活塞环在工作时,由于受高温、润滑条件差的影响,其磨损失效往往要比气缸的磨损快。随着活塞环磨损的加剧,活塞环的弹力将逐渐减弱,端隙、侧隙增大,密封性能变差,造成高压气体下窜和润滑油上窜,使发动机的动力性和经济性下降。活塞环除磨损失效外,还有一种常见的断裂损坏。由于活塞环脆性较大,如果在安装时方法不当,或活塞环侧隙、端隙过小,以及发动机突爆、大负荷的撞击等均会造成活塞环断裂。
1.活塞环的选配
对活塞环的要求:与气缸、活塞的修理尺寸一致;具有规定的弹力以保证气缸的密封性;环的漏光度、端隙、侧隙、背隙应符合设计规定。
(1)外径尺寸 活塞环有着与气缸、活塞相同加大级别的修理尺寸,以适应发动机修理的需要。发动机气缸磨损不大时,应选配与气缸同一级别的活塞环。发动机大修时,应按照气缸的修理尺寸,选用与气缸、活塞同一修理级别的活塞环。
(2)弹力 活塞环的弹力是保证气缸密封性的主要条件之一。活塞环的弹力是建立背压的首要条件,也是保证气缸密封性的必要条件。弹力过大会使环的磨损加剧;弹力过弱,则气缸密封性能变差,燃料消耗增加,积炭严重。
(3)漏光度 新的活塞环与气缸壁在未磨合之前,环的外圆表面不可能与气缸壁完全贴合,不贴合处与缸壁间形成间隙。此间隙可通过灯光进行检验,称之为漏光度检验。
活塞环漏光度检验的一般技术要求是:
1)同一环上漏光不大于两处,每处漏光弧长所对应的圆心角总和不大于45°。
2)活塞环开口两端各30°范围内不允许漏光。
3)漏光度的最大缝隙不大于0.03mm。
(4)端面翘曲度检验 活塞环端面与活塞环槽上下端面的贴合是环的第二密封面。如果此密封面密封不好,将会造成漏气。因此,应检验活塞环端面的平面度。检验方法有两种:一种用专用设备检验,即采用表面粗糙度很小的两平行板,间距为被检环的厚度加0.05mm的允许翘曲范围,当被检环能无阻碍的通过此间距时表示合格;另一种是简易法,将环自由平放在平板上,观察其接触情况或平面漏光情况,决定是否采用。
(5)活塞环端隙检验 端隙是活塞环置于气缸内,在环的开口处呈现的间隙,所以又叫“开口间隙”。端隙能防止活塞环受热膨胀而卡死在气缸内。端隙的大小与气缸的直径及各环所受温度有关,一般每100mm缸径,温度最高的第一环的端隙为0.25~0.45mm,其余各道温度较低,端隙为0.20~0.40mm。检验活塞环的端隙时,先将活塞环平整地放在待配的气缸内,用活塞头将活塞环推平(对未加工的气缸应推至下点,即磨损最小处),然后用塞尺插入起开口处进行测量。
(6)活塞环侧隙检验 活塞环的侧隙是指装入活塞后,活塞环侧面与活塞环槽之间的间隙。侧隙过大将会使活塞环的泵油作用加剧,使环岸疲劳破碎,加速环的断裂和润滑油消耗的增加;侧隙过小会使活塞环卡死在环槽内,导致环的弹力极度减弱,冲击应力加剧,不但使气缸密封性能降低,也容易断环。测量方法是将环放在槽内,围绕环槽滚动一周,应能自由滚动,既不能松动,又不能有阻滞现象。
(7)活塞环背隙检验 背隙是指活塞与活塞环装入气缸后,活塞环背部与活塞环槽底之间的间隙,一般为0.5~1mm为了测量方便,通常以槽深和环宽之差来表示。活塞环一般应低于环槽岸边0~0.35mm,以免在气缸内卡死。(www.xing528.com)
2.活塞环的安装
当把活塞、连杆组装到气缸中时,应注意使各环开口相互错开,避免可燃混合气从活塞环的开口间隙中漏出。装环时,各道环口应相互错开。
有三道活塞环时,各环应沿圆周成120°,夹角互相错开。在实际装配中,也可把三道气环开口呈180°安装,即相邻的活塞环开口必须相隔180°安装,这样安装的活塞环开口要比呈120°安装的活塞环开口更有效地避免开口重叠。虽然第一道气环和第三道气环的开口处在一条直线上,但由于第二道气环的密闭作用,不会使从第一道气环开口进入的气流直接进入第三道气环开口处。
有四道活塞环时,第一、二道互错180°,第二、三道互错90°,第三、四道互错180°,各环开口不要朝着活塞受侧压的方向,从而可获得较长的、迷宫式的漏气路线,增加漏气阻力,减少漏气量。
对扭曲环应分清正反。安装时,内圆切槽、倒角的,应槽口向上,外圆切槽、倒角的,应槽口向下;两种环混装时,内圆切槽、倒角的装第一道环槽,外圆切槽、倒角的装二、三道环槽,不能装反。
有镀铬环时,应将其装在第一道环槽内,某些锥形环具有标记,安装时有标记的一面应向上。
开口位置应保证与活塞销垂直。
活塞环容易折断,在安装时应使用专用夹具,如无专用夹具,也可用两手大拇指适当掰开活塞环端口,其余食指护着环的四周,小心地将环塞进活塞环槽内。
活塞环装入活塞后,环上应涂抹润滑油。
3.活塞环的修磨
在选配过程中,若活塞环的端隙、侧隙不符合规定,应通过修磨使其达到要求。
(1)活塞环端隙的修磨 活塞环端隙如太大,则气缸密封性能下降,此时必须更换活塞环;活塞环端隙如太小,可能造成受热膨胀而卡死,此时可采用对环口一端加以锉修的方法加以修正,注意保持环口端面的平整,并应边锉边量,锉后环的外端应倒角,以防拉伤气缸。
(2)活塞环的平面修磨 活塞环的侧隙过大,将会造成气缸漏气、窜油,此时应更换活塞环;活塞环的侧隙过小,将会造成活塞环卡死在环槽中,此时可通过车削活塞环槽上、下端面的方法进行修配,也可采用修磨活塞环平面的方法进行修配。修磨活塞环平面可在专用磨床上进行,也可在0号砂纸上进行手工研磨。
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