Jaka powinna być szczelina między tłokiem a cylindrem?
Zawartość
Aby zapewnić wysokie sprężenie w silniku, a to znacząco wpływa na jego sprawność i inne możliwości w zakresie mocy, łatwości rozruchu i jednostkowego zużycia, tłoki muszą znajdować się w cylindrach z minimalnym luzem. Ale nie można zredukować go do zera, ponieważ z powodu różnych temperatur części silnik się zatnie.
Dlatego luz jest określany na podstawie obliczeń i ściśle przestrzegany, a niezbędne uszczelnienie uzyskuje się za pomocą sprężynowych pierścieni tłokowych jako uszczelnienia gazowego i olejowego.
Dlaczego zmienia się szczelina między tłokiem a cylindrem?
Projektanci samochodów dążą do tego, aby części silnika pracowały w trybie tarcia płynnego.
Jest to metoda smarowania powierzchni trących, gdy ze względu na wytrzymałość filmu olejowego lub doprowadzenie oleju pod ciśnieniem i przy wymaganym natężeniu przepływu, bezpośredni kontakt części nie występuje nawet przy znacznym obciążeniu.
Nie zawsze i nie we wszystkich trybach taki stan można utrzymać. Wpływa na to kilka czynników:
- głód oleju, doprowadzanie płynu smarującego, jak ma to miejsce w łożyskach wału korbowego i wałków rozrządu, nie odbywa się pod ciśnieniem w obszarze między tłokiem a cylindrem, a inne metody smarowania nie zawsze dają stabilny wynik, specjalny olej dysze działają najlepiej, ale z różnych powodów stawiają je niechętnie;
- źle wykonany lub zużyty wzór honowania na powierzchni cylindra, ma za zadanie trzymać film olejowy i zapobiegać jego całkowitemu zniknięciu pod wpływem siły pierścieni tłokowych;
- naruszenia reżimu temperaturowego powodują zerowanie szczeliny termicznej, zanik warstwy oleju i pojawienie się karbów na tłokach i cylindrach;
- stosowanie oleju niskiej jakości z odchyleniem we wszystkich istotnych cechach.
Wydaje się to paradoksalne, ale powierzchnia cylindra zużywa się bardziej, chociaż zwykle jest on wykonany z żeliwa, jest to solidny blok żeliwny lub różne suche i mokre wkładki odlane w aluminium bloku.
Nawet w przypadku braku tulei, powierzchnia cylindra aluminiowego poddawana jest specjalnej obróbce, na której powstaje warstwa specjalnej twardej, odpornej na zużycie powłoki.
Wynika to z bardziej stabilnego nacisku na tłok, który w obecności smarowania prawie nie usuwa z niego metalu podczas ruchu. Ale cylinder jest poddawany ciężkiej pracy pierścieni sprężystych z wysokim ciśnieniem właściwym ze względu na małą powierzchnię styku.
Naturalnie tłok również się zużywa, nawet jeśli dzieje się to wolniej. W wyniku całkowitego zużycia obu powierzchni ciernych szczelina stale się zwiększa i nierównomiernie.
Zgodność
W stanie początkowym cylinder jest w pełni zgodny ze swoją nazwą, jest to figura geometryczna o stałej średnicy na całej wysokości i okręgu w dowolnym przekroju prostopadłym do osi. Tłok ma jednak znacznie bardziej złożony kształt, poza tym posiada wkładki termostabilne, w wyniku czego podczas pracy rozszerza się nierównomiernie.
Aby ocenić stan szczeliny, wybiera się różnicę średnic tłoka w strefie fartucha i cylindra w jego środkowej części.
Formalnie przyjmuje się, że szczelina termiczna powinna mieć średnicę około 3 do 5 setnych milimetra dla nowych części, a jej maksymalna wartość w wyniku zużycia nie powinna przekraczać 15 setnych, czyli 0,15 mm.
Oczywiście są to wartości średnie, silników jest bardzo dużo i różnią się one zarówno różnymi podejściami konstrukcyjnymi, jak i wymiarami geometrycznymi części, w zależności od objętości roboczej.
Wynik naruszenia luki
Wraz ze wzrostem szczeliny i zwykle wiąże się to również z pogorszeniem wydajności pierścieni, coraz więcej oleju zaczyna przenikać do komory spalania i jest wydawane na odpady.
Teoretycznie powinno to zmniejszyć kompresję, ale częściej przeciwnie, zwiększa się, ze względu na obfitość oleju na pierścieniach dociskowych, uszczelniając ich szczeliny. Ale to nie trwa długo, pierścienie koksują, leżą, a kompresja znika całkowicie.
Tłoki o zwiększonych prześwitach nie będą już mogły normalnie pracować i zaczną pukać. Stukanie tłoka jest wyraźnie słyszalne przy przesunięciu, czyli w górnym położeniu, gdy dolna głowica korbowodu zmienia kierunek ruchu, a tłok mija martwy punkt.
Spódnica odsuwa się od jednej ściany cylindra i wybierając szczelinę uderza z siłą w przeciwległą. Nie da się jeździć z takim dzwonkiem, tłok może się zawalić, co doprowadzi do katastrofy całego silnika.
Jak sprawdzić luz między tłokiem a cylindrem?
Do sprawdzenia szczeliny używany jest sprzęt pomiarowy w postaci mikrometra i miernika wewnętrznego, ta para ma klasę dokładności, która pozwala reagować na każdą setną milimetra.
Mikrometr mierzy średnicę tłoka w strefie jego obrzeża prostopadle do palca. Pręt mikrometru mocuje się za pomocą zacisku, po czym miernik wewnętrzny jest ustawiany na zero, opierając końcówkę pomiarową na pręcie mikrometru.
Po takim zerowaniu wskaźnik zacisku pokaże odchylenia od średnicy tłoka w setnych częściach milimetra.
Cylinder jest mierzony w trzech płaszczyznach, górnej, środkowej i dolnej, wzdłuż strefy suwu tłoka. Pomiary powtarza się wzdłuż osi palca iw poprzek.
Dzięki temu można ocenić stan cylindra po zużyciu. Najważniejszą rzeczą, która jest wymagana, jest obecność nieprawidłowości, takich jak „elipsa” i „stożek”. Pierwsza to odchylenie przekroju od koła w kierunku owalu, a druga to zmiana średnicy wzdłuż osi pionowej.
Obecność odchyleń o kilka akrów wskazuje na niemożność normalnej pracy pierścieni i konieczność naprawy cylindrów lub wymiany bloku.
Fabryki mają tendencję do narzucania klientom zespołu bloku z wałem korbowym (krótki blok). Często jednak dużo taniej okazuje się naprawa z otworem, w ciężkich przypadkach z tuleją, z wymianą tłoków na nowe standardowe lub nadwymiarowe tłoki naprawcze.
Nawet nie nowe silniki ze standardowymi tłokami, możliwe jest dokładne dobranie luzów. W tym celu tłoki są podzielone na grupy z odchyleniem średnicy wynoszącym jedną setną. Pozwala to na ustawienie szczeliny z idealną dokładnością i zapewnia optymalną wydajność silnika oraz jego przyszłą żywotność.
