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13600443583摘要：活塞環(huán)是柴油發(fā)電機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)活塞連桿組中的一個零配件，它分氣環(huán)和油環(huán)兩種，通常每個氣缸中有兩道氣環(huán)、一道油環(huán)，個別柴油發(fā)電機(jī)有三道氣環(huán)、一道油環(huán)?？得魉构驹诒疚闹兄v解活塞環(huán)的作用、工作要素、密封的作用和緣由、安裝與選配方式以及易損損傷形式等內(nèi)容。
是指保證活塞與汽缸壁之間的良好密封，防止汽缸內(nèi)的可燃混合氣和發(fā)熱燃?xì)饴┤肭S箱，保證進(jìn)入柴油發(fā)電機(jī)中的可燃混合氣受到足夠的壓縮，并在做功沖程中壓力泄漏損失較小。
詳細(xì)是指將活塞頂部接受的熱傳給氣缸壁移動發(fā)電機(jī)組，防止活塞過熱，通常來說活塞頂部的熱量有70%－80%是通過氣環(huán)傳導(dǎo)給汽缸壁的。
油環(huán)的功能是在下行時刮除飛濺到汽缸壁上的多余的機(jī)油，預(yù)防多余的機(jī)油竄入燃燒室參與燃燒；在上行時在汽缸壁上涂布一層均勻的油膜，以降低活塞、活塞環(huán)和氣缸的磨耗。
活塞環(huán)的作業(yè)條件是極其惡劣的，并且受力也很復(fù)雜。它在工作時受到氣缸中過熱、高壓燃?xì)獾淖饔茫⒃跐櫥瑯O其困難的因素下在汽缸內(nèi)高速滑動。尤其是第一道氣環(huán)，它直接受到燃燒室發(fā)熱高壓氣體的沖擊，并且潤滑極其困難，溫度可以高達(dá)600K，所以磨損較為嚴(yán)重。并且活塞環(huán)在氣缸中上下運(yùn)動時，因為氣缸壁的錐度和橢圓度的影響，活塞環(huán)會沿徑向產(chǎn)生一張一縮運(yùn)動，使環(huán)受到交變彎曲應(yīng)力；另外因為側(cè)隙的存在，活塞在上下止點(diǎn)換向時，活塞環(huán)還會受到環(huán)槽的沖擊。這樣的用途力很容易致使活塞環(huán)的折斷。因此，活塞環(huán)一直是柴油發(fā)電機(jī)上使用壽命最短的零件，很多柴油發(fā)電機(jī)大修，就是因為活塞環(huán)過量損傷造成的。
根據(jù)活塞環(huán)的作用及工作因素，制造活塞環(huán)的材料應(yīng)具有良好的耐磨性、導(dǎo)熱性、耐熱性、沖擊韌性、彈性和足夠的機(jī)械強(qiáng)度。目前廣泛運(yùn)用的活塞環(huán)材料有優(yōu)質(zhì)灰鑄鐵、球墨鑄鐵、合金鑄鐵和鋼帶等。第一道活塞環(huán)外圓面一般進(jìn)行鍍鉻或噴鉬處理。多孔性鉻層硬度高，并能儲存少量機(jī)油，可以改善潤滑降低磨耗。鉬的熔點(diǎn)高靜音發(fā)電機(jī)組，也具有多孔性，因此噴鉬同樣可以提高活塞環(huán)的耐磨性靜音發(fā)電機(jī)組?？梢哉f，活塞環(huán)是柴油發(fā)電機(jī)中對材料和加工工藝要求最嚴(yán)格的零配件，它的使用年限就是柴油發(fā)電機(jī)的使用時限，一些康明斯柴油發(fā)電機(jī)使用壽命長，不燒機(jī)油，具體的要素就是活塞環(huán)的質(zhì)量好。
當(dāng)活塞環(huán)裝入汽缸后，在活塞、活塞環(huán)與汽缸壁之間形成了端隙、側(cè)隙和背隙三個間隙。這三個間隙使活塞環(huán)形成了兩個密封面和一個迷宮式的漏氣通道，如圖3所示。其中第一道氣環(huán)大約密封80~90%的氣體，第二道氣環(huán)大約密封10~20%的氣體，油環(huán)大約密封5%的氣體。
活塞環(huán)在自由狀態(tài)下不是正圓形，其外廓尺寸比汽缸直徑略大，當(dāng)活塞環(huán)裝入氣缸后，在其自身的彈力用途下環(huán)的外圓面與氣缸壁貼緊形成第一密封面。
燃燒室中的高壓氣體通過活塞頂岸與氣缸壁之間的間隙進(jìn)入活塞環(huán)的側(cè)隙和徑向間隙中，這個壓力使環(huán)的下側(cè)面與環(huán)槽的下側(cè)面貼緊形成第二密封面。
如圖4所示。竄入到活塞環(huán)側(cè)隙和背隙中的高壓氣體，發(fā)生背壓力和側(cè)壓力，使活塞環(huán)對氣缸壁和活塞環(huán)槽的壓力進(jìn)一步增大，顯著加強(qiáng)了第一和第二密封面的密封程度，這個現(xiàn)象稱為活塞環(huán)的第二次密封。
由于有了第一密封面與第二密封面，活塞環(huán)漏氣的惟一通道就是活塞環(huán)的開口端隙。但是由于側(cè)隙、徑向間隙和端隙都很小，并且各活塞環(huán)的開口在安裝時相互錯開，這樣就形成了迷宮式漏氣通道，氣體在通道內(nèi)的流動阻力很大。
?。?）最后漏入曲軸箱內(nèi)的氣體通常僅為進(jìn)氣量的0.2％～1.0％，這樣的密封率該當(dāng)說是成功的，這也是往復(fù)活塞式柴油發(fā)電機(jī)至今仍有巨大生命力的緣由之一。
?。?）不過，因為活塞環(huán)三隙的存在，它的運(yùn)動中不可防止的會產(chǎn)生“活塞環(huán)泵油功能”：當(dāng)活塞在氣缸中向下運(yùn)動時移動發(fā)電機(jī)組，汽缸壁上的機(jī)油就通過活塞環(huán)的側(cè)隙下方進(jìn)入背隙。
?。?）當(dāng)活塞在汽缸中向上運(yùn)動時，機(jī)油就從活塞環(huán)的背隙進(jìn)入側(cè)隙上方，然后被送入燃燒室參與燃燒。這個程序在柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)行過程中反復(fù)不斷的進(jìn)行，機(jī)油就被逐漸的消耗掉了。
?。?）這也是往復(fù)活塞式柴油發(fā)電機(jī)固有的特點(diǎn)之一，任何品牌和規(guī)格的柴油發(fā)電機(jī)都會消耗機(jī)油，只是程度不同而已。
?。?）活塞環(huán)泵油作用一方面對潤滑活塞頂部是有利的，但另一方面也會增加潤滑油的消耗、增加燃燒室積炭、或者在環(huán)槽內(nèi)形成積炭靜音柴油發(fā)電機(jī)，擠壓活塞環(huán)使其失去密封性等影響。
因此，為了加強(qiáng)密封、加載磨合、降低泵油用途以及改進(jìn)潤滑，工程師研發(fā)制造了各種不同斷面形狀的活塞環(huán)，以滿足柴油發(fā)電機(jī)的使用需求。
活塞環(huán)與活塞一樣，分標(biāo)準(zhǔn)尺寸和加大尺寸的，在選擇時環(huán)的尺寸級別應(yīng)與活塞的尺寸級別一致。在選購活塞環(huán)后，還需要進(jìn)行如下查看：
活塞環(huán)彈力是保證汽缸密封性的重要要素之一，彈力過量或過小都不良，必須符合技術(shù)數(shù)據(jù)。通常操作活塞環(huán)彈力測量儀來測定，在實(shí)踐中通常用手握的步驟來粗略的判定，只要不是太松都可以使用。
?。?）把活塞環(huán)放入到氣缸中，用活塞推平，然后用厚薄規(guī)檢驗端隙的大小，一般該當(dāng)在0.2~0.5mm之間。
?。?）背隙通常是用活塞環(huán)槽深度減去活塞環(huán)的斷面寬度，通常在0.5~1.0mm之間，如圖5所示。
這三個間隙如果過量會影響密封作用，如果過小會由于熱膨脹而使活塞環(huán)卡死在氣缸中，嚴(yán)重時甚至?xí)瓑臍飧住?/p>
?。?）為了保證活塞環(huán)的密封功用，要求活塞環(huán)的外表面處處與汽缸壁相貼合。如果漏光度過量，活塞環(huán)局部接觸面積小，容易造成竄氣過大以及機(jī)油消耗過多的故障。
（2）有專用的裝備測定活塞環(huán)的漏光度，通常要求是：在活塞環(huán)開口端左右30°范圍內(nèi)不允許有漏光點(diǎn)。
?。?）在同一活塞環(huán)上漏光不允許多于兩處，每處漏光弧長所對應(yīng)的圓心角不得超過25°，同一活塞環(huán)上漏光弧長所對應(yīng)的圓心角總和不得超過45°，漏光處的縫隙不得大于0.03mm。
如果達(dá)不到上述要求，需要重新選配活塞環(huán)或修磨氣缸靜音發(fā)電機(jī)。
活塞環(huán)裝配要準(zhǔn)確、可靠，注意環(huán)的開口位置和方向，如圖6所示。通常在裝配活塞環(huán)時要操作專用工具，不建議手工裝配。保證各道環(huán)的開口位置互相錯開（通常互相錯開180°）、均勻分布，同時要保證開口不對準(zhǔn)活塞銷孔位置。一般在活塞環(huán)的側(cè)面都有向上的箭頭或TOP標(biāo)識，這個面一定要向上裝配，如果裝反會致使嚴(yán)重的燒機(jī)油損壞。
本文所述就是活塞環(huán)的基礎(chǔ)認(rèn)識過程，此外，還應(yīng)熟悉活塞環(huán)的多見損傷方面常識。活塞環(huán)的磨損詳細(xì)是活塞環(huán)在高溫高壓的燃?xì)庥猛鞠?，在汽缸?nèi)作上下往復(fù)運(yùn)動所受到的沖擊和潤滑不佳所致。在柴油發(fā)電機(jī)的所有部件中，活塞環(huán)的磨損轉(zhuǎn)速是最快的
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康明斯發(fā)電機(jī)有限公司是一家集發(fā)電機(jī)組設(shè)備及電氣控制系統(tǒng)研發(fā)、制造、銷售和服務(wù)為一體的柴油發(fā)電機(jī)生產(chǎn)廠家。公司注冊資金2550萬元，公司員工具有多年產(chǎn)品供應(yīng)及服務(wù)經(jīng)驗，匯集了多位行業(yè)資深專家和國家級專業(yè)技術(shù)人才，公司中高級管理人員及工程技術(shù)人員均在柴油發(fā)電機(jī)行業(yè)中工作超過十五年，客戶廣泛、關(guān)系良好。秉承“誠信為本，服務(wù)至上，精進(jìn)卓越，親和共生”的理念，“做的比說的好”的理念，建立了“立品、樹人、發(fā)展”的企業(yè)文化和價值觀，不但使公司能健康快速發(fā)展，同時能為客戶創(chuàng)造更高價值。由于產(chǎn)品技術(shù)先進(jìn)、質(zhì)量可靠、服務(wù)及時而深受用戶歡迎。康明斯發(fā)電機(jī)有限公司立足于更高的起點(diǎn)，高瞻遠(yuǎn)矚，在取得ISO 9001:2008質(zhì)量管理體系認(rèn)證后，又再取得ISO 14001:2004環(huán)境管理體系認(rèn)證，在柴油發(fā)電機(jī)組領(lǐng)域以實(shí)際行動為全球客戶提供優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品并為改善人類環(huán)境做出了積極的響應(yīng)。
。在兩次大修間隔之間的某次二級維護(hù)時，當(dāng)氣缸的圓柱度達(dá)到0.09～0.11mm時，則需要更替活塞環(huán)。在操作中受過熱高壓燃?xì)獾挠绊?，活塞環(huán)的彈力逐漸減弱，造成活塞環(huán)對氣缸的密封性變差，使氣缸壓力減小發(fā)生漏氣和竄油狀況。在保養(yǎng)中更換活塞環(huán)時，應(yīng)將缸壁上磨出的缸肩刮去，預(yù)防撞斷第一道活塞環(huán)。以上就是柴油發(fā)電機(jī)活塞環(huán)的一些相關(guān)常識，活塞環(huán)可以說是柴油發(fā)電機(jī)中技術(shù)含量最高的零部件，它的材料、組成、物理與化學(xué)性質(zhì)活塞環(huán)的工作要素、密封用途、裝配和損傷查驗、裝配及操作都對柴油發(fā)電機(jī)性能有很大的危害。