رینگ پیستون چیست و چه وظیفه‌ای دارد؟

0 394 زمان تقریبی مطالعه 6 دقیقه

رینگ‌های پیستون به سخن ساده، یک درزگیر بین پیستون و دیواره سیلندر ایجاد می‌کنند که از ورود گازهای احتراق تحت‌فشار به مخزن روغن جلوگیری می‌کند. آنها همچنین با جلوگیری از ورود روغن بیش از حد به محفظه احتراق و سوختن، میزان مصرف روغن را تنظیم می‌کنند. رینگ‌هایی که عملکرد درستی داشته باشند، برای به حداکثر رساندن قدرت و کارایی موتور کاملاً حیاتی هستند. وظایف اصلی رینگ‌های پیستون در موتور عبارت‌اند از:

۱. محفظه احتراق را سد می‌کند تا کمترین هدررفت گاز به محفظه میل‌لنگ وجود داشته باشد

۲. بهبود فرایند انتقال حرارت از پیستون به دیواره سیلندر

۳. حفظ مقدار مناسب روغن بین پیستون و دیواره سیلندر

۴. تنظیم مصرف روغن‌موتور با کشیدن روغن از دیواره سیلندر به سمت محفظه

۵. اکثر رینگ‌های پیستون از چدن یا فولاد ساخته می‌شوند.

پس از این توضیحات ابتدایی راجع به رینگ پیستون، در ادامه این مقاله از مجله رینگو می‌خواهیم به این موضوع بپردازیم که رینگ پیستون چیست؟ و چه وظیفه‌ای دارد؟ اگر شما نیز می‌خواهید درمورد این قطعه در خودرو و کارکرد و اهمیتش اطلاعاتی به دست بیاورید تا انتهای این مقاله با ما همراه باشید.

اهمیت رینگ پیستون

رینگ‌های پیستون به‌منظور گرفتن درزهای بین شکاف پیستون و دیواره سیلندر طراحی شده‌اند. اگر این شکاف خیلی کوچک بود، انبساط حرارتی پیستون می‌توانست به معنای گیرکردن پیستون در سیلندر باشد و باعث واردشدن آسیب جدی به موتور شود. از طرف دیگر یک شکاف بزرگ باعث می‌شود آب‌بندی رینگ‌های پیستون در مقابل دیواره سیلندر نامناسب باشد و در نتیجه ضربه بیش از حد (گازهای حاصل از احتراق وارد میل‌لنگ می‌شود) و فشار کمتری به سیلندر وارد شود و توان خروجی موتور را کاهش یابد. حرکت لغزشی رینگ پیستون در داخل سیلندر باعث اصطکاک در قطعات موتور خواهد شد. اصطکاک ناشی از رینگ‌های پیستون تقریباً ۳۴ درصد از کل تلفات اصطکاک مکانیکی موتور است؛ بنابراین طراحی رینگ‌های پیستون برای به‌حداقل‌رساندن اصطکاک در حین دستیابی به درزگیری خوب و طول عمر قابل‌قبول است. روانکاری رینگ‌های پیستون نیروی محرکه‌ای برای بهبود کیفیت روغن‌موتور بوده که کار بسیار دشواری است. روغن‌موتور باید در دمای بالا و شرایط سخت، با تماس لغزشی با سرعت بالا دوام بیاورد. روانکاری فعالیت بسیار دشواری است، چرا که رینگ‌های پیستون به‌جای چرخش مداوم (مانند یک ژورنال یاتاقان) حرکت نوسانی دارند. در محدوده حرکت پیستون، رینگ متوقف می‌شود و جهت را برعکس می‌کند. این امر اثر طبیعی روغن یاتاقان هیدرودینامیکی را مختل می‌کند و کارایی روانکاری را کاهش می‌دهد. رینگ‌ها نیز برای افزایش نیروی تماس و حفظ درزگیر نزدیک فنر می‌شوند. نیروی فنر یا توسط سفتی خود رینگ یا توسط یک فنر جداگانه در پشت رینگ درزگیر تأمین می‌شود. مهم است که رینگ‌ها آزادانه در شیارهای خود در داخل پیستون شناور باشند تا بتوانند با سیلندر در تماس باشند. رینگ‌های اتصال در پیستون، معمولاً به دلیل تجمع محصولات احتراق یا تجزیه روغن روان‌کننده، می‌تواند باعث خرابی موتور شود و حتی یکی از دلایل رایج خرابی موتورهای دیزلی نیز است.

وظایف رینگ پیستون

بین پیستون و سیلندر، رینگ پیستون قسمتی است که برای کارکرد مؤثر موتور نیاز است. رینگ‌های پیستون ۴ وظیفه اصلی دارند که عبارت‌اند از:

وظیفه اول: درزگیر گاز احتراق

وظیفه دوم: کنترل روغن روان‌کننده (روغن‌موتور)

وظیفه سوم: هدایت حرارت

وظیفه چهارم: پشتیبانی از رویه پیستون

که در ادامه به تشریح هریک از این وظایف چهارگانه خواهیم پرداخت.

وظیفه اول: درزگیر گاز احتراق

وظیفه اول این است که به طور کامل هوابندی درون سیلندر بین پیستون و دیواره سیلندر حفظ شود. رینگ پیستون باقدرت کار می‌کند تا درب گاز احتراق را که در شکاف بین پیستون و سیلندر ایجاد شده در زمان انفجار نشت می‌کند، محکم نگه دارد. اگر گاز احتراق نشت کند، موتور نمی‌تواند تمام توانش را ارائه دهد و مصرف سوخت افزایش می‌یابد؛ در نتیجه هم از لحاظ اقتصادی و هم از لحاظ زیست‌محیطی کاملاً مضر خواهد بود.

وظیفه دوم: کنترل روغن روان‌کننده (روغن‌موتور)

وظیفه دوم این است که حداقل میزان روغن روان‌کننده به‌منظور جلوگیری از سوختگی را به طور مداوم ایجاد کند. در داخل سیلندر موتور، رینگ پیستون در معرض گاز احتراق با دمای بالا قرار دارد و همراه با پیستون، باید هزاران بار در دقیقه یا حتی بیشتر حرکت کند و برگردد. برای اطمینان از نسوختن رینگ پیستون و سیلندر و برای جلوگیری از ورود روغن روان‌کننده اضافی به داخل محفظه احتراق، لایه روغن روان‌کننده دیواره سیلندر در حداقل مقدار موردنیاز کنترل می‌شود.

وظیفه سوم: هدایت حرارت

در این مورد وظیفه رینگ پیستون آزادکردن گرما از پیستون به سیلندر است. زمانی که گاز می‌سوزد یا احتراق رخ می‌دهد، دمای داخل پیستون به گرمای تقریباً ۳۰۰ درجه سانتیگراد می‌رسد. اگر این گرما در داخل پیستون باقی بماند، ممکن است موتور آسیب ببیند؛ بنابراین گرما باید از داخل آن خارج شود. رینگ پیستون به انجام این کار کمک می‌کند.

وظیفه چهارم: پشتیبانی از رویه پیستون

در این مورد، وظیفه رینگ پیستون جلوگیری کردن از تماس محکم پیستون با دیواره سیلندر است. اگر پیستون زاویه‌دار باشد، در حین حرکت با مکان‌های مختلفی تماس پیدا می‌کند و این باعث آسیب به موتور می‌شود. رینگ پیستون از پیستون پشتیبانی می‌کند تا پیستون بتواند به‌آرامی بالا و پایین حرکت کند.

انواع رینگ پیستون

رینگ‌های پیستونی که به طور معمول در موتورهای کوچک استفاده می‌شوند، شامل سه نوع خاص می‌شوند که عبارت‌اند از:

۱. رینگ پیستون تراکمی

۲. رینگ پیستون وایپر

۳. رینگ پیستون روغن

رینگ پیستون تراکمی

رینگ پیستون تراکمی، بالاترین رینگ در پیستون است که به قطر خارجی آن متصل می‌شود. وظیفه اصلی رینگ تراکمی این است که شکاف بین پیستون و دیواره سیلندر را ببندد. آب‌بندی این شکاف با قطر بیرونی پیستون و دیواره‌های سیلندر باعث می‌شود که مخلوط هوا و سوخت در موتور احتراقی به سمت پایین میل‌لنگ حرکت نکند و باعث تراکم و قدرت کم شود. علاوه بر این، این آب‌بندی یا درزگیری باعث می‌شود روغن‌موتور موجود در میل‌لنگ که برای روغن‌کاری استفاده می‌شود به داخل محفظه احتراق حرکت نکند و نسوزد. حرکت روغن‌موتور به داخل محفظه احتراق و سوختن آن، باعث مصرف بیش از حد روغن در موتور و سپس پایین آمدن سطح روغن‌موتور می‌شود؛ بنابراین می‌توان گفت که اساساً رینگ پیستون تراکمی، جدا بودن محفظه احتراق و میل‌لنگ را تضمین می‌کند. مخلوط هوا و سوخت در محفظه احتراق اجازه نمی‌دهد روغن به داخل میل‌لنگ چکه کند و علاوه بر این، روغن‌موتور اجازه ندارد به داخل محفظه احتراق حرکت کند. از مزایای رینگ پیستون تراکمی، درزگیر شکاف بین پیستون و دیواره سیلندر بودن آن است که می‌توان به حفظ تراکم بالا در محفظه احتراق، قدرت و شتاب بالا در خودرو و عدم سوختن غیرضروری روغن‌موتور اشاره کرد.

رینگ پیستون وایپر

رینگ پیستون وایپر که به آن رینگ پیستون نایپر یا رینگ پیستون تراکمی پشتیبان نیز گفته می‌شود در قسمت زیرین رینگ تراکمی نصب می‌شود. وظیفه اصلی آنها تمیزکردن سطح لاینر از روغن اضافی و عمل به‌عنوان رینگ پشتیبان برای جلوگیری از نشت گاز بیشتر به پایین است که از حلقه فشرده‌سازی بالایی خارج شده است. اکثر رینگ‌های وایپر دارای یک صفحه با زاویه مخروطی هستند که به سمت پایین قرار می‌گیرند تا هنگام حرکت پیستون به سمت میل‌لنگ، عمل پاک‌کردن را انجام دهند. اگر رینگ وایپر به‌درستی نصب نشده باشد و زاویه مخروطی نزدیک به حلقه تراکم باشد، منجر به مصرف بیش از حد روغن می‌شود.

رینگ پیستون روغن

وظیفه اصلی رینگ پیستون روغن، هدایت روغن‌موتور در امتداد سطح بیرونی پیستون به داخل محفظه میل‌لنگ است. روغن‌موتور، پیستون و علاوه‌برآن تمام اجزای داخل محفظه میل‌لنگ را روانکاری می‌کند. روغن‌موتور برای یک موتور احتراق داخلی ضروری است زیر دو وظیفه را انجام می‌دهد: ۱. روانکاری و ۲. خنک‌سازی اجزای موتور.

بدون روغن‌موتور یا با میزان اندکی روغن‌موتور، موتور قادر به کار نخواهد بود و می‌تواند اثرات مضری بر اجزای موتور وارد کند. به همین دلیل است که رینگ خراش دهنده روغن که به هدایت روغن در امتداد پیستون و همچنین به داخل محفظه میل‌لنگ برای روانکاری و خنک‌کردن اجزا کمک می‌کند، خود یکی از مهم‌ترین اجزای موتور است.

کلام آخر

در این مقاله از مجله رینگو به بررسی رینگ پیستون پرداختیم. این قطعه وظایف بسیار مهمی دارد و به عملکرد صحیح موتور کمک زیادی می‌کند. ما در این مقاله، ابتدا به چیستی رینگ پیستون پرداخته و پس از آن اهمیت آن را بررسی کردیم. سپس وظایف اصلی رینگ پیستون را شرح دادیم و در پایان نیز انواع مختلف رینگ‌های پیستون را معرفی کردیم. امیدواریم مطالعه این نوشته برای شما مفید بوده باشد.