Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 16. 20 april 1946 - Nyare rön om kolvringar, av GVN
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
13 april 1946
405
Nyare rön oin kolvringar. En motors funktion beror till
stor del på, hur dess kolvringar fungerar, dvs. hur
effektivt de hindrar läckning av gas från cylindern och av olja
från vevhuset. Ringarna måste vara riktigt konstruerade
och tillverkade av lämpligt material. Vad man skulle vilja
ha är ett kolvringsmaterial med maximum av styrka och
tänjbarhet och som direkt kan samarbeta med
cylinderytan och aldrig slits ut. I verkligheten finner man, att
exceptionellt stor livslängd hos kolvringen ej uppträder i
samband med snabb inslitning eller anpassning efter
cylinderväggen, och dessutom att om en kolvring snabbt
"kommer överens" med cylinderytan är livslängden liten. Stål
är inget gott ringmaterial. Det är visserligen starkt och
elastiskt men är ej slitstarkt och behåller ej alltid sin
styrka och elasticitet vid motorns drifttemperatur.
Gjutjärn har bättre slitegenskaper men är ej så starkt.
Sedan förbränningsmotorns tillkomst har man sökt efter
ett bättre material än gjutjärn för kolvringar. Man har
dock på det hela taget misslyckats, men gjutjärnet har
under åren förbättrats oerhört genom förbättrade
smält-och formmetoder samt legeringar. Tabellen nedan visar en
jämförelse mellan tre legerade material och vanligt
gjutjärn från elugn.
gjutjärn Elec talloy
Härdkol ____ _ _ 2,80- —3,20 3,75—3,85
Grafit ...... 2,95 —3,20 2,70—3,20 —
Biandkol . . . 0,65 —0,75 0,40—0,75 0,70- —1,15 — /
Kisel ....... 2,20 —2,40 2,00—2,90 2,10- -2,70 2,80 max.
Svavel ..... 0.065—0,075 0,10 max. 0.10 max. 0.10 max.
Mangan .... 0.70 —0,80 0.50—0,90 0,50 -1,20 0,60—0,70
Fosfor ..... 0.70 —0,80 0,20—0,50 0,50 max. 0,25—0,30
Nickel ..... — 0,80—1,25 1,00
Molybden . . . — 0,90—1,35 0.60 —1,20 0,80—0,90
Krom ...... — 0,30—0.50 0.80- —1,20 0.80—0,90
Aluminium . . — — 0,50 max. —
Hållfasthet,
kp/cnr 3 160 4 220 4 920 3 520
Elasticitetsmodul,
kp/cnr 985 000 1 550 000 1 760 000 1 055 000
Hållfasthet och elasticitetsmodul har båda ökats genom
legering och lämplig värmebehandling. Den bästa
avvägningen mellan hållfasthet och slitstyrka är fortfarande ett
problem. En ökning av den förra förbättrar ej med
nödvändighet anpassningsförmågan. Ytbehandling har varit
av stort värde i materialfrågan — för att förbättra ringens
anpassning till cylinderväggen. Man har använt plätering
med tenn, silver, kadmium, nickel eller koppar, samtliga
av mjukare tvp, och dessutom kromplätering och många
kemiska förfaranden för ytbehandling.
Tennplätering har använts i stor utsträckning i
krigsindustrin. Dess förmåga att skydda ringar och
cylinderytor under inkörningsperioden är verkligen
anmärkningsvärd. Den tätar, smörjer och skyddar mot korrosion,
stuk-ning och repning. Fast dess smältpunkt är ganska låg,
finns den fortfarande kvar efter många tusen kilometers
körning på marken eller hundratals flygtimmar, och om
och när den är borta belt och hållet, har man ingen
dimensionsförlust; utgångsdimensionerna är fortfarande för
handen. Elektrolytisk tennplätering av kolvringar har
under senare år använts på de flesta flygmotorer såväl i
USA som i många andra länder. Den används också på
andra slags motorer i allt större utsträckning på grund
av följande egenskaper hos de därmed behandlade
kolv-ringarna: omedelbar tätning, mindre risk för stukning och
hastig slitning, härdighet mot korrosion, mindre friktion,
så att ringarna blir mera aktiva i spåren.
Intet av de andra mjuka materialen har hittills visat sig
vara bättre än tenn. Kemisk ytbehandling har visat sig
lia ett visst värde. Den skyddar mot korrosion men
medför i allmänhet dimensionsförlust och har i stort sett
ingen smörjförmåga. För de mest bekanta av de kemiska
behandlingsmetoderna har amerikanarna följande
beteckningar: bonderize, ferrotex, ferrox, granodize, granoseal,
parkerize, silcote och sulfadize. Kolloidal grafit kan
tillsättas för att ge smörjegenskaper; med en tunn olja som
bärare kan man få grafiten att tränga in i den porösa ytan.
Kromplätering ger en hård, nästan permanent yta. Den
har givit många hundra extra gångtimmar åt flyg-,
tank-och andra hårdbelastade motorer. En krompläterad yta
står emot korrosion och nötning, har mycket låg friktion
och håller många gånger längre än andra ytor. Under
normala driftförhållanden ger den två till fyra gånger längre
tid mellan behövliga översyner, och gäller det drift under
mycket smutsiga och dammiga förhållanden, har tiden
mellan översynerna kunnat utsträckas åtta till tio gånger.
Krom har dåliga inkörningsegenskaper. En krompläterad
kolvring går inte alls ihop med en krompläterad cylinder
och inte heller med vissa slag av stålcylindrar. Vilken yta
den än arbetar emot, måste man "för-inköra" en sådan
ring eller också etsa den på vtan. En förbehandling med
slipning eller lappning tar bort alla ojämnheter i ytan, så
att kolvringen ligger an mot cylindern på alla punkter
och blir 100 % ljustät. Etsar man kromytan, blir den
porös och slitbar och anpassar sig hastigt efter
cylinderväggen. Det är mycket viktigt, att ringen får just den rätta
graden av förbehandling eller etsning; att bestämma denna
är en erfarenhetssak. Motorn ger själv upplysning om,
huruvida man har lyckats eller ej.
Den förkromade ringen kommer bäst till sin rätt i
översta spåret, där temperaturen är högst och syror och
slitsubstanser mest koncentrerade. Ringen inte bara skyddar
sig själv mot slitning, utan den synes skydda även
cylinderväggen och de undre ringarna. Det är i allmänhet nog
med en förkromad ring på varje kolv.
Förkromade ringar är mest behövliga på
högeffekt-motorer, t.ex. flyg- och tankmotorer, där temperaturen är
hög eller mängden av slipsubstans onormalt stor. I
synnerhet är metoden värdefull, när det gäller operationer på
långdistans; översyn blir ej nödvändig så ofta, och man
kan alltså köra längre mellan driftpauserna. Fig. 1 är ett
typiskt exempel på jämn funktion under en lång
kör-period med hjälp av förkromade ringar i översta
ringspåren.
En annan viktig sak är att placera ringarna riktigt i
spåren. Fel i detta avseende kan göra en i övrigt
välkon-struerad motor fullkomligt oduglig, och det finns många
exempel från kriget på flygmotorer, som efter att ha
blivit kasserade kunnat göras fullt tjänstedugliga enbart
genom en justering av kolvringarnas läge i spåren. Detta
läge hänger samman med ringens utformning.
Kolv ringarna är av två slag: kompressionsringar och
olje-skrapringar. De förra sitter överst och de senare underst
på kolven; deras huvudfunktion framgår av benämningen.
Oljeskrapringarna skall hindra, att för mycket olja tränger
upp efter cylinder väggen. Det förekommer visserligen, att
man begränsar oljeuppkastningen genom blåsning förbi
kompressionsringarna, men denna metod är förkastlig.
Det första problemet är alltså att hålla
kompressions-trycket kvar i cylindern i högsta möjliga grad, dvs. att
hindra genomblåsning. Denna försämrar motorns verk-
Gångfld
Fig. 1. Typiskt exempel på variationen i oljeåtgång under
500 h period för en 350 hk motor, 2 425 rjm, vid
användning av förkromad övre ring.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
