Există mulți factori care afectează uzura segmentului pistonului, iar acești factori sunt adesea împletite. În plus, tipul de motor și condițiile de utilizare sunt diferite, iar uzura inelului pistonului este, de asemenea, foarte diferită. Prin urmare, problema nu poate fi rezolvată prin îmbunătățirea structurii și materialului inelului pistonului în sine. Se pot începe următoarele aspecte:

1. Alegeți materiale cu performanțe bune de potrivire

În ceea ce privește reducerea uzurii, ca material pentru segmentele pistonului, acesta trebuie să aibă mai întâi o bună rezistență la uzură și stocare de ulei. În general, trebuie să fie că primul inel de gaz se uzează mai mult decât celelalte inele. Prin urmare, este deosebit de necesar să folosiți materiale care sunt bune la păstrarea peliculei de ulei fără a fi deteriorate. Unul dintre motivele pentru care fonta cu structura de grafit este apreciata este ca are o buna stocare a uleiului si rezistenta la uzura.
Pentru a îmbunătăți și mai mult rezistența la uzură a inelului pistonului, fontului pot fi adăugate diferite tipuri și conținuturi de elemente din aliaj. De exemplu, inelul din fontă din aliaj de crom molibden cupru utilizat în mod obișnuit la motoare are acum avantaje evidente în ceea ce privește rezistența la uzură și stocarea uleiului.
Pe scurt, materialul folosit pentru inelul pistonului este cel mai bine să formeze o structură rezonabilă rezistentă la uzură de matrice moale și faza dură, astfel încât inelul de piston să fie ușor de purtat în timpul rulării inițiale și dificil de purtat după rulare. în.
În plus, materialul cilindrului asortat cu inelul pistonului are, de asemenea, o mare influență asupra uzurii inelului pistonului. În general, uzura este cea mai mică atunci când diferența de duritate a materialului de măcinare este zero. Pe măsură ce diferența de duritate crește, crește și uzura. Cu toate acestea, atunci când selectați materiale, cel mai bine este să faceți inelul pistonului să atingă limita de uzură mai devreme decât cilindrul, pe premisa că cele două părți au cea mai lungă viață. Acest lucru se datorează faptului că înlocuirea inelului pistonului este mai economică și mai ușoară decât înlocuirea căptușei cilindrului.
Pentru uzura abrazivă, pe lângă duritatea, trebuie luat în considerare și efectul elastic al materialului inelului pistonului. Materialele cu duritate puternică sunt greu de purtat și au rezistență ridicată la uzură.

2. Îmbunătățirea formei structurale

De zeci de ani, s-au adus multe îmbunătățiri structurii inelului pistonului în țară și în străinătate, iar efectul schimbării primului inel de gaz cu un inel de suprafață a butoiului este cel mai semnificativ. Deoarece inelul frontal al butoiului are o serie de avantaje, în ceea ce privește uzura, indiferent dacă inelul frontal al butoiului se mișcă în sus sau în jos, uleiul de lubrifiere poate ridica inelul prin acțiunea panei de ulei pentru a asigura o bună lubrifiere. În plus, inelul de suprafață a cilindrului poate evita, de asemenea, încărcarea pe margine. În prezent, inelele frontale ale butoiului sunt utilizate în mod obișnuit ca primul inel în motoarele diesel îmbunătățite, iar inelele frontale ale butoiului sunt utilizate mai frecvent în alte tipuri de motoare diesel.
În ceea ce privește inelul de ulei, inelul de ulei din fontă cu arc elicoidal, care este acum folosit în mod obișnuit acasă și în străinătate, are mari avantaje. Acest inel de ulei în sine este foarte flexibil și are o adaptabilitate excelentă la căptușeala cilindrului deformată, astfel încât să se poată menține bine. Lubrifierea reduce uzura.
Pentru a reduce uzura inelului de piston, structura în secțiune transversală a grupului de segmente de piston trebuie să fie adecvată în mod rezonabil pentru a menține o etanșare bună și o peliculă de ulei lubrifiant.
În plus, pentru a reduce uzura inelului pistonului, structura căptușelii cilindrului și a pistonului ar trebui proiectate în mod rezonabil. De exemplu, căptușeala cilindrului motorului Steyr WD615 adoptă o structură cu platformă. În timpul procesului de rodare, aria de contact dintre căptușeala cilindrului și inelul pistonului este redusă. , Poate menține lubrifierea lichidă, iar cantitatea de uzură este foarte mică. În plus, plasa acționează ca un rezervor de stocare a uleiului și îmbunătățește capacitatea căptușelii cilindrului de a reține uleiul de lubrifiere. Prin urmare, este foarte benefic să se reducă uzura inelului pistonului și a căptușei cilindrului. Acum, motorul adoptă în general acest tip de formă a structurii căptușelii cilindrului. Pentru a reduce uzura fețelor superioare și inferioare ale inelului pistonului, fețele de capăt ale inelului pistonului și canelura inelului ar trebui să mențină un spațiu liber adecvat pentru a evita sarcina excesivă de impact. În plus, introducerea de căptușeli din fontă austenitică rezistentă la uzură în canalul inelului superior al pistonului poate reduce, de asemenea, uzura fețelor superioare și inferioare, dar această metodă nu trebuie promovată pe deplin, cu excepția unor circumstanțe speciale. Deoarece meșteșugul său este mai greu de stăpânit, costul este și mai mare.

3. Tratarea suprafeței

Metoda care poate reduce semnificativ uzura inelului pistonului este efectuarea tratamentului de suprafață. Există multe metode de tratare a suprafețelor utilizate în prezent. În ceea ce privește funcțiile lor, acestea pot fi rezumate în următoarele trei categorii:
Îmbunătățiți duritatea suprafeței pentru a reduce uzura abrazivă. Adică, pe suprafața de lucru a inelului se formează un strat de metal foarte dur, astfel încât abrazivul din fontă moale să nu fie ușor de încorporat în suprafață, iar rezistența la uzură a inelului este îmbunătățită. Cromarea cu găuri libere este acum cea mai utilizată. Nu numai că stratul cromat are duritate mare (HV800~1000), coeficientul de frecare este foarte mic, iar stratul cromat cu orificii libere are o structură bună de stocare a uleiului, astfel încât poate îmbunătăți semnificativ rezistența la uzură a inelului pistonului. . În plus, cromarea are costuri scăzute, stabilitate bună și performanțe bune în majoritatea cazurilor. Prin urmare, primul inel al motoarelor moderne de automobile folosesc toate inele cromate, iar aproape 100% dintre inelele de ulei folosesc inele cromate. Practica a dovedit că, după ce inelul pistonului este cromat, nu numai uzura proprie este mică, ci și uzura altor segmente de piston și căptușeli cilindrice care nu sunt cromate este, de asemenea, mică.
Pentru motoarele de mare viteză sau îmbunătățite, inelul pistonului nu ar trebui să fie cromat doar pe suprafața exterioară, ci și pe suprafețele superioare și inferioare pentru a reduce uzura suprafeței. Cel mai bine este ca toate suprafețele exterioare cromate ale tuturor grupurilor de inele pentru a reduce uzura întregului grup de segmente de piston.
Îmbunătățiți capacitatea de stocare a uleiului și capacitatea anti-topire a suprafeței de lucru a inelului pistonului pentru a preveni topirea și uzura. Filmul de ulei lubrifiant de pe suprafața de lucru a inelului pistonului este distrus la temperaturi ridicate și uneori se formează frecare uscată. Dacă pe suprafața inelului pistonului este aplicat un strat de acoperire de suprafață cu ulei de depozitare și anti-fuziune, acesta poate reduce uzura prin fuziune și poate îmbunătăți performanța inelului. Trage capacitatea cilindrului. Pulverizarea molibdenului pe segmentul pistonului are o rezistență extrem de mare la uzura prin fuziune. Pe de o parte, deoarece stratul de molibden pulverizat este un strat poros de structură de stocare a uleiului; pe de altă parte, punctul de topire al molibdenului este relativ ridicat (2630°C) și poate funcționa în continuare eficient sub frecare uscată. În acest caz, inelul pulverizat cu molibden are o rezistență mai mare la sudare decât inelul cromat. Cu toate acestea, rezistența la uzură a inelului de pulverizare cu molibden este mai slabă decât cea a inelului cromat. În plus, costul inelului de pulverizare cu molibden este mai mare, iar rezistența structurală este dificil de stabilizat. Prin urmare, dacă nu este necesară pulverizarea cu molibden, cel mai bine este să utilizați placarea cu crom.
Îmbunătățiți tratarea suprafeței rodării inițiale. Acest tip de tratare a suprafeței este de a acoperi suprafața inelului pistonului cu un strat de material adecvat, moale și elastic, fragil, astfel încât inelul și partea proeminentă a căptușei cilindrului să intre în contact și să accelereze uzura, scurtând astfel perioada de rodare. și făcând inelul să intre într-o stare de lucru stabilă. . Tratamentul cu fosfatare este utilizat în prezent mai frecvent. Pe suprafața inelului pistonului se formează o peliculă de fosfatare cu textură moale și ușor de purtat. Deoarece tratamentul de fosfatare necesită echipament simplu, funcționare convenabilă, cost redus și eficiență ridicată, este utilizat în mod obișnuit în procesul de inel al pistonului motoarelor mici. În plus, placarea cu cositor și tratamentul de oxidare pot îmbunătăți, de asemenea, rodarea inițială.
În tratarea suprafeței segmentelor de piston, cromarea și pulverizarea cu molibden sunt cele mai frecvent utilizate metode. În plus, în funcție de tipul motorului, structură, utilizare și condițiile de lucru, sunt utilizate și alte metode de tratare a suprafețelor, cum ar fi tratamentul de nitrurare moale, tratamentul de vulcanizare și umplerea cu oxid feroferric.