Є багато факторів, які впливають на знос поршневих кілець, і ці фактори часто переплітаються. Крім того, різниться тип двигуна та умови використання, а також сильно відрізняється знос поршневого кільця. Тому проблему не можна вирішити шляхом вдосконалення конструкції та матеріалу самого поршневого кільця. Можна розпочати такі аспекти:

1. Вибирайте матеріали з хорошими відповідними характеристиками

З точки зору зменшення зносу, як матеріал для поршневих кілець, він, перш за все, повинен мати гарну зносостійкість і зберігати масло. Взагалі кажучи, перше газове кільце зношується більше, ніж інші кільця. Тому особливо необхідно використовувати матеріали, які добре зберігають масляну плівку без пошкодження. Однією з причин, чому цінують чавун зі структурою графіту, є те, що він добре зберігає масло та зносостійкість.
Щоб ще більше підвищити зносостійкість поршневого кільця, до чавуну можна додавати різні типи та вміст легуючих елементів. Наприклад, чавунне кільце зі сплаву міді та молібдену, яке зазвичай використовується в двигунах, має очевидні переваги щодо зносостійкості та зберігання масла.
Коротше кажучи, матеріал, який використовується для поршневого кільця, найкраще утворює прийнятну зносостійку структуру з м’якої матриці та твердої фази, щоб поршневе кільце було легко зношувати під час початкової обкатки, і важко зношувати після обкатки. в.
Крім того, матеріал циліндра, який підібраний до поршневого кільця, також має великий вплив на знос поршневого кільця. Взагалі кажучи, знос є найменшим, коли різниця твердості шліфувального матеріалу дорівнює нулю. Зі збільшенням різниці твердості збільшується і знос. Однак при виборі матеріалів найкраще зробити так, щоб поршневе кільце досягло межі зносу раніше, ніж циліндр, з огляду на те, що обидві частини мають найдовший термін служби. Це пов’язано з тим, що заміна поршневого кільця економніша та легша, ніж заміна гільзи циліндра.
Для абразивного зношування, окрім твердості, необхідно також враховувати пружний ефект матеріалу поршневого кільця. Матеріали з високою в'язкістю важко зношуються і мають високу зносостійкість.

2. Поліпшення структурної форми

Протягом десятиліть було внесено багато вдосконалень у структуру поршневого кільця вдома та за кордоном, і ефект зміни першого газового кільця на кільце з бочковою поверхнею є найбільш значним. Оскільки торцеве кільце стовбура має низку переваг, що стосується зносу, незалежно від того, чи рухається кільце стовбура вгору чи вниз, мастило може підняти кільце за допомогою масляного клина, щоб забезпечити хороше змащування. Крім того, кільце поверхні стовбура також може уникнути навантаження на край. В даний час кільця стовбура зазвичай використовуються як перше кільце в удосконалених дизельних двигунах, а кільця стовбура частіше використовуються в інших типах дизельних двигунів.
Що стосується масляного кільця, чавунне масляне кільце з внутрішньою скобою, яке зараз широко використовується вдома та за кордоном, має великі переваги. Це масляне кільце саме по собі є дуже гнучким і чудово адаптується до деформованої гільзи циліндра, тому воно може підтримувати хорошу мастило зменшує знос.
Щоб зменшити знос поршневого кільця, структура поперечного перерізу групи поршневих кілець повинна бути розумно підібрана для підтримки хорошого ущільнення та мастильної плівки.
Крім того, щоб зменшити знос поршневого кільця, конструкція гільзи циліндра та поршня повинна бути розумно розроблена. Наприклад, гільза циліндра двигуна Steyr WD615 має сітчасту структуру платформи. У процесі обкатки площа контакту між гільзою циліндра і поршневим кільцем зменшується. , Він може підтримувати рідке змащення, і кількість зносу дуже мала. Крім того, сітка діє як резервуар для зберігання масла та покращує здатність гільзи циліндра утримувати мастило. Таким чином, це дуже вигідно зменшити знос поршневого кільця та гільзи циліндра. Зараз двигун зазвичай приймає таку форму конструкції гільз циліндра. Щоб зменшити знос верхньої та нижньої торців поршневого кільця, торці поршневого кільця та канавки кільця повинні мати належний зазор, щоб уникнути надмірного ударного навантаження. Крім того, вставлення зносостійких аустенітних чавунних вкладишів у верхню кільцеву канавку поршня також може зменшити знос верхньої та нижньої торцевих поверхонь, але цей метод не потребує повної підтримки, за винятком особливих обставин. Оскільки його ремесло складніше освоїти, вартість також вища.

3. Обробка поверхні

Спосіб, який дозволяє істотно знизити знос поршневого кільця, полягає в проведенні обробки поверхні. В даний час існує багато методів обробки поверхні. Що стосується їхніх функцій, то їх можна звести до трьох наступних категорій:
Покращення твердості поверхні для зменшення абразивного зношування. Тобто на робочій поверхні кільця утворюється шар дуже твердого металу, тому м’який чавунний абразив нелегко впроваджується в поверхню, а зносостійкість кільця покращується. Нині найбільшого поширення набуло хромування з нещільними отворами. Мало того, що хромований шар має високу твердість (HV800～1000), коефіцієнт тертя дуже малий, а шар хрому з нещільними отворами має хорошу структуру зберігання масла, тому він може значно підвищити зносостійкість поршневого кільця. . Крім того, хромування має низьку вартість, хорошу стабільність і хороші характеристики в більшості випадків. Тому всі перші кільця сучасних автомобільних двигунів використовують хромовані кільця, і майже 100% масляних кілець використовують хромовані кільця. Практика довела, що після хромування поршневого кільця невеликий не тільки його власний знос, але й інших поршневих кілець і гільз циліндрів, не хромованих.
Для високошвидкісних або вдосконалених двигунів поршневе кільце має бути хромованим не тільки на зовнішній поверхні, але також на верхній і нижній торцевих поверхнях, щоб зменшити знос торцевої поверхні. Найкраще хромувати зовнішні поверхні всіх груп кілець, щоб зменшити знос усієї групи поршневих кілець.
Покращує здатність до зберігання масла та здатність проти плавлення робочої поверхні поршневого кільця, щоб запобігти плавленню та зносу. Плівка мастила на робочій поверхні поршневого кільця при високих температурах руйнується і іноді утворюється сухе тертя. Якщо на поверхню поршневого кільця нанести шар поверхневого покриття з накопичувальним маслом і захистом від оплавлення, це може зменшити знос проварювання та покращити продуктивність кільця. Обсяг тягового циліндра. Напилення молібдену на поршневому кільці має надзвичайно високу стійкість до зносу плавленням. З одного боку, тому що напилений шар молібдену є пористим покриттям структури зберігання нафти; з іншого боку, температура плавлення молібдену відносно висока (2630°C), і він все ще може ефективно працювати при сухому терті. У цьому випадку кільце з напиленням молібдену має вищу стійкість до зварювання, ніж кільце з хромованим покриттям. Однак зносостійкість кільця з молібденовим розпилювачем гірша, ніж у хромованого кільця. Крім того, вартість молібденового розпилювального кільця вища, а міцність конструкції важко стабілізувати. Тому, якщо не потрібне напилення молібдену, найкраще використовувати хромування.
Поліпшити обробку поверхні початкової обкатки. Цей вид обробки поверхні полягає в тому, щоб покривати поверхню поршневого кільця шаром відповідного м’якого та еластичного крихкого матеріалу, щоб кільце та виступаюча частина гільзи циліндра контактували та прискорювали знос, тим самим скорочуючи період припрацювання. і перевести кільце в стабільний робочий стан. . В даний час більш поширеним є лікування фосфатуванням. На поверхні поршневого кільця утворюється фосфатуюча плівка з м'якою текстурою, яка легко стирається. Оскільки обробка фосфатування вимагає простого обладнання, зручної експлуатації, низької вартості та високої ефективності, вона зазвичай використовується в процесі обробки поршневих кілець невеликих двигунів. Крім того, лудіння та окислювальна обробка також можуть покращити початкову припрацювання.
У обробці поверхні поршневих кілець найчастіше використовуються методи хромування та напилення молібдену. Крім того, залежно від типу двигуна, конструкції, використання та умов роботи також використовуються інші методи обробки поверхні, такі як обробка м’яким азотуванням, обробка вулканізацією та наповнення оксидом заліза.