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      發(fā)動機上常見活塞環(huán)的特點與安裝
      2017/6/8 9:31:43

      【故障現(xiàn)象】

      活塞環(huán)因結構的不同有很多種,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)結構的特點與安裝要求做了詳細的介紹。

      【故障分析】

      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,防止高溫燃氣下竄的作用,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)因結構的不同有很多種,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)的結構特點,掌握不同類型活塞環(huán)的安裝技術,才能充分發(fā)揮發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性,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)裝人氣缸后,只有環(huán)的外側下邊緣與缸壁接觸,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。正確的裝配應當是: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,裝人氣缸后便自行扭轉。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朝上安裝;外圓切槽或倒角的面應朝下安裝。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)。安裝時應將刻有標記的一面朝向活塞頂部,否則容易出現(xiàn)密封不嚴導致氣缸壓力降低、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,有深藍色光澤,表面光滑?;钊牡谝坏罋猸h(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,是目前應用最廣泛的一種活塞環(huán)。安裝方便,沒有反正,可做第一、二、三道氣環(huán)。但在活塞往復運動時,具有泵油作用,即活塞往復運動一次,活塞環(huán)將環(huán)槽中的機油向燃燒室壓送一次,機油易泵人燃燒室。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,從而將其中的焦狀油擠出,可有防止活塞環(huán)結膠卡死。

      7?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,工作面需鍍鉻或噴鉑。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)槽竄人氣缸和改善活塞裙部的潤滑,應將組合式油環(huán)裝于上油環(huán)的槽中。安裝時應按一定的順序進行,首先在活塞的油環(huán)槽內(nèi)套人襯環(huán),然后依次裝人下面一個平環(huán)、中間的波形襯環(huán)、上面的兩個平環(huán)。各平環(huán)的開口應相互錯開,徑向襯環(huán)的接口應對接而不重疊。


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