活塞环的种类区分和作用及工作原理(图解)

2023-04-10 18:57 • 阅读 173
大家好,小太来为大家解答以上问题。活塞环的种类区分和作用及工作原理,图解很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧! 活塞环主要分为气环和油环。00-1010气环的作用是保证气缸与活塞之间的密封性,防止漏气,并将活塞顶部吸收的大部分热量传递给气缸壁,这些热量会被冷却水带走;油环起到配油和刮油的作用,下行

大家好,小太来为大家解答以上问题。活塞环的种类区分和作用及工作原理,图解很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!

活塞环主要分为气环和油环。

00-1010气环的作用是保证气缸与活塞之间的密封性,防止漏气,并将活塞顶部吸收的大部分热量传递给气缸壁,这些热量会被冷却水带走;油环起到配油和刮油的作用,下行时刮掉缸壁上多余的油,上行时在缸壁上铺开均匀的油膜。这样既可以防止机油逸出气缸烧坏,又可以减少活塞与气缸壁之间的摩擦阻力。此外,油环还可以起到气体密封的辅助作用。

活塞环的工作条件及性能要求活塞环工作时受到气缸中高温、高压燃气的作用,温度较高(尤其是第一环,温度可达600K)。活塞环在气缸内做高速运动,加上高温下部分机油出现变质,使活塞环的润滑条件变差,难以保证液体润滑,磨损严重。因此,要求活塞环弹性好,强度高、耐磨损。活塞环的间隙活塞环会在发动机运转过程中与高温气体接触发生热膨胀现象,而周期性的往复运动又使其出现径向胀缩变形。因此,为了保证正常的工作,活塞环在气缸内应该具有以下间隙。d—活塞环内径;B—活塞环宽度 端隙又称开口间隙,是指活塞环在冷态下装入气缸后,该环在上止点时,环的两端头之间的间隙。一般为0.25~0.50mm。 侧隙又称边隙,是指活塞环装入活塞后,其侧面与活塞环槽之间的间隙。第一道环因为工作温度高,间隙较大,一般为0.04~0.10mm;其他环一般为0.03~0.07mm。油环侧隙比气环小。 背隙是指活塞环装入气缸后,活塞环内圆柱面与活塞环槽底部间的间隙,一般为0.50~1.00mm。油环背隙较气环大,有利于增大存油间隙,便于减压泄油。活塞环的泵油作用由于侧隙和背隙的存在,当发动机工作时,活塞环便产生了泵油作用。其原因是,活塞下行时,活塞环靠在环槽的上方,活塞环从缸壁上刮下来的机油充入环槽下方;当活塞上行时,活塞环又靠在环槽的下方,同时将机油挤压到环槽上方。如此反复运动,就将缸壁上的机油泵入燃烧室。由于活塞环的泵油作用,使机油窜入燃烧室,会使燃烧室内形成积炭和增加机油消耗,并且还可能在环槽(尤其是第一道气环槽)中形成积炭,使环卡死,失去密封作用,甚至折断活塞环。活塞环的作用气环密封机构活塞环有一个缺口,在自由状态下不是圆形的。它的外部尺寸大于圆柱体的内径。所以它和活塞一起装入气缸后,会产生弹力,紧贴气缸壁。在气体压力的作用下,活塞环被压在环槽的下端面上,因此气体绕过环的背面而膨胀,其压力下降。同时,气体压力对活塞环背面的作用力使活塞环与气缸壁贴得更紧。当减压后的气体从第一气环的切口泄漏到第二气环的上平面时,气环被压靠在第二环槽的下端面上,从而气体围绕环的背面流动,再次膨胀,并且其压力进一步降低。这样下去,从最后一个气环漏出的气体的压力和流量都已经大大降低了,所以漏出的气体量会很少。因此,由几个切口交错的气环组成的“迷宫式”气体密封装置就足以有效地密封气缸内的高压气体。

环的横截面形状和每个环隙处的气体压力气环的缺口就是活塞环的缺口。因此,槽口的形状和装入气缸后的间隙大小对漏入曲轴箱的气体量有一定的影响。槽口间隙过大,漏气严重,发动机功率降低。如果间隙过小,活塞环受热膨胀后可能会卡死或断裂。切口的间隙值一般为0.25 ~ 0.8毫米.第一气环的温度最高,因此其缺口间隙值最大。

环的缺口形状为直角缺口,工艺性好;阶梯式切口密封性能好,但工艺性差。斜切,斜角一般为30或45,其密封功能和工艺性介于前两者之间,但其锐角在插入活塞时容易折断;图(d)显示了二冲程发动机活塞环中带有防转销凹槽的凹口。压配合在活塞环槽中的销用于防止活塞环在工作过程中围绕活塞中心线旋转。气环的截面形状

气体的截面形状矩形环的优点是结构简单,制造方便,散热好,废品率低;主要缺点是有抽油功能,容易造成油耗过大,可能在燃烧室形成积碳。另外,矩形环刮油、磨合、密封差,现代汽车基本不用。锥形环的优点是与缸壁接触为线接触,密封和磨合性能好,刮油效果明显,易形成油膜改善润滑;缺点是传热性能差。锥面主要用于除第一环以外的其他环。扭环是现代汽车发动机广泛使用的一种活塞环,主要是因为它不仅具有锥形环的优点,还可以减少抽油,减少磨损,提高散热。安装扭环时应特别注意:内圈与凹槽相切

对于由三个刮油钢片和两个弹性衬环组成的组合式油环,轴向衬环夹装在第二、第三刮油片之间,径向衬环使三个刮油片压紧在气缸壁上。这种油环的优点是,片环薄,对气缸壁的比压(单位面积上的压力)大,因而刮油作用强;

三个刮油片是各自独立的,故对气缸的适应性好;重量轻;回油通路大。因此,组合油环在高速发动机上得到较广的应用。

其缺点是制造成本高(片环的外表面必须镀铬,否则滑动性不好)。

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