Piestne krúžky: typy, funkcie, typické problémy

Absolútne všetky spaľovacie motory pracujú vďaka pohybu piestov, ktoré sú ovplyvnené tepelnou energiou a nakoniec získame mechanickú energiu. Piestne krúžky sú životne dôležitým prvkom v skupine valec-piest, ktorých stav určuje stabilnú prevádzku spaľovacieho motora, spotrebu paliva, udržiavanie hladiny oleja atď. Ďalej zvážime, prečo sú potrebné piestne krúžky, odrody a aké problémy s nimi vznikajú počas prevádzky.

Čo sú to piestne krúžky

Piestne krúžky sú časti, ktoré sú namontované na piestoch, obvykle pomocou dvoch kompresných krúžkov a jedného krúžku škrabky na olej. Tvar krúžkov je vyrobený vo forme kruhu a na upevnenie na piest sa používa rez, ktorý sa zmenšuje, keď sú piesty inštalované vo valcoch. Keby piesty motora neboli vybavené krúžkami, motor by jednoducho nefungoval z dôvodu nedostatočnej kompresie, ako aj z dôvodu naplnenia valca olejom a jeho rýchleho odpadu.

Hlavným účelom piestnych krúžkov je zabezpečiť normálny tlak vo valci pevným tlakom na stenu valca a tiež zabrániť vyhoreniu oleja, čo umožní jeho odtoku do vane.Krúžky tiež zadržiavajú plyny z kľukovej skrine, ale iba ak nedochádza k opotrebovaniu skupiny valec-piest.

Druhy piestnych krúžkov

Dnes sú na pieste namontované dva typy piestnych krúžkov:

• kompresia;
• škrabka na olej.

 V súčasnosti sú piestne krúžky vyrobené z liatiny a pre spoľahlivosť a predĺženú životnosť sa pridáva molybdén, ktorý má vlastnosti pri extrémnom tlaku. Chrómové krúžky sa vyrábajú o niečo dlhšie, sú o niečo lacnejšie, ale majú aj vlastnosti pri extrémnom tlaku, aj keď sa nelíšia dlhou životnosťou. Pozrime sa podrobnejšie na každý z krúžkov.

Kompresné krúžky

Stlačovacie krúžky sú inštalované nad škrabkou na olej v množstve dvoch kusov. Je dôležité si uvedomiť, že nejde iba o kovový krúžok, ktorý je určený na utesnenie spaľovacej komory, pretože kompresný krúžok je zapojený do prenosu tepla medzi piestom a vložkou a tiež absorbuje vibrácie piestu v dôsledku bočného ťahu. 

Horný kompresný krúžok môže byť troch typov:

• s rímsou v tvare L v oblasti zámku;
• s rovnou plochou;
• skrútená časť - oba konce krúžku sú naklonené, pričom sa navzájom dotýkajú iba jedného výčnelku.

Výrobky s výstupkom v tvare písmena L môžu meniť tesniacu schopnosť v závislosti od prevádzkového režimu motora: keď stúpa tlak plynu, zvyšuje sa sila na krúžok a ten „obopína“ valec pevnejšie, a keď tlak klesá, sila klesá a trenie medzi valcami. Tento prístup umožňuje zabezpečiť potrebnú kompresiu v správnom čase a v režimoch nasávania a výfuku znížiť trenie a zvýšiť zdroje CPG.

Druhý kompresný krúžok má obvyklý tvar, iba dopĺňa horný prídavným zabezpečením tesnosti, ochranou proti detonácii a zabránením vstupu oleja do valca v dôsledku spätného ťahu.

Niektoré z týchto krúžkov sú vyrobené skosené, aby lepšie odtekali olej zo stien vložky, a v moderných motoroch sú krúžky vyrobené úplne bez medzery.

Krúžky na škrabku oleja

Krúžok na stieranie oleja je inštalovaný pod kompresným krúžkom. Podstata krúžku je v jeho názve - odstrániť prebytok zo stien valca. Len čo krúžok prejde po povrchu, zanechá film s hrúbkou niekoľkých mikrónov, ktorý je potrebný na predĺženie životnosti CPG a udržanie teplotných podmienok v rámci tolerancií. Na odstránenie oleja sú krúžky vyrobené vo forme radiálnych alebo axiálnych expandérov. Niektorí výrobcovia automobilov inštalujú dva krúžky na stieranie oleja.

Funkcie piestneho krúžku

Na základe uvedeného možno vyvodiť tieto závery:

• kompresné vlastnosti. Úplná izolácia spaľovacej komory, zabezpečenie požadovaného tlaku vo vnútri valca, čím sa dosiahne stabilný krútiaci moment a optimálna spotreba paliva;
• úspora motorového oleja. Vďaka krúžku na škrabku oleja je na povrchu valca zabezpečený efektívny film, prebytočný olej nehorí, ale cez krúžok vstupuje do kľukovej skrine;
• výmena tepla. Piestne krúžky účinne odvádzajú teplo z piestu jeho prenosom do valcov, ktoré sa ochladzujú v dôsledku vonkajšieho kontaktu s chladiacou kvapalinou;

praktická absencia horizontálnych vibrácií. Vďaka tesnému uloženiu krúžkov sa piest jasne pohybuje hore a dole.

Z čoho sú vyrobené piestne krúžky?

V súčasnosti sa ako materiály používa tvárna liatina a nehrdzavejúca oceľ. Pretože moderné motory sú stále menšie a výkonnejšie, ich zaťaženie sa mnohonásobne zvýšilo, a preto je potrebné použitie inovatívnych materiálov. Vodcom medzi materiálmi je molybdén, ktorý sa vyznačuje antifrikčnými vlastnosťami a zvýšenou životnosťou. Mimochodom, piestové sukne sú spracované s podobným zložením.

Typické poruchy piestneho krúžku

Pri prevádzke spaľovacieho motora sa piesty a krúžky postupne opotrebúvajú, po čom sa stávajú nepoužiteľnými. Hlavnou poruchou je zväčšenie medzery medzi krúžkom a valcami, čo spôsobuje problémy so štartovaním motora, zvyšuje sa spotreba paliva, prudko klesá výkon a vytvára sa pretlak v olejovej vani. 

Vodiči sa často stretávajú s takým účinkom, ako je výskyt krúžkov. Tento proces sa vysvetľuje skutočnosťou, že v dôsledku prehriatia motora alebo usadenín oleja strácajú krúžky svoju pružnosť, čo znamená, že sa strácajú všetky vlastnosti krúžkov.

Napriek tomu, že vo väčšine prípadov je možné výskyt krúžkov korigovať aplikáciou dekarbonizácie motora, aby sa zabránilo tomuto procesu, postupujte podľa nasledujúcich pravidiel:

• pokúste sa používať auto čo najčastejšie a tiež nezanedbajte pravidlá pre zahriatie motora;
• používajte iba vysoko kvalitný motorový olej s toleranciami podľa klasifikácie pre konkrétny motor (najmä ak ide o naftový motor s filtrom pevných častíc a jednotkovými vstrekovačmi);
• nedovoľte prehriatie motora, pretože jeho dôsledky sú príliš drahé, prinajmenšom pri výmene oleja a chladiacej kvapaliny, ako aj pri výmene tesnenia hlavy valcov zabrúsením roviny hlavy.

Nezabudnite, že kvalita krúžkov ovplyvňuje nielen zdroj, ale aj odolnosť voči kritickým teplotám a zaťaženiu.

Dôsledky opotrebenia piestneho krúžku

Dôsledky opotrebenia piestneho krúžku sú často podobné ako pri iných poruchách, preto by sa mala urobiť kvalitná diagnostika vo forme merania kompresie a kontroly úniku vzduchu vo valci. 

Ďalšie podrobnosti o dôsledkoch:

• ťažký studený štart. Ak nie je motor zahriaty, vytvorí sa medzi piestom a valcom zväčšená medzera, ktorá sa zmenšuje iba zahrievaním, respektíve roztiahnutím trecích častí. Počiatočné opotrebenie krúžkov sa prejaví až pri studenom motore, po ktorom motor beží stabilne. Účinok môžete pozorovať vďaka modrastému dymu pri voľnobežných otáčkach;
• zvýšená spotreba paliva so zníženým výkonom. Zvýšená vôľa znamená stratu kompresných vlastností, čo znamená nízky tlak - nízku účinnosť, na dosiahnutie ktorej je potrebné viac paliva;
• trojitý motor. Nízku kompresiu nevyhnutne sprevádza trojica, čo je nepríjemné nielen pre vodiča a spolujazdcov, ale aj pre zrýchlené opotrebovanie uchytenia motora a iných prídavných zariadení.

Stav krúžkov môžete skontrolovať priložením ruky k výfuku alebo čistému plechu a ak nájdete olejovú škvrnu, je pravdepodobnejšie, že problém je v krúžkoch.

Výber a výmena piestnych krúžkov

Vezmite prosím na vedomie, že sa neodporúča meniť piestne krúžky oddelene od piestov z nasledujúcich dôvodov:

• počas prevádzky sa valec nerovnomerne opotrebováva a stáva sa eliptickým;
• piesty sa tiež môžu zdeformovať, najmä ak sú prehriate. Drážky piestnych krúžkov sa môžu zväčšiť, čo znemožňuje inštaláciu nových krúžkov;
• blok valcov musí byť daný na kontrolu, kde po ňom bude zrejmé, či je valec v toleranciách elipsy, či je potrebné použiť čerstvý hon alebo či je na veľkosť opravy potrebné vyvŕtanie.

Aké sú kritériá pre výber piestnych krúžkov? Ak váš rozpočet neumožňuje veľkú generálnu opravu na maximum, môžete nainštalovať rozpočtové piesty, ale vždy kvalitné krúžky - rady skúsených mindrákov. Čo sa týka výberových faktorov:

• cena. Čím sú prstene lacnejšie, tým sú menej kvalitné a inak to nejde. Lacné krúžky sú vyrobené z nekvalitnej liatiny, čo sa už pri montáži môže prejaviť v podobe prasknutia krúžku;
• výrobca. Dôrazne odporúčam venovať pozornosť výrobcom ako Mahle, Kolbenschmidt, ide o spoločnosti špičkovej kvality. Ak chcete ušetriť peniaze bez prudkej straty kvality, pozrite sa na výrobcu ako Goetze, Nural, NPR;
• vzhľad obalu a samotných krúžkov. Venujte zvláštnu pozornosť tomu, ako sú krúžky zabalené, kvalite balenia, či existuje hologram, návod na inštaláciu a ako sú samotné krúžky vyrobené.

Ako vymeniť piestne krúžky

Postup výmeny krúžkov sa nelíši od procesu generálnej opravy. Je dôležité pochopiť, že v moderných autách spôsob „hádzania krúžkov“ neskončí dobre. Musíte dať blok valca na riešenie problémov, a ak sa tak stane, že krúžky je potrebné vymeniť pri skorej jazde, zatiaľ čo piesty a vložky sú v tolerancii, môžete krúžky vymeniť samostatne.

V ostatných prípadoch je potrebné vykonať úplnú opravu touto metódou:

• demontujte motor, pokazte blok a dajte hlavu valca na tlakovú skúšku;
• po obdržaní údajov o stave valcov zakúpite zvlášť skupinu piestov alebo krúžky;
• zmontujte motor a podľa typu krúžkov nechajte bežať spaľovací motor na určitý počet kilometrov.

Otázky a odpovede:

Aké sú krúžky na stieranie oleja? Môžu byť pevné alebo kompozitné. Pevná liatina je teraz menej bežná. Kompozitné pozostávajú z 2 tenkých krúžkov s radiálnym axiálnym expandérom.

Aké krúžky sú na pieste? Na piest sú nasadené kompresné, olejové stieracie krúžky (tenké horné a spodné). Na ňom je nainštalovaný aj axiálny a radiálny prstencový expandér (ak sa používajú delené krúžky).

Na čo sú kompresné krúžky? Poskytujú tesné spojenie medzi piestom a stenami valca. S jeho pomocou sa VTS udržiava v stlačenom stave v spaľovacej komore. Zvyčajne existujú dva takéto krúžky.

Kedy je potrebné vymeniť krúžky v motore? Keď sú krúžky opotrebované, plyny vychádzajú z valca do kľukovej skrine. Motor začína spotrebovávať veľa oleja (modrý dym z výfukového potrubia), výkon motora výrazne klesol.