活塞環的安裝間隙:
發動機工作時,活塞、活塞環等都會發生熱膨脹。活塞環既要相對于汽缸上下運動,活塞又要相對于活塞環相對橫向移動,因此活塞在安裝時應留有端隙、側隙、背隙三處間隙(圖),以防止脹死于槽内,卡死于缸内,以保證其密封性能。
①端隙Δ1
,端隙又稱為開口間隙,是活塞環裝入汽缸後開口處的間隙。多在0.25mm~0.50mm之間,此數值随缸徑增大而增大,柴油機略大于汽油機,第一道氣環略大于第二、三道環。如捷達發動機要求将活塞環垂直推入汽缸下端15mm處,氣環端隙為0.20~0.40mm,油環端隙為0.20~0.40mm,磨損極限為0.8mm。
活塞環開口位置
為了減小氣體的洩漏,裝環時,各道環口應互相錯開,如有三道活塞環,各環應沿圓周成120°夾角互相錯開;如有四道活塞環,第一、二道互錯180°,第二、三道互錯90°,第三、四道互錯180°,從而獲得較長的迷宮式漏氣路線,增加漏氣阻力,減小漏氣量。
②側隙Δ2
側隙是指在活塞軸線方向上,活塞環與環槽之間的間隙。第一道環因工作溫度高,一般為0.04 mm~0.10mm,其它氣環一般為0.03mm~0.07mm。油環的側隙較小,一般為0.025mm~0.07mm。如捷達發動機要求氣環側隙為0.05~0.09mm,磨損極限為0.2mm,油環測隙為0.03~0.06mm, 磨損極限為0.15mm。
③背隙Δ3
如圖 背隙是指活塞、活塞環安裝到汽缸後,活塞環與環槽之間的間隙。一般為0.50mm~1mm,油環的背隙較氣環大,目的是增大存油間隙,以利于減壓洩油。為了測量方便,維修中以環的厚度與環槽的深度差來表示背隙,此值比實際背隙要小。
(4)活塞環的泵油作用
如圖 ,由于側隙和背隙的存在,在發動機工作時,當活塞帶着活塞環下行,如進氣行程時,活塞環抵靠在環槽的上方,活塞環從缸壁上刮下來的潤滑油充入環槽下方;當活塞又帶動活塞環上行,如壓縮行程時,活塞環又抵靠在環槽的下方,在活塞環抵靠在環槽的下方的同時将活塞環下方的機油擠出,擠出的機油一些流回到油底殼,另外一些擠壓到環槽的上方。活塞環在工作時,不時的抵靠在活塞環槽的上方和下方,如此反複運動,就将潤滑油泵到燃燒室,進入燃燒室的機油随混合氣一起着火燃燒,從而消耗了機油。
活塞環的泵油作用,一方面對潤滑困難的汽缸壁是有利的,但另一方面随發動機轉速的日益提高,泵油作用加劇,不僅增加了潤滑油的消耗,而且可能使火花塞因沾油而不能産生電火花,并使燃燒室内積炭增多,甚至在環槽内形成積炭,擠壓活塞環而失去密封性。另外還加劇了汽缸等件的磨損。
為此,多在結構上采取如下措施:即盡量減小環的質量,氣環采取特殊斷面形狀,油環下設減壓腔,氣環下面的油環加襯簧或用組合式油環等方法。
活塞環的泵油作用
a-活塞下行;b-活塞上行
2.油環
油環的作用是活塞上行時,使飛濺在汽缸壁上的潤滑油均勻分布,有利于活塞、活塞環和汽缸壁的潤滑;活塞下行時,刮除汽缸壁上多餘的潤滑油,防止潤滑油竄入燃燒室燃燒。如圖3-26所示,油環按結構形式不同分為普通油環和組合式油環兩種。
油環
a-普通油環;b-組合式油環
1-上刮片;2-襯簧;3-下刮片;4-活塞
普通油環的結構如圖3-26-a所示,一般是用合金鑄鐵制造的。其外圓面的中間切有一道凹槽,在凹槽底部加工出很多穿通的排油小孔或狹縫。
組合式油環(圖3-26-b)由上、下兩片刮片與中間襯簧組成,刮片用鍍鉻鋼片制成,在自由狀态下,安裝到襯簧的刮片外徑比汽缸直徑略大一些,兩刮片之間的距離也比環槽寬度略大,當組合油環及活塞安裝到汽缸後,襯簧在軸向和徑向都受到壓縮,在襯簧彈力的作用下,可使刮片緊緊壓向汽缸壁,提高了刮油效果,同時兩刮片也緊緊得抵靠在環槽上,組合式油環沒有側隙,這樣就減少了活塞環的泵油作用。這種油環的接觸壓力高,對汽缸壁面适應性好,而且回油通路大,重量小,刮油效果明顯。因此,組合油環在高速發動機上得到較廣泛的應用。一般活塞上裝有1~2道油環。采用兩道油環時,下面一道多安置在活塞裙部的下端。
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