Az olajkaparó gyűrűk és kupakok az autómotorok egyik legfontosabb alkatrésze. A szakszerű javítások elvégzéséhez fontos tudni, hogy melyek ezek az alkatrészek, hogyan lehet megtalálni és kicserélni őket.
Az olajkaparó (vagy dugattyú) gyűrűk a belső égésű motorok legfontosabb elemei. A teljes készlet általában háromféle gyűrűből áll: felső kompressziós, kompressziós olajkaparó és alsó olajkaparó. Mindegyikük nagyszámú paraméterért felelős. Ezek közé tartozik az olaj- és üzemanyag-fogyasztás, a jármű teljesítménye, indulási képessége és a kipufogógáz toxicitása.
Fő funkció Dugattyúgyűrűk- Ez hőelvonás a dugattyúról. Ha ez nem történik meg, akkor a dugattyún különféle hibák vagy akár elakadások is megjelenhetnek. Ezenkívül a gyűrűk biztosítják az égéstér maximális tömítettségét: megakadályozzák a gázok bejutását a motor forgattyúházába, és minimálisra csökkentik az olaj bejutását a kamrába.
A gyűrűk két vagy három részből állhatnak. Az első magában foglalja magát a gyűrűt és a rugót, amely spirál formájában készült. Ennek köszönhetően az elemek maximális rugalmassága és a gyűrű legszorosabb illeszkedése érhető el. A három elemből álló szerkezet egy távtartó rugót és két acéllemezt tartalmaz. Ez a kialakítás lehetővé teszi a maximális tömítettség elérését a gyűrűk érintkezésének teljes kerülete mentén, és benzinmotorokban is alkalmazható.
Az olajkaparó gyűrűk működési elve
A kompressziós gyűrű éri a legnagyobb terhelést, mivel azt tapasztalja a legnagyobb gáznyomás és magas hőmérséklet. Az ilyen gyűrűk ötvözött acélból készülnek, és kopásálló bevonattal vannak felhordva a felületükre.
A - kinézet, b - gyűrűk elrendezése a dugattyún, c - kompozit olajkaparó gyűrű; 1 - kompressziós gyűrű, 2 - olajkaparó gyűrű, 3 - lapos acél tárcsa, 4 - axiális expander, 5 - radiális expander
A kritikus ponthoz közeledve az olaj mennyisége a felső részben csökken, a nyomás és a hőmérséklet nő. A mozgás sebessége csökken, és a leállás a kenőanyag film teljes felszakadásához vezet. Mindez azt jelenti, hogy a kompressziós gyűrű száraz súrlódást tapasztal, ami azt jelenti, hogy meglehetősen gyorsan elhasználódik.
A kompressziós olajkaparó gyűrűk kisebb igénybevételnek vannak kitéve, de két funkciót látnak el egyszerre: a motorolajat a forgattyúházba engedik, és a hengerben a kompressziót fenntartják. Ebben a tekintetben kúpos alakúak bizonyos szögben dönthető
Az olajkaparó gyűrűk a legkevesebb terhelést érik, és csak az olajnak a motor forgattyúházába történő leeresztéséért felelősek. Ehhez két szíjjal vannak felszerelve, amelyek között összegyűjtik a maradék olajat, és az alsó részen lévő speciális élen keresztül a motorteknőbe engedik.
A dugattyúgyűrűk állapotának ellenőrzése
Amint már megérti, a gyűrűk működési módja rendkívül nehéz. Ennek oka a hatalmas nyomás, a súrlódás és a megnövekedett hőmérséklet. Ebben a tekintetben természetes kopásuk következik be, ami általában 150 000 kilométer után következik be. Sok sofőr azonban azt állítja, hogy motorja 500 000 kilométert bírt ki. Ilyen eredményeket csak az autó nagyon helyes működésével lehet elérni, más esetekben a gyűrűk kopása meglehetősen korán történik.
A dugattyúgyűrűk idő előtti meghibásodása általában akkor fordul elő, ha rossz minőségű olajat használnak vagy mással keverik. Fontos a levegő- és üzemanyagszűrők állapotának ellenőrzése is, különösen, ha nagyon poros úton haladunk. Mindenekelőtt ne terhelje túl vagy melegítse túl a motort. Szénképződés miatt emelkedett hőmérsékletek, elősegíti a gyűrűk előfordulását.
Honnan tudhatja, hogy a dugattyúgyűrűit javítani kell? Ehhez figyelni kell az olajfogyasztásra. A megnövekedett kenőanyag-fogyasztás a dugattyúgyűrű meghibásodásának első jele. Olaj kerül az égéstérbe, és kékes füst jelenik meg a kipufogócsőből.
Ezenkívül a dugattyúgyűrűk meghibásodása a gyújtógyertyák szennyeződése, valamint az olajszivárgás és a párolgás alapján ítélhető meg a tömítések és tömítések beszerelési helyén.
Dugattyúgyűrűk dekarbonizálása - mire való?
Ha szénlerakódást észlel, nem szükséges a dugattyúgyűrűket cserélni. A tapasztalt sofőrök már régóta találtak egy bevált módszert a szénlerakódások gyors megszabadulására és az elakadt gyűrűk életre keltésére. Ehhez egy speciális keveréket készítenek, amely egyenlő mennyiségben tartalmaz kerozint és acetont. A gyújtógyertyákat kicsavarjuk, és az elkészített keveréket a lyukakba öntjük. 9 óra elteltével húzza meg a gyújtógyertyákat és indítsa el a motort. Ezt követően körülbelül 15 kilométert kell haladnia maximális sebességgel. Az eljárás végén feltétlenül cserélje ki az olaj- és légszűrőt.
Amellett, hogy használ népi receptek, speciális olajgyűrűs szénmentesítőt vásárolhat az üzletben. Hatása általában 15 percre korlátozódik.
Emelje fel az autónak azt a részét, amelynek kerekei meghajtanak (például elsőkerék-hajtás - az első rész kilóg). Állítsa be az utolsó fokozatot, csavarja ki a gyújtógyertyákat, és forgassa el a kereket, amíg a dugattyúk középső helyzetbe nem kerülnek. A vezérléshez használhatja a főtengely és a blokk lendkerekén található jelöléseket. Ezután öntse a szén-dioxid-mentesítőt a gyújtógyertya furataiba, és várja meg az időt a címkén található utasítások szerint. A jobb hatás elérése érdekében időnként elforgathatja a kormányt.
Utolsó lépésként a motort üres fokozatban ferde önindítóval kell beindítani. Erre a műveletre azért van szükség, hogy a maradék folyadékot és szénlerakódásokat kinyomják a motorból. Ezután csavarja vissza a gyújtógyertyákat, indítsa be a motort, és hagyja alapjáraton 15 percig.
Ne ijedjen meg, ha a motor nem indul be azonnal, és gyanús füst jelenik meg a kipufogócsőből. Mindez teljesen normális.
Dugattyúgyűrűk cseréje saját kezűleg - Videó
A dekarbonizáció csak abban segíthet, hogy megszabaduljon a szénlerakódások megjelenésétől. Ha a gyűrűk erősen elhasználódtak, azonnal ki kell cserélni őket.
Új gyűrűkészlet vásárlásakor csak a kiváló minőségű alkatrészeket részesítse előnyben. Ne féljen a magas ártól, mivel az olcsó analógok csak néhány ezer kilométeren keresztül tudják normálisan működni a motort. Ügyeljen arra, hogy a gyűrűk készítéséhez használt anyag megegyezzen a motor anyagával. Ez az egyik fő kritérium.
A következő lépés az olaj leeresztése és minden olyan alkatrész eltávolítása, amely megakadályozza a dugattyúk blokkból való kihúzását. Távolítsa el a légszűrőt, az üzemanyag-szivattyút és csavarja ki a gyújtáselosztó rögzítőcsavarjait. Ezután távolítsa el a vezérműtengely fogaskerekét, csavarja le a hengerfej fedelét és vegye le. Ezután csavarja le a vezérműtengely csapágyait rögzítő házakat.
Amint a vezérműtengelyhez való hozzáférés megnyílik, az olajtömítéssel együtt kihúzódik. Az alkatrész úgy van felszerelve, hogy a dugattyú a felső holtpontban legyen. A gyertyát kifordítják, és egy speciális rudat helyeznek a lyukba, amely megakadályozza a szelep leesését. Egy speciális lehúzó segítségével a szeleprugót összenyomják, és két kekszet csipesszel kihúznak. A gyűrűk kihúzásához speciális eszközt is kell használni.
Az új gyűrűk felszerelése fordított sorrendben történik, azonban mielőtt benyomná őket, feltétlenül kenje meg őket motorolajjal. Rendkívül fontos, hogy ne keverje össze az oldalakat, mert ez megnövekedett olajfogyasztást okozhat.
Figyelembe véve a belső égésű motor működési elvét, megérthető, hogy a fő folyamatok a hengerekben zajlanak. Ezenkívül ehhez bizonyos feltételek megteremtése szükséges, amelyek közül az egyik az égéstér - a dugattyú feletti tér - tömítettségének biztosítása. Sőt, maga a dugattyú egy mozgó elem, amely a henger belsejében mozog, vagyis csúszó kapcsolat van közöttük.
Érdemes megjegyezni, hogy a dugattyú átmérőjének kisebbnek kell lennie, mint a henger belső méretei. És mindez azért, mert a hengerekben zajló folyamatokat jelentős mennyiségű hő felszabadulása kíséri. A magas hőmérsékletnek való kitettség következtében a fémek kitágulnak. Ha a dugattyú átmérője megegyezik a henger átmérőjével, akkor hevítéskor elakadás történne. Kiderül, hogy ezek között az elemek között rés van, vagyis nem lesz tömítettség. A probléma megoldására egy másik elemet is hozzáadtak a CPG kialakításához - a dugattyúkra szerelt speciális gyűrűket.
Dugattyús készülék
Ezeknek a CPG-elemeknek számos fontos funkciója van:
- Biztosítja az égéstér tömítettségét.
- Szabályozzák a hengerfalak kenéséhez használt kenőanyag mennyiségét, és megakadályozzák, hogy a dugattyú feletti térbe jusson.
- A hő a dugattyúról a hengerre távozik.
A dugattyúgyűrűk működése meglehetősen nehéz körülmények között történik - magas hőmérsékleti kitettség, jelentős mechanikai terhelések, amelyek nemcsak a gázoknak való állandó kitettségből erednek, hanem a megnövekedett súrlódásból is, ami a kenőanyag hiánya miatt következik be a dugattyú aljának területén. 
Egy gyűrű nem tud megbirkózni a feladatokkal, ezért a dugattyúra több elemet szerelnek fel, amelyek mindegyike meghatározott funkciókat lát el. Minden dugattyúgyűrű két típusra osztható:
- tömörítés (a tömörség biztosítására tervezték);
- olajkaparó (állítsa be a kenőanyag mennyiségét a CPG-ben).
A teljes mennyiség változhat, és attól függ tervezési jellemzők erőmű. A legelterjedtebb a háromgyűrűs elrendezés (2 - kompressziós, 1 - olajkaparó). De vannak olyan motorok, amelyekben számuk elérheti a 7 darabot. És például a kétütemű motorokon csak két kompressziós szelep van felszerelve, és az olajkaparót nem használják.
Minden használt gyűrű nyitott típusú. Vagyis nem tömörek (a dugattyúhoronyba egyszerűen lehetetlen lenne beszerelni), és van benne egy kivágás, ami egyébként szintén fontos szerepet játszik.
Kiterjesztett állapotban a gyűrűk ovális alakúak, és a végeik közötti távolság jelentős. Ez lehetővé teszi, hogy könnyen felhelyezze a dugattyúra, és beépítse egy speciális horonyba. Ha a hengerben van, akkor a megfelelőt veszi kerek forma, amely biztosítja a teljes kerületen való illeszkedést, miközben a kivágás (zár) csökken, és ez a rés mindössze 0,15-0,5 mm. Ez a rés termikus, feladata pedig a hőtágulásból adódó méretek kompenzálása.
Mivel van egy rés, a gázok átjuthatnak rajta az aldugattyútérbe. Ennek a tényezőnek a kiküszöbölésére két kompressziós gyűrűt kell felszerelni. Létrehoznak egy úgynevezett labirintus típusú tömítést, amelyhez az első gyűrű zárját 180 fokkal elforgatják. a másodikkal kapcsolatban. De még ez a megoldás sem biztosítja a dugattyú feletti tér teljes tömítését, és a gázok egy része behatol a forgattyúházba.
Videó: ICE Theory: Piston Rings (2. rész)
Megjegyezzük, hogy egy további harmadik nyomógyűrű beépítése ugyan lehetővé teszi a szivárgások csökkentését, ugyanakkor a CPG-ben a súrlódási erő jelentősen megnő, így ez a megoldás nem praktikus.
Kompressziós gyűrűk
A fő terhelés az első nyomógyűrűre esik, amely a legközelebb található a dugattyú aljához. Fő feladata az égéstér tömítettségének biztosítása. Ez az, amelyik a legnagyobb hőmérsékletet és gáznyomást tapasztalja, és mindezt kenőanyaghiányos körülmények között. A fal és a gyűrű közötti súrlódás minimalizálása érdekében az utóbbi munkafelülete le van kerekítve. Szintén a felületre szórt molibdén vagy króm betét csökkentheti a felső gyűrű kopását nehéz körülmények között történő üzemeléskor, de maga rugalmas, nagy szilárdságú öntöttvasból készül, de néha acélt is használnak.
Videó: 2.0 ICE elmélet: Hiba az olajkaparó dugattyúgyűrűjének beszerelésénél
Figyelemre méltó, hogy a munkagázok részt vesznek az égéstér tömítettségének megteremtésében. Ebből a célból a gyűrű magassága valamivel kisebb, mint a horony magassága. A kialakult résen keresztül a gázok behatolnak a horonyba, és nyomást gyakorolnak a gyűrű belső felületére, tovább nyomva azt a falhoz.
Egyes gyártók úgynevezett „egy darabból álló” kompressziós gyűrűket gyártanak. Valójában két lapos gyűrűből áll, amelyek a dugattyúra helyezés után 180°-kal elfordulnak egymáshoz képest a zárak segítségével. Lényegében ez a kialakítás lehetővé teszi a labirintustömítés bonyolítását, ezáltal csökkentve az áthaladó gázok mennyiségét.
A második kompressziós gyűrű két célt szolgál. Először is, ez a labirintustömítés eleme, és megakadályozza a felső gyűrűn áttört gázok behatolását az aldugattyú üregébe. Másodszor, részt vesz a kenőanyag mennyiségének beállításában a hengerfalakon. Ennek az elemnek sajátos munkafelület-formája van (kúpos vagy L-alakú). Ez a felület a kaparó szerepét tölti be, eltávolítja a felesleges kenőanyagot a falakról, és az olajkaparó gyűrűhöz juttatja. Ezért is hívják kaparónak.
Mivel lényegesen kisebb terhelést vesz igénybe, mint az első, nagy szilárdságú permetezést nem alkalmaznak teljes egészében gömbgrafitos öntöttvasból.
Olajkaparó gyűrűk
Az olajkaparó gyűrűk feladata a hengerfalakon lévő olajréteg vastagságának beállítása, vagyis a beállítás, nem pedig a kenőanyag teljes eltávolítása. Ha nincs elég olaj, a súrlódási erő megnövekszik, ami a gyűrűk gyors kopásához, valamint a hengerfalakon előforduló horzsolásokhoz vezet. Az égéstérben történő égés során nagy mennyiségben leülepedik benne minden felületen.
Szerkezetileg ez az elem a legbonyolultabb, és ez az egyetlen, amelyen leeresztőnyílások találhatók az eltávolított olaj leeresztéséhez. Két típus használható autókon:
- U alakú.
- Összetett.
Az U alakú gyűrű munkaelemei két él, amelyek lekaparják a kenőanyagot a falakról. Ezenkívül a felső él által eltávolított olaj áthalad a vízelvezető nyílásokon, és lefolyik a dugattyúban kialakított csatornákon. Az alsó él által lekapart kenőanyag a dugattyúszoknya és a henger falán lefelé halad.
Videó: Dugattyúkat helyezünk a hengerblokkba
A felületre gyakorolt szükséges nyomás biztosítása érdekében speciális tangenciális expandereket használnak:
- spirál;
- lamellás;
Ezeket a tágítókat a gyűrű alatti dugattyúhoronyba kell beszerelni. A spirális tágítóhoz a gyűrű belső felületén speciális horony készül.
A kompozit olajkaparó gyűrűket egy összecsukható kialakítás különbözteti meg, amely több elemet tartalmaz, nevezetesen két lapos gyűrű alakú lemezt (acélból és krómozott bevonattal), amelyek között két tágító van elhelyezve - érintőleges és axiális. Egyes esetekben csak egy bővítőt használnak, ami lehetővé teszi a bővítést mindkét irányban.
Alapvető hibák
Mivel ezek a CPG-elemek folyamatosan érintkeznek a hengerfallal, fő működési hibájuk a munkafelületek kopása. Ezen elemek élettartama nagymértékben függ a gyártás anyagától és az üzemi feltételektől, és 150 ezer és 1 millió km között változhat.
De az üzemeltetési szabályok be nem tartása jelentősen csökkentheti élettartamukat. Az erőforrást a következők befolyásolhatják:
- Idő előtt az erőműben.
- Alacsony minőségű üzemanyag használata.
- Az autó gyakori használata forgalmi dugókban vagy rövid utakon.
- Túl nagy terhelések létrehozása az erőműben.
- Motor túlmelegedés.
A dugattyúgyűrűk súlyos kopásának fő jele a kompresszió erős csökkenése, aminek következtében csökken az autó teljesítménye és dinamikus teljesítménye és nő az üzemanyag-fogyasztás, valamint jelentősen megnő a kenőanyag-fogyasztás.
A dugattyúgyűrűk tömítést képeznek a hengerfal és a dugattyú között. Jó tömítést kell biztosítania a henger teljes síkjában, széles hőmérsékleti tartományban. A négyütemű motorokban leggyakrabban három gyűrűt használnak, ebből kettő kompressziós gyűrű és egy alsó olajkaparó gyűrű.
- A kompressziós gyűrűk megbízható tömítést biztosítanak a henger és a dugattyú között az égéstér tömítésére.
- Hőelvezetés a dugattyúról a hengerfalakra.
- Az olajkaparó gyűrűk eltávolítják a felesleges olajat a henger faláról, megakadályozva, hogy az égéstérbe kerüljön. Ezeket azonban nem távolítják el teljesen, hanem beállítják, így meghagyják a szükséges mennyiségű olajat a nyomógyűrűknek.
Első kompressziós gyűrű
Kizárólag arra tervezték, hogy megakadályozza a táguló gázok áttörését az égéstérben. A teljesítménylöket ciklusa alatt az égéstérben megnövekvő nyomás az első nyomógyűrűt a dugattyúhorony aljára kényszeríti, és erősebben nyomja a henger falaihoz, ezáltal megfelelő szigetelést biztosít az égéstérnek. A gyűrűhoronyban lévő nyomás a következő löketek során megmarad.
sikerül leereszkedni. A gyűrű és a horony közötti rés az 0,04-0,08 mm
Megvédi a második gyűrűt a magas égési hőmérséklettől és csökkenti a terhelést. A dugattyúról a hengerre a legnagyobb hőátadás a dugattyúról a hengerre távozó hő körülbelül 50-60%-a a kompressziós gyűrűkön történik. A gázok egy része áttör, a második gyűrű elkezdi ellátni a funkcióit, erről majd később.
Az első kompressziós gyűrű kiváló minőségű öntöttvasból készül, amely képes ellenállni a magas hőmérsékletnek és terhelésnek, miközben alacsony hőtágulási együtthatója van. A motor működése közben a gyűrű hőmérséklete eléri a 180-210°C-ot, a felső holtponton, ahol gyakorlatilag nincs kenés a súrlódás miatt, egy másik magas hőmérsékletű. A gyűrű külső munkafelülete gyakran speciális bevonattal van ellátva, amely csökkenti a súrlódást. Ez lehet molibdén, cermet és kerámia plazma felületkezelése. A legelterjedtebb típus a krómbevonat, amelynek matt szürke színű (galvanizálással felhordva), és sajátos porózus szerkezete van, amely lehetővé teszi az olaj visszatartását a súrlódás további csökkentése érdekében. A fennmaradó felületek a foszfátozás következtében feketék. A bevonat súrlódás- és korróziógátló tulajdonságokkal rendelkezik.
A nyomógyűrűk nem teljesen kör alakúak, hanem szabad állapotban összetett ív alakúak és meglehetősen nagy véghézaggal rendelkeznek. Miután a gyűrű a helyére került a dugattyúban, és behelyezték a hengerbe, egyenletes szorítóerőt biztosít a kerület bármely pontján.
Második kompressziós gyűrű
Kedvezőbb körülmények között működik és kiegészítő tömítés funkciót lát el Valamint speciális formájának köszönhetően segíti az olajkaparót a felesleges olaj eltávolításában, csak olajfilmet hagyva a henger felületén. Az átlagos gyűrű hőmérséklet 150 - 170 °C üzemi módban. A gyűrű és a dugattyúhorony közötti rés valamivel alacsonyabb, mint az elsőnél 0,03-0,06 mm. A gyűrűformák sokfélesége meghatározza bizonyos funkciók teljesítményét. Ilyen például a terhelés elosztása a horonyban, a dugattyúszoknya súrlódásának csökkentése olajjal történő aquaplaning segítségével, a felesleges olaj eltávolítása.
A gyűrű belsejében lévő letörés határozza meg, hogy a gyűrű melyik irányba hajlik. Ha a letörés alul van, akkor a gyűrű melegítés után lefelé fordítja a külső felületét, ahogy az a képen is látható. És ennek megfelelően, ha a letörés felül van, akkor a gyűrű munkafelülete felfelé fordul.
Olajkaparó gyűrű
A kompressziós gyűrűk alatt egy olajkaparó gyűrű található, amely azt a funkciót látja el, hogy eltávolítsa a felesleges olajat a henger falairól.
A kompressziós gyűrűkön keresztül az égéstérbe behatoló nagy mennyiségű olaj rossz hatással van a motor teljesítményére. Működés közben égő olaj rakódik le a szelepfalakon, az égéstérben, a gyújtógyertyákon és a dugattyú alján. A nagy lerakódások nagyon felforrósodnak, növelve a detonáció valószínűségét. A kipufogószelepek fokozott hőmérsékleti igénybevételnek vannak kitéve.
Az olajkaparó gyűrűk által hagyott vékony olajréteg csökkenti a nyomógyűrűk súrlódási erejét, növelve a tartósságukat. A kompressziós olajkaparóktól eltérően az üzemi gáznyomás nem préseli a dugattyúban és a hengerfalban lévő horony síkjához, ezért speciális axiális és radiális tágítókkal rendelkeznek.
Tervezés szerint kétféle gyűrűt lehet megkülönböztetni: doboz alakúÉs betűszedés mindkettőnek különböző lehet a hosszabbítója.
Ahogy a dugattyú lefelé mozog, az olajkaparó gyűrűk lekaparják a felesleges olajat a henger faláról, és a dugattyú leeresztő nyílásain keresztül visszavezetik a forgattyúházba. A gyűrű előtt található olajék segít a csúszódugattyú szoknyájának hatékony kenésében. A hengerfalakon érdesség, ún hon. amely lehetővé teszi a legvékonyabb olajréteg megtartását a kompressziós gyűrűk számára.
Elterjedtebbek az egymásra helyezett gyűrűk, amelyek két vékony acéllemezből állnak (gyakran különböző bevonattal a tövisek csökkentése érdekében) és egy tangenciális tágítóból, amely axiális és sugárirányú tágulást is végrehajt. Modern motorokban használják.
Az olajkaparó gyűrűk felszerelésének jellemzői
Az olajkaparó gyűrűk beszerelésére szeretném felhívni a figyelmet. Nem lehet probléma a tömörítéssel, ha egyszerű szabályokat követ, a feliratokkal felfelé telepíti őket (feliratok, pont), és speciális eszközt használ.
Az olajkaparó szelepek beszerelésekor nehézségek adódhatnak, ha nincsenek feliratok, vagy ha a bővítőzár megfelelően van felszerelve. Nézzük ezt részletesebben. Ha nincs felirat, akkor nem mindegy, hogy melyik oldalra rakod a gyűrűt, és melyik lesz felül és melyik lesz alul (intarziás).
Gyakran hibák fordulnak elő a dugattyú hengerbe történő beszerelésekor, még akkor is, ha speciális bilincseket használnak a dugattyú gyűrűinek meghúzására. A sajátosság a következő. Az olajkaparó gyűrű összeszerelésekor ügyeljen a bővítőzárra és a dokkolás helyességére. Az érthetőség kedvéért lásd az alábbi képet.
A dugattyún lévő gyűrűk összenyomásakor az olajkaparó gyűrűtágító reteszelése kiugorhat a megfelelő helyzetből és átlapolhatja, spirálba gyűlve, így a lemezek átesnek a tágítón és ez a hengerfalak kopásához, ill. dugattyúhornyok. Ennek elkerülése érdekében a szorítóbilincset a képen látható módon kell elhelyezni.
Az egyszerű szabályok betartásával a gyűrűket megfelelően telepíti a hengerbe.
A belső égésű motor működési elveinek tanulmányozása során megállapították, hogy a dugattyú és a henger közötti csúszó kapcsolat tömített, azaz a dugattyú feletti térben nyomás alatt lévő gázok nem hatolnak be a dugattyú és a hengerfalak közé. a motor forgattyúházába. A dugattyúgyűrűk fő célja az elfogadható tömítettség biztosítása. Meg kell jegyezni, hogy az égéstérből származó gázok egy kis része még egy új, teljesen üzemképes motor esetében is behatol a forgattyúház belső terébe. A dugattyúgyűrűket használó tömítést műszakilag labirintus típusú tömítésnek nevezik, az ilyen típusú tömítéseknél mindig előfordul némi gázszivárgás. De ez a szivárgás a működő motoron általában 0,5-1,0% tartományban van.
A motor forgattyúházában található gázokat forgattyúházgázoknak nevezzük. Ahogy a motor henger-dugattyú csoportja elhasználódik, a forgattyúházgázok mennyisége növekszik.
A tömítésen kívül a dugattyúgyűrűk további két feladatot látnak el. Szabályozzák az olaj mennyiségét a hengerfalakon, amelyek maguknak a gyűrűknek és a dugattyúnak a kenéséhez, valamint a dugattyúról a hengerfalakra történő hőelvezetéshez szükségesek.
A dugattyúgyűrűk rendeltetése:
- A dugattyú és a hengerfal közötti tömítettség biztosítása.
- A dugattyú-henger csatlakozás kenéséhez és az olaj motor égésterébe való bejutásának megakadályozásához szükséges olaj mennyiségének szabályozása.
- Hőelvezetés a dugattyúról a hengerfalakra.
A dugattyúgyűrűk ezt a három feladatot nagyon nehéz körülmények között, magas hő- és mechanikai terhelések. A dugattyúgyűrűk hőfeszültsége forró munkagázok hatására és a gyűrűknek a hengerfalakkal szembeni súrlódása hatására lép fel, ami a dugattyú felső részének olajéhezés körülményei között lép fel.
Ezeknek a problémáknak a sikeres megoldása mind a gyűrűk kialakításával, mind a gyűrűkészítéshez szükséges anyag helyes megválasztásával érhető el.
Gyűrű típus
Dugattyúgyűrűk - diagram
1.1. Molibdén kopásgátló betét
- Második kompressziós gyűrű
- Olajkaparó gyűrű
3.1. Felső olajkaparó lemez
3.2. Tangenciális bővítő
3.3. Alsó olajkaparó lemez
Fénykép egy modern benzinmotor dugattyújának keresztmetszetéről, amelyre tipikus dugattyúgyűrű-készletet szereltek fel a felső képen látható diagramnak megfelelően.
A kompressziós gyűrűk biztosítják a szükséges tömítettséget, az olajkaparó gyűrűk pedig szabályozzák az olaj mennyiségét a hengerfalakon. Pontosan ezt állítják be, és nem távolítják el teljesen, mivel a teljes vagy túl sok olaj eltávolítása a dugattyú és a hengerfalakkal való kapcsolat olajéhezéséhez vezet a dugattyú felső részében, és a dugattyú ezt követően elakad a dugattyúban. henger.
Korábban a motorok alacsony fordulatszámúak voltak, és az egy dugattyún lévő dugattyúgyűrűk száma elérte az 5-7-et. De szinte minden modern benzinmotor és nagy sebességű autó dízelmotorok Csak három dugattyúgyűrű van egy dugattyún - két kompressziós gyűrű és egy olajkaparó gyűrű.
Bár az állandóan nagy sebességgel működő kényszersportkocsik motorjainak dugattyúinak csak két gyűrűje lehet. A dízel autók dugattyúinak pedig az indítás megkönnyítése érdekében négy gyűrűje lehet, amelyek közül három kompressziós gyűrű.
Némi terminológia
- Vége az engedély szabad állapotban
- Végleges ürítés tömörített állapotban
- A gyűrű torziós csavarása összenyomás után
Kompressziós dugattyúgyűrűk
Első (felső) kompressziós gyűrű
A motorhengerben található dugattyú hornyába beépített gyűrűnek abszolút kerek alakot kell felvennie (ezt akkor kell megtenni, ha magának a hengerbetétnek nincs deformációja), és a henger teljes külső kerülete mentén hozzá kell nyomódni a henger felületéhez. dugattyúgyűrű. Ennek biztosítására a rugalmas dugattyúgyűrűt nem szabályos kör, hanem változó sugarú ív alakjában készítik, amely nagyobb, mint a henger átmérője, és kellően nagy rés (1) van a henger végei között. a gyűrű szabad állapotban. A hengerbe szerelve a gyűrű összenyomódik, és a gyűrűzárban lévő rés (2) 0,15 ? 0,5 mm. Ennek a résnek a pontos és maximálisan megengedett értéke a motor műszaki dokumentációjában van feltüntetve. A szabályozott résérték biztosítása nagyon fontos, a nagyobb rés hozzájárul a gázok behatolásához a motor forgattyúházába és a teljesítmény csökkenéséhez. De még veszélyesebb a dugattyúgyűrű reteszének csökkentett hézaga. Üzem közben a hevítés hatására a gyűrű kitágul, és kisebb rés mellett a dugattyúgyűrű beszorulhat a hengerben, ami a henger felületén kopás kialakulásához, a gyűrűk közötti válaszfalak töréséhez vezet. a dugattyú, vagy magának a gyűrűnek a törése. Ezért a rés enyhe növekedése elfogadható, de a dugattyúgyűrű reteszében a rés csökkenése elfogadhatatlan.
A dugattyúgyűrűk vezető gyártói olyan gyűrűket gyártanak, amelyek hézagja 0,1 mm után fokozatosan csökken, akár 15 ilyen kiválasztott méret is lehet.
Nincs véghézag, miközben csökkenti a gyűrű magasságát
Egyes dugattyúgyűrű-gyártók "nincs hézag" dugattyúgyűrűket gyártanak. Természetesen lehetetlen megváltoztatni a fémek természetes tágulását a hőmérséklet emelkedésével, ha a motor hengerébe hézag nélkül szerelt gyűrűt biztosan elakad. De egy sikeres tervezéssel sok mindent meg lehet oldani. Ebben az esetben a dugattyúgyűrű két egymásra helyezett lapos gyűrűből áll, amelyek egymáshoz képest 180°-kal elforgatva. Ebben az esetben a felső gyűrű "betű" alakú. L ", és az alsó gyűrű be van helyezve a felső gyűrű mélyedésébe, ami miatt egy ilyen gyűrű magassága nem haladja meg a szabványos gyűrű magasságát.
Valaha a régi, alacsony fordulatszámú motorok dugattyúgyűrű-reteszelései bonyolult formájúak voltak, hogy csökkentsék a gáz áttörését a gyűrűzáron keresztül, de a modern, nagy sebességű motoroknál a gyűrűzáron keresztüli gázáttörés jelentéktelen. Ezért a modern gyűrűknek csak téglalap alakú zár formája van.
Dugattyúgyűrű zárak
A dugattyúgyűrűk helyes felszerelése
A dugattyúgyűrű változó ívsugarát nem önkényesen veszik fel, hanem úgy számítják ki, hogy biztosítsák a gyűrűt a henger falaihoz nyomó erő szükséges diagramját. Működés közben a dugattyúgyűrű egyenetlenül kopik. A kísérletek eredményeként megállapították, hogy a gyűrű a zár területén kopik a legintenzívebben. Ezért a gyűrű nyomóerejének kezdeti növekedése a zár területén megnöveli a gyűrű élettartamát.
De a pontosan kiszámított gyűrűerő diagram megváltozhat a gyűrű nem szakszerű beszerelése miatt a dugattyúra. Modern, nagyon vékony kompressziós dugattyúgyűrűket nem szabad kézzel felszerelni a dugattyúra. Ehhez speciális eszközt kell használni, amely biztosítja a gyűrű egyenletes kiterjedését a teljes kerületen, és korlátozza a maximális tágulást.
A gyűrű kézi beszerelése, fokozott és egyenetlen tágulás mellett jelentősen csökkenti a gyűrű élettartamát.
A nyomógyűrűket a hengerbélés falaihoz nyomja
Ezen az ábrán látható, hogy a gázok az égéstérből a dugattyú tűzzóna és a hengerfal közötti résen, valamint a válaszfal és a dugattyúgyűrű közötti résen keresztül a dugattyúgyűrű belső üregébe jutnak. Ebben az esetben a felső kompressziós gyűrű belső üregében a nyomás majdnem megegyezik az égéstér nyomásával.
A gyűrű belső felületére nehezedő gáznyomás miatt a dugattyúgyűrű ezenkívül a henger falaihoz nyomódik. A gázok egy része a második kompressziós gyűrű belső üregébe is bejut. Mivel az első kompressziós gyűrű fojtja a gáznyomást, a második kompressziós gyűrű belső üregében a nyomás az első kompressziós gyűrű belső üregében lévő nyomás 30-60%-a lehet.
Figyelembe véve azt a tényt, hogy a motorban minden folyamat meglehetősen gyorsan megy végbe, a dugattyúgyűrűk belső üregeiből származó nyomás nem csökken az erőlöket következő üteméig, ezt a jelenséget nyomásfelhalmozódásnak nevezik. A nyomásgyarapodás biztosítja az öregedés vagy túlmelegedés következtében részben rugalmasságukat vesztett dugattyúgyűrűk elfogadható működését. A rugalmasságukat vesztett dugattyúgyűrűk kielégítően működnek nagy motorterhelés mellett, de ha a motor alacsony terhelés mellett működik, a dugattyúgyűrűk nem biztosítják a szükséges tömítést. Ezért a soros személygépkocsi dugattyúgyűrűi üzemképesnek tekinthetők, mivel saját rugalmasságuknál fogva nyomást biztosítanak a hengerfalakra.
Egyes dugattyúgyűrű-gyártók azt állítják, hogy a dugattyúgyűrűkre ható nyomóerő akár 90%-a a motor munkagázainak nyomásából származik. Talán a hasonló műszaki jellemzőkkel rendelkező gyűrűk csak speciális sportmotorokhoz alkalmasak, amelyek folyamatosan nagy sebesség és nagy terhelés tartományban működnek, de nem valószínű, hogy egy ilyen gyűrű sikeresen működik egy sorozatgyártású autó motorjában. A speciálisan előkészített dugattyúgyűrűk, mint sok más motoralkatrész, javíthatják a motor teljesítményét szigorúan meghatározott fordulatszám és terhelés mellett. De ugyanakkor jelentősen rontja a motor teljesítményét más üzemmódokban.
Nagyon fontos működési méret a gyűrű és a dugattyúhorony közötti oldalirányú hézag, mivel ettől függ a dugattyúhoronyban uralkodó nyomás. Átlagosan ez a különbség egyenlő 0,04 ? 0,08 mm. Ennek a résnek a mérete meghatározza a dugattyúgyűrűk válaszfalain jelentkező lökésterhelést és ennek megfelelően a motor zaját is, amely a rés növekedésével nő, vagy a dugattyúgyűrűk elakadásának (mobilitásvesztésének) valószínűségét a rés csökken.
Sok autószerelő úgy gondolja, hogy a dugattyúk nem használhatók tovább a dugattyúvezető (szoknya) kopása miatt, de általában a dugattyúvezető kopása jelentéktelen. Természetesen, ha a dugattyú nem működött olajéhség üzemmódban, és nem képződtek kopásnyomok a dugattyú és a hengerfalak felületén.
Valójában a dugattyút gyakran elutasítják a felső nyomógyűrű horonyának elfogadhatatlan kopása miatt.
A gyártás során mind a dugattyúgyűrűk magassága, mind a dugattyúhorony magassága némi eltérést mutat, ezért a szükséges hézag biztosítása érdekében esetenként lehetőség van a kívánt magasságú dugattyúgyűrű kiválasztására.
Második kompressziós gyűrű
A második nyomógyűrű alakja eltér az első nyomógyűrű alakjától. Néha a különös alak miatt külső felület a második kompressziós gyűrűt kaparógyűrűnek nevezzük
Ez a gyűrű nemcsak kompressziós gyűrűként működik, hanem részt vesz a hengerfalakon lévő olaj mennyiségének szabályozásában is, vagyis részben ellátja az olajkaparó gyűrű feladatát. A második gyűrű munkafelületének alsó része kaparó alakú, amely, amikor a dugattyú lefelé mozog, eltávolítja a felesleges olajat a henger falairól. Az alsó kompressziós gyűrű sokkal könnyebb körülmények között működik. Mind a gyűrűzóna hőmérséklete, mind a gyűrűre ható gáznyomás (illetve a gyűrűt a hengerfalhoz nyomó erő) lényegesen alacsonyabb a felső gyűrűt érintő hasonló mutatókhoz képest.
Mindkét nyomógyűrűt csak egy pozícióban szabad felszerelni. A kompressziós dugattyúgyűrű felső felülete „T”, „TOR” vagy más jelzéssel van ellátva. A gyűrűt mindig ezzel a jelzéssel felfelé kell felszerelni. Rosszul szerelt dugattyúgyűrű, nem működik megfelelően.
Olajkaparó gyűrűk
Olajvezérlő dugattyúgyűrű
Az olajkaparó gyűrűk a dugattyúk kompressziós gyűrűi alatt vannak felszerelve. A modern motorok dugattyúin személygépkocsik Csak egy olajkaparó gyűrű van felszerelve. Bár a régebbi motorok, különösen az álló helyzetűek, több olajkaparó gyűrűt használtak.
Az olajkaparó gyűrűk a hengerfalakon lévő olaj mennyiségének szabályozására szolgálnak. Az orosz közmondás itt nem igazán érvényes: „A kását nem lehet vajjal elrontani.” Ne legyen annyi olaj a hengersorokon, amennyi csak lehetséges, hanem pontosan annyi olaj, amennyi szükséges. Az elégtelen olaj olajéhezést, és ennek következtében a dugattyúgyűrűk, a dugattyú és a hengerfelület fokozott kopását okozza. Bizonyos súlyos motorüzemi körülmények között, olajhiány mellett, a dugattyú-henger csatlakozás kopása, sőt a dugattyú teljes elakadása is előfordulhat a hengerben.
A hengerfalakon túl sok olaj szintén nem kívánatos. A felesleges olaj a kompressziós gyűrűkön keresztül jut be a motor égésterébe. Ez megnövekedett olajfogyasztáshoz, szénlerakódásokhoz vezet az égéstér falán, a szelepeken és a gyújtógyertyán. Az égetett olajból származó szénlerakódások az égéstérben és a szelepeken jelentősen rontják a helyzetet specifikációk motor. A motor működése közben a kenőrendszer nagy mennyiségű kenőanyagot permetez a henger alsó belső üregébe, ami a dugattyúcsap kenéséhez és a dugattyú hűtéséhez szükséges.
Amikor a dugattyú lefelé mozog, az olajkaparó gyűrű éleivel összegyűjti a felesleges olajat a hengerfalakról, és a dugattyúhoronyban lévő leeresztő nyílásokon keresztül a dugattyú belső üregébe irányítja. Az olaj ezután az olajteknőbe folyik, és visszatér a motor kenőrendszerébe.
A motor megbízható működéséhez meghatározott vastagságú vékony olajrétegnek kell lennie a hengersoron. Az olajréteg nemcsak az olajkaparó gyűrűtől függ, hanem a felületkezelés minőségétől is, mind maguktól a hengerfalaktól, mind a dugattyútól. Néha hallani azt a véleményt, hogy minél tisztábbra van polírozva a hengerfal felülete, annál kisebb a súrlódási erő és annál jobban működik a motor. Valójában ez nem igaz. A jelenlegi technológiák nagyon jó minőségű hengerfelületeket tudnak előállítani, de a polírozott felület nem tartja vissza az olajat.
A hengerfurat végső hónolása során a belső felületén olyan szerkezet jön létre, amely lehetővé teszi a szükséges mennyiségű olaj megtartását.
Háló a hengerbélés felületén
Hengerfelület szerkezete.
Először a durva csiszolást durva szemcsés csiszolással végezzük. A szükséges felületi struktúra kialakításához a csiszoló a forgó mozgással egyidejűleg függőleges oda-vissza mozgásokat végez, aminek következtében a henger felületén gyémántok képződnek. Ezt követően puha, finom szemcsés csiszolással a gyémántokból sima felületet készítenek.
A dugattyúszoknya felülete nincs teljesen sima. A szükséges szemcseméret a megmunkálás után a dugattyú felületén marad.
Ha a kompressziós dugattyúgyűrűk, különösen a felső, összenyomása elsősorban a munkagázok nyomása miatt történik, akkor az olajkaparó gyűrűknek saját rugalmasságuk miatt kell kompressziót biztosítaniuk. Ezt az olajkaparó gyűrűk kialakítása és a gyűrűk készítésének anyagválasztása biztosítja.
Az olajkaparó gyűrű kialakítása összetettebb, mint a kompressziós gyűrűé. Az olajkaparó gyűrűk doboz alakúak, két felületük van az olaj lekaparásához, és belső nyílások vannak az olaj leeresztéséhez a dugattyú leeresztő nyílásaiba. Az ilyen gyűrűkbe gyakran rugóterhelésű radiális tágítót helyeznek be, hogy biztosítsák az olajkaparó gyűrű szükséges nyomását a hengerfalakhoz. Ebben az esetben azzal belül A gyűrű U-alakú vagy V-alakú horonnyal készül spirálrugóhoz.
Széles körben elterjedtek a több részből álló összetett olajkaparó gyűrűk. Az ilyen gyűrű általában két lapos krómozott acél oldallemezből áll, amelyek külső körei azok az elemek, amelyek eltávolítják az olajat a hengerfalakról. Az oldallemezeket radiális és axiális tágítók (expanderek) segítségével tágítják. Néha ezt a két tágítót egy érintőlegesre cserélik, amely egyidejűleg az olajkaparó gyűrű axiális és sugárirányú tágítását is eredményezi. A sorozatgyártású autómotorokban a legszélesebb körben a háromkomponensű olajkaparó gyűrűket használják, amelyek krómozott oldallapokból és tangenciális tágítóból állnak.
Kompozit háromrészes olajkaparó gyűrűk
A sorozatgyártású autómotorok kompressziós dugattyúgyűrűi általában speciális, tartós ötvözött öntöttvasból készülnek, de Utóbbi időben a kompressziós gyűrűk, különösen az erősen gyorsított motoroknál, acélból készülnek. A kompressziós gyűrűk kopásállóságának növelése érdekében króm vagy molibdén bevonatot visznek fel a munkafelületükre. A porózus króm, amelyet a dugattyúgyűrűk bevonására használnak, megtartja a felületén a szükséges mennyiségű olajat. Ezek a bevonatok nemcsak nagy kopásállósággal rendelkeznek, hanem csökkentett súrlódási együtthatóval is rendelkeznek, ha az öntöttvashoz párosítják, amelyből a hengerblokk vagy az alumínium blokk olvasztott hengerbetétjei készülnek. A molibdént plazma permetezéssel hordják fel a dugattyúgyűrűkre.
Mivel a molibdén meglehetősen drága fém, általában csak a felső kompressziós gyűrűre hordják fel, és a molibdén permetezése előtt vékony hornyot készítenek a gyűrű munkafelületén. A sajátjuk szerint fizikai tulajdonságok A krómozott dugattyúgyűrűk kissé eltérnek a molibdénnel bevont dugattyúgyűrűktől.
