علت خراب شدن رینگ و پیستون چیست؟

علت خراب شدن رینگ و پیستون چیست؟

علت خراب شدن رینگ و پیستون چیست؟

در خودروها و وسایل نقلیه موتوری استفاده از موتور های پیستونی بسیار رایج است. اما علت خراب شدن رینگ و پیستون چیست؟ موتور های پیستونی ، مولدهای قدرتی هستند ‌که از طریق حرکات رفت و برگشتی پیستون‌ها نیروی حرکتی را به نیروی چرخشی تبدیل می کنند. در این‌موتورها محور اصلی که نیروی چرخشی را تولید میکند میل لنگ‌نام‌ دارد.

میل لنگ چیست؟

میل لنگ محوری دوار است که از زوایای لنگی تشکیل شده که محل اتصال میله هایی است که شاتون‌ نام‌ دارند. شاتون ها اهرم‌هایی هستند که در ناحیه انتهایی به میل لنگ‌ متصل و یاتاقان‌ بندی میشوند و در ناحیه ابتدایی به قطعه ای بنام‌ پیستون‌ متصل میشوند. پیستون ها درون استوانه ای به نام‌ سیلندر قرار دارند.

این‌ استوانه ها کاملا بسته بوده و نباید هیچگونه سیالی را از سطح مقطع پیستون‌ها عبور دهند. تولید قدرت در این  سیستم با حرکات رفت و برگشتی پیستون ها به بالا و پایین و انتقال نیروی حاصل از آن‌ به شاتون و در نهایت به حرکت در آوردن زوایای لنگ‌ میل لنگ‌ می باشد.

میل لنگ‌ نیز به کمک وزنه هایی که در اطراف زوایای لنگ‌ خود دارد میتواند خاصیت اینرسی پیدا کرده و زمانی که پیستون ها قدرتی تولید نمی کنند آنها را به سمت بالا هل دهد تا مرحله تراکم‌ ، تخلیه و مکش را انجام‌ دهند. حال بیایید نگاهی دقیق تر به پیستون ها بیندازیم.

پیستون چیست؟

پیستون قطعه ای استوانه ای شکل است که می تواند داخل سیلندر ، حرکت رفت و برگشتی داشته باشد. هنگامی که داخل محفظه احتراق ، مخلوط سوخت و هوا محترق می گردد ، انرژی حاصل از انبساط گازهای ناشی از احتراق ، باعث پایین رانده شدن پیستون می شود و بدین ترتیب با به حرکت درآمدن پیستون ، قدرت تولید می گردد.

از سوی دیگر پیستون به عنوان قسمت تحتانی محفظه احتراق محسوب می گردد. زیرا فضای سیلندر از بالا توسط سر سیلندر محدود می شود و از طرف پایین توسط پیستون محدود می گردد. از آنجا که پیستون در شرایط کاری دشواری کار می کند ، ضرورت دارد که از استحکام‌ بالایی برخوردار باشد.

زیرا در هر انفجاری که درون سیلندر رخ می دهد ، تقریبا حدود ۱۸ کیلو نیوتن به پیستون‌ نیرو وارد می شود. از سوی دیگر این‌ اعمال نیرو در هر ثانیه تقریبا ۳۰ مرتبه رخ می دهد. اعمال نیروهای بیش از حد به پیستون و حرارت ناشی از احتراق ممکن است دمای برخی از قسمت های کف پیستون را تا حدود ۲۲۰۰ درجه سانتیگراد بالا ببرد.

جنس پیستون

معمولا جنس پیستون از آلیاژ های تقویت شده آلومینیوم می باشد که به روش فورج و یا ریخته گری تولید می شود. البته در مرحله نهایی تولید به منظور افزایش استحکام‌ پیستون ، عملیات حرارتی نیز بر روی آن انجام می گردد. علت استفاده از آلومینیوم‌ ، سبک‌بودن آن می باشد.

ولی از آنجایی که آلومینیوم خالص ، فلز نرمی می باشد ، ضرورت دارد که به منظور افزایش استحکام بیشتر آن ، از عناصر آلیاژی نیز استفاده شود و در نهایت نیز سطح پیستون را با موادی همچون‌ قلع و یا کادمیوم‌ پوشش دهند. گاهی اوقات نیز در پیستون از تیغه محافظ اینوار استفاده می شود. فلز اینوار ، نوعی آلیاژ فولاد نیکل دار است که می تواند از انبساط پیستون آلومینیومی جلوگیری نماید.

اندازه پیستون

اندازه و وزن پیستون‌ ها ، معمولا در حد مشخصی می باشند. به جز در موارد خاص ، اگر نیاز باشد که حجم‌ موتور افزایش چشمگیری داشته باشد ، بیشتر از افزایش تعداد سیلندر ها استفاده می شود. زیرا هر چقدر پیستون بزرگتر باشد ، به آن‌ گشتاورهای بزرگتری وارد شده و در اثر تغییر شکل های ناشی از آن ، عمر پیستون کاهش می یابد.

از سوی دیگر بزرگتر بودن پیستون به معنای بیشتر بودن انبساط و انقباض های حرارتی نیز می باشد که با توجه به اهمیت تلرانس های ابعادی ، بزرگ‌ بودن پیستون ، وضعیت مناسبی نمی باشد. معمولا قطر پیستون را بین ۳ الی ۴ اینچ معادل ۷۶ الی ۱۲۲ میلیمتر و وزن آن را در حدود یک‌ پوند یا ۴۵۰‌ گرم در نظر می گیرند.

البته این‌ مقادیر کاملا تقریبی می باشد و ممکن است در طراحی های مختلف از ابعاد بزرگتر و یا کوچکتری نیز استفاده شود. در ضمن ضرورت دارد که وزن پیستون های یک‌ موتور با هم‌ برابر باشند. زیرا در غیر این صورت توازن‌ میل لنگ‌ به هم‌ خورده و موتور دچار لرزش می شود. از سوی دیگر به منظور حرکت آسان پیستون در داخل سیلندر ، لازم است یک‌ تلرانس لقی وجود داشته باشد.

میزان تلرانس لقی

مقدار این‌ تلرانس لقی معمولا بین ( 025/ الی 01/ ) میلیمتر می باشد. هنگامی که موتور در حال کار کردن است ، این‌ فاصله لقی توسط  لایه ای از روغن پر می شود. نکته قابل ذکر دیگر اینکه در هنگام‌ خاموش بودن موتور که قطعات آن سرد است ، سطح مقطع پیستون به صورت بیضی می باشد.

به طوریکه قطر کوچک بیضی که در راستای طول گژن پین قرار گرفته است ، با قطر بزرگ‌ آن در حدود 15/0 میلیمتر اختلاف اندازه دارد ، ولی پس از گرم‌ شدن‌ قطعات موتور و رسیدن آن‌ به دمای کاری ، چون‌ میزان انبساط در جهت طولی گژن پین بیشتر است ، سطح مقطع پیستون ، تقریبا دایره ای شکل می باشد. در این‌حالت میزان تلرانس لقی بین پیستون و سیلندر کاهش یافته و آب بتندی به خوبی انجام‌ می گردد.

عیوب پیستون

پیستون ها می توانند عیب های مختلفی پیدا کنند که به چند نمونه آن‌ می پردازیم:

اگر سطح مقطع پیستون در هنگام‌ سرد بودن ، بیضی شکل و کمی کوچک تر نباشد ، احتمال گریپاژ نمودن پیستون در هنگام گرم‌ شدن‌ قطعات موتور و منبسط شدن آنها وجود دارد. همچنین در اثر به هم‌ ریختن‌ تایمینگ‌ خودرو احتمال اصابت سوپاپ‌ به پیستون‌ نیز وجود دارد که باعث سوراخ شدن کف پیستون‌ میشود. گشاد شدن بوش گژن‌ پین‌ و لقی پیستون‌ با شاتون نیز یکی دیگر از عیوب پیستون‌ می باشد.

اشکال پیستون

کف پیستون دارای اشکال متفاوتی می باشد. گاهی اوقات کف پیستون بصورت تخت است و گاهی دیگر بصورت فرو رفتگی و یا گنبدی می باشد. البته شکل کف پیستون‌ باید متناسب با شکل قسمت فوقانی محفظه احتراق باشد ، تا بتواند تلاطم‌ و شرایط مناسب برای احتراق را فراهم‌نماید.

گاهی اوقات نیز پیستون ها دارای شکاف هایی می باشند. معمولا شکاف افقی پیستون به منظور کاهش انتقال حرارت قسمت رینگ‌ها به بدنه پیستون‌ تعبیه گردیده است ، ولی شیار عمودی موجود در پیستون ، جهت ایجاد حالت ارتجاعی در پیستون در نظر گرفته شده است.

رینگ‌پیستون

به منظور آب بندی لقی بین پیستون و جداره سیلندر ، از چند عدد رینگ‌ استفاده می شود. این رینگ‌ها در داخل شیارهایی که در محیط پیستون تعبیه گردیده است ، قرار می گیرند. به طوری که می توانند فضای بالای پیستون را نسبت به فضای زیرین آن آب بندی نمایند.

رینگ های پیستون عبارتند از :

  • رینگ‌ های تراکم :

از رینگ‌های تراکم‌ به منظور آب بندی لغزشی بین پیستون و جداره سیلندر استفاده می شود.‌ به طوری که این رینگ‌ ها مانع عبور هوای متراکم به فضای زیر پیستون‌ می گردند.‌ این رینگ ها باید بتوانند فشاری در حدود ۲۰۰ الی ۲۵۰‌ کیلو پاسکال را تحمل نمایند.

  • رینگ روغن :

سیستم روغنکاری داخل سیلندرها صرفا در فضای زیر پیستون وجود دارد. زیرا عملیات ارسال روغن به محفظه سیلندر ها ،‌ از طریق منافذی که بر روی شاتون و میل لنگ‌ وجود دارد ، انجام‌می پذیرد. اما به هیچ وجه نباید روغن به محفظه بالای سیلندر نفوذ کند و وارد محفظه احتراق شود از همین رو از رینگ روغن استفاده می کنند.

رینگ‌ روغن دارای حلقه های زنجیری شکلی است که در هنگام‌ بالا رفتن پیستون بتواند روغن را با خود حمل نموده و دیواره سیلندر را روغن‌ کاری نماید و موقع برگشت پیستون به پایین روغن را به کارتل هدایت کرده و مانع ورود روغن به محفظه فوقانی بشود.

عیوب و زمان‌تعویض رینگ و پیستون

به طور کلی رینگ‌ و پیستون ها جز لوازم‌ مصرفی موتور به حساب نمی آیند و زمانی باید تعویض شوند که دچار ضعف یا خرابی شده باشند ، اما بازدید آنها هر ۱۰۰ هزار کیلومتر یکبار توصیه میشود. از علائم ضعیف شدن رینگ و پیستون‌ میتوان به روغن سوزی خودرو ، فرار کمپرس محفظه احتراق و وجود صدای اضافه از قسمت سیلندر ها اشاره کرد.

 

از شما عزیزان ممنونیم که تا انتهای این مطلب ( علت خراب شدن رینگ و پیستون چیست؟ ) با ما همراه بودید، می توانید برای دیدن مطالب بیشتر به سایت تامین خودرو مراجعه کنید.

0 پاسخ

دیدگاهتان را بنویسید

می خواهید در گفت و گو شرکت کنید؟
خیالتان راحت باشد :)

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

این سایت از اکیسمت برای کاهش هرزنامه استفاده می کند. بیاموزید که چگونه اطلاعات دیدگاه های شما پردازش می‌شوند.