وبلاگ
رینگ موتور و پیستون
رینگ موتور یا رینگ پیستون
رینگ پیستون چیست؟
رینگ موتور و پیستون ؛ واژه رینگ ریشه انگلیسی دارد و پیستون که به همان شکل اصلی در زبان فارسی متداول شده به معنی حلقه است. رینگ در اصطلاح به حلقه‌های فلزی گفته می‌شود که روی پیستون قرار می‌گیرند.
ساختار رینگ پیستون
رینگ‌های پیستون از جنس چدن خاکستری هستند. زیرا این فلز مقاوم است و به گرما حساسیت کمی دارد و همچنین دارای قابلیت ارتجاعی خوبی است. تعداد رینگ‌ها در هر پیستون بستگی به نوع موتور و تراکم مورد نظر داردو سه، پنج و گاهی هفت تا است. خیلی کم پیش می‌آید که موتورهای بنزینی معمولی بیشتر از سه تا چهار رینگ داشته باشند. اما موتورهای دیزلی معمولا 5 تا 7 رینگ در هر پیستون دارند.
اغلب در موتورهای بنزینی سه عدد رینگ روی پیستون قرار دارد. دو رینگ بالا، فشاری اند. این رینگ‌ها باعث حبس فشار ناشی از تراکم و احتراق در محفظه سیلندر شده و مانع رد کردن کمپرس می‌شود.رینگ پایینی رینگ روغن است. که باعث پاک کردن روغن اضافی از جداره سیلندر و باز گرداندن آن به کارتر می‌شود. این رینگ فقط مقداری روغن را روی جداره سیلندر باقی می‌گذارد که لایه فیلم روغن برای روغن کاری پیستون و رینگ ایجاد شود. قطر رینگ پیستون کمی از قطر سیلندر بیشتر است و علت این موضوع خاصیت فنری قابل انطباق با استوانه سیلندر است. رینگ‌ها در یک نقطه بریدگی دارند در نتیجه امکان باز کردنشان برای نصب روی پیستون وجود دارد و بعد موقع قرار دادن پیستون در سیلندر می‌توان آن‌ها را جمع کرد. وقتی رینگ‌های پیستون جمع می‌شود تنش اولیه در آن‌ها باعث فشار آمدن به جداره سیلندر می‌شود.
دهانه رینگ: فاصله بین دو لبه رینگ پس از نصب آن در سیلندر است. که باید با فیلر مناسب اندازه‌گیری شود تا از مناسب بودن آن مطمئن شد.
وظیفه رینگ پیستون
استفاده از رینگ‌ها در پیستون‌ها چه کاربردی دارد؟
- انتقال حرارت از پیستون به دیواره سیلندر که دمای پایین‌تری دارد
- کاهش سطح تماس بین پیستون و جداره سیلندر تا حداقل میزان ممکن
- کنترل روغن و روغن‌کاری در فاصله بین دیواره سیلندر و پیستون
- نگهداری و حفظ تراکم در قسمت فوقانی پیستون
- جلوگیری از اصطکاک و ممانعت از فرسودگی بیش از حد
- آب بندی محفظه احتراق و جلوگیری از نشت گاز از اطراف پیستون
انوع رینگ‌ها
رینگ‌ها براساس کاری که انجام می‌دهند و محل قرارگیری‌شان بر روی پیستون دسته‌بندی می‌شوند.
رینگ‌های متراکم یا فشاری
این رینگ‌ها باعث جلوگیری از نشست یا فرار گاز از کنار پیستون در زمان تراکم و در زمان قدرت می‌شود و در موقع پایین آمدن در زمان تنس روغن را پاک می‌کند. این رینگ به وسیله رینگ روغن روی سطح داخلی سیلندر قرار گرفته. رینگ‌های متراکم به سمت خارج منبسط شده و به دیواره سیلندر می‌چسبند و گازبندی مناسبی را ایجاد می‌کنند.
رینگ‌های متراکم یک تکه ساخته می‌شوند و همیشه در شیارهای نزدیک به سر پیستون یعنی شیارهای بالاتر از رینگ‌های روغن قرار می‌گیرند. در بعضی موتورهای دیزل و پر قدرت از رینگ‌هایی استفاده می‌شود که از چدن نشکن ساخته شده‌اند. که مثل چدن معمولی شکننده نیستند و می‌شود آن‌ها را خم کرد بدون این که بشکنند. لبه اغلب رینگ‌های تراکم دارای پخ است. پخ لبه رینگ باعث می‌شود که کمی چرخیده و لبه تیز با جداره تماس پیدا نکند. ممکن است پیشانی رینگ پیستون هم تیز یا گرد کرده باشد. انحنای رینگ با پیشانی گرد بسیار کم است و معمولا به چشم دیده نمی‌شود. وقتی پیستون جهت حرکت خود را در نقطه بالایی و پایینی تغییر می‌دهد. پیشانی گرد رینگ کمی جابجا می‌شود اما برخلاف رینگ‌های دیگر خط تماس این رینگ پیستون به طور لحظه‌ای قطع نمی‌شود.
همچنین تکان خوردن رینگ پیستون باعث کم شدن سرعت پله کردن در بالای سیلندر می‌شود. وقتی پیستون در کورس مکش رو به پایین می‌رود لبه پایینی رینگ تراکم، روغن اضافی به جا مانده بعد از عبور رینگ روغن را جمع می‌کند. وقتی پیستون در کورس‌های تراکم و تخلیه به سمت بالا می‌رود، رینگ‌ها متمایل به عبور از روی لایه روغن می‌شوند. در نتیجه روغن اضافی روی جداره سیلندر به محفظه منتقل می‌شود. هنگام حرکت، انبساط فشار وارد شده بر رینگ‌های تراکم خیلی زیاد است به طوری که باعث پیچش آن‌ها می‌شود. مقداری از گازهای پر فشار حاصل از احتراق پشت رینگ‌ها جمع می‌شود و به پیشانی رینگ فشار وارد می‌کند تا به طور کامل با جداره سیلندر درگیر شود. فشار این گازها باعث وصل شدن کامل و محکم سطح زیری رینگ‌ها به کف نشیمنگاه رینگ می‌شود. هر چه فشار احتراق بیشتر باشد عمل درزبندی رینگ‌های تراکم بهتر صورت می‌گیرد.
رینگ‌های روغن
یکی از انواع رینگ‌های شیاردار، سوراخ‌دار یا چاک‌دار هستند که معمولا در پایین‌ترین شیار در قسمت بالای انگشتی پیستون یا در یک شیار نزدیک به انتهای بدنه پیستون قرار می‌گیرد. وظیفه رینگ‌های روغن این است که پخش روغن روی جدار سیلندر را کنترل کرده و از مصرف غیر ضروری و اضافی روغن جلوگیری کند.
کاربرد ویژه رینگ‌های پیستون
اغلب از منبسط کننده‌های فنری در پشت رینگ‌های روغن برای کنترل بهتر روغن استفاده می‌شود. در بعضی از موتورها رینگ‌های روغن هم از بالا و هم در پایین انگشتی پیستون قرار می‌گیرند. هر رینگ یک دهانه دارد که با باز و بسته کردن آن می‌توان قطر رینگ‌ها را هنگام نصب کردن روی پیستون یا قرار دادن پیستون داخل سیلندر، تنظیم کرد.
رینگ موتور در شرکت هیوندای و کیا
دو شرکت کره‌ای هیوندای و کیا با ارائه طرح جدیدی در زمینه موتورهای بنزین سوز گام بلندی در جهت نجات موتورهای احتراق داخلی از خطر انقراض برداشته‌اند.
مهندسین در تمامی نقاط دنیا در تلاش‌اند برای بهبود موتورهای احتراق داخلی و کاهش گازهای سمی CO2 و…چاره‌ای بیندیشند.
اکنون شرکت هیوندای فن‌آوری جدیدی با نامCVVD به معنی زمان بندی متغیر و مداوم سوپاپ‌ها را معرفی کرده است.
این فن‌آوری نخستین بار در موتور 1.6 لیتری GDI در محصولات هر دو شرکت هیوندای و کیا مورد استفاده قرار می‌گیرد. با استفاده از این فن آوری بهبود 4 درصدی عملکرد، 5 درصدی مصرف سوخت و 12 درصدی تولید گازهای گلخانه‌ای را شاهد خواهیم بود.
سوپاپ‌های دود و هوا عبور سوخت و هوا را به داخل محفظه احتراق میسر کرده و همچنین خروج گازها هم ممکن می‌شود. سوپاپ‌ها به وسیله میل بادامک باتوجه به طراحی موتور باز و بسته می‌شوند و برای هر دریچه سوپاپ یک شکل بادامک وجود دارد. پس باید در هر موتور 4 سیلندر با 4 سوپاپ بر روی هر سیلندر یک بادامک اگزوز و یک بادامک ورودی در نظر گرفته شود که مجموعا 8 شکل بادامک بر روی یک میل بادامک وجود دارد.
طراحی شکل بادامک‌ها به صورتی است که مدت زمان باز و بسته بودن سوپاپ‌ها را کنترل می‌کند. این مدت زمان و سرعت سوپاپ‌ها بسته به طراحی شکل بادامک‌ها است. هنگام تقویت موتور توسط تیونرها از میل بادامک‌های مختلفی بسته به هدف استفاده می‌شود.
برای این کار راه‌کارهای مختلفی مانند سیستم Double Vanos شرکت “بی ام و” ارائه شده که باز شدن سوپاپ‌ها بستگی به موقعیت پیستون و لحظه احتراق دارد. سیستم دوم Valvetronic نام دارد که باز هم نقش باز و بسته کردن سوپاپ‌ها را دارد. با کمک این دو سیستم هم زمان‌بندی متغیر بوده و هم مدت زمان باز و بسته شدن سوپاپ‌ها را قابل تغییر است.
شرکت فیات سیستم Multiair را با همکاری گروه مهندسی Schaeffler را طراحی کرده است که قادر است زمان بندی باز و بسته شدن سوپاپ‌ها را با یک سیستم الکتروهیدرولیکی را تغییر دهد ولی نمی‌تواند مدت زمان باز و بسته شدن سوپاپ‌ها را تغییر دهد.
شرکت هیوندا معروف‌ترین سیستم زمان بندی متغیر سوپاپ‌ها را با نام VTEC عرضه کرد که سیستمی بسیار ساده‌تر از سیستم‌های پیچیده و مدرن امروزی دارد. این سیستم دارای دو پروفایل بادامک برای هر سوپاپاست. که یک بادامک در شرایط سرعت پایین، باعث عملکرد نرم‌تر موتور با مصرف سوخت بهینه‌تر می‌شود و دیگری برای دورهای بالاتر و رسیدن به حداکثر بازدهی طراحی شده است.
سیستم جدید شرکت هیوندای CVVD بر روی سوپاپ هوا کار می‌کند که می‌شود آن را روی سوپاپ دود نیز مورد استفاده قرار داد. اگر خط میانی میل بادامک را به دو طرف حرکت دهیم شرایط برای تغییر محل بادامک بر روی سوپاپ‌ها فراهم می‌شود که در این صورت می‌تواند زمان بندی و مدت زمان باز و بسته شدن سوپاپ‌ها را تغییر دهد.
کردیدک شما را دعوت می‌کند به مطالعه این مقالات. با ما همراه باشید:
چطور قطعات اصلی خودرو را بشناسیم؟
