وظیفه رینگ پیستون در لیفتراک چیست؟

وظیفه رینگ پیستون در لیفتراک چیست؟

ساختار موتورهای احتراقی از جمله موتورهای دیزل و بنزینی بر پایه عملکرد سیلندر و پیستون‌ بنا شده است. در فضای داخلی بسته سیلندر که با اتصال بلوک سیلندر و سرسیلندر تشکیل می‌شود و حرکت پیستون لیفتراک و به واسطه آن شاتون و میل لنگ، فرایند اصلی احتراق و تامین نیروی این دست موتورها احتراق داخلی هستند. سوخت و هوای تزریق شده درون سیلندر از طریق سوپاپ‌ها با یکدیگر مخلوط شده و با حرکت رو به بالای پیستون، سوخت تحت فشار متراکم شده و احتراق از طریق جرقه‌زنی شمع لیفتراک رخ می‌دهد. نیروی بوجود امده از احتراق، پیستون را به پایین فشار داده و از طریق شاتون حرکت رفت و برگشت پیستون به حرکت دورانی در میل‌لنگ لیفتراک می شود. بنابراین می‌توان گفت یکی از اصلی‌ترین بخش‌های تولید نیرو در موتور لیفتراک، توسط پیستون‌ها مدیریت می‌شود. از طرفی برای اینکه پیستون ها وظیفه محوله را بدرستی انجام دهند، نیاز به رینگ هایی است که رینگ پیستون نامیده می شود که در ادامه به معرفی آن خواهیم پرداخت.

رینگ (Ring) به معنای حلقه، به اجزایی گفته می‌شود که دور جسم دیگری حلقه بسته تشکیل می‌دهند. همانطور که گفته شد پیستون، برای انجام وظیفه خود نیاز به حرکت راحت و دور از اصطکاک درون سیلندر دارد. رینگ‌ پیستون این شرایط را فراهم می‌کند. این رینگ‌ها با قرار گرفتن چند میلیمتری بین پیستون و سیلندر، حرکت پیستون را درون سیلندر به دور از اصطکاک مدیریت می‌کنند. از طرفی رینگ های پیستون فضای درون سیلندر آن به دو بخش بالایی پیستون محفظه احتراق و بخش پایینی فضای حرکت شاتون تقسیم می کنند. پیستون لیفتراک برای حرکت راحت در این فضا نیاز به  روان‌کاری و روغن کاری در درون سیلندر دارد. همچنین از نفوذ روغن به محفظه احتراق، که منجر به ایجاد اختلال در روند اشتعال و روغن سوزی موتور می‌شود جلوگیری می نماید. بنابراین این دو فضا باید به خوبی از یکدیگر تفکیک شده و عایق بندی دقیق بین آن‌ها صورت گیرد که این عایق‌بندی نیز از وظایف رینگ‌ پیستون است. بنابراین می‌توان برای رینگ پیستون وظایف زیر را در نظر گرفت:

• عایق بندی محفظه احتراق و پیشگیری از نشت مخلوط سوخت و گاز از اطراف پیستون
• کاهش تماس بین پیستون و جداره سیلندر تا جای ممکن، با ایجاد فاصله میلیمتری
• هدایت روغن درون سیلندر و پیشگیری از نفوذ آن به محفظه احتراق
• پیشگیری از اصطکاک سطوح پیستون و جداره سیلندر و ممانعت از فرسودگی بیش از حد این دو بخش
• پیشگیری از نفوذ دود درون محفظه احتراق به سطح پایین پیستون و سیلندر
• انتقال گرما از پیستون به جداره سیلندر که دمای پایین تری دارد به منظور جلوگیری از افزایش بیش از حد دمای این قطعات و بالا رفتن استهلاک آن‌ها

بنابراین وظایف اصلی رینگ‌ پیستون لیفتراک عایق‌بندی کامل سیلندر و همچنین پیشگیری از استهلاک بیشتر سیلندر و پیستون است. با توجه به موارد بالا رینگ پیستون نیاز به مقاومت بالا در برابر ضربات و تماس مداوم و مقاومت گرمایی بالایی دارد. به همین دلیل این قطعه را از فلزات مقاوم به گرما و ضربه می‌سازند.

برای استفاده از رینگ پیستون بر روی پیستون ها شیارهایی تعبیه می شود. رینگ‌ها بسته به محل کاربرد، جنس و فرم طراحی وظایف مختلفی را برعهده دارند. در حالت کلی رینگ‌های پیستون لیفتراک را به دو دسته تقسیم می‌کنند که عبارتند از:

• رینگ پیستون روغنی
• رینگ پیستون فشاری

تعداد رینگ‌ها در هر پیستون از سه تا هفت عدد متغیر است که بسته به نوع موتور و تراکم مورد نظر مخلوط هوا و سوخت در آن تعیین می‌شود. معمولا در موتورهای بنزینی از سه یا چهار و موتورهای دیزلی از شش یا هفت رینگ استفاده می‌شود. در ادامه این دو نوع رینگ را با جزئیات بیشتر بررسی می‌کنیم.

باقی ماندن روغن در دیواره سیلندر موجب سوختن روغن و در نتیجه اختلال در احتراق می‌شود، بنابراین دیواره سیلندر هنگام پایین آمدن پیستون باید از روغن پاک شود. بر همین اساس رینگ‌های پیستون علاوه‌بر جلوگیری از نفوذ روغن موجود در فضای زیرین پیستون به درون محفظه احتراق،‌ باید این دیواره را نیز از آثار روغن پاک کنند. این وظیفه بر عهده رینگ‌ پیستون فشاری است. از طرف مقابل نفوذ مخلوط سوخت و هوا به بیرون از فضای محفظه احتراق، در زمان اوج فشار، از تراکم این مخلوط کاسته که بر کیفیت احتراق تاثیر منفی خواهد داشت و باعث کاهش تراکم و پایین آمدن راندمان موتور لیفتراک را به دنبال دارد. پس باید این محفظه به خوبی از هر دو سو بسته باشد. به همین منظور از رینگ‌های تراکمی که از عموما جنس چدن و انعطاف‌پذیر هستند، استفاده می‌شود.

این رینگ‌ها را به گونه ای ساخته می شود که انبساط کافی در برابر گرما را داشته باشند. با بالا رفتن دمای درون سیلندر، رینگ فشاری منبسط شده، دیواره سیلندر را در زمان بالا بودن پیستون به خوبی محفوظ کرده و همچنین هنگام پایین آمدن آن از روغن پاک می کند. این رینگ‌ها برای تاثیر بیشتر خصوصیت عایق‌بندی در شیارهای بالای پیستون جاسازی می‌شوند.

در هر پیستون حداقل از دو رینگ فشاری به صورت پشت سر هم و بالاتر از رینگ روغنی استفاده می‌شود.

رینگ فشاری از چدن خاکستری ساخته می‌شود. اما به منظور بالا بردن مقاومت و ضریب گرمایی‌ آن و همچنین کاهش اصطکاکش، با لایه‌ای نازک از یک ماده مشخص کاور می‌گردد. این لایه می‌تواند اکسید آهن یا کروم باشد.

رینگ‌های روغنی شیاردار یا سوراخ‌دار طراحی می‌شوند. نوع طراحی آن‌ها به دلیل ایجاد امکان تردد روغن به بالا و پایین‌شان است. رینگ‌های روغنی معمولا در پایین‌ترین شیار پیستون و جایی نزدیک به سوراخ گژن پین قرار می‌گیرند، رینگ‌های روغنی ضمن حفظ فاصله چند میلیمتری پیستون با جداره داخلی سیلندر از انتشار بیش از حد و اضافه روغن نیز جلوگیری می‌کنند.

در واقع رینگ‌های روغنی موظف به پیشگیری از مصرف بیش از حد و لازم روغن و تنظیم لقی پیستون درون سیلندر هستند.

این تنظیم لقی به معنی ممانعت از حرکات عرضی پیستون هنگام بالا و پایین رفتن درون سیلندر است. گاهی یک رینگ روغنی نیز در شیاری پایین‌تر از سوراخ گژن‌پین تعبیه می‌شود تا جلوگیری از انتشار روغن، کاملتر و بهتر صورت گیرد. دهانه رینگ‌های روغنی به تنظیم قطر آن‌ها با قطر پیستون و سیلندر کمک می‌کند. همچنین برای کنترل بهتر روغن از یک منبسط کننده‌ی فنری در پشت رینگ‌های روغن و بغل رینگی‌های فولادی آب کروم شده استفاده می‌شود. این رینگ عمل جمع کردن روغن از دیواره‌ی سیلندر را برای جلوگیری از نفوذ آن به محفظه‌ی احتراق به کمک رینگ تراکم تکمیل می‌کند و اگر رینگ تراکم جمع کردن روغن را ناقص انجام داده باشد رینگ روغن آن را کامل می‌کند. روغن جمع شده توسط این رینگ‌ها نیز به کارتل روغن بازمی‌گردد.