为了改善柴油发电机活塞环的工作条件,使活塞环与汽缸更好地走合,有些活塞环采用了不同的断面,在安装时要特别注意。活塞环与活塞一样,分标准尺寸和加大尺寸的,在选用时环的尺寸级别应与活塞的尺寸级别一致。
一、活塞环结构和作用
1、气环
(1)矩形气环
气环的基本断面形状是矩形。矩形环易于制造,应用广泛,但其磨合性比较差,不能满足发动机日益强化的要求。这种普通的压缩环可随意安装在气环槽内。
(2)锥面气环
有的发动机采用锥面环结构。这种环的工作表面制成0.5°~0.8°的锥角,使环的工作表面与缸壁的接触面减小,可以较快地磨合。锥角还兼有刮油的作用。但锥面环的磨损较快,影响使用寿命。安装时有棱角的一面朝下。
(3)扭曲气环
有些内燃机采用扭曲环。扭曲环的内圆上边缘或外圆下边缘切去一部分,形成台阶形断面。这种断面内外不对称,环装人汽缸受到压缩后,在不对称内力的作用下,产生明显的断面倾斜,使环的外表面形成上小下大的锥面。这就减小了环与缸壁的接触面积,使环易于磨合,并具有向下刮油的作用。而且环的上下端面与环槽的上下端面在相应的地方接触,既增加密封性,又可防止活塞环在槽内上下窜动而造成泵油和磨损。这种环目前使用较广泛。安装扭曲环时,必须注意其上下方向,不能装反,内切口要朝上,外切口要朝下。
(4)梯形气环
在一些热负荷较大的内燃机上,为了提高气环的抗结焦能力,常采用梯形环。这种环的端面与环槽的配合间隙随活塞在侧向力作用下作横向摆动而改变,能将环槽中的积炭挤碎,防止活塞环结胶卡住。这种环同普通气环一样可随意安装。
(5)桶面气环
还有一种形式的气环一一桶面环,它的工作表面呈凸圆弧形,其上下方向均与汽缸壁呈楔形,易于磨合,润滑性能好,密封性强。这种环已普遍用于强化内燃机上。这种环同普通的压缩环一样,可随意安装在气环槽内。
2、油环
油环的功用是将汽缸表面多余的润滑油刮下,不让它窜入燃烧室,同时使汽缸壁上润滑油均匀分布,改善活塞组的润滑条件。
油环位于气环的下面,其工作温度和燃气压力相对较低,而油环为了有效地刮油,又要求有较高的压力压向汽缸壁。因此,油环一方面本身的弹力较大,同时又尽可能地减小环与汽缸壁的接触面,以增强单位面积的接触压力。
二、活塞环的选配
活塞环的选配以气缸的修理尺寸为依据,同一台发动机应选用与气缸和活塞修理尺寸等级相同的活塞环。为确保活塞环与活塞环槽、气缸壁的良好配合,在选配活塞环时,应进行活塞环的弹力检验。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。弹力过大使环的磨损加剧;弹力过弱, 气缸密封性能变差,燃料消耗增加,积炭严重。
(1)活塞环的弹力检验
检验活塞环的弹力是指活塞环的端隙达到规定值时作用在活塞环上的径向力。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。弹力过大使环的磨损加剧;弹力过小,气缸密封性变差,导致燃料和润滑油消耗增加,燃烧室积炭严重,发动机动力性和经济性降低。
活塞环的弹力检验如图1所示。检验时,把活塞环置于施压架5和弹力检验仪底座1之间,使活塞环的开口间隙放置在水平位置,沿秤杆移动活动量块,使活塞环开口间隙压缩至标准数值,此时,可由量块在秤杆上的位置读出作用于活塞环上的力,即为活塞环的弹力。弹力应符合各机型的规定要求。
图1 活塞环的弹力检验图
(2)活塞环漏光的检验。
活塞环漏光检验旨在检测活塞环外圆表面与气缸壁的接触与密封程度,其目的是避免漏光度过大使活塞环与气缸壁的接触面积减小,造成漏气和窜油隐患。检查方法是将活塞环平放在气缸内,在活塞环的下边放一个发光的灯泡,活塞环上面放一块盖板,盖住环的内圆,如图2所示。漏光缝隙一般不得超过0.03mm。漏光弧长在圆周上一处不得大于30°,同一环上的漏光长度总和不超过60°,在环端开口处左右30"范围内不允许有漏光现象。
图2 活塞环漏光检验图