Качественное выполнение функций системой колец в составе поршневой группы определяется не только высокоэффективными конструкциями отдельных се элементов, но и правильностью подбо­ра их комплекта.

Обычно в ДсИЗ верхнее, компрессионное кольцо — прямоуголь­ного сечения с бочкообразной рабочей поверхностью, а нижнее — скребковое, торсионное или минутное.

В связи с тем, что у форсированных дизелей сложно обеспечить температуру в зоне канавки первого компрессионного кольца ниже температуры коксования масла, в качестве первого компрессион­ного используют кольцо с двусторонней трапецией (до 75% всех моделей). Нижнее компрессионное кольцо — прямоугольного сече­ния (до 40%), скребкового (до 35%) и реже с сечением в виде двусторонней трапеции (до 25%).

В процессе эксплуатации кольцо теряет свою упругость нерав­номерно по его периметру. В первую очередь происходит потеря упругости кольца в зоне замка из-за его локального отжига. Кольцо в этой зоне начинает плохо контактировать с холодной стенкой цилиндра, процесс отжига с потерей упругости резко ускоряется и кольцо выходит из строя.

Вследствие этого кольца изготовляются с неравномерной эпю­рой давления. Большие удельные давления предусматриваются в зоне замка, что компенсирует потерю его упругости и, следовате­льно, увеличивает срок его службы (рис. 5.16).

Форма замка компрессионного кольца может быть прямоуголь­ной, косой и ступенчатой (рис. 5.17). Наиболее проста в изготовле­нии прямоугольная форма замка, но она обладает наихудшими из перечисленных газоуплотняющими свойствами, что, однако, мало сказывается на функциональных качествах при использовании их в быстроходных двигателях. Величина зазора в замке в рабочем состоянии 0,05...0,1 мм.

В качестве материала для поршневых колец в основном применя­ют специальный серый высокопрочный чугун, который обладает стабильными показателями прочности и упругости при рабочей температуре в течение всего срока службы кольца, высокой износо­стойкостью в условиях граничного трения, хорошими антифрикци­онными свойствами, способностью достаточно быстро и эффектив­но прирабатываться к поверхности цилиндра. Легирующие добавки Cr, Ni, Mo, Wспособствуют повышению его жаропрочности до 340 °С. Наличие значительной части углерода в виде пластинчатого графита приводит к повышению адсорбирующих и смазывающих качеств поршневого кольца, а также снижает его чувствительность к концентраторам напряжений.

Технология изготовления поршневых колец должна обеспечивать такую форму кольца в свободном состоянии, которая создавала бы необходимую эпюру давления в его рабочем состоянии. Современ­ные кольца отливают индивидуально с минимальными припусками на механическую обработку и затем обрабатывают по копиру. После закалки и отпуска в них вырезают замок. Окончательное шлифование поверхностей кольца производят после напыления из­носостойкого материала.