Във всеки съвременен бутален двигател има части, които осигуряват херметичността на горивната камера и смазването на цилиндрите - бутални пръстени.Прочетете всичко за буталните пръстени, техните съществуващи типове, конструктивни характеристики и работа, както и правилния избор и подмяна на пръстени в предложената статия.
Какво представляват буталните пръстени?
Бутални пръстени - части от цилиндро-буталната група (CPG) на двигател с вътрешно горене;метални разглобяеми пръстени, монтирани на бутала, за да уплътнят горивната камера, да намалят загубите на двигателно масло и да сведат до минимум количеството изгорели газове, навлизащи в картера.
За нормалната работа на бутален двигател с вътрешно горене е изключително важно в края на такта на компресия (когато буталото достигне горна мъртва точка) в горивната камера да се създаде налягане, надвишаващо определено минимално ниво - този параметър се нарича компресия.За бензиновите двигатели компресията е в диапазона от 9-12 атмосфери, за дизеловите агрегати този параметър е 22-32 атмосфери.За да се постигне необходимата компресия, е необходимо да се осигури уплътняването на горивната камера - този проблем се решава с бутални пръстени.
Буталните пръстени изпълняват няколко ключови функции:
● Уплътнение на горивната камера - размерът на пръстена е избран точно спрямо вътрешния диаметър на цилиндъра, което предотвратява пробива на газове от горивната камера в картера;
● Намаляване на силите на триене - площта на триене на пръстените по стените на цилиндъра е много по-малка от площта на буталото, което намалява загубите от триене на частите на CPG;
● Компенсация на топлинното разширение на CPG материалите - буталата и цилиндрите са направени от различни сплави с различни коефициенти на топлинно разширение, въвеждането на пръстени предотвратява заклинване на буталата и промени в компресията при повишаване и понижаване на температурата на двигателя;
● Смазване на стените на цилиндъра и отстраняване на излишното масло (което предотвратява навлизането му в горивните камери и намалява загубата на масло поради отпадъци) - пръстените със специален дизайн осигуряват отстраняването на излишното масло от стените на цилиндъра, образувано по време на работа на двигателя, но оставете масления филм, необходим за намаляване на триенето;
● Охлаждане на стените на буталото - част от топлината от буталото се отвежда към стените на цилиндъра през пръстените.
Лесно е да се види, че буталните пръстени играят решаваща роля в работата на CPG и функционирането на целия силов агрегат.Всички неизправности и износване на пръстените се проявяват чрез загуба на мощност на двигателя и общо влошаване на работата му, така че тези части трябва да бъдат сменени.Но преди да купите или поръчате нови пръстени, трябва да разберете съществуващите видове тези части, техния дизайн и характеристики на работа.
Бутало и бутални пръстени
Видове, конструкция и принцип на действие на бутални пръстени
На едно бутало са монтирани два вида пръстени:
● Компресия (горна);
● Скрепери за масло (долни).
Всички пръстени са разположени в напречни канали (жлебове) с правоъгълен профил, направени по-близо до главата на буталото.Пръстените от различни видове се различават по дизайн и предназначение.
Компресионните пръстени осигуряват уплътнение на горивната камера, един, два или три пръстена могат да бъдат монтирани на едно бутало (един на двутактови двигатели с вътрешно горене на мотоциклети, два на повечето съвременни четиритактови двигатели, три на някои дизелови двигатели), те са разположени в горната част на буталото.Структурно компресионните пръстени са много прости: това е метален разглобяем пръстен, чийто разрез е направен под формата на проста (права, наклонена) или сложна брава, на някои пръстени в ключалката има вдлъбнатина за запушалка.Ключалката има малка междина (няколко микрометра), която служи за компенсиране на топлинното разширение на частта по време на работа на двигателя.
Пръстените са изработени от стомана или специални класове чугун, тяхната външна (работна) повърхност може да има различен профил:
● Обикновен плосък - в този случай пръстенът е с правоъгълно сечение или сечение под формата на неправилен четириъгълник;
● Радиус (бъчвовиден) - външната повърхност на пръстена е дъга от окръжност с голям радиус;
● С фаска - на външната повърхност се прави фаска с малка височина;
● "минутни" пръстени - външната повърхност е с наклон към върха, ъгълът на наклон е няколко десетки дъгови минути, поради което пръстените са получили името си.
Плоският профил има горни компресионни пръстени, които са принудени да работят при високи температури и налягания в условия на недостатъчно смазване.За да се намали износването, работната повърхност на детайла е хромирана, фосфатирана, калаена или обработена по друг начин.Такъв пръстен е напълно съседен на огледалото на цилиндъра по време на работа, осигурявайки уплътнение и отстраняване на топлината от буталото.
Долните пръстени често имат по-сложен профил.Барабанните пръстени имат по-малко съпротивление на триене, като същевременно поддържат достатъчна степен на уплътнение."Минутните" пръстени, поради наклона на работната повърхност, намаляват силите на триене: когато буталото се движи надолу (на работния ход), пръстенът се плъзга по огледалото на цилиндъра със заострен ръб, а когато се движи нагоре, пръстенът се изцеден от огледалото на цилиндъра поради получения маслен клин.
Пръстените за скрепиране на маслото осигуряват правилното разпределение на масления филм върху повърхността на цилиндъра и предотвратяват навлизането на масло в горивната камера (отстранете го от огледалото на цилиндъра).На едно бутало се използва само един пръстен, тези части не са на буталата на двутактовите двигатели (тъй като маслото се добавя директно към бензина).Обикновено маслените скреперни пръстени имат композитен дизайн, който включва самите пръстени и разширители.
Бутални пръстени и тяхната схема на действие
Маслените скреперни пръстени са:
● Една част - U-образен пръстен, обърнат основата към буталото.В основата има поредица от кръгли или продълговати отвори, през които се оттича маслото;
● Композит - използвани са два тънки (разцепени) ринга, между които има дистанционен елемент.
Дистанционните елементи са:
● Радиални - осигуряват притискане на пръстените към стената на цилиндъра;
● Аксиални - използват се само в комбинация с композитни пръстени, осигуряват разтягане на пръстени;
● Тангенциални - комбинирани дистанционни елементи, осигуряват едновременно разгъване на пръстените и притиска им към стената на цилиндъра.
Дистанционните елементи са пластинчати (плоски) или навити пружини, вградени между или под пръстените, само една или две пружини от различни типове могат да се използват в пръстена на скрепера за масло.
Пръстенът за скрепиране на маслото се притиска към стената на цилиндъра и благодарение на конструкцията си осигурява отстраняването на излишния маслен филм.Събраното масло влиза в канала през отворите на пръстена, откъдето се оттича в картера на двигателя през отвори в стената на буталото.В същото време част от маслото остава под формата на тънък маслен филм върху стената на цилиндъра, което намалява триенето в целия CPG.
Как да изберем и сменим бутални пръстени
По време на работа на двигателя буталните пръстени са подложени на значителни механични и топлинни натоварвания, което води до тяхното постепенно износване и загуба на производителност.Тъй като пръстените се износват, те престават да изпълняват функциите си, което води до намаляване на компресията, просмукване на газове в картера и масло в горивната камера.Също така сериозен проблем е "коксуването" на пръстените (заглушаване поради натрупването на въглеродни отлагания в жлебовете на буталото).В резултат на това двигателят губи мощност и реакция на газта, ауспухът придобива характерен сив или дори черен оттенък, а разходът на гориво и масло се увеличава.Когато се появят тези признаци, е необходимо да диагностицирате двигателя - проверете компресията, проверете свещите и някои други части.Ако компресията е твърде ниска, свещите са напръскани с масло и има проблеми с работата на силовия агрегат, тогава трябва да смените буталните пръстени.
За подмяна трябва да изберете пръстени само от тези типове и каталожни номера, които са предоставени за този конкретен двигател.Трябва да се има предвид, че след извършване на основен ремонт на двигателя с пробити цилиндри е необходимо да се използват пръстени с ремонтни размери, подходящи за нови бутала.
Смяната на пръстените трябва да се извърши в съответствие с инструкциите за ремонт на захранващия блок.По принцип тази работа изисква разглобяване на двигателя и вдлъбнатина на буталата.Старите пръстени се отстраняват и жлебовете се почистват старателно.Новите пръстени трябва да бъдат поставени в съответствие с инструкциите на маркировките "Нагоре" или "Нагоре" върху тях.При монтиране на пръстените се проверяват пролуките между страничната повърхност на частта и стената на жлеба в буталото, както и в ключалката на пръстена, поставен в цилиндъра.Всички хлабини трябва да са в границите, установени за двигателя.Пръстените са разположени на буталото, така че техните ключалки да не лежат на една и съща линия и да не падат върху оста на отворите за пръсти - така се образува лабиринт, който предотвратява пробива на газове от горивната камера.
При монтиране на бутало с нови пръстени в цилиндъра трябва да се използва специален дорник, който притиска пръстените към буталото.След смяна на буталните пръстени е препоръчително да работите в двигателя - не надценявайте скоростта през първите 800-1000 км и зареждайте двигателя на половин мощност, в края на счупването трябва да смените двигателното масло .
С правилния избор и подмяна на бутални пръстени, двигателят ще възвърне предишната си мощност и ще работи уверено във всички режими.
Време на публикуване: 13 юли 2023 г