U svakom modernom klipnom motoru postoje dijelovi koji osiguravaju nepropusnost komore za izgaranje i podmazivanje cilindara - klipni prstenovi.Pročitajte sve o klipnim prstenovima, njihovim postojećim vrstama, značajkama dizajna i radu, kao i pravilnom odabiru i zamjeni prstenova u predloženom članku.
Što su klipni prstenovi?
Klipni prstenovi - dijelovi grupe cilindra i klipa (CPG) motora s unutarnjim izgaranjem;metalni odvojivi prstenovi postavljeni na klipove kako bi zabrtvili komoru za izgaranje, smanjili gubitke motornog ulja i smanjili količinu ispušnih plinova koji ulaze u kućište radilice.
Za normalan rad klipnog motora s unutarnjim izgaranjem od presudne je važnosti da se na kraju takta kompresije (kada klip dosegne gornju mrtvu točku) u komori za izgaranje stvori tlak koji prelazi određenu minimalnu razinu - taj se parametar naziva kompresija.Za benzinske motore kompresija je u rasponu od 9-12 atmosfera, za dizel jedinice ovaj parametar je 22-32 atmosfere.Da bi se postigla potrebna kompresija, potrebno je osigurati brtvljenje komore za izgaranje - ovaj problem rješavaju klipni prstenovi.
Klipni prstenovi obavljaju nekoliko ključnih funkcija:
● Brtvljenje komore za izgaranje - veličina prstena je odabrana točno prema unutarnjem promjeru cilindra, čime se sprječava proboj plinova iz komore za izgaranje u karter;
● Smanjenje sila trenja - površina trenja prstenova na stijenkama cilindra mnogo je manja od površine klipa, što smanjuje gubitke trenja dijelova CPG-a;
● Kompenzacija toplinskog rastezanja CPG materijala - klipovi i cilindri izrađeni su od raznih legura s različitim koeficijentima toplinskog rastezanja, uvođenjem prstenova sprječava se zaglavljivanje klipova i promjena kompresije pri porastu i padu temperature motora;
● Podmazivanje stijenki cilindara i uklanjanje viška ulja (čime se sprječava njegov ulazak u komore za izgaranje i smanjuje gubitak ulja zbog rasipanja) - prstenovi posebnog dizajna osiguravaju uklanjanje viška ulja sa stijenki cilindara koji nastaje tijekom rada motora, ali ostaviti uljni film potreban za smanjenje trenja;
● Hlađenje stijenki klipa - dio topline iz klipa se preko prstenova odvodi na stijenke cilindra.
Lako je vidjeti da klipni prstenovi igraju presudnu ulogu u radu CPG-a i funkcioniranju cijele pogonske jedinice.Eventualne neispravnosti i istrošenost prstenova očituju se gubitkom snage motora i općim pogoršanjem njegovog rada, pa je te dijelove potrebno zamijeniti.Ali prije kupnje ili naručivanja novih prstenova, trebali biste razumjeti postojeće vrste ovih dijelova, njihov dizajn i značajke rada.
Klip i klipni prstenovi
Vrste, izvedba i princip rada klipnih prstenova
Na jedan klip ugrađene su dvije vrste prstenova:
● Kompresija (gornja);
● Strugači ulja (donji).
Svi prstenovi nalaze se u poprečnim žljebovima (utorima) pravokutnog profila, koji su bliže glavi klipa.Prstenovi različitih vrsta razlikuju se po dizajnu i namjeni.
Kompresijski prstenovi osiguravaju brtvljenje komore za izgaranje, na jedan klip mogu se postaviti jedan, dva ili tri prstena (jedan na dvotaktnim motorima s unutarnjim izgaranjem motocikala, dva na većini modernih četverotaktnih motora, tri na nekim dizelskim motorima), nalaze se u gornjem dijelu klipa.Strukturno, kompresijski prstenovi su vrlo jednostavni: ovo je metalni odvojivi prsten, čiji je rez napravljen u obliku jednostavne (ravne, kose) ili složene brave, na nekim prstenovima u bravi postoji udubljenje za čep.Brava ima mali razmak (nekoliko mikrometara), koji služi za kompenzaciju toplinskog širenja dijela tijekom rada motora.
Prstenovi su izrađeni od čelika ili posebnih vrsta lijevanog željeza, njihova vanjska (radna) površina može imati različit profil:
● Jednostavna ploča - u ovom slučaju prsten ima pravokutni presjek ili presjek u obliku nepravilnog četverokuta;
● Radijus (u obliku bačve) - vanjska površina prstena je luk kružnice velikog radijusa;
● Sa skošenjem - na vanjskoj površini se izrađuje skošenje male visine;
● "Minutni" prstenovi - vanjska površina ima nagib prema vrhu, kut nagiba je nekoliko desetaka lučnih minuta, po čemu su prstenovi i dobili ime.
Ravni profil ima gornje kompresijske prstenove, koji su prisiljeni raditi na visokim temperaturama i pritiscima u uvjetima nedovoljnog podmazivanja.Kako bi se smanjilo trošenje, radna površina dijela je kromirana, fosfatirana, presvučena kositrom ili na neki drugi način obrađena.Takav prsten je potpuno uz ogledalo cilindra tijekom rada, osiguravajući brtvljenje i uklanjanje topline iz klipa.
Donji prstenovi često imaju složeniji profil.Bačvasti prstenovi imaju manji otpor trenja, a zadržavaju dovoljan stupanj brtvljenja.„Minutni“ prstenovi, zbog nagiba radne površine, smanjuju sile trenja: kada se klip pomiče prema dolje (u radnom hodu), prsten svojim šiljastim rubom klizi po zrcalu cilindra, a kada se kreće prema gore, prsten se istisnuti iz zrcala cilindra zbog nastalog uljnog klina.
Prstenovi za struganje ulja osiguravaju pravilnu raspodjelu uljnog filma po površini cilindra i sprječavaju ulazak ulja u komoru za izgaranje (uklonite ga iz zrcala cilindra).Na jednom klipu se koristi samo jedan prsten, ti dijelovi se ne nalaze na klipovima dvotaktnih motora (jer se ulje dodaje direktno u benzin).Obično prstenovi za struganje ulja imaju kompozitni dizajn, koji uključuje same prstenove i ekspandere.
Klipni prstenovi i njihova shema djelovanja
Prstenovi za struganje ulja su:
● Jednodijelni - prsten u obliku slova U okrenut bazom prema klipu.U podnožju se nalazi niz okruglih ili izduženih rupa kroz koje se provodi odvod ulja;
● Kompozit - koriste se dva tanka (split) prstena između kojih se nalazi razmakni element.
Elementi odstojnika su:
● Radijalno - osigurava pritisak prstenova na stijenku cilindra;
● Aksijalni - koristi se samo u kombinaciji s kompozitnim prstenovima, osigurava otpuštanje prstenova;
● Tangencijalni - kombinirani odstojni elementi, osiguravaju istovremeno širenje prstenova i njihov pritisak na stijenku cilindra.
Elementi odstojnika su pločaste (ravne) ili spiralne opruge ugrađene između ili ispod prstenova, samo jedna ili dvije opruge različitih vrsta mogu se koristiti u prstenu za struganje ulja.
Prsten za struganje ulja je pritisnut na stijenku cilindra i zbog svoje konstrukcije osigurava uklanjanje viška uljnog filma.Sakupljeno ulje ulazi u žlijeb kroz rupe na prstenu, odakle otječe u kućište radilice motora kroz rupe na stijenci klipa.Istodobno, dio ulja ostaje u obliku tankog uljnog filma na stijenci cilindra, što smanjuje trenje u cijelom CPG-u.
Kako odabrati i zamijeniti klipne prstenove
Tijekom rada motora, klipni prstenovi su izloženi značajnim mehaničkim i toplinskim opterećenjima, što dovodi do njihovog postupnog trošenja i gubitka performansi.Kako se prstenovi troše, oni prestaju obavljati svoje funkcije, što dovodi do smanjenja kompresije, curenja plinova u kućište radilice i ulja u komoru za izgaranje.Također ozbiljan problem je "koksiranje" prstenova (zaglavljivanje zbog nakupljanja naslaga ugljika u žljebovima klipa).Zbog toga motor gubi snagu i odziv na gas, ispuh dobiva karakterističnu sivu ili čak crnu nijansu, a potrošnja goriva i ulja se povećava.Kada se pojave ovi znakovi, potrebno je dijagnosticirati motor - provjeriti kompresiju, pregledati svijeće i neke druge dijelove.Ako je kompresija preniska, svijeće su poprskane uljem i postoje problemi s radom agregata, potrebno je zamijeniti klipne prstenove.
Za zamjenu trebate odabrati samo prstenove onih tipova i kataloških brojeva koji su predviđeni za ovaj motor.Treba imati na umu da je nakon obavljanja velikog remonta motora s probušenim cilindrima potrebno koristiti prstenove veličine za popravak prikladne za nove klipove.
Zamjena prstenova mora se izvršiti u skladu s uputama za popravak agregata.Općenito, ovaj rad zahtijeva rastavljanje motora i udubljenje klipova.Stari prstenovi se uklanjaju i utori se temeljito čiste.Novi prstenovi moraju biti postavljeni u skladu s uputama oznaka "Top" ili "Up" na njima.Prilikom ugradnje prstenova provjeravaju se razmaci između bočne površine dijela i stijenke utora u klipu, kao i u bravi prstena umetnutog u cilindar.Svi razmaci moraju biti unutar granica utvrđenih za motor.Prstenovi su smješteni na klipu tako da njihove brave ne leže na istoj liniji i ne padaju na os rupa za prste - tako se formira labirint koji sprječava proboj plinova iz komore za izgaranje.
Kod montaže klipa s novim prstenovima u cilindar treba koristiti poseban trn koji pritišće prstenove na klip.Nakon zamjene klipnih prstenova preporuča se razraditi motor - prvih 800-1000 km ne precjenjivati brzinu i opteretiti motor na pola snage, na kraju uhodavanja treba promijeniti motorno ulje .
Pravilnim izborom i zamjenom klipnih prstenova, motor će vratiti svoju bivšu snagu i pouzdano će raditi u svim režimima.
Vrijeme objave: 13. srpnja 2023