柴油機(jī)活塞環(huán)的選用與檢測方法

宋華林

摘 要：活塞環(huán)是柴油機(jī)的重要零件，也是易損件，通過對活塞環(huán)的正確選擇方法及技術(shù)狀態(tài)檢測方法的闡述，以提高柴油機(jī)修理質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：柴油機(jī)；活塞環(huán)；選用；檢測

中圖分類號：TK428 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.08.067

活塞環(huán)是柴油機(jī)的核心部件，安裝于活塞上，主要有密封燃燒室的作用，保證汽缸的燃?xì)鈮毫Γ乐垢邷厝細(xì)庀赂Z，還有向汽缸分布潤滑油的作用?；钊h(huán)在汽缸中隨活塞上下運動，并與高溫燃?xì)饨佑|，工作條件差，磨損失效速度極快?；钊h(huán)失效后，其端隙、側(cè)隙和背隙統(tǒng)統(tǒng)變大，導(dǎo)致活塞環(huán)密封能力下降，汽缸壓力隨之降低。發(fā)動機(jī)出現(xiàn)燒機(jī)油，冒藍(lán)煙，功率不足，油耗上升，尾氣排放超標(biāo)等現(xiàn)象，在每次大修中都要更換新的活塞環(huán)。因此，掌握活塞環(huán)的更換與裝配技術(shù)很有必要。

1 活塞環(huán)的正確選擇

活塞上安裝的活塞環(huán)分為氣環(huán)和油環(huán)兩種。氣環(huán)安裝于活塞的上部，一般有2～3道，用來密封燃燒室，防止高溫燃?xì)庀赂Z，同時還將活塞接收到的燃燒熱傳導(dǎo)到汽缸壁，以降低活塞工作溫度。油環(huán)安裝于活塞下部，油環(huán)用來刮除汽缸壁上多余的機(jī)油，防止機(jī)油進(jìn)入燃燒室，并在汽缸壁面涂上一層均勻的機(jī)油膜，減小活塞、活塞環(huán)與汽缸的磨損和摩擦阻力。更換活塞環(huán)需注意以下幾點：

（1）活塞環(huán)應(yīng)符合原機(jī)型號?；钊h(huán)的氣環(huán)按其斷面形狀分為：矩形環(huán)、錐形環(huán)、扭曲環(huán)、梯形環(huán)、桶形環(huán)、鼻形扭曲環(huán)。由于氣環(huán)斷面形狀不同，其作用和效果也不一樣，不能認(rèn)為氣環(huán)直徑相同就隨意使用。矩形環(huán)安裝方便，與錐面環(huán)或扭曲環(huán)混合使用時，常做第一道氣環(huán)；錐形環(huán)安裝時有方向性，錐度反裝，會往上刮油，增加機(jī)油消耗；桶形環(huán)易磨合，磨損小，用做高速大馬力強(qiáng)化發(fā)動機(jī)的第一道環(huán)。195型、1100型柴油機(jī)第二、三道環(huán)一般采用扭曲環(huán)（或錐形環(huán)），以形成高的接觸應(yīng)力，提高磨合性和密封性，還兼有刮油作用。但在安裝時必須使內(nèi)倒角朝上，否則將會破壞扭曲環(huán)的作用，使工作惡化。油環(huán)分普通油環(huán)和組合油環(huán)。安裝活塞環(huán)時，注意將活塞氣環(huán)與油環(huán)的切口裝配位置互相錯開，形成“迷宮式”封氣結(jié)構(gòu)，能有效地形成對氣體的密封作用。

（2）活塞環(huán)的尺寸應(yīng)與活塞相符。若原機(jī)活塞為標(biāo)準(zhǔn)尺寸，第一次更換活塞環(huán)也應(yīng)選用標(biāo)準(zhǔn)的。鏜缸并更換活塞后，應(yīng)選用符合活塞加大尺寸的活塞環(huán)，不可越級使用。

（3）活塞環(huán)應(yīng)符合原機(jī)原廠特點。硅鋁活塞往往是與活塞環(huán)相匹配的，膨脹系數(shù)大致相同，配合間隙有特殊的規(guī)定，為保證發(fā)動機(jī)的動力性和經(jīng)濟(jì)性，一般不可輕意代用或改制。

2 活塞環(huán)的檢查

（1）活塞環(huán)彈力檢查。選配活塞環(huán)時，首先應(yīng)進(jìn)行彈力檢查，彈力不足不可使用。機(jī)型不同，對活塞環(huán)彈力的要求不一致。檢查彈力應(yīng)在彈力試驗器上進(jìn)行。當(dāng)活塞環(huán)壓縮至標(biāo)準(zhǔn)開口間隙時，其彈力值應(yīng)符合原機(jī)規(guī)定。如：東方紅-802型拖拉機(jī)氣環(huán)加力應(yīng)不小于45 N、油環(huán)應(yīng)不小于40 N；鐵牛-550型拖拉機(jī)氣環(huán)加力應(yīng)不小于50 N，油環(huán)不小于45 N；東方紅-28型拖拉機(jī)氣環(huán)、油環(huán)加力均應(yīng)不小于40 N。在無試驗設(shè)備情況下，可采取一些簡易方法予以檢查。如：在平板上固定一根鋼絲，鋼絲的另一端連接一只彈簧秤；然后將活塞環(huán)平放，用鋼絲壓活塞環(huán)至標(biāo)準(zhǔn)開口間隙，觀察彈簧秤的數(shù)值；也可將平板豎立，掛重量砝碼，測得彈力數(shù)值。

（2）活塞環(huán)開口間隙的檢查。活塞環(huán)開口間隙也稱切口間隙。氣環(huán)的切口形狀可分3種：直切口、階梯形切口和斜切口（斜切角一般為30°～45°）。活塞環(huán)的切口是汽缸中的混合氣漏入曲軸箱的唯一通道，開口間隙過大，則漏氣嚴(yán)重；但開口間隙過小，活塞環(huán)受熱膨脹后會卡死或折斷。 NH/NT855柴油機(jī)活塞環(huán)開口間隙一般在0.5～0.7 mm。第一道氣環(huán)的溫度最高，因而開口間隙最大，以下氣環(huán)的開口間隙愈來愈小。維修中要注意以下幾點：①開口間隙不在規(guī)定的范圍時，不能用銼削或磨削開口的方法來達(dá)到規(guī)定。因為這樣將損壞活塞環(huán)上的鍍鉻層，使其報廢。②通常鍍鉻的壓縮環(huán)安裝在最上面的活塞環(huán)槽中，但是，對于鍍鉻缸套，則不允許安裝鍍鉻的活塞環(huán)。③活塞與活塞環(huán)有3級加大尺寸，即加大0.50 mm、0.75 mm和1.00 mm。

（3）活塞環(huán)邊間隙的檢查和修磨。活塞環(huán)邊間隙是指活塞環(huán)與環(huán)槽上、下端面的間隙。一般發(fā)動機(jī)工作500 h以后，除要檢查活塞環(huán)的開口間隙外，也必須檢查活塞環(huán)的邊間隙。根據(jù)經(jīng)驗，邊間隙合適的活塞環(huán)應(yīng)能在環(huán)槽內(nèi)自由轉(zhuǎn)動。活塞環(huán)的邊間隙過大，會造成如下危害：①加劇活塞環(huán)對環(huán)槽的沖擊，使其磨損加快。②加劇活塞環(huán)的“泵油”現(xiàn)象?；钊h(huán)“泵油”，即是活塞環(huán)下行時，使環(huán)緊貼環(huán)槽的上端面，缸壁上的機(jī)油就會被刮到環(huán)的下部和內(nèi)側(cè)間隙中。當(dāng)活塞上行時，環(huán)又被壓向環(huán)槽的下端面，因而間隙中存的機(jī)油就被擠到上面去，最后竄到燃燒室中?；钊粩嗟赝鶑?fù)移動，會使一定量的機(jī)油竄入燃燒室。這樣不但會使機(jī)油消耗增多，而且會使活塞頂部和汽缸蓋上產(chǎn)生積碳，甚至還會使活塞環(huán)膠結(jié)在環(huán)槽內(nèi)而失去彈性和密封性。

（4）活塞環(huán)背隙的檢查?；钊h(huán)的背隙檢查經(jīng)常被人們忽視，這方面的教訓(xùn)很多。背隙是指活塞裝入汽缸后活塞環(huán)背面與活塞環(huán)槽底之間的間隙，一般用槽深與環(huán)厚之差來表示，推薦參考值在0～0.75 mm范圍。一般經(jīng)驗作法是將活塞環(huán)裝入環(huán)槽內(nèi)，如低于環(huán)岸，能轉(zhuǎn)動自如又無澀滯感為適宜。