Бутални пръстени: видове, функции, типични проблеми

Абсолютно всички двигатели с вътрешно горене работят благодарение на движението на буталата, които се влияят от топлинна енергия и в крайна сметка получаваме механична енергия. Буталните пръстени са жизненоважен елемент в цилиндро-буталната група, чието състояние определя стабилната работа на двигателя с вътрешно горене, разхода на гориво, поддържането на нивото на маслото и др. След това ще разгледаме защо са необходими бутални пръстени, разновидности и какви проблеми възникват с тях по време на работа.

Какво представляват буталните пръстени

Буталните пръстени са части, монтирани върху бутала, обикновено използващи два компресионни пръстена и един пръстен за скрепер за масло. Формата на пръстените е направена под формата на кръг, а за монтиране върху буталото се използва разрез, който намалява, когато буталата са монтирани в цилиндрите. Ако буталата на двигателя не бяха оборудвани с пръстени, тогава двигателят просто нямаше да работи поради липсата на компресия, както и поради пълненето на цилиндъра с масло и бързите му отпадъци.

Основната цел на буталните пръстени е да осигурят нормално налягане в цилиндъра чрез плътно натискане на стената на цилиндъра, а също и да предотвратят изгарянето на маслото, позволявайки му да се оттича в картера.Пръстените също задържат картерните газове, но само ако няма износване на цилиндро-буталната група.

Видове бутални пръстени

Днес има два вида бутални пръстени, монтирани на бутало:

• компресия;
• скрепер за масло.

 Днес буталните пръстени са изработени от чугун, а за надеждност и удължен експлоатационен живот се добавя молибден, който има свойство с екстремно налягане. Хромираните пръстени се произвеждат малко по-дълго, те са малко по-евтини, но имат и противозадирни свойства, въпреки че не се различават при дълъг експлоатационен живот. Нека разгледаме по-отблизо всеки от пръстените.

Компресионни пръстени

Компресионните пръстени са монтирани над масления скрепер, в размер на две парчета. Важно е да се разбере, че това не е само метален пръстен, който е проектиран да уплътнява горивната камера, тъй като компресионният пръстен участва в преноса на топлина между буталото и втулката, а също така абсорбира вибрациите на буталото поради страничната тяга. 

Горният компресионен пръстен може да бъде от три вида:

• с Г-образен перваз в областта на ключалката;
• с равна площ;
• усукана секция - двата края на пръстена са наклонени, допирайки се само с една издатина един с друг.

Продуктите с L-образна издатина могат да променят уплътняващата способност в зависимост от режима на работа на двигателя: когато налягането на газа се повиши, силата върху пръстена се увеличава и той „обгръща” по-плътно цилиндъра, а когато налягането падне, силата съответно намалява и триенето между цилиндрите. Този подход дава възможност да се осигури необходимата компресия в точното време и в режим на всмукване и изпускане, за да се намали триенето и да се увеличи ресурса на CPG.

Вторият компресионен пръстен е с обичайната форма, той само допълва горния, като допълнително осигурява плътност, предпазва от детонация и предотвратява навлизането на масло в цилиндъра поради обратна тяга.

Някои от тези пръстени са направени скосени, за да се отцеди по-добре маслото от стените на облицовката, а в съвременните двигатели пръстените са напълно направени без празнина.

Маслени стъргални пръстени

Пръстенът за скрепиране на маслото е монтиран под компресионния пръстен. Същността на пръстена е в името му - да премахне излишното от стените на цилиндъра. Веднага след като пръстенът премине по повърхността, той оставя филм с дебелина няколко микрона, който е необходим за удължаване на живота на CPG и поддържане на температурните условия в допустими граници. За отстраняване на маслото пръстените са направени под формата на радиални или аксиални разширители. Някои автомобилни производители инсталират два пръстена за скрепиране на маслото.

Функции на буталния пръстен

Въз основа на горното могат да се направят следните изводи:

• компресионни свойства. Пълна изолация на горивната камера, осигуряваща необходимото налягане вътре в цилиндъра, поради което се постига стабилен въртящ момент и оптимален разход на гориво;
• спестяване на моторно масло. Благодарение на пръстена за изстъргване на масло, на повърхността на цилиндъра е осигурен ефективен филм, излишното масло не изгаря, а навлиза в картера през пръстена;
• топлообмен. Буталните пръстени ефективно премахват топлината от буталото, като го прехвърлят към цилиндрите, които се охлаждат поради външен контакт с охлаждащата течност;

практическо отсъствие на хоризонтални вибрации. Поради плътното прилягане на пръстените, буталото ясно се движи нагоре и надолу.

От какво са направени буталните пръстени?

В наши дни като материали се използват ковък чугун и неръждаема стомана. Тъй като съвременните двигатели са станали по-малки и съответно по-мощни, натоварването върху тях се е увеличило многократно, има нужда от използването на иновативни материали. Лидер сред материалите е молибденът, който се отличава с антифрикционни свойства и увеличен експлоатационен живот. Между другото, буталните поли се обработват с подобен състав.

Типични неизправности на буталния пръстен

По време на работа на двигател с вътрешно горене буталата и пръстените постепенно се износват, след което стават неизползваеми. Основната неизправност е увеличаване на пролуката между пръстена и цилиндрите, което причинява проблеми при стартиране на двигателя, разходът на гориво се увеличава, мощността рязко пада и в масления картер се образува свръхналягане. 

Често шофьорите са изправени пред такъв ефект като появата на пръстени. Процесът се обяснява с факта, че поради прегряване на двигателя или маслени отлагания пръстените губят своята еластичност, което означава, че всички свойства на пръстените се губят.

Въпреки факта, че в повечето случаи появата на пръстени може да бъде коригирана чрез прилагане на декарбонизация на двигателя, за да се предотврати този процес, използвайте следните правила:

• опитайте се да използвате автомобила възможно най-често, а също така не пренебрегвайте правилата за загряване на двигателя;
• използвайте само висококачествено моторно масло с допустими отклонения, съгласно класификацията за определен двигател (особено ако това е дизелов двигател с филтър за твърди частици и инжекторни инжектори);
• не позволявайте на двигателя да прегрее, защото последиците от това са твърде скъпи, поне при смяна на маслото и охлаждащата течност, както и при подмяна на уплътнението на главата на цилиндъра с шлайфане на равнината на главата.

Не забравяйте, че качеството на пръстените също влияе не само на ресурса, но и на устойчивостта на критични температури и натоварвания.

Последици от износването на буталния пръстен

Последиците от износването на буталния пръстен често са подобни на други неизправности, поради което трябва да се направи висококачествена диагноза под формата на измерване на компресията и проверка за течове на въздух в цилиндъра. 

По-подробно за последиците:

• труден студен старт. Когато двигателят не е загрят, между буталото и цилиндъра се образува увеличена междина и тя намалява само поради загряването, съответно, разширяването на триещите се части. Първоначалното износване на пръстените се проявява само при неотопляем двигател, след което двигателят работи стабилно. Можете да наблюдавате ефекта поради синкавия дим на празен ход;
• повишен разход на гориво с намалена мощност. Увеличеният хлабина означава загуба на компресионни свойства, което означава ниско налягане - ниска ефективност, което изисква повече гориво за постигане;
• троен мотор. Ниската компресия е задължително придружена от триплет и това е не само дискомфорт за водача и пътниците, но и ускорено износване на опорите на двигателя и други приспособления.

Можете да проверите състоянието на пръстените, като поставите ръката си на изпускателната тръба или чист лист и ако откриете маслено петно, по-вероятно е проблемът да е в пръстените.

Избор и подмяна на бутални пръстени

Моля, обърнете внимание, че е силно обезкуражено да сменяте буталните пръстени отделно от буталата поради следните фактори:

• по време на работа цилиндърът се износва неравномерно и става елипсовиден;
• буталата също могат да се деформират, особено ако са прегряти. Каналите на буталните пръстени могат да станат по-големи, което прави невъзможно инсталирането на нови пръстени;
• блокът с цилиндри трябва да бъде даден за проверка, където след това ще стане ясно дали цилиндърът е в елипсовидните допустими отклонения, дали е необходимо да се приложи пресен хон или е необходим скучен за ремонт размер.

Какви са критериите за избор на бутални пръстени? Ако бюджетът ви не позволява основен ремонт до максимум, тогава можете да инсталирате бюджетни бутала, но винаги висококачествени пръстени - съветите на опитни майстори. Що се отнася до факторите за избор:

• цена. Колкото по-евтини са пръстените, толкова по-некачествени са и няма как да е иначе. Евтините пръстени са изработени от нискокачествен чугун, който още по време на монтажа може да се прояви под формата на счупване на пръстена;
• производител. Силно препоръчвам да обърнете внимание на производители като Mahle, Kolbenschmidt, това са компании с най-високо качество. Ако искате да спестите пари без рязка загуба на качество, тогава погледнете такъв производител като Goetze, Nural, NPR;
• външния вид на опаковката и самите пръстени. Обърнете специално внимание на това как са опаковани пръстените, качеството на опаковката, има ли холограма, инструкции за монтаж и как са направени самите пръстени.

Как да сменим буталните пръстени

Процедурата за подмяна на пръстени не се различава от процеса на основен ремонт. Важно е да се разбере, че в съвременните автомобили начинът за „хвърляне на пръстени“ няма да свърши добре. Трябва да дадете цилиндровия блок за отстраняване на неизправности и ако се случи така, че пръстените трябва да бъдат сменени на ранен етап, докато буталата и втулките са в толеранс, можете да смените пръстените отделно.

В други случаи е необходимо да се извърши цялостен ремонт по този метод:

• демонтирайте двигателя, дефектирайте блока и дайте главата на цилиндъра за изпитване под налягане;
• след получаване на данни за състоянието на цилиндрите, закупете отделно сглобката или пръстените на буталната група;
• сглобете двигателя и в зависимост от вида на пръстените пуснете двигателя с вътрешно горене за определен брой километри.

Въпроси и отговори:

Какви са пръстените за скрепер за масло? Те могат да бъдат плътни или композитни. Твърдият чугун сега е по-рядко срещан. Композитните се състоят от 2 тънки пръстена с радиален аксиален разширител.

Какви пръстени има на буталото? На буталото се поставят пръстени за компресия, скрепер за масло (тънки горни и долни). Има също аксиален и радиален разширител на пръстени (ако се използват разделящи пръстени).

За какво са компресионните пръстени? Те осигуряват плътна връзка между буталото и стените на цилиндъра. С негова помощ VTS се поддържа в компресирано състояние в горивната камера. Обикновено има два такива пръстена.

Кога трябва да смените пръстените в двигателя? Когато пръстените са износени, газове от цилиндъра изригват в картера. Двигателят започва да консумира много масло (син дим от изпускателната тръба), мощността на двигателя е намаляла значително.