發動機上常見活塞環的特點與安裝

金勇武

摘要：活塞環因結構的不同有很多種，在使用與安裝上要求不同，安裝不正確會造成活塞環卡死、拉缸、環口重合竄燒機油等故障。對錐度環、扭曲環、桶形環等多種發動機上常見活塞環結構的特點與安裝要求做了詳細的介紹。

關鍵詞：發動機；活塞環；安裝

中圖分類號：TK403 文獻標識碼：Adoi：10.14031/j.cnki.njwx.2016.10.054

發動機的活塞環分為氣環和油環。氣環主要起密封燃燒室，防止高溫燃氣下竄的作用，油環起布油改善氣缸壁面潤滑條件和防止機油上竄燃燒室的作用。活塞環因結構的不同有很多種，在使用與安裝上要求不同，安裝不正確會造成活塞環卡死、拉缸、環口重合竄燒機油等故障。因此，要充分了解各種活塞環的結構特點，掌握不同類型活塞環的安裝技術，才能充分發揮發動機的動力性、經濟性，提高可靠性，延長車輛的使用壽命。

1 錐度環

錐度環的工作面是錐度較小的錐面（90系列柴油機的錐度環錐角為2°），橫斷面成梯形。這種環裝入氣缸后，只有環的外側下邊緣與缸壁接觸，提高了表面的接觸壓力，改善了磨合性和密封性。同時下行時刮油性能好，上行時由于斜面的“油楔”作用，能在油膜上浮起，有均布潤滑油的作用。因此，雖然接觸壓力較大，也不致引起熔著磨損。

錐度環安裝時是有方向要求，絕不能裝反，否則會引起嚴重的竄油（泵油）現象，增加潤滑油的消耗和發動機積碳。正確的裝配應當是：錐度環的小端面朝上安裝（90系列柴油機的錐度環小端面刻有“上”字，舊錐度環記號不清時，應使外圓磨亮的一端朝下）。錐度環不宜做第一道氣環，因為第一道氣環承受很大的燃燒壓力，做第一道氣環，會有被推離氣缸壁、失去密封作用的可能。

2 扭曲環

扭曲環的橫斷面呈不對稱形狀，在環的內圓上緣切槽（如4125A型柴油機的第二、第三道氣環），或切有倒角（如4115T型柴油機的全部氣環）；也有在環的外圈下緣切槽或倒角。由于環的斷面不對稱，彈力不平衡，裝入氣缸后便自行扭轉。環的外表呈上小下大的錐面，與氣缸壁成線性接觸，并且與環槽也是線性接觸，靠緊在環槽的上下端面上。這不僅具有良好的磨合性和密封性，同時也減輕了對環槽的沖擊和磨損，刮油和布油性能也較好。扭曲環安裝同錐度環一樣，也是有方向要求，不能裝反，否則會引起機油上竄。扭曲環的內圓切槽或倒角的面應朝上安裝；外圓切槽或倒角的面應朝下安裝。扭曲環也不宜做第一道氣環，同錐度環一樣，如果做了第一道氣環，有被推離氣缸壁、失去密封作用的可能。

3 桶形環

桶形環外圓表面經研磨加工后呈圓孤形，相當于矩形斷面磨合后的初始狀態，裝于氣缸后與缸壁呈線接觸，上下運動均有形成油膜作用，已在高速大馬力強化發動機上獲得廣泛應用，做第一道氣環。常見的有矩形斷面桶形環、單面梯形桶形環或雙面梯形桶形環。安裝時應將刻有標記的一面朝向活塞頂部，否則容易出現密封不嚴導致氣缸壓力降低、機油消耗增加、難啟動等故障。

4 鍍鉻環

鍍鉻環的特性是高硬度，良好的儲油性和抗咬合性能，顏色光亮，有深藍色光澤，表面光滑。活塞的第一道氣環靠近燃燒室，工作環境惡劣，潤滑和降溫相對第二道氣環困難，又因鍍鉻環的高硬度和耐磨性，多用鍍鉻環來做為第一道氣環。第二道氣環和下面的油環工作環境要好很多，機油的飛濺可以很好地潤滑到二道環和油環，也可以很好地為他們降低溫度，當然也為節約成本，第二道環和油環無需鍍鉻處理。修理時，如遇鍍鉻環與其他環混合使用的發動機，鍍鉻環要做第一道氣環來安裝。

5 矩形環

矩形環也叫平環，易于制造，與缸壁接觸面積大，散熱作用強，是目前應用最廣泛的一種活塞環。安裝方便，沒有反正，可做笫一、二、三道氣環。但在活塞往復運動時，具有泵油作用，即活塞往復運動一次，活塞環將環槽中的機油向燃燒室壓送一次，機油易泵入燃燒室。矩形環與錐面環或扭曲環混合使用時，矩形環做第一道氣環。

6 梯形環

梯形環常作為負荷較高的柴油機的第一道氣環，它能在活塞左右擺動或環口間隙變化時使環在環槽中的間隙發生變化，從而將其中的焦狀油擠出，可有防止活塞環結膠卡死。

7 異向倒角開槽油環

異向倒角開槽油環的刮油邊倒角方向相反。由于其兩個外圓工作面倒角，減少了與氣缸內表面的接觸面積，所以有較高的平均壓力。為了減少環的磨損，工作面需鍍鉻或噴鉬。該環在大功率柴油機中使用較多。但其仍有被異向倒角螺旋油環取代的趨勢。

8 組合油環

具有兩道油環的活塞，要用組合式油環代替整體式油環來安裝。組合式油環具有與氣缸壁接觸面積小，接觸壓力大，壓力分布均勻，回油通路大，對氣缸失圓的適應性好等特點。它比整體式油環有更高的刮油能力和密封性能。因此，用組合式油環代替整體式油環時，只裝一道環，就可滿足刮油性能的要求，同時還可減小摩擦阻力損失。但為了避免潤滑油，通過上油環槽竄入氣缸和改善活塞裙部的潤滑，應將組合式油環裝于上油環的槽中。安裝時應按一定的順序進行，首先在活塞的油環槽內套入襯環，然后依次裝入下面一個平環、中間的波形襯環、上面的兩個平環。各平環的開口應相互錯開，徑向襯環的接口應對接而不重疊。