ピストンとシリンダーの間のギャップはどうあるべきか
エンジンの高圧縮を確保し、これが出力、始動の容易さ、および特定の消費の点で効率やその他の能力に大きく影響するようにするには、ピストンはシリンダー内に最小限のクリアランスで配置する必要があります。 しかし、部品の温度が異なるため、エンジンが動かなくなるため、ゼロにすることは不可能です。
したがって、クリアランスは計算によって決定され、厳密に観察され、必要なシールは、ガスおよびオイル シールとしてスプリング ピストン リングを使用することによって達成されます。
ピストンとシリンダーのクリアランスが変わるのはなぜですか？
自動車設計者は、エンジン部品が流体摩擦モードで機能するように努力しています。
これは、油膜の強度または必要な流量の圧力下でのオイルの供給により、大きな負荷がかかっても部品の直接接触が発生しない場合に、摩擦面を潤滑する方法です。
常にではなく、すべてのモードでそのような状態を維持できるわけではありません。 これにはいくつかの要因が影響します。
- オイル欠乏、クランクシャフトとカムシャフトのベアリングで行われるような潤滑液の供給は、ピストンとシリンダーの間の領域への圧力下では実行されず、他の潤滑方法では常に安定した結果が得られるとは限りません。特別なオイルノズルは最適に機能しますが、さまざまな理由でしぶしぶ入れます。
- シリンダーの表面のホーニングパターンが不十分または摩耗している場合、それは油膜を保持し、ピストンリングの力で完全に消えるのを防ぐように設計されています。
- 温度体制に違反すると、サーマルギャップがゼロになり、油層が消失し、ピストンとシリンダーに傷が発生します。
- すべての重要な特性に偏差のある低品質のオイルの使用。
逆説的に思えますが、シリンダーの表面は通常は鋳鉄でできていますが、固い鋳鉄ブロックまたはブロックのアルミニウムに鋳造されたさまざまな乾式および湿式ライナーです。
スリーブがなくても、アルミシリンダーの表面には特殊な処理が施され、その上に特殊な耐摩耗コーティングの層が作成されます。
これは、ピストンへのより安定した圧力によるもので、潤滑剤が存在する場合、移動中に金属をほとんど除去しません。 ただし、シリンダーは接触面積が小さいため、比圧の高いスプリングリングの荒い加工が必要です。
当然のことながら、たとえ速度が遅くなったとしても、ピストンも摩耗します。 両方の摩擦面が完全に摩耗した結果、ギャップは連続的に不均一に増加します。
コンプライアンス
初期状態では、円柱はその名前と完全に一致しており、高さ全体にわたって一定の直径を持つ幾何学的図形であり、軸に垂直な任意のセクションに円があります。 ただし、ピストンははるかに複雑な形状をしており、さらに熱固定インサートを備えているため、動作中に不均一に膨張します。
ギャップの状態を評価するために、スカートのゾーンのピストンとその中央部分のシリンダーの直径の違いが選択されます。
正式には、新しい部品の場合、熱ギャップは直径の約 3 分の 5 ～ 15 mm である必要があり、摩耗による最大値は 0,15 分の XNUMX、つまり XNUMX mm を超えてはならないと考えられています。
もちろん、これらはいくつかの平均値であり、非常に多くのエンジンがあり、作業量に応じて、さまざまな設計アプローチと部品の幾何学的寸法の両方が異なります。
ギャップ違反の結果
ギャップの増加に伴い、通常はリングの性能の低下にも関連しており、ますます多くのオイルが燃焼室に浸透し始め、無駄に費やされます。
理論的には、これにより圧縮が減少するはずですが、逆に、圧縮リングに豊富なオイルがあり、それらのギャップを密閉しているため、圧縮が増加することがよくあります。 しかし、これは長くは続きません。リングがコークし、横になり、圧縮が完全に消えます。
クリアランスが増加したピストンは、正常に機能しなくなり、ノックし始めます。 ピストンのノックは、シフト時、つまりコネクティングロッドの下部ヘッドがその動きの方向を変え、ピストンが死点を通過するときの上部位置ではっきりと聞こえます。
スカートはシリンダーの一方の壁から離れ、ギャップを選択して反対側の壁に力を加えます。 そのようなリンギングで乗ることはできません。ピストンが崩壊する可能性があり、エンジン全体に災害が発生します。
ピストンとシリンダーのクリアランスの確認方法
ギャップを確認するために、測定機器はマイクロメーターと内部ゲージの形で使用されます。このペアは、XNUMX分のXNUMXミリメートルに対応できる精度クラスを備えています。
マイクロメーターは、指に垂直なスカートのゾーンでピストンの直径を測定します。 マイクロメータロッドをクランプで固定し、測定チップをマイクロメータロッドに載せた状態で、内側のゲージをゼロにセットします。
このようなゼロ調整の後、キャリパーのインジケーターは、ピストン直径からの偏差を XNUMX 分の XNUMX ミリ単位で示します。
シリンダーは、ピストン ストローク ゾーンに沿って、上部、中間、下部の XNUMX つの平面で測定されます。 指の軸に沿って測定が繰り返されます。
その結果、摩耗後のシリンダーの状態を評価することができます。 主に求められるのは「楕円」や「円錐」などの凹凸の有無です。 XNUMX つ目は円から楕円形への断面の偏差であり、XNUMX つ目は垂直軸に沿った直径の変化です。
数エーカーの偏差の存在は、リングの正常な動作が不可能であり、シリンダーを修理するかブロックを交換する必要があることを示しています。
工場では、クランクシャフト (ショート ブロック) を使用したブロック アセンブリを顧客に課す傾向があります。 しかし、多くの場合、ボア、深刻なケースではスリーブ、ピストンを新しい標準または特大の修理ピストンに交換することで、はるかに安価に修理できます。
標準ピストンの新品ではないエンジンでも、クリアランスを正確に選択することが可能です。 これを行うために、ピストンはXNUMX分のXNUMXの直径偏差を持つグループに分散されます。 これにより、完璧な精度でギャップを設定し、最適なモーター性能と将来の寿命を確保できます。
