Direkt vom Hersteller: SAIC MAXUS V80 C00014713 Kolbenring – 92 mm

Produktkenntnisse

Ein Kolbenring ist ein Metallring, der in die Nut des Kolbens eingesetzt wird. Es gibt zwei Arten von Kolbenringen: Kompressionsringe und Ölabstreifringe. Der Kompressionsring dichtet das Kraftstoff-Luft-Gemisch im Brennraum ab; der Ölabstreifring dient dazu, überschüssiges Öl aus dem Zylinder abzustreifen.

Der Kolbenring ist ein elastischer Metallring mit großer Ausdehnung nach außen, der in die dem Querschnitt entsprechende Ringnut eingesetzt ist. Kolbenringe in oszillierenden und rotierenden Zylindern nutzen den Druckunterschied von Gas oder Flüssigkeit, um eine Abdichtung zwischen der äußeren Ringfläche und dem Zylinder sowie zwischen einer Seite des Rings und der Ringnut zu gewährleisten.

Kolbenringe finden breite Anwendung in verschiedenen Kraftmaschinen wie Dampfmaschinen, Dieselmotoren, Benzinmotoren, Kompressoren, Hydraulikmaschinen usw. und werden auch in Automobilen, Zügen, Schiffen, Yachten usw. eingesetzt. Im Allgemeinen wird der Kolbenring in die Ringnut des Kolbens eingesetzt und bildet zusammen mit dem Kolben, der Zylinderlaufbuchse, dem Zylinderkopf und anderen Bauteilen einen Brennraum, um dort seine Funktion zu erfüllen.

Bedeutung

Der Kolbenring ist ein zentrales Bauteil im Verbrennungsmotor und dichtet den Zylinder, Kolben, die Zylinderwand und andere Komponenten dicht ab. Gängige Pkw-Motoren sind Diesel- und Benzinmotoren. Aufgrund ihrer unterschiedlichen Kraftstoffeigenschaften werden auch unterschiedliche Kolbenringe verwendet. Früher wurden Kolbenringe gegossen, doch mit dem technologischen Fortschritt entstanden Hochleistungskolbenringe aus Stahl. Durch die ständige Verbesserung der Motorleistung und die steigenden Umweltanforderungen wurden verschiedene fortschrittliche Oberflächenbehandlungsverfahren wie thermisches Spritzen, Galvanisieren, Verchromen, Gasnitrieren, physikalische Abscheidung, Oberflächenbeschichtung und Zink-Mangan-Phosphatierung eingesetzt, um die Funktion der Kolbenringe deutlich zu verbessern.

Funktion

Die Kolbenringe haben vier Hauptfunktionen: Abdichten, Ölregulierung, Wärmeableitung und Führung. Abdichten: Die Abdichtung verhindert, dass Gase aus dem Brennraum ins Kurbelgehäuse gelangen, minimiert den Gasverlust und verbessert so den thermischen Wirkungsgrad. Luftverlust reduziert nicht nur die Motorleistung, sondern verschlechtert auch die Ölqualität – die Hauptaufgabe der Kolbenringe. Ölregulierung: Überschüssiges Schmieröl wird von der Zylinderwand abgestreift, wodurch ein dünner Ölfilm entsteht. Dieser dünne Ölfilm gewährleistet die optimale Schmierung von Zylinder, Kolben und Kolbenringen – die Hauptaufgabe der Kolbenringe. Bei modernen Hochgeschwindigkeitsmotoren wird der Rolle der Kolbenringe bei der Ölfilmregulierung besondere Aufmerksamkeit gewidmet. Wärmeableitung: Die Wärme des Kolbens wird über die Kolbenringe an die Zylinderlaufbuchse abgegeben und somit gekühlt. Zuverlässigen Daten zufolge werden 70–80 % der vom Kolbenboden aufgenommenen Wärme bei ungekühlten Kolben über die Kolbenringe an die Zylinderwand abgeführt, während 30–40 % der vom gekühlten Kolben über die Kolbenringe an den Zylinder abgegeben werden. Die Kolbenringe halten den Kolben im Zylinder, verhindern den direkten Kontakt mit der Zylinderwand, gewährleisten eine reibungslose Kolbenbewegung, reduzieren den Reibungswiderstand und verhindern Kolbenklopfen. Üblicherweise verwenden Benzinmotoren zwei Luft- und einen Ölabstreifring, Dieselmotoren hingegen zwei Ölabstreifringe und einen Luftabstreifring. [2]

Merkmal

Gewalt

Die auf den Kolbenring wirkenden Kräfte umfassen den Gasdruck, die Elastizität des Rings selbst, die Trägheitskraft der Hin- und Herbewegung des Rings, die Reibung zwischen Ring und Zylinder sowie der Ringnut usw. Infolge dieser Kräfte führt der Ring grundlegende Bewegungen wie axiale, radiale und rotatorische Bewegungen aus. Aufgrund seiner Bewegungseigenschaften treten neben unregelmäßigen Bewegungen auch Schwingungen auf, die durch axiale und radiale unregelmäßige Bewegungen sowie durch axiale unregelmäßige Bewegungen verursacht werden. Diese unregelmäßigen Bewegungen beeinträchtigen häufig die Funktion der Kolbenringe. Bei der Konstruktion von Kolbenringen ist es daher notwendig, die erwünschten Bewegungen optimal zu nutzen und die unerwünschten zu minimieren.

Wärmeleitfähigkeit

Die bei der Verbrennung entstehende hohe Hitze wird über die Kolbenringe an die Zylinderwand abgegeben und kühlt so den Kolben. Die über die Kolbenringe an die Zylinderwand abgegebene Wärme beträgt in der Regel 30 bis 40 % der vom Kolbenboden aufgenommenen Wärme.

Luftdichtheit

Die Hauptfunktion des Kolbenrings besteht darin, die Abdichtung zwischen Kolben und Zylinderwand aufrechtzuerhalten und den Luftverlust zu minimieren. Diese Aufgabe wird hauptsächlich vom Gasring übernommen. Das heißt, unter allen Betriebsbedingungen des Motors muss der Austritt von Druckluft und Gasen minimiert werden, um den thermischen Wirkungsgrad zu verbessern, Leckagen zwischen Zylinder und Kolben oder zwischen Zylinder und Kolbenring zu verhindern und Schäden durch Schmierölalterung usw. zu vermeiden.

Ölkontrolle

Die zweite Funktion des Kolbenrings besteht darin, das an der Zylinderwand haftende Schmieröl ordnungsgemäß abzustreifen und einen normalen Ölverbrauch zu gewährleisten. Bei zu viel Schmieröl wird dieses in den Brennraum gesaugt, was den Kraftstoffverbrauch erhöht und aufgrund der bei der Verbrennung entstehenden Kohlenstoffablagerungen die Motorleistung beeinträchtigt.

Unterstützend

Da der Kolben etwas kleiner als der Innendurchmesser des Zylinders ist, wäre er ohne Kolbenring instabil und könnte sich nicht frei bewegen. Gleichzeitig verhindert der Ring den direkten Kontakt des Kolbens mit dem Zylinder und dient als Stütze. Daher bewegt sich der Kolbenring im Zylinder auf und ab, wobei seine Gleitfläche vollständig vom Ring getragen wird.

Einstufung

Nach Struktur

A. Monolithische Struktur: durch Gießen oder integrales Formen.

b. Kombinierter Ring: Ein Kolbenring, der aus zwei oder mehr Teilen besteht, die in einer Ringnut zusammengefügt sind.

c. Geschlitzter Ölabstreifring: ein Ölabstreifring mit parallelen Seiten, zwei Kontaktflächen und Ölrücklauflöchern.

D. Ölabstreifring mit geschlitzter Schraubenfeder: Hierbei wird der Ölabstreifring mit einer Stützfeder versehen. Die Stützfeder erhöht den radialen spezifischen Druck, und ihre Kraft wirkt gleichmäßig auf die Innenfläche des Rings. Diese Bauart findet sich häufig in Dieselmotoren-Ölabstreifringen.

E. Kombinierter Ölabstreifring aus Stahlband: Ein Ölabstreifring, bestehend aus einem Stützring und zwei Abstreifringen. Die Ausführung des Stützrings variiert je nach Hersteller und findet sich häufig bei Kolbenringen in Benzinmotoren.

Querschnittsform

Eimerring, Kegelring, Innenfasen-Drehring, Keilring und Trapezring, Nasenring, Außenschulter-Drehring, Innenfasen-Drehring, Stahlband-Kombinationsölring, Ölring mit unterschiedlicher Fasenform, Ölring mit gleicher Fasenform, Gusseisen-Schraubenfeder-Ölring, Stahlölring usw.

Nach Material

Gusseisen, Stahl.

Oberflächenbehandlung

Nitridring: Die Härte der Nitridschicht liegt über 950 HV, die Sprödigkeit entspricht Grad 1. Sie bietet gute Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit. Verchromter Ring: Die Verchromung ist fein, kompakt und glatt, mit einer Härte von über 850 HV, sehr guter Verschleißfestigkeit und einem Netzwerk aus sich kreuzenden Mikrorissen, was die Schmierölspeicherung begünstigt. Phosphatierter Ring: Durch chemische Behandlung bildet sich auf der Oberfläche des Kolbenrings ein Phosphatfilm. Dieser schützt vor Rost und verbessert das Einlaufverhalten. Oxidierter Ring: Unter Einwirkung hoher Temperaturen und starker Oxidationsmittel bildet sich auf der Stahloberfläche ein Oxidfilm. Dieser bietet Korrosionsbeständigkeit, Gleitschmierung und ein ansprechendes Aussehen. Weitere Verfahren sind PVD (Pulverbeschichtung).

gemäß der Funktion

Es gibt zwei Arten von Kolbenringen: Gasring und Ölring. Der Gasring dient der Abdichtung zwischen Kolben und Zylinder. Er verhindert, dass große Mengen heißer und unter hohem Druck stehender Gase aus dem Zylinder in das Kurbelgehäuse gelangen, und leitet gleichzeitig einen Großteil der Wärme vom Kolbenboden zur Zylinderwand, wo sie anschließend durch Kühlwasser oder Kühlluft abgeführt wird.

Der Ölabstreifring dient dazu, überschüssiges Öl von der Zylinderwand abzustreifen und einen gleichmäßigen Ölfilm aufzutragen. Dadurch wird nicht nur verhindert, dass Öl in den Zylinder eindringt und verbrennt, sondern auch der Verschleiß von Kolben, Kolbenring und Zylinder sowie der Reibungswiderstand reduziert. [1]

Verwendung

Gute oder schlechte Identifizierung

Die Lauffläche des Kolbenrings darf keine Kerben, Kratzer oder Abplatzungen aufweisen. Die äußere Zylinderfläche sowie die oberen und unteren Endflächen müssen eine gewisse Glätte aufweisen. Die Krümmungsabweichung darf 0,02–0,04 mm nicht überschreiten, und die Standard-Einpresstiefe des Rings in die Nut darf 0,15–0,25 mm nicht überschreiten. Elastizität und Spiel des Kolbenrings müssen den Vorschriften entsprechen. Zusätzlich ist die Dichtheit des Kolbenrings zu prüfen. Dazu wird der Kolbenring flach in den Zylinder gelegt, eine kleine Lampe darunter platziert und mit einer Abdeckplatte versehen. Anschließend wird der Spalt zwischen Kolbenring und Zylinderwand gemessen. Dies zeigt, ob der Kontakt zwischen Kolbenring und Zylinderwand ausreichend ist. Im Allgemeinen sollte der Spalt des Kolbenrings, gemessen mit einem Dickenmessgerät, 0,03 mm nicht überschreiten. Die Länge des durchgehenden Lichtleckspalts sollte nicht mehr als 1/3 des Zylinderdurchmessers betragen, die Länge mehrerer Lichtleckspalte sollte nicht mehr als 1/3 des Zylinderdurchmessers betragen, und die Gesamtlänge mehrerer Lichtlecks sollte nicht mehr als die Hälfte des Zylinderdurchmessers betragen, andernfalls muss er ausgetauscht werden.

Kennzeichnungsvorschriften

Die Norm GB/T 1149.1-94 schreibt vor, dass alle Kolbenringe, die eine Einbaurichtung erfordern, auf der Oberseite, also der dem Brennraum zugewandten Seite, gekennzeichnet werden müssen. Zu den Ringen, die auf der Oberseite gekennzeichnet werden müssen, gehören: Kegelringe, Innenkantenringe, Außenkantenringe, Nasenringe, Keilringe und Ölabstreifringe.

Vorsichtsmaßnahmen

Achten Sie beim Einbau der Kolbenringe darauf, dass Sie vorsichtig sind.

1) Der Kolbenring ist flach in die Zylinderlaufbuchse eingesetzt, und es muss ein bestimmter Öffnungsspalt an der Schnittstelle vorhanden sein.

2) Der Kolbenring sollte auf dem Kolben montiert werden, und in der Ringnut sollte ein gewisses seitliches Spiel in Höhenrichtung vorhanden sein.

3) Der verchromte Ring sollte im ersten Kanal eingebaut werden, und die Öffnung sollte nicht in Richtung der Wirbelstromgrube auf der Oberseite des Kolbens zeigen.

4) Die Öffnungen der einzelnen Kolbenringe sind um 120° versetzt und dürfen nicht zur Kolbenbolzenbohrung zeigen.

5) Bei Kolbenringen mit konischem Querschnitt muss die konische Fläche bei der Montage nach oben zeigen.

6) Im Allgemeinen sollte beim Einbau des Torsionsrings die Fase oder Nut nach oben zeigen; beim Einbau des konischen Anti-Torsionsrings muss der Kegel nach oben zeigen.

7) Bei der Montage des Kombinationsrings ist zuerst der axiale Auskleidungsring, anschließend der Flachring und der Wellenring zu montieren. Jeweils ein Flachring wird ober- und unterhalb des Wellenrings angebracht, wobei die Öffnungen der einzelnen Ringe versetzt zueinander angeordnet sein müssen.

Materialfunktion

1. Verschleißfestigkeit

2. Öllagerung

3. Härte

4. Korrosionsbeständigkeit

5. Stärke

6. Hitzebeständigkeit

7. Elastizität

8. Schneidleistung

Verschleißfestigkeit und Elastizität zählen zu den wichtigsten Eigenschaften. Zu den Werkstoffen für Kolbenringe in Hochleistungs-Dieselmotoren gehören hauptsächlich Grauguss, Sphäroguss, legierter Guss und Gusseisen mit Vermiculargraphit.

Kolben-Pleuelstangen-Baugruppe

Die wichtigsten Punkte bei der Montage der Kolbenpleuelgruppe des Dieselgenerators sind folgende:

1. Einpressen der Kupferhülse für die Pleuelstange. Beim Einpressen der Kupferhülse für die Pleuelstange empfiehlt sich die Verwendung einer Presse oder eines Schraubstocks. Auf keinen Fall sollte mit einem Hammer geschlagen werden. Die Ölbohrung bzw. Ölnut an der Kupferhülse muss mit der Ölbohrung an der Pleuelstange ausgerichtet sein, um die Schmierung zu gewährleisten.

2. Kolben und Pleuelstange montieren. Achten Sie bei der Montage von Kolben und Pleuelstange auf deren relative Position und Ausrichtung.

Drittens, der Kolbenbolzen wird fachgerecht montiert. Kolbenbolzen und Bolzenbohrung bilden eine Presspassung. Vor der Montage den Kolben in Wasser oder Öl tauchen und gleichmäßig auf 90–100 °C erwärmen. Anschließend die Pleuelstange in die vorgesehene Position zwischen den Kolbenbolzensitzbohrungen einsetzen und den ölbeschichteten Kolbenbolzen in der vorgegebenen Richtung in die Kolbenbolzenbohrung und die Kupferhülse der Pleuelstange einsetzen.

Viertens, der Einbau der Kolbenringe. Achten Sie beim Einbau der Kolbenringe auf die Position und Reihenfolge jedes einzelnen Rings.

Fünftens montieren Sie die Pleuelstangengruppe.