Kolbenringe: Typen, Funktionen, typische Probleme

Absolut alle Verbrennungsmotoren arbeiten aufgrund der Bewegung von Kolben, die durch thermische Energie beeinflusst werden, und am Ende erhalten wir mechanische Energie. Kolbenringe sind ein wesentliches Element in der Zylinder-Kolben-Gruppe, deren Zustand den stabilen Betrieb des Verbrennungsmotors, den Kraftstoffverbrauch, die Aufrechterhaltung des Ölstands usw. bestimmt. Als nächstes werden wir überlegen, warum Kolbenringe benötigt werden, Sorten und welche Probleme damit während des Betriebs auftreten.

Was sind Kolbenringe?

Kolbenringe sind Teile, die auf Kolben montiert sind, normalerweise mit zwei Kompressionsringen und einem Ölabstreifring. Die Form der Ringe hat die Form eines Kreises, und für die Montage am Kolben wird ein Schnitt verwendet, der abnimmt, wenn die Kolben in die Zylinder eingebaut werden. Wenn die Motorkolben nicht mit Ringen ausgestattet wären, würde der Motor aufgrund der fehlenden Kompression sowie aufgrund des Füllens des Zylinders mit Öl und seines schnellen Abfalls einfach nicht funktionieren.

Der Hauptzweck der Kolbenringe besteht darin, durch festen Druck auf die Zylinderwand für normalen Druck im Zylinder zu sorgen und ein Ausbrennen des Öls zu verhindern, das in die Ölwanne abfließen kann.Die Ringe halten auch Kurbelgehäusegase zurück, aber nur wenn es gibt keinen Verschleiß der Zylinder-Kolben-Gruppe.

Arten von Kolbenringen

Heute gibt es zwei Arten von Kolbenringen, die an einem Kolben montiert sind:

• Kompression;
• Ölschaber.

 Heutzutage werden Kolbenringe aus Gusseisen hergestellt, und Molybdän mit extremen Druckeigenschaften wird hinzugefügt, um Zuverlässigkeit und längere Lebensdauer zu gewährleisten. Chromringe werden etwas länger hergestellt, sind etwas billiger, haben aber auch extreme Druckeigenschaften, obwohl sie sich in einer langen Lebensdauer nicht unterscheiden. Schauen wir uns jeden der Ringe genauer an.

Kompressionsringe

Über dem Ölschaber sind Kompressionsringe in Höhe von zwei Teilen angebracht. Es ist wichtig zu verstehen, dass dies nicht nur ein Metallring ist, der zum Abdichten der Brennkammer ausgelegt ist, da der Kompressionsring an der Wärmeübertragung zwischen dem Kolben und der Laufbuchse beteiligt ist und auch Kolbenvibrationen aufgrund von Seitenschub absorbiert. 

Es gibt drei Arten von oberen Kompressionsringen:

• mit L-förmiger Kante im Bereich des Schlosses;
• mit einer flachen Fläche;
• verdrehter Abschnitt - beide Enden des Rings sind geneigt und berühren nur einen Vorsprung miteinander.

Produkte mit einem L-förmigen Vorsprung können die Dichtfähigkeit in Abhängigkeit von der Betriebsart des Motors ändern: Wenn der Gasdruck steigt, steigt die Kraft auf den Ring und der Zylinder wird „enger“ umschlossen, und wenn der Druck abfällt, nimmt die Kraft ab und die Reibung zwischen den Zylindern. Dieser Ansatz ermöglicht es, die erforderliche Kompression zum richtigen Zeitpunkt und im Einlass- und Auslassmodus bereitzustellen, um die Reibung zu verringern und die Ressource des CPG zu erhöhen.

Der zweite Kompressionsring hat die übliche Form, er ergänzt den oberen nur dadurch, dass er zusätzlich für Dichtheit sorgt, vor Detonation schützt und verhindert, dass Öl aufgrund von Rückwärtsschub in den Zylinder gelangt.

Einige dieser Ringe sind abgeschrägt, um das Öl besser von den Wänden des Liners abzulassen, und bei modernen Motoren werden Ringe vollständig ohne Lücke hergestellt.

Ölschaberringe

Der Ölabstreifring ist unterhalb des Kompressionsrings eingebaut. Die Essenz des Rings liegt in seinem Namen - Überschuss von den Wänden des Zylinders zu entfernen. Sobald der Ring über die Oberfläche läuft, hinterlässt er einen mehrere Mikrometer dicken Film, der notwendig ist, um die Lebensdauer des CPG zu verlängern und die Temperaturbedingungen innerhalb der Toleranzen zu halten. Um das Öl zu entfernen, werden die Ringe in Form von radialen oder axialen Spreizern ausgeführt. Einige Autohersteller verbauen zwei Ölabstreifringe.

Kolbenringfunktionen

Auf der Grundlage des oben Gesagten können die folgenden Schlussfolgerungen gezogen werden:

• Kompressionseigenschaften. Vollständige Isolierung der Brennkammer, um den erforderlichen Druck im Zylinder zu gewährleisten, wodurch ein stabiles Drehmoment und ein optimaler Kraftstoffverbrauch erreicht werden;
• Motoröl sparen. Dank des Ölabstreifrings wird ein wirksamer Film auf der Zylinderoberfläche bereitgestellt, überschüssiges Öl brennt nicht aus, sondern gelangt durch den Ring in das Kurbelgehäuse.
• Wärmeaustausch. Kolbenringe entziehen dem Kolben effektiv Wärme, indem sie sie auf die Zylinder übertragen, die aufgrund des äußeren Kontakts mit dem Kühlmittel abkühlen.

Praktische Abwesenheit horizontaler Schwingungen. Aufgrund des engen Sitzes der Ringe bewegt sich der Kolben deutlich auf und ab.

Woraus bestehen Kolbenringe?

Heutzutage werden duktiles Eisen und Edelstahl als Materialien verwendet. Da moderne Motoren kleiner bzw. leistungsstärker geworden sind und ihre Belastung um ein Vielfaches gestiegen ist, müssen innovative Materialien verwendet werden. Der Marktführer unter den Materialien ist Molybdän, das sich durch Gleitfähigkeitseigenschaften und eine längere Lebensdauer auszeichnet. Kolbenschürzen werden übrigens mit einer ähnlichen Zusammensetzung verarbeitet.

Typische Kolbenringfehler

Während des Betriebs eines Verbrennungsmotors nutzen sich Kolben und Ringe allmählich ab und werden danach unbrauchbar. Die Hauptstörung ist eine Vergrößerung des Spalts zwischen dem Ring und den Zylindern, die Probleme beim Starten des Motors verursacht, der Kraftstoffverbrauch steigt, die Leistung stark abfällt und sich in der Ölwanne ein Überdruck bildet. 

Oft sind Fahrer mit einem solchen Effekt wie dem Auftreten von Ringen konfrontiert. Der Prozess erklärt sich aus der Tatsache, dass die Ringe aufgrund von Motorüberhitzung oder Ölablagerungen ihre Elastizität verlieren, was bedeutet, dass alle Eigenschaften der Ringe verloren gehen.

Trotz der Tatsache, dass in den meisten Fällen das Auftreten von Ringen durch Anwendung der Motordekarbonisierung korrigiert werden kann, verwenden Sie die folgenden Regeln, um diesen Prozess zu verhindern:

• Versuchen Sie, das Auto so oft wie möglich zu benutzen, und vernachlässigen Sie auch nicht die Regeln zum Aufwärmen des Motors.
• Verwenden Sie nur hochwertiges Motoröl mit Toleranzen gemäß der Klassifizierung für einen bestimmten Motor (insbesondere wenn es sich um einen Dieselmotor mit Partikelfilter und Einspritzdüsen handelt).
• Lassen Sie den Motor nicht überhitzen, da dies zu teuer ist, zumindest beim Wechseln von Öl und Kühlmittel sowie beim Ersetzen der Zylinderkopfdichtung durch Schleifen der Kopfebene.

Vergessen Sie nicht, dass die Qualität der Ringe nicht nur die Ressource, sondern auch die Beständigkeit gegen kritische Temperaturen und Belastungen beeinflusst.

Folgen des Kolbenringverschleißes

Die Folgen des Kolbenringverschleißes sind häufig ähnlich wie bei anderen Fehlfunktionen. Daher sollte eine qualitativ hochwertige Diagnose in Form einer Messung der Kompression und der Überprüfung auf Luftlecks im Zylinder gestellt werden. 

Weitere Details zu den Folgen:

• schwieriger Kaltstart. Wenn der Motor nicht aufgewärmt wird, bildet sich ein vergrößerter Spalt zwischen dem Kolben und dem Zylinder, der nur aufgrund des Aufwärmens bzw. der Ausdehnung der Reibteile abnimmt. Der anfängliche Verschleiß der Ringe zeigt sich nur bei einem kalten Motor, wonach der Motor stabil läuft. Sie können den Effekt aufgrund des bläulichen Rauches im Leerlauf beobachten.
• erhöhter Kraftstoffverbrauch bei reduzierter Leistung. Ein vergrößertes Spiel bedeutet einen Verlust an Kompressionseigenschaften, was einen niedrigen Druck bedeutet - einen niedrigen Wirkungsgrad, der mehr Kraftstoff erfordert, um dies zu erreichen;
• Triplettmotor. Eine geringe Kompression geht zwangsläufig mit einem Triplett einher. Dies ist nicht nur für Fahrer und Passagiere unangenehm, sondern beschleunigt auch den Verschleiß von Motorlagern und anderen Anbaugeräten.

Sie können den Zustand der Ringe überprüfen, indem Sie Ihre Hand an das Auspuffrohr oder ein sauberes Laken halten, und wenn Sie einen Ölfleck finden, ist es wahrscheinlicher, dass das Problem in den Ringen liegt.

Auswahl und Austausch von Kolbenringen

Bitte beachten Sie, dass es aus folgenden Gründen dringend empfohlen wird, die Kolbenringe getrennt von den Kolben zu wechseln:

• Während des Betriebs nutzt sich der Zylinder ungleichmäßig ab und wird elliptisch.
• Kolben können sich auch verformen, insbesondere wenn sie überhitzt sind. Kolbenringnuten können größer werden, so dass keine neuen Ringe eingebaut werden können.
• Der Zylinderblock muss zur Inspektion übergeben werden, wobei danach klar ist, ob der Zylinder innerhalb der Ellipsen-Toleranzen liegt, ob frischer Hon aufgetragen werden muss oder ob für eine Reparaturgröße ein Bohren erforderlich ist.

Was sind die Kriterien für die Auswahl von Kolbenringen? Lässt Ihr Budget eine Generalüberholung nicht maximal zu, dann können Sie günstige Kolben einbauen, aber immer hochwertige Ringe – der Rat erfahrener Aufpasser. Zu den Auswahlfaktoren:

• Preis. Je billiger die Ringe, desto minderwertiger sind sie und es geht nicht anders. Billigringe bestehen aus minderwertigem Gusseisen, was sich bereits beim Einbau in Form eines Ringbruchs äußern kann;
• Hersteller. Ich empfehle Ihnen dringend, auf Hersteller wie Mahle, Kolbenschmidt zu achten, die Unternehmen von höchster Qualität sind. Wenn Sie ohne starken Qualitätsverlust Geld sparen möchten, wenden Sie sich an einen Hersteller wie Goetze, Nural, NPR;
• das Aussehen der Verpackung und der Ringe selbst. Achten Sie besonders darauf, wie die Ringe verpackt sind, welche Qualität die Verpackung hat, ob ein Hologramm vorhanden ist, Installationsanweisungen und wie die Ringe selbst hergestellt werden.

So ersetzen Sie Kolbenringe

Das Verfahren zum Ersetzen von Ringen unterscheidet sich nicht vom Überholungsprozess. Es ist wichtig zu verstehen, dass in modernen Autos der Weg zum „Werfen von Ringen“ nicht gut enden wird. Sie müssen den Zylinderblock zur Fehlersuche geben, und wenn die Ringe zu einem frühen Zeitpunkt ausgetauscht werden müssen, während die Kolben und Laufbuchsen in Toleranz sind, können Sie die Ringe separat ersetzen.

In anderen Fällen ist eine vollständige Überholung nach dieser Methode erforderlich:

• Den Motor zerlegen, den Block defekt machen und den Zylinderkopf zur Druckprüfung geben.
• Nachdem Sie Daten über den Zustand der Zylinder erhalten haben, kaufen Sie die Kolbengruppenbaugruppe oder die Ringe separat.
• Montieren Sie den Motor und lassen Sie den Verbrennungsmotor je nach Ringtyp eine bestimmte Anzahl von Kilometern laufen.

Fragen und Antworten:

Was sind die Ölabstreifringe? Sie können massiv oder zusammengesetzt sein. Massives Gusseisen ist jetzt weniger verbreitet. Verbundwerkstoffe bestehen aus 2 dünnen Ringen mit einem radialen axialen Expander.

Welche Ringe sind auf dem Kolben? Kompressions-, Ölabstreifer (dünne obere und untere) Ringe werden auf den Kolben aufgesetzt. Es verfügt auch über einen axialen und radialen Ringaufweiter (bei Verwendung von Spaltringen).

Wozu dienen Kompressionsringe? Sie sorgen für eine dichte Verbindung zwischen Kolben und Zylinderwänden. Mit seiner Hilfe wird das VTS im Brennraum komprimiert gehalten. Normalerweise gibt es zwei solcher Ringe.

Wann müssen die Ringe im Motor gewechselt werden? Wenn die Ringe abgenutzt sind, treten Gase aus dem Zylinder in das Kurbelgehäuse aus. Der Motor beginnt viel Öl zu verbrauchen (blauer Rauch aus dem Auspuff), die Motorleistung hat deutlich nachgelassen.