การเคลือบบนแหวนอัด

Posted on : 31-10-2012 | By : Author | In : การทำงานของเครื่องยนต์

สารเคลือบหลายชนิดบนหน้าแหวนจะช่วยให้การสึกเข้าที่ (wear-in) ของแหวนรวดเร็วขึ้น และยังช่วยป้องกันการสึกหรอของแหวนและผนังกระบอกสูบไม่ให้เร็วเกินไป การสึกเข้าที่ หรือแวร์อินมีความหมายว่า แหวนใหม่และกระบอกสูบใหม่มักจะเข้ากันไม่สนิท ต้องใช้งานไปสักระยะหนึ่งจนกระทั่งแหวนสึกเล็กน้อยและเข้าสนิทกับผนังกระบอกสูบดีขึ้น

สารเคลือบประเภทอ่อน เช่น ฟอสเฟต กราไฟต์ และเหล็กออกไซด์ซึ่งสึกหรอเร็ว มักใช้เคลือบผิวด้านนอกของหน้าแหวน ซึ่งจะช่วยให้การสึกเข้าที่เป็นไปรวดเร็วขึ้น นอกจากนี้ สารดังกล่าวยังช่วยอุ้มนํ้ามันหล่อลื่นได้ดีซึ่งช่วยให้การหล่อลื่นดีขึ้น หลังจากสารเหล่านี้สึกหรอออกไปแล้วก็จะพบชั้นในของแหวนซึ่งมีความแข็งและทนทานต่อการสึกหรอ รูปที่ 5.18 แสดงสารเคลือบชนิดต่าง ๆ

สารเคลือบแหวนอัด

การสึกหรอของแหวนลูกสูบและผนังกระบอกสูบอาจเนื่องมาจากอนุภาคที่ปะปนมากับอากาศซึ่งเล็ดรอดมาจากกรองอากาศ อนุภาคอาจฝังตัวบนผนังกระบอกสูบและมีส่วนทำให้แหวน และผนังกระบอกสูบสึกหรอเร็วกว่าปกติ

ถ้าการสึกหรอมีสาเหตุสำคัญมาจากอนุภาคที่ปะปนมากับอากาศ มักนิยมเคลือบผิวหน้าของแหวนด้วยสารเคลือบประเภทแข็ง เช่น ฮาร์ดโครม (hard chrome) ผิวหน้าของฮาร์ดโครม เรียบมากจนกระทั่งทำให้ผนังกระบอกสูบสึกหรอน้อยมาก (ดูรูปที่ 5.18 (ข))

ถ้ากรองอากาศมีประสิทธิภาพสูง ปัญหาการสึกหรอเนื่องจากการขัดสีของอนุภาคที่ปะปนมากับอากาศจะลดน้อยลง ปัจจุบันนี้ปัญหาการสึกหรอเนื่องจากการขัดสีนับว่าสร้างปัญหาอย่างมาก เพราะเครื่องยนต์สมัยใหม่นั้น ผนังกระบอกสูบ แหวนลูกสูบ และลูกสูบทำงานที่อุณหภูมิค่อนข้างสูง อุณหภูมิสูงเป็นตัวเพิ่มโอกาสให้เกิดการขัดสีของผิวโลหะ ซึ่งผิวโลหะจะร้อนเป็นบางจุดจนกระทั่งถึงจุดหลอมเหลว ดังนั้นพื้นที่บางจุดอาจละลายเชื่อมติดกัน

การละลายเชื่อมติดกันดังกล่าวมักเกิดขึ้นเมื่อลูกสูบเคลื่อนที่ถึงศูนย์ตายบนและหยุดชั่วครู่ก่อนเคลื่อนที่ลง การขยับตัวของลูกสูบและแหวนลูกสูบทำให้รอยต่อขาดออก เหลือไว้เป็นผิวหน้าหยาบและขัดสีกันจนกระทั่งแหวนลูกสูบ ลูกสูบ และผนังกระบอกสูบเสียหายในที่สุด บางคนอาจเรียกว่า รอยไหม้

เพื่อขจัดปัญหาการไหม้ดังกล่าว แหวนลูกสูบจึงต้องเคลือบด้วยสารทนความร้อนสูง เช่น โมลิบดีนัม โดยทั่วไปแหวดอัดที่ทำจากเหล็กมีจุดหลอมเหลวประมาณ 1233°c (2250°F) สำหรับโครเมียมหรือฮาร์ดโครมมีจุดหลอมเหลวประมาณ 1898°c (3450°F) ส่วนโมลิบดีนัม มีจุดหลอมเหลวสูงถึง 2449°c (4800°F) ดังนั้นถ้าหน้าสัมผัสของแหวนอัดเคลือบหรือฝังด้วยสารโมลิบดีนัม จะช่วยลดโอกาสการเกิดความเสียหายเนื่องจากการไหม้หรือการขัดสี ดูรูปที่ 5.18 (ง)

สารโมลิบดีนัมมีลักษณะเป็นรูพรุนซึ่งช่วยอุ้มนํ้ามันหล่อลื่นได้ดี ถึงแม้ว่ารถยนต์ใหม่บางคันใช้ฮาร์ดโครมเคลือบแหวนแตกยังใช้โมลิบดีนัมกันอย่างกว้างขวาง ดังแสดงในรูปที่ 5.19

บทความอื่น ๆ ที่น่าสนใจ:

Share this :

  • Stumble upon
  • twitter

Comments are closed.