111

p

nia gazu. Zwykle wystarczają dwa pierścienie tłokowe o zbliżonej konstrukcji. W działaniu pierścieni tłokowych duże znaczenie odgrywają: materiał, rozwiązanie konstrukcyjne, wymiary i tolerancje wykonania oraz gładkość powierzchni. Istotnym czynnikiem pogarszającym warunki współpracy zespołu pierścień - tuleja cylindrowa jest brak warstewki materiału smarującego, którego obecność poprawia zwykle szczelność i zmniejsza zużycie elementów w tłokowych silnikach spalinowych. Ten fakt spowodował, że próby zastosowania żeliwnych pierścieni uszczelniających okazały się nieudane, zarówno ze względu na małą szczelność połączenia i jego trwałość, jak też duże opory tarcia i zużycie.

Dotychczasowe wyniki poszukiwań odpowiedniego materiału na pierścienie tłokowe stawiają aktualnie na pierwszym miejscu tworzywa kompozytowe otrzymane na bazie policzterofluoroetylenu (PTFE) z różnymi wypełniaczami, z procentowym udziałem masowym 80-5-95% PTFE. Jako wypełniacze najczęściej stosuje się: grafit, włókno węglowe oraz żywice poliamidowe. Dokładny skład chemiczny tworzyw kompozytowych jest zastrzeżony przez producentów, operujących jedynie odpowiednimi nazwami handlowymi jak np. Rulon, Turcite, Viton. Wymienione tworzywa odznaczają się małym współczynnikiem tarcia na sucho (0.02+0.08), dopuszczają maksymalną prędkość względną elementów do 15 m/s, ciśnienie gazu roboczego do 20 MPa oraz temperaturę pracy od 233 K do 498 K (-40°C do 225°C). Największym mankamentem tych materiałów jest ich trwałość nie przekraczająca zwykle 1000+2000 godzin pracy. Trwałość uszczelnień maleje wraz ze zwiększeniem prędkości obrotowej silnika i średniego ciśnienia gazu roboczego. Ponadto tworzywa kompozytowe odznaczają się małą sprężystością, która ogranicza zdolność przylegania czołowej powierzchni pierścienia do wewnętrznej powierzchni cylindra. W tablicy 4.1 przedstawiono porównanie niektórych własności wybranych materiałów konstrukcyjnych.

Tablica 4.1. Własności materiałów konstrukcyjnych

Materiał	Gęstość	Wytrzymałość na ściskanie	Stosunek wytrzymałość/gęstość
	kg/dm^3	N/mm^?'
Turcite 255	1,25	350	280
Stal stopowa	7,85	1050	133
Stop Al	2,30	2S0	121
Stop Mg	1,81	245	135
Twarde drewno	0, 70	64	91

W konstrukcji pierścieni uszczelniających małą sprężystość tworzywa kompozytowego uzupełnia się przez zastosowanie wstępnie napiętych wktadek sprężystych, wywierających stały nacisk na powierzchnię uszczelniającą, niezależnie od nacisku

115