柴油机活塞环的选用与检测方法

宋华林

摘 要：活塞环是柴油机的重要零件，也是易损件，通过对活塞环的正确选择方法及技术状态检测方法的阐述，以提高柴油机修理质量。

关键词：柴油机；活塞环；选用；检测

中图分类号：TK428 文献标识码：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.08.067

活塞环是柴油机的核心部件，安装于活塞上，主要有密封燃烧室的作用，保证汽缸的燃气压力，防止高温燃气下窜，还有向汽缸分布润滑油的作用。活塞环在汽缸中随活塞上下运动，并与高温燃气接触，工作条件差，磨损失效速度极快。活塞环失效后，其端隙、侧隙和背隙统统变大，导致活塞环密封能力下降，汽缸压力随之降低。发动机出现烧机油，冒蓝烟，功率不足，油耗上升，尾气排放超标等现象，在每次大修中都要更换新的活塞环。因此，掌握活塞环的更换与装配技术很有必要。

1 活塞环的正确选择

活塞上安装的活塞环分为气环和油环两种。气环安装于活塞的上部，一般有2～3道，用来密封燃烧室，防止高温燃气下窜，同时还将活塞接收到的燃烧热传导到汽缸壁，以降低活塞工作温度。油环安装于活塞下部，油环用来刮除汽缸壁上多余的機油，防止机油进入燃烧室，并在汽缸壁面涂上一层均匀的机油膜，减小活塞、活塞环与汽缸的磨损和摩擦阻力。更换活塞环需注意以下几点：

（1）活塞环应符合原机型号。活塞环的气环按其断面形状分为：矩形环、锥形环、扭曲环、梯形环、桶形环、鼻形扭曲环。由于气环断面形状不同，其作用和效果也不一样，不能认为气环直径相同就随意使用。矩形环安装方便，与锥面环或扭曲环混合使用时，常做第一道气环；锥形环安装时有方向性，锥度反装，会往上刮油，增加机油消耗；桶形环易磨合，磨损小，用做高速大马力强化发动机的第一道环。195型、1100型柴油机第二、三道环一般采用扭曲环（或锥形环），以形成高的接触应力，提高磨合性和密封性，还兼有刮油作用。但在安装时必须使内倒角朝上，否则将会破坏扭曲环的作用，使工作恶化。油环分普通油环和组合油环。安装活塞环时，注意将活塞气环与油环的切口装配位置互相错开，形成“迷宫式”封气结构，能有效地形成对气体的密封作用。

（2）活塞环的尺寸应与活塞相符。若原机活塞为标准尺寸，第一次更换活塞环也应选用标准的。镗缸并更换活塞后，应选用符合活塞加大尺寸的活塞环，不可越级使用。

（3）活塞环应符合原机原厂特点。硅铝活塞往往是与活塞环相匹配的，膨胀系数大致相同，配合间隙有特殊的规定，为保证发动机的动力性和经济性，一般不可轻意代用或改制。

2 活塞环的检查

（1）活塞环弹力检查。选配活塞环时，首先应进行弹力检查，弹力不足不可使用。机型不同，对活塞环弹力的要求不一致。检查弹力应在弹力试验器上进行。当活塞环压缩至标准开口间隙时，其弹力值应符合原机规定。如：东方红-802型拖拉机气环加力应不小于45 N、油环应不小于40 N；铁牛-550型拖拉机气环加力应不小于50 N，油环不小于45 N；东方红-28型拖拉机气环、油环加力均应不小于40 N。在无试验设备情况下，可采取一些简易方法予以检查。如：在平板上固定一根钢丝，钢丝的另一端连接一只弹簧秤；然后将活塞环平放，用钢丝压活塞环至标准开口间隙，观察弹簧秤的数值；也可将平板竖立，挂重量砝码，测得弹力数值。

（2）活塞环开口间隙的检查。活塞环开口间隙也称切口间隙。气环的切口形状可分3种：直切口、阶梯形切口和斜切口（斜切角一般为30°～45°）。活塞环的切口是汽缸中的混合气漏入曲轴箱的唯一通道，开口间隙过大，则漏气严重；但开口间隙过小，活塞环受热膨胀后会卡死或折断。 NH/NT855柴油机活塞环开口间隙一般在0.5～0.7 mm。第一道气环的温度最高，因而开口间隙最大，以下气环的开口间隙愈来愈小。维修中要注意以下几点：①开口间隙不在规定的范围时，不能用锉削或磨削开口的方法来达到规定。因为这样将损坏活塞环上的镀铬层，使其报废。②通常镀铬的压缩环安装在最上面的活塞环槽中，但是，对于镀铬缸套，则不允许安装镀铬的活塞环。③活塞与活塞环有3级加大尺寸，即加大0.50 mm、0.75 mm和1.00 mm。

（3）活塞环边间隙的检查和修磨。活塞环边间隙是指活塞环与环槽上、下端面的间隙。一般发动机工作500 h以后，除要检查活塞环的开口间隙外，也必须检查活塞环的边间隙。根据经验，边间隙合适的活塞环应能在环槽内自由转动。活塞环的边间隙过大，会造成如下危害：①加剧活塞环对环槽的冲击，使其磨损加快。②加剧活塞环的“泵油”现象。活塞环“泵油”，即是活塞环下行时，使环紧贴环槽的上端面，缸壁上的机油就会被刮到环的下部和内侧间隙中。当活塞上行时，环又被压向环槽的下端面，因而间隙中存的机油就被挤到上面去，最后窜到燃烧室中。活塞不断地往复移动，会使一定量的机油窜入燃烧室。这样不但会使机油消耗增多，而且会使活塞顶部和汽缸盖上产生积碳，甚至还会使活塞环胶结在环槽内而失去弹性和密封性。

（4）活塞环背隙的检查。活塞环的背隙检查经常被人们忽视，这方面的教训很多。背隙是指活塞装入汽缸后活塞环背面与活塞环槽底之间的间隙，一般用槽深与环厚之差来表示，推荐参考值在0～0.75 mm范围。一般经验作法是将活塞环装入环槽内，如低于环岸，能转动自如又无涩滞感为适宜。