피스톤 링은 내연 기관이나 증기 기관에서 피스톤의 외경에 부착되는 금속 분할 링입니다.
간단히 말해서, 피스톤 링은 피스톤과 실린더 벽 사이에 밀봉을 형성하여 압축된 연소 가스가 오일 섬프에 들어가는 것을 방지합니다. 또한 과도한 오일이 연소실로 들어가 연소되는 것을 방지하여 오일 소비를 조절합니다. 제대로 작동하는 링은 최대 엔진 출력과 효율성에 매우 중요합니다.
엔진에서 피스톤 링의 주요 기능은 다음과 같습니다.
대부분의 피스톤 링은 주철 또는 강철로 만들어집니다.
피스톤 링은 피스톤과 실린더 벽 사이의 틈을 밀봉하도록 설계되었습니다. 이 간격이 너무 작으면 피스톤의 열팽창으로 인해 피스톤이 실린더에 고정되어 엔진에 심각한 손상을 줄 수 있습니다.
반면에 간격이 크면 실린더 벽에 대해 피스톤 링이 충분히 밀봉되지 않아 과도한 블로바이(크랭크 케이스로 들어가는 연소 가스)가 발생하고 실린더에 가해지는 압력이 낮아져 엔진의 출력이 감소합니다.
실린더 벽 내부의 피스톤 링의 슬라이딩 운동은 엔진의 마찰 손실을 유발합니다. 피스톤 링으로 인한 마찰은 엔진의 총 기계적 마찰 손실의 약 24%입니다. 따라서 피스톤 링의 설계는 마찰을 최소화하면서 우수한 밀봉과 허용 가능한 수명 사이의 절충안입니다.
피스톤 링의 윤활은 어렵기 때문에 모터 오일 품질 향상의 원동력이 되었습니다. 오일은 고속 슬라이딩 접촉으로 고온 및 가혹한 조건을 견뎌야 합니다. 베어링 저널에서와 같이 링이 연속 회전보다 진동 운동을 하기 때문에 윤활이 특히 어렵습니다.
피스톤 운동의 한계에서 링은 멈추고 방향을 바꿉니다. 이것은 유체 역학 베어링의 정상적인 오일 쐐기 효과를 방해하여 윤활 효과를 감소시킵니다.
링은 또한 접촉력을 증가시키고 긴밀한 밀봉을 유지하기 위해 튀어나와 있습니다. 스프링 힘은 링 자체의 강성 또는 씰 링 뒤에 있는 별도의 스프링에 의해 제공됩니다.
링이 실린더와 계속 접촉할 수 있도록 피스톤 내의 홈에서 자유롭게 떠 있는 것이 중요합니다. 일반적으로 연소 생성물의 축적 또는 윤활유의 고장으로 인해 피스톤에 결합되는 링은 엔진 고장을 유발할 수 있으며 디젤 엔진 고장의 일반적인 원인입니다.
피스톤과 실린더 사이에서 피스톤 링은 엔진이 효율적으로 작동하기 위해 필요한 부품입니다. 피스톤 링에는 4가지 주요 기능이 있습니다.
기능은 피스톤과 실린더 벽 사이의 실린더 내 기밀성을 완전히 유지하는 것입니다. 폭발할 때 생기는 피스톤과 실린더 사이의 틈으로 연소가스가 새는 것을 막는 역할을 한다.
연소가스가 누출되면 최대 출력을 구현하지 못하고 연료 소비가 증가하여 경제적으로나 환경적으로 모두 해롭습니다.
화상을 방지하기 위해 필요한 최소한의 윤활유 층을 지속적으로 생성하는 기능. 엔진 실린더 내부의 피스톤 링은 고온 연소 가스의 영향을 받으며 피스톤과 함께 분당 수천 번 또는 그 이상을 이동 및 반환해야 합니다.
피스톤 링과 실린더가 타지 않도록 하고 과도한 윤활유가 연소실 내부로 들어가는 것을 방지하기 위해 실린더 벽 윤활유 층이 필요한 최소한으로 제어됩니다.
피스톤에서 실린더로 열을 방출하는 기능입니다. 가스가 폭발하면 피스톤 내부의 온도가 약 섭씨 300도에 달합니다.
그 열이 피스톤 내부에 남아 있으면 엔진이 손상되어 내부에서 열을 방출해야 합니다. 피스톤 링이 이를 도와줍니다.
피스톤이 실린더 벽에 강하게 닿는 것을 방지하는 기능입니다. 피스톤이 비스듬하게 움직이면 피스톤이 움직이면서 여러 곳과 접촉하게 되어 엔진 손상의 원인이 됩니다. 피스톤 링이 피스톤을 지지하여 피스톤이 위아래로 원활하게 이동할 수 있습니다.
소형 엔진에 일반적으로 사용되는 피스톤 링에는 다음과 같은 세 가지 유형의 피스톤 링이 있습니다.
압축 링은 외경에 부착된 피스톤의 최상단 링입니다. 압축 링의 주요 기능은 피스톤과 실린더 벽 사이의 틈을 밀봉하는 것입니다.
피스톤과 실린더 벽의 외경으로 이 간격을 밀봉하면 연소 엔진의 공기-연료 혼합물이 크랭크 케이스로 내려가지 않고 낮은 압축 및 출력을 유발합니다.
또한 이 씰링은 윤활에 사용되는 크랭크케이스의 엔진 오일이 연소실로 올라가 타지 않도록 합니다.
엔진 오일이 연소실로 이동하여 연소되면 엔진 오일이 과도하게 소모되어 엔진 오일 레벨이 낮아지게 됩니다.
따라서 기본적으로 압축 피스톤 링은 연소실과 크랭크케이스가 분리되도록 합니다.
연소실의 공기-연료 혼합물은 크랭크실로 흘러내리는 것이 허용되지 않으며 엔진 오일이 연소실로 올라가는 것이 허용되지 않습니다.
피스톤과 실린더 벽 사이의 틈을 밀봉하는 압축 링의 장점은 연소실에서 높은 압축을 유지하고 차량에서 높은 출력과 가속을 유지하며 불필요한 엔진 오일 연소가 없다는 것입니다.
네이피어 링 또는 백업 압축 링이라고도 하는 와이퍼 링이 압축 링 아래에 설치됩니다. 주요 기능은 라이너 표면에서 과도한 오일을 제거하고 상단 압축 링에서 빠져나온 가스 누출을 방지하는 백업 링 역할을 하는 것입니다.
대부분의 와이퍼 링에는 피스톤이 크랭크축을 향해 이동할 때 와이핑 동작을 제공하기 위해 바닥을 향해 위치하는 테이퍼 각도 면이 있습니다.
와이퍼 링을 압축 링에 가장 가까운 테이퍼 각도로 잘못 설치하면 과도한 오일 소모가 발생합니다. 이는 와이퍼 링이 과도한 오일을 연소실로 닦아내기 때문에 발생합니다.
오일 스크레이퍼 링의 주요 기능은 피스톤 외부 표면을 따라 스크래핑되는 엔진 오일을 다시 크랭크 케이스로 안내하는 것입니다. 엔진 오일은 피스톤과 크랭크 케이스 내의 모든 구성 요소를 윤활합니다.
엔진 오일은 i) 윤활 및 ii) 부품 냉각의 두 가지 기능을 수행하기 때문에 내연 기관에 필수적입니다.
엔진 오일 또는 낮은 수준의 오일이 없으면 엔진이 작동할 수 없으며 오토바이 부품에 유해한 영향을 미칠 수 있습니다. 그렇기 때문에 피스톤을 따라 오일을 안내하고 구성 요소를 윤활하고 냉각시키기 위해 크랭크 케이스로 오일을 안내하는 오일 스크레이퍼 링은 그 자체로 필수적인 구성 요소입니다.
이제 이 오일 스크레이퍼 링이 정확히 어떤 도움이 됩니까?
첫째, 엔진 오일이 하는 일은 피스톤의 위아래 움직임의 결과로 피스톤 외경을 따라 위로 움직이는 것입니다. 오일 스크레이퍼 링은 오일의 추가 위쪽 이동을 차단하고 아래쪽으로 이동하도록 합니다.
자, 여기서 일이 흥미로워집니다. 오일 스크레이퍼 링은 엔진 오일을 아래쪽으로 밀어내지만 반드시 피스톤 표면을 따라 움직이는 것은 아닙니다. 오일 스크레이퍼 링 바로 아래 피스톤에 오일 구멍이 있습니다. 이 구멍을 통해 아래쪽으로 강제로 이동하는 엔진 오일이 이 구멍을 통해 크랭크 케이스로 들어갈 수 있습니다.
따라서 피스톤 외면을 따라 움직이던 엔진 오일은 오일 스크레이퍼 피스톤 링에 의해 크랭크 케이스로 다시 내려갑니다.
그렇기 때문에 이 링은 크랭크케이스 내에서 엔진 오일이 이동하는 데 매우 중요합니다. 오일 스크레이퍼 링은 부드러운 오일 이동을 촉진하여 크랭크케이스 부품이 너무 많이 가열되거나 마모되는 것을 방지합니다.
모든 피스톤 링 세트에는 세트에 포장된 링의 적절한 설치와 관련된 정보가 포함되어 있습니다.
먼저 스페이서를 그로브에 놓습니다. 그런 다음 첫 번째 레일을 스페이서 아래의 홈에 끼운 다음 나머지 레일을 스페이서 위의 홈에 끼웁니다.
적절한 링 설치 도구를 사용하여 링이 피스톤의 상단 지름을 넘을 수 있을 만큼만 오일 링을 엽니다. 열린 링을 피스톤 상단에서 오일 홈까지 아래로 작업합니다. 링이 평평하게 유지되도록 주의하면서 피스톤 홈에 직각으로 링을 놓습니다. 링 설치 도구의 장력을 해제합니다.
투피스 오일을 사용할 경우 홈에 혹형 스프링을 설치한 후 위의 지침을 따르십시오.
많은 경우 대부분의 압축 링은 설치하는 정비사와 비슷해 보이지만 링을 올바르게 설치하는 방법을 결정하는 미묘한 디자인 변경이 많이 있습니다.
링은 피스톤의 위쪽을 향하도록 적절한 면을 설치해야 할 뿐만 아니라 링이 적절한 홈에 설치되어야 합니다.
잘못된 홈이나 잘못된 면이 위로 설치된 링은 과도한 오일 펌핑, 과도한 블로바이를 유발할 수 있으며 경우에 따라 보어를 완전히 건조시켜 링 및 실린더 긁힘과 마모를 가속화할 수 있습니다. 물론 이러한 모든 문제는 엔진 정밀 검사 또는 재조립에 관한 한 고장을 구성합니다.
링을 벤치에 탑 링과 두 번째 링의 그룹으로 놓습니다. TOP 표시(DOT 또는 레이저 표시)를 확인합니다.
오일, 제어 링이 피스톤에 로드된 상태에서 적절한 링 설치 도구를 사용하여 상단 표시가 위로 오도록 두 번째 홈 링을 엽니다. 이때 링이 피스톤의 상단 지름을 넘을 수 있을 만큼만 합니다.
열린 링을 피스톤 상단에서 두 번째 홈까지 아래로 작업하고, 링이 평평하게 유지되도록 주의하면서 피스톤 홈에 직각으로 배치하고, 링 설치 도구의 장력을 해제합니다(링이 이제 설치됨).
상단 홈 링에 대해 동일한 과정을 반복합니다. (압축 링은 피스톤에서 나선형으로 회전하면 안 됩니다.)
피스톤 링이 피스톤에 있으면 끝 간격을 "엇갈리게" 합니다. 링 끝 간격이 정렬되지 않는 것이 중요합니다. 이렇게 하면 오일이 링을 지나 흐르는 것을 방지할 수 있습니다.
잘못된 홈이나 잘못된 면이 위로 설치된 링은 과도한 오일 소비와 블로바이 및 실린더의 흠집을 유발할 수 있습니다. 이러한 문제는 엔진 고장의 원인이 될 수 있습니다.
피스톤 링은 피스톤과 실린더 벽 사이의 가스 압축을 유지합니다. 피스톤 링은 실린더를 밀봉하여 점화 시 발생하는 연소 가스가 피스톤과 실린더 사이의 개구부로 누출되지 않도록 합니다.
피스톤의 맨 위 홈은 주요 기능이 연소 과정에서 연소실 내부의 모든 종류의 누출을 밀봉하는 압축 링으로 구성되어 있습니다. 공기-연료 혼합물이 점화될 때. 연소 가스의 압력이 피스톤 헤드에 가해져 피스톤이 크랭크축을 향하도록 합니다.
압축 가스는 실린더 벽과 피스톤 사이의 틈을 통과하여 피스톤 링의 홈으로 들어갑니다. 연소 과정에서 고압 가스의 힘이 피스톤 링을 실린더 라이너 벽에 눌러 효과적인 밀봉을 형성하는 데 도움이 됩니다. 피스톤 링을 누르는 이 압력은 연소 가스 압력에 비례합니다.
압축 링 아래에 오일 링 위에 배치되는 피스톤의 다음 링 세트를 와이퍼 링이라고 합니다.
그들은 테이퍼 면 구조를 가지고 있으며 연소실을 추가로 밀봉하는 데 사용됩니다. 이름에서 알 수 있듯이 라이너 벽을 닦아 여분의 기름과 불순물을 제거하는 데 도움이 됩니다. 연소 가스 중 하나라도 압축 링을 통과할 수 있는 경우. 이러한 가스는 양호한 상태의 와이퍼 링에 의해 차단됩니다.
마지막 링 세트는 크랭크 케이스에 가장 가까운 피스톤의 바닥 홈에 위치한 오일 링입니다. 오일 링의 주요 기능은 피스톤이 움직일 때 실린더 라이너의 벽에서 과도한 오일을 긁어내는 것입니다.
닦은 오일의 대부분은 크랭크 케이스로 다시 오일 섬프로 보내집니다. 이 오일 링에는 4행정 엔진의 뒤쪽에 스프링이 장착되어 있어 라이너를 닦을 때 추가로 누를 수 있습니다.
피스톤 링은 내연 기관이나 증기 기관에서 피스톤의 외경에 부착되는 금속 분할 링입니다.
피스톤 링은 피스톤과 실린더 벽 사이의 틈을 밀봉하도록 설계되었습니다. 이 간격이 너무 작으면 피스톤의 열팽창으로 인해 피스톤이 실린더에 고정되어 엔진에 심각한 손상을 줄 수 있습니다.
피스톤 링은 뜨거운 피스톤에서 냉각된 실린더 벽/엔진 블록으로 열을 전달하는 역할을 합니다. 열 에너지는 피스톤 홈에서 피스톤 링으로 흐른 다음 실린더 벽으로 흘러 결국 엔진 냉각수로 전달됩니다.
피스톤 링의 3가지 유형은 압축 링, 중간 링 및 오일 스크레이퍼 링입니다. 압축 링은 외경에 부착된 피스톤의 가장 위쪽에 있는 링입니다. 압축 링의 주요 기능은 피스톤과 실린더 벽 사이의 틈을 밀봉하는 것입니다.
피스톤 링이 피스톤을 지지하여 피스톤이 위아래로 원활하게 이동할 수 있습니다.
피스톤 링 교체 비용은 자동차 모델과 인건비에 따라 1000~5000달러 사이입니다. 피스톤 링은 자동차의 실린더 수에 따라 $40에서 $200입니다. 노동력은 $1000에서 $4000 사이입니다.
그들은 상단 압축 링, 중간 압축 링, 마지막으로 오일 컨트롤 링입니다. 이 부품은 크기가 비교적 작지만 엔진의 메인 실린더 블록에서 큰 역할을 합니다.
대부분의 피스톤에는 실린더당 최소 2개의 피스톤 링이 있습니다. 자동차 피스톤 엔진에는 일반적으로 실린더당 3개의 링이 있습니다. 압축 링으로 알려진 상단 두 개의 링은 주로 연소실을 밀봉하기 위한 것입니다.
링은 피스톤과 실린더 사이를 밀봉합니다. 링이 없으면 압축이 거의 일어나지 않아 연료와 공기가 실린더로 제대로 유입되거나 폭발할 가능성이 거의 없습니다. 많은 압력이 피스톤을 지나 빠져나갈 것입니다.
피스톤 링이 불량한 상태에서 얼마나 오래 운전했는지에 따라 손상된 실린더를 슬리빙하기 위해 약간의 가공 작업이 필요할 수 있습니다. 일부 자동차의 경우 새(중고) 엔진을 구입하는 것이 더 쉽습니다. 그렇지 않으면 엔진을 분해하는 데 많은 노력이 필요하지만 교체하는 것이 좋습니다.
이것은 누출된 인젝터에서 연료의 폭발 및 핑(ping) 때문이거나 연료가 더러운 공기와 혼합될 때 발생할 수 있습니다. 잘못된 연료 또는 실린더 오일 품질, 잘못된 연소 과정, 잘못된 연료 타이밍, 마모된 라이너 등은 피스톤 링이 마모되는 일반적인 원인입니다.
네. 엔진을 그렇게 멀리 분리해야 하는 경우 일반적으로 먼저 분리하는 것이 더 쉽습니다. 피스톤을 제거해야 하는 경우 최소한 링을 교체할 계획이라고 가정합니다. 대부분의 경우 실린더 보어를 작업해야 최상의 결과를 얻을 수 있으며 이를 위해서는 자동차에서 블록을 제거해야 합니다.
링을 끈 상태에서 보정된 캘리퍼스 또는 마이크로미터 세트로 오일 링 어셈블리의 축 방향 높이(링의 두께)와 반경 방향 너비(외부 가장자리에서 내부 가장자리까지의 링 너비)를 측정합니다. , 쉽게 액세스할 수 있습니다.
하단 링은 오일 컨트롤 또는 스크레이퍼 링으로 알려져 있으며 실린더 벽을 오르내리는 윤활유의 양을 제어합니다.
엔진 상단에는 실린더 블록 상단에 고정되는 모든 부품이 포함됩니다. 여기에는 실린더 헤드, 밸브, 때로는 캠축 및 기타 관련 구성 요소가 포함됩니다.
피스톤 링과 엔진 실린더 벽이 마모된 후에는 더 이상 완벽하게 둥글지 않고 실린더 벽이 가늘어지며 피스톤 링은 타원형이 되어 마모되어 실린더 모양이 됩니다. 피스톤 링 길들이기 및 실린더 마모 후 링이 회전하지 않고 동일한 위치에 가깝게 유지됩니다.
피스톤 링은 일반적으로 엔진만큼 오래 지속되도록 제작됩니다. 결과적으로 피스톤 링은 일반적으로 유지 관리에 따라 50,000마일에서 250,000마일 사이에서 지속됩니다. 평균적으로 피스톤 링의 예상 수명은 약 100,000마일입니다.
엔진의 상태는 양호하지만 과열되고 오일 컨트롤 링이 장력을 잃어 엔진이 오일을 태우고 있는 경우 링을 교체하는 것이 좋습니다. 그러나 과도한 마모가 있는 경우 새 특대 피스톤 및 링으로 실린더의 마모 및 재보어를 확인해야 합니다.
다음은 불량 피스톤 링의 가장 일반적인 증상 목록입니다.
이 엔진을 "일시적으로 수리"하는 가장 저렴한 방법은 평소보다 두꺼운 오일을 사용하는 것입니다. 더 두꺼운 오일은 링이 일반 오일보다 연소실을 더 잘 밀봉하는 데 도움이 됩니다. 엔진이 떨어져 나갈 때까지 이 작업을 계속하거나 최소한 더 마모될 때까지 기다리십시오.
피스톤 링을 교체한 후에는 엔진을 재조립하여 차량에 다시 설치해야 합니다. 전체 프로세스는 평균 10시간 이상이 걸립니다. . 평균적인 자동차 정비사는 이러한 규모의 교체 작업을 수행하는 데 시간당 $100에서 $200 사이의 비용을 청구합니다.
손상된 링은 침식된 재료, 증가된 피스톤 및 실린더 벽 간극, 가시적인 축방향 및 반경방향 마모를 나타냅니다. 그것은 "피스톤 슬랩"으로 알려진 것을 일으킬 수 있습니다. 피스톤 슬랩은 피스톤의 과도한 흔들림으로 인해 발생하는 소음입니다. 피스톤과 실린더 간극이 너무 커서 발생합니다.
연료가 범람하고 있습니다. 피스톤 링은 종종 연료 범람으로 손상됩니다. 실린더 벽의 유막은 연료 범람으로 인해 크게 손상되어 피스톤 링이 실린더 벽에 금속을 문질러 반경 방향 벽 두께를 매우 빠르게 잃게 됩니다.
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