Los anillos raspadores de aceite evitan que el aceite entre a la cámara de combustión desde el cárter, eliminando el exceso de aceite de la pared del cilindro. Se instalan debajo de los de compresión. A diferencia de los anillos de compresión, tienen ranuras pasantes o constan de dos anillos tipo raspador. En los pistones de algunos motores, se instalan anillos raspadores de aceite compuestos, hechos de dos discos de acero y dos expansores de resorte, axial y radial. El expansor axial ubicado entre los discos los presiona firmemente contra las paredes de la ranura del pistón. El expansor radial presiona los discos firmemente contra el cilindro. Los anillos prefabricados se adhieren bien a la superficie del cilindro y proporcionan un bajo consumo de aceite del cárter.
Principales funciones y tipos.
Los anillos rascadores de aceite se instalan a un nivel más bajo que los anillos de compresión. A diferencia de la estructura monobloque de los de compresión, se fabrican con ranuras pasantes (de hierro fundido) o compuestos con resortes de expansión (de acero). Los anillos compuestos constan de un anillo superior delgado, un anillo inferior y dos expansores (axial y radial). Dependiendo del tipo de pistón y de motor, se pueden instalar un par de anillos rascadores de aceite. Este tipo de anillos está disponible en tres tipos:
- cromado,
- no cromado,
- acero.
Sellado de la cámara de expansión o de combustión; aumentando la compresión para que el motor pueda funcionar y arrancar. Reducir el consumo total de aceite del motor de la máquina (para todos los motores de cuatro tiempos y diésel de dos tiempos); Al mismo tiempo se debe garantizar una lubricación suficiente de todos los elementos deslizantes. Evitar que los gases de escape entren al cárter. Elimina el exceso de calor del pistón de trabajo, lo que evita su sobrecalentamiento y normaliza la transferencia de calor a través de las paredes del cilindro.
¿Dónde están instalados los anillos?
Ubicación y tipo de instalación. anillos de pistón depende de su perfil de uso. El juego de aros para un pistón macizo se diferenciará del juego de un pistón compuesto, ya que este último incluye un segundo aro intermedio.
Antes de instalar directamente piezas nuevas, es necesario limpiar a fondo los pistones y las camisas. Además, durante el proceso de desmontaje del grupo de pistones, es importante no alterar la estricta integridad de las piezas. Los expertos recomiendan dejar marcas en las superficies que no funcionan. Esto garantizará el funcionamiento normal de todas las partes de la unidad de control del motor. Lista de aros de pistón para un pistón de motor macizo:
El superior es un anillo de compresión con sección trapezoidal sin hendiduras ni torsiones.
- La segunda parte se instala con una sección rectangular, equipada con una esquina cortada, que asegurará un giro sencillo. La presencia de un corte cónico en varios motores se puede ubicar tanto en la parte superior como en la inferior.
- La parte rascadora de aceite se encuentra en la parte inferior.
Lista de aros de pistón para pistón compuesto:
En la parte superior se instala una pieza de compresión de sección trapezoidal; es importante que no tenga ranuras ni torceduras.
En medio se coloca un segmento de pistón con torsión positiva y un corte cónico a lo largo del borde superior de la pieza de repuesto.
Debajo se instala una pieza raspadora de aceite.
¿Qué tipos de mal funcionamiento ocurren? El principal mal funcionamiento de los aros de pistón es su desgaste durante el uso prolongado. El desgaste acelerado de los aros del pistón se debe a un cambio inoportuno del aceite del motor, al uso de aceite de motor inadecuado o a aceite contaminado.
Reemplazo inoportuno del filtro de aire y, más aún, operar el automóvil sin filtro de aire o conducir por carreteras polvorientas. Uso de combustible de baja calidad o reemplazo inoportuno del filtro de combustible. Las condiciones difíciles incluyen el uso constante de un automóvil en los atascos de la ciudad. Los viajes cortos durante los cuales el motor no tiene tiempo de calentarse hasta la temperatura normal de funcionamiento son muy perjudiciales para los anillos, especialmente en invierno.
No está permitido operar el motor bajo cargas elevadas hasta que esté completamente caliente. El sistema de gestión del motor de algunos vehículos de alto rendimiento no permite que el motor desarrolle toda su potencia hasta que la temperatura del aceite del motor alcanza un límite establecido. Es el aceite, no el refrigerante del sistema de refrigeración.
Hay casos de destrucción rápida de los segmentos de pistón, similar a una avalancha. Esto puede ocurrir debido a un sobrecalentamiento severo del motor o como resultado de que el motor funcione en condiciones de lubricación insuficiente. En tales casos, es posible que los aros se atasquen en el cilindro, se formen raspaduras en las paredes del cilindro y el pistón y se destruyan los aros del pistón y las particiones entre las ranuras anulares del pistón. Esta condición del motor se diagnostica con bastante facilidad.
Un signo de desgaste inaceptable de los segmentos del pistón es el aumento del consumo de aceite. Si el motor de un automóvil pequeño consume más de 0,5 litros de aceite cada 1000 km y al mismo tiempo, al arrancar desde parado después de detenerse en un semáforo, sale humo azulado del sistema de escape, se puede suponer que el motor Los anillos de pistón tienen un desgaste inaceptable. En este caso, se puede observar un aumento de la presión de gas del cárter, que se puede determinar desconectando la manguera del sistema de ventilación forzada del cárter del motor. Además, la alta presión de gas del cárter se indica por fugas de aceite a través de los sellos de aceite, juntas y otros sellos del motor.
¿Qué hacer si los anillos rascadores de aceite están atascados?
La aparición de aros de pistón provoca la pérdida de su movilidad. Esto sucede debido a la acumulación de hollín del aceite quemado, que obstruye fuertemente las ranuras del pistón, lo que provoca que los anillos se peguen dentro de los “casquillos”. En este caso, es seguro que las juntas entre el pistón y el cilindro se deterioren. El motor pierde compresión sin desarrollar la potencia requerida, porque la mezcla de trabajo no está suficientemente comprimida. Por cierto, es por este mismo motivo que el motor no arranca adecuadamente en tiempo frío, ya que los anillos están obstruidos con coque.
¿Qué viene después? Lo primero que indicará problemas con el motor es un mayor consumo de aceite. Los anillos rascadores de aceite sufren depósitos de carbón porque funcionan como un rascador. A menudo, los anillos de pistón atascados ocurren durante viajes cortos dentro de la ciudad, cuando el motor no tiene tiempo de calentarse.
Otra razón por la que los anillos se pegan es el aceite de baja calidad (falso). La calidad del aceite es un aspecto muy importante, ya que de la calidad del producto dependerá que queden depósitos de carbón o no. Así, por ejemplo, si utilizas un aceite de mala calidad, se quemará como margarina en una sartén. Por lo tanto, compre el aceite recomendado por el fabricante para su automóvil.
Función:
Los anillos de pistón de control de aceite fueron diseñados únicamente para distribuir aceite en la pared del cilindro y eliminar el exceso de aceite. Para mejorar la función de sellado y raspado de aceite, los anillos raspadores de aceite suelen tener dos correas de trabajo. Cada una de estas correas elimina el exceso de aceite de la pared del cilindro. Así, tanto en el borde inferior del anillo rascador de aceite como entre las bridas aparece una cierta cantidad de aceite, que es necesario eliminar de la zona del anillo. Cuando el pistón está desviado dentro del orificio interior del cilindro, el sello funciona mejor cuanto más cerca estén ambas correas de trabajo anulares entre sí.
En primer lugar se debe eliminar de esta zona el aceite que se extrae de la cinta rascadora de aceite superior y que aparece entre las correas anulares de trabajo, ya que de lo contrario caerá fuera del aro del pistón rascador de aceite y luego habrá que eliminarlo por la segunda. anillo de pistón de compresión. Para ello, los aros de pistón del rascador de aceite, de una sola pieza o de dos piezas, tienen ranuras oblongas u orificios entre las correas anulares de trabajo. A través de estos orificios en el propio anillo, el aceite extraído de la correa de trabajo superior se descarga hacia su reverso.
Ahora se puede realizar una mayor eliminación del aceite desnatado. de varias maneras. Un método consiste en enviar aceite a través de los orificios de la ranura de aceite hacia el interior del pistón para que pueda gotear desde allí al cárter de aceite (Fig. 1). En las ranuras denominadas “Coversiots” (Fig. 2 y Fig. 3), el aceite desnatado se conduce a través de un hueco alrededor del saliente hacia el exterior del pistón. También resulta útil una combinación de ambos diseños.
Ambos diseños resultaron adecuados para drenar el aceite desnatado. Dependiendo de la forma del pistón, del método de combustión o del propósito de aplicación, se utiliza uno u otro diseño de segmento. En teoría, no se puede dar preferencia a uno de estos diseños. Por lo tanto, la decisión sobre qué método es el más adecuado para un pistón en particular se determina mediante diversas pruebas en la práctica.
Nota importante:
En los motores de dos tiempos, el pistón se lubrica con la mezcla de combustible. Por lo tanto, debido al diseño, se puede abandonar el uso de un anillo de pistón rascador de aceite.
Tipos de diseño: Anillos de pistón de control de aceite de una pieza
Los aros de pistón rascadores de aceite de una pieza ya no se utilizan en la construcción de motores modernos. Su elasticidad sólo se debe a la sección transversal del segmento del pistón. Por lo tanto, estos anillos son relativamente rígidos y no pueden adherirse bien a la superficie del cilindro en todo el perímetro y, al mismo tiempo, no tienen propiedades de sellado tan buenas como los anillos de pistón de control de aceite que constan de piezas separadas. Los aros de pistón rascadores de aceite de una sola pieza están fabricados de fundición gris.
Anillo de pistón de caja de control de aceite con ranuras
El diseño más sencillo con correas de trabajo rascadoras de aceite de sección rectangular y con ranuras para el drenaje del aceite.
Anillo de pistón en forma de caja de control de aceite con chaflanes convergentes
En comparación con el anillo de pistón de la caja de control de aceite con ranuras, los bordes de las correas de trabajo están biselados. Esto se hace para lograr una presión superficial mejorada.
Anillo de pistón de caja de control de aceite con chaflanes paralelos
Este anillo tiene correas de trabajo que están biseladas solo en el lado de la cámara de combustión. Como resultado, cuando el pistón se mueve hacia abajo, la eliminación del aceite de las paredes del cilindro es más eficaz.
Anillos de pistón de control de aceite de dos piezas (diseños de expansor de resorte helicoidal)
Los anillos de pistón de control de aceite de dos piezas constan del propio anillo y un resorte helicoidal detrás de él. El segmento en sí tiene una sección transversal significativamente más pequeña en comparación con el segmento de pistón de control de aceite de una sola pieza. Como resultado, estos anillos son relativamente flexibles y pueden adherirse muy bien a la superficie del cilindro a lo largo de todo el perímetro. La ranura para el expansor de resorte retorcido en el lado interior del anillo tiene forma semicircular o en forma de V.
La tensión en sí proviene de un resorte de compresión helicoidal hecho de acero para resortes resistente al calor. Se acuesta detrás del anillo y lo presiona contra la pared del cilindro. Durante el funcionamiento, los resortes encajan firmemente en la parte posterior del anillo y juntos forman un todo. Aunque el resorte del anillo no gira, todo el bloque anular, al igual que otros anillos, gira libremente en la ranura anular. La distribución de la presión radial de los anillos de pistón de control de aceite que constan de dos partes es siempre simétrica, ya que la presión de apriete se distribuye uniformemente. en todo el volumen del resorte helicoidal (ver también el capítulo 1.6.2 Distribución radial de la presión).
Para aumentar la vida útil, se rectifican los diámetros exteriores de los resortes, se enrollan más firmemente en el bloqueo del anillo del pistón o se extiende una manguera de teflón sobre ellos. Al tomar estas medidas, se reduce el desgaste por fricción entre el anillo y el resorte helicoidal.
Los anillos de dos piezas están fabricados de fundición gris o de acero.
Nota importante: La ranura en el bloqueo del segmento de pistón no tensado, es decir, la distancia entre los extremos del segmento desmontado sin el resorte de expansión ubicado detrás, es insignificante en el caso de segmentos de pistón compuestos de varias partes. Especialmente en el caso de anillos de acero, esta distancia puede ser casi nula. Esto no constituye un defecto ni motivo de reclamación.
Anillo de pistón de la caja de control de aceite con ranuras y expansor de resorte helicoidal
El tipo de diseño más simple con un mejor sellado que el anillo de pistón de control de aceite ranurado de una sola pieza.
Anillo de pistón de la caja de control de aceite con chaflanes paralelos y expansor de resorte helicoidal
Misma forma de superficie que un segmento de pistón de caja extraíble con chaflanes paralelos, pero con mejor sellado.
Anillo de pistón en forma de caja de control de aceite con chaflanes convergentes y expansor de resorte helicoidal
La misma forma de superficie que el anillo del pistón de la caja de control de aceite con chaflanes convergentes, con mejor sellado.
Estamos hablando del aro de pistón raspador de aceite más común. Puede integrarse en todos los modelos de motor.
Anillo de pistón en forma de caja con rascador de aceite con chaflanes convergentes, con expansor de resorte retorcido y correas de trabajo cromadas
Las mismas propiedades que un segmento de pistón de caja de control de aceite con chaflanes convergentes y un expansor de resorte helicoidal, pero con mayor resistencia al desgaste y, al mismo tiempo, más por mucho tiempo servicios. Por tanto, este anillo es especialmente adecuado para motores diésel.
Anillo de pistón en forma de caja de control de aceite con chaflanes convergentes y expansor de resorte helicoidal de acero nitrurado
Este anillo está enrollado a partir de una tira perfilada de acero y cubierto por todos lados con una capa protectora. es muy
flexible y se rompe con menos frecuencia que los anillos de fundición gris mencionados anteriormente. El drenaje de aceite entre las lamas se produce a través de orificios redondos recortados. Este tipo de anillo de pistón de control de aceite se utiliza principalmente en motores diésel.
Anillos de pistón de control de aceite de tres piezas
Los aros de pistón de control de aceite de tres piezas constan de dos delgadas placas de acero que se presionan contra la pared del cilindro mediante un resorte espaciador y un resorte de expansión. Los aros de pistón de control de aceite con placas de acero están disponibles con superficies de trabajo cromadas o con revestimiento nitrurado. Este último sirve para mejorar la resistencia al desgaste no sólo en la superficie de trabajo, sino también entre el resorte expansor y las placas (desgaste secundario). Los anillos de pistón raspadores de aceite, que constan de tres partes, tienen la capacidad de adherirse muy bien a la superficie del cilindro a lo largo de todo el perímetro. Estos anillos se utilizan principalmente en motores de gasolina de turismos.
Situación de instalación
Varios modelos de muelles de expansión.
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Arroz. 2 |
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Fig.3 |
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Arroz. 4 |
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Arroz. 5 |
Los aros de pistón instalados en el grupo de pistones realizan simultáneamente varias funciones importantes para el motor.
Propósito de los anillos
Sello de gas de la cámara de combustión (espacio encima del pistón)
Eliminación de parte del calor de la superficie del pistón del cilindro.
"control de aceite", es decir eliminar el exceso de aceite de las paredes del cilindro y al mismo tiempo asegurar la lubricación de los anillos y del propio cilindro.
La mayoría de los motores modernos, tanto de gasolina como diésel, están equipados con un juego de tres aros. Los dos anillos superiores son de compresión y el inferior de aceite.
Aunque al anillo central a menudo se le asigna una doble función, donde no solo sirve para mantener la compresión, sino que también sirve parcialmente para eliminar el aceite, este será un artículo separado.
Los anillos raspadores de aceite de los motores modernos se instalan en dos tipos:
Anillo de caja con resorte tipo expansor
Anillo de fijación compuesto por un expansor de doble función y dos discos de acero
El anillo de caja es esencialmente un anillo de control de aceite, mientras que el anillo de fijación es puramente un anillo de control de aceite.
El anillo de caja proporciona un consumo de aceite ligeramente mayor debido al paso de parte del mismo cerca de puntos muertos, pero proporciona lubricación del pistón y del cilindro. Esto ocurre debido a la separación de la "cresta" del anillo de la pared del cilindro en el momento de "desplazar" el pistón.
No existe tal inconveniente anillo raspador de aceite, ya que sus discos no están conectados rígidamente entre sí y el contacto del disco con el espejo del cilindro siempre permanece constante.
Esto se logra debido al hecho de que los discos Tiene un espesor pequeño, alrededor de 0,50-0,63 mm, lo que les permite "adaptarse" bien a la superficie del cilindro, en comparación con un anillo raspador de aceite en forma de caja.
este diseño anillo raspador de aceite le permite eliminar casi todo el aceite de las paredes del cilindro, lo que a veces incluso provoca la inanición del par pistón-cilindro.
Para ello se ha modificado especialmente el diseño del anillo de compresión medio, que es capaz de retener parte del aceite para lubricar los anillos, pistón y cilindro por encima del anillo rascador de aceite.
En los motores diésel, donde las condiciones de funcionamiento del grupo de pistones son mucho más estrictas y los requisitos de lubricación aumentan, se instalan principalmente anillos raspadores de aceite en forma de caja.
Los motores de gasolina japoneses y americanos vienen en su mayoría equipados de fábrica. anillos rascadores de aceite apilados Y los fabricantes europeos dan preferencia a los anillos raspadores de aceite en forma de caja.
Cuando el anillo de la caja se desgasta mucho, la altura de los festones se vuelve mínima y, en ocasiones, se desgastan por completo, lo que provoca un aumento del espacio en el bloqueo del anillo y un alto consumo de aceite.
Anillo rascador de aceite Esto no está sujeto a esto, ya que el espacio aumentado en la cerradura se superpone a otro disco, separado por la cerradura de anillo en la dirección opuesta.
Al reemplazar los anillos, sin realizar ninguna operación de rectificado, la opción con anillos rascadores de aceite apilados será más confiable. Normalmente, estos anillos son más caros que los anillos de aceite tipo caja, pero el precio está justificado y se amortizará generosamente.
Al estudiar los principios de funcionamiento de un motor de combustión interna, se observó que la conexión deslizante entre el pistón y el cilindro está sellada, es decir, los gases bajo presión en el espacio sobre el pistón no penetran entre el pistón y las paredes del cilindro. en el cárter del motor. El objetivo principal de los aros de pistón es garantizar una estanqueidad aceptable. Cabe señalar que una pequeña parte de los gases de la cámara de combustión todavía penetra en el espacio interno del cárter, incluso en un motor nuevo y en perfecto estado de funcionamiento. Un sello que utiliza anillos de pistón se denomina técnicamente sello tipo laberinto; en sellos de este tipo siempre se produce alguna fuga de gas. Pero esta fuga en un motor en funcionamiento suele estar en el rango de 0,5 a 1,0%.
Los gases que se encuentran en el cárter del motor se denominan gases del cárter. A medida que se desgasta el grupo cilindro-pistón del motor, aumenta la cantidad de gases del cárter.
Además de sellar, los aros de pistón realizan dos tareas más. Regulan la cantidad de aceite en las paredes del cilindro necesaria para lubricar tanto los anillos como el pistón, y eliminan el calor del pistón a las paredes del cilindro.
Propósito de los anillos de pistón:
- Asegurar la estanqueidad entre las paredes del pistón y del cilindro.
- Regular la cantidad de aceite necesaria para lubricar la conexión pistón-cilindro y evitar que entre aceite en la cámara de combustión del motor.
- Eliminación de calor del pistón a las paredes del cilindro.
Los segmentos de pistón realizan estas tres tareas en condiciones muy difíciles bajo la influencia de elevadas cargas térmicas y mecánicas. La tensión térmica de los aros del pistón se produce bajo la influencia de gases de trabajo calientes y bajo la influencia de la fricción de los aros contra las paredes del cilindro, que se produce en condiciones de falta de aceite en la parte superior del pistón.
La solución exitosa de estos problemas se logra tanto a través del diseño de los anillos como de la correcta selección del material para su fabricación.
Tipo de anillo
Anillos de pistón - diagrama
1.1. Inserto antidesgaste de molibdeno.
- Segundo anillo de compresión
- Anillo rascador de aceite
3.1. Placa raspadora de aceite superior
3.2. expansor tangencial
3.3. Placa raspadora de aceite inferior
Fotografía de una sección transversal del pistón de un motor de gasolina moderno con un juego típico de aros de pistón instalados de acuerdo con el diagrama que se muestra en la imagen superior.
Los anillos de compresión proporcionan la estanqueidad necesaria y los anillos raspadores de aceite regulan la cantidad de aceite en las paredes del cilindro. Es precisamente esto lo que se ajusta, y no se elimina por completo, ya que una eliminación completa o excesiva de aceite provocará una falta de aceite en la conexión del pistón con las paredes del cilindro en la parte superior del pistón y el posterior atasco del pistón en la cilindro.
Anteriormente, los motores eran de baja velocidad y el número de anillos de pistón en un pistón alcanzaba entre 5 y 7. Pero casi todos los motores de gasolina modernos y los motores diésel de automóviles de alta velocidad tienen solo tres anillos de pistón en un pistón: dos anillos de compresión y uno de aceite. anillo raspador.
Aunque los pistones de los motores de los coches deportivos forzados, que funcionan constantemente a altas velocidades, pueden tener solo dos anillos. Y los pistones de los motores de automóviles diésel, para facilitar el arranque, pueden tener cuatro aros, tres de los cuales son aros de compresión.
Alguna terminología
- Terminar el despacho en estado libre
- Juego final en estado comprimido
- Torsión del anillo después de la compresión.
Anillos de pistón de compresión
Primer anillo de compresión (superior)
El anillo instalado en la ranura del pistón ubicado en el cilindro del motor debe adquirir una forma absolutamente redonda (esto se hace si la camisa del cilindro no tiene deformaciones) y presionarse contra la superficie del cilindro a lo largo de toda la circunferencia exterior del anillo de pistón. Para garantizar esto, el segmento elástico del pistón no está fabricado en forma de un círculo regular, sino en forma de un arco de radio variable, mayor que el diámetro del cilindro y que tiene un espacio (1) suficientemente grande entre los extremos de el anillo en estado libre. Cuando se instala en el cilindro, el anillo se comprime y el espacio (2) en la cerradura del anillo se vuelve 0,15 ? 0,5 mm. El valor exacto y máximo permitido de este espacio se indica en la documentación técnica del motor. Es muy importante garantizar un valor de espacio regulado; un espacio mayor contribuye a la penetración de gases en el cárter del motor y a una disminución de la potencia. Pero aún más peligroso es el juego reducido en el bloqueo del segmento del pistón. Durante el funcionamiento, como resultado del calentamiento, el anillo se expande y, con una holgura reducida, puede producirse un atasco del anillo del pistón en el cilindro, lo que provocará la formación de raspaduras en la superficie del cilindro, rotura de las particiones entre anillos de el pistón, o rotura del propio segmento. Por lo tanto, es aceptable un ligero aumento del espacio, pero es inaceptable una disminución del espacio en el bloqueo del segmento del pistón.
Los principales fabricantes de aros de pistón producen aros con una separación que disminuye gradualmente después de 0,1 mm; pueden existir hasta 15 tamaños seleccionados;
Sin espacio libre al final mientras se reduce la altura del anillo
Algunos fabricantes de anillos de pistón producen anillos de pistón "sin holgura". Por supuesto, es imposible cambiar la propiedad natural de los metales de expandirse al aumentar la temperatura; un anillo instalado en un cilindro de motor sin holgura seguramente se atascará. Pero se pueden resolver muchas cosas mediante un diseño exitoso. En este caso, el segmento del pistón consta de dos segmentos planos instalados uno encima del otro y girados 180° entre sí. En este caso, el aro superior tiene la forma de la letra “ l ", y el anillo inferior se inserta en el hueco del anillo superior, por lo que la altura de dicho anillo no es mayor que la altura de un anillo estándar.
Érase una vez, las cerraduras de los segmentos de pistón de los motores antiguos de baja velocidad tenían una forma compleja para reducir la penetración del gas a través de la cerradura del anillo, pero en los motores modernos de alta velocidad la penetración del gas a través de la cerradura del anillo es insignificante. Por lo tanto, los anillos modernos tienen sólo una forma de cerradura rectangular.
Cerraduras de aro de pistón
Instalación correcta de aros de pistón.
El radio de arco variable del segmento del pistón no se toma arbitrariamente, sino que se calcula para proporcionar el diagrama necesario de la fuerza de presión del segmento contra las paredes del cilindro. Durante el funcionamiento, el segmento del pistón se desgasta de manera desigual. Como resultado de los experimentos, se determinó que el anillo se desgasta más intensamente en el área de la cerradura. Por lo tanto, el aumento inicial de la fuerza de presión del anillo en el área de bloqueo aumenta la vida útil del anillo.
Pero el diagrama de fuerza del aro calculado con precisión puede cambiar como resultado de una instalación no profesional del aro en el pistón. Los aros de pistón de compresión modernos y muy finos no se deben montar manualmente en el pistón. Para ello, es necesario utilizar un dispositivo especial que garantice una expansión uniforme del anillo en toda la circunferencia y limite la expansión máxima.
La instalación del anillo a mano, con una expansión mayor y desigual, reduce significativamente la vida útil del anillo.
Presionar los anillos de compresión contra las paredes de la camisa del cilindro.
Esta figura muestra que los gases de la cámara de combustión, a través del espacio entre la zona de fuego del pistón y la pared del cilindro y a través del espacio entre la pared divisoria y el anillo del pistón, ingresan a la cavidad interna del anillo del pistón. En este caso, la presión en la cavidad interna del anillo de compresión superior es casi igual a la presión en la cámara de combustión.
Debido a la presión del gas sobre la superficie interior del segmento, el segmento del pistón se presiona adicionalmente contra las paredes del cilindro. Algunos de los gases también entran en la cavidad interna del segundo anillo de compresión. Dado que el primer anillo de compresión estrangula la presión del gas, la presión en la cavidad interna del segundo anillo de compresión puede ser igual al 30 - 60% de la presión en la cavidad interna del primer anillo de compresión.
Teniendo en cuenta el hecho de que todos los procesos en el motor ocurren con bastante rapidez, la presión de las cavidades internas de los anillos del pistón no cae hasta la siguiente carrera de potencia, este fenómeno se llama acumulación de presión; La acumulación de presión garantiza un funcionamiento aceptable de los aros de pistón que han perdido parcialmente su elasticidad como resultado del envejecimiento o el sobrecalentamiento. Los aros de pistón que han perdido elasticidad funcionarán satisfactoriamente con cargas elevadas del motor, pero cuando el motor funciona con cargas bajas, los aros de pistón no proporcionarán el sellado necesario. Por lo tanto, los aros de pistón de un turismo de serie pueden considerarse útiles, ya que debido a su propia elasticidad ejercen presión contra las paredes del cilindro.
Algunos fabricantes de segmentos de pistón afirman que hasta el 90% de la fuerza de presión sobre los segmentos de pistón proviene de la presión de los gases de trabajo del motor. Quizás los anillos con características técnicas similares sean adecuados sólo para motores deportivos especiales que funcionan constantemente en el rango de altas velocidades y cargas elevadas, pero es poco probable que un anillo de este tipo funcione con éxito en el motor de un automóvil de producción. Los anillos de pistón especialmente preparados, como muchas otras piezas del motor, pueden mejorar el rendimiento del motor en condiciones de velocidad y carga estrictamente definidas. Pero al mismo tiempo, esto empeorará significativamente el rendimiento del motor en otros modos.
Una dimensión operativa muy importante es el juego lateral entre el segmento y la ranura del pistón, ya que de él depende la presión en la ranura del pistón. En promedio, esta brecha es igual a 0,04 ? 0,08 mm. El tamaño de este espacio también determina las cargas de choque en las particiones de los segmentos del pistón y, en consecuencia, el ruido del motor, que aumenta a medida que aumenta el espacio, o la probabilidad de atasco (pérdida de movilidad) de los segmentos del pistón a medida que aumenta el espacio. la brecha disminuye.
Muchos mecánicos de automóviles creen que los pistones no se pueden utilizar más debido al desgaste de la guía del pistón (faldón), pero normalmente el desgaste de la guía del pistón es insignificante. Por supuesto, si el pistón no funcionó en modo de falta de aceite y no se formaron marcas en la superficie del pistón y las paredes del cilindro.
De hecho, el pistón a menudo es rechazado debido al desgaste inaceptable de la ranura del anillo de compresión superior.
Durante la producción, tanto la altura de los aros del pistón como la altura de la ranura del pistón tienen alguna variación, por lo tanto, para asegurar el juego requerido, a veces es posible seleccionar un aro de pistón de la altura requerida.
Segundo anillo de compresión
La forma del segundo anillo de compresión es diferente de la forma del primer anillo de compresión. A veces, debido a la forma peculiar de la superficie exterior, el segundo anillo de compresión se denomina anillo raspador.
Este anillo no sólo funciona como anillo de compresión, sino que también participa en la regulación de la cantidad de aceite en las paredes del cilindro, es decir, realiza parcialmente la tarea de anillo raspador de aceite. La parte inferior de la superficie de trabajo del segundo anillo tiene forma de raspador que, cuando el pistón se mueve hacia abajo, elimina el exceso de aceite de las paredes del cilindro. El anillo de compresión inferior funciona en condiciones mucho más ligeras. Tanto la temperatura en la zona del anillo como la presión del gas en el anillo (respectivamente, la fuerza de presionar el anillo contra la pared del cilindro) son significativamente menores en comparación con indicadores similares que afectan al anillo superior.
Ambos anillos de compresión sólo se pueden montar en una posición. La superficie superior del anillo del pistón de compresión está marcada con "T", "TOR" u otras. El anillo siempre se instala con esta marca hacia arriba. Anillo de pistón mal instalado, no funciona correctamente.
Anillos rascadores de aceite
Anillo de pistón de control de aceite
Los anillos raspadores de aceite están instalados debajo de los anillos de compresión del pistón. En los pistones de los motores de los turismos modernos sólo hay un anillo rascador de aceite. Aunque los motores más antiguos, especialmente los destinados a uso estacionario, utilizaban varios anillos raspadores de aceite.
Los anillos raspadores de aceite están diseñados para regular la cantidad de aceite en las paredes del cilindro. El proverbio ruso no se aplica aquí: "No se pueden estropear las gachas con mantequilla". En las pilas de cilindros no debe haber tanto aceite como sea posible, sino exactamente el necesario. Una cantidad insuficiente de aceite provocará falta de aceite y, como resultado, un mayor desgaste de los aros del pistón, del pistón y de la superficie del cilindro. En algunas condiciones severas de funcionamiento del motor, en presencia de falta de aceite, puede producirse raspado de la conexión pistón-cilindro e incluso un atasco total del pistón en el cilindro.
Tampoco es deseable una cantidad excesiva de aceite en las paredes del cilindro. El exceso de aceite ingresa a la cámara de combustión del motor a través de anillos de compresión. Lo que conduce a un mayor consumo de aceite, la formación de depósitos de carbón en las paredes de la cámara de combustión, válvulas y bujías. Los depósitos de carbón del aceite quemado en la cámara de combustión y en las válvulas empeoran significativamente algunas especificaciones técnicas motor. Durante el funcionamiento del motor, el sistema de lubricación rocía una gran cantidad de lubricante en la cavidad interna inferior del cilindro, que es necesario para lubricar el pasador del pistón y enfriar el pistón.
Cuando el pistón desciende, el anillo raspador de aceite con sus bordes recoge el exceso de aceite de las paredes del cilindro y lo dirige a través de los orificios de drenaje en la ranura del pistón hacia la cavidad interna del pistón. Luego, el aceite fluye hacia el cárter de aceite y regresa al sistema de lubricación del motor.
Para un funcionamiento confiable del motor, debe haber una fina capa de aceite de un espesor específico en la pila de cilindros. La capa de aceite depende no sólo del anillo rascador de aceite, sino también de la calidad del tratamiento de las superficies, tanto de las paredes del cilindro como del pistón. A veces se puede escuchar la opinión de que cuanto más limpia esté pulida la superficie de la pared del cilindro, menor será la fuerza de fricción y mejor funcionará el motor. En realidad esto no es cierto. Las tecnologías actuales pueden producir superficies de cilindros con un acabado muy alto, pero la superficie pulida no retendrá aceite.
Durante el bruñido final del diámetro interior del cilindro, se crea una estructura en su superficie interior que le permite sujetar cantidad requerida aceites
Malla en la superficie de la camisa del cilindro.
Estructura de la superficie del cilindro.
En primer lugar, el bruñido se realiza con un bruñidor de grano grueso. Para crear la estructura superficial necesaria, el afilador simultáneamente con el movimiento de rotación realiza movimientos alternativos verticales, como resultado de lo cual se forman diamantes en la superficie del cilindro. Después de esto, utilizando un pulidor suave y de grano fino, se crea una superficie plana de los diamantes.
La superficie de la falda del pistón no queda completamente lisa. El tamaño de grano requerido permanece en la superficie del pistón después del mecanizado.
Si la compresión de los aros del pistón de compresión, especialmente el superior, se realiza principalmente debido a la presión de los gases de trabajo, entonces los aros rascadores de aceite deben proporcionar compresión debido a su propia elasticidad. Esto lo garantiza el diseño de los anillos rascadores de aceite y la selección de los materiales con los que están fabricados.
El diseño del anillo raspador de aceite es más complejo que el del anillo de compresión. Los anillos raspadores de aceite tienen forma de caja y tienen dos caras para raspar el aceite y ranuras internas para drenar el aceite a los orificios de drenaje del pistón. En estos anillos suele insertarse un expansor radial accionado por resorte para garantizar la presión necesaria del anillo raspador de aceite contra las paredes del cilindro. En este caso, en el interior del anillo se realiza una ranura en forma de U o de V para un resorte en espiral.
Se han generalizado los anillos raspadores de aceite compuestos, que constan de varias partes. Un anillo de este tipo suele constar de dos placas laterales planas de acero cromado, cuyos círculos exteriores son los elementos que eliminan el aceite de las paredes del cilindro. Las placas laterales se expanden mediante expansores radiales y axiales (expansores). A veces estos dos expansores se reemplazan por uno tangencial, que produce simultáneamente una expansión axial y radial del anillo rascador de aceite. En los motores de automóviles de producción, los más utilizados son los anillos rascadores de aceite de tres componentes, que consisten en placas laterales cromadas y un expansor tangencial.
Anillos rascadores de aceite compuestos de tres piezas
Normalmente, los anillos de compresión para motores de automóviles de producción están hechos de grados especiales de aleación de hierro fundido duradero, pero recientemente los anillos de compresión, especialmente para motores de alto rendimiento, están hechos de acero. Para aumentar la resistencia al desgaste de los anillos de compresión, se aplica un recubrimiento de cromo o molibdeno a su superficie de trabajo. El cromo poroso utilizado para recubrir los segmentos del pistón retiene la cantidad necesaria de aceite en su superficie. Estos recubrimientos no sólo tienen una alta resistencia al desgaste, sino también un coeficiente de fricción reducido cuando se combinan con el hierro fundido del que están hechos el bloque de cilindros o las camisas de cilindro fundidas de un bloque de aluminio. El molibdeno se aplica a los anillos del pistón mediante pulverización de plasma.
Dado que el molibdeno es un metal bastante caro, generalmente se aplica solo en el anillo de compresión superior y, antes de rociar molibdeno, se hace una ranura delgada en la superficie de trabajo del anillo. En cuanto a sus propiedades físicas, los aros de pistón cromados se diferencian algo de los aros de pistón recubiertos de molibdeno.
Reemplazar los anillos raspadores de aceite en los jarrones es un trabajo muy serio, pero puedes hacerlo tú mismo. En particular, reemplazar los anillos raspadores de aceite en un VAZ 2110 implica una gran cantidad de pasos de trabajo que deben realizarse estrictamente de acuerdo con las instrucciones.
Anillos de pistón
Los anillos rascadores de aceite, o como también se les llama anillos de pistón, son componentes abiertos que están firmemente asentados en ranuras.
Están instalados en las superficies exteriores de los pistones.
En resumen, los aros de pistón realizan tres funciones principales:
- mejorar la transferencia de calor a través de las paredes del cilindro y proteger el pistón del sobrecalentamiento;
- sellar la cámara de combustión o la cámara de expansión (es decir, los anillos evitan que los gases penetren en el cárter);
- Regular el consumo de lubricante, distribuyendo uniformemente la película de aceite sobre la superficie del cilindro.
¿Qué causa que los anillos se desgasten?
En primer lugar, los automovilistas deben prestar atención a las siguientes señales:
- del tubo de escape salen gases de color azulado;
- aumenta el consumo de combustible;
- el lubricante se quema mucho más de lo habitual (a lo largo de 1000 km, cae de la marca "max" a "min");
- La relación de compresión del motor cae por debajo de 9.
Si todos estos signos se notaron al mismo tiempo, significa que es hora de cambiar los anillos del pistón (ver), ya que nada más ayudará.
Para garantizar un rendimiento óptimo del motor, los anillos deben encajar perfectamente y cerca de la superficie del pistón.
Desafortunadamente, con el tiempo, la geometría del cilindro se deforma y los espacios en las ranuras del pistón y en las juntas de los anillos aumentan. Por tanto, se perjudica la elasticidad de los propios anillos.
¿Qué sucede como resultado? El sellado se rompe, los gases comienzan a penetrar en el cárter del motor y el desgaste de todo el grupo de pistones aumenta significativamente.
A medida que aumenta el desgaste de los aros y otras piezas del pistón (ver), aumenta la cantidad de gases y la ventilación del cárter ya no da abasto y, por tanto, la presión aumenta significativamente. Ayuda a exprimir el lubricante a través de los sellos del cigüeñal, el asiento del distribuidor y las juntas.
En este caso, como se mencionó anteriormente, solo será útil un reemplazo competente de los anillos del pistón. Este procedimiento no es tan costoso como la reparación del motor, pero aun así se recomienda aprender a realizar este proceso usted mismo.
Reemplazo de anillos
Ahora es el momento de empezar a reemplazar los anillos.
Empecemos:
- desconecte el terminal negativo de la batería;
- Drene el aceite y el refrigerante.
Nota. Como ya no es recomendable utilizar aceite viejo en el futuro, simplemente desenroscamos el filtro de aceite, que sustituiremos por uno nuevo durante el proceso de instalación.
- desmontamos todos los componentes que interfieren con el acceso al cárter y a la culata (silenciador, filtro de aire, motor de arranque, accionamiento de gas junto con el cable del estrangulador, etc.);
- Luego desmontamos la rueda dentada del árbol de levas sujetándola con un destornillador para que no gire;
- desenrosque el perno que sujeta la rueda dentada;
- luego es necesario proceder a retirar el lecho del árbol de levas y la cabeza del bloque;
- Ahora deberá aflojar la sujeción del soporte del motor izquierdo y desenroscarlo por completo;
- levante esta parte del motor;
- desenrosque la sartén;
- luego procedemos al desmontaje de las tapas de biela;
- simultáneamente con las bielas, empuje el pistón hacia arriba;
Nota. Deberá inspeccionar cuidadosamente los pistones en busca de astillas y grietas. Si todo está en orden, entonces es necesario desmontar los anillos viejos y limpiarlos de hollín.
Consejo. No olvides comprobar el estado de los auriculares. En principio se recomienda cambiarlos inmediatamente para no volver a abrir el motor en el futuro.
Mientras retira los anillos viejos, también puede practicar cómo instalarlos correctamente. Se recomienda sentir con las manos la elasticidad de los componentes metálicos y el grosor de la ranura.
Otro método de formación consiste en quitar el anillo viejo y reinstalarlo. Debes hacer esto varias veces seguidas, sin temor a romper el anillo.
En cuanto a la limpieza de las ranuras, puedes hacerlo con el propio anillo, por supuesto el antiguo. También puede limpiar las ranuras con un dispositivo especial, como se muestra en la foto a continuación:
Comprobación de autorizaciones
Como sabes, la instalación de anillos requiere una orientación correcta. Por lo general, los anillos de pistón se revisan para garantizar que tengan la altura y el ancho correctos y que encajen en las ranuras del pistón.
Si coloca el anillo en la ranura y luego utiliza un juego especial de galgas de espesores, la inspección será mucho más fácil.
Nota. Debes saber que el espacio no debe exceder ni ser inferior a 0,05-0,1 mm. Si el espacio es superior a 0,12 mm, esto significa que el anillo o ranura tiene una desviación inaceptable de la norma.
También se debe comprobar la holgura en los cierres de anillo. El valor debe ser de 0,4 a 0,6 mm.
En general, se acostumbra medir la holgura del anillo en dos categorías:
- en sentido lateral;
- en el sentido final.
En cuanto al juego lateral, tiene los siguientes valores:
- entre la pared de la ranura y el primer anillo – 0,045-0,08 mm;
- entre el segundo anillo y la ranura - 0,02-0,055 mm.
Nota. En cuanto a la tolerancia al desgaste para todos los espacios, es de 0,015 mm.
En cuanto al valor final, debe ser igual a 0,25-0,45 mm. Y la tolerancia al desgaste en este caso debería ser de 1 mm.
Si hay un espacio, pero es pequeño, se puede pulir el anillo. Si el espacio es demasiado grande, el anillo se reemplaza por uno nuevo.
Nota. El anillo se corta al tamaño deseado con un disco de diamante especial.
Instalación
Antes de instalar los anillos, es necesario examinarlos cuidadosamente. En particular, es necesario poder determinar cuál de los anillos es el superior y cuál el segundo.
Además, debe poder encontrar una marca en el anillo que indique qué lado del anillo está instalado hacia el pistón.
Dado que el montaje de los anillos rascadores de aceite se realiza en un garaje privado, no se necesitan equipos costosos ni herramientas especiales. En este caso, los artesanos y personal de mantenimiento recomiendan utilizar una lata vacía normal.
Se deben cortar tiras de metal del mismo tamaño e instalarlas alrededor de toda la circunferencia del pistón.
Consejo. Dejamos una tira debajo del llamado "bloqueo" del anillo para evitar rayones.
- movemos el anillo hacia abajo a lo largo de las tiras de metal para que quede directamente frente a su asiento;
- después de eso, levantamos las tiras y los anillos caen en la ranura (si las mediciones del espacio se realizaron correctamente);
- Repetimos la operación de forma similar con otros anillos.
Nota. Por supuesto, esta operación se puede realizar sin tiras metálicas, por así decirlo, con las manos desnudas. Pero en este caso existe un alto riesgo de romper el anillo y rayar el pistón.
La instalación de aros de pistón implica lubricarlos con aceite. Luego, el anillo se inserta en el bloque de cilindros desde arriba y se presiona con un mandril casero.
Nota. El primer paso es instalar el anillo raspador de aceite.
Al instalar un anillo raspador de aceite en forma de caja que tiene un expansor en forma de resorte en espiral, la cerradura debe desplazarse 180 grados con respecto al anillo. Si se instala un anillo raspador de aceite compuesto, entonces se instala un expansor.
Nota. Debe asegurarse de que el expansor esté colocado correctamente. Solo después de esto será necesario instalar el anillo de la placa inferior y luego el superior.
En cuanto a las cerraduras de anillo, deben instalarse en un ángulo de 180 grados entre sí.
Consejo. No abra los extremos del anillo más de lo necesario para instalarlo en el pistón.
Después de instalar los anillos, debe asegurarse de que giren en sus ranuras sin atascarse. Y cuando se comprime el anillo, debe hundirse completamente en la ranura y no sobresalir de la superficie del pistón.
La separación se vuelve a comprobar después de la instalación. Esto se refiere al espacio lateral.
A menudo, el propio manual del coche le indicará cómo sustituirlo. En este caso, deberá instalar los anillos estrictamente de acuerdo con las instrucciones.
Si no hay tales instrucciones en las instrucciones, debe seguir reglas generales instalaciones.
Nota. Los bloqueos de los segmentos del pistón no deben colocarse en el centro de las superficies de apoyo del pistón. Además, no se deben colocar bloqueos en el lado de las superficies extremas del pasador del pistón.
Es costumbre instalar anillos raspadores de aceite después de ver este video.
Proceso de construcción
Realizamos el montaje en orden inverso:
- Primero lo instalamos en su lugar;
- instale una junta de sartén nueva;
- instalamos el propio palet;
- Bajamos el motor a su lugar atornillando el soporte izquierdo.
- Instale el cabezal del bloque en su lugar y apriételo.
Nota. La culata debe apretarse de forma especial. Primero hay que apretar los tornillos con un par de 20 N/m, es decir, la mitad de la fuerza. Después de esto, con una fuerza grande igual a 70 N/m.
- establecemos la posición del cigüeñal según marcas predesignadas;
- combinamos las marcas usando un asterisco, instalando el lecho del árbol de levas;
- coloque el asterisco en su lugar;
- ponle una cadena y aprieta el perno;
- Después de tensar la cadena, gire el motor un par de revoluciones;
- instalamos todos los archivos adjuntos en su lugar;
- no olvide instalar un filtro de aceite nuevo;
- llene con aceite y refrigerante nuevos;
- coloque el terminal de la batería en su lugar;
- arrancamos el motor.
Eso es todo. Como puede ver en el artículo, puede desmontar el eje con sus propias manos, reemplazar los anillos y volver a colocar todo con cuidado en su lugar sin ningún problema.
Lo principal es hacer todo según lo exigen las instrucciones, y el resto seguirá. De esta forma se puede ahorrar mucho dinero, porque el precio de servicios de este tipo en los servicios de coche es bastante elevado.
Por lo tanto, si necesita reemplazar los anillos en un VAZ 2106 u otro modelo, puede comenzar el proceso de manera segura.
