Jaká by měla být mezera mezi pístem a válcem
Obsah
Aby byla zajištěna vysoká komprese v motoru, a to velmi ovlivňuje jeho účinnost a další schopnosti z hlediska výkonu, snadného startování a měrné spotřeby, musí být písty ve válcích s minimální vůlí. Snížit na nulu to ale nejde, kvůli rozdílným teplotám dílů se motor zadře.
Proto je vůle určena výpočtem a přísně dodržována a potřebného utěsnění je dosaženo použitím pružinových pístních kroužků jako plynového a olejového těsnění.
Proč se mění vůle mezi pístem a válcem?
Konstruktéři automobilů se snaží, aby části motoru fungovaly v režimu tekutého tření.
Jedná se o způsob mazání třecích ploch, kdy vlivem pevnosti olejového filmu nebo přívodu oleje pod tlakem a při požadovaném průtoku nedochází ani při výrazném zatížení k přímému kontaktu dílů.
Ne vždy a ne ve všech režimech lze takový stav udržet. Ovlivňuje to několik faktorů:
- olejové hladovění, přívod mazací kapaliny, jako je tomu u ložisek klikového a vačkového hřídele, se neprovádí pod tlakem do oblasti mezi pístem a válcem a jiné způsoby mazání nedávají vždy stabilní výsledek, speciální olej trysky fungují nejlépe, ale z různých důvodů je dávají neochotně;
- špatně vyrobený nebo opotřebovaný honovací vzor na povrchu válce, je navržen tak, aby držel olejový film a zabránil jeho úplnému zmizení pod silou pístních kroužků;
- porušení teplotního režimu způsobuje vynulování tepelné mezery, zmizení olejové vrstvy a výskyt rýh na pístech a válcích;
- použití nekvalitního oleje s odchylkou ve všech významných charakteristikách.
Zdá se to paradoxní, ale více se opotřebovává povrch válce, byť je většinou litinový, jde o pevný litinový blok nebo různé suché i mokré vložky zalité do hliníku bloku.
I když manžeta chybí, je povrch hliníkového válce podroben speciální úpravě a je na něm vytvořena vrstva speciálního tvrdého povlaku odolného proti opotřebení.
To je způsobeno stabilnějším tlakem na píst, který v přítomnosti mazání z něj během pohybu téměř neodstraňuje kov. Válec však podléhá hrubé práci pružinových kroužků s vysokým měrným tlakem kvůli malé kontaktní ploše.
Přirozeně se také opotřebovává píst, i když k tomu dochází pomaleji. V důsledku celkového opotřebení obou třecích ploch se mezera neustále zvětšuje, a to nerovnoměrně.
Dodržování
V počátečním stavu je válec plně v souladu se svým názvem, jedná se o geometrický obrazec s konstantním průměrem po celé výšce a kružnicí v libovolném řezu kolmém k ose. Píst má však mnohem složitější tvar, kromě toho má tepelně fixační vložky, v důsledku čehož se během provozu nerovnoměrně roztahuje.
Pro posouzení stavu mezery se volí rozdíl průměrů pístu v zóně pláště a válce v jeho střední části.
Formálně se uvažuje, že tepelná mezera by u nových dílů měla mít průměr přibližně 3 až 5 setin milimetru a její maximální hodnota v důsledku opotřebení by neměla přesáhnout 15 setin, tedy 0,15 mm.
Jsou to samozřejmě nějaké průměrné hodnoty, motorů je velké množství a liší se jak různými konstrukčními přístupy, tak i geometrickými rozměry dílů v závislosti na pracovním objemu.
Výsledek porušení mezery
Se zvětšováním mezery, a obvykle je to také spojeno se zhoršením výkonu kroužků, začíná do spalovací komory pronikat stále více oleje a utrácí se za odpad.
Teoreticky by to mělo snížit kompresi, ale častěji se naopak zvyšuje, kvůli množství oleje na kompresních kroužcích, utěsnění jejich mezer. Ale to není na dlouho, kroužky koksují, lehnou si a komprese úplně zmizí.
Písty se zvýšenými vůlemi již nebudou moci normálně pracovat a začnou klepat. Klepání pístu je zřetelně slyšitelné na řazení, to znamená v horní poloze, kdy spodní hlava ojnice mění směr svého pohybu a píst projíždí úvratí.
Sukně se oddálí od jedné stěny válce a při výběru mezery narazí silou na protější. S takovým zvoněním nemůžete jezdit, píst se může zhroutit, což povede ke katastrofě pro celý motor.
Jak zkontrolovat vůli mezi pístem a válcem
Pro kontrolu mezery se používá měřicí zařízení ve formě mikrometru a vnitřního měřidla, tato dvojice má třídu přesnosti, která umožňuje reagovat na každou setinu milimetru.
Mikrometr měří průměr pístu v oblasti jeho pláště, kolmo k prstu. Mikrometrická tyč je upevněna svěrkou, po které se vnitřní měrka nastaví na nulu, přičemž se její měřicí hrot opírá o mikrometrickou tyč.
Po takovém vynulování bude indikátor třmenu ukazovat odchylky od průměru pístu v setinách milimetru.
Válec je měřen ve třech rovinách, horní část, střední a spodní, podél zóny zdvihu pístu. Měření se opakují podél osy prstu a napříč.
Díky tomu lze posoudit stav válce po opotřebení. Hlavní věc, která je vyžadována, je přítomnost nepravidelností, jako je "elipsa" a "kužel". Prvním je odchylka úseku od kruhu směrem k oválu a druhým je změna průměru podél svislé osy.
Přítomnost odchylek několika akrů naznačuje nemožnost normálního provozu kroužků a potřebu opravit válce nebo vyměnit blok.
Továrny mají tendenci vnucovat zákazníkům blokovou sestavu s klikovým hřídelem (krátký blok). Ale často se ukáže, že je mnohem levnější opravit s vrtáním, v těžkých případech - s objímkou, s výměnou pístů za nové standardní nebo nadměrné opravné písty.
I ne u nových motorů se standardními písty je možné přesně zvolit vůle. K tomu jsou písty rozděleny do skupin s odchylkou průměru jedné setiny. To umožňuje nastavit mezeru s dokonalou přesností a zajistit optimální výkon motoru a jeho budoucí životnost.
