Un anello del pistone è un anello metallico diviso che è fissato al diametro esterno di un pistone in un motore a combustione interna o in un motore a vapore.
In poche parole, le fasce elastiche formano una tenuta tra il pistone e la parete del cilindro, impedendo ai gas di combustione pressurizzati di entrare nella coppa dell'olio. Regolano inoltre il consumo di olio impedendo che l'olio in eccesso entri nella camera di combustione e bruci. Il corretto funzionamento degli anelli è fondamentale per la massima potenza ed efficienza del motore.
Le principali funzioni delle fasce elastiche nei motori sono:
La maggior parte delle fasce elastiche sono realizzate in ghisa o acciaio.
Le fasce elastiche sono progettate per sigillare lo spazio tra il pistone e la parete del cilindro. Se questo spazio fosse troppo piccolo, l'espansione termica del pistone potrebbe causare il grippaggio del pistone nel cilindro, causando gravi danni al motore.
D'altra parte, un grande gioco provocherebbe una tenuta insufficiente delle fasce elastiche contro le pareti del cilindro, con conseguente trafilamento eccessivo (i gas di combustione entrano nel basamento) e una minore pressione sul cilindro, riducendo la potenza del motore.
Il movimento di scorrimento dell'anello del pistone all'interno della parete del cilindro provoca perdite per attrito per il motore. L'attrito causato dalle fasce elastiche è circa il 24% delle perdite totali per attrito meccanico del motore. Il design delle fasce elastiche è quindi un compromesso tra la riduzione al minimo dell'attrito ottenendo una buona tenuta e una durata di vita accettabile.
La lubrificazione delle fasce elastiche è difficile ed è stata una forza trainante per il miglioramento della qualità dell'olio motore. L'olio deve sopravvivere alle alte temperature e alle condizioni difficili con un contatto strisciante ad alta velocità. La lubrificazione è particolarmente difficile in quanto gli anelli hanno un movimento oscillante anziché una rotazione continua (come in un perno di supporto).
Ai limiti del movimento del pistone, l'anello si ferma e inverte la direzione. Ciò interrompe il normale effetto cuneo d'olio di un cuscinetto idrodinamico, riducendo l'efficacia della lubrificazione.
Gli anelli sono anche molleggiati per aumentare la forza di contatto e per mantenere una perfetta tenuta. La forza della molla è fornita dalla rigidità dell'anello stesso o da una molla separata dietro l'anello di tenuta.
È importante che gli anelli fluttuino liberamente nelle loro scanalature all'interno del pistone in modo che possano rimanere a contatto con il cilindro. Gli anelli che si legano nel pistone, solitamente a causa di un accumulo di prodotti della combustione o di una rottura dell'olio lubrificante, possono causare guasti al motore ed è una causa comune di guasto per i motori diesel.
Tra il pistone e il cilindro, l'anello del pistone è una parte necessaria affinché un motore funzioni in modo efficiente. Le fasce elastiche hanno 4 funzioni principali.
La funzione è di mantenere completamente l'ermeticità all'interno del cilindro tra il pistone e la parete del cilindro. Funziona duramente per tenere sotto controllo i gas di combustione che fuoriescono nello spazio tra il pistone e il cilindro creato al momento di un'esplosione.
In caso di fuoriuscita di gas di combustione, non è possibile realizzare la piena potenza e il consumo di carburante aumenterebbe, il che è dannoso sia dal punto di vista economico che ambientale.
Funzione per creare costantemente lo strato di olio lubrificante minimo richiesto per prevenire ustioni. All'interno del cilindro di un motore, l'anello del pistone è soggetto a gas di combustione ad alta temperatura e, con il pistone, deve viaggiare e tornare molte migliaia di volte al minuto, o anche di più.
Per garantire che l'anello del pistone e il cilindro non brucino e per evitare che l'olio lubrificante in eccesso penetri all'interno della camera di combustione, lo strato di olio lubrificante sulla parete del cilindro è controllato al minimo richiesto.
Una funzione che cede calore dal pistone al cilindro. Quando il gas esplode, la temperatura all'interno del pistone raggiunge un calore di circa 300 gradi centigradi.
Se quel calore rimane all'interno del pistone, il motore potrebbe essere danneggiato, quindi il calore deve essere rilasciato dall'interno. L'anello del pistone aiuta a farlo.
Una funzione che impedisce al pistone di entrare in forte contatto con la parete del cilindro. Se il pistone è inclinato, mentre si muove entra in contatto con vari punti e ciò può causare danni al motore. L'anello del pistone supporta il pistone in modo che il pistone possa muoversi agevolmente su e giù.
Le fasce elastiche comunemente utilizzate sui piccoli motori includono i tre tipi di fasce elastiche menzionate di seguito:
L'anello di compressione è l'anello più in alto nel pistone attaccato al suo diametro esterno. La funzione principale dell'anello di compressione è quella di sigillare lo spazio tra il pistone e le pareti del cilindro.
Sigillare questo spazio con il diametro esterno del pistone e le pareti del cilindro assicura che la miscela aria-carburante nel motore a combustione non si sposti verso il basso verso il basamento e provochi una bassa compressione e potenza.
Inoltre, questa tenuta assicura anche che l'olio motore nel basamento, utilizzato per la lubrificazione, non salga nella camera di combustione e si bruci.
L'olio motore che entra nella camera di combustione e si brucia comporterà effettivamente un consumo eccessivo di olio nel motore e quindi livelli bassi dell'olio motore.
Quindi, essenzialmente l'anello del pistone di compressione assicura che la camera di combustione e il basamento siano segregati.
La miscela aria-carburante nella camera di combustione non può gocciolare nel basamento e l'olio motore non può salire nella camera di combustione.
I vantaggi dell'anello di compressione che sigilla lo spazio tra il pistone e le pareti del cilindro includono il mantenimento di un'elevata compressione nella camera di combustione, potenza e accelerazione elevate nel veicolo e nessuna combustione non necessaria dell'olio motore.
L'anello del tergicristallo, chiamato anche anello Napier, o anello di compressione di riserva, è installato sotto l'anello di compressione. La loro funzione principale è quella di pulire la superficie della camicia dall'olio in eccesso e di fungere da anello di supporto per fermare eventuali perdite di gas più in basso che fuoriescono dall'anello di compressione superiore.
La maggior parte degli anelli del tergicristallo ha una superficie ad angolo conico che è posizionata verso il basso per fornire un'azione di tergitura mentre il pistone si muove verso l'albero motore.
Se l'anello del tergicristallo è installato in modo errato con l'angolo conico più vicino all'anello di compressione, si verifica un consumo di olio eccessivo. Ciò è causato dall'anello del tergicristallo che pulisce l'olio in eccesso verso la camera di combustione.
La funzione principale dell'anello raschiaolio è quella di guidare l'olio motore raschiando lungo la superficie esterna del pistone nel basamento. L'olio motore lubrifica il pistone e tutti i componenti all'interno del carter.
L'olio motore è essenziale per un motore a combustione interna poiché svolge due funzioni:i) lubrificazione e ii) raffreddamento dei componenti.
Senza un olio motore o l'olio a bassi livelli, il motore non sarà in grado di funzionare e potrebbero esserci effetti dannosi sui componenti della motocicletta. Ecco perché l'anello raschiaolio che aiuta a guidare l'olio lungo il pistone e nel carter per lubrificare e raffreddare i componenti è di per sé un componente così essenziale.
Ora, in che modo questo anello raschiaolio aiuta esattamente?
In primo luogo, ciò che fa l'olio motore è salire lungo il diametro esterno del pistone a causa dei movimenti su e giù del pistone. Gli anelli raschiaolio barricano ulteriormente il movimento verso l'alto dell'olio e lo obbligano a muoversi verso il basso.
Ora, è qui che le cose si fanno interessanti. L'anello raschiaolio, sebbene costringa l'olio motore a muoversi verso il basso, non significa necessariamente lungo la superficie del pistone. Ci sono fori dell'olio sul pistone proprio sotto l'anello raschiaolio. Questi fori consentono all'olio motore che è costretto a muoversi verso il basso di entrare nel carter attraverso questi fori.
Pertanto, l'olio motore che si stava muovendo lungo la superficie esterna del pistone viene spinto indietro nel basamento dall'anello del pistone raschiaolio.
Ecco perché questo anello è così vitale per il movimento dell'olio motore all'interno del basamento. L'anello raschiaolio aiuta i componenti del carter a riscaldarsi troppo o ad usurarsi, facilitando i movimenti fluidi dell'olio.
Tutti i set di fasce elastiche contengono informazioni relative alla corretta installazione delle fasce elastiche confezionate nel set.
Per prima cosa, posiziona il distanziatore nel boschetto. Quindi la prima guida a spirale nella scanalatura sotto il distanziatore, seguita dalla guida rimanente nella scanalatura sopra il distanziatore.
Utilizzando uno strumento di installazione dell'anello adeguato, aprire l'anello dell'olio quanto basta per consentire all'anello di superare il diametro superiore del pistone. Spostare l'anello aperto verso il basso dalla parte superiore del pistone fino alla scanalatura dell'olio. Posizionare l'anello perpendicolarmente nella scanalatura del pistone, avendo cura di mantenerlo piatto. Rilasciare la tensione dello strumento di installazione dell'anello.
Quando si utilizza un olio a due pezzi, installare la molla a gobba nella scanalatura, quindi seguire le istruzioni precedenti.
Sebbene in molti casi la maggior parte degli anelli di compressione appaiano simili al meccanico che li installa, ci sono, tuttavia, molte sottili modifiche al design che determinano il modo in cui l'anello è installato correttamente.
Non solo l'anello deve essere installato con il lato corretto rivolto verso la parte superiore del pistone, ma è anche imperativo che l'anello sia installato nella scanalatura corretta.
Gli anelli installati nella scanalatura sbagliata o con il lato sbagliato verso l'alto possono causare un pompaggio dell'olio eccessivo, un eccessivo soffiaggio e, in alcuni casi, asciugare completamente l'alesaggio, causando sfregamento dell'anello e del cilindro nonché un'usura accelerata. Ognuno di questi problemi, ovviamente, costituisce un guasto per quanto riguarda la revisione o la ricostruzione del motore.
Disporre gli anelli in gruppi di anelli superiori e 2° anelli sulla panca. Verificare la presenza di segni TOP (segni DOT o Lasor).
Con l'olio, gli anelli di controllo caricati sul pistone, utilizzando un apposito strumento di installazione dell'anello, aprire i secondi anelli della scanalatura con il segno superiore in alto, quanto basta per consentire all'anello di superare il diametro superiore del pistone.
Spostare l'anello aperto verso il basso dalla sommità del pistone alla seconda scanalatura, posizionare l'anello perpendicolarmente nella scanalatura del pistone facendo attenzione a mantenerlo piatto, rilasciare la tensione dell'attrezzo di installazione dell'anello (l'anello è ora installato).
Ripetere la stessa procedura con gli anelli della scanalatura superiore. (Gli anelli di compressione non devono mai essere a spirale sul pistone.)
Una volta che le fasce elastiche sono sul pistone, "sfalsare" gli spazi tra le estremità. È importante che gli spazi tra le estremità dell'anello non siano allineati. Ciò impedisce all'olio di fluire oltre gli anelli.
Gli anelli installati nelle scanalature sbagliate o con il lato sbagliato verso l'alto possono portare a un consumo eccessivo di olio, al trafilamento e al possibile graffio dei cilindri. Questi problemi possono causare guasti al motore.
Le fasce elastiche mantengono la compressione del gas tra il pistone e la parete del cilindro. Le fasce elastiche sigillano il cilindro in modo che il gas di combustione generato al momento dell'accensione non fuoriesca nell'apertura tra il pistone e il cilindro.
La scanalatura più alta del pistone è costituita da un anello di compressione la cui funzione principale è quella di sigillare qualsiasi tipo di trafilamento all'interno della camera di combustione durante il processo di combustione. Quando si accende la miscela aria-carburante. La pressione dei gas di combustione viene applicata alla testa del pistone, costringendo il pistone verso l'albero motore.
I gas pressurizzati passano attraverso lo spazio tra la parete del cilindro e il pistone e nella scanalatura dell'anello del pistone. Durante il processo di combustione, la forza dei gas ad alta pressione preme l'anello del pistone contro la parete della camicia del cilindro, aiutandolo a formare un'efficace tenuta. Questa pressione che spinge l'anello del pistone è proporzionale alla pressione del gas di combustione.
La serie successiva di anelli nel pistone che si trova sotto l'anello di compressione e sopra gli anelli dell'olio è chiamata anelli del tergicristallo.
Hanno una costruzione frontale affusolata e viene utilizzata per sigillare ulteriormente la camera di combustione. Come suggerisce il nome, aiutano a pulire la parete del rivestimento da qualsiasi olio in eccesso e impurità. Se uno qualsiasi dei gas di combustione fosse in grado di passare dall'anello di compressione. Questi gas verranno bloccati dall'anello del tergicristallo in buone condizioni.
L'ultimo set di anelli è costituito da anelli dell'olio che si trovano nelle scanalature inferiori del pistone più vicine al basamento. La funzione principale dell'anello dell'olio è quella di raschiare l'olio in eccesso dalle pareti della camicia del cilindro quando il pistone è in movimento.
La maggior parte dell'olio pulito viene convogliata nel basamento nella coppa dell'olio. Questi anelli dell'olio sono dotati di una molla montata sul retro in un motore a 4 tempi per fornire una spinta aggiuntiva per pulire la camicia.
Un anello del pistone è un anello metallico diviso che è fissato al diametro esterno di un pistone in un motore a combustione interna o in un motore a vapore.
Le fasce elastiche sono progettate per sigillare lo spazio tra il pistone e la parete del cilindro. Se questo spazio fosse troppo piccolo, l'espansione termica del pistone potrebbe causare il grippaggio del pistone nel cilindro, causando gravi danni al motore.
Gli anelli del pistone agiscono per trasportare il calore dal pistone caldo nella parete/blocco del cilindro raffreddato del motore. L'energia termica fluisce dalla scanalatura del pistone nell'anello del pistone e quindi nella parete del cilindro, dove alla fine verrà trasferita nel liquido di raffreddamento del motore.
I 3 tipi di fasce elastiche sono:fascia di compressione, fascia centrale e fascia raschiaolio. L'anello di compressione è l'anello più in alto del pistone attaccato al suo diametro esterno. La funzione principale dell'anello di compressione è quella di sigillare lo spazio tra il pistone e le pareti del cilindro.
L'anello del pistone supporta il pistone in modo che il pistone possa muoversi agevolmente su e giù.
Il costo di sostituzione dell'anello del pistone è compreso tra $ 1000 e $ 5000, a seconda del modello dell'auto e dei costi di manodopera. Le fasce elastiche costano da $ 40 a $ 200 a seconda di quanti cilindri ha la tua auto. Il lavoro è compreso tra $ 1000 e $ 4000.
Sono l'anello di compressione superiore, quindi l'anello di compressione intermedio e infine l'anello di controllo dell'olio. Queste parti sono di dimensioni relativamente ridotte ma svolgono un ruolo importante nel blocco cilindri principale del motore.
La maggior parte dei pistoni ha almeno due fasce elastiche per cilindro. I motori a pistoni per autoveicoli hanno in genere tre anelli per cilindro. I due anelli superiori, noti come anelli di compressione, servono principalmente a sigillare la camera di combustione.
Gli anelli fanno la tenuta tra il pistone e il cilindro, senza di essi non ci sarà quasi alcuna compressione, il che rende improbabile che il carburante e l'aria vengano aspirati correttamente nel cilindro o addirittura esplodano, se lo fa sarà un'esplosione relativamente debole e gran parte della pressione fuoriesce dal pistone.
Dipende da quanto tempo hai guidato con una fascia elastica difettosa, potrebbero essere necessari alcuni lavori di lavorazione per rivestire il cilindro danneggiato. Per alcune auto è più facile acquistare un motore nuovo (usato). Altrimenti può valere la pena sostituirlo, anche se c'è ancora molta fatica per smontare il motore.
Ciò può essere dovuto alla detonazione e al rumore metallico del carburante dall'iniettore che perde o quando il carburante viene miscelato con aria sporca. La cattiva qualità del carburante o dell'olio del cilindro, il cattivo processo di combustione, la fasatura errata del carburante, la camicia usurata, ecc. sono la causa normale dell'usura delle fasce elastiche.
Sì. Se il motore deve essere allontanato così tanto, di solito è più facile rimuoverlo prima. Se hai bisogno di rimuovere i pistoni, suppongo che almeno tu abbia intenzione di sostituire gli anelli. In molti casi, è necessario lavorare sull'alesaggio del cilindro per ottenere il miglior risultato e ciò richiederebbe la rimozione del blocco dall'auto.
Con gli anelli smontati, misurare l'altezza assiale (questo è lo spessore dell'anello) e la larghezza radiale (la larghezza dell'anello dal bordo esterno al bordo interno) del gruppo anello dell'olio con un set di calibri calibrati o un micrometro , quello a cui puoi accedere facilmente.
L'anello inferiore è noto come controllo dell'olio o anello raschiante e controlla la quantità di olio lubrificante che passa su o giù per le pareti del cilindro.
Un'estremità superiore del motore include tutte le parti che si fissano sulla parte superiore del blocco cilindri. Ciò include le testate dei cilindri, le valvole, a volte gli alberi a camme e altri componenti correlati.
Una volta che le fasce elastiche e le pareti dei cilindri del motore si usurano, non sono più perfettamente rotonde e le pareti dei cilindri diventano rastremate, le fasce elastiche diventano ovali per usurarsi a forma di cilindro. Dopo il periodo di rodaggio delle fasce elastiche e l'usura del cilindro, le fasce elastiche non ruotano molto e rimangono vicine alla stessa posizione.
Le fasce elastiche sono in genere costruite per durare quanto il motore. Di conseguenza, le fasce elastiche di solito durano da qualche parte tra 50.000 miglia e 250.000 miglia a seconda della loro manutenzione. In media, l'aspettativa di vita delle fasce elastiche è di circa 100.000 miglia.
Se il motore è in buone condizioni ma si è surriscaldato e gli anelli di controllo dell'olio hanno perso la loro tensione, quindi il motore brucia olio, allora sì, va bene per sostituire gli anelli. Ma è necessario controllare l'usura e l'alesaggio dei cilindri con nuovi pistoni e anelli maggiorati se è presente un'usura eccessiva.
Ecco un elenco dei sintomi più comuni per le fasce elastiche difettose:
Il modo più economico per "riparare temporaneamente" questo motore è utilizzare un olio più denso del normale. L'olio più denso aiuterà i tuoi anelli a sigillare la camera di combustione meglio dell'olio normale. Continua a farlo fino a quando il motore non si rompe o almeno aspetta finché non si consumano di più.
Dopo aver sostituito le fasce elastiche, devono rimontare il motore e installarlo nuovamente nel veicolo. L'intero processo richiederà in media più di 10 ore . Il meccanico automobilistico medio addebita tra $ 100 e $ 200 all'ora per eseguire un lavoro di sostituzione di questa portata.
Gli anelli danneggiati mostreranno materiale eroso, maggiore gioco delle pareti del pistone e del cilindro e usura assiale e radiale visibile. Ciò può causare ciò che è noto come "schiaffo del pistone". Lo schiaffo del pistone è il rumore causato dall'eccessivo dondolio del pistone. È il risultato di un gioco eccessivo di pistoni e cilindri.
Il carburante sta allagando. Le fasce elastiche sono spesso danneggiate da inondazioni di carburante. Il film d'olio sulla parete del cilindro risente notevolmente dell'allagamento del carburante, che fa sì che le fasce elastiche del pistone sfreghino contro il metallo contro la parete del cilindro e perdano molto rapidamente lo spessore della parete radiale.
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