Der Kolben des Automotors ist eines der Hauptteile des Motors. Er bildet zusammen mit dem Kolbenring, dem Kolbenbolzen und anderen Teilen der Kolbengruppe sowie dem Zylinderkopf und anderen Komponenten die Brennkammer, hält der Gaskraft stand und überträgt die Kraft über den Kolbenbolzen und die Pleuelstange an die Kurbelwelle, um den Arbeitsprozess des Verbrennungsmotors abzuschließen.
Da der Kolben in einer rauen Arbeitsumgebung mit hohen Geschwindigkeiten, hohem Druck und hohen Temperaturen arbeitet und gleichzeitig ein reibungsloser und langlebiger Motorbetrieb gewährleistet werden muss, muss er ausreichende Festigkeit und Steifigkeit, gute Wärmeleitfähigkeit, hohe Hitzebeständigkeit, einen geringen Ausdehnungskoeffizienten (kleine Größen- und Formänderungen), eine relativ geringe Dichte (geringes Gewicht), Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit und niedrige Kosten aufweisen. Aufgrund der vielen und hohen Anforderungen, von denen einige widersprüchlich sind, ist es schwierig, ein Kolbenmaterial zu finden, das diese Anforderungen vollständig erfüllt.
Der Kolben moderner Motoren besteht in der Regel aus Aluminiumlegierungen. Diese bieten zwar den Vorteil einer geringen Dichte und guten Wärmeleitfähigkeit, weisen aber gleichzeitig die Nachteile eines relativ hohen Ausdehnungskoeffizienten und einer relativ geringen Wärmebeständigkeit auf. Diesen Nachteilen kann nur durch eine sinnvolle Konstruktion begegnet werden. Die Qualität eines Automotors hängt daher nicht nur von den verwendeten Materialien, sondern auch von der durchdachten Konstruktion ab.
Ein Auto besteht aus Zehntausenden von Teilen, von Kurbelwellen und Getrieben über Federscheiben bis hin zu Schrauben und Muttern. Jedes Teil hat seine Funktion, wie zum Beispiel der kleine Kolbenring. Er wirkt aufgrund seiner Form einfach, ist sehr leicht und günstig, hat aber eine große Bedeutung. Ohne ihn fährt das Auto nicht, selbst bei kleinen Problemen läuft es nicht normal, entweder durch hohen Kraftstoffverbrauch oder unzureichende Leistung. Der Kolbenring, der die Zylinderwand berührt, ist die Verbindung zwischen Kolben und Zylinderwand. Er füllt den Spalt zwischen Kolben und Zylinderwand und verschließt so den Brennraum. Daher ist er auch das am leichtesten verschleißende Teil im Motor. Der Kolbenring besteht in der Regel aus Gusseisen, ist elastisch, hat verschiedene Querschnittsformen und ist beschichtet, um das Einlaufen zu beschleunigen. Bei laufendem Motor erwärmt sich der Kolben und dehnt sich aus, wodurch der Spalt im Kolbenring offen bleibt.
Um die Dichtheit beim Einbau zu gewährleisten, sollte der Öffnungsspalt des Kolbenrings versetzt sein. Ein Kolben besitzt häufig drei bis vier Kolbenringe, die je nach Funktion in zwei Kategorien unterteilt werden: Gasringe und Ölringe. Der Gasring sitzt in der Ringnut am oberen Ende des Kolbenbodens, um Luftlecks zu verhindern, die Wärme des Kolbenbodens an die Zylinderwand zu übertragen und die Wärme des Kolbens abzuleiten. Der Ölring verhindert das Eindringen von Schmieröl in den Brennraum und führt überschüssiges Schmieröl an der Zylinderwand zurück in die Ölwanne, die in der unteren Ringnut des Gasrings sitzt. Solange die Anforderungen an die Dichtfunktion erfüllt sind, sollte die Anzahl der Kolbenringe kleiner als die Anzahl der besten Kolbenringe und kleiner als die minimale Reibungsfläche sein, um Leistungsverluste zu reduzieren und die Kolbenhöhe zu verkürzen, was wiederum die Bauhöhe des Motors reduziert.
Wenn der Kolbenring nicht richtig eingebaut ist oder die Abdichtung nicht gut ist, verbrennt das Öl an der Zylinderwand zusammen mit dem Brennraum und dem Gemisch, was zu einer Ölverbrennung führt. Wenn der Abstand zwischen Kolbenring und Zylinderwand zu klein ist oder der Kolbenring aufgrund von Kohlenstoffablagerungen usw. in der Ringnut festsitzt, kann die Zylinderwand bei der Auf- und Abbewegung des Kolbens zerkratzt werden. Nach einiger Zeit bilden sich tiefe Rillen in der Zylinderwand, was als „Zylinderziehen“-Phänomen bezeichnet wird. Die Zylinderwand weist Rillen auf und die Abdichtung ist schlecht, was ebenfalls zur Ölverbrennung führt. Daher sollte der Betriebszustand des Kolbens regelmäßig überprüft werden, um das Auftreten der beiden oben genannten Situationen zu vermeiden und einen einwandfreien Motorbetrieb zu gewährleisten.