Um anel de pistão é um anel de metal usado para caber dentro da ranhura do pistão. Existem dois tipos de anéis de pistão: anéis de compressão e anéis de óleo. O anel de compressão pode ser utilizado para vedar a mistura combustível na câmara de combustão; O anel de óleo é usado para raspar o excesso de óleo do cilindro.
Um anel de pistão é um anel metálico elástico com deformação de expansão externa significativa, que é montado na ranhura circular correspondente da seção transversal. O anel de pistão alternativo e giratório, dependendo da diferença de pressão do gás ou líquido, forma uma vedação entre a superfície circular externa do anel e o cilindro, bem como um lado do anel e da ranhura do anel
Os anéis de pistão são amplamente utilizados em diversas máquinas elétricas, como motores a vapor, motores a diesel, motores a gasolina, compressores, prensas hidráulicas, etc. na ranhura do pistão e forma uma câmara com componentes como o pistão, a camisa do cilindro e o cabeçote para realizar o trabalho.
O anel do pistão é o componente central dentro de um motor a combustível, que, junto com o cilindro, o pistão, a parede do cilindro, etc., completa a vedação do gás combustível. Existem dois tipos de motores automotivos comumente usados: motores a diesel e a gasolina. Devido ao seu diferente desempenho de combustível, os anéis de pistão utilizados também são diferentes. Os primeiros anéis de pistão foram formados por fundição, mas com o avanço da tecnologia, nasceram anéis de pistão de aço de alta potência. Com a melhoria contínua da função do motor e dos requisitos ambientais, vários tratamentos de superfície avançados foram aplicados, como pulverização térmica, galvanoplastia, cromagem, nitretação a gás, deposição física, revestimento de superfície, tratamento de fosfatação em série de zinco manganês, etc., melhorando significativamente a função de anéis de pistão.
A função dos anéis de pistão inclui quatro funções: vedação, ajuste de óleo (controle de óleo), condução de calor (transferência de calor) e orientação (suporte). Vedação: Refere-se à vedação do gás, evitando que o gás da câmara de combustão vaze para o cárter, controlando ao mínimo a quantidade de vazamento de gás e melhorando a eficiência térmica. O vazamento não só reduz a potência do motor, mas também deteriora o óleo, principal função do anel de gás; Ajustando o óleo do motor (controle de óleo): Raspe o excesso de óleo lubrificante da parede do cilindro, deixando também uma fina película de óleo na parede do cilindro para garantir a lubrificação normal do cilindro, pistão e anel. Esta é a principal tarefa do anel de óleo. Nos motores modernos de alta velocidade, é dada especial atenção ao papel dos anéis de pistão no controle da película de óleo; Condução de calor: O calor do pistão é transferido para a camisa do cilindro através dos anéis do pistão, que desempenham uma função de resfriamento. De acordo com dados confiáveis, 70-80% do calor recebido pela coroa do pistão em pistões não resfriados é dissipado através dos anéis do pistão e transmitido para a parede do cilindro, enquanto 30-40% do calor em pistões resfriados é dissipado através dos anéis do pistão e transmitido para a parede do cilindro; Suporte: O anel do pistão mantém o pistão no cilindro, evitando o contato direto entre o pistão e a parede do cilindro, garantindo o movimento suave do pistão, reduzindo a resistência ao atrito e evitando que o pistão bata no cilindro. O pistão de um motor a gasolina típico usa dois anéis de gás e um anel de óleo, enquanto os motores a diesel normalmente usam dois anéis de óleo e um anel de gás
As forças que atuam no anel do pistão incluem a pressão do gás, a força elástica do próprio anel, a força inercial do movimento alternativo do anel e a força de atrito entre o anel, o cilindro e a ranhura. Devido à ação dessas forças, o anel irá gerar movimentos básicos como movimento axial, movimento radial e movimento rotacional. Além disso, devido às suas características de movimento, o anel do pistão é inevitavelmente acompanhado por movimento irregular, resultando em vibração flutuante e axial, movimento radial irregular e vibração, movimento de torção, etc., causado por movimento axial irregular. Esses movimentos irregulares muitas vezes impedem o funcionamento adequado dos anéis do pistão. Ao projetar anéis de pistão, é importante utilizar totalmente o movimento favorável e controlar o lado desfavorável.
O alto calor gerado pela combustão é transferido para a parede do cilindro através dos anéis do pistão, que podem resfriar o pistão. O calor dissipado em direção à parede do cilindro através do anel do pistão pode geralmente atingir 30-40% do calor suportado pela parte superior do pistão.
A primeira função dos anéis de pistão é manter a vedação entre o pistão e a parede do cilindro, controlando ao mínimo o vazamento de ar. Esta função é suportada principalmente pelo anel de gás, o que significa que em quaisquer condições de funcionamento, o vazamento de ar comprimido e gás no motor deve ser controlado ao mínimo para melhorar a eficiência térmica; Evite o travamento do cilindro com o pistão ou do cilindro com o anel causado por vazamento de ar; Evite mau funcionamento causado pela deterioração do óleo lubrificante, etc.
A segunda função do anel do pistão é raspar adequadamente o óleo lubrificante preso à parede do cilindro e manter o consumo normal de combustível. Quando é fornecido muito óleo lubrificante, ele será sugado para dentro da câmara de combustão, causando aumento no consumo de combustível, e os depósitos de carbono gerados pela combustão têm um impacto muito negativo no desempenho do motor.
Devido ao pistão ser ligeiramente menor que o diâmetro interno do cilindro, sem anel de pistão, o pistão fica instável no cilindro e não pode se mover livremente. Ao mesmo tempo, o anel também evita o contato direto entre o pistão e o cilindro, proporcionando suporte. Portanto, o anel do pistão se move para cima e para baixo no cilindro e sua superfície deslizante é totalmente suportada pelo anel.
Dividido por estrutura
Estrutura geral: um processo de fundição ou conformação como um todo.
Anel combinado: Um anel de pistão composto por dois ou mais componentes montados em uma ranhura
Anel de óleo com fenda: um anel de óleo com lados paralelos, dois anéis de contato na margem e orifício de retorno de óleo
Anel de óleo com mola espiral com fenda: Um anel de óleo com uma mola espiral é adicionado ao anel de óleo com fenda. A mola de suporte pode aumentar a pressão específica radial e sua força na superfície interna do anel é igual. Comumente encontrado em anéis de motores diesel.
Anel de óleo combinado com tiras de aço: um anel de óleo composto por um anel de revestimento e dois anéis raspadores. O design dos anéis de revestimento varia de acordo com a planta de produção e é comumente encontrado em anéis de motores a gasolina.
Formato da seção
Anel de face de barril, anel de face de cone, anel torcido chanfrado interno, anel de cunha e anel trapezoidal, anel de nariz, anel torcido de ombro externo, anel torcido chanfrado interno, anel de óleo de combinação de tira de aço, anel de óleo chanfrado oposto, mesmo anel de óleo chanfrado, ferro fundido anel de óleo de mola espiral, anel de óleo de aço, etc.
Dividido por material
Ferro fundido, aço
Tratamento da superfície
Anel de nitreto: A dureza da camada de nitreto atinge 950HV ou superior, com nível de fragilidade 1, e possui boa resistência ao desgaste e à corrosão. Anel cromado: A camada cromada é finamente cristalizada, compacta e lisa, com dureza superior a 850HV e excelente resistência ao desgaste. A rede entrecruzada de microfissuras favorece o armazenamento de óleo lubrificante. Anel de fosfatização: Por tratamento químico, um filme de fosfatização é formado na superfície do anel do pistão, o que não só evita a ferrugem no produto, mas também melhora o desempenho inicial do anel. Anel de oxidação: Sob condições de alta temperatura e forte agente oxidante, uma camada de filme de óxido é formada na superfície dos materiais de aço, que possui resistência à corrosão, lubrificação com redução de desgaste e boa aparência. E PVD, etc.
Por função
O anel do pistão inclui dois tipos: anel de gás e anel de óleo. A função do anel de ar é garantir a vedação entre o pistão e o cilindro. Evite que uma grande quantidade de gás de alta temperatura e alta pressão vaze para o cárter do cilindro e, ao mesmo tempo, transfira a maior parte do calor do topo do pistão para a parede do cilindro, que é então levado embora por resfriamento de água ou ar.
Os anéis de óleo são usados para raspar o excesso de óleo na parede do cilindro e aplicar uma película de óleo uniforme na parede do cilindro. Isso não apenas evita que o óleo entre no cilindro para combustão, mas também reduz o desgaste do pistão, dos anéis do pistão e do cilindro e reduz a resistência ao atrito
Identificação do bom e do ruim
A superfície de trabalho do anel do pistão não deve apresentar arranhões, arranhões ou descascamento. A superfície cilíndrica externa e as faces das extremidades superior e inferior devem ter uma certa suavidade e o desvio da curvatura não deve exceder {{0}}.02-0.04 milímetros. A quantidade de afundamento padrão do anel na ranhura não deve exceder 0,15-0,25 milímetros. A elasticidade e a folga do anel do pistão devem atender às especificações. Além disso, o vazamento leve do anel do pistão também deve ser verificado. Ou seja, o anel do pistão deve ser colocado plano no cilindro, com um pequeno canhão leve colocado abaixo do anel do pistão e uma placa de proteção leve colocada no topo. Em seguida, a leve folga de vazamento entre o anel do pistão e a parede do cilindro deve ser observada para determinar se o contato entre o anel do pistão e a parede do cilindro é bom. Em geral, a folga de vazamento do anel do pistão medida com um medidor de espessura não deve exceder 0,03 milímetros. O comprimento das lacunas contínuas de vazamento de luz não deve exceder 1/3 do diâmetro do cilindro, o comprimento de várias lacunas de vazamento de luz não deve exceder 1/3 do diâmetro do cilindro e o comprimento total de várias lacunas de vazamento de luz não deve exceder 1/ 2 do diâmetro do cilindro. Caso contrário, deverão ser substituídos.
Regulamentos de marcação
De acordo com GB/T 1149.1-94, todos os anéis de pistão que necessitam de direção de instalação devem ser marcados na parte superior, ou seja, no lado próximo à câmara de combustão. Os anéis marcados na parte superior incluem: anel cônico, chanfro interno, anel externo da mesa de corte, anel de nariz, anel em cunha e anel de óleo com a direção de instalação necessária, todos marcados na parte superior do anel.
Assuntos que precisam de atenção
Deve-se prestar atenção ao instalar anéis de pistão
(1) O anel do pistão deve ser instalado nivelado na camisa do cilindro e deve haver uma certa folga de abertura na interface.
(2) O anel do pistão deve ser instalado no pistão, com uma certa folga na borda ao longo da direção da altura na ranhura do anel.
(3) O anel cromado deve ser instalado na primeira posição e a abertura não deve ficar voltada na direção da ranhura do vórtice na parte superior do pistão.
(4) As aberturas de cada anel do pistão devem ser escalonadas em 120 graus uma da outra e não devem ficar voltadas para o furo do pino do pistão.
(5) O anel do pistão de seção cônica deve ser instalado com a superfície cônica voltada para cima.
(6) Ao instalar um anel de torção, o chanfro ou ranhura deve ficar voltado para cima; Ao instalar o anel de torção reversa cônico, mantenha a superfície cônica voltada para cima.
(7) Ao instalar o anel combinado, o anel de revestimento axial deve ser instalado primeiro e, em seguida, o anel plano e o anel em forma de onda devem ser instalados. Instale um anel plano na parte superior e inferior do anel em forma de onda e as aberturas de cada anel devem ser escalonadas umas das outras.
Função Material
Resistência ao desgaste, armazenamento de óleo, dureza, resistência à corrosão, resistência, resistência ao calor, elasticidade, desempenho de corte
Entre eles, a resistência ao desgaste e a elasticidade são particularmente importantes. Os materiais para os anéis de pistão de motores diesel de alta potência incluem principalmente ferro fundido cinzento, ferro dúctil, ferro fundido de liga e ferro fundido de grafite vermicular
Montagem do conjunto da biela do pistão
Os pontos-chave para a montagem do conjunto da biela do pistão de geradores a diesel são os seguintes
- Pressione a luva de cobre da biela. Ao instalar a luva de cobre da biela, é melhor usar uma prensa ou torno e evitar usar martelo para golpear com força; Os furos ou ranhuras de óleo na luva de cobre devem estar alinhados com os furos de óleo na biela para garantir a lubrificação
- Monte o pistão e a biela. Ao montar pistões e bielas, deve-se prestar atenção às suas posições e direções relativas
- Instale habilmente o pino do pistão. O pino do pistão e o furo do pino estão em ajuste interferente. Durante a instalação, o pistão deve ser aquecido uniformemente a 90 graus ~ 100 graus em água ou óleo de motor. Após a remoção, a haste de tração deve ser colocada em uma posição apropriada entre os orifícios da sede do pino do pistão. Em seguida, o pino do pistão revestido com óleo de motor deve ser inserido no orifício do pino do pistão e na luva de cobre da biela na direção predeterminada
- Instalação de anéis de pistão. Ao instalar os anéis do pistão, preste atenção à posição e sequência de cada anel.
- Instale o conjunto da biela.