活塞環是在高溫、高壓條件下,惟一做軸向運動、徑向運動和旋轉運動的零件,同時也是工作條件最為苛刻的零件。它貌似簡單,從外表看,是一個具有開口彈性的環體,但卻是一個非常重要的易損零件,在發動機的正常運行中起著非常重要的作用。
在四沖程發動機活塞環中,第一道環和第二道環被統稱為壓縮環,壓縮環的首要作用在于防止燃燒室漏氣。為了達到這個目的,汽缸壁與活塞環滑動面之間存在著油膜,對于提高活塞環的氣密性,起著重要的作用。由于第一道壓縮環承受的溫度和壓力最高,所以為了防止竄氣,務必使它與汽缸壁之間有充足的油膜。潤滑所必需的機油務必送到往復行程的最高點。如第一道環附近的油量不足,便會產生拉缸,從而加速磨損。但是反之,如果供油量超過第一道壓縮環潤滑的需要量,則是白白燒損,且造成油泥的堆積,成為零件磨損的主要原因。因此,務必重視壓縮環所起的控制機油量的最后關口的作用。
壓縮環對機油控制的好壞,取決于活塞環滑動面與汽缸壁是否保持緊密的接觸。也就是說要在接觸壓力、對汽缸變形的適應性能、斷面形狀等的設計上或加工上下足功夫,以妥善保持油膜。例如錐面環、扭曲環(內倒角、下部凹切等)、桶面環等都是在控制機油方面有所改進的壓縮環,在目前發動機中都是不可缺少的。
摩托車發動機的第二道環為錐面環。由于環的外圓為錐面形,減少了與汽缸壁滑動面的接觸面積,使其接觸壓力得以提高,從而改善了運轉初期的磨合性,并在短期內能夠穩定機油消耗量和減少漏氣。這種錐面環在活塞上升行程中,不會損壞油膜,而是像雪橇那樣在油膜上滑過,并在環的下方留下油膜(稱液體潤滑)。在進氣行程中(指四沖程發動機),活塞下降,油膜被活塞刮掉,僅在汽缸壁上殘存很薄的一層油膜,多余的油被刮到下方(稱邊界潤滑)。這種環的缺點在于外圓錐面上也受著氣體壓力的作用,從而抵消了一部分背壓。
發動機壓縮行程中,錐面環的滑動面寬度對氣密效果和刮油能力會產生不同程度的影響。因此如錐面角過大,則漏氣增加。此錐面角對機油消耗量也有影響。實驗表明,錐面環由30'變到1°30'時,機油消耗量緩慢增加,若超過2°時,則急劇增加。機油消耗量增加的原因是由于被刮上來的多余機油竄入燃燒室而損失了。但是,若錐面角過小,則活塞環稍有傾斜就喪失了錐面效果。因此在日本JASO標準中規定,第一道壓縮環的錐角從20'~60',第二道壓縮環的錐角由1°~1°30'。錐面環的外圓切出一個錐角,只有環下平面有0.2~0.6mm寬的一段是圓柱面。所以,錐面環和汽缸壁接觸也是很狹小的一條密封帶。同時,它還起著輔助向下刮油、向上布油的作用。它的上平面用激光刻有記號或字母,裝入活塞時,應將帶有記號的一面朝向活塞頂,不可裝反了。否則。便成了向汽缸內刮油,增加了機油的消耗量,造成排氣冒藍煙、活塞環及環槽內積炭的故障。
為了安裝方便,一般在環的上平面(即在活塞上的裝配方向)標有記號。而有些活塞環在出廠時這些裝配標記不清晰,有的根本看不清。由于錐面的錐度只有1°左右,在環的側面用肉眼是無法辨別其錐度和方向的。給維修人員帶來裝配困難。為此,可在看不清第二道活塞環激光標記的情況下,采用實際裝配磨合法進行鑒別(必須是新環)。其方法是:將第二道活塞環裝到活塞上,然后將裝了第二環的活塞組件從汽缸體有倒角一側嵌入。此時,用右手指推活塞內腔,而左手指則推住活塞頂部,使活塞組件在汽缸筒內來回移動。就這樣推拉活塞至少數十個來回,最后取出活塞組件,查看第二道錐面環周邊發亮的一圈,即是錐環最大的一面。對此,可將活塞環沒有磨到的黑圈朝向活塞頂裝配即可。
這種辨別第二道錐面環方向的方法簡單、可靠、適用,對標記不清楚的錐面環尤其有效,不會產生誤判。
來源:http://www.jytodo.cn/knowledge/list01/1569.html 泰昌摩配



