小型農用柴油機構造中活塞環的構造及其使用分析研究

李長江

（吉林省通榆縣團結農業機械推廣中心站，吉林 通榆 137200）

小型農用柴油機構造中活塞環對于其使用十分重要。活塞在氣缸內作高速往復運動，通過高速往復運動，使柴油機受熱膨脹，最后通過這樣的情況進行工作，所以，柴油機活塞與柴油機氣缸之間要注意留有適當的間隙，以保證柴油機能夠正常工作。這種情況下，柴油機的間隙在工作中可能會造成燃氣漏入曲軸箱，所以柴油機在具體使用過程中要用活塞環來對其進行密封，進而能夠正常開展工作。

1 氣環的構造

農用小型柴油機氣環是一個有切口的彈性圓環，其在自由狀時表現出的情況是，氣環的外徑比氣缸直徑大。但是在其進行工作之后，尤其是在裝入氣缸后，依靠自身的弾性與氣缸壁緊密貼合。常用的氣環有：矩形環、錐形環、扭曲環、梯形環、桶面環，其具體表現在于各個環的斷面形狀不同，工作原理大體相當。

（1）矩形環，也叫平環：小型農用柴油機的具體構造斷面形狀表現為矩形，其構造十分簡單，而且在制造上方便，因其導熱性良好，在農村應用的比較多，但是其不良的表現有“泵油作用”情況的出現。

（2）錐形環：具體表現是其環的斷面呈錐形，外觀與氣缸壁接觸壓力大，因其具有良好的密封性，所以其磨合性也好。錐形環隨活塞上行時，由于錐角的“油楔”作用，這樣的結果能夠使其能在油膜上進行“飄浮”的滑動情況，進而能夠減少環的磨損；在柴油機進行工作時，隨活塞下行時，因其具有良好的刮油作用，所以能夠減少潤滑油的消耗，有被推離氣缸壁縮向環槽的趨勢，所以不宜作第一道氣環。常被用來作第二、三道氣環。

（3）扭曲環：小型農用柴油機扭曲環的內側上方有一個臺階形缺口。這就是其基本情況，環的上下彈力不均勻，會產生扭曲變形，増大了接觸壓力，減小了環與氣缸壁的接觸面積，限制了環在環槽中上下竄動，既增加了密封性，又避免了泵油現象。

（4）梯形環：斷面呈梯形，當活塞在變化方向的側向力作用下橫向擺動時，從而能把膠狀沉積物從環槽中擠出，環的側隙則會發生變化，并能使間隙中的潤滑油更新。

（5）桶面環：小型農用柴油機環的外圓表面為凸圓弧形，當其隨活塞在氣缸中往復運動時，故對氣缸表面和活塞偏擺的適應性均較好，均能與氣壁形成楔形空同使潤滑油容易進入摩擦面而減少磨損接觸，有利于密封。但凸圓弧表面不易加工。

2 油環的構造

油環有普通油環和組合油環兩種。組合式油環有鋼片式和螺旋撐簧式兩種。普通油環比氣環厚，小環槽內均勻分布著銑出的槽形孔或鉆出的小孔，其外圓表面開有小環槽，油環的外圓刮下的多余潤滑油。

（1）螺旋撐簧式油環。小型農用柴油機在其內圓槽里，由于裝有起支撐作用的螺旋撐簧，這樣一來使該環對氣缸壁產生較大的接觸壓力，因此在具體應用中它具有較好的刮油能力，環的開口應在撐簧接口的對面。

（2）鋼片式組合油環。由徑向襯環、扁平環（又稱刮油環）和軸向波形環等組合而成。依靠軸向波形環的彈性，形成端面密封，會使扁平環緊貼在環槽的上下端面，防止潤滑油上竄；徑向襯環使扁平環外圓緊貼氣缸壁，有利于刮油。由于扁平環較薄，各扁平環又獨立工作，加之襯環彈力較大，并能消除活塞變形擺動的影響，所以能很好地適應氣缸壁的不均勻磨損。

3 活塞環環開口間隙及側隙的構造

（1）開口間隙。小型農用柴油機在具體工作中，當活塞和活塞環裝入氣缸套后，為防止活塞環受熱膨脹而卡死，活塞環切口處應保留一定的間隙，這個間隙稱為“開口間隙”，其大小與缸徑有關，小型柴油機上一般為0.25～0.50mm。開口間隙過小，從而加速活塞環的切口形狀活塞環與氣缸壁的磨損，易使活塞環卡死，甚至造成活塞環折斷或刮傷缸壁；開口間隙過大，則會因密封不好而產生氣缸壓啟動困難、縮力不足、功率下降和竄燒機油等故障。活塞環的切口形狀，常用的有搭接口、斜切口及直切口等三種情況。

（2）側隙。活塞環與環槽之間在高度方向上也應留有一定的間隙，稱為“側隙”，一般為0.04～0.15 mm。側隙過小，活塞環會因受熱膨脹而卡死在環槽中，不起密封和刮油作用，使環失去彈性；反之如果說側隙過大，則會表現出密封不好，環與環槽撞擊會加速磨損，對氣環來說，還會加劇其“泵油作用”。