ピストンリングの詳細

自動車エンジンのピストンはエンジンの主要部品の一つであり、ピストンリング、ピストンピンなどのピストン群、シリンダーヘッドなどとともに燃焼室を形成し、ガスの力に耐えます。そしてピストンピンとコネクティングロッドを介してクランクシャフトに動力を伝え、内燃エンジンの作動プロセスを完了します。
ピストンは高速、高圧、高温の過酷な使用環境に置かれるため、エンジンのスムーズで耐久性の高い作動を考慮すると、ピストンには十分な強度と剛性も要求されます。熱伝導率が良く、耐熱性が高く、膨張係数が小さく（サイズや形状の変化が小さい）、密度が比較的小さく（軽量）、耐摩耗性と耐食性があり、しかも低コストです。要件が多く、また矛盾するものもあるため、要件を完全に満たすピストン材料を見つけるのは困難です。
アルミニウム合金は密度が小さく熱伝導率が良いという利点がある一方で、膨張係数が比較的大きく、高温強度が比較的低いという欠点があるため、現代のエンジンのピストンは一般にアルミニウム合金で作られています。合理的な構造設計によってのみ満たされます。したがって、自動車エンジンの品質は、使用される材料だけでなく、設計の合理性によっても決まります。
自動車には、クランクシャフトやギアボックスからスプリングワッシャー、ボルトやナットに至るまで、何万もの部品が使用されています。ピストンリング「小さい」など、どの部品にも役割があり、形状からはシンプルに見え、非常に軽く、価格も非常に安いですが、その役割は決して小さいものではありません。これがないと車は動きませんし、ちょっとしたトラブルでも燃費が悪くなったり、パワー不足になったりして車は正常に動作しません。ピストングループ全体とシリンダーの組み合わせにおいて、ピストングループがシリンダーのシリンダー壁に実際に接触するのはピストンリングであり、ピストンとシリンダー壁の間の隙間を埋めて燃焼室を閉じるため、また、エンジンの中で最も摩耗しやすい部分。ピストンリングは一般に鋳鉄製で、ある程度の弾性を持ち、様々な断面形状を持ち、なじみ性を高めるために表面にコーティングが施されています。エンジンが作動するとピストンが加熱されて膨張するため、ピストンリングには隙間ができます。
取り付け時の気密性を維持するには、ピストン リングの開口部の隙間をずらして配置する必要があります。ピストンには 3 ～ 4 個のピストン リングが使用されることが多く、その機能の違いによりガス リングとオイル リングの 2 つに分類されます。ガスリングは、ピストンヘッドの上端のリング溝に取り付けられ、空気の漏れを防ぎ、ピストンヘッドの熱をシリンダー壁に伝え、ピストンの熱を排出します。オイルリングの役割は、潤滑油が燃焼室内に侵入するのを防ぎ、シリンダー壁についた余分な潤滑油をガスリングの下側のリング溝に設置されたオイルパンに掻き落とすことです。シール機能の要件が確保されている限り、ピストンリングの数が少ない方が良い、ピストンリングの数が最小摩擦面積より少ない、動力損失が低減され、ピストンの高さが短くなります。それに応じてエンジンの高さも低くなります。
ピストンリングの取り付けが適切でなかったり、シール性が悪かったりすると、シリンダー壁に付着したオイルが燃焼室や混合気と一緒に燃え、オイルが燃えてしまいます。ピストンリングとシリンダー壁の隙間が小さすぎたり、カーボンの堆積などによりピストンリングがリング溝に嵌り込んだりすると、ピストンが上下に往復運動する際にシリンダーに傷が付く可能性があります。シリンダー壁に深い溝ができてしまい、長い時間が経つとシリンダー壁に深い溝ができてしまいます。これをよく言われる「シリンダー引き現象」といいます。シリンダー壁には溝がありシール性が悪く、これもオイル焼けの原因となります。したがって、上記の 2 つの状況の発生を回避し、エンジンの良好な運転状態を確保するには、ピストンの作動状態を定期的にチェックする必要があります。