浅析汽车发动机活塞环装配断裂

莫文朝

广西机电技师学院 广西 柳州 545005

活塞环在使用过程当中，如果出现了断裂情况，就会使产品的性能出现比较严重的影响。在汽车发动机当中，如果活塞环出现了断裂情况会造成汽车启动困难，漏气量、润滑油的消耗量急剧增大，发动机的输出功率下降，排气管冒烟的情况出现。如果在活塞环断裂的情况下，继续使用发动机油会导致拉缸的情况出现。虽然一般来说发动机出现活塞环断裂的情况比较少见，但是如果出现了活塞环断裂的情况会对发动机造成极大影响，所以我们必须要更多的重视起活塞环断裂研究。现阶段的汽车发动机都是高功率、高转速的发动机，相比较过去而言，现在的发动机工作环境温度在不断升高，工作环境较之前来说更加恶劣出席活塞环断裂的情况也在不断提升。

1 出现活塞环断裂的主要原因

一般情况下，如果发动机正常运行不会出现活塞环断裂的情况，但是如果出现了活塞环断裂的情况，那么必然在之前的操作过程当中出现了问题。主要出现的几个原因一般都是在设计过程当中的选择材料不够恰当，在一开始的活塞环制造过程当中就出现了问题。或者在运输过程当中对活塞环进行了碰撞，导致活塞环的质量受到的影响。此为，除了在运输和设计过程当中的问题，活塞环出现断裂的情况也与活塞环的安装方式有着极大关系，如果安装方式不当，应力或者工作应力过大的话，极容易出现活塞环断裂的情况。在实际的操作安装过程当中，如果活塞环与活塞、缸套的零件匹配性差的话，也会让活塞环的工作环境更加恶化，工作环境的温度不断升高，使活塞环更加容易磨损，造成活塞环卡死的情况，导致活塞环断裂。

一般来说，出现活塞环断裂的活塞环大多都是铸铁环，钢活塞环出现断裂的情况比较少。对于生产过程当中偶尔出现断裂的钢活塞环，通过我们的断口分析，我们发现在活塞环当中有着一些微裂纹。从材料的角度出发分析，铁存在高碳马氏体过多，有魏式组织存在，这些缺陷导致活塞环断裂的情况比较常见。但是钢材廖就会减轻这些问题，所以刚活塞环出现断裂的情况比较少见。为此，我们在进行分析的过程当中大多都以铸铁活塞环作为分析对象。

2 汽车发动机活塞环断裂原因及对策研究

2.1 发动机活塞环

在发动机当中，如果活塞环不采用定位切口的方式进行安装，就会由于活塞环的转动造成活塞环开口端刮进气缸的进气口和排气口，从而造成活塞环断裂。其中小型的二冲程发动机在高速运转的前提之下，活塞环会有非常高的惯性，这时排气口的面积比较大，而活塞环却呈现正椭圆形，两轴之间的差正值越大，活塞环开口出现断裂的情况可能性就会越高。而冲程活塞环在使用过程当中就需要避免使用低合金的灰铸铁材质，否则更容易出现活塞环断裂的情况。

在进行二冲程发动机活塞环安装过程当中，采用定位切口的方式，避免由于活塞环转动而导致活塞环开口与气缸的进气口和排气口碰撞的情况出现，从而减轻活塞环断裂出现的可能性。为了防止转定位切口当中的内圆面定位切口和侧面定位切口的两种情况，我们要按照相关要求确定其具体尺寸。关于高速二冲程发动机，活塞环在设计过程当中应当选用不同的材质，一道环应当用钢制环或者球铁环，二道环应当确定为如铁环或者高强度的灰铁环，只有这样才能够更好的确保活塞环的使用情。除此之外，我们还要选择好环的开口位置，确定其压力分布线，对于材料的强度做好分析，减少活塞环断裂的情况出现。

2.2 发动机活塞环闭口间隙对于活塞环断裂的影响分析

发动机的活塞环闭口间隙对于活塞环的影响还是比较明显的。如果闭口间隙过小，那么在发动机的运转过程当中还的受热情况会更加严重。由于环受热情况严重，活塞环就会出现膨胀，从而会卡死在缸套当中，造成拉缸的情况出现，十分容易发生活塞环断裂的情况。为此，我们要在确保技术要求的前提之下，对于闭口间隙的数据进行调整。

在对活塞环的闭口间隙设置过程当中，我们要首先明确活塞环的设计过程。此外，气缸套和活塞环的材料也对于闭口间隙的数据有着比较明显的影响。因此，我们在进行闭口间隙数据确定的过程当中，难免会出现一些问题。我们可以按照过往的操作经验和柯茨等活塞环手册建议，来进修活塞环闭口间隙的数值确定。由于活塞环的材料不同，所以每种活塞环的材料成长系数也不同，膨胀系数由大到小依次是奥氏体不锈钢，硅铬钢，炭素钢，铁，碳化物铸铁，低合金灰铸铁，马氏体不锈钢。通过我们的实践分析，我们可以依据膨胀系数可以对于闭口间隙的数据产生明显的影响。在一般情况下，我们可以依据活塞环手册上的相关数据来进行活塞环闭口间隙的数值确定。

2.3 发动机活塞环侧隙对于活塞环断裂的影响分析

活塞环的侧隙在活塞环安装的过程当中，应当让活塞环在活塞环槽内用手轻轻拨动是最为恰当的。要确保活塞环可以自由转动，不能够被活塞环槽卡住，也不能出现上下晃动的情况。在进行活塞环侧隙的确定过程当中，由于活塞环的侧隙在日后的使用过程当中会逐渐变小，而产生这个情况的主要原因是由于低质量的燃料和不完全的燃烧产生了过多的剩余物质导致侧隙和闭口间隙之间的距离不断缩小。这些废弃物会直接堵塞活塞环的侧隙导，致漏气的情况出现。如果出现了废弃物质堵塞侧隙的情况，就会使活塞环在异常的压力下被卡死在活塞环槽内，从而造成活塞环断裂的情况。如果侧隙设置得过大，那么活塞环会在活塞环槽内进行上下运动，从而导致活塞环的敲击作用加剧。活塞环侧面和活塞环槽的侧面磨损情况也会不断加重，从而导致更多的润滑油被吸进了燃烧室当中进行燃烧，机油的消耗量不断增大，最终导致活塞环断裂。

减轻活塞环侧隙对于活塞环使用的影响，我们要采用质量较好的燃料。一般来说，我们要根据实际的情况对于活塞环道的数据进行实际的测量与分析，选择最为合适的距离，减轻侧隙对与活塞环使用的影响。

2.4 发动机活塞环背隙对于活塞环断裂的影响分析

活塞环槽的深度在设定的过程当中应当能将活塞环完美的装在活塞环槽，而且要有一定的剩余。否则，如果出现了装不下活塞环时，活塞环突出一小部分在活塞环外面的情况的话，强行进行安装会导致活塞环断裂。活塞环槽的深度在设定过程当中应当考虑到活塞环槽底部的圆角和内部的倒角。活塞环背隙在设定的过程当中，应当考虑到使用过程当中活塞环热膨胀情况，以及活塞环在运动的过程当中对于侧推力方向的改变，避免出现活塞环与活塞环槽底的原发生碰撞的情况。如果活塞环的背隙距离设置的较小，那么会造成活塞环卡在环槽当中的情况或者在正常工作温度下，活塞的热膨胀将活塞环向气缸的壁产生挤压，造成拉缸的情况，严重就会导致活塞环断裂的情况出现。

为了减少发动机活塞环背隙对于活塞环熟的影响，我们要根据实际的情况进行分析，选择最为合适的活塞环背隙距离。

2.5 发动机活塞环使用过程中活塞环断裂的影响因素分析

在活塞环安装使用过后也容易出现活塞环的断裂情况，最为主要的原因就是气缸的磨损情况。如果气缸的磨损比较严重，就容易导致活塞环的锻炼。其次，如果活塞环的震动或者发动机的转速过高的话，活塞环受到的惯性也会不断增大，长期的超负荷运行会使得活塞环出现断裂的情况。为此，我们要重视发动机磨合期的使用情况，定时进行维护，遵循车辆使用的规则，减少超负荷运行的情况出现。此外，如果发动机的热负荷不断变大的话，活塞环会出现变形，导致活塞环在使用过程当中极容易出现断裂的情况。为此，我们在使用过程当中要使用质量较高的燃油和润滑油。避免出现干摩擦或者半干摩擦的情况。在使用活塞逐渐的过程当中，要确保工作温度，避免拉缸的情况出现。上述几个外界因素之外，活塞环的磨损也会导致活塞环的断裂可能性加重。如果活塞环长期属于过度磨损的状况，那么在磨损次数最多的地方就容易出现活塞环断裂。为此我们要在活塞环出现断裂情况之前就进行预防，做好活塞环的清洁工作，避免出现镗磨气缸的情况，减少活塞环的磨损。

3 结束语

通过我们的一系列分析，我们发现活塞环在使用过程当中各个方面的因素都会影响活塞环的使用。如果某一个因素的在安装过程当中没有重视起来，那么就很容易在日后的使用过程当中出现活塞环断裂的情况。为此，我们要在出现问题之前就采用相对的预防措施，提高对于活塞环装配过程的重视，减少活塞环断裂的情况出现。如果出现了活塞环断裂的情况一定要及时的进行调整，减少人们生命安全和财产安全的损失。