Trong bất kỳ động cơ piston hiện đại nào cũng có những bộ phận đảm bảo độ kín của buồng đốt và bôi trơn xi lanh - các vòng piston.Đọc tất cả về vòng piston, các loại hiện có, tính năng thiết kế và hoạt động của chúng, cũng như việc lựa chọn và thay thế vòng đệm chính xác trong bài viết được đề xuất.
Vòng piston là gì?
Vòng piston - bộ phận của nhóm xi lanh-piston (CPG) của động cơ đốt trong;các vòng kim loại có thể tháo rời gắn trên piston nhằm bịt kín buồng đốt, giảm thất thoát dầu động cơ và giảm thiểu lượng khí thải đi vào cacte.
Đối với hoạt động bình thường của động cơ đốt trong kiểu piston, điều cực kỳ quan trọng là phải tạo ra áp suất vượt quá một mức tối thiểu nhất định trong buồng đốt khi kết thúc hành trình nén (khi piston đến điểm chết trên) - thông số này được gọi là nén.Đối với động cơ xăng, độ nén nằm trong khoảng 9-12 atm, đối với động cơ diesel thông số này là 22-32 atm.Để đạt được độ nén cần thiết, cần đảm bảo độ kín của buồng đốt - vấn đề này được giải quyết bằng các vòng piston.
Vòng piston thực hiện một số chức năng chính:
● Bịt kín buồng đốt - kích thước của vòng được chọn chính xác theo đường kính trong của xi lanh, giúp ngăn chặn sự thoát khí từ buồng đốt vào cacte;
● Giảm lực ma sát - diện tích ma sát của các vòng trên thành xi lanh nhỏ hơn nhiều so với diện tích piston, giúp giảm tổn thất ma sát của các bộ phận CPG;
● Bồi thường sự giãn nở nhiệt của vật liệu CPG - piston và xi lanh được làm bằng nhiều hợp kim khác nhau với hệ số giãn nở nhiệt khác nhau, việc đưa vào các vòng ngăn ngừa kẹt piston và thay đổi độ nén khi nhiệt độ động cơ tăng và giảm;
● Bôi trơn thành xi lanh và loại bỏ dầu thừa (ngăn dầu đi vào buồng đốt và giảm thất thoát dầu do lãng phí) - các vòng có thiết kế đặc biệt đảm bảo loại bỏ dầu thừa khỏi thành xi lanh hình thành trong quá trình vận hành động cơ, nhưng để lại màng dầu cần thiết để giảm ma sát;
● Làm mát thành piston - một phần nhiệt từ piston được truyền tới thành xi lanh thông qua các vòng.
Dễ dàng nhận thấy các vòng piston đóng vai trò rất quan trọng trong hoạt động của CPG và hoạt động của toàn bộ bộ nguồn.Bất kỳ trục trặc và hao mòn nào của các vòng đệm đều biểu hiện bằng việc mất công suất động cơ và suy giảm hoạt động chung, vì vậy các bộ phận này phải được thay thế.Nhưng trước khi mua hoặc đặt hàng những chiếc nhẫn mới, bạn nên hiểu rõ các loại bộ phận hiện có, thiết kế và tính năng hoạt động của chúng.
Vòng piston và vòng piston
Các loại, thiết kế và nguyên lý hoạt động của vòng piston
Hai loại vòng được lắp trên một piston:
● Nén (trên);
● Máy cạo dầu (phía dưới).
Tất cả các vòng đều nằm trong các rãnh ngang (rãnh) có hình chữ nhật, được làm gần đầu piston hơn.Các loại nhẫn khác nhau khác nhau về thiết kế và mục đích.
Các vòng nén giúp làm kín buồng đốt, có thể lắp một, hai hoặc ba vòng trên một piston (một trên động cơ đốt trong hai thì của xe máy, hai trên hầu hết các động cơ bốn thì hiện đại, ba trên một số động cơ diesel), chúng nằm ở phần trên của piston.Về mặt cấu tạo, các vòng nén rất đơn giản: đây là một vòng kim loại có thể tháo rời, vết cắt của nó được làm dưới dạng khóa đơn giản (thẳng, xiên) hoặc phức tạp, trên một số vòng trong ổ khóa có phần lõm để làm nút chặn.Khóa có một khe hở nhỏ (vài micromet), có tác dụng bù cho sự giãn nở nhiệt của bộ phận trong quá trình vận hành động cơ.
Nhẫn được làm bằng thép hoặc các loại gang đặc biệt, bề mặt bên ngoài (làm việc) của chúng có thể có hình dạng khác:
● Mặt phẳng đơn giản - trong trường hợp này, chiếc nhẫn có mặt cắt ngang là hình chữ nhật hoặc mặt cắt có dạng hình tứ giác không đều;
● Bán kính (hình thùng) - mặt ngoài của vòng là cung của đường tròn có bán kính lớn;
● Với một vát - một vát có chiều cao nhỏ được thực hiện trên bề mặt bên ngoài;
● Các vòng "Phút" - bề mặt bên ngoài có độ dốc lên trên, góc nghiêng là vài chục phút cung, do đó các vòng có tên như vậy.
Cấu hình phẳng có các vòng nén phía trên, buộc phải làm việc ở nhiệt độ và áp suất cao trong điều kiện không đủ bôi trơn.Để giảm mài mòn, bề mặt làm việc của bộ phận được mạ crom, phốt phát, tráng thiếc hoặc xử lý cách khác.Một vòng như vậy hoàn toàn liền kề với gương xi lanh trong quá trình vận hành, giúp làm kín và loại bỏ nhiệt khỏi piston.
Các vòng phía dưới thường có cấu hình phức tạp hơn.Vòng thùng có khả năng chống ma sát ít hơn trong khi vẫn duy trì mức độ kín vừa đủ.Các vòng “Phút” do bề mặt làm việc nghiêng nên làm giảm lực ma sát: khi piston di chuyển xuống (trong hành trình làm việc), vòng này trượt dọc theo gương trụ với cạnh nhọn, khi di chuyển lên trên, vòng này bị bị ép ra khỏi gương xi lanh do nêm dầu tạo ra.
Các vòng gạt dầu đảm bảo sự phân bố chính xác của màng dầu trên bề mặt xi lanh và ngăn dầu đi vào buồng đốt (tháo nó ra khỏi gương xi lanh).Chỉ có một vòng được sử dụng trên một piston, những bộ phận này không có trên piston của động cơ hai thì (vì dầu được thêm trực tiếp vào xăng).Thông thường, vòng gạt dầu có thiết kế tổng hợp, bao gồm chính các vòng và bộ phận giãn nở.
Vòng piston và sơ đồ hoạt động của chúng
Vòng gạt dầu là:
● Một mảnh - một vòng hình chữ U hướng đế vào pít-tông.Ở chân đế có một loạt các lỗ tròn hoặc thuôn dài để thoát dầu;
● Composite - sử dụng hai vòng mỏng (tách), giữa chúng có một phần tử đệm.
Các phần tử Spacer là:
● Hướng tâm - tạo áp suất của các vòng lên thành xi lanh;
● Hướng trục - chỉ được sử dụng kết hợp với các vòng composite, giúp tháo các vòng;
● Tiếp tuyến - các phần tử đệm kết hợp, tạo ra sự giãn nở đồng thời của các vòng và áp suất của chúng lên thành xi lanh.
Các phần tử đệm là các lò xo dạng tấm (phẳng) hoặc cuộn được gắn giữa hoặc dưới các vòng, chỉ có thể sử dụng một hoặc hai lò xo các loại trong vòng gạt dầu.
Vòng gạt dầu được ép vào thành xi lanh và do thiết kế của nó đảm bảo loại bỏ màng dầu thừa.Dầu thu được đi vào rãnh qua các lỗ trên vòng, từ đó chảy vào cacte động cơ qua các lỗ trên thành piston.Đồng thời, một phần dầu vẫn ở dạng màng dầu mỏng trên thành xi lanh, giúp giảm ma sát trong toàn bộ CPG.
Cách chọn và thay thế vòng piston
Trong quá trình vận hành động cơ, các vòng piston phải chịu tải trọng cơ học và nhiệt đáng kể, dẫn đến chúng bị mòn dần và mất hiệu suất.Khi các vòng bị mòn, chúng ngừng thực hiện các chức năng của mình, dẫn đến giảm độ nén, rò rỉ khí vào cacte và dầu vào buồng đốt.Ngoài ra, một vấn đề nghiêm trọng là hiện tượng "cúc cốc" của các vòng (kẹt do tích tụ cặn carbon trong các rãnh của piston).Kết quả là, động cơ mất công suất và phản ứng ga, khí thải chuyển sang màu xám hoặc thậm chí đen đặc trưng, đồng thời mức tiêu hao nhiên liệu và dầu tăng lên.Khi xuất hiện các dấu hiệu này cần chẩn đoán động cơ - kiểm tra độ nén, kiểm tra nến và một số bộ phận khác.Nếu độ nén quá thấp, nến bị dính dầu và có vấn đề trong hoạt động của bộ nguồn thì phải thay các vòng piston.
Để thay thế, bạn chỉ nên chọn những loại vòng và số danh mục được cung cấp cho động cơ cụ thể này.Cần lưu ý rằng sau khi thực hiện đại tu lớn động cơ với xi lanh nhàm chán, cần sử dụng các vòng sửa chữa có kích thước phù hợp với piston mới.
Việc thay thế các vòng phải được thực hiện theo hướng dẫn sửa chữa bộ nguồn.Nhìn chung, công việc này đòi hỏi phải tháo rời động cơ và làm lõm các piston.Các vòng cũ được loại bỏ và các rãnh được làm sạch hoàn toàn.Các vòng mới phải được đặt theo hướng dẫn của dấu "Top" hoặc "Up" trên chúng.Khi lắp các vòng, hãy kiểm tra các khoảng trống giữa bề mặt bên của bộ phận và thành rãnh trong pít-tông, cũng như ở ổ khóa của vòng lắp vào xi lanh.Tất cả các khoảng trống phải nằm trong giới hạn được thiết lập cho động cơ.Các vòng được đặt trên pít-tông sao cho các ổ khóa của chúng không nằm trên cùng một đường thẳng và không rơi vào trục của các lỗ bấm - đây là cách hình thành một mê cung ngăn chặn sự thoát ra của khí từ buồng đốt.
Khi lắp một piston với các vòng đệm mới vào xi lanh, phải sử dụng một trục gá đặc biệt để ép các vòng vào piston.Sau khi thay các vòng piston, nên chạy trong động cơ - không nên đánh giá quá cao tốc độ trong 800-1000 km đầu tiên và cho động cơ chạy ở mức công suất một nửa, khi kết thúc quá trình nổ máy, bạn nên thay dầu động cơ .
Với sự lựa chọn và thay thế vòng piston phù hợp, động cơ sẽ lấy lại sức mạnh trước đây và tự tin hoạt động ở mọi chế độ.
Thời gian đăng: 13-07-2023