NPR, az acélgyűrű-specialista

A dugattyúgyűrű is azok közé az alkatrészek közé tartozik, ahol a fejlesztőknek van mit tenniük. A siklási tulajdonságokon kell és lehet javítani, hogy kisebb legyen a súrlódási veszteség. Például csökkenteni kell a gyűrű tangenciál erejét, miközben alakkitöltés-képességének tökéletesnek kell lenni. A kopással szembeni ellenálló képességének, kifáradással szembeni ellenállásának és így élettartamának növekednie kell. És mindennek tömegcsökkentéssel is párosulnia kell. A bevonatos acélgyűrű erre jó megoldást ad. A technológiát az NPR fejlesztette tökélyre.

A világ egyik legnagyobb belső égésű motor és kompresszor dugattyúgyűrű gyártója az 1931-ben alapított NIPPON PISTON RING CO., LTD. A cég főrészvényese a Toyota. Az NPR az egész világon tevékenykedik, gyárai Japánban, Ázsia több országában és az USA-ban vannak. Kereskedelmi kirendeltségei, disztribúciós központjai behálózzák a világot.

2011-ben a cég össztermelésének 46,6%-a dugattyúgyűrű, 12,4%-a hengerhüvely és 27,5%-a szelepvezérlési alkatrészek. A maradék nem autóipari felhasználású termék.

Az európai jelenlét 1973-ra vezethető vissza, amikor megalapították a Schöttle Motorenteile GmbH kereskedelmi vegyesvállalatot Stuttgartban. 1990 óta az NPR a 100%-os tulajdonos. 1999-ben átalakították a céget és nevet is változtattak, az új név NPR OF EUROPE GmbH, a cég székhelye ma a németországi Korntal-Münchingenben van. 2008. április 1-től NP NPREUROPE márkanév alatt forgalmazzák termékeiket.

Az anyavállalat, a NIPPON PISTON RING az európai jelenléttel az európai OEM-hez történő termékbevezetést és az európai motorokhoz a javítókészletek forgalmazását akarta segíteni. Mindkét területen hamar rendkívül komoly üzleti sikereket értek el. Ezt a szériabeszállítói referenciák mutatják:

– Daimler AG – Mercedes-Benz (haszongépjármű-motorokhoz 1966 óta, az összes benzinmotorhoz 1990 óta),

– Mahle, Kolbenschmidt, Federal-Mogul-Nural dugattyúkhoz,

– Audi, BMW, KHD, MWM, Renault,

– Volvo, Hatz, Asso, Duraldur, VM, Gandini,

– Vertex, Delmag, Ducati, Triumph, Garelli,

– Minarelli, Rotax, Same, Citroën,

– Volkswagen és mások.

Tegyük hozzá, hogy az NPR 1981-től a Rába Győr beszállítója is volt.

A high tech termékek igazi próbatételét az autósport-alkalmazások jelentik. Az NPR itt is előkelő helyen áll.

1. Formula–1: Ferrari, McLaren-Mercedes, Renault, Toyota, ex-Honda, ex-BMW

2. Nascar + Indycar (USA)

3. DTM: AMG Mercedes, BMW

4. Versenydugattyú-gyártó vevőik Európában:

Mahle, Omega, Accralite, Perfect Bore, Duraldur, Asso, Pistal Racing, Wossner, Capricorn

5. Versenydugattyú-gyártó vevőik az USA-ban: Wiseco, JE

Néhány NPR műszaki innováció

1941. első krómbevonatú gyűrű a világon repülőgépmotoroknál

1960. NIFFLEX néven az USA-ban és Angliában szabadalmat kaptak a háromrészes olajlehúzó gyűrűre

1978. csatornakrómozás (Mercedes OM 615)

1985. nitridált acél dugattyúgyűrűk bevezetése Európában (Mercedes)

1988. átállás kezdete acélgyűrűkre

1990. PVD-technológia bevezetése Európában (Mercedes)

2002. DLC-technológia bevezetése Európában (Mercedes)

Mint azt a bevezetőben írtuk, napjaink gyűrűfejlesztési célkitűzéseit acélgyűrűkkel lehet elérni.

Az acélgyűrűkkel elérhető konstrukciós jellemzők

1. Kisebb gyűrűkeresztmetszet az öntött gyűrűkkel szemben, így kisebb a gyűrűtömeg.

Gyűrűmagasság: 0,6 – 0,7 – 0,8 – 1,0 – 1,2 – 1,5 mm.

2. Jobb alakkitöltés a kisebb gyűrűszélesség miatt.

3. Kisebb letörések lehetségesek (kb. 0,1 mm).

4. Lehetséges bevonatok: CR + NIT + MO + PVD + CLD

3. Precízebb a gyártási folyamat, kisebb a mérettűrés.

Az acélgyűrűket a haszongépjármű-motoroknál (Mercedes-Benz) már 30 éve használják. Az acél összetétele a felhasználás motortípusától is függ. Az acél kompressziógyűrű a dugattyútetőhöz közelebb helyezhető el. Az acélgyűrű jobb alakkitöltése miatt kevesebb kartergázt, kisebb olajfogyasztást eredményez. Az acélgyűrű kopása lényegesen kisebb, anyagkifáradással szembeni ellenállása nagyobb, így élettartama hosszabb.

A gyűrűvég kopások alábbi értékei az acélgyűrű előnyét szemléletesen mutatják:

Személyautó-motorban a gyűrűvégkopás 90 E km futás után:

A mai acélgyűrű-kínálat gyűrűmagasság-értékei benzines személygépjármű-motorokhoz:

1. kompressziógyűrű 1,00 mm

2. második horony gyűrűje 1,20 mm

3. olajlehúzó gyűrű 2,00 mm

Jövőbeni gyűrűmagasság-értékek:

a) kompressziógyűrű 0,80 mm

b) második horony gyűrűje 0,80 mm

c) olajlehúzó gyűrű 1,50 mm

A mai acélgyűrű-kínálat gyűrűmagasság-értékei dízel személygépjármű-motorokhoz:

1. kompressziógyűrű DTR 2,50 vagy 
3,00 mm

alternatív ET-gyűrű 2,00 mm

2. második horony 1,50 … 2,00 mm

3. DSF-gyűrű 2,00 mm

Jövőbeni gyűrűmagasság-értékek dízel személygépjármű-motorokhoz:

1. kompressziógyűrű R 2,00 mm

alternatív ET-gyűrű 2,00 mm

2. második horony 1,50 mm

3. DSF-gyűrű 2,00 mm

Aktuális gyűrűmagasság-értékek dízel haszongépjármű-motorokhoz:

1. DTR-gyűrű 3,0 – 3,5 – 4,0 mm

2. M-gyűrű IFU – IWU 2,0 – 2,5 – 3,0 mm

3. DSF-gyűrű 2,5 – 3,0 – 3,5 mm

Ismeretfrissítő

A továbbiakban nézzünk néhány alapvetőnek is mondható, ismeretfrissítő tudnivalót a dugattyúgyűrűkkel kapcsolatban.

1. Ne teszteljünk hajlítással vagy hallás alapján, illetve szerelésnél ne feszítsük túl. A gyűrű életének legnehezebb pillanata a dugattyúra szereléshez szükséges szétfeszítés. Csak az éppen szükséges nyitást viseli el. A gyűrűfogó és a gondosság sokadik hatványon itt nélkülözhetetlen. A gyűrűk legkisebb deformációja rontja az alakkitöltést, megnőhet a résveszteség, a kemény, kopástűrő felület megrepedezhet, a gyűrű el is törhet.

2. A gyűrűk jelölésére figyeljünk. A jelölés mindig felfelé legyen. A 3 részes olajlehúzó gyűrűk általában jelöletlenek.

3. Jelölés nélküli gyűrűket ne használjunk!

Problémák, amelyek megnövekedett gyűrűkopáshoz vezetnek:

1. Nem megfelelő hónolás: túl érdes, túl sima, rossz hónolási szög.

2. Abráziós kopás: szívórendszeri tömítetlenség miatt, por, idegen anyag bejutása.

3. Olajminőség: nem megfelelő viszkozitás, teljesítménybesorolás, túlfuttatott, elhasználódott olaj.

4. Szerelési, beépítési hibák.

5. Túlzott hengerdeformáció: túl nagy nyomatékkal meghúzott hengerfejcsavar, rossz tömítés.

Az NPR gyűrűkínálata

A gyűrűkeresztmetszeteket és a hozzá tartozó NPR jelöléseket ábrás táblázatba rendeztük.

A kompressziógyűrűk kialakításai

1. R-gyűrű NE 910

2. M-gyűrű NE 911

3. N-gyűrű NE 930 / 931

4. ET-gyűrű (7°) NE 913

5. DTR-gyűrű (6° + 15°) NE 916 / 914

Az olajlehúzó gyűrűk kialakításai

1. Egyszerű olajgyűrű NE 946

2. DF vagy GF-gyűrű NE 947/948

3. OSF-gyűrű NE 946 EX

4. DSF-gyűrű NE 947 EX

5. GSF-gyűrű NE 948 EX

6. DSF-gyűrű CR NE 947 EX CR

7. Nifflex-gyűrű NE 777 CR

8. U-Flex-gyűrű NE 999

3-részes olajlehúzó-gyűrűk acélból

1. SS 50 Sealed Power = Nifflex-S

2. Vent-Type Hastings = Nifflex-H

3. Perfect Circle PC98

4. Goetze NF + VF

5. TRW + AE H-Flex

NE 3-részes olajlehúzógyűrű-típusok

1. Nifflex - S CR NE 777 CR

2. Nifflex - S NIT NE 777 NIT

3. Nifflex - H CR NE 777 CR

4. Nifflex - H NIT NE 777 NIT

5. Nifflex NF 95-H (1,50 mm) NE 777 CR

6. Nifflex – H CR + NIT (1,50 mm) NE 777 CR/NIT

7. Nifflex-S CR + NIT méretek: 2,5 – 2,8 – 3,0 – 3,5 – 4,0 – 4,5 – 5,0 mm

8. Nifflex-H méretek: 1,5 – 2,0 – 2,8 mm

Olajlehúzó gyűrű rugóval

Eddigi alkalmazások Németországban:

Mercedes – összes benzines 1990 óta

1,8 ltr., 2,0 ltr., 2,2 ltr., 2,8 ltr., 3,0 ltr., 3,2 ltr., 4,0 + 6,0 ltr.

Audi A8, MB OM 500 + BMW dízel