ピストンリングは、内燃機関または蒸気機関のピストンの外径に取り付けられる金属製の分割リングです。
簡単に言えば、ピストンリングはピストンとシリンダー壁の間にシールを形成し、加圧された燃焼ガスがオイルサンプに入るのを防ぎます。また、過剰なオイルが燃焼室に入って燃焼するのを防ぐことにより、オイル消費を調整します。リングが適切に機能することは、エンジン出力と効率を最大化するために不可欠です。
エンジンのピストンリングの主な機能は次のとおりです。
ほとんどのピストンリングは鋳鉄または鋼で作られています。
ピストンリングは、ピストンとシリンダー壁の間の隙間を密閉するように設計されています。このギャップが小さすぎると、ピストンの熱膨張により、ピストンがシリンダーに焼き付き、エンジンに重大な損傷を与える可能性があります。
一方、ギャップが大きいと、ピストンリングのシリンダー壁に対するシールが不十分になり、過剰なブローバイ（クランクケースに入る燃焼ガス）とシリンダーへの圧力が低下し、エンジンの出力が低下します。
シリンダー壁内のピストンリングのスライド運動は、エンジンの摩擦損失を引き起こします。ピストンリングによって引き起こされる摩擦は、エンジンの総機械摩擦損失の約24％です。したがって、ピストンリングの設計は、良好なシールと許容可能な寿命を達成しながら摩擦を最小限に抑えることの間の妥協点です。
ピストンリングの潤滑は難しく、モーターオイルの品質向上の原動力となっています。オイルは、高速すべり接触により、高温および過酷な条件に耐える必要があります。リングは連続回転ではなく振動運動をするため（ベアリングジャーナルなど）、潤滑は特に困難です。
ピストンの動きの限界で、リングは停止し、方向を逆にします。これにより、流体軸受の通常のオイルウェッジ効果が損なわれ、潤滑の効果が低下します。
接触力を高め、密閉を維持するために、リングもバネで固定されています。ばね力は、リング自体の剛性またはシールリングの後ろにある別のばねのいずれかによって提供されます。
リングがシリンダーとの接触を維持できるように、リングがピストン内の溝に自由に浮くことが重要です。通常、燃焼生成物の蓄積または潤滑油の故障が原因でピストンに結合するリングは、エンジンの故障を引き起こす可能性があり、ディーゼルエンジンの故障の一般的な原因です。
ピストンとシリンダーの間のピストンリングは、エンジンが効率的に作動するために必要な部品です。ピストンリングには4つの主な機能があります。
機能は、ピストンとシリンダー壁の間のシリンダー内気密性を完全に維持することです。爆発時に発生したピストンとシリンダーの隙間に燃焼ガスが漏れるのを防ぐのは大変です。
燃焼ガスが漏れると、フルパワーが実現できず、燃料消費量が増加し、経済的にも環境的にも有害です。
やけどを防ぐために必要最小限の潤滑油層を常に作成する機能。エンジンのシリンダー内では、ピストンリングは高温の燃焼ガスにさらされており、ピストンとともに、1分間に数千回またはそれ以上の回数移動および戻りする必要があります。
ピストンリングとシリンダーが燃焼しないようにし、過剰な潤滑油が燃焼室内に入るのを防ぐために、シリンダー壁の潤滑油層は必要最小限に制御されています。
ピストンからシリンダーに熱を放出する機能。ガスが爆発すると、ピストン内の温度は摂氏約300度に達します。
その熱がピストン内部に残っていると、エンジンが損傷する可能性があるため、内部から熱を放出する必要があります。ピストンリングはそれを行うのに役立ちます。
ピストンがシリンダー壁に強く接触するのを防ぐ機能。ピストンが斜めになっていると、ピストンが動くときにさまざまな場所に接触し、エンジンの損傷を引き起こす可能性があります。ピストンリングがピストンを支えているので、ピストンはスムーズに上下に移動できます。
小型エンジンで一般的に使用されるピストンリングには、以下に示す3種類のピストンリングがあります。
圧縮リングは、外径に取り付けられたピストンの最上部のリングです。圧縮リングの主な機能は、ピストンとシリンダー壁の間の隙間を密閉することです。
このギャップをピストンの外径とシリンダー壁で密閉することで、燃焼エンジン内の混合気がクランクケースまで移動せず、圧縮率と出力が低下することがなくなります。
さらに、このシールにより、潤滑に使用されるクランクケース内のエンジンオイルが燃焼室に移動して燃焼しないようにします。
エンジンオイルが燃焼室に移動して燃焼すると、エンジン内のオイルが過剰に消費され、エンジンオイルレベルが低下します。
したがって、基本的に圧縮ピストンリングにより、燃焼室とクランクケースが確実に分離されます。
燃焼室内の混合気がクランクケースに流れ落ちたり、エンジンオイルが燃焼室に上昇したりすることは許可されていません。
ピストンとシリンダー壁の間のギャップをシールする圧縮リングの利点には、燃焼室での高圧縮、車両での高出力と加速の維持、およびエンジンオイルの不必要な燃焼がないことが含まれます。
ネイピアリングまたはバックアップコンプレッションリングとも呼ばれるワイパーリングは、コンプレッションリングの下に取り付けられています。それらの主な機能は、ライナーの表面から余分なオイルを取り除き、上部の圧縮リングから逃げたガス漏れを防ぐためのサポートバックアップリングとして機能することです。
ほとんどのワイパーリングには、ピストンがクランクシャフトに向かって移動するときにワイパーアクションを提供するために下部に向かって配置されたテーパーアングル面があります。
ワイパーリングが圧縮リングに最も近いテーパー角度で正しく取り付けられていない場合、過剰なオイル消費が発生します。これは、ワイパーリングが余分なオイルを燃焼室に向かって拭き取ることが原因です。
オイルスクレーパーリングの主な機能は、エンジンオイルのスクレーピングをピストンの外面に沿ってクランクケースに戻すことです。エンジンオイルは、ピストンとクランクケース内のすべてのコンポーネントを潤滑します。
エンジンオイルは、i）潤滑とii）コンポーネントの冷却という、2つの機能を実行するため、内燃エンジンに不可欠です。
エンジンオイルまたは低レベルのオイルがないと、エンジンは機能しなくなり、モーターサイクルのコンポーネントに悪影響を与える可能性があります。そのため、ピストンに沿って、またクランクケースにオイルを導き、コンポーネントを潤滑および冷却するのに役立つオイルスクレーパーリングは、それ自体が非常に重要なコンポーネントです。
さて、このオイルスクレーパーリングはどのように正確に役立ちますか？
まず、エンジンオイルは、ピストンの上下運動の結果として、ピストンの外径に沿って上昇します。オイルスクレーパーリングバリケードは、オイルをさらに上向きに動かし、オイルを下向きに動かします。
さて、これは物事が面白くなるところです。オイルスクレーパーリングはエンジンオイルを下向きに動かしますが、必ずしもピストン表面に沿っているとは限りません。オイルスクレーパーリング直下のピストンに油穴があります。これらの穴により、下向きに移動するように強制されたエンジンオイルが、これらの穴からクランクケースに入ることができます。
したがって、ピストンの外面に沿って移動していたエンジンオイルは、オイルスクレーパーのピストンリングによってクランクケースに押し戻されます。
そのため、このリングはクランクケース内のエンジンオイルの動きに非常に重要です。オイルスクレーパーリングは、スムーズなオイルの動きを促進することにより、クランクケースコンポーネントが過度に加熱されたり摩耗したりするのを防ぎます。
すべてのピストンリングセットには、セットにパッケージされているリングの適切な取り付けに関する情報が含まれています。
まず、スペーサーを木立に置きます。次に、最初のレールをスペーサーの下の溝にらせん状に挿入し、次に残りのレールをスペーサーの上の溝にらせん状に挿入します。
適切なリング取り付けツールを使用して、リングがピストンの上部直径を超えるのに十分なだけオイルリングを開きます。開いたリングをピストンの上部から油溝まで下げます。リングをピストンの溝に直角に配置し、平らに保つように注意してください。リングインストーラーツールの張力を解放します。
ツーピースオイルを使用する場合は、こぶ型のスプリングを溝に取り付けてから、上記の手順に従ってください。
多くの場合、ほとんどの圧縮リングは、それらを取り付けるメカニックと同じように見えますが、リングを正しく取り付ける方法を指示する多くの微妙な設計変更があります。
リングはピストンの上部に向かって適切な側に取り付ける必要があるだけでなく、リングを適切な溝に取り付けることも不可欠です。
間違った溝または間違った面を上にして取り付けられたリングは、過度のオイルポンピング、過度のブローバイを引き起こし、場合によってはボアを完全に乾燥させ、リングとシリンダーの擦り傷や摩耗の加速を引き起こす可能性があります。もちろん、これらの問題はいずれも、エンジンのオーバーホールまたは再構築に関する限り、障害を構成します。
ベンチにトップリングと2番目のリングのグループでリングを配置します。 TOPマーク（DOTまたはLasorマーク）を確認します。
オイルを使用して、適切なリング取り付けツールを使用して、コントロールリングをピストンにロードし、リングがピストンの上部の直径を超えるのに十分なだけ、上部のマークを上にして2番目の溝のリングを開きます。
開いたリングをピストンの上部から2番目の溝まで下げ、リングをピストンの溝に直角に配置し、平らに保つように注意して、リングインストーラーツールの張力を解放します（リングが取り付けられました）。
>トップグルーブリングでこれと同じプロセスを繰り返します。 （圧縮リングはピストン上でらせん状になってはいけません。）
ピストンリングがピストンに取り付けられたら、エンドギャップを「ずらして」ください。リングエンドのギャップが整列していないことが重要です。これにより、オイルがリングを通過するのを防ぎます。
間違った溝または間違った面を上にして取り付けられたリングは、過度のオイル消費とブローバイ、およびシリンダーの擦り傷につながる可能性があります。これらの問題はエンジンの故障を引き起こす可能性があります。
ピストンリングは、ピストンとシリンダー壁の間のガス圧縮を維持します。ピストンリングは、点火時に発生する燃焼ガスがピストンとシリンダーの間の開口部に漏れないようにシリンダーを密閉します。
ピストンの最上部の溝は圧縮リングで構成されており、その主な機能は、燃焼プロセス中に燃焼室内のあらゆる種類の漏れをシールすることです。混合気が点火されたとき。燃焼ガスからの圧力がピストンヘッドに加えられ、ピストンがクランクシャフトに向かって押し出されます。
加圧ガスは、シリンダー壁とピストンの間の隙間を通過し、ピストンリングの溝に入ります。燃焼プロセス中、高圧ガスの力がピストンリングをシリンダーライナーの壁に押し付け、効果的なシールを形成するのに役立ちます。ピストンリングを押すこの圧力は、燃焼ガスの圧力に比例します。
圧縮リングの下とオイルリングの上に配置されるピストン内の次のリングのセットは、ワイパーリングと呼ばれます。
テーパー面構造で、燃焼室をさらに密閉するために使用されます。名前が示すように、余分な油や不純物をライナーの壁から拭き取るのに役立ちます。燃焼ガスのいずれかが圧縮リングを通過できた場合。これらのガスは、良好な状態でワイパーリングによってブロックされます。
リングの最後のセットは、クランクケースに最も近いピストンの下部の溝にあるオイルリングです。オイルリングの主な機能は、ピストンが動いているときにシリンダーライナーの壁から余分なオイルをこすり落とすことです。
拭き取られたオイルの大部分はクランクケースに送られ、オイルサンプに戻ります。これらのオイルリングには、4ストロークエンジンの背面に取り付けられたスプリングが付属しており、ライナーを拭くための追加のプッシュを提供します。
ピストンリングは、内燃機関または蒸気機関のピストンの外径に取り付けられる金属製の分割リングです。
ピストンリングは、ピストンとシリンダー壁の間の隙間を密閉するように設計されています。このギャップが小さすぎると、ピストンの熱膨張により、ピストンがシリンダーに焼き付き、エンジンに重大な損傷を与える可能性があります。
ピストンリングは、高温のピストンから冷却されたシリンダー壁/エンジンのブロックに熱を運ぶように機能します。熱エネルギーはピストン溝からピストンリングに流れ、次にシリンダー壁に流れ、そこで最終的にエンジン冷却液に伝達されます。
ピストンリングには、圧縮リング、ミドルリング、オイルスクレーパーリングの3種類があります。圧縮リングは、外径に取り付けられたピストンの一番上のリングです。圧縮リングの主な機能は、ピストンとシリンダー壁の間の隙間を密閉することです。
ピストンリングがピストンを支えているので、ピストンはスムーズに上下に移動できます。
ピストンリングの交換費用は、車種と人件費に応じて、1000ドルから5000ドルの間です。ピストンリングの価格は、車のシリンダー数に応じて40ドルから200ドルです。労働力は1000ドルから4000ドルの間です。
それらはトップコンプレッションリング、次に中間コンプレッションリング、そして最後にオイルコントロールリングです。これらの部品は比較的小さいサイズですが、エンジンのメインシリンダーブロックで大きな役割を果たします。
ほとんどのピストンには、シリンダーごとに少なくとも2つのピストンリングがあります。自動車用ピストンエンジンには通常、シリンダーごとに3つのリングがあります。上部の2つのリング（圧縮リングと呼ばれます）は、主に燃焼室を密閉するためのものです。
リングはピストンとシリンダーの間をシールします。リングがないと、圧縮がほとんど行われず、燃料と空気がシリンダーに適切に引き込まれたり、爆発したりする可能性が低くなります。圧力の多くはピストンを通過して逃げます。
悪いピストンリングでどれだけ長く運転したかによりますが、損傷したシリンダーをスリーブするために機械加工が必要になる場合があります。一部の車では、新しい（中古の）エンジンを入手する方が簡単です。それ以外の場合は、エンジンを分解するのに多くの労力がかかりますが、交換する価値があるかもしれません。
これは、漏れのあるインジェクターからの燃料の爆発とping、または燃料が汚れた空気と混合されていることが原因である可能性があります。悪い燃料またはシリンダーオイルの品質、悪い燃焼プロセス、間違った燃料タイミング、摩耗したライナーなどは、ピストンリングが摩耗する通常の原因です。
はい。エンジンをそれほど離す必要がある場合は、通常、最初にエンジンを取り外す方が簡単です。ピストンを取り外す必要がある場合は、少なくともリングを交換する予定があると思います。多くの場合、最良の結果を得るにはシリンダーボアを加工する必要があり、そのためには車からブロックを取り外す必要があります。
リングをオフにした状態で、キャリブレーションされたキャリパーまたはマイクロメータのセットを使用して、オイルリングアセンブリの軸方向の高さ（これはリングの厚さ）と半径方向の幅（リングの外縁から内縁までの幅）を測定します。 、簡単にアクセスできる方。
下部リングはオイルコントロールまたはスクレーパーリングと呼ばれ、シリンダー壁を上下に通過する潤滑油の量を制御します。
エンジンのトップエンドには、シリンダーブロックの上に固定されるすべての部品が含まれます。これには、シリンダーヘッド、バルブ、場合によってはカムシャフト、およびその他の関連コンポーネントが含まれます。
ピストンリングとエンジンシリンダーの壁が摩耗すると、それらは完全に丸くなくなり、シリンダーの壁は先細になり、ピストンリングは楕円形になり、シリンダーの形状に摩耗します。ピストンリングの慣らし運転期間とシリンダーの摩耗後、リングはそれほど回転せず、同じ場所の近くに留まります。
ピストンリングは通常、エンジンと同じ長さになるように作られています。その結果、ピストンリングは通常、メンテナンスにもよりますが、50,000マイルから250,000マイルの間で持続します。平均して、ピストンリングの平均寿命は約100,000マイルです。
エンジンは良好な状態であるが過熱しており、オイルコントロールリングの張力が失われているためにエンジンがオイルを燃焼している場合は、リングを交換しても問題ありません。ただし、シリンダーの摩耗をチェックし、過度の摩耗がある場合は、新しい特大のピストンとリングで穴を開ける必要があります。
ピストンリングの不良の最も一般的な症状のリストは次のとおりです。
このエンジンを「一時的に修理」する最も安価な方法は、通常よりも濃いオイルを使用することです。より厚いオイルは、通常のオイルよりもリングが燃焼室をよりよく密閉するのに役立ちます。エンジンがバラバラになるまでこれを続けるか、少なくともエンジンがさらに摩耗するまで待ちます。
ピストンリングを交換した後、エンジンを組み立て直して、車両に取り付ける必要があります。プロセス全体には、平均10時間以上かかります 。この規模の交換作業を実行するための平均的な自動車整備士の料金は、1時間あたり100ドルから200ドルです。
損傷したリングは、材料の侵食、ピストンとシリンダーの壁のクリアランスの増加、および目に見える軸方向および半径方向の摩耗を示します。それは「ピストンスラップ」として知られているものを引き起こす可能性があります。ピストンスラップは、ピストンの過度の揺れによって引き起こされるノイズです。ピストンとシリンダーのクリアランスが大きすぎることが原因です。
燃料が溢れています。ピストンリングは、燃料の氾濫によって損傷を受けることがよくあります。シリンダー壁の油膜は燃料のフラッディングの影響を大きく受けます。これにより、ピストンリングがシリンダー壁に金属をこすりつけ、半径方向の壁の厚さが急速に失われます。
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