活塞環 (Piston Ring)

更新於 發佈於 閱讀時間約 4 分鐘
  • 是一種具有較大向外擴張變形的金屬彈性環
  • 燃油發動機內部的核心部件,它和汽缸,活塞,汽缸壁等一起完成燃油氣體的密封
  • 廣泛地用在各種動力機械上
  1. 如蒸汽機、柴油機、汽油機、壓縮機、液壓機等
  2. 廣泛用於汽車,火車,輪船,遊艇等。
  • 一般活塞環安裝在活塞的環槽里,和活塞、缸套、缸蓋等元件組成腔室做功。
  • 用於崁入活塞槽溝內部的金屬環
  • 被裝配到剖面與其相應的環形槽內
  • 往復和旋轉運動的活塞環,依靠氣體或液體的壓力差,在環外圓面和氣缸以及環和環槽的一個側面之間形成密封。
  • 活塞環分為:壓縮環機油環
壓縮環:用來密封燃燒室內的可燃混合氣體;
機油環:用來刮除汽缸上多餘的機油。
  • 早期的活塞環靠鑄造形成
  1. 隨著技術的進步,鋼製的高功率活塞環誕生
  2. 隨著對發動機功能,環境要求的不斷提高,各種先進的表面處理應用其中
如溶射、電鍍、鍍鉻、氣體氮化、物理沉積、表面塗層、鋅錳系磷化處理等,使活塞環的功能大大提高。

氣環和油環

  • 汽油發動機通常採用:兩道氣環,一道油環
  • 柴油發動機通常採用:兩道油環,一道氣環

氣環

  • 保證活塞與氣缸間的密封
  • 防止氣缸中的高溫、高壓燃氣大量漏入曲軸箱
  • 活塞頂部的大部分熱量傳導到氣缸壁(再由冷卻水或空氣帶走)

油環

  • 用來刮除氣缸壁上多餘的機油並在氣缸壁上塗一層均勻的機油膜
  • 防止機油竄入氣缸燃燒
  • 可以減小活塞、活塞環與氣缸的磨損、減輕摩擦阻力。

對於活塞環的要求

作用力

  • 作用在活塞環的力有氣體壓力、環自身彈力、環往復運動的慣性力、環與氣缸及環槽的摩擦力等。
由於這些力的作用,環將產生軸向運動、徑向運動、迴轉運動等基本運動。
  • 活塞環由於它的運動特點,伴隨著不規則運動,不可避免地出現軸向不規則運動引起的浮懸和軸向振動、徑向不規則運動和振動、扭曲運動等。
  1. 這些不規則運動常常妨礙活塞環發揮作用。
  2. 設計活塞環時,要充分發揮有利運動,控制不利的一面。

氣密性

  • 是保持活塞與氣缸壁之間的密封,控制漏氣到最低限度。
主要由氣環來承擔,即發動機在任何運轉條件下,其壓縮空氣和燃氣的泄漏均要控制到最少,以提高熱效率
  • 防止因漏氣而引起氣缸與活塞或氣缸與環之間咬死
  • 防止潤滑油的劣化而引起的故障等

控油性

  • 適當地刮落附著於氣缸壁上的滑油,並保持正常的油耗量。
  • 當供給的滑油過多時將被吸至燃燒室,使油耗量增大,而且由於燃燒產生的積炭,對發動機性能影響極壞。

支撐性

  • 因活塞略小於氣缸內徑,如無活塞環,則活塞在氣缸內不穩定,就不可能運動自如。
  • 防止活塞直接與氣缸接觸,起到支撐作用。
  • 活塞環在氣缸內上下運動,其滑動面全靠環來承擔。

導熱性

  • 將燃燒產生的高熱,通過活塞環傳遞給氣缸壁,所以能起到冷卻活塞的作用。
  • 通過活塞環向氣缸壁散出的熱量,一般可達到活塞頂部承受熱量的30~ 40%

活塞環作用

密封

  • 指密封燃氣
  • 不讓燃燒室的氣體漏到曲軸箱,把氣體的泄漏量控制在最低限度,提高熱效率。
漏氣不僅會使發動機的動力下降,還會使機油變質

調節機油(控油)

  • 把氣缸壁上多餘的潤滑油刮下,同時又使缸壁上布有薄薄的油膜,保證氣缸和活塞及環的正常潤滑。
  • 在現代高速發動機上,特別重視活塞環控制油膜的作用

導熱(傳熱)

  • 通過活塞環將活塞的熱量傳導給缸套,起冷卻作用。
  • 活塞頂所受的的熱量中有70~80%是通過活塞環傳給缸壁而散掉

導向(支承)

  • 活塞環將活塞保持在氣缸中,防止活塞與氣缸壁直接接觸,保證活塞平順運動,降低摩擦阻力,防止活塞敲缸。
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Patrick.Wong的沙龍
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一位在因緣際會之下,動了想去紐西蘭的念頭,卻陰錯陽差跑到澳洲打工度假的背包客。 脫離台灣世俗的期待,踏上打工度假的不歸路,第二人生正式在澳洲啟航。 如果人生很短,那青春就是短暫一瞬間,屬於你的第二人生,下一站在哪呢?還沒開始的理由,又是什麼呢? 歡迎來到我的澳洲故事館,分享我在澳洲的旅程故事。
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