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        簡析柴油發(fā)動機活塞環(huán)結(jié)構(gòu)特點及安裝方法

        2021-12-27 09:04:53
        南方農(nóng)機 2021年1期
        關(guān)鍵詞:環(huán)槽活塞環(huán)汽缸

        龍 騏

        (江西機電職業(yè)技術(shù)學院,江西 南昌 330013)

        0 引言

        活塞環(huán)是裝在活塞環(huán)槽中的具有開口的彈性環(huán)形零件,在自由狀態(tài)下能在環(huán)槽中靈活轉(zhuǎn)動。 按其功用不同,分為氣環(huán)和油環(huán)兩種。 氣環(huán)的功用是保證活塞與汽缸壁間的密封,防止燃氣大量漏入曲軸箱,并將活塞的熱量傳給汽缸壁,再由冷卻水或冷空氣帶走。 油環(huán)的功用是把機油均勻地分布在汽缸壁上以利潤滑, 并把多余的機油從汽缸壁上刮下,以免竄入燃燒室。 活塞環(huán)的工作情況對燃油燃燒的完善程度和柴油機的工作狀態(tài)起著至關(guān)重要的作用。 活塞環(huán)能否發(fā)揮出應有的作用,與安裝(方向、位置)正確與否關(guān)系密切[1]。

        1 活塞環(huán)的結(jié)構(gòu)特點

        1.1 氣環(huán)

        氣環(huán)又叫壓縮環(huán), 主要功用是密封活塞與汽缸間的氣縫, 防止漏氣, 并兼起導熱和調(diào)節(jié)汽缸壁面油膜的作用。由于氣環(huán)工作于高溫、高壓、高速、腐蝕的惡劣條件下,要求其必須耐熱、耐磨、高強度,在高溫下仍有彈性。

        氣環(huán)的斷面常采用以下幾種形式:

        1)矩形環(huán):其斷面為矩形。 由于其容易加工,應用較廣。

        2)錐形環(huán):其外徑上小下大,下緣外側(cè)與汽缸壁接觸,增強了刮油和密封性能。 一般用于第二、三道環(huán)上。 環(huán)上端面刻有“上”字,作為安裝記號。

        3)扭曲環(huán):斷面呈階梯形。 由于工作時扭曲變形,具有錐形環(huán)的優(yōu)點, 同時它的上下邊緣與環(huán)槽上下端面緊貼,提高了密封性能,減輕環(huán)對環(huán)槽的沖擊磨損,故應用較廣。 主要用于二、三道環(huán),不宜用作第一道環(huán),多數(shù)用在油環(huán)上面的那道氣環(huán)。

        4)梯形環(huán):斷面呈梯形。 它的突出優(yōu)點是有較強的抗膠結(jié)能力,常做第一道環(huán)。 其環(huán)槽形狀也是梯形,安裝時不能裝入其他環(huán)槽內(nèi)。

        5)桶形環(huán):其外表面為光滑的圓弧形,與桶相似。 優(yōu)點是與汽缸壁接觸面積小,既利于磨合,密封性又好。 目前活塞環(huán)廣泛采用合金鑄鐵, 采用較多的是銅鉻鉬合金鑄鐵,耐高溫,耐沖擊,磨合性好,在增壓柴油機中,常采用韌性較好的合金球墨鑄鐵制造氣環(huán)。

        為了提高活塞環(huán)的壽命,一般在活塞環(huán)非圓工作表面鍍以耐磨覆蓋層。 目前應用最廣的是表面噴鉬和多孔鍍鉻。 表面噴鉬具有熔點高、耐磨、抗拉毛,多用于第一道環(huán)槽。 多孔鍍鉻具有存油、摩擦系數(shù)小、耐腐蝕等特點,用于一、二道環(huán)槽較多。

        1.2 油環(huán)

        柴油機的活塞上一般裝有一道油環(huán)。 為了保證油環(huán)在高速下的刮油能力,油環(huán)的刮口對缸壁應有一定的接觸壓力,同時回油通道必須暢通。 目前柴油機用油環(huán)分為普通單體油環(huán)和彈簧脹圈油環(huán)。

        1)普通單體油環(huán)為槽孔式油環(huán),普通單體油環(huán)一般用合金鑄鐵制造,中間切有凹槽,槽內(nèi)開有回油槽和回油孔,能將刮下來的機油導入油底殼。

        2)單體油環(huán)在磨損后彈力減弱,刮油能力差,使用壽命短,為了延長其使用壽命,在普通單體油環(huán)的背后加裝徑向彈簧,就是彈簧脹圈油環(huán)。 彈簧脹圈油環(huán)按徑向襯簧結(jié)構(gòu)的不同,脹圈油環(huán)可分為片彈簧脹圈油環(huán)、螺旋彈簧脹圈和軌型脹圈油環(huán)。 柴油機普遍采用螺旋脹圈油環(huán),該油環(huán)由于增加了環(huán)背彈簧,可以采用徑向厚度較小的柔性環(huán),對汽缸套形狀的適應性好。 在環(huán)的外圓磨損時,彈力不會急劇下降,與單體油環(huán)相比,明顯地降低了機油消耗量,并提高了油環(huán)的使用壽命[2]。

        2 活塞環(huán)安裝方法

        1)安裝要點。 活塞環(huán)要更換就要一組同時更換,安裝前應仔細檢查活塞、缸套、活塞環(huán)等相關(guān)部件的精度;認真清潔活塞、活塞環(huán)、缸套,并將活塞環(huán)及環(huán)槽涂上適量的潤滑油;安裝活塞環(huán)最好使用專用工具,如活塞環(huán)專用安裝卡鉗、錐度套等,以避免活塞環(huán)過度張大而斷裂、變形;活塞環(huán)安裝前嚴禁任意張大、閉合、扭曲。

        2)安裝要求。 柴油機氣環(huán)開口多采用直切口,氣環(huán)的開口是燃氣泄漏的主要通道,因此要嚴格控制。 氣環(huán)開口應錯開安裝,其中第一、二道氣環(huán)應錯開180°,第二、三道應錯開90°, 并且開口應避開活塞銷孔邊緣位置一定角度。 還要注意各道環(huán)(包括油環(huán))不能布置在與活塞銷軸線呈正負45°的范圍內(nèi)。 因為活塞銷兩端的這一范圍是凹進去的,儲存的機油較多,容易從環(huán)口向上竄入燃燒室。 如果是彈簧脹圈油環(huán), 安裝時將螺旋撐簧的接口拆開放到活塞環(huán)槽中,用鋼絲把接口連起來,再將油環(huán)本體裝到環(huán)槽內(nèi),油環(huán)的開口必須在撐簧接頭的對面[3]。

        3)安裝技巧。 大多數(shù)柴油機上使用的錐形活塞氣環(huán)僅有1°的錐度,一般不易辨認。 為了便于安裝,在錐形氣環(huán)的上面均打有記號。 裝配時,須把打記號的一面朝活塞頂部,這樣才能保證裝配精度與密封性。 但是,錐形活塞環(huán)上的記號往往被汽缸內(nèi)的積碳覆蓋,這樣就容易裝反。采用以下方法來鑒別錐形氣環(huán)的正反面:把錐形氣環(huán)放置在平板或玻璃板上,用一手指按住,然后用直角三角板來鑒別。 將三角板的一個直角邊靠近活塞環(huán)。 由于錐頂背離三角尺,故當三角尺靠上去時,環(huán)的下面與三角尺先接觸,而上面就有空隙。這樣就可斷定打記號的一面和三角尺相對。 扭曲環(huán)安裝時要注意方向,內(nèi)切口朝上,外切口朝下,應將第一道環(huán)內(nèi)圓切槽向上,二、三道環(huán)外圓切槽向下,不能裝反,第一道環(huán)與二、三道環(huán)也不能互換。裝反了不但起不到向下刮油的作用,還會加劇泵油作用[4]。

        4)安裝完畢后,用手輕輕旋轉(zhuǎn)活塞環(huán),應平滑無卡滯現(xiàn)象。 還要保證活塞環(huán)與活塞環(huán)槽及汽缸的配合間隙應符合要求。

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