1樓:未來大空橩
活塞環是非正圓形的帶有開口的金屬圓環,其外徑尺寸稍大於氣缸直徑,根據其在發動機運轉過程中所起到作用的不同可分為氣環和油環兩類。其選用材料多以合金鑄鐵和鋼帶為主,同時為了提高活塞環的磨損性,在活塞環外圓面與氣缸壁相接觸的表面常會鍍有磨損性較高的材料。由於活塞環自身材料具有較高的耐磨性,耐熱性,並且有足夠的彈性和強度,同時具有開口,在安裝過程中將活塞環撐開,使其內徑略大於活塞外徑,套入活塞相應的活塞環槽內。
並利用其自身彈性,恢復其自然形狀,從而套在活塞環槽內。活塞環有氣環和油環之分,氣環位於活塞的第一環和第二環,某些重型柴油機由於其工作載荷較大,為了能更好的對高溫氣體起到密封的作用,有時還具備第三道氣環。但對於汽油機和小型柴油機來說,兩道氣環的設計已經滿足密封的要求,故不需要第三道氣環。
最下面的一道活塞環是油環,其作用是對氣缸壁潤滑和阻止機油進入燃燒室。
氣環的主要功用是密封和傳熱,使氣缸內高溫氣體不會通過活塞與氣缸壁之間的間隙進入曲軸箱,避免漏氣造成功率下降。同時氣環又將活塞頭部的熱量傳遞至氣缸壁,防止活塞過熱。
氣環根據其斷面不同分為矩形環,楔形環,桶形環,扭曲環等形式,矩形環其斷面形式為矩形,是現在應用較為廣泛的活塞環。此種活塞環製造成本低,加工簡單,並且其斷面為矩形,與氣缸套為面接觸,具備較好的氣密性和導熱性。但在活塞運動過程中,活塞環也會在環槽內上下竄動,在活塞向下運動時,機油從活塞環側隙進入頂隙的空腔內,當活塞再次向上運動時,機油便從頂隙中被壓入燃燒室,造成燒機油現象。
這也就是矩形環的最大弊端。
而楔形環的扭曲環由於其斷面不對稱,造成活塞環裝入環槽內會自然扭曲,當活塞上下運動過程中,活塞環會以斷面內側為圓心上下扭動,當活塞向下進入做功行程時,由於氣體進入側隙與頂隙,在氣體壓力作用下,使活塞環外側緊靠氣缸壁密封,活塞環下端麵靠緊環岸頂面密封,而在進氣排氣壓縮行程中由於氣體壓力遠小於活塞環自身扭曲力,使其無法抵抗自身扭曲力,從而使活塞環在環槽內處於線接觸狀態,以避免機油進入頂隙,在下一行程中被壓入燃燒室。
桶形環其斷面為桶形,其外圓與氣缸壁是線接觸,因此具有較高的耐磨性,但其斷面是由矩形環衍化而來,因此從理論上講桶形環同樣具有矩形環的缺點。
早期的發動機由於製造加工技術的限制,多採用矩形環作為氣環,以降低加工成本,但隨著新的加工技術的引入,楔形環,扭曲環等原來製造成本較高的活塞環,其製造成本已大幅降低,因為現代高效能的汽車已經逐步淘汰了矩形環,而換了沒有竄油現象的扭曲環和楔形環,以避免機油進入燃燒室,使尾氣超標。
油環起到布油和刮油的作用,當活塞向上運動,油環將機油塗在氣缸壁上,以潤滑氣缸與活塞間的相對運動,當活塞向下運動時,又起到刮油作用,防止機油進入燃燒室。油環的結構有些由環體單獨構成,有些則由環體和螺旋彈簧組成,後者由於彈簧的作用能有效的存住機油,使活塞運動過程中有重組的機油潤滑。
活塞環在安裝的過程中,應將各環的開口錯開90度,並避開活塞銷側進行安裝,這樣可以有效防止漏氣,防止氣體從開口處進入曲軸箱。
活塞環在長時間磨損後,其自身強度會降低,外圓尺寸會減少,使得活塞環不能與氣缸壁緊密貼合,造成漏氣。發動機功率下降,機油進入燃燒室燃燒機油現象,進而造成氣缸內積炭,火花塞積炭,損壞火花塞,活塞散熱不良,造成拉缸或者活塞卡死在氣缸內。由於活塞環自身強度的降低,在長期大負荷工作狀態下,活塞環會發生斷裂,進而從活塞環槽中脫落,造成密封不嚴,竄油,燒機油,潤滑不良而拉缸。
斷裂的活塞環又會刮傷氣缸壁進而造成活塞在氣缸內卡死。
可見,活塞環是非常重要的部件,它的磨損或損壞會導致發動機工作不正常,特別是竄機油的概率增大。如果一台使用時間很長的汽車,在機油加註正常的情況下尾氣冒藍煙,很有肯能就是活塞環出現了問題。
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