Ring Of Fire - tuleje cylindrów z pierścieniem ogniowym

W celu przedłużenia żywotności eksploatacyjnej silników pojazdów użytkowych i redukcji emisji szkodliwych spalin producenci silników coraz częściej stosują tuleje cylindrów z pierścieniem ogniowym.

Konstrukcja i funkcja

Pierścienie ogniowe są osadzone w górnym końcu tulei cylindrowych, w prostokątnym wgłębieniu. Przy montażu pierścień ogniowy wkłada się luzem do przewidzianego wgłębienia. Jest on później utrzymywany w odpowiedniej pozycji przez głowicę cylindra.  Pierścień ogniowy, inaczej pierścień zbierający nagar olejowy, zapobiega tworzeniu twardego osadu nagaru olejowego na progu ogniowym tłoka. Jest to możliwe dzięki średnicy wewnętrznej pierścienia ogniowego mniejszej od średnicy otworu cylindra. Gdy tłok przebiega przez górny martwy punkt, pierścień ogniowy zgarnia z niego niepożądane osady nagaru olejowego lub uniemożliwia tworzenie osadów na progu ogniowym (rys. 1 +2). Tłok jest również przystosowany do użycia pierścienia ogniowego. Zapewnia to średnica wewnętrzna progu ogniowego mniejsza niż w innych tłokach o typowej konstrukcji.

Rys. 2 - Tuleja cylindrowa z pierścieniem ogniowym

Rys. 1 - Tuleja cylindra z pierścieniem ogniowym

Problem i rozwiązanie

W przypadku tulei cylindrów bez pierścienia ogniowego, w niekorzystnych warunkach pracy silnika na progu ogniowym tłoka może powstawać twarda warstwa nagaru olejowego. (rys. 3)

 Niekorzystne warunki pracy to np.:

• częste jazdy na krótkich odcinkach
• częsta praca na biegu jałowym
• użytkowanie silnika z paliwem i olejem o niedostatecznej jakości
• wadliwa konserwacja pojazdu

Rys. 3 - Nagar i zużycie ścierne

Osad nagaru olejowego na progu ogniowym tłoka prowadzi w tulejach cylindrów bez pierścienia ogniowego w dość krótkim czasie do zużycia ściernego. Takiemu niepożądanemu, przedwczesnemu zużyciu tulei cylindrów bieżnych cylindrów – połączonemu z nadmiernym zużyciem oleju – można zapobiec przez stosowanie tulei cylindrów z pierścieniem ogniowym.

Demontaż tulei cylindra

 W celu zdemontowania tłoka należy najpierw wyjąć pierścień ogniowy z tulei cylindra. W używanych już tulejach cylindrów nie jest to możliwe ręcznie bez odpowiednich przyrządów. Wskutek nagromadzenia osadu między pierścieniem ogniowym i tuleją cylindra pierścień ogniowy jest mocno zwarty z gniazdem. Przy demontażu uszkodzonych tulei cylindrów pierścień ogniowy można zniszczyć przez wbicie dłuta między pierścień ogniowy i tuleję cylindra (rys. 4).

Jeżeli tuleja cylindra i pierścień ogniowy mają być dalej używane, należy najpierw przemieścić tłok nieco na dół przez obrócenie wału korbowego, aby zapewnić dostęp do pierścienia ogniowego. Teraz należy włożyć inny, używany pierścień tłokowy, zgodny ze średnicą cylindra, do cylindra poniżej pierścienia ogniowego (rys. 5).

Rys. 4 - Demontaż uszkodzonych tulei cylindra
Rys. 5 - Demontaż nienaruszonych tulei cylindra

Rys. 6 - wypychanie pierścienia ogniowego
Rys. 7 zamykanie za pomocą szcelinomierza

Podczas obracania wału korbowego tłok wypycha pierścień ogniowy z tulei cylindra (rys. 6). Aby uniknąć ściśnięcia użytego do demontażu pierścienia tłokowego i prześlizgnięcia nad pierścień ogniowy, szczelinę powstającą przy wypychaniu pierścienia ogniowego należy cały czas zamykać odpowiedniej grubości szczelinomierzem (rys. 7).

Jeżeli demontowany ma być tylko tłok, tuleję cylindra należy unieruchomić, tzn. wcisnąć na jej gniazdo. W przeciwnym razie tłok wypchnie pierścień ogniowy z bloku silnika razem z tuleją cylindra.

Montaż tulei cylindrowej

Tuleję cylindrową włożyć do bloku silnika bez pierścienia ogniowego. Następnie włożyć do cylindra tłok razem z korbowodem i prawidłowo przymocować w wale korbowym. Przy wkładaniu tłoka należy uważać, by taśma dociskająca pierścienia tłokowego została wsunięta dostatecznie daleko do wgłębienia na pierścień ogniowy (rys. 8). Dzięki temu pierścienie tłokowe nie rozprężą się we wgłębieniu na pierścień ogniowy, co spowodowałoby ich uszkodzenie.

Po montażu tłoka ręcznie włożyć pierścień ogniowy do wgłębienia. W przypadku części już używanych ciężko się poruszający pierścień ogniowy można ostrożnie wbić do tulei cylindra przy użyciu młotka i drewnianego klocka. (rys. 9)

Rys. 8 - Korzystanie z taśmy dociskającej

Wskazówki montażowe i wskazówki dotyczące stosowania

Rys. 9 - Delikatne użycie siły - wbijanie używanego pierścienia ogniowego

• Tłoki i tuleje cylindrów należy kupować jako komplet w celu wykluczenia nieprawidłowego połączenia części i utrudnień ruchu.
• Podczas ogólnej wymiany tłoka sprawdzić, czy jest on przystosowany do pracy z pierścieniem ogniowym (ewentualnie porównać średnicę progu ogniowego ze średnicą starej części).
• W przypadku ogólnej wymiany tulei cylindra pamiętać, że wysokość pierścienia ogniowego musi być mniejsza od wysokości progu ogniowego tłoka.
• Nie wolno zapomnieć o montażu pierścienia ogniowego. Jego montaż jest niezbędnym warunkiem zapewnienia prawidłowego sprężania i mocy silnika.
• Pierścienie ogniowe wykonuje się w postaci symetrycznej, tzn. nie mają one określonego kierunku montażu.
• Podczas obróbki powierzchni uszczelniającej bloku silnika należy nie tylko zachować lub wyregulować prawidłowe wystawanie tłoka, ale także upewnić się, że pierwszy pierścień sprężający nie koliduje z pierścieniem ogniowym.
• Pierścienie ogniowe nie są wygładzane na średnicy wewnętrznej.
• Nie wolno doposażać tulei cylindrów w pierścienie ogniowe, jeżeli nie jest to przewidziane przez producenta.

Wskazówki dotyczące dostawy

Tuleje cylindrowe marki Kolbenschmidt są zawsze dostarczane jako komplet, tzn. z pierścieniem ogniowym i pierścieniami uszczelniającymi. Pierścienie ogniowe nie są dostępne jako oddzielne, pojedyncze części zamienne.