مهمترین جزء‌های موتورهای داخل‌سوز خودروها را معرفی می‌کنیم، رینگ پیستون. این اجزاء حیاتی به وظیفه‌ی ایجاد مهر و موم محکمی بین پیستون و دیواره‌ی سیلندر می‌پردازند. این مهر و موم برای بهینه‌سازی عملکرد موتور، حفظ نسبت تراکم دقیق و جلوگیری از اتلاف قدرت بسیار اساسی است.
عملکرد رینگ‌های پیستون:
رینگ‌های پیستون به وظیفه‌ی اصلی ایجاد یک مهر و موم محکم بین پیستون و دیواره‌ی سیلندر می‌پردازند. این حلقه‌های فلزی دایره‌ای روی دیامتر بیرونی پیستون نصب می‌شوند و وظایف کلیدی زیر را انجام می‌دهند:
فشرده‌سازی گازها:
رینگ‌ها از هر نوع نشتی در زمان احتراق جلوگیری کرده و فشرده‌سازی گازهای احتراقی را انجام می‌دهند.
بهبود کارایی احتراق:
این رینگ‌ها از ورود گازهای فشرده‌شده به داخل میل لنگ پیستون و از بین بردن اتلاف قدرت جلوگیری می‌کنند. این اقدام باعث افزایش فشار در سیلندر و بهبود عملکرد احتراق می‌شود.
کنترل مصرف روغن:
رینگ‌ها جلوگیری می‌کنند که روغن موتور به میل لنگ و محفظه احتراق وارد شود. این کنترل مصرف روغن را انجام می‌دهد.
انتقال حرارت:
این رینگ‌ها گرما را از پیستون به دیواره‌ی سیلندر منتقل کرده و آن را در سیستم‌های مختلف خنک‌کننده موتور پخش می‌کنند.
ثبات حرکت پیستون:
رینگ‌ها در تثبیت پیستون در حین حرکت آن به سمت بالا و پایین در سیلندر نقش دارند و از لرزش‌های زیاد جلوگیری می‌کنند تا عملکرد روان موتور را تضمین کنند.
نوع و جنس رینگ‌های پیستون:
جنس‌های معمولاً مورد استفاده برای این رینگ‌ها شامل
- چدن
- فولاد
- گرافیت قالب‌گیری شده
- کروم
- مولیبدن
- سرامیک است.
انواع رینگ پیستون:
رینگ‌های پیستون به دو نوع اصلی تقسیم می‌شوند: رینگ روغن و رینگ فشاری. هر دو این انواع نقش‌های خاصی در عملکرد موتور دارند و به این شکل عمل می‌کنند:
رینگ فشاری
وظیفه اصلی این نوع رینگ پیستون، جلوگیری از نفوذ روغن موجود در فضای زیرین پیستون به داخل محفظه احتراق است. رینگ فشاری نه تنها از نشتی روغن به فضای زیرین و اطراف پیستون به داخل محفظه احتراق جلوگیری می‌کند، بلکه همچنین وظیفه پاک کردن دیواره سیلندر از آثار روغن را نیز داراست.
این وظیفه بسیار حیاتی است زیرا نفوذ مخلوط سوخت و گاز به بیرون از فضای محفظه احتراق، در زمان اوج فشار، باعث کاهش تراکم این مخلوط می‌شود و تاثیر منفی‌ای بر کیفیت احتراق خواهد داشت. همچنین، پس از وقوع انفجار، خروج دود و گاز حاصل از آن باعث کاهش تراکم و عملکرد موتور خواهد شد. بنابراین، اهمیت بسته بندی دقیق محفظه احتراق در زمان اوج فشار و تراکم بیشتر مشخص می‌شود. برای این منظور، از رینگ‌های فشاری استفاده می‌شود که عمدتاً از جنس چدن و انعطاف‌پذیر ساخته شده‌اند.
این رینگ‌ها به نوعی طراحی می‌شوند که انبساط کافی در برابر گرما داشته باشند. بنابراین، هنگام بالا رفتن دما درون سیلندر، این رینگ‌ها منبسط می‌شوند و دیواره را زمان بالا بودن پیستون به خوبی محفوظ می‌کنند و همچنین هنگام پایین آمدن پیستون، از روغن پاک می‌کنند. این رینگ‌ها به عنوان عنصری کلان و تکه‌تکه ساخته می‌شوند و در هر پیستون حداقل دو رینگ فشاری به صورت پشت‌سرهم و بالاتر از رینگ‌های روغنی استفاده می‌شود.
رینگ‌های فشاری را به گونه ای ساخته اند تا از هرگونه آسیب احتمالی رینگ به سیلندر کاملاً پیشگیری شود.
رینگ فشاری از جنس چدن خاکستری ساخته می‌شود. اما به منظور بالا بردن مقاومت و ضریب گرمایی‌اش و همچنین کاهش اصطکاک، اغلب با لایه‌ای نازک از ماده خاصی کاور می‌شود. این لایه می‌تواند اکسید آهن یا کروم باشد. در مواردی از پوشش مولیبدن نیز برای این لایه استفاده می‌شود. مولیبدن دارای ضریب حرارتی و انبساطی بالاتری است.
رینگ روغنی:
رینگ‌های روغنی دارای ساختاری منحصر به فرد هستند که برای ادای وظایف خاص خود به طراحی‌های مختلفی مجهز شده‌اند. معمولاً رینگ‌های روغنی در پایین‌ترین شیار پیستون واقع می‌شوند. این موقعیت به نزدیکی به سوراخ گژن پین و مسئولیت‌های مهمی را در اجرای وظایف خود بر عهده دارند. از آنجا که این رینگ‌ها باید از مصرف بیش از حد روغن جلوگیری کرده و همچنین تنظیم لقی پیستون درون سیلندر را انجام دهند، نقش اساسی در حفظ تعادل و عملکرد بهینه موتور دارند.
رینگ‌های روغنی تلاش می‌کنند تا پیستون را در داخل سیلندر به دور از حرکات عرضی نگه دارند. این اقدام برای جلوگیری از هر نوع تداخل و ناسازگاری در حرکات پیستون بسیار مهم است. علاوه بر این، یک رینگ روغنی ممکن است در شیاری پایین‌تر از سوراخ گژن پین قرار گیرد تا عمل پاک‌سازی روغن از دیواره‌های سیلندر را بهبود بخشد و به تنظیم قطر دقیق خود با قطر پیستون و سیلندر کمک کند.
برای ارتقاء کارایی این رینگ‌ها، از منبسط کننده‌های فنری استفاده می‌شود که پشت رینگ‌های روغنی و بغل رینگ‌های فولادی آب کروم شده قرار می‌گیرند. این سیستم منبسط کننده عمل جمع کردن روغن از دیواره‌های سیلندر را برای جلوگیری از نفوذ آن به محفظه احتراق تکمیل می‌کند. در صورتی که رینگ تراکم جمع کردن روغن را ناقص انجام دهد، رینگ روغنی به عمل جمع کردن کامل روغن کمک می‌کند. سپس روغن جمع‌شده به کارتل روغن بازمی‌گردد.
در مجموع، رینگ‌های روغنی از ساختار چندگانه‌ای بهره می‌برند تا وظایف مهمی را انجام دهند و برای حفظ عملکرد بهینه موتورها لازم و ضرور هستند.
علائم خرابی رینگ پیستون:
آسیب دیدن رینگ‌های پیستون می‌تواند منجر به ظاهر شدن علائم مختلفی در موتورهای احتراق داخلی شود. حلقه‌ها اجزاء بسیار مهمی هستند که به حفظ فشرده‌سازی در محفظه احتراق و جلوگیری از نشت گازها کمک می‌کنند. هنگامی که آنها به بی‌توانی مبتلا می‌شوند، ممکن است مشکلات مختلفی ایجاد شود که ممکن است بر عملکرد موتور تأثیر بگذارد.
برخی از علائم رایجی که نشان دهنده آسیب دیدگی رینگ‌های پیستون می‌باشند شامل:
افزایش خروج دود از اگزوز:
دود چگونه از اگزوز خودروتان بیرون می‌آید؟ اگر رینگ پیستون به مشکل خورده باشد، روغن موتور وارد محفظه احتراق می‌شود.
این اتفاق منجر به سوختن روغن به همراه بنزین و هوا خواهد شد. سوختن روغن موتور باعث ایجاد دود غلیظی می‌شود که آبی رنگ است. بنابراین، اگر دود خروجی از اگزوز خودروتان غلیظ‌تر از حالت عادی به نظر برسد و رنگ آن تغییر کرده باشد، باید رینگ و پیستون خودروتان را چک کنید.
کاهش بیش از حد سطح روغن موتور:
کاهش سطح روغن موتور به مقدار اندک، معمولاً در موتورهای چهار سیلندر خطی ساده، اتفاق معمولی است. اما اگر خودرو شمابیش از حد روغن کم کند نشان از خرابی این قطعه است.
کاهش شدید سطح روغن موتور به دلیل خرابی رینگ پیستون و ورود روغن به محفظه احتراق ایجاد می‌شود.
کاهش راندمان خودرو:
اگر احساس می‌کنید که خودروی شما در شتاب‌گیری مشکل دارد، باید به رینگ پیستون آن توجه کنید. زمانی که رینگ پیستون دچار مشکل می‌شود، ایزوله بودن محفظه احتراق به خطر می‌افتد و بنابراین بخشی از مخلوط هوا و سوخت به بیرون نشت می‌کند. نتیجه این مشکل، کاهش احتراق و تولید توان کمتر است. در نتیجه، خودروی شما در شتاب‌گیری مشکلات جدی پیدا می‌کند.
نشت گاز های:
خرابی رینگ پیستون موجب ورود روغن به محفظه احتراق می‌شود. این ورود روغن باعث ایجاد گازهایی از جمله گازهای اشتعالی می‌شود که علاوه بر خروجی اگزوز، ممکن است به سمت ورودی موتور نیز نفوذ کند. بنابراین، اگر شما هنگام تعویض فیلتر هوا توجه می‌کنید که فیلتر چرب بوده و بیش از حد غیرطبیعی روغن را در خود دارد، احتمالاً با مشکلی در بخش رینگ پیستون مواجه هستید.
عدم کارکرد موتور:
خاموش شدن ناگهانی موتور ممکن است خبر خرابی این قطعه داشته باشد.
گرم‌شدن بیش از حد:
اگر رینگ‌ها خراب شوند، کاهش تراکم و توان خروجی ممکن است باعث شود موتور سخت‌تر کار کند. این موجب افزایش تولید گرما و تبدیل به یکی از دلایل گرم‌شدن بیش از حد موتور خودرو شود.
