柴油機活塞環的更換與安裝

賈正東

摘 要：在柴油機維修中，常常見到一些柴油機由于活塞環安裝不當，引起機油消耗過大、冒藍煙、氣缸壓縮力不足等故障。對活塞環的更換、檢查與安裝方法做以詳細的闡述。

關鍵詞：柴油機；活塞環；更換；安裝

中圖分類號：U262.11 文獻標識碼：A doi：10.14031/j.cnki.njwx.2016.06.037

活塞環是一個具有開口的彈性圓環，安裝在活塞的環槽上，工作在發動機的心臟部位。活塞環具有密封燃燒室、控制漏氣率、提高發動機壓縮壓力的作用；活塞環對缸壁具有布油潤滑和防止機油上竄到燃燒室的作用；活塞環對活塞在氣缸內的運動具有導向和支承作用。活塞環是發動機的關鍵零件之一，活塞環的好壞直接影響發動機的使用性能。

1 活塞環更換時機

活塞環的工作條件惡劣，它要承受來自燃燒室的高壓和高熱，又要隨活塞做上下變加速運動，因潤滑條件差及積碳的影響，活塞環極易損壞，影響發動機的動力性和經濟性。因此，要及時更換工作性能差的活塞環。對活塞環是否需要更換，可通過以下幾方面進行判定。

1.1 故障分析法

活塞環的主要作用之一就是密封燃燒室。當活塞環嚴重磨損或彈性失效后，就無法完成對燃燒室的密封作用。當發現柴油機功率下降，就應該考慮活塞環是否失效。當打開加油口或取出油底殼量油尺，見到有煙霧狀的熱氣排出時，可斷定燃燒室中有大量高溫燃氣通過缸塞間隙下竄到曲軸箱。另外，活塞環嚴重磨損，會使機油上竄到燃燒室被燒掉，而形成排氣冒藍煙或黑煙。當發現排氣管排藍煙時，要先檢查空氣濾清器、油底殼油面是否過高，還要排除噴油泵、噴油器、供油時間、氣門密封、配氣相位等因素，才可斷定是活塞環彈力不足、磨損過度原因所致。

1.2 斷油觀察法

啟動多缸柴油機，使柴油機中速運轉，檢查該缸的活塞環，用扳手松開該缸高壓油管接頭，斷開高壓油路，停止該缸供油。若觀察到加機油口、曲軸箱通風管口竄出的煙氣與排氣管排出的藍煙、黑煙有所減少或消失，則說明該缸竄氣、竄油，活塞環失效。

1.3 拆卸測量法

拆下活塞連桿組后，測量活塞環的開口間隙，若口開間隙超過極限（2 mm），可斷定為該活塞環不能用。也可根據環與缸壁之間的漏光度來判斷。從缸套上部觀察到整個圓周上的漏光度超過兩處，且光隙寬度超過0.05 mm，該活塞環應予報廢。另外，還可以用塞尺檢查測量活塞環的邊間隙，是否合乎技術要求，作出正確的判斷。

2 裝配前的檢查

活塞環磨損后，應更換新環。為保證修理質量，裝配前必須對活塞環進行檢查、選配與修整。主要有：開口間隙、邊間隙、彈力及圓度。

2.1 活塞環開口間隙的檢查

將活塞環放在與其配合的缸套內，用塞尺測量。若開口間隙過大不能使用；若間隙過小，可用細平銼銼修環的開口端面。應注意：不允許將加大的活塞環銼修開口來適應小缸徑。因其失圓度大，不能保證密封，而且還會加劇活塞環和缸壁的磨損。

2.2 活塞環邊間隙的檢查

將環放在與其配合的環槽中，用塞尺測量等分圓周三個位置的間隙。若間隙過大，應重新選配；間隙過小，可在平面上用細砂布打磨活塞環端面，直至邊間隙合適為止。

2.3 活塞環彈力的檢查

活塞環的彈力可以在專用的檢驗器上進行測量。測量時，將活塞環放在檢驗器的凹槽里，環的開口向外。然后移動杠桿上的重錘，使活塞環的開口端隙壓緊至規定尺寸。如果荷重符合技術規定的數據，便認為活塞環的彈力是合格的。一般氣環為42～58 N，油環為35～57 N。

2.4 活塞環圓度的檢查

將環放在缸套內，根據環與缸壁之間的漏光度來判斷。對一般內燃機活塞環要求：整個圓周上的漏光處不得超過兩處：環開口處30°范圍內不允許漏光；漏光處的光隙寬度不超過0.03 mm，光隙的圓弧角不得超過25°～30°，同一環上漏光弧度所對應的圓心角總和不超過45°。

3 活塞環的安裝

活塞環的安裝，以農機修理中常見的與小型拖拉機配套使用的S195柴油機、S1100柴油機為例作介紹。S195柴油機活塞上裝有四道活塞環，活塞環可分以下兩類：

一類是頭道氣環為鍍鉻鼓形環，裝在活塞環槽內無正反之分。第二、第三道氣環是錐形環，其錐角為l °，在活塞環的平面靠近開口處刻有鋼印記號，記號為“上”字或英文“STD”等，裝在活塞環槽內有正反之分，刻有鋼印記號的一面應朝向活塞頂部方向，即錐形小端朝向活塞頂部方向。第四道是彈簧漲圈油環，裝配前應先裝上油環磷化襯簧，用鎖口鋼絲連接，然后裝上油環，油環的開口應與鎖口鋼絲連接處錯開180 °。油環有兩種：一種是兩個方向都有倒角，應把倒角大的一面朝向活塞頂，如兩個方向倒角一樣大，則可以任意方向裝配。另一種是只有一個方向有倒角。裝上活塞時，應把有倒角的一面朝向活塞頂。

另一類是第一、第二道氣環及第四道油環與前一類相同，而第三道氣環為扭曲環，裝配扭曲環時有正反之分，無臺肩的一面應朝向活塞頂部方向。S1100柴油機是三環結構，第一道氣環為鍍鉻鼓形環，第二道氣環為錐形環，其錐角為1°。第三道油環也是彈簧漲圈油環，所不同的是此油環上涂有硬鉻層，以增加其耐磨性，其裝配方向與S195柴油機相同。

新活塞環在裝配前，除了注意環的方向不能裝錯外，還要測量活塞環在缸套內的開口間隙、活塞環在活塞環槽內的邊間隙以及漏光度，必要時還得重新更換（因為新的活塞環不一定全都合格）。活塞連桿組裝入缸套前，應檢查活塞環在活塞環槽內轉動是否靈活，有卡滯要修復，缸套內應加適量潤滑油，活塞環的開口方向應按要求進行裝配。