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一文带你了解活塞环的方方面面

admin 2019-10-01 300人围观 ,发现0个评论

发起机的活塞是发起机中的首要配件之一,它与活塞环、活塞销等零件组成活塞组,与气缸盖等一同组成焚烧室,接受燃气效果力并经过活塞销和连杆把动力传给曲轴,以完结内燃发起机的作业进程。


活塞环(Piston Ring) 是用于崁入活塞槽沟内部的金属环,活塞环分为两种:紧缩环和机油环。紧缩环可用来密封焚烧室内的可燃混合气体;机油环则用来刮除汽缸上剩余的机油。活塞环是一种具有较大向外扩张变形的金属弹性环,它被装置到剖面与其相应的环形槽内。往复和旋转运动的活塞环,依托气体或液体的压力差,在环外圆面和气缸以及环和环槽的一个旁边面之间构成密封。


活塞运动细节图▼

四冲程发起机作业动图


活塞结构


一般活塞都是圆柱形体,依据不同发起机的作业条件和要求,活塞本身的结构有各式各样,一般将活塞分为顶部、头部和裙部三个部分。

活塞结构图


活塞顶部是组成焚烧室的首要部分,其形状与所选用的焚烧室方式有关。汽油机多选用平顶活塞,其长处是吸热面积小。柴油机活塞顶部常常有各式各样的凹坑,其详细形状、方位和巨细都必须与柴油机的混合气构成与焚烧的要求相适应。


活塞头部是指活塞顶端和环槽部分,由活塞顶至最下面一道活塞环槽之间的部分称为活塞头部其效果是接受气体压力,避免漏气.将热量经过活塞环传给汽缸壁。活塞头部切有若干环槽,用以安顿活塞环。汽油机活塞顶多选用平顶或凹顶,以便使焚烧室结构紧凑。


活塞裙部是指活塞环槽以下的一切部分称为活塞裙,它的效果是尽量坚持活塞在往复运动中笔直的姿势,也便是活塞的导向部分。


FM活塞结构详解


内燃机活塞分类


1. 按运用的燃料来分,可分为汽油机活塞、柴油机活塞、天燃气活塞。

2. 按制作活塞的材料来分,可分为铸铁活塞、钢活塞、铝合金活塞及组合活塞。

3. 按制作活塞毛坯的工艺来分,可分为重力铸造活塞、揉捏铸造活塞、铸造活塞。

4. 按活塞的作业状况来分,可分为非增压活塞和增压活塞两大类。

5. 按活塞的用处来分,可分为轿车活塞、货车活塞、摩托车活塞、船用活塞、坦克活塞、拖拉机活塞等。


1

简介


运用规模


[1] 活塞环广泛地用在各种动力机械上,如蒸汽机、柴油机、汽油机、紧缩机、液压机等,广泛用于轿车,火车,轮船,游艇等。一般活塞环装置在活塞的环槽里,它和活塞、缸套、缸盖等元件组成腔室做功。



含义

活塞环是燃油发起机内部的核心部件,它和汽缸,活塞,汽缸壁等一同完结燃油气体的密封。常用轿车发起机有柴油和汽油发起机两种,因为其燃油功用不同,其运用的活塞环也不尽相同,前期的活塞环靠铸造构成,但跟着技能的前进,钢制的高功率活塞环诞生,且跟着对发起机功用,环境要求的不断进步,各种先进的外表处理运用其间,如溶射,电镀,镀铬,气体氮化,物理堆积,外表涂层,锌锰系磷化处理等,使活塞环的功用大大进步。


功用

活塞环效果包含密封、调理机油(控油)、导热(传热)、导向(支承)四个效果。 密封:指密封燃气,不让焚烧室的气体漏到曲轴箱,把气体的走漏量操控在最低极限,进步热效率。漏气不只会使发起机的动力下降,并且会使机油蜕变,这是气环的首要任务; 调理机油(控油):把气缸壁上剩余的光滑油刮下,一起又使缸壁上布有薄薄的油膜,确保气缸和活塞及环的正常光滑,这是油环的首要任务。在现代高速发起机上,特别注重活塞环操控油膜的效果;导热:经过活塞环将活塞的热量传导给缸套,即起冷却效果。据牢靠材料以为,活塞顶所受的的热量中有70~80%是经过活塞环传给缸壁而散掉的;支承:活塞环将活塞坚持在气缸中,避免活塞与气缸壁直触摸摸,确保活塞平顺运动,下降摩擦阻力,并且避免活塞敲缸。一般汽油发起机的活塞选用两道气环,一道油环,而柴油发起机一般选用两道油环,一道气环。


2

特性

效果力


效果在活塞环的力有气体压力、环本身弹力、环往复运动的惯性力、环与气缸及环槽的摩擦力等,如图所示。因为这些力的效果,环将发作轴向运动、径向运动、反转运动等根本运动。此外,活塞环因为它的运动特色,伴跟着不规则运动,不可避免地呈现轴向不规则运动引起的浮悬和轴向振荡、径向不规则运动和振荡、歪曲运动等。这些不规则运动常常阻碍活塞环发挥效果。规划活塞环时,要充沛发挥有利运动,操控晦气的一面。

导热性


将焚烧发作的高热,经过活塞环传递给气缸壁,所以能起到冷却活塞的效果。经过活塞环向气缸壁散出的热量,一般可抵达活塞顶部接受热量的 30一文带你了解活塞环的方方面面 ~ 40 %


气密性

活塞环的榜首个效果是坚持活塞与气缸壁之间的密封,操控漏气到最低极限。这种效果首要由气环来承当,即发起机在任何作业条件下,其紧缩空气和燃气的走漏均要操控到最少,以进步热效率;避免因漏气而引起气缸与活塞或气缸与环之间咬死;避免光滑油的劣化而引起的毛病等。


控油性

活塞环的第二个效果是恰当地刮落附着于气缸壁上的滑油,并坚持正常的油耗量。当供应的滑油过多时将被吸至焚烧室,使油耗量增大,并且因为焚烧发作的积炭,对发起机功用影响极坏。


支撑性


因活塞略小于气缸内径,如无活塞环,则活塞在气缸内不稳定,就不或许运动自若。一起,环还要避免活塞直接与气缸触摸,起到支撑效果。因而,活塞环在气缸内上下运动,其滑动面全赖环来承当。

3

分类


按结构分

A.全体结构:经过铸造或全体成型的工艺。

B.组合环:在一个环槽中装置两个或两个以上零件组成的活塞环。

C.开槽油环:旁边面平行,具有两个触摸环岸,并有回油孔的油环一文带你了解活塞环的方方面面。

D.开槽螺旋撑簧油环:在开槽油环内加置螺旋撑簧的油环。撑簧能进步径向比压,其对环体内外表的效果力平等。常见于柴油机环。

E.钢带组合油环:由衬环和两片刮环组合而成的油环。衬环的规划随生产厂而异,常见于汽油机环。


断面形状

桶面环、锥面环、内倒角歪曲环、楔形环和梯形环、鼻形环、外台肩歪曲环、内倒角歪曲环、钢带组合油环、异向倒角油环、同向倒角油环、铸铁螺旋撑簧油环、钢质油环等。


按材料分

铸铁、钢质。


外表处理

氮化环:氮化层硬度达950HV以上,脆性1级,具有杰出的耐磨性和耐蚀性。镀铬环:镀铬层结晶详尽严密光滑,硬度抵达850HV以上,耐一文带你了解活塞环的方方面面磨功用非常好,犬牙交错的微裂纹网络,利于贮存光滑油。磷化环:经过化学处理的办法,使活塞环外表发作一层磷化膜,对产品起到防锈效果的一起,也可进步环的初期磨合性。氧化环:在高温文强氧化剂的条件下,钢铁材料外表生成一层氧化膜,具有耐腐蚀性,减磨光滑及杰出的外观。还有PVD等。


按效果来

活塞环包含气环和油环两种。气环的效果是确保活塞与气缸间的密封.避免气缸中的高温、高压燃气许多漏入曲轴箱,一起还将活塞顶部的大部分热量传导到气缸壁,再由冷却水或空气带走。

油环用来刮除气缸壁上剩余的机油,并在气缸壁上涂一层均匀的机油膜,这样既能够避免机油窜入气缸焚烧,又能够减小活塞、活塞环与气缸的磨损、减轻摩擦阻力。




4

用法

好坏辨别

活塞环的作业外表不得有刻痕、擦伤、脱落,外圆柱面和上下端面应有—定的光洁度,曲度误差不该大于0.02—0.04毫米,环在槽中的规范下沉量不得超越0.15- 0.25毫米,活塞环的弹力、空隙符合规则。此外,还应查看活塞环的漏光度,行将活塞环平放在气缸内,在活塞环下边放一个小灯炮,上面放一块遮光板,然后调查活塞环与气缸壁之间的漏光缝隙,由此可知活塞环与气缸壁的触摸是否杰出。在一般状况下,用厚薄规丈量活塞环漏光缝不该超越0.03毫米。接连漏光缝的长度不该大于气缸直径的1/3,若干处漏光缝隙长度不该大于气缸直径的1/3,若干漏光总长度不该超越气缸直径的1/2,不然,应替换。


符号规则

活塞环符号 GB/T 1149.1—94规则:一切要求有装置方向的活塞环应在上旁边面,即挨近焚烧室的旁边面加以标志。在上旁边面标志的环包含:锥面环、内倒角、外切台环、鼻形环、楔形环和要求装置方向的油环,环的上旁边面均有符号。


留意事项

装置活塞环时应留意

1)活塞环平装入气缸套内,接口处要有必定的开口空隙。

2)活塞环应装在活塞上,在环槽中,沿高度方向要有必定的边空隙。

3)镀铬环应装在榜首道,开口不要对着活塞顶部的涡流凹坑方向。

4)各活塞环开口在彼此错开120℃,均禁绝对着活塞销孔。

5)锥形断面活塞环,装置时锥面应向上。

6)一般改变环装置时,倒角或切槽应向上;锥面反改变环装置时,仍坚持锥面向上。

7)装置组合环时,应先装轴向衬环,再装扁平环和波形环。波形环上、下各装一片扁平环,各环开口应彼此错开。


材料功用

1、耐磨性

2、贮油性

3、硬度

4、耐蚀性

5、强度

6、耐热性

7、弹性

8、切削功用

其间尤以耐磨性及弹性最重要。大功率柴油机活塞环材料首要有灰铸铁、球墨铸铁、合金铸铁、蠕墨铸铁。


5

活塞连杆组装置


柴油发电机活塞连杆组装置的几大关键如下:

一、压装连杆铜套。装置连杆铜套时最好用压力机,也可凭借虎钳进行,切忌用铁锤猛打;铜套上的油孔或油槽与连杆上的油孔要对正,以确保其光滑

二、装置活塞及连杆。装置活塞及连杆时,应留意它们的相对方位和方向。

三、巧装活塞销。活塞销与销孔为过盈合作。装置时,应先将活塞放在水或机油中均匀加热至90℃~100℃,取出后,把拉杆放在活塞销座孔之间恰当方位,然后将涂有机油的活塞销按既定方向装入活塞销孔和连杆铜套内

四、活塞环的装置。装置活塞环时,要留意各环方位和次序。

五、装入连杆组。[2]


装置活塞环时应留意:

1) 活塞环平装入气缸套内,接口处要有必定的开口空隙。

2) 活塞环应装在活塞上,在环槽中,沿高度方向要有必定的边空隙。

3) 镀铬环应装在榜首道,开口不要对着活塞顶部的涡流凹一文带你了解活塞环的方方面面坑方向。

4) 各活塞环开口在彼此错开120℃,均禁绝对着活塞销孔。

5) 锥形断面活塞环,装置时锥面应向上。

6) 一般改变环装置时,倒角或切槽应向上;锥面反改变环装置时,仍坚持锥面向上。

7) 装置组合环时,应先装轴向衬环,再装扁平环和波形环。波形环上、下各装一片扁平环,各环开口应一文带你了解活塞环的方方面面彼此错开。

活塞环折断是活塞环常见的损坏方式之一。一般多是榜首、二通活塞环简单发作折断,开裂部位多在搭口邻近。活塞环可折断成几段,也或许呈破坏状,乃至失踪。活塞环折断会使气缸磨损加重。


活塞环折断的常见原因

活塞环折断的原因许多,除材料缺点、加工质量低外,首要是运用中保护办理不良和装置质量差所形成的。

一、搭口空隙过小

搭口空隙小于装置空隙时,作业中活塞环受热温度升高,使搭口处金属胀大无充沛的地步,搭口两头对顶发作曲折,在搭口邻近折断。

二、环槽积炭

焚烧不良、缸壁过热使光滑油氧化或烧损均会使气缸中积炭严峻。当积炭严峻时,环活动受阻,环与缸壁强力效果,刮下的滑油和金属屑混合,并在漏泄燃气效果下在环槽下端面上构成部分的坚固积炭。活塞环下面有部分的坚固积炭,上面遭到周期性燃气压力效果,使活塞环发作曲折疲惫折断。

三、气缸套磨台

活塞组件与气缸套长时间相对运动使气缸套磨损后在缸套上部呈现磨台。当活塞上行至上止点时,榜首道活塞环磕碰磨台遭到冲击而折断。

四、环槽过度磨损

环槽下端面过度磨损后呈歪斜状(喇叭状)。当活塞在上止点邻近时,燃气压力效果使环紧贴于歪斜的环槽下端面上,活塞环发作歪曲变形,活塞环槽过度磨损而疲惫折断。

五、活塞环挂住气口

二冲程柴油机常常会发作活塞环挂住扫、排气口使环折断的损坏。因为活塞环开口部位张力最大,受热变形大,而气缸套上气口之间的筋受热简单变形,当活塞运动时环与气口相遇,只需环开口处略微接住气口就会使环折断。

六、活塞环径向胀缩疲惫

当活塞环弹力缺乏或缸套过度磨损时,活塞环与气缸壁不能紧贴,即不能坚持气密,致使高压燃气漏泄将环压入环槽。当活塞下行时气缸内燃气压力下降,活塞环又从环槽内弹出,活塞环不断地径向胀缩致使疲惫折断。

七、活塞环过度磨损使环的强度不能满足要求而断环

现在的活塞环材料多为灰铸铁、合金铸铁、球墨铸铁等脆性材料,且在铸造进程中内部安排或许呈现气孔、裂纹或成分的偏析使部分强度下降或裂纹处发作应力会集,作业中形成冲击开裂或疲惫开裂。

八、缸套的严峻磨损

在上、下死点方位发作阶梯状磨损引起凸肩,在连杆大端发作较大磨损或连杆巨细端轴承修补后使本来死点方位发作变化时,在惯性力效果下形成碰击断环。

九、滑油和燃油的合作问题

从燃油的性质上来剖析,有的燃油所含的硫分较高,如雷氏1000s燃油。因而当燃料焚烧时所发作的SO2和SO3也就比较多。而SO2和SO3在高温下呈气态,直接与金属效果会引起气体腐蚀。并促进积碳和一文带你了解活塞环的方方面面胶质堆积物坚固化,增加陪产假了缸套、活塞环的磨损。按要求,当柴油机运用高硫分的燃油时,应运用强的或高碱性专用滑油。假如主机在运转中没有运用与燃油相配套的气缸油或许用机油来替代气缸油。这样,滑油中和焚烧而生成的酸才能下降,形成酸性物质对活塞、活塞环的腐蚀愈加严峻,导致常常发作活塞环开裂现象。

活塞环折断的应急处理办法

活塞环的折断首要发作在常常露出于高温高压下的上部活塞环,特别是在气缸外表磨损的场合。假如环在运转中折断,则环的断口会将气缸内外表刮破而宣布响声;或许因燃气漏泄使气缸下部过热,从而漏入曲柄箱中,发作大 量油雾。另一方面,活塞环开裂后,因为紧缩压力也下降,使焚烧不良,排气冒黑烟。

假如发作活塞环突然折断现象,应立即泊车,吊缸替换活塞环,以确保气缸的密封性。若其时状况不允许泊车吊缸或无备件,则应下降转速,下降该缸的喷油量或停油,并确保毛病缸的杰出光滑,恰当增大供油提早角,启动时换成轻油,密切留意环缸有无反常声响,使柴油机安全运转抵达港口进行修补。假如活塞环接连折断,应将环嵌进环槽,一面上下悄悄振荡,一面滚动,查看环和环槽的空隙。对那些磨损严峻的环槽进行光车,换用较厚的环,或许更新活塞。

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