для разгрузки тела поршня от сильного бокового давления.
трапецевидные кольца делаются чтобы усилием газов их прижимало к стенке цилиндра?
Похоже недогретая головка поршня "болтаясь" привела к такому износу...
Трапецеидальные кольца - это привилегия авиационных моторов и дизелей. Разработаны Бог знает когда.
Цитата из учебника "Двигатели внутреннего сгорания. Конструирование и расчет на прочность" Машиностроение . Москва. 1984 г. Под редакцией А.С. Орлина. На стр 157.
"При значении литровой мощности 19,5 кВт/л рекомендуется в качестве первого, а иногда и первых двух применять трапецеидальные кольца типов 6 и 7 (рис. 110,а), как менее склонные к закоксовыванию"
(На рис. 110 поз. 6 изображено кольцо неравнобокой трапецеидальной формы, поз. 7 равнобокая трапеция.)Практическое толкование применения трапецеидальных колец состоит в том, что при движениях поршня вверх-вниз трапецеидальные кольца стирают образующиеся лаковые отложения, не давая преобразоваться им в нагар/кокс.
Усилием (давлением) рабочих газов любые кольца прижимаются к стенке цилиндра. На мой взгляд, прямоугольные даже сильнее.
в каталоге поршней - прямо сказано "поршень разгруженный/подвешенный"
Такой вариант разгрузки поршня - правильно работает при достаточном нагреве днища поршня.
Сергей! Это Ваш вывод или Вы его вычитали в справочнике? В данный момент мне кажется, что Вы это переписали из каталога и очень боюсь, что это большая погрешность перевода.
Давайте разберемся по этапам.
1)
правильно работает при достаточном нагреве днища поршня Абсолютное большинство автомобильных двигателей работает со средней нагрузкой 30-50%. Значит и днище поршня всегда "недостаточно" прогрето. Значит "разгрузка поршня" никогда (почти никогда) правильно не работает. Значит сама идея о "правильности работы" сильно так себе.
2)
"поршень разгруженный/подвешенный" Тут вообще все "так себе". И пояснять придется много чего:
а) Давно (в 00-20 годах прошлого века) поршни делались просто цилиндрическими. И делали их из чугуна. Пока с литра снимали 1- 10 л.с. , все было по барабану и главным было, чтобы двигатель хоть как-то ломался не каждый день. Всем все нравилось.
б) Но на чугунных поршнях мощность сильно не поднимешь, ибо нужны обороты. Да и мотор слишком тяжел был, а для авиации это корень всех проблем. Стали делать поршни из алюминиевого сплава. Стоило немного поднять литровую мощность и поршни начали задираться по верхней части выше первого кольца. Тут справились быстро и стали делать верхнюю часть поршня (до второго кольца) меньшего диаметра (примерно на 1 мм).
в) Появилась возможность еще повысить литровую мощность и тут ... поршни стало задирать по бокам вблизи от поршневого пальца. Вызвано это было тем, что алюминиевый сплав уже при не очень высоких температурах значимо терял механические свойства. Под давлением рабочих газов поршень обвисал на пальце, как белье на веревке. Металл выпирало по бокам от пальца. Решали эту проблему двумя методами:
- делая косой разрез на юбке поршня;
- делая карманы по бокам от поршневого пальца.
Второй способ прожил очень долго, поскольку дешев. Однако поршень при этом получается довольно тяжелым.
г) Моторов с такими поршнями было разработано и выпущено "море разливанное". Отличительная особенность - значительный уровень шума и вибрации, а также масла от перекладки поршня в ВМТ и НМТ.
Дальнейшим развитием стала коническая форма верхней части поршня выше маслосъёмного кольца. Это позволило снизить ударные нагрузки при перекладках поршня и снизить нагароотложения в зоне колец.
д) В авиамоторостроении еще в 40 годах прошлого века стали задумываться об оптимизации профиля боковой поверхности
(Г.Рикардо "Быстроходные двигатели внутреннего сгорания". М.: ГНТИ Машиностроительной литературы, 1960г. — 411 с. г.) Оптимальным был признан овально-бочкообразный профиль боковой поверхности, который определялся весьма приблизительными расчетными методами с очень большими допущениями. Методы эти совершенствуются и по настоящий день. Самые большие допущения принимались для части поршня выше верхнего поршневого кольца. Соответственно и парамерты профиля получались крайне приблизительными. В связи с этим, до сих пор общепринятой идеологией конструирования поршней является изготовление зоны выше верхнего кольца просто конусной, а ниже - овально бочкообразной. Эта часть и является несущей и направляющей. При этом верхняя часть поршня не должна касаться цилиндра ни при каких обстоятельствах
(иногда все же касается за счет образовавшегося нагара).
Даже при всей приблизительности расчетов овально-бочкообразная форма юбки поршня дает очень заметные выгоды, снижаются ударные нагрузки при перекладках поршня, снижается расход масла, сокращаются потери на трение, ибо большую часть своего пути поршень вообще не касается цилиндра ничем кроме колец. Однако кольца в этом процессе никаким образом не участвуют. У компрессионных колец всего две функции:
1) Отвод тепла от поршня. Это пожалуй, наиболее важная функция, поскольку через кольца отводится до 60 процентов тепла от поршня.
2) Уплотнение поршня в цилиндре.
Скорее всего, именно вот эти овально-бочкообразные поршни и именуются в Вашем каталоге как "поршень разгруженный/подвешенный".
Из всего написанного выше можно сделать вывод: к "разгрузке" поршня нагрев (недогрев) никакого отношения не имеет.
Приношу извинения за объемный текст.
