Motordugattyú: hogyan épül fel és hogyan működik

A dugattyú az autómotor egyik legterheltebb és legfontosabb alkatrésze. Ennek köszönhető, hogy az üzemanyag elégetésének hőenergiáját gépi mozgásra alakítják át. Sok autósnak azonban fogalma sincs arról, hogyan néz ki egy motor dugattyúja. Elmondjuk a dugattyú felépítését, valamint a lehetséges hibáit.

Hogyan működik a motor dugattyúja egy autóban

A hagyományos belsőégésű motorokat dugattyús motoroknak is nevezik. Testükben (blokkokban) hengeres üregek, vagy egyszerűen hengerek készülnek. Minden egyes hengerhez saját dugattyú tartozik. Emlékezzünk a belsőégésű motorok működési elvére. Az üzemanyag-levegő keverék égésekor a gázok nyomják a dugattyút, és az fokozatosan mozogni kezd. A csatlakozó rúd és a forgattyús tengely segítségével ez a transzlációs mozgás átalakul rotációs mozgássá, majd a sebességváltón keresztül a kerekekhez továbbítják.

Maga a dugattyú természetesen szintén hengeres (vagy inkább majdnem hengeres) alakú, hogy jól illeszkedjen a motorban lévő henger felületéhez. Valójában a dugattyú (más alkatrészekkel együtt) arra szolgál, hogy a levegő-üzemanyag keverék égési energiáját mozgási energiává alakítsa.

Milyen alkatrészekből áll a dugattyú

Ha alaposan megnézzük, hogyan néz ki egy belsőégésű motor dugattyúja, két fontos alkatrészét vehetjük észre: a dugattyúház és a tömítő rész. A dugattyúház viszont egy alsó és egy vezető részből áll.

A dugattyú alja (vagy feje) a dugattyú felső, befejező része. Ez veszi fel a gáznyomást és a hőterhelés nagy részét, ezért vastagabb fémből készült, mint a ház többi része.

A dugattyú alja különböző alakú lehet: lapos, bevágással az égéstér optimális alakjának kialakításához, bevágásokkal a szeleptányérok számára (ha hirtelen találkoznak ezek az alkatrészek, amikor elszakad a vezérműszíj vagy megcsúszik a lánc). A dízelekben és a nagy sűrítési aránnyal rendelkező kis teljesítményű benzinmotorokban a dugattyú alja homorú lehet – valójában az égéstér nagy része van benne. Más motorokban (nagy sűrítési arányú benzinmotorokban) a dugattyúfej domború lehet.

A dugattyú vezető (oldalsó) részét szoknyának is nevezik. Ez tartja fenn a dugattyú megfelelő helyzetét a hengerhez képest. A dugattyúszoknya a dugattyú falán csúszik. Ezért általában súrlódásgátló anyagokkal van bevonva.

A dugattyúszoknya belső oldalán megvastagodások (dudorok) vannak a dugattyúcsap számára kialakított furatokkal, amelyek ezt az alkatrészt összekötik a csatlakozó rúddal. A csapot vagy szorosan illesztve, vagy gyűrűkkel rögzítik – ezek számára a szoknyában hornyok vannak.

A tömítő rész nagyon fontos eleme a hengerben mozgó dugattyúnak. Enélkül az égéstérből a gázok a forgattyúsházba, a forgattyúsházból pedig az olaj az égéstérbe áramlana. Ennek elkerülése érdekében a dugattyúban hornyok vannak speciális kompressziós és olajgyűrűk felszerelésére. A dugattyúgyűrűk magának a dugattyúnak a hűtésére is szolgálnak, a felesleges hőt a dugattyú aljáról a henger falára vezetik.

Az ilyen gyűrűk célja már a nevükből is kitűnik. A kompressziós gyűrűk – dugattyúnként általában kettő van belőlük, a felső és az alsó – nem engedik a gázokat a forgattyúházba távozni, fenntartva a hengerben az üzemi nyomást (kompressziót). Az olajfölöslegek pedig – eltávolítják a felesleges olajat a henger felszínéről, ahogy a dugattyú lefelé mozog.

Milyen anyagból készülnek a dugattyúk? Valaha nehéz és meglehetősen törékeny öntöttvasból öntötték őket. Aztán az alumíniumötvözetek kerültek előtérbe. Ezek jobban elvezetik a hőt, és kisebb a súlyuk – így a modern, magasabb fordulatszámú motorokban is használhatók.

Az alumínium dugattyúk mellett ma már acél dugattyúkat is gyártanak. Ezek jobban bírják a még magasabb hengerhőmérsékletet és nyomást. A vékonyabb falnak és az azonos hengerátmérőjű teljes magasságnak köszönhetően pedig általában kisebb tömeggel rendelkeznek.

Melyek a dugattyúk kopásának okai és következményei

Más alkatrészekhez hasonlóan a belsőégésű motor dugattyúja is természetes kopásnak van kitéve, különösen a felső része, amely közelebb van az égéstérhez. Ez viseli a fő termikus és fizikai terhelést. Az első dugattyúgyűrű és annak hornya kopik el először.

Vannak olyan tényezők, amelyek lerövidítik a motor dugattyújának élettartamát, például az olajhiány vagy a rossz olajminőség. Emellett a dugattyú a túlmelegedés vagy a detonáció – az üzemanyag robbanásszerű égési folyamata, amely a hengerekben hirtelen nyomáscsúcsokkal és hőmérséklet-emelkedéssel jár – megjelenése miatt is elkezdhet tönkremenni.

A kritikus dugattyúkopás tünetei általában könnyen észrevehetőek:

1. bizonytalan motorüzem;
2. kopogás a motor járása közben;
3. csökkenő motorteljesítmény;
4. növekedett olajfogyasztás és kék füst a kipufogócsőből;
5. foltok a gyújtógyertyákon;
6. megnövekedett üzemanyag-fogyasztás.

Ha a fenti problémák bármelyikét észleli, ne késlekedjen a megoldással – ezek súlyos következményekkel járhatnak, akár a motor nagyjavításáig.

Ennek a dugattyúnak a szoknyáján jól látható karcolások (karcolások) vannak, amelyek túlmelegedés vagy olajhiány miatt keletkezhettek.

Hogyan válasszuk ki a megfelelő csere dugattyút

A jó motor dugattyú minőségi fém, nagy méretpontosság és rögzített (minimális eltérésekkel) súly. A kevéssé ismert gyártóknál általában minden egyes ponttal gondok vannak.

Ezért annak érdekében, hogy ne találkozzon hibával, jobb, ha csak eredeti pótalkatrészeket vagy ismert gyártók dugattyúit választja. Például olyan jól ismert cégektől, mint a Mahle vagy a Kolbenschmidt.

Az ilyen alakú dugattyúkat dízelmotorokba szerelik be. A bal oldalon alumínium dugattyú, a jobb oldalon acél. Fénykép: Mahle

Fontos, hogy ne hibázzunk a dugattyú méretével. Számos motortípushoz léteznek javítóméretű alkatrészek – ezek valamivel (általában a milliméterek töredékével) nagyobb átmérővel rendelkeznek. Ez kompenzálja a hengerfalak kopását, amelyek a javítás során az új méret alá fúródnak, ugyanakkor helyreállítják a felületüket.

Ennek megfelelően a dugattyú méretét a henger gyártásának figyelembevételével választják ki (ha nincs jelentős, elegendő névleges méretű dugattyúkat vásárolni). Azt, hogy az egyes esetekben milyen alkatrészekre van szükség, a szervizek mesterei határozzák meg a javított motor hibáinak és méréseinek eredményei alapján.

Szóval, röviden

• A dugattyú a motor hengerében mozog, és az üzemanyagkeverék égése során a táguló gázoktól veszi át a terhelést.
• A dugattyú fő részei a ház (alja és szoknyája) és a tömítő rész a gyűrűkkel.
• A dugattyúk természetesen kopnak, de a folyamatot felgyorsíthatja a kenés hiánya, a detonáció és a túlmelegedés.
• A dugattyúk cseréjekor helyesen kell kiválasztani a méretüket, jobb, ha a jól ismert gyártók termékeit használják.