發(fā)動機上常見活塞環(huán)的特點與安裝

金勇武

摘要：活塞環(huán)因結(jié)構(gòu)的不同有很多種，在使用與安裝上要求不同，安裝不正確會造成活塞環(huán)卡死、拉缸、環(huán)口重合竄燒機油等故障。對錐度環(huán)、扭曲環(huán)、桶形環(huán)等多種發(fā)動機上常見活塞環(huán)結(jié)構(gòu)的特點與安裝要求做了詳細(xì)的介紹。

關(guān)鍵詞：發(fā)動機；活塞環(huán)；安裝

中圖分類號：TK403 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Adoi：10.14031/j.cnki.njwx.2016.10.054

發(fā)動機的活塞環(huán)分為氣環(huán)和油環(huán)。氣環(huán)主要起密封燃燒室，防止高溫燃?xì)庀赂Z的作用，油環(huán)起布油改善氣缸壁面潤滑條件和防止機油上竄燃燒室的作用?；钊h(huán)因結(jié)構(gòu)的不同有很多種，在使用與安裝上要求不同，安裝不正確會造成活塞環(huán)卡死、拉缸、環(huán)口重合竄燒機油等故障。因此，要充分了解各種活塞環(huán)的結(jié)構(gòu)特點，掌握不同類型活塞環(huán)的安裝技術(shù)，才能充分發(fā)揮發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟(jì)性，提高可靠性，延長車輛的使用壽命。

1 錐度環(huán)

錐度環(huán)的工作面是錐度較小的錐面（90系列柴油機的錐度環(huán)錐角為2°），橫斷面成梯形。這種環(huán)裝入氣缸后，只有環(huán)的外側(cè)下邊緣與缸壁接觸，提高了表面的接觸壓力，改善了磨合性和密封性。同時下行時刮油性能好，上行時由于斜面的“油楔”作用，能在油膜上浮起，有均布潤滑油的作用。因此，雖然接觸壓力較大，也不致引起熔著磨損。

錐度環(huán)安裝時是有方向要求，絕不能裝反，否則會引起嚴(yán)重的竄油（泵油）現(xiàn)象，增加潤滑油的消耗和發(fā)動機積碳。正確的裝配應(yīng)當(dāng)是：錐度環(huán)的小端面朝上安裝（90系列柴油機的錐度環(huán)小端面刻有“上”字，舊錐度環(huán)記號不清時，應(yīng)使外圓磨亮的一端朝下）。錐度環(huán)不宜做第一道氣環(huán)，因為第一道氣環(huán)承受很大的燃燒壓力，做第一道氣環(huán)，會有被推離氣缸壁、失去密封作用的可能。

2 扭曲環(huán)

扭曲環(huán)的橫斷面呈不對稱形狀，在環(huán)的內(nèi)圓上緣切槽（如4125A型柴油機的第二、第三道氣環(huán)），或切有倒角（如4115T型柴油機的全部氣環(huán)）；也有在環(huán)的外圈下緣切槽或倒角。由于環(huán)的斷面不對稱，彈力不平衡，裝入氣缸后便自行扭轉(zhuǎn)。環(huán)的外表呈上小下大的錐面，與氣缸壁成線性接觸，并且與環(huán)槽也是線性接觸，靠緊在環(huán)槽的上下端面上。這不僅具有良好的磨合性和密封性，同時也減輕了對環(huán)槽的沖擊和磨損，刮油和布油性能也較好。扭曲環(huán)安裝同錐度環(huán)一樣，也是有方向要求，不能裝反，否則會引起機油上竄。扭曲環(huán)的內(nèi)圓切槽或倒角的面應(yīng)朝上安裝；外圓切槽或倒角的面應(yīng)朝下安裝。扭曲環(huán)也不宜做第一道氣環(huán)，同錐度環(huán)一樣，如果做了第一道氣環(huán)，有被推離氣缸壁、失去密封作用的可能。

3 桶形環(huán)

桶形環(huán)外圓表面經(jīng)研磨加工后呈圓孤形，相當(dāng)于矩形斷面磨合后的初始狀態(tài)，裝于氣缸后與缸壁呈線接觸，上下運動均有形成油膜作用，已在高速大馬力強化發(fā)動機上獲得廣泛應(yīng)用，做第一道氣環(huán)。常見的有矩形斷面桶形環(huán)、單面梯形桶形環(huán)或雙面梯形桶形環(huán)。安裝時應(yīng)將刻有標(biāo)記的一面朝向活塞頂部，否則容易出現(xiàn)密封不嚴(yán)導(dǎo)致氣缸壓力降低、機油消耗增加、難啟動等故障。

4 鍍鉻環(huán)

鍍鉻環(huán)的特性是高硬度，良好的儲油性和抗咬合性能，顏色光亮，有深藍(lán)色光澤，表面光滑。活塞的第一道氣環(huán)靠近燃燒室，工作環(huán)境惡劣，潤滑和降溫相對第二道氣環(huán)困難，又因鍍鉻環(huán)的高硬度和耐磨性，多用鍍鉻環(huán)來做為第一道氣環(huán)。第二道氣環(huán)和下面的油環(huán)工作環(huán)境要好很多，機油的飛濺可以很好地潤滑到二道環(huán)和油環(huán)，也可以很好地為他們降低溫度，當(dāng)然也為節(jié)約成本，第二道環(huán)和油環(huán)無需鍍鉻處理。修理時，如遇鍍鉻環(huán)與其他環(huán)混合使用的發(fā)動機，鍍鉻環(huán)要做第一道氣環(huán)來安裝。

5 矩形環(huán)

矩形環(huán)也叫平環(huán)，易于制造，與缸壁接觸面積大，散熱作用強，是目前應(yīng)用最廣泛的一種活塞環(huán)。安裝方便，沒有反正，可做笫一、二、三道氣環(huán)。但在活塞往復(fù)運動時，具有泵油作用，即活塞往復(fù)運動一次，活塞環(huán)將環(huán)槽中的機油向燃燒室壓送一次，機油易泵入燃燒室。矩形環(huán)與錐面環(huán)或扭曲環(huán)混合使用時，矩形環(huán)做第一道氣環(huán)。

6 梯形環(huán)

梯形環(huán)常作為負(fù)荷較高的柴油機的第一道氣環(huán)，它能在活塞左右擺動或環(huán)口間隙變化時使環(huán)在環(huán)槽中的間隙發(fā)生變化，從而將其中的焦?fàn)钣蛿D出，可有防止活塞環(huán)結(jié)膠卡死。

7 異向倒角開槽油環(huán)

異向倒角開槽油環(huán)的刮油邊倒角方向相反。由于其兩個外圓工作面倒角，減少了與氣缸內(nèi)表面的接觸面積，所以有較高的平均壓力。為了減少環(huán)的磨損，工作面需鍍鉻或噴鉬。該環(huán)在大功率柴油機中使用較多。但其仍有被異向倒角螺旋油環(huán)取代的趨勢。

8 組合油環(huán)

具有兩道油環(huán)的活塞，要用組合式油環(huán)代替整體式油環(huán)來安裝。組合式油環(huán)具有與氣缸壁接觸面積小，接觸壓力大，壓力分布均勻，回油通路大，對氣缸失圓的適應(yīng)性好等特點。它比整體式油環(huán)有更高的刮油能力和密封性能。因此，用組合式油環(huán)代替整體式油環(huán)時，只裝一道環(huán)，就可滿足刮油性能的要求，同時還可減小摩擦阻力損失。但為了避免潤滑油，通過上油環(huán)槽竄入氣缸和改善活塞裙部的潤滑，應(yīng)將組合式油環(huán)裝于上油環(huán)的槽中。安裝時應(yīng)按一定的順序進(jìn)行，首先在活塞的油環(huán)槽內(nèi)套入襯環(huán)，然后依次裝入下面一個平環(huán)、中間的波形襯環(huán)、上面的兩個平環(huán)。各平環(huán)的開口應(yīng)相互錯開，徑向襯環(huán)的接口應(yīng)對接而不重疊。