最新のピストン エンジンには、燃焼室の気密性とシリンダーの潤滑を確保する部品、つまりピストン リングが使用されています。提案された記事で、ピストン リング、その既存のタイプ、設計上の特徴と操作、リングの正しい選択と交換についてすべてをお読みください。
ピストンリングとは何ですか？
ピストン リング - 内燃エンジンのシリンダー ピストン グループ (CPG) の部品。燃焼室を密閉し、エンジンオイルの損失を減らし、クランクケースに入る排気ガスの量を最小限に抑えるために、ピストンに取り付けられた金属製の取り外し可能なリング。
ピストン内燃エンジンの通常の動作では、圧縮行程の終わり（ピストンが上死点に達したとき）に一定の最小レベルを超える圧力が燃焼室内に生成されることが非常に重要です。このパラメータはと呼ばれます。圧縮。ガソリン エンジンの場合、圧縮は 9 ～ 12 気圧の範囲にあり、ディーゼル ユニットの場合、このパラメータは 22 ～ 32 気圧です。必要な圧縮を達成するには、燃焼室の密閉を確保する必要があります。この問題はピストン リングによって解決されます。
ピストン リングはいくつかの重要な機能を果たします。
● 燃焼室のシール - リングのサイズはシリンダーの内径に合わせて正確に選択され、燃焼室からクランクケースへのガスの侵入を防ぎます。
● 摩擦力の低減 - シリンダー壁上のリングの摩擦面積はピストン面積よりもはるかに小さいため、CPG 部品の摩擦損失が減少します。
● CPG 材料の熱膨張の補償 - ピストンとシリンダーは、熱膨張係数の異なるさまざまな合金で作られています。リングの導入により、エンジン温度の上昇および下降時のピストンの詰まりや圧縮の変化が防止されます。
● シリンダー壁の潤滑と余分なオイルの除去（燃焼室へのオイルの流入を防ぎ、無駄によるオイルの損失を減らします） - 特別な設計のリングにより、エンジンの運転中に形成されるシリンダー壁からの余分なオイルが確実に除去されます。摩擦を減らすために必要な油膜を残します。
● ピストン壁の冷却 - ピストンからの熱の一部がリングを通じてシリンダー壁に除去されます。
ピストン リングが CPG の動作とパワー ユニット全体の機能において重要な役割を果たしていることが簡単にわかります。リングの故障や摩耗は、エンジン出力の低下や動作の全般的な低下として現れるため、これらの部品を交換する必要があります。ただし、新しいリングを購入または注文する前に、これらの部品の既存の種類、デザイン、および機能を理解する必要があります。
ピストンとピストンリング
ピストンリングの種類、設計、動作原理
1つのピストンに2種類のリングが取り付けられています。
● 圧縮（上部）。
●オイルスクレーパー（下）。
すべてのリングは、ピストン ヘッドに近い方形の横溝 (溝) 内に配置されています。リングにはさまざまな種類があり、デザインや目的も異なります。
圧縮リングは燃焼室のシールを提供し、1 つのピストンに 1 つ、2 つ、または 3 つのリングを取り付けることができます (オートバイの 2 ストローク内燃エンジンには 1 つ、最新の 4 ストローク エンジンには 2 つ、一部のディーゼル エンジンには 3 つ)。ピストンの上部にあります。構造的には、圧縮リングは非常に単純です。これは金属製の取り外し可能なリングであり、そのカットは単純な（直線、斜め）または複雑なロックの形で作られており、ロックの一部のリングにはストッパー用の凹みがあります。ロックには小さな隙間 (数マイクロメートル) があり、エンジン動作中の部品の熱膨張を補償する役割を果たします。
リングは鋼または特殊グレードの鋳鉄で作られており、その外側 (作業) 表面は異なるプロファイルを持つことができます。
● シンプルなフラット - この場合、リングの断面は長方形、または不規則な四角形の形をしています。
● 半径 (樽型) - リングの外面は大きな半径の円弧です。
● 面取りあり - 外面に高さの低い面取りが施されています。
●「ミニッツ」リング - 外面は上部に向かって傾斜しており、その傾斜角は数十分の円弧であることから、この名前が付けられました。
フラットなプロファイルには上部圧縮リングがあり、潤滑が不十分な状態では高温高圧での動作を強いられます。摩耗を軽減するために、部品の作業面はクロムメッキ、リン酸塩処理、錫コーティングなどの処理が施されます。このようなリングは、動作中にシリンダーミラーに完全に隣接し、シールを提供し、ピストンから熱を除去します。
下部のリングは、より複雑なプロファイルを持っていることがよくあります。バレルリングは十分なシール性を維持しながら摩擦抵抗を低減します。「分」リングは、作業面の傾斜により摩擦力を軽減します。ピストンが（作業ストロークで）下降すると、リングは尖ったエッジでシリンダーミラーに沿ってスライドし、上方に移動すると、リングはスライドします。オイルくさびによりシリンダーミラーから絞り出されます。
オイルスクレーパーリングは、シリンダー表面に油膜が正しく分布するようにし、オイルが燃焼室に入るのを防ぎます（シリンダーミラーからオイルを除去します）。1 つのピストンには 1 つのリングのみが使用されます。これらの部品は 2 ストローク エンジンのピストンにはありません (オイルがガソリンに直接添加されるため)。通常、オイルスクレーパーリングは、リング自体とエキスパンダーを含む複合設計になっています。
ピストンリングとその動作スキーム
オイルスクレーパーリングは次のとおりです。
● ワンピース - ピストンのベース側を向いた U 字型リング。基部には一連の円形または細長い穴があり、そこからオイルが排出されます。
● 複合 - 2 つの薄い (分割) リングが使用され、その間にスペーサー要素があります。
スペーサー要素は次のとおりです。
● ラジアル - シリンダーの壁にリングの圧力を加えます。
● 軸方向 - 複合リングと組み合わせてのみ使用され、リングの締め付けを解除します。
● 接線方向 - スペーサー要素を組み合わせて、リングの拡張とシリンダー壁に対するリングの圧力を同時に提供します。
スペーサー要素は、リングの間または下に埋め込まれたプレート (平らな) スプリングまたはコイル状スプリングであり、オイル スクレーパー リングではさまざまなタイプのスプリングを 1 つまたは 2 つだけ使用できます。
オイルスクレーパーリングはシリンダー壁に押し付けられる設計となっており、余分な油膜を確実に除去します。収集されたオイルはリングの穴を通って溝に入り、そこからピストン壁の穴を通ってエンジンのクランクケースに排出されます。同時に、オイルの一部はシリンダー壁に薄い油膜の形で残り、CPG全体の摩擦を軽減します。
ピストンリングの選び方と交換方法
エンジンの動作中、ピストン リングは大きな機械的負荷と熱負荷にさらされ、徐々に摩耗して性能が低下します。リングが磨耗すると、その機能が果たせなくなり、圧縮が低下し、ガスがクランクケースに浸透し、オイルが燃焼室に浸透します。また、リングの「コーキング」（ピストンの溝にカーボンが堆積して詰まる）も深刻な問題です。その結果、エンジンはパワーとスロットル応答を失い、排気ガスは特徴的な灰色、さらには黒色の色合いになり、燃料とオイルの消費量が増加します。これらの兆候が現れた場合は、エンジンを診断する必要があります - 圧縮をチェックし、キャンドルやその他の部品を検査します。圧縮が低すぎる場合、キャンドルにオイルが飛び散り、パワーユニットの動作に問題がある場合は、ピストンリングを交換する必要があります。
交換の場合は、この特定のエンジンに提供されているタイプとカタログ番号のリングのみを選択する必要があります。シリンダーをボーリングしてエンジンの大規模なオーバーホールを行った後は、新しいピストンに適した修理サイズのリングを使用する必要があることに注意してください。
リングの交換は、パワーユニットの修理手順に従って行う必要があります。一般に、この作業にはエンジンを分解してピストンを凹ませる必要があります。古いリングを取り外し、溝を徹底的に掃除します。新しいリングは、リング上の「Top」または「Up」マークの指示に従って配置する必要があります。リングを取り付ける際には、部品の側面とピストンの溝の壁との間の隙間、およびシリンダーに挿入されたリングのロックの隙間がチェックされます。すべてのクリアランスは、モーターに設定された制限内になければなりません。リングは、ロックが同じ線上になく、フィンガーホールの軸上に落ちないようにピストン上に配置されています。これにより、燃焼室からのガスの突破を防ぐ迷路が形成されます。
新しいリングを備えたピストンをシリンダーに取り付ける場合は、リングをピストンに押し付ける特別なマンドレルを使用する必要があります。ピストンリングを交換した後、エンジンを慣らし運転することをお勧めします。最初の800〜1000 kmは速度を過大評価せず、半分の出力でエンジンに負荷をかけ、慣らし運転の最後にエンジンオイルを交換する必要があります。 。
ピストン リングを適切に選択して交換すると、エンジンは以前のパワーを取り戻し、すべてのモードで自信を持って動作します。
投稿日時: 2023 年 7 月 13 日