活塞环(气环)
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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。
气环和油环气环和油环统称为活塞环,是具有弹性的开口环,气环是起活塞与汽缸之间的密封作用。
故又称密封环,油环(又称刮油环)的作用是将黏附于汽缸壁上的润滑油刮下流回曲轴箱,而防止压缩机向制冷系统排油过多。
气环的截面为长方形,自由状态时其直径比汽缸内径大,以使装入汽缸后有一定的涨力。
气环的开口有三种常见的形式,其中搭接形式密封性最好,但加工比较复杂,在中小型压缩机中应用最广泛的是直切口。
活塞上一般设有2道~3道气环,在装气环时要注意使开口错开,以减少泄漏量。
气环与活塞上的气环槽之间有适当的间隙,以防卡死,气环在汽缸内靠其弹力紧贴汽制辟形成第一密封面,当活塞向上压缩时,气环受蒸气压力的作用。
下端面又与气环槽紧贴而形成第二个密封面,所以,气环外表面和端面都要求有较低的粗糙度。
气环不但起密封作用,同时还起着一定的泵油作用,因气环与气环槽有一定的间隙。
活塞往复运动时,气环受摩擦力和蒸气压力的作用在环槽内相对窜动。
活塞下行时,气环紧贴环槽上面,从汽缸壁刮下的润滑油被挤入气环下面及背面间隙;活塞上行时,部分润滑油又被挤到气环上面间隙中,如此不断地上下窜动,润滑油即逐步进入汽缸。
气环的泉油作用固然有利于润滑.但过多的润滑油进人汽缸,会造成压缩机排油过多,因此,还须设置刮油环。
油环有两种形式。
其工作面的3/4高度做成10°~15°斜度的圆锥面。
活塞向上运动时,汽缸壁上楔形油膜对油环圆锥面产生压力,使油环收缩而形成间隙,致使润滑油从油环漏过。
活塞下行时,油环下端面的锐边将汽缸壁上的润滑油刮下,经环背面间隙和环槽底部的泄油孔流回曲轴箱。
这种油环安装时务必使圆锥面朝向活塞顶面;否则,就要起相反的作用。
是一种常用的刮油环,它的工作面上有一沟槽,分割成两个狭窄的工作面,槽底有排油孔,由于两个狭窄的工作面对汽缸壁的接触压力较大,排油又较通畅,刮油效果较好。
活塞环PISTON概述:活塞环在发动机(和空压机)中有三大作用,将燃烧和曲轴箱密封,将活塞上的热量传到汽缸壁上,以及控制机油消耗。
为了产生有效的密封,活塞环既要与汽缸壁贴和良好,又要与活塞环槽的上或下平面贴和良好。
径向贴和能力由活塞环本身的弹力与作用在环背的工质压力产生。
在发动机里面公质当然是燃气。
活塞环在其环槽中的轴向位置主要有气体压力和惯性力决定,亦在环槽上下平面之间往复运动。
在很多场合下活塞环亦用作转动轴的金属密封件。
General: Piston rings in and compressors have three main functions: to seal the working chamber from the crankcase, to assist in the flow of heal from piston to cylinder wall and to control oil consumption.In order to achieve efficient sealing the piston ring should make a good fit with both the cylinder wall and either the top or bottom of the piston groove. The radial fit is achieved by the inherent spring force of the ring together with the pressure of the working medium acting from behind the ring . In the case of an engine this working medium is of course the combustion gas. The axial position of the ring within its groove is determined mainly by gas pressure and inertia forces and altermates between the top and bottom of the groove.Piston rings are also used in increasing numbers as metallic seals for rotating shafts.活塞环介绍Introduction to piston rings引擎工作原理:发动机四冲程是指:1(1)进气(2)压缩(3)作功(4)排气活塞环组件:一道环→第一道气环工作环境最为恶劣,高温高压,第一道气环的主要功能是密封气体和带走热量。
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。
活塞环工作原理乍一看活塞环是一个形态非常简单,具有圆开口的环,但它在摩托车发动机(内燃机)中却是不可缺少的运动部件,起着极为重要的作用,活塞环按作用分为气环和油环,它有四大功能。
一、保持气密性<BR>活塞环是所有发动机零件中唯一作三个方向运动的零件。
(即轴向运动、径向运动和圆周方向的旋转运动),同时也是使用条件中最为苛刻的零件。
发动机燃烧室在爆炸的瞬间,燃气温度可达到2000℃-2500℃,其爆发压力平均达到50kg/cm平方,活塞头部的温度一般不低于200℃。
活塞是作往复运动的,其速度和负荷都很大。
因此活塞环是工作在高温、高压条件下的。
尤其是第一道气环,承受的温度最高,润滑条件也最差,为了保证它具有和其它几道环相同或更高的耐用性,常常将第一道气环,的工作表面进行多孔镀铬处理。
多孔镀铬层硬度高,并能贮存少量的润滑,以改善润滑条件,使环的寿命提高2-3倍。
近年来,摩托车发动机大多采用长度短于缸径的活塞,这种活塞的头部在上行程转到下行程时会产生摆动现象,使活塞环外圆的上下边缘紧紧地与缸壁接触,导致活塞环的棱缘加载而形成刮伤。
为避免这种异常现象,一般将第一道气环外圆制成圆弧状,以其上、下端面的边缘角不触及缸壁,并且易于发动机的初期磨合,这种气环称为桶面环,为目前高功率高转速的内燃机所采用。
尽管当今制造技术非常精细,零部件差亦控制在最小范围,但因其材料、热处理及装配后的机械变形,汽缸内的气密总有极个别泄漏点存在,这就需要发动机在使用初期进行良好的磨合及启动后适当的预热来逐渐消除摩擦副的凹凸不平点。
倘若由于多种原因引起汽缸的密封不良时,会引起压缩压力下降和燃烧气体的窜漏,高压高温气体将穿过缸壁与活塞环之间的微小空隙,由此而引起的故障是破坏了活塞环与缸壁之间的所必需的油膜,以致形成了金属之间直接接触的干磨擦状态,从而导致了因干磨擦而烧伤的拉伤活塞、活塞环和汽缸,使发动机产生异常磨损。
泄漏的高温气体窜入曲轴箱使机油变质和产生硬质油泥,使活塞环发生粘着等故障。
活塞环工作原理乍一看活塞环是一个形态非常简单,具有圆开口的环,但它在摩托车发动机(内燃机)中却是不可缺少的运动部件,起着极为重要的作用,活塞环按作用分为气环和油环,它有四大功能。
一、保持气密性<BR>活塞环是所有发动机零件中唯一作三个方向运动的零件。
(即轴向运动、径向运动和圆周方向的旋转运动),同时也是使用条件中最为苛刻的零件。
发动机燃烧室在爆炸的瞬间,燃气温度可达到2000℃-2500℃,其爆发压力平均达到50kg/cm平方,活塞头部的温度一般不低于200℃。
活塞是作往复运动的,其速度和负荷都很大。
因此活塞环是工作在高温、高压条件下的。
尤其是第一道气环,承受的温度最高,润滑条件也最差,为了保证它具有和其它几道环相同或更高的耐用性,常常将第一道气环,的工作表面进行多孔镀铬处理。
多孔镀铬层硬度高,并能贮存少量的润滑,以改善润滑条件,使环的寿命提高2-3倍。
近年来,摩托车发动机大多采用长度短于缸径的活塞,这种活塞的头部在上行程转到下行程时会产生摆动现象,使活塞环外圆的上下边缘紧紧地与缸壁接触,导致活塞环的棱缘加载而形成刮伤。
为避免这种异常现象,一般将第一道气环外圆制成圆弧状,以其上、下端面的边缘角不触及缸壁,并且易于发动机的初期磨合,这种气环称为桶面环,为目前高功率高转速的内燃机所采用。
尽管当今制造技术非常精细,零部件差亦控制在最小范围,但因其材料、热处理及装配后的机械变形,汽缸内的气密总有极个别泄漏点存在,这就需要发动机在使用初期进行良好的磨合及启动后适当的预热来逐渐消除摩擦副的凹凸不平点。
倘若由于多种原因引起汽缸的密封不良时,会引起压缩压力下降和燃烧气体的窜漏,高压高温气体将穿过缸壁与活塞环之间的微小空隙,由此而引起的故障是破坏了活塞环与缸壁之间的所必需的油膜,以致形成了金属之间直接接触的干磨擦状态,从而导致了因干磨擦而烧伤的拉伤活塞、活塞环和汽缸,使发动机产生异常磨损。
泄漏的高温气体窜入曲轴箱使机油变质和产生硬质油泥,使活塞环发生粘着等故障。
课题:活塞环
授课课程:发动机构造与维修授课教师:张臣
授课类型理论学时数1学时
授课章节活塞连杆组(活塞环)授课教具投影仪
学习目标掌握气环的作用和工作原理以及维修注意事项
教学过程设计
备
注
复习巩固1活塞连杆组的组成?
主要由活塞、活塞环、活塞销和连杆等组成。
2、活塞的作用?
承受气缸中的燃烧压力,将压力通过连杆传递给曲轴。
3.活塞可分为哪三部分,并指出?
活塞顶部、活塞头部和活塞裙部。
提问
学习探究学习目标:(请大家齐声朗读)
掌握气环的作用和工作原理以及维修注意事项
1、活塞环的分类和工作环境
分为气环和油环,活塞环在高温、高压、润滑条件极差的条件下工作,是发动机的易磨损件。
2、气环的作用
密封:密封气缸中的高压燃气,防止漏入曲轴箱
导热:将活塞头部百分之七十到百分之八十的热量传给气缸壁
3、气环的密封原理
气环装入汽缸后在弹力作用下紧贴在气缸壁上,起到密封和导热的作用
4、气环的结构
端隙:活塞装入气缸后,活塞环开口处两端的距离叫做活塞环端隙,端隙过大,漏气量大,使发动机功率减小;端隙过小,使活塞环在气缸中卡滞,拉伤气缸,造成断裂,端隙一般为0.2mm到0.9mm,为了防止漏气,活塞环的开口相互错开90度到120度。
侧隙:活塞环与环槽之间的间隙叫做侧隙。
背隙:活塞环背面与环槽底部的间隙
△1 —开口间隙;
△2 —侧隙;
△3 —背隙
检查学生自学效果检测
1.活塞环分为(气环)和(油环)
2.看图指出气环的端隙、侧隙和背隙
3、安装活塞环时活塞环开口相互错开(90度到120度)
4,说出活塞环间隙过大和过小对汽车的影响
间隙过大,漏气量大,使发动机功率减小;间隙过小,使活塞环在气缸中卡滞,拉伤
气缸,造成断裂。
提问
方式。