise vähendamise seisukohalt peab kolvirõngaste materjalina esmalt olema hea kulumiskindlus ja õlimahutavus. Üldiselt võib öelda, et esimene gaasirõngas kulub rohkem kui teised. Seetõttu on eriti vajalik kasutada materjale, mis hoiavad hästi õlikilet kahjustamata. Üks põhjus, miks grafiitstruktuuriga malmi hinnatakse, on see, et sellel on hea õlimahutavus ja kulumiskindlus.
Kolvirõnga kulumiskindluse edasiseks parandamiseks võib malmile lisada erinevat tüüpi ja sisuga legeerelemente. Näiteks mootorites tavaliselt kasutataval kroommolübdeen-vasesulamist malmrõngal on nüüd ilmsed eelised kulumiskindluse ja õli säilitamise osas.
Lühidalt öeldes on kolvirõnga jaoks kasutatav materjal parim pehme maatriksi ja kõva faasi mõistliku kulumiskindla struktuuri moodustamiseks, nii et kolvirõngast oleks kerge kuluda esmase sissesõidu ajal ja raske kuluda pärast sissesõitu. sisse.
Lisaks on kolvirõnga kulumisele suur mõju ka silindri materjalil, mis on sobitatud kolvirõngaga. Üldiselt on kulumine väikseim siis, kui lihvimismaterjali kõvaduse erinevus on null. Kõvaduse erinevuse suurenedes suureneb ka kulumine. Materjalide valimisel on aga kõige parem panna kolvirõngas jõudma kulumispiirini varem kui silinder eeldusel, et kahel osal on pikim eluiga. Seda seetõttu, et kolvirõnga vahetamine on ökonoomsem ja lihtsam kui silindri vooderdise vahetamine.
Abrasiivse kulumise puhul tuleb lisaks kõvadusele arvestada ka kolvirõnga materjali elastsusefekti. Tugeva sitkusega materjale on raske kuluda ja neil on kõrge kulumiskindlus.

2. Struktuurse kuju parandamine

Aastakümneid on kolvirõnga struktuuris tehtud palju täiustusi nii kodu- kui ka välismaal ning esimese gaasirõnga vahetamine silindri pinnarõnga vastu on kõige olulisem. Kuna silindri esirõngal on kulumise osas mitmeid eeliseid, olenemata sellest, kas tünni esikülje rõngas liigub üles või alla, võib määrdeõli õlikiilu abil rõngast tõsta, et tagada hea määrimine. Lisaks võib tünni pinnarõngas vältida ka servakoormust. Praegu kasutatakse silindri esirõngaid tavaliselt täiustatud diiselmootorite esimese rõngana ja silindri esikülje rõngaid kasutatakse sagedamini muud tüüpi diiselmootorites.
Mis puutub õlirõngasse, siis sisemisel traksvedruga spiraalvedruga malmist õlirõngal, mida nüüd kodu- ja välismaal tavaliselt kasutatakse, on suured eelised. See õlirõngas ise on väga painduv ja sellel on suurepärane kohanemisvõime deformeerunud silindri vooderdisega, et see säiliks hästi. Määrimine vähendab kulumist.
Kolvirõnga kulumise vähendamiseks peab kolvirõnga rühma ristlõike struktuur olema mõistlikult sobitatud, et säilitada hea tihend ja määrdeõli kile.
Lisaks tuleks kolvirõnga kulumise vähendamiseks silindri vooderdise ja kolvi struktuur olla mõistlikult konstrueeritud. Näiteks Steyr WD615 mootori silindrivooder kasutab platvormivõrgu struktuuri. Sissetöötamise ajal väheneb silindri vooderdise ja kolvirõnga vaheline kontaktpind. , See suudab säilitada vedelat määrimist ja kulumine on väga väike. Lisaks toimib võrk õlimahutina ja parandab silindri vooderdise võimet määrdeõli kinni hoida. Seetõttu on väga kasulik vähendada kolvirõnga ja silindri voodri kulumist. Nüüd kasutab mootor üldiselt sellist silindri voodri struktuuri kuju. Kolvirõnga ülemise ja alumise otspinna kulumise vähendamiseks peaksid kolvirõnga otspinnad ja rõnga soon säilitama õige kliirensi, et vältida liigset löögikoormust. Lisaks võib kulumiskindlate austeniitmalmist vooderdiste paigaldamine kolvi ülemise rõnga soonde vähendada ka ülemise ja alumise otsapinna kulumist, kuid seda meetodit ei ole vaja täielikult edendada, välja arvatud eriolukordadel. Kuna selle käsitööd on raskem omandada, on ka hind kõrgem.

3. Pinnatöötlus

Meetod, mis võib oluliselt vähendada kolvirõnga kulumist, on pinnatöötlus. Praegu kasutatakse palju pinnatöötlusmeetodeid. Mis puutub nende funktsioonidesse, siis võib need kokku võtta järgmisesse kolme kategooriasse:
Parandage pinna kõvadust, et vähendada abrasiivset kulumist. See tähendab, et rõnga tööpinnale moodustub väga kõva metallikiht, nii et pehmet malmist abrasiivi pole lihtne pinnale kinnitada ja rõnga kulumiskindlus paraneb. Nüüd kasutatakse kõige laialdasemalt lahtiste avadega kroomimist. Kroomitud kihil pole mitte ainult kõrge kõvadus (HV800~1000), vaid hõõrdetegur on väga väike ja lahtise auguga kroomikihil on hea õli säilitamise struktuur, nii et see võib oluliselt parandada kolvirõnga kulumiskindlust. . Lisaks on kroomimisel enamikul juhtudel madal hind, hea stabiilsus ja hea jõudlus. Seetõttu kasutavad kaasaegsete automootorite esimene rõngas kõik kroomitud rõngaid ja peaaegu 100% õlirõngastest kroomitud rõngaid. Praktika on tõestanud, et pärast kolvirõnga kroomimist ei ole mitte ainult selle enda kulumine väike, vaid väike on ka teiste kroomimata kolvirõngaste ja silindrihülsside kulumine.
Kiirete või täiustatud mootorite puhul ei peaks kolvirõngas olema kroomitud mitte ainult välispinnale, vaid ka ülemisele ja alumisele otsapinnale, et vähendada otsapinna kulumist. Kõigi rõngaste rühmade kroomitud välispindade jaoks on kõige parem vähendada kogu kolvirõngarühma kulumist.
Parandage kolvirõnga tööpinna õlisalvestusvõimet ja sulamisvastast võimet, et vältida sulamist ja kulumist. Kolvirõnga tööpinnal olev määrdeõlikile hävib kõrgel temperatuuril ja mõnikord tekib kuivhõõrdumine. Kui kolvirõnga pinnale kantakse säilitusõli ja sulatusvastase kattekihi kiht, võib see vähendada sulamiskulumist ja parandada rõnga jõudlust. Tõmbesilindri töömaht. Molübdeeni pihustamine kolvirõngale on äärmiselt kõrge vastupidavusega sulamiskulumisele. Ühelt poolt seetõttu, et pihustatud molübdeenikiht on poorne õli säilitav struktuurkate; teisest küljest on molübdeeni sulamistemperatuur suhteliselt kõrge (2630 °C) ja see võib endiselt tõhusalt töötada kuivhõõrdumisel. Sel juhul on molübdeeniga pihustatud rõngal suurem keevituskindlus kui kroomitud rõngal. Molübdeenpihustusrõnga kulumiskindlus on aga halvem kui kroomitud rõnga oma. Lisaks on molübdeenpihustusrõnga maksumus kõrgem ja konstruktsiooni tugevust on raske stabiliseerida. Seetõttu, kui molübdeeni pihustamine pole vajalik, on kõige parem kasutada kroomimist.
Parandage esialgse sissesõidu pinnatöötlust. Sellise pinnatöötluse eesmärk on katta kolvirõnga pind sobiva pehme ja elastse õrna materjali kihiga, nii et rõngas ja silindri vooderdise väljaulatuv osa puutuvad kokku ja kiirendavad kulumist, lühendades seeläbi sissesõiduperioodi. ja rõnga muutmine stabiilsesse tööolekusse. . Praegu kasutatakse sagedamini fosfaatravi. Kolvirõnga pinnale moodustub pehme tekstuuriga ja kergesti kantav fosfaatkile. Kuna fosfaattöötlus nõuab lihtsat varustust, mugavat tööd, madalat maksumust ja kõrget efektiivsust, kasutatakse seda tavaliselt väikeste mootorite kolvirõnga protsessides. Lisaks võib tinatamine ja oksüdatsioonitöötlus parandada ka esialgset sissetöötamist.
Kolvirõngaste pinnatöötluses on kõige sagedamini kasutatavad meetodid kroomimine ja molübdeenpihustamine. Lisaks kasutatakse olenevalt mootori tüübist, konstruktsioonist, kasutusest ja töötingimustest ka teisi pinnatöötlusmeetodeid, nagu pehme nitridtöötlus, vulkaniseerimine ja raudoksiidi täitmine.