制冷活塞环(高温活塞环)

1. 高温活塞环

当车辆活塞磨损导致活塞与缸间隙过大，出现敲缸的情况，才需要更换活塞。

摩托车缸套活塞没有固定的更换周期，气缸套内表受高温高压燃气直接作用，并始终与活塞环及活塞裙部发生高速滑动摩擦。

外表与冷却水接触，在较大温差下产生严重热应力，受冷却水腐蚀。

活塞对缸套的侧推力不仅加剧其内表摩擦，并使其产生弯曲，侧推力改变方向时，活塞还撞击缸套。

摩托车由汽油机驱动，靠手把操纵前轮转向的两轮或三轮车，轻便灵活，行驶迅速，广泛用于巡逻、客货运输等，也用作体育运动器械。

从大的方向上来说，摩托车分为街车、公路赛摩托车、越野摩托车、巡航车、旅行车等。

2. 活塞环加热

汽车冷却液的工作原理是冷却液或水与体贴油混合时，产生油污和胶质，削弱润滑，使得阀液压阀推杆和活塞环黏结。

汽车冷却液可以防止寒冷季节停车时冷却液结冰而胀裂散热器和冻坏发动机气缸体，防冻液不仅仅是冬天用的，它应该全年使用，汽车正常的保养项目中，每行驶一年，需更换发动机防冻液。汽车发动机冷却液主要由水、乙二醇和添加剂组成，而添加剂以腐蚀抑制剂为主。添加剂的主要作用是防腐，同时兼有防垢和抗泡作用。

3. 活塞环工作温度

对于活塞式空气压缩机，按照一般规定，在正常工作时其汽缸温度不得超过160℃。

若汽缸温度长时间超过160℃，就表现为汽缸过热。汽缸过热会造成两个方面的问题：一是使缸内润滑油迅速炭化，积炭一旦燃烧就会引起爆炸，造成重大事故。另外，温度过高容易使气阀迅速积炭，引起气阀漏气等故障。二是活塞环受热过量膨胀后，引起活塞环在汽缸内胀死，使活塞环和汽缸内壁的接触温度急剧升高，汽缸壁面的油膜遭到破坏，润滑条件恶化，导致拉缸甚至引发活塞环断裂。严重时使活塞环和汽缸胀死在一起，产生电动机超载，被迫停车，或造成烧坏电动机、汽缸破裂等重大事故。 对于空压机的运行温度也需特别注意，在使用过程中应尽量避免长时间运行，造成温度过高（在巡视时应定期用温度检测仪测量各活塞缸的温度）。

4. 活塞环能承受多高温度

第一道气环因温度高，侧隙一般为0.04～0.10mm；其他气环一般为0.03～0.07mm；油环侧隙较小，一般为0.025～0.07mm。

侧隙又称边隙，是环高方向上与环槽之间的间隙。

5. 活塞环热处理工艺设计

活塞环在工作时，由于受高温、润滑条件差的影响，其磨损失效往往要比气缸的磨损极限速度快。随着活塞环磨损的加剧，活塞环的弹力将逐渐减弱，端隙、侧隙的增大，会使密封性能变差，造成高压气体下窜和润滑油上窜现象，降低发动机的动力性和经济性。

活塞环除磨损失效外，还有一种常见的断裂损坏。由于活塞环脆性较大，如果在安装时方法不当，或活塞环侧隙、端隙过小和发动机突爆、大负荷的撞击都会造成活塞环断裂。因此，应正确的选配和安装活塞环。

1．活塞环的选配

对活塞环选配的要求是：与气缸、活塞的修理尺寸一致；具有规定的弹力以保证气缸的密封性；环的漏光度、端隙、侧隙、背隙应符合设计规定。

(1)外径尺寸

活塞环有着与气缸、活塞相同加大级别的修理尺寸，以适应发动机修理的需要。发动机气缸磨损不大时，应选配与气缸同一级别的活塞环。发动机大修时，应按照气缸的修理尺寸，选用与气缸、活塞同一修理级别的活塞环。

(2)弹力

活塞环的弹力是建立背压的首要条件，也是保证气缸密封性的必要条件。弹力过大使环的磨损加剧；弹力过弱，气缸密封性能差，燃料消耗增加，积炭严重。

(3)漏光度 新的活塞环与气缸壁在未磨合之前，环的外圆表面不可能与气缸壁完全贴合，不贴合处与缸壁形成间隙，此间隙可通过灯光进行检验，称之为漏光度检验。

活塞环漏光度检验的一般技术要求是：

①同一环上漏光不大于两处，每处漏光弧长所对应的圆心角总和不大于45度。

②活塞环开口两端各30度范围内不允许有漏光。

③漏光度的最大缝隙不大于0.03毫米。

(4)端面翘曲度的检验

活塞环的端面与活塞环槽的上下端面的贴合是环的第二密封面。此密封面不好，将造成漏气。因此，应检验活塞环端面的平面度。检验方法有两种：一种用专用设备检验，即采用表面粗糙度很小的两平行板，间距为被检环的厚度加上0.05毫米的允许翘曲范围，当被检环能无阻碍的通过此间距时表示合格。另一种是简易法，将环自由平放在平板上，观察其接触情况或平面漏光情况，决定是否采用。

(5)活塞环端隙的检验

端隙是活塞环置于气缸内，在环的开口处呈现的间隙(又叫“开口间隙”)。端隙能防止活塞环受热膨胀而卡死在气缸内。端隙的大小与气缸的直径及各环所受温度有关，一般每100毫米缸径，温度最高的第一环的端隙为0.25～0.45毫米，其余各道环温度较低，端隙为0.20～0.40毫米。

检验活塞环端隙的方法是：先将活塞环平整地放在待配的气缸内，用活塞头将活塞环推平(对未加工的气缸应推到磨损最小处)，然后用厚薄规插入活塞环开口处进行测量。

(6)活塞环侧隙的检验

活塞环的侧隙是指装入活塞后，活塞环端面与活塞环槽之间的间隙。侧隙过大，将使活塞环的泵油作用加剧，环易疲劳破碎，加速环的断裂和润滑油消耗增加；侧隙过小，会使活塞环卡死在环槽内，环的弹力极度减弱，冲击应力加剧，不但使气缸密封性能降低，也容易断环。测量的方法是，将环放在槽内，围绕槽滚动一周，应能自由滚动，既不能松动，又不能有阻滞现象。

(7)活塞环背隙的检验

背隙是指活塞与活塞环装入气缸后，在活塞环背部与活塞环槽底之间的间隙，一般为0.5～1毫米。为了测量方便，通常以槽深和环宽之差来表示。活塞环一般应低于环槽岸边0～0.35毫米，以免在气缸内卡死。

2．活塞环开口方向的安装

当把活塞、连杆组装到气缸中时，应注意使各环开口相互错开，以避免可燃混合气从活塞环的开口间隙中漏出。装环时，各道环口应相互错开，如有三道活塞环，各环应沿圆周成120度夹角互相错开；如有四道活塞环，第一、二道互错180度，第二、三道互错90度，第三、四道互错180度，各环开口不要朝着活塞受侧压的方向。这样安装可获得较长的、迷宫式的漏气路线，增加漏气阻力，减少漏气量。

在实际装配中，我们把有三道活塞环的开口呈180度安装，即相邻的活塞环开口相隔180度安装，这样安装的活塞环开口要比呈120度安装的活塞环开口更有效地避免开口重叠。虽然第一道气环和第三道气环的开口在一条直线上，但由于第二道气环的密封作用，不会使从第一道气环开口进入的气流直接进入第三道气环开口处。另外，还应注意开口位置应保证与活塞销垂直。这样安装的活塞环，通过对多台车进行试验表明，发动机工作时间加长，也没出现烧机油的现象。

6. 活塞环工艺

活塞环有气环和油环两种。气环按断面形状分为矩形环、锥形环、正扭曲内切环、负扭曲锥面环、梯形环、桶面环 等。最常用的是矩形环，其工艺性和导热效果好。但这种环会把气缸壁上的机油不断送入气 缸中，这种现象称为“泵油作用”。

为了减少和消除这种作用，目前广泛采用扭曲环来达到 这个目的。 油环分为普通油环（整体式油环）和组合油环（分体式油环）两大类。普通油环又可分为异向外倒角环、同向外倒角环、同向内倒角环、鼻式油环、双鼻式油 环。

组合油环是由三个刮油钢片和两个弹性衬环组成的，其优点有：①片环很薄，对气缸壁 的比压大，因而刮油作用强；②三个刮油片各自独立，对气缸的适应性好；③质量轻；④回 油通路大。 因此，组合油环在高速发动机上得到较广泛的应用。

缺点是制造成本高（片环 的外表面必须镀铬，否则滑动性不好）。