活塞環(huán)是發(fā)動機的重要零件之一。活塞環(huán)分為氣環(huán)和油環(huán)兩種。活塞環(huán)的作用：密封氣體;均勻分布氣缸壁上的潤滑油，并防止?jié)櫥透Z入燃燒室;導出活塞上的熱量;支承活塞，防止活塞直接與氣缸壁接觸。活塞環(huán)工作的好壞直接影響發(fā)動機的性能、工作可能性和使用壽命。

1 活塞環(huán)的作用

1.1氣環(huán)的作用

氣環(huán)起密封氣體及導熱的作用，其本身具有一定彈力。將環(huán)壓在缸壁上。當發(fā)動機工作時，高壓氣體進入環(huán)槽， 一方面將環(huán)壓緊在環(huán)槽上，另一方面環(huán)背將更緊密地壓在缸壁上起到更好的密封作用。當氣體通過第一道環(huán)隙竄入第二道時，壓力已大大降低。而且第二道環(huán)漏泄的氣體極少。為了進一步減少摩擦損失，有的發(fā)動機只采用一道氣環(huán)。第二道氣環(huán)密封任務較輕， 而且工作條件較一道好些。為了避免機油竄入燃燒室，所以要求第二道氣環(huán)除密封氣體外，還有一定的刮油作用。

1.2 油環(huán)的作用

油環(huán)的作用是將一定的潤滑油均勻分布在缸壁上，防止?jié)櫥透Z入燃燒室并保證活塞環(huán)和缸壁的潤滑。

油環(huán)要刮下缸壁上多余的油, 須較大的徑向力將環(huán)壓在缸壁上。由于環(huán)背沒有氣體壓力的幫助，故環(huán)本身要具有較大的彈力及較小的接觸面積，同時刮下的潤滑油要能順利地流回油底殼，所以油環(huán)槽背設有回油孔或切口。

2 活塞環(huán)的結構分析

2.1活塞環(huán)各部分名稱，如圖1所示。

2.2切口形式

活塞環(huán)切口基本上有3種形式：直切口、斜切口和梯形切口，如圖2所示。其中用得最普遍的是直切口。二行程發(fā)動機為防止環(huán)切口與缸壁上的氣口相碰，在切口處用銷釘檔住，不讓環(huán)在環(huán)槽內(nèi)轉(zhuǎn)動，如圖3所示。

2.3 常用氣環(huán)斷面形狀

氣環(huán)斷面形狀如圖4所示。

矩形環(huán)：斷面呈矩形，制造簡單，廣泛采用。

錐形環(huán)：將工作面制成小錐度以提高表面接觸壓力，有利于是磨合密封，并有一定的刮油作用。錐形環(huán)用肉眼不一定能看出錐角，所以一定要做標記，不能裝反。正確安裝應是正錐形，其錐頂向上。

圖4 常用活塞環(huán)的斷面形狀

a)矩形環(huán) b) 錐面環(huán) c) 桶面環(huán) d) 內(nèi)切槽環(huán)e)下切槽環(huán) f) 內(nèi)傘環(huán) g)雙面梯形環(huán) h) 單面梯形(楔形環(huán))

扭曲環(huán)：凡環(huán)內(nèi)外切角、切槽均是扭曲環(huán)。由于環(huán)內(nèi)、環(huán)外切角或切槽扭曲方向不一，而安裝后要求扭曲呈正錐形，所以安裝扭曲環(huán)時，環(huán)內(nèi)切角或切槽面須向上，環(huán)外切槽面向下。

桶形環(huán)：桶形環(huán)表面呈桶形，其優(yōu)點是能更好地適應短裙活塞在氣缸中擺動，使之更好地與氣缸和活塞相配合。

梯形環(huán)：梯形環(huán)斷面呈梯形。其在環(huán)槽內(nèi)作徑向運動時，側隙發(fā)生變化，能將槽中的沉積物擠出，從而提高抗結膠能力。 通常第一道氣環(huán)(頂環(huán))采用矩形、桶形環(huán)。而錐形環(huán)、扭曲環(huán)常用于第二道氣環(huán)。梯形環(huán)則多用于柴油機。

2.4 油 環(huán)

油環(huán)的結構形式, 通常有3種。

1)整體式或單片式油環(huán)

它是最普通的一種，其斷面形狀如圖5所示。為了提高刮油能力，表面較小以提高接觸壓力，有時還作成鷹嘴形，可進一步提高刮油能力。環(huán)上開有通孔或通槽，引導刮下的潤滑油經(jīng)活塞上的回油孔流回曲軸箱。

2)螺旋撐簧油環(huán)

它是在單片油環(huán)背面安裝螺旋撐簧，如圖6所示。安裝撐簧是為了提高油環(huán)徑向壓力并保持穩(wěn)定性。

3)鋼帶組合油環(huán)

它是由二片鋼(刮) 片和一片襯環(huán)組成，如圖7所示，這種環(huán)的特點是接觸壓力高，上下刮片能分別動作，具有良好的適應性。每片刮片不僅外圓與氣缸表面接觸進行刮油，阻止滑油上竄，而且上、下端面和環(huán)槽上、下端面之間也保持接觸，起密封作用。所以封油效果良好。汽車、摩托車發(fā)動機多采用鋼帶組合油環(huán)。

圖7 鋼帶組合油環(huán)

3 活塞環(huán)材料

常用活塞環(huán)材料有：合金鑄鐵、球墨鑄鐵、不銹鋼、合金鋼、彈簧鋼。

4 活塞環(huán)表面處理

鍍鉻環(huán)：采用的是松孔鍍鉻，鍍鉻層硬度很高(HV800以上)，摩擦系數(shù)很小，而且松孔鍍鉻層具有良好的貯油結構，顯著提 高活塞環(huán)的耐磨性。

氮化環(huán)：氮化層硬度達950HV 以上，脆性1級，具有良好的耐磨性和耐蝕性。

滲陶環(huán)：采用超微粒低溫等離子體化學氣相沉積技術，在金屬表面生成一種雙向擴散的微晶體與網(wǎng)絡結構并存的金屬陶瓷薄膜。經(jīng)滲陶處理后表面硬度增加，延長了使用壽命。

表面磷化：經(jīng)化學處理，使活塞環(huán)表面生成一層磷化膜，對產(chǎn)品起到防銹作用，同時提高環(huán)的初期磨合性。

表面氧化：在高溫和強氧化劑的條件下，鋼質(zhì)材料表面生成一層氧化膜，具有耐腐蝕性，減磨潤滑等。

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