Un anillo de pistón es un anillo de metal que se utiliza para encajar dentro de la ranura del pistón. Hay dos tipos de aros de pistón: aros de compresión y aros de aceite. El anillo de compresión se puede utilizar para sellar la mezcla combustible en la cámara de combustión; El anillo de aceite se utiliza para raspar el exceso de aceite del cilindro.
Un aro de pistón es un aro metálico elástico con una importante deformación por expansión hacia afuera, que se ensambla en la ranura circular correspondiente de la sección transversal. El anillo de pistón giratorio y alternativo, dependiendo de la diferencia de presión del gas o líquido, forma un sello entre la superficie circular exterior del anillo y el cilindro, así como un lado del anillo y la ranura del anillo.
Los anillos de pistón se usan ampliamente en diversas maquinarias eléctricas, como motores de vapor, motores diesel, motores de gasolina, compresores, prensas hidráulicas, etc. Se usan ampliamente en automóviles, trenes, barcos, yates, etc. Generalmente, el anillo de pistón está instalado en la ranura del pistón y forma una cámara con componentes como el pistón, la camisa del cilindro y la culata para realizar el trabajo.
El anillo de pistón es el componente central dentro de un motor de combustible que, junto con el cilindro, el pistón, la pared del cilindro, etc., completa el sellado del gas combustible. Hay dos tipos de motores automotrices de uso común: motores diésel y de gasolina. Debido a su diferente rendimiento de combustible, los segmentos de pistón utilizados también son diferentes. Los primeros anillos de pistón se formaban mediante fundición, pero con el avance de la tecnología, nacieron los anillos de pistón de acero de alta potencia. Con la mejora continua de la función del motor y los requisitos ambientales, se aplicaron varios tratamientos superficiales avanzados, como pulverización térmica, galvanoplastia, cromado, nitruración de gas, deposición física, revestimiento de superficies, tratamiento de fosfatación en serie de zinc y manganeso, etc., mejorando enormemente la función. de aros de pistón.
El papel de los anillos de pistón incluye cuatro funciones: sellado, ajuste del aceite (control de aceite), conducción de calor (transferencia de calor) y guía (soporte). Sellado: Se refiere a sellar el gas, evitar que el gas de la cámara de combustión se filtre al cárter, controlar al mínimo la cantidad de fuga de gas y mejorar la eficiencia térmica. Las fugas no sólo reducen la potencia del motor, sino que también deterioran el aceite, que es la tarea principal del anillo de gas; Ajuste del aceite del motor (control de aceite): Quite el exceso de aceite lubricante de la pared del cilindro y, al mismo tiempo, deje una fina película de aceite en la pared del cilindro para garantizar la lubricación normal del cilindro, el pistón y el anillo. Ésta es la tarea principal del anillo de aceite. En los motores modernos de alta velocidad, se presta especial atención al papel de los anillos de pistón en el control de la película de aceite; Conducción de calor: el calor del pistón se transfiere a la camisa del cilindro a través de los segmentos del pistón, que desempeña una función de refrigeración. Según datos fiables, el 70-80% del calor recibido por la cabeza del pistón en los pistones no enfriados se disipa a través de los aros del pistón y se transmite a la pared del cilindro, mientras que el 30-40% del calor en los pistones enfriados se disipado a través de los anillos del pistón y transmitido a la pared del cilindro; Soporte: el anillo del pistón mantiene el pistón en el cilindro, evitando el contacto directo entre el pistón y la pared del cilindro, asegurando un movimiento suave del pistón, reduciendo la resistencia a la fricción y evitando que el pistón golpee el cilindro. El pistón de un motor de gasolina típico utiliza dos anillos de gas y un anillo de aceite, mientras que los motores diésel suelen utilizar dos anillos de aceite y un anillo de gas.
Las fuerzas que actúan sobre el anillo del pistón incluyen la presión del gas, la fuerza elástica del anillo mismo, la fuerza de inercia del movimiento alternativo del anillo y la fuerza de fricción entre el anillo, el cilindro y la ranura. Debido a la acción de estas fuerzas, el anillo generará movimientos básicos como movimiento axial, movimiento radial y movimiento de rotación. Además, debido a sus características de movimiento, el anillo del pistón va inevitablemente acompañado de un movimiento irregular, lo que resulta en vibraciones flotantes y axiales, movimientos radiales irregulares y vibraciones, movimientos de torsión, etc. causados por movimientos axiales irregulares. Estos movimientos irregulares a menudo impiden que los segmentos del pistón funcionen correctamente. Al diseñar anillos de pistón, es importante aprovechar al máximo el movimiento favorable y controlar el lado desfavorable.
El alto calor generado por la combustión se transfiere a la pared del cilindro a través de los anillos del pistón, lo que puede enfriar el pistón. El calor disipado hacia la pared del cilindro a través del segmento del pistón generalmente puede alcanzar el 30-40% del calor soportado por la parte superior del pistón.
La primera función de los aros de pistón es mantener un sello entre el pistón y la pared del cilindro, controlando al mínimo las fugas de aire. Esta función la realiza principalmente el anillo de gas, lo que significa que bajo cualquier condición de funcionamiento, la fuga de aire comprimido y gas en el motor debe controlarse al mínimo para mejorar la eficiencia térmica; Evite el atasco del cilindro al pistón o del cilindro al anillo causado por fugas de aire; Prevenir averías causadas por el deterioro del aceite lubricante, etc.
La segunda función del anillo del pistón es raspar adecuadamente el aceite lubricante adherido a la pared del cilindro y mantener el consumo normal de combustible. Cuando se suministra demasiado aceite lubricante, será aspirado hacia la cámara de combustión, provocando un aumento en el consumo de combustible, y los depósitos de carbón generados por la combustión tienen un impacto muy negativo en el rendimiento del motor.
Debido a que el pistón es ligeramente más pequeño que el diámetro interior del cilindro, sin un segmento de pistón, el pistón es inestable en el cilindro y no puede moverse libremente. Al mismo tiempo, el anillo también evita el contacto directo entre el pistón y el cilindro, proporcionando soporte. Por lo tanto, el segmento del pistón se mueve hacia arriba y hacia abajo en el cilindro, y su superficie de deslizamiento está completamente soportada por el segmento.
Dividido por estructura
Estructura general: proceso de fundición o conformado en su conjunto.
Anillo combinado: Un anillo de pistón compuesto por dos o más componentes ensamblados en una ranura.
Anillo de aceite ranurado: un anillo de aceite con lados paralelos, dos anillos de contacto en la orilla y un orificio de retorno de aceite
Anillo de aceite con resorte en espiral ranurado: Se agrega un anillo de aceite con un resorte en espiral al anillo de aceite con ranura. El resorte de soporte puede aumentar la presión radial específica y su fuerza sobre la superficie interior del anillo es igual. Se encuentra comúnmente en los anillos de los motores diésel.
Anillo de aceite combinado con tira de acero: un anillo de aceite compuesto por un anillo de revestimiento y dos anillos raspadores. El diseño de los anillos de revestimiento varía según la planta de producción y se encuentra comúnmente en los anillos de los motores de gasolina.
Forma de sección
Anillo de cara de barril, anillo de cara de cono, anillo interior retorcido biselado, anillo de cuña y anillo trapezoidal, anillo de nariz, anillo exterior retorcido de hombro, anillo interior retorcido achaflanado, anillo de aceite combinado con tira de acero, anillo de aceite biselado opuesto, mismo anillo de aceite biselado, hierro fundido anillo de aceite de resorte en espiral, anillo de aceite de acero, etc.
Dividido por material
hierro fundido, acero
Tratamiento de superficies
Anillo de nitruro: la dureza de la capa de nitruro alcanza 950 HV o más, con un nivel de fragilidad de 1 y tiene buena resistencia al desgaste y a la corrosión. Anillo cromado: La capa cromada está finamente cristalizada, compacta y lisa, con una dureza superior a 850HV y excelente resistencia al desgaste. La red entrecruzada de microgrietas favorece el almacenamiento de aceite lubricante. Anillo de fosfatado: mediante tratamiento químico, se forma una película de fosfatación en la superficie del anillo del pistón, que no solo evita la oxidación del producto sino que también mejora el funcionamiento inicial del anillo. Anillo de oxidación: en condiciones de alta temperatura y agente oxidante fuerte, se forma una capa de película de óxido en la superficie de los materiales de acero, que tiene resistencia a la corrosión, lubricación que reduce el desgaste y buena apariencia. Y PVD, etc.
Por función
El anillo de pistón incluye dos tipos: anillo de gas y anillo de aceite. La función del anillo de aire es asegurar el sellado entre el pistón y el cilindro. Evite que una gran cantidad de gas a alta temperatura y alta presión se filtre al cárter del cilindro y, al mismo tiempo, transfiera la mayor parte del calor desde la parte superior del pistón a la pared del cilindro, que luego es transportado por agua de refrigeración o aire.
Los anillos de aceite se utilizan para raspar el exceso de aceite de la pared del cilindro y aplicar una película de aceite uniforme sobre la pared del cilindro. Esto no sólo evita que el aceite entre en el cilindro para la combustión, sino que también reduce el desgaste del pistón, los anillos del pistón y el cilindro, y reduce la resistencia a la fricción.
Identificación del bien y del mal
La superficie de trabajo del anillo del pistón no debe tener rayones, rayones ni peladuras. La superficie cilíndrica exterior y las caras de los extremos superior e inferior deben tener cierta suavidad y la desviación de la curvatura no debe exceder los {{0}}.02-0.04 milímetros. La cantidad de hundimiento estándar del anillo en la ranura no debe exceder los 0,15-0.25 milímetros. La elasticidad y la holgura del segmento del pistón deben cumplir las especificaciones. Además, también se debe comprobar la ligera fuga del segmento del pistón. Es decir, el aro del pistón debe colocarse plano en el cilindro, con un pequeño cañón ligero colocado debajo del aro del pistón y una placa protectora ligera colocada en la parte superior. Luego, se debe observar el ligero espacio de fuga entre el anillo del pistón y la pared del cilindro para determinar si el contacto entre el anillo del pistón y la pared del cilindro es bueno. En general, la distancia de fuga del segmento del pistón medida con un medidor de espesor no debe exceder los 0,03 milímetros. La longitud de los espacios continuos para las fugas de luz no debe exceder 1/3 del diámetro del cilindro, la longitud de varios espacios para las fugas de luz no debe exceder 1/3 del diámetro del cilindro y la longitud total de varios espacios para las fugas de luz no debe exceder 1/ 2 del diámetro del cilindro. De lo contrario, deberán ser reemplazados.
Reglamento de marcado
Según GB/T 1149.1-94, todos los anillos de pistón que requieren dirección de instalación deben marcarse en el lado superior, es decir, el lado cercano a la cámara de combustión. Los anillos marcados en la parte superior incluyen: anillo cónico, chaflán interior, anillo de mesa de corte exterior, anillo de punta, anillo de cuña y anillo de aceite con la dirección de instalación requerida, todos marcados en la parte superior del anillo.
Asuntos que requieren atención
Se debe prestar atención al instalar anillos de pistón.
(1) El anillo del pistón debe instalarse plano en la camisa del cilindro y debe haber un cierto espacio de apertura en la interfaz.
(2) El aro del pistón debe instalarse en el pistón, con una cierta holgura en el borde a lo largo de la dirección de la altura en la ranura del aro.
(3) El anillo cromado debe instalarse en la primera posición y la abertura no debe mirar en la dirección de la ranura de vórtice en la parte superior del pistón.
(4) Las aberturas de cada segmento del pistón deben estar escalonadas 120 grados entre sí y no deben mirar hacia el orificio del pasador del pistón.
(5) El anillo de pistón de sección cónica debe instalarse con la superficie cónica hacia arriba.
(6) Al instalar un anillo de torsión, el chaflán o ranura debe mirar hacia arriba; Al instalar el anillo de torsión inversa cónico, mantenga la superficie cónica hacia arriba.
(7) Al instalar el anillo combinado, primero se debe instalar el anillo de revestimiento axial y luego el anillo plano y el anillo ondulado. Instale un anillo plano en la parte superior e inferior del anillo con forma de onda, y las aberturas de cada anillo deben estar escalonadas entre sí.
Función del material
Resistencia al desgaste, almacenamiento de aceite, dureza, resistencia a la corrosión, resistencia al calor, elasticidad, rendimiento de corte.
Entre ellos, la resistencia al desgaste y la elasticidad son particularmente importantes. Los materiales para los aros de pistón de los motores diésel de alta potencia incluyen principalmente hierro fundido gris, hierro dúctil, hierro fundido aleado y hierro fundido con grafito vermicular.
Montaje del conjunto de biela del pistón
Los puntos clave para ensamblar el conjunto de biela del pistón de generadores diesel son los siguientes
- Ajuste a presión el manguito de cobre de la biela. Al instalar el manguito de cobre de la biela, es mejor utilizar una prensa o un tornillo de banco y evitar utilizar un martillo para golpear con fuerza; Los orificios o ranuras de aceite en el manguito de cobre deben estar alineados con los orificios de aceite en la biela para garantizar la lubricación.
- Ensamble el pistón y la biela. Al ensamblar pistones y bielas, se debe prestar atención a sus posiciones y direcciones relativas.
- Instale hábilmente el pasador del pistón. El pasador del pistón y el orificio del pasador están en ajuste de interferencia. Durante la instalación, el pistón debe calentarse uniformemente entre 90 y 100 grados en agua o aceite de motor. Después de retirarla, la varilla de tracción debe colocarse en una posición adecuada entre los orificios del asiento del pasador del pistón. Luego, el pasador del pistón recubierto con aceite de motor debe insertarse en el orificio del pasador del pistón y en el manguito de cobre de la biela en la dirección predeterminada.
- Instalación de aros de pistón. Al instalar anillos de pistón, preste atención a la posición y secuencia de cada anillo.
- Instale el conjunto de biela.