活塞环基本知识
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解析活塞环—活塞环的种类作用、活塞环“三隙”的检查方法活塞环的种类和作用:活塞环分为气环和油环,多数汽油机活塞环的上两道为气环,第三道为油环;气环作用:密封和导热,密封即是封闭气缸中的高压燃气,防止窜入油底;导热是指活塞上部70%-80%的热量通过气环传导给缸壁。
其中密封作用是主要的,因为密封是传热的前提。
如果密封性不好,高温燃气将直接从气缸表面流入曲轴箱。
这样不但由于环面和气缸壁面贴合不严而不能很好散热,而且由于外圆表面吸收附加热量而导致活塞和气环烧坏。
气环的工作条件:活塞环在高温、高压、高速和润滑极其困难的条件下工作,尤其是第一道环最为困难,长期以来,活塞环一直是发动机上使用寿命最短的零件。
活塞环工作时受到气缸中高温高压燃气的作用,温度很高(特别是第一道环温度可高达600K),活塞环在气缸内随活塞一起作高速运动,加上高温下机油可能变质,使环的润滑条件变坏,难以保证良好的润滑,因而磨损严重。
另外,由于气缸壁的锥度和椭圆度,活塞环随活塞往复运动时,沿径向会产生一张一缩运动,使环受到交变应力而容易折断。
因此,要求活塞环弹性好,强度高、耐磨损。
目前广泛采用的活塞环材料是合金铸铁(在优质灰铸铁中加入少量铜、铬、钼等合金元素),第一道环镀铬,其余环一般镀锡或磷化。
油环作用:上行布油、下行刮油,一则减少活塞、活塞环和气缸的磨损,二则防止机油窜入燃烧室。
1、活塞环三隙的检查(1)活塞环侧隙是指活塞环与环槽的间隙,用塞尺检查活塞环侧隙,。
新活塞环侧隙应为 0.02 - 0.05mm , 磨损极限值为 0.15mm 。
侧隙的检查)(2)活塞环背隙是指活塞环内圆柱面与活塞环槽底部的间隙。
为测量方便,通常是将活塞环装入活塞环槽内,以环槽深度与活塞环径向厚度的差值来衡量。
测量时,将环落入环槽底,再用深度游标卡尺测出环外圆柱面沉入环岸的数值,该数值一般为0.10~0.35mm。
(背隙的检查)(3)活塞环端隙是指将活塞压人气缸后,活塞开口的间隙,测量时,将活塞环垂直压进气缸约 15mm 处,用塞尺检查活塞环端隙,如图所示。
汽车发动机活塞环知识大全发动机的活塞是发动机中的主要配件之一,它与活塞环、活塞销等零件组成活塞组,与气缸盖等共同组成燃烧室,承受燃气作用力并通过活塞销和连杆把动力传给曲轴,以完成内燃发动机的工作过程。
活塞环(Piston Ring)是用于崁入活塞槽沟内部的金属环,活塞环分为两种:压缩环和机油环。
压缩环可用来密封燃烧室内的可燃混合气体;机油环则用来刮除汽缸上多余的机油。
活塞环是一种具有较大向外扩张变形的金属弹性环,它被装配到剖面与其相应的环形槽内。
往复和旋转运动的活塞环,依靠气体或液体的压力差,在环外圆面和气缸以及环和环槽的一个侧面之间形成密封。
活塞运动细节图▼四冲程发动机工作动图活塞结构一般活塞都是圆柱形体,根据不同发动机的工作条件和要求,活塞本身的构造有各种各样,一般将活塞分为顶部、头部和裙部三个部分。
活塞结构图活塞顶部是组成燃烧室的主要部分,其形状与所选用的燃烧室形式有关。
汽油机多采用平顶活塞,其优点是吸热面积小。
柴油机活塞顶部常常有各种各样的凹坑,其具体形状、位置和大小都必须与柴油机的混合气形成与燃烧的要求相适应。
活塞头部是指活塞顶端和环槽部分,由活塞顶至最下面一道活塞环槽之间的部分称为活塞头部其作用是承受气体压力,防止漏气.将热量通过活塞环传给汽缸壁。
活塞头部切有若干环槽,用以安置活塞环。
汽油机活塞顶多采用平顶或凹顶,以便使燃烧室结构紧凑。
活塞裙部是指活塞环槽以下的所有部分称为活塞裙,它的作用是尽量保持活塞在往复运动中垂直的姿态,也就是活塞的导向部分。
FM活塞结构详解内燃机活塞分类1.按使用的燃料来分,可分为汽油机活塞、柴油机活塞、天燃气活塞。
2.按制造活塞的材料来分,可分为铸铁活塞、钢活塞、铝合金活塞及组合活塞。
3.按制造活塞毛坯的工艺来分,可分为重力铸造活塞、挤压铸造活塞、锻造活塞。
4.按活塞的工作状况来分,可分为非增压活塞和增压活塞两大类。
5.按活塞的用途来分,可分为轿车活塞、卡车活塞、摩托车活塞、船用活塞、坦克活塞、拖拉机活塞等。
一、活塞环的基本功能活塞环主要具有以下四个基本作用:1.支承作用活塞环支承活塞并保持活塞在汽缸内的合理位置。
2.密封作用活塞环在汽缸内如不能完善地保持密封作用,则因燃气大量泄露造成压缩不足,发动机不能获得既定的压缩压力,使功率降低,热效率也随之降低。
漏气是造成活塞异常膨胀和变形、咬缸或拉缸、环胶结或卡滞等严重事故的主要原因之一。
所以活塞环的密封作用很重要,活塞环只有在完成密封作用的前提下,才能发挥其导热,支承等作用。
3.控制机油的作用活塞环是在高温和高压的气体作用下,沿汽缸壁往复滑动,为使其能耐久使用,汽缸壁上必须经常地保持适量的润滑油膜,若汽缸壁上附着的机油过多,则多余的机油将被抽吸到燃烧室,使机油消耗量增加,导致发动机性能变坏。
因此,经常保持适量的机油是持续发挥发动机性能的必要条件,这就要求气环既起密封作用,又能起调节机油作用;油环则要求能起到保持润滑所需油膜的作用。
4.导热作用活塞环能有效完成将热量从活塞经活塞环向汽缸壁转移的热移动过程。
二、活塞环的常见结构活塞环按其在发动机的作用,通常划分为气环(压缩环)、油环(刮油环)两大类。
气环的结构名称按其截面形状和特殊特征划分,常见的有:矩形环、桶面环、锥面环、梯形环、楔形环、鼻形环、止口环、外肩环、镶嵌环、搭口环、L 形环、组合气环、畸形曲面环等。
油环的结构名称按其截面形状和特殊特征划分,常见的有:普油环(平面带槽油环、倒角油环)、螺旋撑簧油环(磷衬、铬衬)、径向衬簧油环、钢带组合油环等。
三、活塞环的常用材料发动机不断向高速和强化方向发展,为了满足发动机的高性能要求,活塞环的材质也需要不断的改进,对活塞环材料的性能要求有:1.耐磨性与贮油性2.强度(抗折强度与疲劳强度)3.弹性及弹性模数4.硬度5.热稳定性过去应用最普遍的高强度灰铸铁,是活塞环的基本材料,沿用时间最长,是中、低速发动机活塞环的主要材料。
而高速发动机上的活塞环几乎全部采用合金铸铁。
活塞环的结构功能
活塞环的结构功能如下:
1. 结构:活塞环由头部和尾部两部分组成,头部位于缸内,部件较薄,尾部则用来固定在活塞上,部件较厚。
2. 功能:活塞环是汽车发动机当中非常重要的配件,主要是起到密封
的作用。
它能够保证气缸内的高温高压气体及时进入气缸盖,同时又
能够阻止外部的空气进入气缸,起到单向阀的作用。
3. 具体分析:活塞环的头部有倒角(也称环岸),装入缸凹槽后,顶
部和两侧被包围在缸壁上,难以润滑,会形成干摩擦,且由于顶部较
为脆弱,摩擦容易破损,因此在活塞顶部涂抹机油达到润滑的效果。
它的尾部较厚,用来压紧在活塞上,保证发动机活塞能够承受高温高
压气体压力,不至于掉落。
总的来说,活塞环的结构和功能都与发动机的运转密切相关。
活塞环基本知识活塞环是发动机的重要零件之一。
活塞环分为气环和油环两种。
活塞环的作用:密封气体;均匀分布气缸壁上的润滑油,并防止润滑油窜入燃烧室;导出活塞上的热量;支承活塞,防止活塞直接与气缸壁接触。
活塞环工作的好坏直接影响发动机的性能、工作可能性和使用寿命。
1 活塞环的作用1.1气环的作用气环起密封气体及导热的作用,其本身具有一定弹力。
将环压在缸壁上。
当发动机工作时,高压气体进入环槽,一方面将环压紧在环槽上,另一方面环背将更紧密地压在缸壁上起到更好的密封作用。
当气体通过第一道环隙窜入第二道时,压力已大大降低。
而且第二道环漏泄的气体极少。
为了进一步减少摩擦损失,有的发动机只采用一道气环。
第二道气环密封任务较轻,而且工作条件较一道好些。
为了避免机油窜入燃烧室,所以要求第二道气环除密封气体外,还有一定的刮油作用。
1.2 油环的作用油环的作用是将一定的润滑油均匀分布在缸壁上,防止润滑油窜入燃烧室并保证活塞环和缸壁的润滑。
油环要刮下缸壁上多余的油,须较大的径向力将环压在缸壁上。
由于环背没有气体压力的帮助,故环本身要具有较大的弹力及较小的接触面积,同时刮下的润滑油要能顺利地流回油底壳,所以油环槽背设有回油孔或切口。
2 活塞环的结构分析2.1活塞环各部分名称,如图1所示。
2.2切口形式活塞环切口基本上有3种形式:直切口、斜切口和梯形切口,如图2所示。
其中用得最普遍的是直切口。
二行程发动机为防止环切口与缸壁上的气口相碰,在切口处用销钉档住,不让环在环槽内转动,如图3所示。
2.3 常用气环断面形状气环断面形状如图4所示。
矩形环:断面呈矩形,制造简单,广泛采用。
锥形环:将工作面制成小锥度以提高表面接触压力,有利于是磨合密封,并有一定的刮油作用。
锥形环用肉眼不一定能看出锥角,所以一定要做标记,不能装反。
正确安装应是正锥形,其锥顶向上。
图4 常用活塞环的断面形状a)矩形环b)锥面环c)桶面环d)内切槽环e)下切槽环f)内伞环 g)双面梯形环h)单面梯形(楔形环)扭曲环:凡环内外切角、切槽均是扭曲环。
活塞环的分类及作用
1 活塞环的简介
活塞环是一种由橡胶和金属组成的圆环,它通常作为汽油发动机和柴油发动机的重要组成部件。
它起着保证引擎安全和稳定运行的重要作用,特别是活塞,活塞上下运动期间,活塞环实现密封,从而减少高压燃油的泄漏,降低发动期的损耗。
2 活塞环的分类
1. 按结构可分为折弯式、冲裁式、折弯+冲裁式活塞环。
2. 按安装方式可分为热安装、冷安装式活塞环。
3. 按硬度可分为高硬度活塞环(汽缸环)、中硬度活塞环(排气环)、低硬度活塞环(进气环)。
3 活塞环的作用
1. 活塞环为活塞实现密封,防止发动机燃油点火后的冲击和活塞上下运动时产生的压燃油泄漏,从而保护引擎,使发动机的功率优化匹配,保证发动机的稳定性和压缩比。
2. 可以振动隔热,降低引擎受热,减少发动期损失,降低发动机消耗。
3. 降低燃油消耗,降低净化,降低燃油污染,确保发动机燃料经济性。
4. 活塞环的作用还可以阻止活塞表面的摩擦,从而提高活塞的使用寿命。
活塞环标准活塞环是发动机中非常重要的部件,它与气缸、活塞和气缸盖共同作用,确保发动机的正常运转。
活塞环的标准对于发动机的性能和寿命具有至关重要的影响。
一、活塞环的材料活塞环材料的选择对发动机的性能和寿命具有决定性的影响。
常用的活塞环材料包括铸铁、合金钢、不锈钢等。
其中,铸铁是一种经济实惠且耐用的材料,适用于大多数发动机。
合金钢和不锈钢则具有更高的强度和耐腐蚀性,适用于高性能发动机。
二、活塞环的尺寸和形状活塞环的尺寸和形状对于发动机的性能和寿命也有很大的影响。
活塞环的尺寸包括直径、高度和厚度等。
活塞环的形状则包括平环、桶形环和锥形环等。
不同的尺寸和形状的活塞环适用于不同的发动机类型和工况。
三、活塞环的表面处理活塞环的表面处理对于发动机的性能和寿命也有很大的影响。
常用的表面处理方法包括镀铬、喷钼和氮化等。
这些方法可以提高活塞环的耐腐蚀性和抗摩擦性,延长发动机的寿命。
四、活塞环的安装活塞环的安装对于发动机的性能和寿命也有很大的影响。
活塞环的安装应该保证其与气缸、活塞和气缸盖之间的间隙合适,以确保发动机的正常运转。
间隙过大会导致漏气和烧机油等问题,间隙过小则会导致摩擦损失增加和活塞环断裂等问题。
五、活塞环的检测和维护活塞环的检测和维护对于发动机的性能和寿命也有很大的影响。
定期检测活塞环的磨损和变形情况,及时更换损坏的活塞环,可以保证发动机的正常运转。
同时,定期维护发动机,清洗气缸和活塞,可以延长发动机的寿命。
总之,活塞环标准是确保发动机正常运转的重要因素。
从材料选择、尺寸和形状设计、表面处理、安装到检测和维护,每一个环节都需要严格按照标准进行操作,才能保证发动机的性能和寿命。
一文看懂”活塞环“活塞环主要分为气环和油环两种。
活塞环的作用气环的作用是保证气缸与活塞间的密封性,防止漏气,并且要把活塞顶部吸收的大部分热量传给气缸壁,由冷却水带走;油环起布油和刮油的作用,下行时刮除气缸壁上多余的机油,上行时在气缸壁上铺涂一层均匀的油膜。
这样既可以防止机油窜入气缸中燃烧掉,又可以减少活塞与气缸壁的摩擦阻力。
此外,油环还能起到辅助封气的作用。
活塞环的工作条件及性能要求活塞环工作时受到气缸中高温、高压燃气的作用,温度较高(尤其是第一环,温度可达600K)。
活塞环在气缸内做高速运动,加上高温下部分机油出现变质,使活塞环的润滑条件变差,难以保证液体润滑,磨损严重。
因此,要求活塞环弹性好,强度高、耐磨损。
活塞环的间隙活塞环会在发动机运转过程中与高温气体接触发生热膨胀现象,而周期性的往复运动又使其出现径向胀缩变形。
因此,为了保证正常的工作,活塞环在气缸内应该具有以下间隙。
d—活塞环内径;B—活塞环宽度■ 端隙又称开口间隙,是指活塞环在冷态下装入气缸后,该环在上止点时,环的两端头之间的间隙。
一般为0.25~0.50mm。
■ 侧隙又称边隙,是指活塞环装入活塞后,其侧面与活塞环槽之间的间隙。
第一道环因为工作温度高,间隙较大,一般为0.04~0.10mm;其他环一般为0.03~0.07mm。
油环侧隙比气环小。
■ 背隙是指活塞环装入气缸后,活塞环内圆柱面与活塞环槽底部间的间隙,一般为0.50~1.00mm。
油环背隙较气环大,有利于增大存油间隙,便于减压泄油。
活塞环的泵油作用由于侧隙和背隙的存在,当发动机工作时,活塞环便产生了泵油作用。
其原因是,活塞下行时,活塞环靠在环槽的上方,活塞环从缸壁上刮下来的机油充入环槽下方;当活塞上行时,活塞环又靠在环槽的下方,同时将机油挤压到环槽上方。
如此反复运动,就将缸壁上的机油泵入燃烧室。
由于活塞环的泵油作用,使机油窜入燃烧室,会使燃烧室内形成积炭和增加机油消耗,并且还可能在环槽(尤其是第一道气环槽)中形成积炭,使环卡死,失去密封作用,甚至折断活塞环。
活塞环的工作原理
活塞环是一种用于活塞和汽缸之间的密封装置,其工作原理为以下几步:
1. 密封作用:活塞环的主要作用是保持汽缸压力与活塞室之间的密封。
在汽缸上方和下方分别安装有一对活塞环,它们靠紧贴在汽缸内壁上形成密封接触。
这种密封作用防止了压力和润滑油从汽缸壁进入活塞室,同时也阻止了燃烧室内的燃气和压力泄漏到活塞室。
2. 润滑作用:活塞环还具有润滑作用。
当活塞在汽缸内运动时,活塞环会与汽缸壁之间形成微小的润滑膜。
这个润滑膜有助于减少活塞与汽缸之间的摩擦,使活塞能够顺畅地在汽缸内工作。
3. 导向作用:活塞环还具有导向活塞在汽缸内的作用。
它们能够保持活塞在活塞室中的稳定运动轨迹,并帮助分配活塞所受的压力和热量,以减少活塞的偏移和变形。
总的来说,活塞环通过密封、润滑和导向的功能,确保了活塞和汽缸之间的稳定运动和有效的能量转换,从而提高了内燃机的工作效率和寿命。
活塞环原理
活塞环的原理是利用环形密封结构,在活塞与气缸之间形成密封空间,防止工作介质(如燃烧气体或润滑油)泄漏的同时,也能减少摩擦损耗。
活塞环一般由几个环形部件组成,分别安装在活塞的槽内。
其中,第一环称为上油环或上托环,常用于冷冻发动机或柴油发动机的冷却缸壁。
第二环称为压缩环,负责将燃气密封在活塞上方。
第三环称为油控环或下控环,用于控制润滑油膜在活塞上下方形成。
这些环之间有一定的间隙,以容纳摩擦时产生的热膨胀。
活塞环的密封原理主要是通过环的弹性变形和表面间隙的填充来实现。
在活塞上下运动时,活塞环与气缸壁之间会产生一个狭缝,当燃气或润滑油进入该狭缝时,活塞环会受到压力的作用,产生弹性变形,从而填补狭缝,形成密封区域。
这种变形也使活塞环的外侧表面与气缸壁之间产生摩擦,进而形成一定的摩擦力,并起到密封的作用。
为了确保活塞环的正常工作,需要注意以下几点:首先,环与活塞槽要有一定的配合间隙,以便环的弹性变形;其次,活塞环要保持光滑的表面,以减少摩擦损耗;最后,活塞环与气缸壁之间要有一定的润滑油膜,以降低摩擦系数和热量。
综上所述,活塞环通过其结构和工作原理,实现了活塞与气缸之间的密封和减摩作用,保证了发动机的正常工作和寿命。
活塞环技术培训资料第一节活塞环的作用和工作条件活塞环是内燃机中关键零件之一,安装在活塞的环槽上。
工作在发动机的心脏部位。
活塞环的完善与否,直接影响发动机的性能,关系发动机的使用寿命。
一.活塞环的作用活塞环与活塞.汽缸套相互联系在一起, 组成发动机动力源组件。
.活塞环与活塞是保证发动机功率的关键零件。
活塞环有气环与油环两种,其作用有以下四点;1保持密封保持活塞与气缸壁之间的密封,控制漏气到最低限度,以提高发动机燃气作功的效率。
主要由气环承担。
2调节滑油发动机在高速运转时,活塞与活塞环均处于高压,高温的燃气中,进行高速滑动,一方面不断提供滑油加以润滑,一方面对附着于气缸壁上的滑油又要不断适当的刮落,不使滑油进入燃烧室,增大发动机油耗。
这就要求油环所起的控油作用。
3导热燃气产生的高热,通过活塞环传递给气缸壁,经由气缸壁散发出去,以保证气缸组件处于一定的工作温度下,不致过热而损毁。
一般散出的热量可达活塞顶部受热量的70%-80%。
4支承作用活塞略小于气缸内径,要保证活塞正常运动,防止活塞与气缸套直接接触,活塞环要支承活塞。
总之,活塞环在内燃机中的作用,是与活塞配合的密封件,将燃料的化学能转变为机械能。
二.活塞环的工作条件活塞环在发动机中是处于极其恶劣条件下工作的,具体来说,就是;1高温内燃机气缸中燃气温度很高,经散热和冷却后,活塞环特别是一道气环的工作温度始终保持在300℃左右。
2高压汽油机中能产生30-40kg/cm2的压力,柴油机中能产生80-150kg/cm2的压力,活塞环必须在这样的高压条件下保持密封工作。
3高速现代汽油机最高转速为11000转/分,活塞环运动线速度为11-16m/秒。
柴油机的最高转速为4500转/分,活塞环运动线速度为10-14M/秒。
4变负荷活塞环在发动机中受燃气爆发力的冲击,活塞环在活塞环槽中上下运动,产生径向振动和扭曲等交变应力。
5润滑困难活塞环运动时处于在高温,变压条件下,润滑油膜难于保持完整,不能完全润滑而经常处于临界润滑状态下工作。
活塞环的基本功能: 1.气密功能:可防止活塞頂部的气体外泄; 2.热传导:可將爆炸后产生的高热藉由活塞环传至汽缸壁,达到散熱的效用; 3.润滑与刮油:可防止过多的油进入燃烧室,并使缸壁充分润滑; 4.维持活塞的运动方向为引擎选择最佳的活塞环。
在整個引擎裡,活塞环占的体积并不是很大,所以外行人会误以为它是一個简单的部品。
其实不然,活塞环扮演的角色就好像心脏里的瓣膜一样重要,选用不當将造成吃机油、刮伤缸壁、降低马力、耗油、增加噪音等不良现象。
一般的杂牌小型工厂因技术与设备无法克服的关系,制造出來的产品不但外形拙劣,仔细检查一些细微的特质更是粗糙不稳,或者违反设计原理;使用后引擎明显然无法维持原有的设计性能,且对引擎造成极大的损害。
故选择由有世界级品牌的专业厂商生产的活塞环才有稳定品质的保障,亦是维持引擎性能,延长使用寿命的不二法门。
活塞环刻印的意义: 活塞环合口旁的刻印它有两個作用,一是辨別方向性用,一是說明活塞环的尺寸、位置、制造厂....等等。
一般来说,活塞环因其断面形状的功能设计是有其方向性的,所以安裝活塞环时一定要将刻印侧朝向活塞顶部,否則不但无法发挥功用,还会伤及整個汽缸。
面对活塞环合口外周的右边刻印,通常为制造厂的识别记号,如"R"(代表台湾理研制造),有时为更易与区分会以"1R"、"2R"來表示活塞环的位置,或者也有以"RN"來代表使用RIK-20的材质。
至于左边的记号则代表活塞环的外径是否有加大,通常记号如下:活塞环裝配注意事项: 1.安裝活塞环時要用专用的安装工具进行,并于安裝前先清洁活塞环沟部。
2.由最下面的沟开始依序往上装配,并注意刻印侧需朝活塞环顶端。
3.各活塞环的合口处须相互错开(切忌成一直线)约15°,且避免于梢孔和90°的位置。
4.组装钢制组合油环(VENT)之注意事项:4-1.将spacer先放入环沟中,合口尖端朝向活塞环定部,严禁左右前后重叠。
活塞环是内燃机关键零件之一,活塞环工作的好坏直接影响发动机性能。
按其功用不同,活塞环可以分为气环与没环两类。
气环的主要作用是与活塞一起密封气缸工作腔。
在实现密封的条件下,环的另一作用是将活塞头的热量导出。
因为活塞环一旦密封失效,大量的高温燃气从活塞与气缸间的缝隙中窜出,不但活塞从顶面接受的热量不能借助活塞环传给气缸壁,而且活塞外圆表面和活塞环的全部表面还被燃气强烈加热,最后可能导致活塞和活塞环烧坏。
所以对气环的根本要求就是保证密封。
油环的主要作用是使气壁面的润滑油分布均匀,并避免多余的润滑油窜入燃烧室,造成积炭和增大润滑油消耗量。
一、活塞环的工作情况(一) 活塞环的密封作用气环要有良好的密封作用,首先应以一定的弹力0P 与气缸壁压紧,形成所谓第一密封面(图8—55),使气体不易通过环周与气缸之间,而钻往环与环槽间的空间。
由于节流产生的压差,造成径向、轴向的不平衡压力R P 、A P 。
其中A P 把环压向环槽侧面,形成所谓每二密封面,而R P 则大大加强了第一密封面。
只要环周上还剩下哪怕是很小的弹力,第一密封面一旦建立,被密封气体自己就会来帮助密封,而且被密封气体压力越高,附加的密封力也越大。
这时漏气的唯一通道就是环端的开口端隙。
而环端开口的形状以最简单的直角形状最合理。
因为即使采用较复杂的的形状,如阶梯形,斜口等,其环背漏气通路仍不变,只要端隙d 相同,关键性的最小自由气通路面积就完全相同。
由于环口对正常漏气有决定性作用,所以设计上的很小疏忽就可能使漏气量大大增加。
例如活塞环下侧外周倒角就相当于增大环端隙,使漏气成倍增加。
但如果活塞环外周与缸壁贴合不好,有漏光,或者环的侧面与环槽贴合不好,那么漏气的增加要比环端间隙增加所引起的漏气严重得多。
所以,提高环和环槽的加工质量,减小环槽变形,对密封也有极其重大的意义。
(二)活塞环的不正常运动——颤振活塞环在环槽内的运动十分复杂,至今尚未研究得很清楚,一般认为其基本运动有:1) 上、下运动活塞环随同活塞的上升、下降,在环槽内作上、下运动。
活塞环基本知识活塞环是发动机的重要零件之一。
活塞环分为气环和油环两种。
活塞环的作用:密封气体;均匀分布气缸壁上的润滑油,并防止润滑油窜入燃烧室;导出活塞上的热量;支承活塞,防止活塞直接与气缸壁接触。
活塞环工作的好坏直接影响发动机的性能、工作可能性和使用寿命。
1 活塞环的作用1.1气环的作用气环起密封气体及导热的作用,其本身具有一定弹力。
将环压在缸壁上。
当发动机工作时,高压气体进入环槽,一方面将环压紧在环槽上,另一方面环背将更紧密地压在缸壁上起到更好的密封作用。
当气体通过第一道环隙窜入第二道时,压力已大大降低。
而且第二道环漏泄的气体极少。
为了进一步减少摩擦损失,有的发动机只采用一道气环。
第二道气环密封任务较轻,而且工作条件较一道好些。
为了避免机油窜入燃烧室,所以要求第二道气环除密封气体外,还有一定的刮油作用。
1.2 油环的作用油环的作用是将一定的润滑油均匀分布在缸壁上,防止润滑油窜入燃烧室并保证活塞环和缸壁的润滑。
油环要刮下缸壁上多余的油,须较大的径向力将环压在缸壁上。
由于环背没有气体压力的帮助,故环本身要具有较大的弹力及较小的接触面积,同时刮下的润滑油要能顺利地流回油底壳,所以油环槽背设有回油孔或切口。
2 活塞环的结构分析2.1活塞环各部分名称,如图1所示。
2.2切口形式活塞环切口基本上有3种形式:直切口、斜切口和梯形切口,如图2所示。
其中用得最普遍的是直切口。
二行程发动机为防止环切口与缸壁上的气口相碰,在切口处用销钉档住,不让环在环槽内转动,如图3所示。
2.3 常用气环断面形状气环断面形状如图4所示。
矩形环:断面呈矩形,制造简单,广泛采用。
锥形环:将工作面制成小锥度以提高表面接触压力,有利于是磨合密封,并有一定的刮油作用。
锥形环用肉眼不一定能看出锥角,所以一定要做标记,不能装反。
正确安装应是正锥形,其锥顶向上。
图4 常用活塞环的断面形状a)矩形环b)锥面环c)桶面环d)内切槽环e)下切槽环f)内伞环 g)双面梯形环h)单面梯形(楔形环)扭曲环:凡环内外切角、切槽均是扭曲环。
由于环内、环外切角或切槽扭曲方向不一,而安装后要求扭曲呈正锥形,所以安装扭曲环时,环内切角或切槽面须向上,环外切槽面向下。
桶形环:桶形环表面呈桶形,其优点是能更好地适应短裙活塞在气缸中摆动,使之更好地与气缸和活塞相配合。
梯形环:梯形环断面呈梯形。
其在环槽内作径向运动时,侧隙发生变化,能将槽中的沉积物挤出,从而提高抗结胶能力。
通常第一道气环(顶环)采用矩形、桶形环。
而锥形环、扭曲环常用于第二道气环。
梯形环则多用于柴油机。
2.4 油环油环的结构形式,通常有3种。
1)整体式或单片式油环它是最普通的一种,其断面形状如图5所示。
为了提高刮油能力,表面较小以提高接触压力,有时还作成鹰嘴形,可进一步提高刮油能力。
环上开有通孔或通槽,引导刮下的润滑油经活塞上的回油孔流回曲轴箱。
2)螺旋撑簧油环它是在单片油环背面安装螺旋撑簧,如图6所示。
安装撑簧是为了提高油环径向压力并保持稳定性。
3)钢带组合油环它是由二片钢(刮)片和一片衬环组成,如图7所示,这种环的特点是接触压力高,上下刮片能分别动作,具有良好的适应性。
每片刮片不仅外圆与气缸表面接触进行刮油,阻止滑油上窜,而且上、下端面和环槽上、下端面之间也保持接触,起密封作用。
所以封油效果良好。
汽车、摩托车发动机多采用钢带组合油环。
图7 钢带组合油环3 活塞环材料常用活塞环材料有:合金铸铁、球墨铸铁、不锈钢、合金钢、弹簧钢。
4 活塞环表面处理镀铬环:采用的是松孔镀铬,镀铬层硬度很高(HV800以上),摩擦系数很小,而且松孔镀铬层具有良好的贮油结构,显著提高活塞环的耐磨性。
氮化环:氮化层硬度达950HV以上,脆性1级,具有良好的耐磨性和耐蚀性。
渗陶环:采用超微粒低温等离子体化学气相沉积技术,在金属表面生成一种双向扩散的微晶体与网络结构并存的金属陶瓷薄膜。
经渗陶处理后表面硬度增加,延长了使用寿命。
表面磷化:经化学处理,使活塞环表面生成一层磷化膜,对产品起到防锈作用,同时提高环的初期磨合性。
表面氧化:在高温和强氧化剂的条件下,钢质材料表面生成一层氧化膜,具有耐腐蚀性,减磨润滑等。
安装使用说明书汽油机活塞环组活塞环安装前应注意:1、安装活塞环前应仔细阅读本安装使用说明书;2、安装活塞环前检查气缸、活塞是否残缺或拉伤,活塞配缸间隙是否正常;3、安装活塞环前检测活塞、缸套、活塞环等相关部件的精度;4、安装活塞环前检查活塞环型号、规格及配缸间隙;5、安装前应清洗活塞、缸套、活塞环;6、安装前将活塞环及环槽表面涂抹合适的润滑油;7、镀铬缸套请勿安装镀铬活塞环。
活塞环安装时:1、安装顺序,应先安装油环,再安装气环,由下至上安装;2、安装各道环时,活塞环开口切勿过分撑开(开口不可撑开超过该环径向厚度T的8倍),保持刚能套入活塞即可;3、安装组合油环:a) 将衬环(中骨)装入活塞油环槽内,注意衬环开口不能重叠;b) 安装下钢(刮)片、上钢片,不可用工具撑开开口。
如图1,安装时,先将下钢片一端卡入环槽(衬环上),且用大母指按住钢片端口位置,另一只手大母指顺其钢片侧面滑入环槽内,然后用同样方法装入上钢片。
勿将下上钢片同装在衬环的一侧;c) 为避免在活塞推入气缸时,可能造成的衬环开口重叠,请将上下钢片开口与衬环接头错开90~120度。
d) 安装后,用手轻轻旋转组合油环,应平滑无卡滞现象。
4、气环安装:a) 使用专用工具安装;b) 依次安装二道气环、一道气环,切勿将第一道与第二道气环颠倒安装;c) 安装时,应将有标记(HYR、HY、CSR、TLK、ALS、H、R等)的一面朝上(活塞头部方向);d) 将气环的开口位置相互错开180度,不要将开口置于活塞销方向。
5、活塞环组装入气缸前,调整好各道环的开口位置,如图3所示。
图1 组合油环安装图2 活塞环安装位置图3 活塞环开口位置使用时:1、调整好点火时间,设置符合要求的混合比;2、新环安装后应按规定进行冷磨合;3、不要低挡位高速行车,低温启动发动机后要预热;4、使用规定的燃料,选用优质的机油;5、保持发动机良好通风;6、保持油足、水足、空气足;7、水冷却发动机要严格控制水温。
活塞环小常识一、全氮化环与传统的镀铬镀铬镀铬环相比有什么优点?1、氮化环工艺含量高,它使用分布式操场作智能控制系统,保证了其先进工艺的有效性可靠性;2、其工艺属于无污染的活塞环清洁生产工艺是一种环保型产品,符合行业的发展趋势,而镀铬环的生产与使用易对环境产生污染且不易消除,已经不适应市场的要求,是一种即将被淘汰的产品。
3、氮化环性能优良,表面硬度hv1000-1400,比镀铬环高hv200-600,所以其耐磨性远远高于镀铬环;4、耐高温,过热敏性低,氮化环在近600c高温下其表面硬度基本不发生变化,而镀铬环在300c以上的温度下,硬度随着温度的升高而下降;5、氮化改善活塞环的综合机械性能,其耐腐蚀性冲韧性抗疲劳强度使用寿命都远远大于镀铬环;6、氮化环对活塞的密封性比镀铬环好,油耗低,易起动,比镀铬环好,油耗低,易起动,比镀铬环耐用可靠;7、氮化环的表面光洁度高,其油环的氮化处理着色美观而光润;8、随着发动机的转速越来越高,只有氮化环优良的品质与性能才符合这一要求;9、氮化环材料现多采用进口钢质材料,保证其机体性能优良;10、油环采用钢带组合式,上下刮片及衬环经氮化处理,刮油能力强,经久耐用,适应性好,能很好的适应气缸的不均匀磨损和活塞变形等造成的影响,防止积渣、结胶,具有良好的控油能力。
二、活塞环不耐磨和烧机油的原因分析客户在活塞环销售过程中,有时会遇到退货的现象,主要原因是活塞环不耐磨和烧机油。
活塞环不耐磨的主要原因如下:1、有些厂家生产的环氮化层厚度、硬度不符合要求,本身不耐用磨;2、汽缸不圆,椭圆度、锥度超差,使环与缸切合不良,局部接角就力过大,不宜形成油膜,产生缸磨,而使缸磨损可快;3、活塞环装入缸套后,没有在空载低速条件下进行一定时间的磨合,一开始就高速超负荷运行,使环与气缸接角不良,漏气、加速磨损。
4、由于气缸装配不当,造成缸套变形面与活塞环接角不良造成与第二点相同的磨损情况;5、机油质量太差或使用时间过长,机油中草药杂质含量增加,粘度下降,不易形成均匀的油膜,都有会使用权环与缸套表面磨擦增加,环的磨损加快;6、空气滤清器没有按要求装好,油料不干净,致使用权缸套的灰尘、杂质不被吸入发动机,形成研磨膏,也会加快活塞环的磨损;7、发动机长时间在超负荷的状态下工作,造成温度过高,散热不良,也会加快活塞环的磨损;8、发动机在冷态刚启动就高速运转,也会加快机件特别是活塞环的磨损;9、根据有关资料统计,活塞环非正常磨损的诸多原因中,使用不当、过滤不佳期是造成成磨损加快的主要原因。
约有40%以上的活塞环是由这些原因导致提前报废。
关于烧机油的问题,主要原因如下:1、活塞环油环弹力过小,漏光过大,导致辞烧机油,这是活塞环本身的原因;2、气门杆与气门导管的间隙过大,气门油封封油不严,这种烧机油现象与活塞环无关,更换活塞环后还是烧机油;3、气缸尺寸超差,椭圆度过大,表面有拉伤、沟槽,致使油环不能刮除缸壁上多余的机油,机油窜入燃烧室,参与燃烧;4、锥面环锥度反装,往上适刮油,也会增加机油消耗;5、活塞环装配时,开口位置没有错开,排在一直线,会使机油消耗猛增;6、活塞环的质量对活塞环及发动机的影响有以下几点;(1)环槽高度过大,导致活塞环的侧面磨损严重,甚至折断。
从而造成发动机冒烟,功率下降;(2)环槽高度过小,和环槽上下侧加工精度差异致使活塞环结胶卡死折断,造成发动机冒烟,功率下降;(3)活塞裙部与缸套间隙过小,会导致早期磨损加快,甚至表面拉伤,造成发动机冒蓝烟,功率下降;(4)活塞裙部与缸套间隙过大,导致活塞环侧面及环槽磨损严重,甚至结胶卡死,造成发动机冒烟,功率下降和噪声较大;7、缸套对活塞环及发动机的影响主要有以下几点:(1)缸孔圆度,垂直度及位置度较差,导致活塞不耐磨,环表面及缸壁拉伤,造成发动机冒烟功率下降;(2)缸孔内表面粗糙度过小,导致活塞环及钢壁拉伤,造成发动机冒烟。
(3)缸孔外表面粗糙度过大,导致活塞环磨损严重,造成成发动机冒烟;(4)缸孔直径过小,导致活塞环闭口,抵死、折断,造成发动机冒烟和功率下降;(5)缸孔直径过大,导致活塞环严重磨损,造成发动机冒烟和功率下降;8、连杆瓦质量不良或磨损过大,造成活塞结胶卡死,发动机油耗过在;9、冷却系统质量不好,过热导致活塞环的早期磨损较大,环表面及缸壁拉伤,使发动机冒蓝烟因此我们建议用户更换活塞环时,在装车前,一定要对气缸进行检测,尺寸超差、表面有明显拉伤、沟槽的缸一定要修理后再使用,不要使用权用质量太差的气缸,润滑油要定期更换,质量要可靠,空滤器要定期清理,使其工作正常,要保证发动机散热良好,不能长时间超负荷工作,在新装活塞环后,要跑好磨合期。