Навіщо хромують поршневі кільця
Які завдання в автомобільному двигуні виконують поршневі кільця.
1. Кільця поршневі повинні звести до мінімуму проникнення газів.
2. Від нагрітого гарячими газами поршня відведення тепла в більш холодну зону циліндра. Погана теплопередача призводить до того, що поршень перегрівається, його заклинює в циліндрі.
3. За допомогою поршневих кілець відбувається процес управління змазування деталей, що сполучаються.
Ці завдання вирішує комплект з трьох поршневих кілець. Це верхнє компресійне кільце, середнє компрессионно-маслос'емноє кільце і нижню маслос'емноє кільце. Дуже важливо, щоб при будь-якому швидкісному режимі двигуна кільця повноцінно виконували своє завдання. Умови, в яких вони працюють, легкими не назвеш. Кільця повинні справно працювати і при змінних силах тиску і тертя, і при великих теплових потоках, і в агресивного хімічного середовища.
Верхні компресійні кільця.
Верхньому компрессионному кільцю при роботі двигуна доводиться особливо важко. Основна частина тиску газу припадає на нього. А наближаючись до верхньої мертвої точки компресійне кільце, неминуче відчуває нестачу мастила. Виникає так званий режим напівсухого тертя, який здатний викликати передчасний знос деталей, що труться. Ось тому використовують для виробництва верхнього компресійного кільця високоміцний чавун. Його легируют нікелем, хромом і молібденом. Таким чином, він набуває властивостей стали. Для придбання властивостей, стійких до зносу як у стали, застосовують велику кількість хрому. Вартість виробу при цьому помітно дорожчає. Використовують їх зазвичай в найбільш форсованих двигунах.
Середні компрессионно-маслознімні кільця.
Такі кільця двигуна працюють в менш важких умовах. Для них зазвичай не потрібні спеціальні високоміцні матеріали. Найчастіше для таких кілець застосовують сірий легований чавун з пластинчастим графітом. Сірий чавун має високу зносостійкість навіть без спеціальних покриттів. Правда, можна зустріти також середні кільця з покриттям. У форсованих двигунах, включаючи дизелі, застосовують хромове або, іноді, молибденовое покриття.
Нижні маслознімні кільця.
Нижня маслос'емноє кільце служить для того, щоб зняти масло з поверхні циліндра і потім скинути його в картер. При виготовленні таких кілець нерідко використовують хромове покриття. При цьому хромують або тільки робочі гребінці кільця, або всю зовнішню поверхню. Іноді навіть покривають канавку. Цим зменшують тертя пружини і покращують рівномірність тиску кільця на стінку циліндра
Мета хромування ми усвідомили. Однак треба сказати, що хром має низьку «смачиваемостью» мастилами. З цієї причини хромовані деталі, які працюють у важких умовах, іноді «заїдають». Прикладом пари, що треться, що працює при великому навантаженні і утрудненому постачанні мастилом, може служити циліндр і поршневі кільця двигуна внутрішнього згоряння. При хромування циліндра або колії отримують хороші результати щодо зменшення зносу. Однак дуже важко забезпечити їх хорошу мастило. Мастило при високій температурі розріджується і починає стікати з хрому. Для поліпшення мастила хромованих поверхонь їх покривають густою сіткою тріщин. У порах таких тріщин добре утримується мастило. Якщо після хромування деталь обробити на аноді в тому ж хроміровочном електроліті, то тріщини стає густішим. Утворюється пористий шар хрому. Багаторічні спостереження і спеціальні дослідження ходу підробітки поршневих кілець з пористим хромуванням показали, що за час обкатки пористий шар стирається повністю. Висновок напрошується сам собою: пористий шар потрібен лише для забезпечення труться деталей маслом на час їх підробітки. При таких умовах пара кільце - циліндр може стійко працювати навіть при невеликій кількості масла. Масло буде утримуватися поверхнею практично непористого хрому. Справа в ідеально гарної притирке пористого хрому. Механічна обробка звичайного непористого хрому не дасть такого результату. Для поршневих кілець товщина покриття дорівнює приблизно 120 мкм. Під час підробітки за рахунок спрацьовування пористої частини хромового покриття поверхню втратить близько 70мкм по діаметру. У парі циліндр - поршневе кільце завдяки наявності у кільця замку автоматично забирається утворився зазор. Застосовувати пористе хромування можна лише на сполучених парах, у яких є пристрій для автоматичної або ручної вибірки утворюється при заробляння зазору. Не дивлячись на те, що пористість хрому зберігається тільки на час підробітки, виконується головне завдання - забезпечення ідеальної підробітки. Ось ми і з'ясували, навіщо хромують поршневі кільця.