มีหลายปัจจัยที่ส่งผลต่อการสึกหรอของแหวนลูกสูบ และปัจจัยเหล่านี้มักจะเกี่ยวพันกัน นอกจากนี้ประเภทของเครื่องยนต์และเงื่อนไขการใช้งานยังแตกต่างกันและการสึกหรอของแหวนลูกสูบก็แตกต่างกันมากเช่นกัน ดังนั้นปัญหาจึงไม่สามารถแก้ไขได้ด้วยการปรับปรุงโครงสร้างและวัสดุของแหวนลูกสูบเอง ประเด็นต่อไปนี้สามารถเริ่มต้นได้:

1. เลือกวัสดุที่มีประสิทธิภาพการจับคู่ที่ดี

ในแง่ของการลดการสึกหรอ ในฐานะวัสดุสำหรับแหวนลูกสูบ อันดับแรกจะต้องมีความทนทานต่อการสึกหรอและกักเก็บน้ำมันได้ดี โดยทั่วไปแล้วแหวนแก๊สวงแรกจะต้องสึกหรอมากกว่าแหวนวงอื่น ดังนั้นจึงจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องใช้วัสดุที่ช่วยรักษาฟิล์มน้ำมันได้ดีโดยไม่เกิดความเสียหาย สาเหตุหนึ่งที่ทำให้เหล็กหล่อที่มีโครงสร้างกราไฟต์มีคุณค่าก็คือ เหล็กหล่อมีคุณสมบัติในการกักเก็บน้ำมันและทนต่อการสึกหรอได้ดี
เพื่อปรับปรุงความต้านทานการสึกหรอของแหวนลูกสูบให้ดียิ่งขึ้น คุณสามารถเพิ่มประเภทและเนื้อหาขององค์ประกอบโลหะผสมลงในเหล็กหล่อได้ ตัวอย่างเช่น แหวนเหล็กหล่อโลหะผสมทองแดงโครเมียมโมลิบดีนัมที่ใช้กันทั่วไปในเครื่องยนต์ปัจจุบันมีข้อได้เปรียบที่ชัดเจนในแง่ของความต้านทานการสึกหรอและการกักเก็บน้ำมัน
กล่าวโดยสรุป วัสดุที่ใช้สำหรับแหวนลูกสูบนั้นดีที่สุดในการสร้างโครงสร้างที่ทนทานต่อการสึกหรอที่เหมาะสมของเมทริกซ์แบบอ่อนและเฟสแข็ง เพื่อให้แหวนลูกสูบสวมใส่ได้ง่ายในระหว่างการรันอินครั้งแรก และยากต่อการสึกหรอหลังจากการรัน ใน.
นอกจากนี้วัสดุของกระบอกสูบที่เข้าคู่กับแหวนลูกสูบยังมีอิทธิพลอย่างมากต่อการสึกหรอของแหวนลูกสูบอีกด้วย โดยทั่วไป การสึกหรอจะน้อยที่สุดเมื่อความแตกต่างของความแข็งของวัสดุเจียรเป็นศูนย์ เมื่อความแตกต่างของความแข็งเพิ่มขึ้น การสึกหรอก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน อย่างไรก็ตาม เมื่อเลือกวัสดุ ควรทำให้แหวนลูกสูบถึงขีดจำกัดการสึกหรอก่อนกระบอกสูบ โดยถือว่าทั้งสองชิ้นส่วนมีอายุการใช้งานยาวนานที่สุด เนื่องจากการเปลี่ยนแหวนลูกสูบประหยัดกว่าและง่ายกว่าการเปลี่ยนซับสูบ
สำหรับการสึกหรอจากการเสียดสี นอกเหนือจากการพิจารณาความแข็งแล้ว ยังต้องคำนึงถึงผลกระทบด้านความยืดหยุ่นของวัสดุแหวนลูกสูบด้วย วัสดุที่มีความเหนียวสูงจะสวมใส่ได้ยากและมีความทนทานต่อการสึกหรอสูง

2. การปรับปรุงรูปร่างโครงสร้าง

เป็นเวลาหลายทศวรรษแล้วที่มีการปรับปรุงโครงสร้างของแหวนลูกสูบทั้งในและต่างประเทศ และผลกระทบของการเปลี่ยนวงแหวนแก๊สวงแรกเป็นวงแหวนผิวถังเป็นสิ่งสำคัญที่สุด เนื่องจากแหวนหน้ากระบอกมีข้อดีหลายประการ ที่เกี่ยวข้องกับการสึกหรอ ไม่ว่าแหวนหน้ากระบอกจะเลื่อนขึ้นหรือลง น้ำมันหล่อลื่นสามารถยกแหวนโดยการกระทำของลิ่มน้ำมันเพื่อให้แน่ใจว่ามีการหล่อลื่นที่ดี นอกจากนี้ วงแหวนพื้นผิวลำกล้องยังสามารถหลีกเลี่ยงภาระที่ขอบได้ ในปัจจุบัน วงแหวนหน้าถังมักใช้เป็นวงแหวนแรกในเครื่องยนต์ดีเซลที่ปรับปรุงแล้ว และวงแหวนหน้าถังมักใช้ในเครื่องยนต์ดีเซลประเภทอื่นมากกว่า
สำหรับวงแหวนน้ำมันวงแหวนน้ำมันเหล็กหล่อคอยล์สปริงด้านในซึ่งปัจจุบันใช้กันทั่วไปในและต่างประเทศมีข้อดีอย่างมาก แหวนน้ำมันนี้มีความยืดหยุ่นสูงและสามารถปรับให้เข้ากับซับสูบที่ผิดรูปได้ดีเยี่ยม จึงสามารถรักษาระดับการหล่อลื่นได้ดี การหล่อลื่นจะช่วยลดการสึกหรอ
เพื่อลดการสึกหรอของแหวนลูกสูบ โครงสร้างหน้าตัดของกลุ่มแหวนลูกสูบจะต้องเข้ากันได้อย่างเหมาะสมเพื่อรักษาฟิล์มซีลและน้ำมันหล่อลื่นที่ดี
นอกจากนี้ เพื่อลดการสึกหรอของแหวนลูกสูบ ควรออกแบบโครงสร้างของซับสูบและลูกสูบอย่างเหมาะสม ตัวอย่างเช่น ซับสูบของเครื่องยนต์ Steyr WD615 ใช้โครงสร้างตาข่ายของแพลตฟอร์ม ในระหว่างกระบวนการรันอิน พื้นที่สัมผัสระหว่างซับสูบและแหวนลูกสูบจะลดลง ,สามารถรักษาการหล่อลื่นของเหลวได้และปริมาณการสึกหรอมีน้อยมาก นอกจากนี้ ตาข่ายยังทำหน้าที่เป็นถังเก็บน้ำมันและเพิ่มความสามารถของซับสูบในการกักเก็บน้ำมันหล่อลื่น ดังนั้นจึงเป็นประโยชน์อย่างมากในการลดการสึกหรอของแหวนลูกสูบและซับสูบ ปัจจุบันเครื่องยนต์ใช้รูปทรงโครงสร้างซับสูบชนิดนี้โดยทั่วไป เพื่อลดการสึกหรอของส่วนบนและล่างของแหวนลูกสูบ ใบหน้าของแหวนลูกสูบและร่องแหวนควรรักษาระยะห่างที่เหมาะสมเพื่อหลีกเลี่ยงการรับแรงกระแทกมากเกินไป นอกจากนี้ การฝังไลเนอร์เหล็กหล่อออสเทนนิติกที่ทนทานต่อการสึกหรอในร่องวงแหวนด้านบนของลูกสูบยังสามารถลดการสึกหรอที่ผิวหน้าส่วนบนและส่วนล่างได้ แต่วิธีนี้ไม่จำเป็นต้องได้รับการส่งเสริมอย่างเต็มที่ ยกเว้นในกรณีพิเศษ เนื่องจากงานฝีมือของมันยากกว่า ต้นทุนจึงสูงกว่าเช่นกัน

3. การรักษาพื้นผิว

วิธีการที่สามารถลดการสึกหรอของแหวนลูกสูบได้อย่างมากคือการบำบัดพื้นผิว ปัจจุบันมีวิธีการรักษาพื้นผิวหลายวิธี เท่าที่เกี่ยวกับหน้าที่ของพวกเขาสามารถสรุปได้เป็นสามประเภทดังต่อไปนี้:
ปรับปรุงความแข็งของพื้นผิวเพื่อลดการสึกหรอจากการเสียดสี นั่นคือชั้นโลหะที่แข็งมากถูกสร้างขึ้นบนพื้นผิวการทำงานของแหวน ดังนั้นการขัดเหล็กหล่อแบบอ่อนจึงไม่สามารถฝังอยู่ในพื้นผิวได้ง่าย และความต้านทานการสึกหรอของแหวนก็ดีขึ้น การชุบโครเมียมรูหลวมเป็นที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบัน ชั้นชุบโครเมียมไม่เพียงแต่มีความแข็งสูง (HV800~1000) ค่าสัมประสิทธิ์การเสียดสียังมีน้อยมาก และชั้นโครเมียมแบบรูหลวมมีโครงสร้างกักเก็บน้ำมันที่ดี จึงสามารถปรับปรุงความต้านทานการสึกหรอของแหวนลูกสูบได้อย่างมาก . นอกจากนี้การชุบโครเมียมยังมีต้นทุนต่ำ มีเสถียรภาพที่ดี และประสิทธิภาพที่ดีในกรณีส่วนใหญ่ ดังนั้นวงแหวนแรกของเครื่องยนต์รถยนต์สมัยใหม่ทั้งหมดจึงใช้วงแหวนชุบโครเมียม และเกือบ 100% ของวงแหวนน้ำมันใช้วงแหวนชุบโครเมียม จากการปฏิบัติได้พิสูจน์แล้วว่าหลังจากที่แหวนลูกสูบชุบโครเมียมแล้ว การสึกหรอของแหวนลูกสูบไม่เพียงแต่มีน้อยเท่านั้น แต่การสึกหรอของแหวนลูกสูบและปลอกสูบอื่นๆ ที่ไม่ได้ชุบโครเมียมก็มีน้อยเช่นกัน
สำหรับเครื่องยนต์ที่มีความเร็วสูงหรือเครื่องยนต์ที่มีสมรรถนะสูง แหวนลูกสูบไม่ควรเพียงแต่จะชุบโครเมียมบนพื้นผิวด้านนอกเท่านั้น แต่ยังต้องชุบบนพื้นผิวด้านบนและด้านล่างด้วย เพื่อลดการสึกหรอของพื้นผิวด้านนอก วิธีที่ดีที่สุดคือใช้กับพื้นผิวด้านนอกที่ชุบโครเมียมของกลุ่มแหวนทั้งหมด เพื่อลดการสึกหรอของกลุ่มแหวนลูกสูบทั้งหมด
ปรับปรุงความสามารถในการกักเก็บน้ำมันและความสามารถในการป้องกันการหลอมละลายของพื้นผิวการทำงานของแหวนลูกสูบเพื่อป้องกันการหลอมและการสึกหรอ ฟิล์มน้ำมันหล่อลื่นบนพื้นผิวการทำงานของแหวนลูกสูบจะถูกทำลายที่อุณหภูมิสูงและบางครั้งก็เกิดแรงเสียดทานแบบแห้ง หากใช้ชั้นเคลือบพื้นผิวด้วยน้ำมันกักเก็บและป้องกันการหลอมรวมบนพื้นผิวของแหวนลูกสูบ จะสามารถลดการสึกหรอจากการหลอมรวมและปรับปรุงประสิทธิภาพของแหวนได้ ดึงความจุกระบอกสูบ การฉีดพ่นโมลิบดีนัมบนแหวนลูกสูบมีความทนทานต่อการสึกหรอจากฟิวชันสูงมาก ประการหนึ่งเนื่องจากชั้นโมลิบดีนัมที่ฉีดพ่นเป็นสารเคลือบโครงสร้างการจัดเก็บน้ำมันที่มีรูพรุน ในทางกลับกัน จุดหลอมเหลวของโมลิบดีนัมค่อนข้างสูง (2,630°C) และยังคงสามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพภายใต้แรงเสียดทานแบบแห้ง ในกรณีนี้ วงแหวนที่พ่นด้วยโมลิบดีนัมจะมีความต้านทานต่อการเชื่อมสูงกว่าวงแหวนที่ชุบโครเมียม อย่างไรก็ตาม ความต้านทานการสึกหรอของวงแหวนสเปรย์โมลิบดีนัมนั้นแย่กว่าความต้านทานการสึกหรอของวงแหวนชุบโครเมียม นอกจากนี้ต้นทุนของวงแหวนสเปรย์โมลิบดีนัมยังสูงกว่าและความแข็งแรงของโครงสร้างก็รักษาเสถียรภาพได้ยาก ดังนั้น เว้นแต่จำเป็นต้องฉีดพ่นโมลิบดีนัม ควรใช้การชุบโครเมี่ยมจะดีกว่า
ปรับปรุงการรักษาพื้นผิวของการรันอินครั้งแรก การบำบัดพื้นผิวประเภทนี้คือการคลุมพื้นผิวของแหวนลูกสูบด้วยชั้นของวัสดุที่อ่อนนุ่มและยืดหยุ่นที่เหมาะสม เพื่อให้แหวนและส่วนที่ยื่นออกมาของซับสูบสัมผัสกันและเร่งการสึกหรอ ซึ่งจะทำให้ระยะเวลาการทำงานสั้นลง และทำให้แหวนเข้าสู่สถานะการทำงานที่มั่นคง ปัจจุบันมีการใช้การบำบัดด้วยฟอสเฟตมากขึ้น ฟิล์มฟอสเฟตที่มีเนื้อนุ่มและสวมใส่ง่ายจะเกิดขึ้นบนพื้นผิวของแหวนลูกสูบ เนื่องจากการบำบัดฟอสเฟตต้องใช้อุปกรณ์ที่เรียบง่าย การทำงานที่สะดวก ต้นทุนต่ำ และประสิทธิภาพสูง จึงมักใช้ในกระบวนการแหวนลูกสูบของเครื่องยนต์ขนาดเล็ก นอกจากนี้ การชุบดีบุกและการบำบัดด้วยออกซิเดชั่นยังช่วยปรับปรุงการรันอินเบื้องต้นได้อีกด้วย
ในการบำบัดพื้นผิวของแหวนลูกสูบ การชุบโครเมียมและการพ่นโมลิบดีนัมเป็นวิธีการที่ใช้กันมากที่สุด นอกจากนี้ ขึ้นอยู่กับประเภทเครื่องยนต์ โครงสร้าง การใช้งาน และสภาพการทำงาน ยังใช้วิธีการรักษาพื้นผิวอื่นๆ เช่น การบำบัดไนไตรด์แบบอ่อน การบำบัดวัลคาไนเซชัน และการเติมเฟอร์โรเฟอร์ริกออกไซด์