Apex-tätningar fungerar som tätningar på rotorns spets (eller vinklar) som förhindrar att de fyra stegen i cykeln blandas, såsom avgaser som kommer in i intaget och liknande. En roterande motor fungerar genom att separera tre kammare i en ihålig äggformad "cylinder". Den fyrdelade cykeln av insug, kompression, förbränning och avgas styrs av en snurrande triangulär rotor inuti höljet. Denna design hjälper till att spara vikt, vilket resulterar i ett högre effekt-viktförhållande än en konventionell fyrcylindrig motor.
För att hålla kompressionen i kammaren måste triangelns tre spetsar bilda lufttäta tätningar mot det inre höljeshuset. Dessa tätningar vid triangelns tre spetsar, som tidigare nämnts, kallas spetsförseglar.
Fjäderbelastade spetstätningar är vanligtvis gjorda av böjda metallinsatser som trycker mot motorhuset när rotorn rör sig. De tre spetstätningarna, en vid varje spets, är de enda delarna av rotorn som kommer i kontakt med husets inre kammare.
Eftersom Apex Seals är en viktig del av förbränningsprocessen, bör de inte behöva bytas ut mer än en motorombyggnad gör för vanlig körning. De bör bara bytas ut någonstans mellan 100 och 200 tusen miles, möjligen mindre, men du måste se upp för tecken på att dina apextätningar brister i förtid.
Eftersom topptätningarna är i kontakt med höljet är de vanligtvis belagda med motorolja för att minska friktionen. Som ett resultat, genom design, bränner en roterande motor en liten mängd olja. Apex-tätningar slits ut om kammaren inte är tillräckligt smord. Det är viktigt att notera att apextätningar, liksom många motordelar, varierar i kvalitet, och vissa är mer hållbara än andra.
En skadad eller felaktig spetsförsegling kan leda till många problem. De flesta problem som är förknippade med felaktiga spetstätningar orsakas av bristande kompression. Dålig kompression kan orsaka ett brett spektrum av problem i alla förbränningsmotorer. Så här är några av de vanligaste kompressionsrelaterade symptomen som kan peka på en sprucken eller skadad spetsförsegling:
Om du märker att fordonet är svårt att starta efter att motorn har varit avstängd under en längre tid (till exempel efter att ha parkerats hela natten), eller om fordonet på annat sätt är svårt att starta när motorn är kall, kan vara ett kompressionsrelaterat problem orsakat av en felaktig spetsförsegling. Även om dåligt underhåll, kolansamling i motorn och andra problem kan bidra till hårda starter, är den vanligaste orsaken en felaktig spetstätning.
Om ditt Wankel roterande motordrivna fordon börjar tända fel ofta är det ett tecken på dålig kompression. vilket naturligtvis är det mest uppenbara tecknet på en skadad eller defekt topptätning. Du kanske vill ta ut ett av tändstiften för att se till att det är ett kompressionsproblem. När du försöker starta ett fordon med ett tändstift borttaget, lyssna efter ett ojämnt eller oregelbundet ljud.
Ett vanligt problem som du också kan stöta på som orsakas av felaktiga topptätningar är oregelbunden tomgång när fordonet står stilla. Fordonet stannar plötsligt och kan inte hålla en korrekt tomgångshastighet. Du kan testa detta med en kompressionstestare. Du kommer med största sannolikhet att upptäcka att kompressionen minskar avsevärt som ett resultat av en felaktig spetsförsegling.
När du varvar din bils motor till höga varvtalsnivåer och fordonet knappt rör sig, är det nästan alltid ett tecken på att spetstätningarna är felaktiga. Om du har problem med att klättra i backar eller köra i rimlig hastighet bör du få ditt fordon inspekterat och spetstätningarna kontrollerade.
Även om spetstätningens tjocklek har minskat med tiden, har den övergripande tillförlitligheten och kompressionstätningsförmågan hos dessa tunnare tätningar inte äventyrats. Alla motorer byggda efter 1986, både turbo och icke-turbo, har de tunnaste (2 mm) tätningarna och producerar flest hästkrafter.
Från 1974-1995 motorer finns det tre typer av spetstätningar som används såsom gjutjärn (stock), aluminiumfyllt kol och keramik. Många faktorer kommer att avgöra vilka som är de bästa topptätningarna för dig, och det inkluderar varvtalsintervall, normalt aspirerad eller överladdad motor, acceptabla slitage och kostnad.
Gjutjärnsapextätningar (lager) är idealiska för ett brett spektrum av applikationer. Stamtätningarna kommer att "täta" bättre och hålla längre om du aldrig överstiger 8 500 RPM (RX-8 – 9500 RPM) och inte kör motorn högt överladdad (inte överstiger 12 psi boost). När du bygger en högpresterande motor, använd den senaste kombinationen av topptätning/rotorhus för din motorserie.
De är väl lämpade för normalt aspirerade motorer med högt varvtal. De är rimligt prissatta och extremt pålitliga. De tätar inte lika bra som gjutjärnstätningar i flera delar, särskilt vid låga varv per minut, men detta är inte ett betydande problem i intervallet 8 500 till 10 000 varv per minut.
Eftersom de är den lättaste tätningen som finns, håller koltätningar sig mycket bra på rotorhusets yta även vid höga varvtal. Koltätningar rekommenderas dock inte för användning i turboapplikationer eftersom de är för spröda i händelse av en detonation.
Keramiska spetstätningar har flera fördelar jämfört med koltätningar, inklusive högre draghållfasthet, en extremt hård, glänsande yta som minskar friktionen och en mindre storleksökning med ökande temperatur.
Detta möjliggör närmare passningsavstånd och mindre gasläckage. Det är därför Mazda designade dem för tävlingsbruk i första hand. Dessa tätningar har emellertid vissa nackdelar. De är tyngre än koltätningar och mycket dyrare. De kan också förstöras genom detonation, vilket är särskilt vanligt i turboladdade motorer.
Valet av Apex tätningsfjäder är i allmänhet enkelt:använd helt enkelt de tätningsfjädrar som rekommenderas för de spetstätningar du har valt. Dubbla fjädrar, å andra sidan, är i allmänhet fördelaktiga för motorer som körs med hög boost eller extrema varvtal.
Om du tycker att det är svårt att täta utrymmet mellan kolven och cylinderloppet på en typisk kolvmotor, överväg de problem som Wankel-motorn står inför. Den roterande Wankelmotorn betraktades en gång som den legitima efterföljaren till den blygsamma kolvmotorn, som gav mjukare kraftleverans i en mer kompakt form, men tidiga modeller led enormt av problem med förbränningsgastätning mellan rotorn och dess hus. Och när du tittar på mekaniken i det hela kan du se varför.
För att upprätthålla korrekt kompression och expansion av arbetsvätskan måste rotorn tätas över spetsarna mellan rotorytorna och runt sidorna; och medan sidoförseglingssystemet utgör få om några utmaningar, ger spetsförseglingarna några av de mest komplexa komplikationerna.
Till att börja med, till skillnad från det klassiska kolvringspaketet, som består av en eller två kompressionsringar som backas upp av en oljekontrollring som skrapar ut den extra oljan från det översvämmade cylinderloppet, kan smörjningen av denna enda spetstätning inte vara lika liberal eftersom den utsätts för förbränningshändelser på båda sidor. Som ett resultat är det ett totalförlustsystem, och doseringen av små mängder olja in i inloppsporten för att smörja denna tätning måste göras försiktigt för att minska oljeförbrukningen till acceptabla nivåer.
Med tanke på oljans medelmåttiga smörjning men ovanligt långa uppehållstid i motorn är det ingen överraskning att materialen som används för tätningen kräver en viss grad av självsmörjning om de ska överleva.
När du utvärderar slitaget på spetstätningen under demontering, tänk på följande punkter. Om spetstätningen och spårsidorna är skadade och/eller spetstätningsfjädern har tappat spänningen, var rotorn troligen felaktigt kyld. Antingen sprutades inte tillräckligt med olja in i rotorn från den excentriska axeln, eller så var tätningen överhettad, möjligen som ett resultat av för mycket tidtagning eller hög turboförstärkning.
Om tätningens krökta, glidande yta är ärrad eller flisad, var rotorhusets yta förmodligen för varm. Detta kan fixas genom att sänka kylvätsketemperaturen, öka vattenflödet, eliminera kavitation i vattenpumpen och förbättra rotorhusens värmeledningsförmåga.
Andra roterande motortätningar:
Hörntätningar
Hörntätningar är kritiska vid lågvarvsdrift av en roterande motor. Hörntätningen och dess insats finns i både vänster och höger sida av spetstätningens spår. I hetstartsföreställningar blir deras roll kritisk. Sammantaget, ju tätare dessa tätningar passar desto bättre, tills de faktiskt binder sig i hörntätningsurtaget mot sin egen fjäderkraft.
Hörntätningspluggen av gummi som är installerad i vissa hörntätningar minskar kompressionsläckaget med lågt varvtal ännu mer. I racingmotorer är fördelen med gummihörntätningspluggar förmodligen försumbar. Men när du bygger om en motor, använd alltid nya hörntätningar och hörntätningspluggar.
Sidotätningar
En förbränningsmotor med roterande kolv har en inre sidotätning placerad i ett inre sidotätningsspår anordnat på sidoytan av motorns rotor längs dess sidokant och en yttre sidotätning placerad i ett yttre sidotätningsspår som tillhandahålls på nämnda sidoyta utanför nämnda inre sidoförslutningsspår och parallellt med detta.
Oljetätningar
Vid ombyggnad av en motor rekommenderas det att nya oljetätningar, oljetätnings-O-ringar och oljetätningsfjädrar installeras. Även om det här är dyra delar att reparera, är det ännu dyrare att bryta en motor igen eftersom du återvinner äldre delar som misslyckades mycket tidigare än alla nya komponenter som användes vid ombyggnaden.
Oljetätningar är gjorda av olje- och fettbeständigt gummi. Detta material erbjuder enastående slitstyrka och köregenskaper. Olje- och fetttätningar har en flexibel läpp som skrapar mot axeln eller huset för att förhindra inträngning av vätska och damm.
Att göra apex-tätningarna skulle kosta i genomsnitt cirka $2K i delar per försök. Men den kostnaden kan öka om du också byter ut alla delar som du också borde byta ut.
Keramiska tätningar är mycket hållbara, mycket lätta och slits inte in i rotorhusen på samma sätt som spetstätningar av stål gör. Priset är PER rotorset (det stämmer, de kostar så mycket PER rotorset) och inkluderar tätningsfjädrar med dubbla spetsar, men det är definitivt värt det om du vill att din motor ska hålla så länge som möjligt.
Hur svårt är det att ersätta topptätningar?
Vid byte av apextätningar bör du också ta isär motorn helt. De hjälper inte nödvändigtvis om ytan de matchar upp till (hus) är i dåligt skick. En ombyggnadssats kostar mellan $1 500 och $1,5k för packningar, tätningar och andra komponenter. Bostad kostar ytterligare $850 per enhet (det finns två).
Det finns flera sätt för en motor att misslyckas. Överdriven kolansamling påskyndar till exempel tätningsförsämringen. Och när det händer kan det resultera i kompressionsförlust. Det problemet är särskilt vanligt i automatiska RX-8:or. Den överdrivna kolansamlingen gör att tätningar lossnar. Dålig komprimering kan sedan leda till många andra problem som nämnts tidigare.
Slitna topptätningar kan orsaka en mängd olika problem eftersom det orsakar obalans på den roterande enheten. När den roterande enheten inte är korrekt balanserad utsätter den för onödig belastning på olika motorkomponenter. På kort sikt påverkar detta prestandan. På lång sikt kommer det att resultera i trasiga eller slitna delar, samt motorhaveri.
Även om den här dekompressionen från dåliga spetstätningar sannolikt inte kommer att skada motorn, kan det kräva att du gör ett totalt motorhaveri och byggs om. I en traditionell motor motsvarar detta att blåsa en huvudpackning. Beroende på fordonet och körsträckan kommer vissa ägare bara att skrota fordonet istället för att betala för ett sådant betydande motorunderhåll.
