Jak vybrat pístní kroužky – písty TDMK pro motory VAZ.

Pístní kroužky. Obvyklým trendem ve vysoce kvalitních konstrukcích pístů je použití úzkých pístních kroužků. Existuje názor, že tenký kroužek zabrání tzv. chvění kroužku při vysokých otáčkách motoru a sníží tření mezi pístním kroužkem a stěnou vrtání válce. Za všech provozních podmínek fungují úzké kroužky dobře, ale kvůli zvýšeným požadovaným silám stěn a dalším faktorům včetně vysokých provozních teplot způsobují takové kroužky zrychlené opotřebení válců a samotných čel kroužků. Pokud nestavíte motor, který je schopen a často bude mít velmi vysoké otáčky (přes 6.000 ot./min), budete spokojeni se širokými prstenci. Běžné prsteny jsou levnější, vydrží déle a jsou celkem spolehlivé. Ve skutečnosti je zlepšení výkonu díky použití tenkých kroužků tak malé, že je lze zjistit pouze na zkušební stolici nebo při velkém počtu testovacích jízd. Zvažme jejich použitelnost pouze pro závodní motory.

Pokud musíte použít vlastní písty, pak je konstrukce horního kroužku jedním z nejdůležitějších faktorů (mimo jiné), které je třeba zvážit. Pokud je horní kroužek umístěn vysoko na pístu blízko horní části pístu, výkon motoru bude lepší díky menšímu množství nepřístupných plynů zachycených v můstku mezi kroužky. Výhody mohou být malé, ale jsou. Příliš mnoho dobrých věcí však může být katastrofální: pokud je kroužek umístěn příliš blízko horní části pístu, tenký můstek nad drážkou kroužku se může přehřát a zhroutit. Ujistěte se, že se výrobci pístu a kroužku dohodli na optimální poloze můstku kroužku a že písty jsou opracovány podle specifikací.

Materiál pístního kroužku. Ocel, molybden.

Horní pístní kroužky a můstky nad drážkou fungují ve velmi drsných podmínkách. Horní kroužek musí nejen poskytovat dobré utěsnění na pracovní ploše při velmi vysokých tlacích, ale musí také fungovat v prostředí s vysokou teplotou plynu. Kroužky musí odolat těmto nárazům po miliony cyklů a zachovat si svou elasticitu a těsnost. Tyto požadavky určují technologie výroby a metalurgické vlastnosti materiálu prstenu. Materiál kroužku by měl mít nízký koeficient tření, dobré vlastnosti proti zadření a nízký koeficient opotřebení.

Jedním z prvních účinných materiálů používaných pro pístní kroužky byla tvárná litina. Je kombinován s litinou používanou v motorových blocích a jeho porézní struktura umožňuje zadržovat olej, čímž se snižuje opotřebení. Široce se používá také derivát tvárné litiny známý jako tvárná litina. Má většinu kvalit litiny a navíc se dá pružně deformovat, což usnadňuje instalaci kroužků.

Tyto kroužky jsou naprosto přijatelné pro použití, ale posílené motory vyžadují více než jen být přijatelné. Jak se úroveň požadavků v průběhu let zvyšuje, byly nalezeny jiné, účinnější (a dražší) materiály. Jedním z prvních bylo nanesení vrstvy chrómu na litinu. Tyto kroužky nepoužívají obvyklý leštěný chrom nacházející se na nárazníkech a krytech kol, ale místo toho jsou ošetřeny tvrdým chromem. Tyto kroužky byly poprvé použity při výrobě letadel, kde bylo potřeba najít materiál, který by odolal oděru a zadření i při velmi vysokých povrchových teplotách a vysokých tlacích. Tvrdý chrom je také velmi odolný proti opotřebení. Chromované kroužky mají jednu nevýhodu: protože jsou velmi tvrdé; Konstruktéři motorů musí používat přesné techniky vrtání válců, aby dosáhli optimálního výkonu.

Materiál pístního kroužku. Litina.

Pístní kroužky z nerezové oceli jsou vylepšením oproti pochromovaným litinovým kroužkům. Nerezová ocel je v podstatě materiál, který obsahuje velké množství chrómu. A není nic divného na tom, že takové prsteny mají vlastnosti podobné těm, které mají prsteny chromované. Nerezová ocel má také schopnost odolávat vysokým teplotám lépe než chromovaná litina.

Ve snaze zvýšit životnost kroužků a zajistit rychlé vloupání byly vytvořeny molybdenové kroužky. Takovým prstenem je obvykle prsten s litinovou základnou s molybdenovým povrchovým povlakem. Molybden sdílí mnoho vlastností chromu proti opotřebení a v některých případech může být dokonce odolnější vůči opotřebení. Molybdenové kroužky se postupem času pravděpodobně staly základním pilířem vysoce výkonných motorů, protože jsou odolné, relativně snadno se nabourávají a jsou spolehlivější.

Pístní kroužky. Faktory zdrojů

Pokud uvažujete o instalaci kvalitní sady kroužků na vysoce výkonný motor, je třeba mít na paměti několik důležitých faktů, abyste zajistili dlouhou životnost. Zejména životnost prstenů je výrazně ovlivněna šířkou prstenů. Úzké kroužky mají tendenci poskytovat lepší utěsnění během počátečního vloupání, ale mají nevýhodu povrchu, který se rychleji opotřebovává. Pro přelitý motor v běžném autě tak nemá smysl používat kroužky užší, než je nutné. Většina motorů pracujících při otáčkách pod 6.500 6.000 ot./min bude za těchto podmínek dobře fungovat s prvním a druhým kompresním kroužkem standardní šířky. Pro vysoce výkonné motory pracující při otáčkách přesahujících 7.000 1,59 ot./min a dokonce XNUMX XNUMX ot./min se obvykle používá horní kompresní kroužek o šířce XNUMX mm. Tenčí kroužky by měly být zvažovány pouze jako možnost v případech, kdy je výkon motoru důležitější než dlouhá životnost.

I když očekávaná životnost tenkých prstenů může být menší než 30 % životnosti širokých prstenů, prodloužíte životnost prstenů na to, co si přejete, a můžete dokonce získat určité zvýšení výkonu, pokud si koupíte speciální prsteny. Tyto prsteny bohužel nejsou levné, ale jejich kvalita je špičková. Speciální tenké prsteny se vyrábí v různých šířkách a z různých materiálů, proto je potřeba mít při nákupu a objednávce jasno v požadavcích na prsteny. Pokud najdete správnou kombinaci, zejména pokud seženete správné vysoce kvalitní kroužky z nerezové oceli používané ve vysokorychlostních leteckých motorech, poskytne lepší výkon, než může nabídnout běžná technologie.

Konstrukce horního kompresního pístního kroužku

Materiál pístního kroužku není jediným kritériem, které určuje, jak dobře bude kroužek fungovat za normálních podmínek a při závodních podmínkách (vysoké zatížení). Velmi důležitý je také celkový design kroužku a jeho umístění na pístu. Existuje mnoho konfigurací horních kompresních kroužků a rozdíly mezi některými z nich jsou velmi jemné. Prsten může mít například mírné úmyslné zkroucení. Jinými slovy, horní a spodní povrch prstence neleží naplocho v prstencové drážce, ale jsou mírně nakloněny a pouze horní nebo spodní okraj čelní (běžné) plochy se dotýká vrtání válce. Kroužky jsou navrženy tak, aby urychlily vloupání povrchů pístního kroužku a stěn válce a pomohly utěsnit kroužek v horní a spodní části drážky kroužku. Míra zkroucení na prstenci je velmi malá a obvykle se provádí broušením zkosení na vnitřní hraně prstenu. Zkosení uvolňuje malá pnutí podél vnitřní hrany a umožňuje nerovnoměrnému “povolování” kroužku, což způsobí deformaci kroužku o 0,025 – 0,05 mm, což způsobí požadované zkroucení. Kroucené prsteny mají všechny vlastnosti běžných “plochých” prstenů, ale rozdíl je velmi nepatrný.

Dalším důležitým typem kompresního kroužku, i když není stejný jako konvenční plochý nebo kroucený kroužek, je pístní kroužek s průřezem L, jehož těsnicí schopnost závisí na síle vyvinuté tlakem plynu působícím na zadní stranu velkého očka ve tvaru “L”. ” Pouze tyto kroužky vyvíjejí přídavnou sílu působící na stěny válce při vysokém tlaku ve válci, např. při kompresním zdvihu a zejména v okamžiku po spálení pracovní směsi. Samozřejmě, když ve válci není vysoký tlak, kroužek se oslabuje, čímž se snižuje tření a opotřebení.

Druhé kompresní pístní kroužky

Hlavním úkolem druhého kompresního pístního kroužku je zajistit dodatečné utěsnění za horním stíracím kroužkem oleje. Z tohoto důvodu druhý kroužek obvykle pouze „monitoruje“ plyny, které procházejí kolem horního kroužku, a tlak a teplota se liší od hodnot pro horní kompresní kroužek. V souladu s tím jsou materiály a konstrukce druhého kroužku méně kritické. Druhý kroužek má však důležitou doplňkovou funkci: pomáhá stíracímu kroužku oleje tím, že funguje jako „škrabka“, brání přebytečnému oleji ve vstupu do spalovací komory a způsobuje detonaci. Některé druhé kompresní kroužky jsou speciálně zkosené, aby napomáhaly kroužku kontroly oleje, a zkosení je nejmenší na horním okraji kroužku. V tomto případě má tendenci se pohybovat po povrchu oleje při pohybu nahoru ve válci a odstraňuje olej při pohybu dolů. Pokud je odstranění oleje problémem, tento typ kroužku vytlačí olej ven, ačkoliv je zapotřebí pouze druhý plochý kroužek spolu s “normálním” kroužkem kontroly oleje.

Druhý kompresní pístní kroužek bez mezery je nový design, který byl značně vyvíjen od 60. let XNUMX. století. Zde použitý výraz “bez mezery” je poněkud nesprávné, protože je obecně nemožné vyrobit kroužek, který by byl zcela bez mezery – na píst by se nedal nasadit a kroužek by byl seřiditelný i při sebemenších odchylkách tvaru vrtání válce od obvodu. Aniž byste tomu věnovali pozornost, prstenec může být vyroben bez jakékoli viditelné mezery pro plyny procházející kolem prstence. Použití těchto kroužků umožňuje rychlejší zaběhnutí motoru během doby záběhu a při testování na dyno produkuje o něco větší výkon.

Potřeba kroužků bez mezer závisí do určité míry na tom, jak fungují ostatní pístní kroužky. Zatímco horní kompresní kroužek poskytuje dobré těsnění, druhý kompresní kroužek bez mezery je méně důležitý. Ve skutečnosti tomu tak ale není a druhý kompresní kroužek bez mezery může být skutečným prostředkem k získání většího výkonu na klikové hřídeli, aniž by tato síla mohla „vyletět“ do ventilační trubky klikové skříně.

Pístní kroužky na stírání oleje

Pístní kroužky stíračů oleje jsou také velmi důležité pro provoz vysoce výkonných motorů, zejména při použití nízkooktanového paliva. Motorový olej, který zůstane ve spalovací komoře, sníží oktanové číslo paliva, což může vést k detonaci. Může také ucpat spalovací komory a hlavy pístů, což nevyhnutelně způsobí pokles výkonu motoru.

Za předpokladu správné technologie výroby, materiálu a elasticity pístních kroužků je „tajemstvím“ kvalitního stíracího kroužku oleje správné podepření horní a spodní pracovní hrany centrální přepážkou (expandérem). Některé levné olejové kontrolní kroužky však používají vlnité separátory na horním a spodním okraji. Tato metoda neposkytuje správnou podporu pro hrany. Se zvyšujícími se otáčkami motoru mají setrvačné síly tendenci narovnávat vlnovitou rozpěrku, což umožňuje celému kroužku poskakovat nahoru a dolů a kroutit se do drážky. Když k tomu dojde, olej přejde přes okraje; To vede k následujícímu pravidlu: nepoužívejte stírací kroužky oleje s vlnitým separátorem.

Pístní kroužky se instalují na píst až po připojení pístu k ojnici.
Pokud jsou demontované písty znovu instalovány, důkladně je vyčistěte, zejména drážky pro pístní kroužky a otvory pro vypouštění oleje umístěné v drážce pístního kroužku.
Zařízení pístu automobilu
Demontovaný píst
Drážky pístu od karbonových usazenin očistíte pomocí speciálního nástroje nebo pomocí kousku starého pístního kroužku. Při čištění drážek pístních kroužků dávejte pozor, abyste neodstranili kov pístu.
Píst – čištění drážek pístu
Čištění drážky pístního kroužku
Píst, zařízení automobilu
Čištění drážek kroužků pomocí nástroje
Před instalací kroužků do drážek pístu zkontrolujte koncovou vůli zámku pístu ve válci a boční vůli mezi kroužkem a sestavou drážek pístu.
Kontrola mezery v kroužkovém zámku:
Vložte pístní kroužek do válce. Chcete-li nainstalovat kroužek v poloze kolmé k ose válce, vyrovnejte kroužek ve válci pomocí obráceného pístu. Při instalaci nového kroužku do válce, který nebyl vyvrtán, zatlačte kroužek do hloubky zdvihu pístu, protože ve své horní části může mít válec zvýšený průměr v důsledku opotřebení.
Pístní kroužek – instalace kroužku do válce
Pomocí sady spároměrů změřte mezeru v zámku pístního kroužku.
Mezera musí odpovídat technickým normám uvedeným v návodu výrobce. Tato mezera leží v rozmezí 0,5? 0,15 mm (obvykle 0,4 mm) v závislosti na průměru pístu. Pokud je mezera menší než stanovená norma, lze ji upravit zapilováním konců kroužkového zámku.

Pístní kroužky – kontrola vůle zámku
Pístní kroužky – kroužkový zámek
Speciální zařízení pro pilování konců zámku pomocí diamantového kotouče. Taková zařízení se používají v podmínkách podniku na generální opravu motoru.
Pístní kroužky – kroužkový zámek
Axiální (vertikální) vůle mezi koncovým povrchem kroužku a drážkou pístu:
Pomocí sady spároměrů zkontrolujte mezeru mezi povrchem konce kroužku a povrchem drážky. K provedení tohoto testu není třeba instalovat kroužek na píst. Vůle se kontroluje po celém obvodu pístu. Porovnejte velikost mezery s velikostí uvedenou v pokynech výrobce. Obvykle je tato mezera 0,04? 0,08 mm. Pokud je mezera větší než stanovená norma, vyměňte píst nebo zvolte kroužek se zvýšenou tloušťkou

Pístní kroužky – kontrola vůle
Montáž kroužků na píst:
Pístní kroužky se instalují na píst po připojení pístu k ojnici pomocí pístního čepu.
Pečlivě zkontrolujte kompresní kroužky a určete, který je horní kroužek a který je druhý. Najděte na kroužcích značku označující, která strana kroužků by měla být instalována směrem ke dnu pístu (nahoru).
Štítky mohou vypadat takto: „TOP“, „T“, „•“ nebo „?“.
Pístní kroužky – zn
Informace o značce a způsobu identifikace horního kroužku jsou obvykle k dispozici na obalu sady pístních kroužků.
Nejprve se nainstaluje stírací kroužek oleje.
Při montáži krabicového stíracího kroužku oleje s expandérem ve formě spirálové pružiny musí být pružinový zámek posunut o 180? vzhledem k samotnému zámku prstenu.

Při instalaci vícedílného kroužku na stírání oleje nejprve nainstalujte expandér(y). Poté, co se ujistíte, že expandér je správně usazen, nainstalujte spodní kroužek desky a poté horní kroužek desky. Umístěte zámky talířových kroužků pod úhlem 180? vůči sobě navzájem.

Díly kompozitního stíracího kroužku oleje se instalují ručně, bez použití speciálních nástrojů.

Určete, který z kompresních kroužků je spodní a která strana by měla být instalována směrem ke dnu pístu.
Opatrně nainstalujte kroužek pomocí speciálního nástroje.

Poznámka:
Neinstalujte kompresní pístní kroužky ručně. K instalaci kroužků použijte speciální nástroj. Ručně instalovaný prsten se může nenávratně poškodit a neexistuje způsob, jak spolehlivě ověřit provozuschopnost prstenu.

Neotevírejte konce kompresních kroužků více, než je nutné k instalaci kroužků na píst.

Pístní kroužky – montáž
Stejným způsobem namontujte horní kompresní kroužek.
Ujistěte se, že se všechny kroužky snadno, bez zadření, otáčejí ve svých drážkách po celém obvodu a po stlačení lze kroužky zcela zapustit do drážek, aniž by vyčnívaly za povrch pístu.
Znovu zkontrolujte mezeru mezi boční plochou kompresních kroužků a stěnou drážky pístu (svisle).
Bezprostředně před montáží pístu s kroužky do válce namontujte zámky všech pístních kroužků pod úhlem 120?

Příručka pro opravu automobilu často uvádí směr zámků pístních kroužků, v tomto případě nainstalujte pístní kroužky přesně podle pokynů v příručce. Pokud však v návodu k opravě takové pokyny nejsou, je třeba dodržovat obecná pravidla.

Neumisťujte zámky pístních kroužků doprostřed dosedacích ploch pístu, zejména hlavní plochy. Neumisťujte zámky pístních kroužků na čelní plochy pístních čepů.

Pístní kroužky – montáž
Bezprostředně před montáží sestavené ojnice a skupiny pístů se ještě jednou ujistěte, že jsou zámky pístních kroužků správně umístěny.