Piston Rings
رینگ‌های پیستونی که معمولاً در موتورهای کوچک استفاده می‌شوند معمولا” از ۳ جژء تشکیل شده اند: رینگ کمپرس(فشرده‌سازی)، رینگ هوا و رینگ روغن.
نزدیکترین شیار به سر پیستون شیار رینگ کمپرس است. رینگ کمپرس یا فشرده سازی، محفظه احتراق را از هرگونه نشتی در طول فرآیند احتراق می پوشاند. هنگامی که مخلوط هوا و سوخت مشتعل می شود، فشار ناشی از گازهای احتراق به سر پیستون وارد می شود و پیستون را به سمت میل لنگ حرکت می دهد. گازهای تحت فشار از طریق شکاف بین دیواره سیلندر و پیستون وارد شیار رینگ پیستون می شوند. فشار گاز احتراق، رینگ پیستون را در مقابل دیواره سیلندر وادار می کند تا آب بندی ایجاد کند. فشار اعمال شده به رینگ پیستون تقریباً متناسب با فشار گاز احتراق است.
رینگ برگشت، به صورت مخروطی است که در شیار رینگ بین رینگ فشرده ساز و رینگ روغن قرار دارد. رینگ برگشت روغن برای آب بندی بیشتر محفظه احتراق و پاک کردن دیواره سیلندر از روغن اضافی استفاده می شود. گازهای احتراق که از کنار رینگ تراکم عبور می کنند توسط رینگ برگشت متوقف می شوند.
رینگ روغن رینگ پیستونی است که در نزدیکترین شیار رینگ به میل لنگ قرار دارد. رینگ روغن برای پاک کردن روغن اضافی از دیواره سیلندر در حین حرکت پیستون استفاده می شود. روغن اضافی از طریق دهانه های حلقه به مخزن روغن در بلوک موتور بازگردانده می شود. موتورهای چرخه دو زمانه نیازی به رینگ روغن ندارند زیرا روغن کاری با مخلوط کردن روغن در بنزین تامین می شود و نیازی به مخزن روغن نیست.
رینگ های پیستون محفظه احتراق را آب بندی می کنند و گرما را به دیواره سیلندر منتقل می کنند و مصرف روغن را کنترل می کنند. یک رینگ پیستون محفظه احتراق را از طریق فشار ذاتی و اعمالی آب بندی می کند. فشار ذاتی نیروی فنر داخلی است که حلقه پیستون را بر اساس طراحی و خواص مواد مورد استفاده منبسط می کند. فشار ذاتی نیاز به نیروی قابل توجهی دارد که برای فشرده کردن رینگ پیستون به قطر کمتری لازم است. فشار ذاتی توسط شکاف رینگ پیستون فشرده نشده یا آزاد تعیین می شود. فاصله رینگ پیستون آزاد فاصله بین دو سر رینگ پیستون در حالت فشرده نشده است. به طور معمول، هرچه شکاف رینگ آزاد پیستون بیشتر باشد، حلقه پیستون در هنگام فشرده شدن در سوراخ سیلندر نیروی بیشتری اعمال می کند.
یک رینگ پیستون باید یک تناسب شعاعی قابل پیش بینی و مثبت بین دیواره سیلندر و سطح در حال حرکت رینگ پیستون برای آب بندی کارآمد ایجاد کند. تناسب شعاعی با فشار ذاتی رینگ پیستون به دست می آید. رینگ پیستون همچنین باید روی زمین های رینگ پیستون مهر و موم داشته باشد.
علاوه بر فشار ذاتی، یک رینگ پیستون از طریق فشار اعمال شده، محفظه احتراق را آب بندی می کند. فشار اعمال شده فشاری است که از گازهای حاصل از احتراق به رینگ پیستون وارد می شود و باعث انبساط آن می شود. برخی از رینگ های پیستون دارای یک لبه پخ در مقابل سطح در حال اجرا هستند. این لبه پخ باعث می شود که رینگ پیستون زمانی که تحت تأثیر فشار گاز احتراق قرار نگیرد، بپیچد.
یکی دیگر از ملاحظات طراحی رینگ پیستون، فشار تماس دیواره سیلندر است. این فشار معمولاً به خاصیت ارتجاعی مواد رینگ پیستون، شکاف آزاد حلقه پیستون و قرار گرفتن در معرض گازهای احتراق بستگی دارد. تمامی رینگ های پیستون مورد استفاده در موتورهای بریگز و استراتن از چدن ساخته شده اند. چدن به راحتی با دیواره سیلندر مطابقت دارد. علاوه بر این، چدن به راحتی با مواد دیگر پوشانده می شود تا دوام آن افزایش یابد. هنگام کار با رینگ های پیستون باید مراقب باشید، زیرا چدن به راحتی منحرف می شود. رینگ‌های پیستونی که معمولاً در موتورهای کوچک استفاده می‌شوند عبارتند از رینگ فشرده‌سازی، رینگ هوا و رینگ روغن.
رینگ کمپرس
رینگ کمپرس یا رینگ فشرده ساز تراکمی بالا یا نزدیکترین حلقه به گازهای احتراق است و در معرض بیشترین خوردگی شیمیایی و بالاترین دمای کاری قرار دارد. رینگ تراکم ۷۰ درصد گرمای محفظه احتراق را از پیستون به دیواره سیلندر منتقل می کند. اکثر موتورهای بریگز و استراتن از حلقه های تراکمی با نمای مخروطی یا بشکه ای استفاده می کنند. رینگ تراکمی با روکش مخروطی نوعی رینگ پیستونی است که دارای زاویه مخروطی تقریباً ۱ درجه در سطح در حال اجرا است. این مخروطی یک عمل پاک کردن ملایم را برای جلوگیری از رسیدن روغن اضافی به محفظه احتراق فراهم می کند.
رینگ فشاری رو به بشکه یک رینگ پیستونی است که دارای یک سطح منحنی در حال حرکت است تا روانکاری ثابت رینگ پیستون و دیواره سیلندر را فراهم کند. این همچنین یک اثر گوه ای برای بهینه سازی توزیع روغن در تمام طول حرکت پیستون ایجاد می کند. علاوه بر این، سطح منحنی در حال اجرا، احتمال خرابی لایه روغن را به دلیل فشار بیش از حد در لبه رینگ یا شیب بیش از حد پیستون در حین کار کاهش می دهد.
رینگ برگشت
رینگ برگشت روغن، که گاهی به آن حلقه خراش دهنده، حلقه ناپیر یا رینگ فشرده ساز پشتیبان نیز می گویند، محل قرارگیری آن دورترین جا رینگ از سر سیلندر روی پیستون است. رینگ برگشت روغن ضخامت ثابتی از فیلم روغن را برای روانکاری سطح در حال اجرا حلقه فشرده سازی فراهم می کند. اکثر رینگ‌های برگشت روغن در موتورهای بریگز و استراتن دارای زاویه مخروطی هستند. زاویه مخروطی به سمت مخزن روغن قرار می گیرد و با حرکت پیستون به سمت میل لنگ، عمل پاک کردن را فراهم می کند.
زاویه مخروطی تماسی را فراهم می کند که روغن اضافی روی دیواره سیلندر را برای بازگشت به مخزن روغن به رینگ روغن هدایت می کند. نصب نادرست رینگ برگشت روغن با زاویه مخروطی نزدیک به رینگ کمپرس باعث مصرف بیش از حد روغن می شود. دلیل این امر این است که رینگ برگشت، روغن اضافی را به سمت محفظه احتراق پاک می کند.
رینگ روغن
یک رینگ روغن شامل دو ریل نازک یا سطح در حال اجرا است. سوراخ ها یا شکاف های بریده شده در مرکز شعاعی رینگ اجازه می دهد تا روغن اضافی به مخزن روغن برگردد. رینگ های روغن معمولاً یک تکه هستند و همه این ویژگی ها را در خود دارند. برخی از رینگ های روغن روی قطعه از یک منبسط کننده فنری برای اعمال فشار شعاعی اضافی به رینگ پیستون استفاده می کنند. این باعث افزایش فشار واحد (مقدار اندازه گیری نیرو و اندازه سطح در حال اجرا) اعمال شده در دیواره سیلندر می شود.
رینگ روغن بالاترین فشار ذاتی را در بین سه رینگ روی پیستون دارد. برخی از موتورهای بریگز و استراتن از یک رینگ روغن تکه درختی متشکل از دو ریل و یک منبسط کننده استفاده می کنند. حلقه های روغن در هر طرف منبسط کننده قرار دارند. منبسط کننده معمولاً شامل چندین شیار یا پنجره برای بازگشت روغن به شیار رینگ پیستون است. رینگ روغن از فشار ذاتی رینگ پیستون، فشار منبسط کننده و فشار واحد بالا که توسط سطح در حال اجرا کوچک ریل های نازک ایجاد می شود، استفاده می کند.
