حلقة الكباس
piston ring
في المحرِّكات، حَلْقة ذات تصميم خاصّ تُرَكَّب في الجُزء العُلويّ من الكبّاس في المجاري (الحُزوز) المُحيطيَّة به، بحيث يُلامِس وجهُها جِدار الاسطوانة بانتظام وإحكام، لتكوين وصلة مُتحرِّكَة مُحْكَمة بين الكبّاس واسطوانته تعمل على منْع تسرُّب الخليط المضغوط، والحِفاظ على ضَغْط الغازات المُتوَلِّدَة من الاحتراق، كما تَمْنَع في الوقت نفسه التصاق الكبّاس باسطوانته.
تُرَكَّب الحَلَقات عادةً بواقِع ثلاث حَلَقاتٍ لِكُلّ كبّاس، ويُراعى عند تركيبها دِقَّة التوافُق في مجاريها.
حلقة المكبس عبارة عن حلقة معدنية منقسمة متصلة بالقطر الخارجي للمكبس في محرك احتراق داخلي أو محرك بخاري.
الوظائف الرئيسية لحلقات المكبس في المحركات هي:
- إحكام غلق غرفة الاحتراق حتى لا تفقد الغازات إلى صندوق الكرنك.
- تحسين نقل الحرارة من المكبس إلى جدار الأسطوانة.
- الحفاظ على الكمية المناسبة من الزيت بين المكبس وجدار الاسطوانة
- تنظيم استهلاك زيت المحرك عن طريق كشط الزيت من جدران الاسطوانة مرة أخرى إلى الحوض.
معظم حلقات المكبس مصنوعة من الحديد الزهر أو الصلب.
التصميم:
تم تصميم حلقات المكبس لسد الفجوة بين المكبس وجدار الأسطوانة.
إذا كانت هذه الفجوة صغيرة جدًا، فقد يعني التمدد الحراري للمكبس أن المكبس يستولي على الأسطوانة، مما يتسبب في تلف خطير للمحرك.
من ناحية أخرى، ستؤدي فجوة كبيرة إلى إغلاق غير كافي لحلقات المكبس على جدران الأسطوانة، مما يؤدي إلى ضربة مفرطة (غازات الاحتراق تدخل إلى علبة المرافق) وضغط أقل على الأسطوانة ، مما يقلل من خرج الطاقة للمحرك.
تتسبب الحركة المنزلقة لحلقة المكبس داخل جدار الأسطوانة في فقد الاحتكاك للمحرك.
يبلغ الاحتكاك الناتج عن حلقات المكبس حوالي 24٪ من إجمالي خسائر الاحتكاك الميكانيكية للمحرك.
وبالتالي فإن تصميم حلقات المكبس هو حل وسط بين تقليل الاحتكاك مع تحقيق ختم جيد وعمر مقبول.
يعد تزييت حلقات المكبس أمرًا صعبًا وكان قوة دافعة للتحسينات في جودة زيت المحرك.
يجب أن يتحمل الزيت درجات حرارة عالية وظروف قاسية مع انزلاق عالي السرعة.
التشحيم صعب بشكل خاص لأن الحلقات لها حركة متذبذبة بدلاً من الدوران المستمر (كما هو الحال في مجلة تحمل).
عند حدود حركة المكبس، تتوقف الحلقة وتعكس الاتجاه.
هذا يعطل تأثير إسفين الزيت الطبيعي للمحمل الهيدروديناميكي، مما يقلل من فعالية التشحيم.
يتم نثر الحلقات أيضًا لزيادة قوة التلامس والحفاظ على ختم مغلق.
يتم توفير قوة الزنبرك إما عن طريق صلابة الحلقة نفسها أو بواسطة نابض منفصل خلف حلقة الختم.
من المهم أن تطفو الحلقات بحرية في أخاديدها داخل المكبس ، حتى يتمكنوا من البقاء على اتصال مع الاسطوانة.
يمكن أن تتسبب الحلقات الملزمة في المكبس، عادة بسبب تراكم إما منتجات الاحتراق أو انهيار زيت التشحيم، في تعطل المحرك وهو سبب شائع لتعطل محركات الديزل.
- عدد الحلقات:
غالبًا ما يتم تحقيق الختم بواسطة حلقات متعددة ، لكل منها وظيفتها الخاصة، باستخدام اتصال منزلق على المعدن.
تحتوي معظم المكابس على حلقتين مكبسيتين على الأقل لكل أسطوانة.
عادة ما تحتوي محركات المكبس للسيارات على ثلاث حلقات لكل أسطوانة.
الحلقتان العلويتان - المعروفة باسم حلقات الضغط - مخصصة في الأساس لغلق غرفة الاحتراق.
الحلقة السفلية - المعروفة باسم حلقة التحكم في الزيت - هي في المقام الأول للتحكم في إمدادات الزيت لجدار الأسطوانة، من أجل تشحيم تنورة المكبس وحلقات التحكم في الزيت.
- البناء الدائري:
عادةً ما يكون لحلقات الضغط في محرك السيارات مقطع عرضي مستطيل أو حجر الزاوية.
عادةً ما تحتوي حلقة الضغط العلوية على ملف تعريف باريل للمحيط، في حين أن حلقة الضغط السفلية عادةً ما تواجه وجهًا مستدقًا.
تستخدم بعض المحركات أيضًا تناقص المواجهة للحلقة العلوية، وقد تم استخدام الحلقات البسيطة ذات الوجه العادي في الماضي.
عادةً ما تكون حلقات التحكم في الزيت مصنوعة إما من قطعة واحدة من الحديد الزهر أو قطع فولاذية متعددة أو فولاذ / حديد مع دعامة زنبركية حلزونية لخلق التوتر المطلوب لإغلاق محكم.
تحتوي حلقات وخواتم زيت الحديد الزهر مع دعم الربيع الحلزوني على منطقتين كشط من مختلف الأشكال التفصيلية.
من ناحية أخرى، تتكون حلقات التحكم في الزيت الفولاذي متعددة القطع عادة من حلقتين فولاذيتين رفيعتين (تسمى القضبان) مع نبع موسع فاصل بينهما لفصل القضبان عن بعضها البعض وتوفير ضغط شعاعي.
تنحسر الفجوة في حلقة المكبس إلى بضعة آلاف من البوصة عندما تكون داخل تجويف الأسطوانة.
تتضمن أشكال فجوة الحلقة القطع المربع، وقطع الزاوية، وصلة المفصل، قطع الخطوة، خطوة الخطاف وخطوة القطع.
piston ring
في المحرِّكات، حَلْقة ذات تصميم خاصّ تُرَكَّب في الجُزء العُلويّ من الكبّاس في المجاري (الحُزوز) المُحيطيَّة به، بحيث يُلامِس وجهُها جِدار الاسطوانة بانتظام وإحكام، لتكوين وصلة مُتحرِّكَة مُحْكَمة بين الكبّاس واسطوانته تعمل على منْع تسرُّب الخليط المضغوط، والحِفاظ على ضَغْط الغازات المُتوَلِّدَة من الاحتراق، كما تَمْنَع في الوقت نفسه التصاق الكبّاس باسطوانته.
تُرَكَّب الحَلَقات عادةً بواقِع ثلاث حَلَقاتٍ لِكُلّ كبّاس، ويُراعى عند تركيبها دِقَّة التوافُق في مجاريها.
حلقة المكبس عبارة عن حلقة معدنية منقسمة متصلة بالقطر الخارجي للمكبس في محرك احتراق داخلي أو محرك بخاري.
الوظائف الرئيسية لحلقات المكبس في المحركات هي:
- إحكام غلق غرفة الاحتراق حتى لا تفقد الغازات إلى صندوق الكرنك.
- تحسين نقل الحرارة من المكبس إلى جدار الأسطوانة.
- الحفاظ على الكمية المناسبة من الزيت بين المكبس وجدار الاسطوانة
- تنظيم استهلاك زيت المحرك عن طريق كشط الزيت من جدران الاسطوانة مرة أخرى إلى الحوض.
معظم حلقات المكبس مصنوعة من الحديد الزهر أو الصلب.
التصميم:
تم تصميم حلقات المكبس لسد الفجوة بين المكبس وجدار الأسطوانة.
إذا كانت هذه الفجوة صغيرة جدًا، فقد يعني التمدد الحراري للمكبس أن المكبس يستولي على الأسطوانة، مما يتسبب في تلف خطير للمحرك.
من ناحية أخرى، ستؤدي فجوة كبيرة إلى إغلاق غير كافي لحلقات المكبس على جدران الأسطوانة، مما يؤدي إلى ضربة مفرطة (غازات الاحتراق تدخل إلى علبة المرافق) وضغط أقل على الأسطوانة ، مما يقلل من خرج الطاقة للمحرك.
تتسبب الحركة المنزلقة لحلقة المكبس داخل جدار الأسطوانة في فقد الاحتكاك للمحرك.
يبلغ الاحتكاك الناتج عن حلقات المكبس حوالي 24٪ من إجمالي خسائر الاحتكاك الميكانيكية للمحرك.
وبالتالي فإن تصميم حلقات المكبس هو حل وسط بين تقليل الاحتكاك مع تحقيق ختم جيد وعمر مقبول.
يعد تزييت حلقات المكبس أمرًا صعبًا وكان قوة دافعة للتحسينات في جودة زيت المحرك.
يجب أن يتحمل الزيت درجات حرارة عالية وظروف قاسية مع انزلاق عالي السرعة.
التشحيم صعب بشكل خاص لأن الحلقات لها حركة متذبذبة بدلاً من الدوران المستمر (كما هو الحال في مجلة تحمل).
عند حدود حركة المكبس، تتوقف الحلقة وتعكس الاتجاه.
هذا يعطل تأثير إسفين الزيت الطبيعي للمحمل الهيدروديناميكي، مما يقلل من فعالية التشحيم.
يتم نثر الحلقات أيضًا لزيادة قوة التلامس والحفاظ على ختم مغلق.
يتم توفير قوة الزنبرك إما عن طريق صلابة الحلقة نفسها أو بواسطة نابض منفصل خلف حلقة الختم.
من المهم أن تطفو الحلقات بحرية في أخاديدها داخل المكبس ، حتى يتمكنوا من البقاء على اتصال مع الاسطوانة.
يمكن أن تتسبب الحلقات الملزمة في المكبس، عادة بسبب تراكم إما منتجات الاحتراق أو انهيار زيت التشحيم، في تعطل المحرك وهو سبب شائع لتعطل محركات الديزل.
- عدد الحلقات:
غالبًا ما يتم تحقيق الختم بواسطة حلقات متعددة ، لكل منها وظيفتها الخاصة، باستخدام اتصال منزلق على المعدن.
تحتوي معظم المكابس على حلقتين مكبسيتين على الأقل لكل أسطوانة.
عادة ما تحتوي محركات المكبس للسيارات على ثلاث حلقات لكل أسطوانة.
الحلقتان العلويتان - المعروفة باسم حلقات الضغط - مخصصة في الأساس لغلق غرفة الاحتراق.
الحلقة السفلية - المعروفة باسم حلقة التحكم في الزيت - هي في المقام الأول للتحكم في إمدادات الزيت لجدار الأسطوانة، من أجل تشحيم تنورة المكبس وحلقات التحكم في الزيت.
- البناء الدائري:
عادةً ما يكون لحلقات الضغط في محرك السيارات مقطع عرضي مستطيل أو حجر الزاوية.
عادةً ما تحتوي حلقة الضغط العلوية على ملف تعريف باريل للمحيط، في حين أن حلقة الضغط السفلية عادةً ما تواجه وجهًا مستدقًا.
تستخدم بعض المحركات أيضًا تناقص المواجهة للحلقة العلوية، وقد تم استخدام الحلقات البسيطة ذات الوجه العادي في الماضي.
عادةً ما تكون حلقات التحكم في الزيت مصنوعة إما من قطعة واحدة من الحديد الزهر أو قطع فولاذية متعددة أو فولاذ / حديد مع دعامة زنبركية حلزونية لخلق التوتر المطلوب لإغلاق محكم.
تحتوي حلقات وخواتم زيت الحديد الزهر مع دعم الربيع الحلزوني على منطقتين كشط من مختلف الأشكال التفصيلية.
من ناحية أخرى، تتكون حلقات التحكم في الزيت الفولاذي متعددة القطع عادة من حلقتين فولاذيتين رفيعتين (تسمى القضبان) مع نبع موسع فاصل بينهما لفصل القضبان عن بعضها البعض وتوفير ضغط شعاعي.
تنحسر الفجوة في حلقة المكبس إلى بضعة آلاف من البوصة عندما تكون داخل تجويف الأسطوانة.
تتضمن أشكال فجوة الحلقة القطع المربع، وقطع الزاوية، وصلة المفصل، قطع الخطوة، خطوة الخطاف وخطوة القطع.
التسميات
محركات