活塞環(huán)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和正確安裝

薛松會(huì)

一、活塞環(huán)的種類、性能

活塞環(huán)是具有一定彈力和斷面形狀的開口環(huán)，分為氣環(huán)和油環(huán)兩種。

1．氣環(huán)：主要功用是密封活塞與氣缸間的氣縫，防止漏氣，并兼起導(dǎo)熱和調(diào)節(jié)汽缸壁面油膜的作用。氣環(huán)的種類主要有桶形環(huán)、錐形環(huán)、梯形環(huán)、內(nèi)外扭曲環(huán)、矩形環(huán)等。

（1）桶形環(huán)：其外圓表面經(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)，裝于汽缸后與缸壁呈線接觸，上下運(yùn)動(dòng)均有形成油膜作用，廣泛用作中小型內(nèi)燃機(jī)的第一道氣環(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(shí)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(jī)油消耗增加、難起動(dòng)等故障。

（2）梯形環(huán)，常作為負(fù)荷較高的柴油機(jī)的第一道氣環(huán)。

（3）錐面環(huán)（錐角為 0．5o～1．0o的叫作微錐面環(huán),中小型內(nèi)燃機(jī)常用）。裝入汽缸后與壁面呈線接觸，能改善汽缸壁潤滑作用，通常為活塞的第二、三道氣環(huán)。

（4）內(nèi)扭曲環(huán)或外扭曲環(huán)，由于它們是被切去上內(nèi)側(cè)或下外側(cè)的矩形斷面環(huán)，安裝后不對(duì)稱的彈性內(nèi)力作用，使斷面扭轉(zhuǎn)，使其具有錐面環(huán)的作用，但加工工藝優(yōu)于錐面環(huán)，常用于第二、三道氣環(huán)。

（5）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(qiáng)，常鍍鉻后作為一般內(nèi)燃機(jī)的第一道氣環(huán)。

2．油環(huán)，俗稱刮油環(huán):主要作用是刮下汽缸壁上多余的機(jī)油，避免進(jìn)入燃燒室內(nèi)燃燒，同時(shí)還能使氣缸壁上的機(jī)油分布均勻，改善汽缸壁面潤滑條件。油環(huán)有整體組合式油環(huán)和鋼帶分片組合式油環(huán)兩種。

二 活塞環(huán)的正確安裝及注意事項(xiàng)

（一）組件的檢查、清理

先清洗汽缸和活塞，除掉積炭并用汽油清洗干凈。檢測汽缸及活塞的尺寸和形位公差，應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)，否則應(yīng)更換不合格組件。用塞規(guī)檢查活塞環(huán)槽與新的活塞環(huán)間的側(cè)面間隙，一般氣環(huán)為 0．03～0．07mm，油環(huán)為 0．02～0．03mm，如果側(cè)隙不在規(guī)定范圍內(nèi)，則應(yīng)更換活塞。檢查活塞環(huán)開口部的間隙，將活塞環(huán)放入汽缸中，用一只活塞將放入的活塞環(huán)推到汽缸未磨損處，用塞規(guī)來測量活塞環(huán)的開口部端隙，一般第一道氣環(huán)為 0．22～0．51mm，第二三道氣環(huán)為 0．15～0．47mm，油環(huán)(擋圈)為 0．2～0．82mm，如果間隙值不在規(guī)定范圍內(nèi),則應(yīng)更換或修銼活塞環(huán),但盡可能不要修銼活塞環(huán)的端面。．用漏光儀檢查活塞環(huán)漏光度。

(二)安裝注意事項(xiàng)

應(yīng)按順序裝入活塞環(huán)，先從底部裝入油環(huán)，然后裝二、三氣環(huán)，最后裝第一道氣環(huán)。用活塞環(huán)張口鉗將環(huán)體撐開并裝入環(huán)槽時(shí)，不能撐開過大，否則會(huì)造成斷裂或變形?；钊h(huán)安裝時(shí)，必須將打有標(biāo)記的一面朝向活塞頂部。無標(biāo)記的按活塞環(huán)面有內(nèi)臺(tái)階或內(nèi)倒角的一面朝上，外臺(tái)階或外倒角朝下安裝。氣環(huán)分裝時(shí)，通常第二、三道氣環(huán)為錐形環(huán)或內(nèi)外扭曲環(huán)，內(nèi)外扭曲環(huán)混裝時(shí)，將內(nèi)扭曲環(huán)裝在外扭曲環(huán)的上面；第一道氣環(huán)為鍍鉻桶形環(huán)、梯形環(huán)或矩形環(huán)，現(xiàn)高速柴油機(jī)一般都采用梯形環(huán)或梯形斷面桶形環(huán)，而一般內(nèi)燃機(jī)采用矩形環(huán)。裝配時(shí)應(yīng)將各道環(huán)開口相互錯(cuò)開，且不要把開口放到活塞銷中心線處;第一道氣環(huán)開口位置應(yīng)與活塞銷孔軸中心線交叉45o，并避開活塞工作時(shí)側(cè)壓力大的一面。第二道氣環(huán)的開口位置與第一道氣環(huán)的開口位置交叉180o。 整體式組合油環(huán)撐簧接頭處要位于環(huán)體開口對(duì)面，且環(huán)口應(yīng)避開側(cè)壓力大的一面和活塞銷方向；鋼帶分片組合式油環(huán)的安裝，復(fù)合式鋼帶襯環(huán)的開口結(jié)合處與第二道壓縮環(huán)開口位置交叉1800；上刮片環(huán)開口位置與襯環(huán)開口結(jié)合處交叉900；下刮片環(huán)開口位置與上刮片環(huán)開口位置交叉1800。在環(huán)與環(huán)槽內(nèi)涂抹符合要求的潤滑油，用專用工具將環(huán)開口閉合后，把活塞連桿輕輕推入缸套。

三、活塞環(huán)裝反引起故障實(shí)例

一輛北汽福田輕卡載貨車（配裝萊動(dòng)4D30YB柴油發(fā)動(dòng)機(jī)）更換活塞環(huán)行駛100km后，出現(xiàn)啟動(dòng)困難的故障。啟動(dòng)后發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)明顯，冒藍(lán)煙。用逐缸斷油試驗(yàn)，當(dāng)斷開二缸后，發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)現(xiàn)象明顯減弱，藍(lán)煙消失。校驗(yàn)噴油器總成，噴油壓力和霧化程度均合格。當(dāng)時(shí)認(rèn)為氣門密封不嚴(yán)，造成汽缸壓縮不足燃燒不充分及機(jī)油進(jìn)入燃燒室被燒掉所致，重新研磨氣門后裝車試驗(yàn)，故障現(xiàn)象好轉(zhuǎn)但仍然沒有徹底解決。重新檢查活塞組件發(fā)現(xiàn)，二缸活塞第一道氣環(huán)裝反了。第一道單面梯形鍍鉻桶面環(huán)有工藝內(nèi)切口，裝配時(shí)應(yīng)安標(biāo)記將該切口朝下安裝。第二道環(huán)為單面梯形內(nèi)扭曲環(huán)，裝配時(shí)應(yīng)將內(nèi)切口朝上，而修理工誤將兩者作為內(nèi)扭曲環(huán)，將有切口的一面都朝上安裝。結(jié)果造成活塞環(huán)密封性降低，使大量機(jī)油進(jìn)入燃燒室燃燒而形成藍(lán)煙，重新裝配活塞環(huán)后該車的故障徹底消除。