Existem muitos fatores que afetam o desgaste dos anéis do pistão e esses fatores geralmente estão interligados. Além disso, o tipo de motor e as condições de uso são diferentes, e o desgaste do anel do pistão também é muito diferente. Portanto, o problema não pode ser resolvido melhorando a estrutura e o material do próprio anel do pistão. Os seguintes aspectos podem ser iniciados:

1. Escolha materiais com bom desempenho correspondente

Em termos de redução do desgaste, como material para anéis de pistão, deve primeiro ter boa resistência ao desgaste e armazenamento de óleo. De modo geral, deve ser que o primeiro anel de gás se desgaste mais que os outros anéis. Portanto, é particularmente necessário utilizar materiais que sejam bons em manter a película de óleo sem serem danificados. Uma das razões pelas quais o ferro fundido com estrutura de grafite é valorizado é que ele possui bom armazenamento de óleo e resistência ao desgaste.
A fim de melhorar ainda mais a resistência ao desgaste do anel do pistão, diferentes tipos e conteúdos de elementos de liga podem ser adicionados ao ferro fundido. Por exemplo, o anel de ferro fundido de liga de cobre e cromo molibdênio comumente usado em motores agora tem vantagens óbvias em termos de resistência ao desgaste e armazenamento de óleo.
Em suma, o material usado para o anel do pistão é melhor para formar uma estrutura razoável resistente ao desgaste de matriz macia e fase dura, de modo que o anel do pistão seja fácil de usar durante o amaciamento inicial e difícil de usar após o amaciamento. em.
Além disso, o material do cilindro combinado com o anel do pistão também tem grande influência no desgaste do anel do pistão. De modo geral, o desgaste é menor quando a diferença de dureza do material retificado é zero. À medida que a diferença de dureza aumenta, o desgaste também aumenta. No entanto, ao selecionar os materiais, é melhor fazer com que o anel do pistão atinja o limite de desgaste mais cedo do que o cilindro, partindo da premissa de que as duas peças tenham a vida útil mais longa. Isso ocorre porque substituir o anel do pistão é mais econômico e fácil do que substituir a camisa do cilindro.
Para desgaste abrasivo, além de considerar a dureza, também deve ser considerado o efeito elástico do material do anel do pistão. Materiais com forte tenacidade são difíceis de usar e possuem alta resistência ao desgaste.

2. Melhoria da forma estrutural

Durante décadas, muitas melhorias foram feitas na estrutura do anel de pistão no país e no exterior, e o efeito da mudança do primeiro anel de gás para um anel de superfície de barril é o mais significativo. Como o anel frontal do cano tem uma série de vantagens, no que diz respeito ao desgaste, não importa se o anel frontal do cano se move para cima ou para baixo, o óleo lubrificante pode levantar o anel pela ação da cunha de óleo para garantir uma boa lubrificação. Além disso, o anel da superfície do cano também pode evitar carga nas bordas. Atualmente, os anéis da face do cilindro são comumente usados ​​como o primeiro anel em motores diesel aprimorados, e os anéis da face do cilindro são mais comumente usados ​​em outros tipos de motores a diesel.
Quanto ao anel de óleo, o anel de óleo de ferro fundido com mola helicoidal interna, que agora é comumente usado no país e no exterior, tem grandes vantagens. Este anel de óleo em si é muito flexível e tem excelente adaptabilidade à camisa do cilindro deformada, para que possa manter uma boa lubrificação e reduzir o desgaste.
Para reduzir o desgaste do anel do pistão, a estrutura da seção transversal do grupo de anéis do pistão deve ser razoavelmente compatível para manter uma boa vedação e uma boa película de óleo lubrificante.
Além disso, para reduzir o desgaste do anel do pistão, a estrutura da camisa do cilindro e do pistão deve ser razoavelmente projetada. Por exemplo, a camisa do cilindro do motor Steyr WD615 adota uma estrutura de rede de plataforma. Durante o processo de rodagem, a área de contato entre a camisa do cilindro e o anel do pistão é reduzida. , Pode manter a lubrificação líquida e a quantidade de desgaste é muito pequena. Além disso, a malha atua como um tanque de armazenamento de óleo e melhora a capacidade da camisa do cilindro de reter óleo lubrificante. Portanto, é muito benéfico reduzir o desgaste do anel do pistão e da camisa do cilindro. Agora, o motor geralmente adota esse tipo de formato de estrutura de camisa de cilindro. Para reduzir o desgaste das faces superiores e inferiores do anel do pistão, as faces finais do anel do pistão e a ranhura do anel devem manter uma folga adequada para evitar carga de impacto excessiva. Além disso, a inserção de camisas de ferro fundido austenítico resistentes ao desgaste na ranhura do anel superior do pistão também pode reduzir o desgaste nas faces das extremidades superior e inferior, mas este método não precisa ser totalmente promovido, exceto em circunstâncias especiais. Como seu ofício é mais difícil de dominar, o custo também é mais alto.

3. Tratamento de superfície

O método que pode reduzir significativamente o desgaste do anel do pistão é realizar o tratamento de superfície. Existem muitos métodos de tratamento de superfície usados ​​atualmente. No que diz respeito às suas funções, podem ser resumidas nas três categorias seguintes:
Melhore a dureza da superfície para reduzir o desgaste abrasivo. Ou seja, uma camada de metal muito duro é formada na superfície de trabalho do anel, de modo que o abrasivo de ferro fundido macio não seja fácil de ser incorporado na superfície e a resistência ao desgaste do anel seja melhorada. A cromagem com furos soltos é agora a mais utilizada. A camada cromada não apenas tem alta dureza (HV800 ~ 1000), o coeficiente de atrito é muito pequeno e a camada cromada com furos soltos tem uma boa estrutura de armazenamento de óleo, podendo melhorar significativamente a resistência ao desgaste do anel do pistão . Além disso, a cromagem tem baixo custo, boa estabilidade e bom desempenho na maioria dos casos. Portanto, todos os primeiros anéis dos motores de automóveis modernos usam anéis cromados, e quase 100% dos anéis de óleo usam anéis cromados. A prática provou que depois que o anel do pistão é cromado, não apenas seu próprio desgaste é pequeno, mas o desgaste de outros anéis de pistão e camisas de cilindro que não são cromados também é pequeno.
Para motores de alta velocidade ou aprimorados, o anel do pistão não deve ser apenas cromado na superfície externa, mas também nas superfícies das extremidades superior e inferior para reduzir o desgaste da superfície das extremidades. É melhor todas as superfícies externas cromadas de todos os grupos de anéis para reduzir o desgaste de todo o grupo de anéis de pistão.
Melhore a capacidade de armazenamento de óleo e a capacidade anti-derretimento da superfície de trabalho do anel do pistão para evitar derretimento e desgaste. A película de óleo lubrificante na superfície de trabalho do anel do pistão é destruída em altas temperaturas e, às vezes, forma-se atrito seco. Se uma camada de revestimento superficial com óleo de armazenamento e antifusão for aplicada à superfície do anel do pistão, isso poderá reduzir o desgaste de fusão e melhorar o desempenho do anel. Puxe a capacidade do cilindro. A pulverização de molibdênio no anel do pistão tem resistência extremamente alta ao desgaste por fusão. Por um lado, porque a camada de molibdênio pulverizada é um revestimento poroso da estrutura de armazenamento de óleo; por outro lado, o ponto de fusão do molibdênio é relativamente alto (2.630°C) e ainda pode funcionar efetivamente sob fricção seca. Neste caso, o anel pulverizado com molibdênio apresenta maior resistência à soldagem do que o anel cromado. No entanto, a resistência ao desgaste do anel de pulverização de molibdênio é pior do que a do anel cromado. Além disso, o custo do anel de pulverização de molibdênio é mais alto e a resistência estrutural é difícil de estabilizar. Portanto, a menos que seja necessária pulverização de molibdênio, é melhor usar cromagem.
Melhore o tratamento de superfície da rodagem inicial. Este tipo de tratamento de superfície consiste em cobrir a superfície do anel do pistão com uma camada de material frágil, macio e elástico adequado, de modo que o anel e a parte saliente da camisa do cilindro entrem em contato e acelerem o desgaste, encurtando assim o período de amaciamento. e fazendo o anel entrar em um estado de funcionamento estável. . O tratamento de fosfatação é atualmente mais comumente usado. Uma película de fosfatização com textura macia e fácil de usar é formada na superfície do anel do pistão. Como o tratamento de fosfatação requer equipamento simples, operação conveniente, baixo custo e alta eficiência, ele é comumente usado no processo de anéis de pistão de motores pequenos. Além disso, o estanhamento e o tratamento de oxidação também podem melhorar o amaciamento inicial.
No tratamento de superfície de anéis de pistão, o cromagem e a pulverização de molibdênio são os métodos mais comumente utilizados. Além disso, dependendo do tipo de motor, estrutura, uso e condições de trabalho, outros métodos de tratamento de superfície também são utilizados, como tratamento de nitretação suave, tratamento de vulcanização e enchimento de óxido ferroférrico.