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Es gibt unterschiedliche Arten von Kolbenringen, die von der Firma Wedam nach unterschiedlichen Kriterien differenziert werden: Mit rechteckigem Ring ist gemeint, dass der Ring einen rechteckigen Querschnitt hat. Die beiden Seiten des Rings sind parallel zueinander. Dieses Ringdesign ist der unkomplizierteste und am häufigsten verwendete Kompressionsring. Heute wird er hauptsächlich als erster Verdichtungsring in allen Pkw-Ottomotoren und zum Teil ebenfalls in Pkw-Dieselmotoren eingesetzt. Die Innenkanten und Innenecken verursachen im eingebauten Zustand eine Verdrehung. Die Fasenlage bzw. Innenecke an der Oberkante dieser Kolbenringen bewirkt eine „positive Verdrehung“. Der Abstreifring dient nur dazu, auf der Zylinderwand das Öl zu verteilen und überschüssiges Öl von dieser Stelle zu entfernen. Ölabstreifringe haben normalerweise zwei Abstreifbänder, um die Abdichtung und das Abstreifen des Öls zu verbessern. Jeder dieser Abstreifer wischt überschüssiges Öl von den Zylinderwänden ab. Dadurch sammelt sich sowohl an der Unterkante des Abstreifrings als daneben zwischen diesen Netzen eine gewisse Ölmenge an, die aus dem Bereich der Unterlegscheibe entfernt werden muss. Angesichts der schwingenden Bewegung des Kolbens innerhalb der Zylinderbohrung gilt: Je näher der Abstand der beiden Ebenen beieinander liegen, desto besser ist die Dichtfunktion. Insbesondere Öl, das von der Oberkante des Abstreifers abgestreift und sich zwischen den Kanten angesammelt hat, muss ahier abgelassen werden, da es ansonsten den Abstreifring passieren kann und anschließend vom zweiten Verdichtungsring abgestreift werden muss. Dazu weisen einteilige und zweiteilige Ölabstreifringe Längsnuten oder Bohrungen zwischen den Ringsitzen auf. Vom oberen Stegteil abgewischtes Öl wird dank dieser Löcher im Ringkörper zur Rückseite des Rings geleitet. Von dort aus kann die anschließende Trümmerableitung auf vielfältige Weise erfolgen. Die Methode besteht darin, das Öl durch die Löcher in der Abstreifernut auf die Innenseite des Kolbens zu leiten, damit es in die Ölwanne tropfen kann. Mit dem sogenannten Kappenschlitz wird das Altöl durch die Aussparung um den Stopfen herum zur Außenseite des Kolbens zurückgeführt. Es kommt zu einer Kombination beider Varianten zum Einsatz. Beide Versionen sind nachweislich in der Lage, gereinigtes Öl abzulassen. Je nach Form der Kolbenringen, Brennverfahren oder Einsatzzweck kommt entweder die eine oder die andere Variante zur Anwendung. Theoretisch lässt sich für beide Varianten nur eine generelle Aussage treffen. Die Entscheidung, welches Verfahren für den jeweiligen Kolbenringen am besten geeignet ist, wird daher in verschiedenen Praxistests ermittelt. Die Minutenringe haben auf der Lauffläche einen Konus. Je nach Ausführung beträgt die Winkelabweichung vom Rechteckring etwa 45 bis 60 Eckminuten. Bedingt durch ihre Form trägt die Unterlegscheibe im Neuzustand nur die Unterkante und liegt somit nur punktweise an der zylindrischen Bohrung an. Daraus resultieren hohe mechanische Flächenpressungen und erwünschter Materialabtrag in diesem Bereich. Dieser wünschenswerte Verschleiß führt zu einer perfekt runden Form und bietet somit bereits nach kurzer Betriebszeit eine gute Dichtleistung. Nach einer Laufzeit von mehr als einigen 100.000 km nutzt sich die konische Lauffläche durch Verschleiß ab, sodass der Minutenzeigerring dann die Funktion eines Rechteckrings übernimmt. Der einst als Minutenring gefertigte Ring dichtet auch heute noch als Rechteckring gut ab. Da der Gasdruck auch von vorne auf den Ring wirkt, wird die Druckverstärkung des Gases etwas reduziert. Beim Bersten des Rings wird der Anpressdruck etwas reduziert und der Bruch verläuft glatter bei geringerem Verschleiß. Der Minutenring hat neben der Funktion des Kompressionsrings auch eine sehr gute Ölabstreiffunktion. Dies liegt daran, dass die Oberkante der Unterlegscheibe zurückgesetzt ist. Kommt es zum Beispiel zu einer Aufwärtsbewegung vom unteren Totpunkt bishin zum oberen Totpunkt, dann rutscht die Scheibe auf dem Ölfilm. Durch die hydrodynamische Kraft wird die Scheibe leicht von der Zylinderfläche abgehoben. Bei verschiedenen Bewegungen in die entgegengesetzte Richtung dringt tiefer die Kante in den Ölfilm ein und streift so das Öl hauptsächlich in Richtung Kurbelgehäuse. Der Minutenring wird auch in der ersten Segmentspur des Benzinmotors verwendet. Die Position der Fase oder Innenecke an der Unterkante bewirkt eine negative Verwindung des Rings. Trapezförmige Ringe oder einseitige trapezförmige Ringe werden verwendet, um einer sogenannten Verkokung der ringförmigen Nuten zu widerstehen, und somit werden die Ringe in den ringförmigen Nuten eingeschlossen. Insbesondere wenn inmitten der Ringnut sehr hohe Temperaturen auftreten, besteht das Risiko, dass innerhalb der Ringnut befindliche Motoröl unter dem Einfluss der Temperatur verklebt. Bei Dieselmotoren kann es zum einen zu einer Ölagglomeration oder zu einer Russbildung kommen. Dies fördert die Belagsbildung in der Ringnut. Für den Fall, dass sich Kolbenringen durch Schmutz in der Nut festsetzen, gelangen heißes Brenngas ungebremst zwischen Zylinderwand und Kolben. Die Folge daraus: eine Überhitzung. Dadurch schmolz der Kolbenknopf und der Kolben wurde schwer beschädigt. Wegen höherer Temperaturen und Rußbildung werden diese Kolbenringen bevorzugt bei Dieselmotorenin der oberen Ringnut, teilweise in der zweiten Ringnut verwendet. Bei Nasenringen hat die Unterkante der Lauffläche des Rings eine rechteckige oder hinterschnittene Aussparung, die zusätzlich zur Gasdichtung einen Ölabstreifeffekt bietet. Durch die Vertiefung entsteht eine bestimmte Menge Öl, die gesammelt werden kann, ehe es in die Ölwanne zurückkehrt. Der Nasenring kam damals in vielen Motorvarianten als zweiter Verdichtungsring zum Einsatz. Heutzutage werden diese Art der Kolbenringen hauptsächlich in den Kompressoren von Druckluftbremssystemen verwendet. Hauptsächlich als erster Kompressionsring. |
