活塞环基本知识

活塞环基本知识

活塞环是发动机的重要零件之一。活塞环分为气环和油环两种。活塞环的作用：密封气体；均匀分布气缸壁上的润滑油，并防止润滑油窜入燃烧室；导出活塞上的热量；支承活塞，防止活塞直接与气缸壁接触。活塞环工作的好坏直接影响发动机的性能、工作可能性和使用寿命。

1 活塞环的作用

1.1气环的作用

气环起密封气体及导热的作用，其本身具有一定弹力。将环压在缸壁上。当发动机工作时，高压气体进入环槽，一方面将环压紧在环槽上，另一方面环背将更紧密地压在缸壁上起到更好的密封作用。当气体通过第一道环隙窜入第二道时，压力已大大降低。而且第二道环漏泄的气体极少。为了进一步减少摩擦损失，有的发动机只采用一道气环。第二道气环密封任务较轻，而且工作条件较一道好些。为了避免机油窜入燃烧室，所以要求第二道气环除密封气体外，还有一定的刮油作用。

1.2 油环的作用

油环的作用是将一定的润滑油均匀分布在缸壁上，防止润滑油窜入燃烧室并保证活塞环和缸壁的润滑。

油环要刮下缸壁上多余的油,须较大的径向力将环压在缸壁上。由于环背没有气体压力的帮助，故环本身要具有较大的弹力及较小的接触面积，同时刮下的润滑油要能顺利地流回油底壳，所以油环槽背设有回油孔或切口。

2 活塞环的结构分析

2.1活塞环各部分名称，如图1所示。

2.2切口形式

活塞环切口基本上有3种形式：直切口、斜切口和梯形切口，如图2所示。其

中用得最普遍的是直切口。二行程发动机为防止环切口与缸壁上的气口相碰，在切口处用销钉档住，不让环在环槽内转动，如图3所示。

2.3 常用气环断面形状

气环断面形状如图4所示。

矩形环：断面呈矩形，制造简单，广泛采用。

锥形环：将工作面制成小锥度以提高表面接触压力，有利于是磨合密封，并有一定的刮油作用。锥形环用肉眼不一定能看出锥角，所以一定要做标记，不能装反。正确安装应是正锥形，其锥顶向上。

图4 常用活塞环的断面形状

a)矩形

环b)锥面环c)桶面

环d)内切槽环

e)下切槽

环f)内伞环 g)双面梯形

环h)单面梯形(楔形环)

扭曲环：凡环内外切角、切槽均是扭曲环。由于环内、环外切角或切槽扭曲方向不一，而安装后要求扭曲呈正锥形，所以安装扭曲环时，环内切角或切槽面须向上，环外切槽面向下。

桶形环：桶形环表面呈桶形，其优点是能更好地适应短裙活塞在气缸中摆动，使之更好地与气缸和活塞相配合。

梯形环：梯形环断面呈梯形。其在环槽内作径向运动时，侧隙发生变化，能将槽中的沉积物挤出，从而提高抗结胶能力。

通常第一道气环（顶环）采用矩形、桶形环。而锥形环、扭曲环常用于第二道气环。梯形环则多用于柴油机。

2.4 油环

油环的结构形式,通常有3种。

1）整体式或单片式油环

它是最普通的一种，其断面形状如图5所示。为了提高刮油能力，表面较小以提高接触压力，有时还作成鹰嘴形，可进一步提高刮油能力。环上开有通孔或通槽，引导刮下的润滑油经活塞上的回油孔流回曲轴箱。

2）螺旋撑簧油环

它是在单片油环背面安装螺旋撑簧，如图6所示。安装撑簧是为了提高油环径向压力并保持稳定性。

3）钢带组合油环

它是由二片钢(刮)片和一片衬环组成，如图7所示，这种环的特点是接触压力高，上下刮片能分别动作，具有良好的适应性。每片刮片不仅外圆与气缸表面接触进行刮油，阻止滑油上窜，而且上、下端面和环槽上、下端面之间也保持接触，起密封作用。所以封油效果良好。汽车、摩托车发动机多采用钢带组合油环。

图7 钢带

组合油环

3 活塞环材料

常用活塞环材料有：合金铸铁、球墨铸铁、不锈钢、合金钢、弹簧钢。

4 活塞环表面处理

镀铬环：采用的是松孔镀铬，镀铬层硬度很高（HV800以上），摩擦系数很小，而且松孔镀铬层具有良好的贮油结构，显著提高活塞环的耐磨性。

氮化环：氮化层硬度达950HV以上，脆性1级，具有良好的耐磨性和耐蚀性。

渗陶环：采用超微粒低温等离子体化学气相沉积技术，在金属表面生成一种双向扩散的微晶体与网络结构并存的金属陶瓷薄膜。经渗陶处理后表面硬度增加，延长了使用寿命。

表面磷化：经化学处理，使活塞环表面生成一层磷化膜，对产品起到防锈作用，同时提高环的初期磨合性。

表面氧化：在高温和强氧化剂的条件下，钢质材料表面生成一层氧化膜，具有耐腐蚀性，减磨润滑等。

安装使用说明书

汽油机活塞环组

活塞环安装前应注意：

1、安装活塞环前应仔细阅读本安装使用说明书；

2、安装活塞环前检查气缸、活塞是否残缺或拉伤，活塞配缸间隙是否正常；

3、安装活塞环前检测活塞、缸套、活塞环等相关部件的精度；

4、安装活塞环前检查活塞环型号、规格及配缸间隙；

5、安装前应清洗活塞、缸套、活塞环；

6、安装前将活塞环及环槽表面涂抹合适的润滑油；

7、镀铬缸套请勿安装镀铬活塞环。

活塞环安装时：

1、安装顺序，应先安装油环，再安装气环，由下至上安装；

2、安装各道环时，活塞环开口切勿过分撑开（开口不可撑开超过该环径向厚度T的8倍），保持刚能套入活塞即可；

3、安装组合油环：

a) 将衬环（中骨）装入活塞油环槽内，注意衬环开口不能重叠；

b) 安装下钢（刮）片、上钢片，不可用工具撑开开口。如图1，安装时，先将下钢片一端卡入环槽（衬环上），且用大母指按住钢片端口位置，另一只手大母指顺其钢片侧面滑入环槽内，然后用同样方法装入上钢片。勿将下上钢片同装在衬环的一侧；

c) 为避免在活塞推入气缸时，可能造成的衬环开口重叠，请将上下钢片开口与衬环接头错开90~120度。

d) 安装后，用手轻轻旋转组合油环，应平滑无卡滞现象。

4、气环安装：

a) 使用专用工具安装；

b) 依次安装二道气环、一道气环，切勿将第一道与第二道气环颠倒安装；

c) 安装时，应将有标记（HYR、HY、CSR、TLK、ALS、H、R等）的一面朝上（活塞头部方向）;

d) 将气环的开口位置相互错开180度，不要将开口置于活塞销方向。

5、活塞环组装入气缸前，调整好各道环的开口位置，如图3所示。

图1 组合油环安装

图2 活塞环安装位置

图3 活塞环开口位置

使用时：

1、调整好点火时间，设置符合要求的混合比；

2、新环安装后应按规定进行冷磨合；

3、不要低挡位高速行车，低温启动发动机后要预热；

4、使用规定的燃料，选用优质的机油；

5、保持发动机良好通风；

6、保持油足、水足、空气足；

7、水冷却发动机要严格控制水温。

活塞环小常识

一、全氮化环与传统的镀铬镀铬镀铬环相比有什么优点？

1、氮化环工艺含量高，它使用分布式操场作智能控制系统，保证了其先进工艺的有效性可靠性；

2、其工艺属于无污染的活塞环清洁生产工艺是一种环保型产品，符合行业的发展趋势，而镀铬环的生产与使用易对环境产生污染且不易消除，已经不适应市场的要求，是一种即将被淘汰的产品。

3、氮化环性能优良，表面硬度hv1000-1400，比镀铬环高hv200-600，所以其耐磨性远远高于镀铬环；

4、耐高温，过热敏性低，氮化环在近600c高温下其表面硬度基本不发生变化，而镀铬环在300c以上的温度下，硬度随着温度的升高而下降；

5、氮化改善活塞环的综合机械性能，其耐腐蚀性冲韧性抗疲劳强度使用寿命都远远大于镀铬环；

6、氮化环对活塞的密封性比镀铬环好，油耗低，易起动，比镀铬环好，油耗低，易起动，比镀铬环耐用可靠；

7、氮化环的表面光洁度高，其油环的氮化处理着色美观而光润；

8、随着发动机的转速越来越高，只有氮化环优良的品质与性能才符合这一要求；

9、氮化环材料现多采用进口钢质材料，保证其机体性能优良；

10、油环采用钢带组合式，上下刮片及衬环经氮化处理，刮油能力强，经久耐用，适应性好，能很好的适应气缸的不均匀磨损和活塞变形等造成的影响，防止积渣、结胶，具有良好的控油能力。

二、活塞环不耐磨和烧机油的原因分析

客户在活塞环销售过程中，有时会遇到退货的现象，主要原因是活塞环不耐磨和烧机油。

活塞环不耐磨的主要原因如下：

1、有些厂家生产的环氮化层厚度、硬度不符合要求，本身不耐用磨；

2、汽缸不圆，椭圆度、锥度超差，使环与缸切合不良，局部接角就力过大，不宜形成油膜，产生缸磨，而使缸磨损可快；

3、活塞环装入缸套后，没有在空载低速条件下进行一定时间的磨合，一开始就高速超负荷运行，使环与气缸接角不良，漏气、加速磨损。

4、由于气缸装配不当，造成缸套变形面与活塞环接角不良造成与第二点相同的磨损情况；

5、机油质量太差或使用时间过长，机油中草药杂质含量增加，粘度下降，不易形成均匀的油膜，都有会使用权环与缸套表面磨擦增加，环的磨损加快；

6、空气滤清器没有按要求装好，油料不干净，致使用权缸套的灰尘、杂质不被吸入发动机，形成研磨膏，也会加快活塞环的磨损；

7、发动机长时间在超负荷的状态下工作，造成温度过高，散热不良，也会加快活塞环的磨损；

8、发动机在冷态刚启动就高速运转，也会加快机件特别是活塞环的磨损；

9、根据有关资料统计，活塞环非正常磨损的诸多原因中，使用不当、过滤不佳期是造成成磨损加快的主要原因。约有40%以上的活塞环是由这些原因导致提前报废。

关于烧机油的问题，主要原因如下：

1、活塞环油环弹力过小，漏光过大，导致辞烧机油，这是活塞环本身的原因；

2、气门杆与气门导管的间隙过大，气门油封封油不严，这种烧机油现象与活塞环无关，更换活塞环后还是烧机油；

3、气缸尺寸超差，椭圆度过大，表面有拉伤、沟槽，致使油环不能刮除缸壁上多余的机油，机油窜入燃烧室，参与燃烧；

4、锥面环锥度反装，往上适刮油，也会增加机油消耗；

5、活塞环装配时，开口位置没有错开，排在一直线，会使机油消耗猛增；

6、活塞环的质量对活塞环及发动机的影响有以下几点；

（1）环槽高度过大，导致活塞环的侧面磨损严重，甚至折断。从而造成发动机冒烟，功率下降；

（2）环槽高度过小，和环槽上下侧加工精度差异致使活塞环结胶卡死折断，造成发动机冒烟，功率下降；

（3）活塞裙部与缸套间隙过小，会导致早期磨损加快，甚至表面拉伤，造成发动机冒蓝烟，功率下降；

（4）活塞裙部与缸套间隙过大，导致活塞环侧面及环槽磨损严重，甚至结胶卡死，造成发动机冒烟，功率下降和噪声较大；

7、缸套对活塞环及发动机的影响主要有以下几点：

（1）缸孔圆度，垂直度及位置度较差，导致活塞不耐磨，环表面及缸壁拉伤，造成发动机冒烟功率下降；

（2）缸孔内表面粗糙度过小，导致活塞环及钢壁拉伤，造成发动机冒烟。

（3）缸孔外表面粗糙度过大，导致活塞环磨损严重，造成成发动机冒烟；

（4）缸孔直径过小，导致活塞环闭口，抵死、折断，造成发动机冒烟和功率下降；

（5）缸孔直径过大，导致活塞环严重磨损，造成发动机冒烟和功率下降；

8、连杆瓦质量不良或磨损过大，造成活塞结胶卡死，发动机油耗过在；

9、冷却系统质量不好，过热导致活塞环的早期磨损较大，环表面及缸壁拉伤，使发动机冒蓝烟因此我们建议用户更换活塞环时，在装车前，一定要对气缸进行检测，尺寸超差、表面有明显拉伤、沟槽的缸一定要修理后再使用，不要使用权用质量太差的气缸，润滑油要定期更换，质量要可靠，空滤器要定期清理，使其工作正常，要保证发动机散热良好，不能长时间超负荷工作，在新装活塞环后，要跑好磨合期。

本公司有一套严格的工艺控制和质量保证体系，生产的活塞环氮化层硬度、漏光及油环

活塞环拆装、检测和测量

活塞环拆装、检测和测量 活塞环是柴油机燃烧室的组成零件之一，它的功用可归纳为，密封燃烧室、散出活塞热量和调节气缸润滑。活塞环要实现这些功用，必须与气缸壁紧贴，这就要求环具有足够的弹力和符合要求的贴合。环的弹力不足和贴合不良会引起密封性下降，严重时会因环的“压入”而窜气；同时贴合不良也不利益活塞散热和调节气缸润滑（油环）的作用。柴油机工作时，活塞环处在高温高压以及润滑极其困难的条件下，特别第一道环。这一方面使环和缸套遭受强烈的摩擦和磨损，使环弹性减弱和贴合不良，环的工作性能恶化，严重时会引起拉缸、断环。另一方面，环及环槽在高温下受热膨胀，若环的间隙（搭口间隙、天地间隙等）调整不当，也将引起气缸密封不良，环的卡阻、顶死，使柴油机工作性能和使用寿命下降。 为了保证活塞环具有良好的工作性能，必须定期对活塞环进行拆检。为此本内容所要求进行的项目有：1.活塞环拆装；2.活塞环搭口间隙、天地间隙测量；3。活塞环弹性定性检验； 4.活塞环与缸套密封性检验。 任务一活塞环拆装 一、目的：掌握活塞环的拆卸和装配方法 二、设备及工量具：柴油机、活塞环钳（或两绳套） 三、拆装步骤： 1、将活塞从缸中吊出。 2、清洁积碳，对有卡死现象的环，可用轻柴油浸泡后用橡胶锤轻敲使其活动，不得用凿子凿削。 3、将活塞环钳的钳口稳固地装于环的两搭口上，小心地将环慢慢地胀开，使之内径稍大于环槽（或一人将两绳套分别搭于环的两搭口，用两手大拇指分别钩住绳套，然后小心地向外拉使环张开）。注意随时保持环与活塞的同心 4、稳定住环搭口开度，小心地将环提起（或装入），随时调整环与活塞的同心度，使环与活塞同圈间隙均匀地拆出（或装入）活塞环。 5、拆卸时，从两侧向中间逐根拆下，以减少环拆装时行经的距离，并随时做好活塞环的排列顺序及工作面标记（对于中小型柴油机可以从第一道环逐根往下拆）。 6、装配时，先装中间一根环再从两端逐根装入，其排列顺序、工作面及油环的方向不得装错（对于中小型柴油机从最末道油环逐根网上装）。 四、注意事项 1、拆装活塞环时不能过分胀大，避免折断，同时应注意不要划伤活塞壁面。 2、装配活塞环时各道环的位置及工作面不得装错。 3、装配油环时其刃口斜边不得装错。 五、评估标准 1、活塞环卡死在环槽内的处理，能正确对卡死在环槽内的活塞环进行有效的处理。 2、拆卸：拆卸工具选用正确，使用方法得当，拆出或装入过程中，对活塞壁面无划伤或断环现象；拆下的环能按顺序及工作面做好标记；装入时按装入顺序、工作面、油环刃口方向均无差错，相邻搭口错开角度合适。 3、完成时间10min. 任务二活塞环（气环2根，油环1根）搭口间隙。天地间隙测量一、目的：掌握活塞环间隙测量的方法

活塞环三隙及漏光度检检测

活塞环三隙及漏光度检检测 为了确保活塞环与活塞环槽、气缸壁的良好配合，在选配活塞环时，需要进行活塞环的弹力检验、漏光度检验，端隙、侧隙和背隙检验。 1.活塞环的弹力检验，用活塞环弹力检验仪检验。应符合机型的规定要求。 2.活塞环漏光的检验：活塞环漏光度检验的目的是察看活塞环与气缸壁的贴合情况，漏光度过大，活塞环局部接触面积小，而造成漏光和机油上窜，燃烧积碳，排气管排黑烟，选配活塞环时，必须进行漏光检查。 检测程序：将活塞环平放在气缸内，活塞环置于气缸内，用倒置的活塞将其推平，活塞上面放一块直径略小于活塞环外径的圆形盖板，盖住活塞的内圆，在活塞环的下面放一个发亮的灯，从气缸上部观察活塞与气缸壁的缝隙，确定七漏光情况。 漏光度要求：漏光出的缝隙，应不大于0.3mm；在同一根活塞环的漏光不得多于两处，漏光弧长在圆周上一处不得大于30°；同一环上的漏光弧长总和不得超过60°；在环端口处左右30°范围内不允许有漏光现象。 3.三隙检测（端隙、侧隙及背隙） 发动机工作时，活塞环随活塞在气缸内作往复运动时，有径向涨缩变形现象，因此活塞环在气缸内应有开口间隙，与活塞环槽间应有侧隙与背隙。 （1）开口间隙，又称端隙，是活塞冷状态下装入气缸后开口处的间隙。此间隙是为了防止活塞环受热膨胀卡死在气缸内设置的。在检查漏光度的同时可检查端隙，用厚薄规测量。 端隙检验：将活塞环置于气缸内，并用倒置的活塞顶部将其推平，然后用厚薄规测量。若端隙大于规定值，则应重新选配活塞环；若间隙小于规定值，应用细

平锉刀对环的端口进行锉修。 锉修注意事项：活塞环要有支点；只能锉修一端环口且应平整；锉刀单方向行刀；四周用力捏紧检验活塞环，两面都要检验。 端隙：解放一道气环0.50~0.70mm，二道气环0.40~0.60mm，油环0.30~0.50mm 东风一道气环0.29~0.49mm，二道气环0.29~0.49mm，油环0.50~0.70mm （2）侧隙，又称边隙，是环高方向上与环槽 之间的间隙。第一道环因为工作温度过高，一般间隙 比其他环大些，油环侧隙较气环小。此间隙过大会使 环的气密性下降，间隙过小会导致在高温膨胀时相互 间发生“粘住”的危险。用厚薄规测量。 侧隙：解放一道气环0.055~0.087，二道气环0.055~0.087，油环0.40~0.80 东风一道气环0.055~0.087，二道气环0.04~0.072，油环0. 09~0.20 （3）背隙：活塞和活塞环装入气缸后，活塞环 背面与环槽底部间的间隙。为了测量方面，维修中以 环的厚度与环槽的深度差来表示背隙，此数值比实际 背隙要小。 背隙：解放一道未做要求 东风气环0.20~0.90mm，油环0.88~1.335mm 4.使用极限： 气环：端隙2.00~4.00mm，侧隙0.20~0.40mm 油环：端隙2.00~3.00mm，侧隙0.20~0.30mm

活塞环的基本材料

活塞环的基本材料 当今活塞环应用各种品质的铸铁材料和钢。首先考察铸铁材料，按照用材料强度、延伸率、疲劳强度和耐磨性等指标表征的承载能力，可选用的铸造品质的全部范围见表1。对于第一道压缩环应特别优先选用一种具有高抗弯强度和弹性模数的球墨铸铁，其基体为马氏体，以获得高的硬度，可使侧面具有较好的耐磨性。 第二道活塞环能应用无镀层环，开发了一种在调质热处理状态下呈现细化片状组织铸造品质的材料，通过生成铬、钒、锰和钨元素的特殊碳化物，以及马氏体基体组织，以获得良好的耐磨性。而GOE44可锻铸铁是一种在细化珠光体基体组织中有针对性地生成残余碳化物成分的材料，能将高抗切向力强度与良好的耐磨性结合起来。 由于对材料强度和疲劳强度以及良好耐磨性的要求越来越高，现在趋向于进一步优化球状石墨的生成，以便在静态（装配状态）和动态负荷下获得特别高的抗弯强度，同时用贝氏体基体组织来获得活塞环侧面和工作表面较低的磨损率。 由于汽油机和柴油机活塞结构高度降低，压缩环的轴向高度相应减小，特别是面对20MPa气缸爆发压力，对机械结构的要求越来越高，这一切都要求提高活塞环侧面的强度和耐磨性。钢材料特别适合于这些要求。与铸铁材料相比，钢具有良好的机械动态承载能力，因此在弯曲负荷增大的情况下具有高的疲劳强度。当然，通过表面镀层和表面处理的效果可部分地缩小铸铁和钢之间动态强度的差异。试验表明，通过附加的化学处理（CPS法）可使氮化钢活塞环的动态强度提高大约30％。 首先应用含铬量为13％或18％的高铬马氏体钢，这种材料通过生成精细分布的铬碳化物和附加生成的渗氮层使表面层硬度明显提高，从而获得良好的耐磨性。如果要使用调质处理的Cr-Si低合金钢的话，则环工作表面镀层是必需的。 在最近15年内，全世界汽油机第1道压缩环都由铸铁环改用钢环，其中特别是欧洲和日本偏爱于氮化钢环。在汽油机高转速的使用条件下，现在轴向高度低的第1道钢环已成为标准零件，在此期间开发的发动机的第1道环超过90%采用氮化钢环，而第2道环大多数采用成本较低的铸铁环，并根据各自的功能要求选择相应的结构型式和工作表面涂层。 在欧洲轿车柴油机，即升功率大于50k W/的高负荷发动机上，第1道压缩环必须使用牌号为52/56的球墨铸铁，第2道环采用牌号为32的调质耐磨灰铸铁。通过采用强化的球墨铸铁（GOE56)或含铬18％铬钢来改善活塞环侧面特别是上侧面的耐磨性。当然，特别是在环轴向高度低的情况下，钢环包含着环槽磨损增大的风险，但是在每种情况下槽和环侧面总磨损量的差异并不大。 在柴油机上，由于活塞环的轴向高度较高，其材料向钢变化的倾向并不明显。这一方面是因为铸铁环和环槽镶圈材料之，间的材料配对非常好，另一方面是因为铸铁材料具有非常良好的加工性。 原则上，商用车柴油机第1道压缩环使用球墨铸铁已有非常丰富的经验，这从球墨铸铁环在欧洲柴油机上占有很高的分额就反映出来了。但是，自从上世纪60年代以来，具有非常低轴向磨损的含铬18％铬钢镀层压缩环在商用车柴油

项目教学(活塞环三隙的测量)

项目教学（活塞环三隙的测量） 注意事项 1、操作规定时间： 20分钟（含准备时间）。 2、请首先按要求在作业表上填写你的姓名、班级。 3、请仔细阅读各种题目的回答或操作要求，在规定的时间和地点完成相应的项目。 4、不要在作业表上乱写乱画，填写无关的内容。 1、本题分值：45分 采用现场实物检测方式对指定的活塞环三隙进行测量，并完成作业表及确定相应的维修方案。 操作要求： 1、合理选择和规范使用工具、仪器、仪表、量具； 2、作业项目齐全；作业流程合理； 3、量具的使用、读数方法、读数结果正确； 4、按要求对活塞环的端隙、侧隙进行检测，并根据检测结果提出维修方案； 5、口述活塞环背隙的检测方法并记录； 6、相应数据的计算方法及结果正确； 7、安全与文明作业。 检测所需工量具 工量具名称规格数量备注发动机维修手册考点提供 活塞环拆装钳1套考点提供 游标卡尺1把考点提供 厚溥规0-100mm 1把考点提供 活塞连杆组考点提供 工具车配备常用工具1台考点提供 抹布考点提供

活塞环三隙检测评分表 班级：姓名：用时：分钟总得分： 序号考核项目配分扣分标准（每项累计扣分不超过配分）扣分 1安全文明否决造成人身、设备重大事故，或恶意顶撞考官、严重扰乱考场秩序，立即终止考试，此题计0 分 2安全文明生产7 分(1)不穿工作服扣1 分、不穿工作鞋扣1 分、不戴工作帽扣1 分 (2)竣工后未清理工量具，每件扣1 分 (3)竣工后未清理考核场地，扣2 分 (4)不服从考官、出言不逊，每次扣1 分 3工量具准备 5 分(1)工量具每少准备1 件扣1分 (2)工量具选择不当，每次扣2 分 (3)未校验量具每次扣2 分 4维修手册使用 3 分每查错一个数据或漏查1个数据扣1 分，根据工单填写情况对照维修手册标准值评分 5活塞环的拆卸 6 分(1)未使用活塞环拆装钳进行拆卸每次扣2 分 (2)拆卸顺序错误每次扣2 分 (3)活塞环拆装钳使用不正确扣2 分 6活塞环端隙测量7 分(1)未清洁气缸和量具扣1 分 (2)活塞环放入气缸中的位置错误扣1分 (3)量具使用不正确扣1 分 (4)测量数据不正确每个扣1分 (5)结果判断不正确扣1 分 7活塞环侧隙测量7 分(1)未清洁被测零件每个扣1 分 (2)量具未清洁扣1 分，量具使用不正确扣1分(3)测量数据不正确每个扣1 分 (4)结果判断不正确扣1 分 8活塞环背隙测量 5 分口述测量方法并填入记录表中，每漏述一个步骤扣1 分 9维修记录 5 分(1)维修记录字迹撩草扣2 分 (2)填写不完整，每项扣1 分 10合计45 分

活塞环检测原理

活塞环检测原理 本标准等效采用ISO6621／2-1984《内燃机活塞环检测原理》。 1主题内容与适用范围 本标准规定了气缸直径小于或等于200 mm的往复活塞式内燃机活塞环的检验方法。 本标准适用于气缸直径小于或等于200 mm的往复活塞式内燃机活塞环。在类似条件下工作的压缩机活塞环也可参照使用。 2引用标准 GB131机械制图表面粗糙度代号及其注法 GB1031表面粗糙度参数及其数值 GB3505表面粗糙度术语表面及其参数 GB14223内燃机活塞环梯形和楔形环 3检验方法 3．1通用检验条件 除特殊规定外，所有检验方法均应符合下述通用条件： a．活塞环应以自由状态（即非受力状态）放置在基准面上，不应有附加力施加在活塞环上； b．有些检验是将活塞环置于具有气缸基本直径的环规中，使其处于闭合状态下进行的。当用这种方法检验具有方向性的活塞环时，环的上侧面应朝向基准面； c．检验时，应使用分辨力不超过被测量尺寸公差的10％的仪器。 3．2特性和检验方法 活塞环特性和检验方法见表1和表2的规定。 表1 活塞环特性

活塞环的检验方法： 3．2．1环高，mm a. 平行侧面环h1 定义：在与基准面垂直方向，任意位置处两侧面之间的距离（见图a和图b)。 b. 梯形环h3 定义：在与基准面垂直方向，距外圆面a6处两侧面之间的距离（见图d)。 检验方法： 用两个半径为1.5±0.05 mm的球面测头测量，测量力约1N（见图C）。油环应测量实体部位（见图b）。

（a）方法A 在规定的a6值处测量尺寸h3（见图d）。用两个半径为1.5±0.05mm的球面测头测量，测量力约1N（见图e）。采用平行规代替梯形规校验测量仪器时，球面测头将引起的误差如下： 对于6°梯形环：0.004 mm 对于15°梯形环：0.026 mm 为了得到正确的梯形测量高度，应从实测值中减去上述数值。 a6值在GB／T 14223中规定。 图e中，上测头轴线对A轴线的同轴度为0.002mm。 （b）方法B 在规定的高度h3值处测量尺寸a6（见图d）。用平面测头测量，测量力约1N，环放置在两个锐边圆盘之间，圆盘间距等于规定的量规高度h3（见图f）。h3值在GB／T 14223中规定 检验方法示意图 3．2．2径向厚度a1，mm 定义：环内、外圆之间的径向距离（见图a）。

活塞环的材料

活塞环的材料 活塞环材料品种繁多、性能各异。选择活塞环的材料要考虑其使用条件、性能要求和环别等因素。一般说内燃机活塞环材料应满足下列要求； 1在高温下具有足够高的机械强度； 2 耐磨且摩擦系数小； 3 不易产生粘着，容易磨合； 4 加工方便，价格便宜。 这样，就要求活塞环材料应具有一定的强度、硬度、弹性、耐磨性（包括贮油性）、耐蚀性、热稳定性和工艺性等。目前，活塞环材料主要是铸铁，随着发动机的强化，出现了从灰铸铁过渡到可锻铸铁和球墨铸铁以及钢材的趋向。常用的材料和性能见表2-1。 表2-1 活塞环常用材料及性能 材料硬度弹性模量 ㎏/mm2许用应力（㎏）推荐使用范 围 工作 应力 安装应力 灰铸铁合金铸铁亚共晶铸 铁 球墨铸铁碳钢马氏体不锈钢奥氏体不锈钢HRB 95~106 HRB 98~108 HRB 98~108 HRB 100~110 HR30N68~72 HRC 38~44 HR30N 59~67 95000 95000 11000 15500 20000 20000 20000 25 25 28 40 50 50 50 50 55 80 100 100 压缩环油 环 压缩环油 环 压缩环油 环 IST IST OIL刮片 环 IST 钢带衬环 许用剪应力200㎏/mm2

活塞环的材料主要是灰铸铁、合金铸铁和球墨铸铁，其材料的成份和性能： 1 灰铸铁：其化学成份按活塞环尺寸大小、铸造方法而变化。含C:3.5-3.75% Si：2.2-2.75% Mn：0.6-0.8% P：0.3-0.8% S：小于0.10%。含少量铬、钼或钒等合金元素，其性能、抗弯强度30㎏/㎝2以上，硬度HRB94-107，弹性系数8000-11000㎏/mm2弹力衰减率（300℃×2小时）在10%以下。 2 合金铸铁：为了改进铸铁的基体组织，在铁水中另加铬、钛、钨、钒、铜、镍等元素即为合金铸铁。其硬度比灰铸铁高、耐热性好、弹力衰退小等优点。 3 球墨铸铁：是将超共晶组织铁水，经镁、铈或钙处理而制成，主要优点是抗弯强度高达80-120㎏/mm2，比普通铸铁高一倍以上。弹性系数高达15000-17000㎏/mm2，受冲击不易破环。 活塞环材料之所以以铸铁为主，主要是因铸铁中含有石墨是优良的固体润滑剂，当活塞环处于临界摩擦或干摩擦的状态下，铸铁材料就显示出其优越的自身润滑性能。 如摩擦或润滑问题，能充分解决的话，钢材也可以用来制造活塞环，近年来还发展半可锻铸铁材料。 2.1 活塞环的一般技术要求 1 化学成分与金相 活塞环广泛使用各种牌号的铸铁。材质是活塞环机械性能与使用寿命的基础，因此在规定范围内合理调整材料成分比例、严格控制造

活塞环(气环)

课题：活塞环 授课课程：发动机构造与维修授课教师：张臣 授课类型理论学时数1学时 授课章节活塞连杆组（活塞环）授课教具投影仪 学习目标掌握气环的作用和工作原理以及维修注意事项 教学过程设计 备 注 复习巩固1活塞连杆组的组成？ 主要由活塞、活塞环、活塞销和连杆等组成。 2、活塞的作用？ 承受气缸中的燃烧压力，将压力通过连杆传递给曲轴。 3.活塞可分为哪三部分，并指出？ 活塞顶部、活塞头部和活塞裙部。 提问

学习探究学习目标：（请大家齐声朗读） 掌握气环的作用和工作原理以及维修注意事项 1、活塞环的分类和工作环境 分为气环和油环，活塞环在高温、高压、润滑条件极差的条件下工作，是发动机的易磨损件。 2、气环的作用 密封：密封气缸中的高压燃气，防止漏入曲轴箱 导热：将活塞头部百分之七十到百分之八十的热量传给气缸壁 3、气环的密封原理 气环装入汽缸后在弹力作用下紧贴在气缸壁上，起到密封和导热的作用 4、气环的结构 端隙：活塞装入气缸后，活塞环开口处两端的距离叫做活塞环端隙，端隙过大，漏气量大，使发动机功率减小；端隙过小，使活塞环在气缸中卡滞，拉伤气缸，造成断裂，端隙一般为0.2mm到0.9mm，为了防止漏气，活塞环的开口相互错开90度到120度。 侧隙：活塞环与环槽之间的间隙叫做侧隙。 背隙：活塞环背面与环槽底部的间隙 △1 —开口间隙； △2 —侧隙； △3 —背隙

检查学生自学效果检测 1.活塞环分为（气环）和（油环） 2.看图指出气环的端隙、侧隙和背隙 3、安装活塞环时活塞环开口相互错开（90度到120度） 4，说出活塞环间隙过大和过小对汽车的影响 间隙过大，漏气量大，使发动机功率减小；间隙过小，使活塞环在气缸中卡滞，拉伤 气缸，造成断裂。 提问 方式

活塞环检测

实训项目：活塞环检测。 使用工具/设备：塞尺。 实训目的：掌握活塞环间隙的检测要领。 实训重点：活塞环间隙的测量方法。 实训难点：活塞环的间隙数值正确读取。 实训流程： 1 活塞环主要的间隙有开口间隙（端面间隙）和侧间隙，这两个间隙过大或过小对发动机的动力影响很大。过小或造成活塞环卡死，失去应用的密封作用，过大会造成发动机机油消耗量过大，同样也会降低发动机的动力。 2 活塞环开口间隙（端面间隙）测量方法：将活塞环（第一二道）放入气缸筒内，使用活塞顶部轻轻推入至活塞在上止点活塞环所处的位置，注意放平，不得歪斜。选择塞尺合适的尺寸测量片放入开口处，测量其开口间隙数值，应符合发动机的技术标准。 3 活塞环侧间隙的测量方法：将活塞环放入活塞环槽内，使用合适的塞尺测量片测量活塞环与环槽之间的间隙，应符合发动机的技术标准。 4 如果活塞环开口间隙（端面间隙）过小，可使用什锦锉锉刀进行修整到规定的数值。 5 侧间隙过小可以使用研磨方法进行修理，在没有记号的一面进行研磨，也可车削活塞的环槽。 注意事项：防止用力过大折断活塞环。 实训现场安全应急预案： 为了确保教学实训中的人员与财产的安全，为了避免不必要的人身和财物的损害，遵循“安全第一，预防为主”的方针，高度重视实训室安全工作，增强安全防范意识。特规定教学实训室安全防护措施与与应急方案。 1 现场准备在有效期内的消防灭火器，懂初起火灾的扑救知识与应用。 2 现场备有医疗救护用品与药品。 3 待发动机温度降至或接近环境温度时方可操作。 4 严禁携带易燃、易爆、有毒物品带入实训室， 5 学生进入实训室严格遵守实训室安全管理规定，严禁打闹嬉笑，对不明白的设备及工具不要随意触动，服从实训课老师的指挥。 6 遇有紧急情况，如火灾、人员伤害等，会拨打119、120报警电话。

活塞环的材料

第二章活塞环的材料 活塞环材料品种繁多、性能各异。选择活塞环的材料要考虑其使用条件、性能要求和环别等因素。一般说内燃机活塞环材料应满足下列要求； 1在高温下具有足够高的机械强度； 2 耐磨且摩擦系数小； 3 不易产生粘着，容易磨合； 4 加工方便，价格便宜。 这样，就要求活塞环材料应具有一定的强度、硬度、弹性、耐磨性（包括贮油性）、耐蚀性、热稳定性和工艺性等。目前，活塞环材料主要是铸铁，随着发动机的强化，出现了从灰铸铁过渡到可锻铸铁和球墨铸铁以及钢材的趋向。常用的材料和性能见表2-1。 表2-1 活塞环常用材料及性能 材料硬度弹性模量 ㎏/mm2 许用应力（㎏）推荐使用范围工作应力安装应力 灰铸铁 合金铸铁亚共晶铸铁 球墨铸铁 碳钢 马氏体不锈钢奥氏体不锈钢HRB 95~106 HRB 98~108 HRB 98~108 HRB 100~110 HR30N68~72 HRC 38~44 HR30N 59~67 95000 95000 11000 15500 20000 20000 20000 25 25 28 40 50 50 50 50 55 80 100 100 压缩环油环 压缩环油环 压缩环油环 IST IST OIL刮片环 IST 钢带衬环 活塞环的材料主要是灰铸铁、合金铸铁和球墨铸铁，其材料的成份和性能： 1 灰铸铁：其化学成份按活塞环尺寸大小、铸造方法而变化。含C:3.5-3.75% Si： 2.2-2.75% Mn：0.6-0.8% P：0.3-0.8% S：小于0.10%。含少量铬、钼或钒等合金元素，其性能、抗弯强度30㎏/㎝2以上，硬度HRB94-107，弹性系数8000-11000㎏/mm2弹力衰减率（300℃×2小时）在10%以下。 2 合金铸铁：为了改进铸铁的基体组织，在铁水中另加铬、钛、钨、钒、铜、镍等元素即为合金铸铁。其硬度比灰铸铁高、耐热性好、弹力衰退小等优点。 3 球墨铸铁：是将超共晶组织铁水，经镁、铈或钙处理而制成，主要优点是抗弯强度高达80-120㎏/mm2，比普通铸铁高一倍以上。弹性系数高达15000-17000㎏/mm2，受冲击不易破环。 活塞环材料之所以以铸铁为主，主要是因铸铁中含有石墨是优良的固体润滑剂，当活塞环处于临界摩擦或干摩擦的状态下，铸铁材料就显示出其优越的自身润滑性能。 如摩擦或润滑问题，能充分解决的话，钢材也可以用来制造活塞环，近年来还发展半可锻铸铁材料。 2.1 活塞环的一般技术要求 1 化学成分与金相 活塞环广泛使用各种牌号的铸铁。材质是活塞环机械性能与使用寿命的基础，因此在规定范围内合理调整材料成分比例、严格控制造型与浇铸工艺来确保活塞环具有符合设计要求的最佳金相组织。 2 热处理 采用适当的热处理方法，以调整活塞环的金相组织及消除加工应力。 3 刚度 活塞环是一个刚度差的弹性零件，加工时必须合理安排工艺流程、注意装夹方法，以保 许用剪应力200㎏/mm2

04第三章活塞环的设计

第三章活塞环的设计 内燃机的性能与活塞环的设计息息相关。目前世界上活塞环设计已进入标准化系列化时代。 3.1 活塞环的设计原则 根据活塞环的作用和工作条件，活塞环的设计应满足如下要求： 1 有适当的弹力，以利初始密封； 2 有较高的机械强度和热稳定性好； 3 易磨合且有足够的耐磨性和抗结胶能力； 4 加工工艺简单，成本低廉。 活塞环设计采用弹性弯曲理论，综合考虑环装入活塞的张开应力和环在气缸中的工作应力。根据这些应力的最佳比例和环材料的强度和弹性模量，实际环的自由状态开口距离为2.5～3.5倍的环径向厚度，环直径/径向厚度之比在22～34之间。 经长期设计经验之积累和广泛的发动机运转测试，得出了压缩环、油环和环槽设计参数的推荐范围，如表3-1～3-4所示的数据，给活塞环设计提供一个全面的指南。 表3-1 气环侧隙 环直径间隙 顶环第二和第三道环 76~178mm ＞178~250mm ＞250~405 mm ＞405~600mm ＞600mm 0.064/0.114 mm 0.076/0.127 mm 0.102/0.152 mm 0.152/0.216 mm 0.152/0.229 mm 0.038/0.089 mm 0.064/0.114 mm 0.076/0.127 mm 0.127/0.191 mm 0.127/0.203 mm 表3-2 油环侧隙 环直径间隙 76~178 mm ＞178~250 mm ＞250~405 mm ＞405~600 mm ＞600 mm 0.038/0.089 mm 0.064/0.114 mm 0.076/0.127 mm 0.127/0.191 mm 0.127/0.203 mm 表3-3 闭口间隙 发动机型式单位缸径的闭口间隙 水冷 风冷及两冲程 0.003/0.004 0.004/0.005表3-4 侧面光洁度 活塞环直径侧面光洁度CLA ≤178 mm ＞178~405 mm ＞405~920 mm 最大0.4μm 最大0.8μm 最大1.6μm

活塞环的材料

第二章活塞环得材料 活塞环材料品种繁多、性能各异。选择活塞环得材料要考虑其使用条件、性能要求与环别等因素。一般说内燃机活塞环材料应满足下列要求; 1在高温下具有足够高得机械强度; 2 耐磨且摩擦系数小; 3 不易产生粘着,容易磨合; 4 加工方便,价格便宜。 这样,就要求活塞环材料应具有一定得强度、硬度、弹性、耐磨性(包括贮油性)、耐蚀性、热稳定性与工艺性等。目前,活塞环材料主要就是铸铁,随着发动机得强化,出现了从灰铸铁过渡到可锻铸铁与球墨铸铁以及钢材得趋向。常用得材料与性能见表2-1。 表2-1 活塞环常用材料及性能 材料硬度弹性模量 ㎏/mm2 许用应力(㎏) 推荐使用范围工作应力安装应力 灰铸铁 合金铸铁亚共晶铸铁 球墨铸铁 碳钢 马氏体不锈钢奥氏体不锈钢HRB 95~106 HRB 98~108 HRB 98~108 HRB 100~110 HR30N68~72 HRC 38~44 HR30N 59~67 95000 95000 11000 15500 20000 20000 20000 25 25 28 40 50 50 50 50 55 80 100 100 压缩环油环 压缩环油环 压缩环油环 IST IST OIL刮片环 IST 钢带衬环 活塞环得材料主要就是灰铸铁、合金铸铁与球墨铸铁,其材料得成份与性能: 1 灰铸铁:其化学成份按活塞环尺寸大小、铸造方法而变化。含C:3、5-3、75% Si:2、2-2、75% Mn:0、6-0、8% P:0、3-0、8% S:小于0、10%。含少量铬、钼或钒等合金元素,其性能、抗弯强度30㎏/㎝2以上,硬度HRB94-107,弹性系数8000-11000㎏/mm2弹力衰减率(300℃×2小时)在10%以下。 2 合金铸铁:为了改进铸铁得基体组织,在铁水中另加铬、钛、钨、钒、铜、镍等元素即为合金铸铁。其硬度比灰铸铁高、耐热性好、弹力衰退小等优点。 3 球墨铸铁:就是将超共晶组织铁水,经镁、铈或钙处理而制成,主要优点就是抗弯强度高达80-120㎏/mm2,比普通铸铁高一倍以上。弹性系数高达15000-17000㎏/mm2,受冲击不易破环。 活塞环材料之所以以铸铁为主,主要就是因铸铁中含有石墨就是优良得固体润滑剂,当活塞环处于临界摩擦或干摩擦得状态下,铸铁材料就显示出其优越得自身润滑性能。 如摩擦或润滑问题,能充分解决得话,钢材也可以用来制造活塞环,近年来还发展半可锻铸铁材料。 2、1 活塞环得一般技术要求 1 化学成分与金相 活塞环广泛使用各种牌号得铸铁。材质就是活塞环机械性能与使用寿命得基础,因此在规定范围内合理调整材料成分比例、严格控制造型与浇铸工艺来确保活塞环具有符合设计要求得最佳金相组织。 2 热处理 采用适当得热处理方法,以调整活塞环得金相组织及消除加工应力。 3 刚度 活塞环就是一个刚度差得弹性零件,加工时必须合理安排工艺流程、注意装夹方法,以保证加工时工件具有足够得刚度,达到尺寸、形状与粗糙度要求。 许用剪应力200㎏/mm2

活塞环三隙的测量

活塞环三隙的测量 【学习目标】 1、知识目标：掌握发动机活塞环三隙的测量方法 2、能力目标：利用网络、视频等自学，同学之间相互交流 3、情感目标：培养专业兴趣，独立思考，合作交流，自我管理的能力 【重点难点】 1、合理使用工具测量活塞环的三隙 【自主学习】 回顾内容： 1、气环为一带有切口的弹性片圆装环，在自由状态下，气环的外径略 气缸的直径，当环装入气缸后，产生弹力压紧在气缸壁上，其切口处有一定间隙称为。 A、大于 B、小于 C、端隙 新课内容： 一、活塞环三隙检测 1、活塞环端隙检测方法 (1)把活塞环装入到气缸内，然后用不带活塞环的活塞将其推到该环处在的上 止点位置，用塞尺检查端隙是否符合要求。 (2) 量具用之前应该清 洁校准 （3）塞尺感觉稍有阻力， 即为间隙值。 左图是检测发动机活塞环端 隙 （4）测量本组发动机活塞 环端隙，正确读出测量气环端隙值为mm。

2、活塞环侧隙检测方法 将环放在环槽内，围绕环槽滚动一圈，环在槽内应滚动自如，既不松动，又无阻滞现象。然后用塞尺测量侧隙值，应符合要求。 （1）量具用之前应该清洁校准 （2）塞尺感觉稍有阻力，即为间隙值。 （3）测量活塞侧隙时要将活塞环槽清洁干净。 下图是检测发动机活塞环侧隙 测量此发动机活塞环侧隙，正确读出气环侧隙值为mm。 3、活塞环背隙检测方法 用游标卡尺测量出活塞环槽的深度和活塞环的宽度，两者的差即为背隙，应符合要求。 （1）测量此发动机活塞环背隙，正确读出气环背隙值为mm。 【合作探究】 1、活塞环三隙过大，会对发动机造成什么影响

【自我评估】 1、请根据自己任务的完成情况，对自己的学习进行自我评估，并提出改进意见 2、你对本次课有何更好的建议，还存在哪些问题？ 评语：

活塞环表面处理

活塞环表面处理 1.环表面处理的变迁 镀硬铬环已使用半个多世纪，它与非表面处理比较，其耐磨性、耐熔着磨损性有了飞跃的改善。现在活塞环生产中有60%以上的经镀硬铬的表面处理。 火焰喷涂活塞环始于1960年代，当内燃机高功率化，活塞环镀硬铬开始不适应，热负荷高的内燃机从1970年代开始用喷镀环。钼、合金、碳化物等喷涂应用于活塞环。 1980年代初开发了氮化，80年代中期开发了复合分散镀。80年代后期开发了PVD，TiN涂层用于活塞环，90年开始开发PVD CrN涂层，PVD陶瓷涂覆表面处理新技术、期待今后更大的发展。 2.电镀 2.1镀硬铬 在活塞环的表面处理中，镀硬铬为历史最长久，镀层厚度5-300μm比装饰铬0.1-5.0μm厚得多，硬铬镀层特点为： ①Hv800-1000耐磨。 ②摩擦系数低。 ③熔点1890℃耐熔着磨损性好。 ④耐蚀性好，耐腐蚀磨损性强。 图7.1为铸铁镀铬顶环与铸铁非表面处理的顶环和缸套匹配使用，顶环闭合间隙增大值和缸套磨损量比较，从图7.1看出镀硬铬环有优良的 图7.1镀硬铬环的影响图7.2环的镀铬处理 耐磨性和对缸套好的减磨性。 图7.2为镀铬处理，环在镀槽中的放置和处理方法。图7.3 为镀铬环断面的金相组织。镀铬废水处理应控制有害6价铬的含量。

图7.3镀铬环断面的金相组织 2.2镍基复合分散镀 表7.1分散镀的基质与分散微粒 复合分散镀是用固体微粒（分散粒子）与基质金属形成的复合镀层。 选用分散粒子使镀层具有耐磨，耐蚀，自润滑等优良性能。分散粒子有氮化物、碳化物、氧化物、氟化物、硅化物等见表7.1表7.2。镍基分散镀的细颗粒，Si3N4、Sic 、TiC 、TiC 、Cr3C2相比较可看出Si3N4有优良的抗熔着磨损性能，TiN、 TiC 、Si3N4有良好的耐磨性能，它们都比镀铬层优越。

活塞环热处理工艺

活塞环热处理工艺 随着现代发动机向高转速、高负荷、低排放方向发展，在对活塞环的材料提出越来越高要求的同时，对表面处理也提出了更高的要求，活塞环材料的时效、调质、气体氮化、离子氮化及渗陶处理工艺应用越来越广。 活塞环是发动机的核心零部件之一，其在发动机中的主要作用在于密封、传热、控油润滑和支承，因此，活塞环材料应具有适合的强度、硬度、弹性和抗疲惫性能，优良的耐磨性、耐热和耐蚀性能。随着现代发动机向高转速、高负荷、低排放方向发展，在对活塞环的材料提出越来越高要求的同时，对表面处理也提出了更高的要求，越来越多的热处理新技术已经或者正在被应用于活塞环的热处理，如离子氮化，表面渗陶、纳米技术等。 我公司活塞环的热处理从对普通合金铸铁活塞环的时效往应力、球墨铸铁活塞环的调质，多元合金铸铁活塞环的调质发展到钢环的气体氮化、铸铁环的离子氮化及活塞环表面浸渗陶瓷复合处理。本文主要就这些活塞环的热处理工艺作扼要介绍。 时效往应力处理 活塞环属于薄壁件，除铸造内应力外，在金加工过程中还存在加工应力。而活塞环产品一般对挠曲度要求不大于0.06mm，如不经过期效处理，这一指标靠加工控制是很难达到的，有时即使大大降低加工切屑速度也无法满足要求。而假如使用时效处理，在不降低生产效率的基础上还能消除加工过程中产生的环体挠曲变形，确保环体挠曲度符合技术要求。 固然如此，因活塞环环体较薄，在时效过程中，活塞环开口部位会由于整个环体应力开释而出现收缩现象，如收缩过大，则会造成成品环漏光等缺陷。在生产过程中，我们通过大量的对比试验，针对不同材料的环体采用不同的时效工艺，既消除了活塞环的挠曲题目，又避免了活塞环的漏光缺陷，确保了产品的质量。本公司采用的时效工艺为：500℃ 580℃×1.5 2.5h。 退火、调质处理 1、退火处理 为确保活塞环铸造毛坯的内在质量，球铁环和多元合金铸铁环多采用单体双片铸造工艺进行生产。毛坯铸态组织硬度较高，割片加工难度较大，需对铸态毛坯进行退火处理。

活塞环工作原理

活塞环工作原理 乍一看活塞环是一个形态非常简单，具有圆开口的环，但它在摩托车发动机（内燃机）中却是不可缺少的运动部件，起着极为重要的作用，活塞环按作用分为气环和油环，它有四大功能。 一、保持气密性
活塞环是所有发动机零件中唯一作三个方向运动的零件。（即轴向运动、径向运动和圆周方向的旋转运动），同时也是使用条件中最为苛刻的零件。发动机燃烧室在爆炸的瞬间，燃气温度可达到2000℃－2500℃，其爆发压力平均达到50kg/cm平方，活塞头部的温度一般不低于200℃。活塞是作往复运动的，其速度和负荷都很大。因此活塞环是工作在高温、高压条件下的。尤其是第一道气环，承受的温度最高，润滑条件也最差，为了保证它具有和其它几道环相同或更高的耐用性，常常将第一道气环，的工作表面进行多孔镀铬处理。多孔镀铬层硬度高，并能贮存少量的润滑，以改善润滑条件，使环的寿命提高2－3倍。近年来，摩托车发动机大多采用长度短于缸径的活塞，这种活塞的头部在上行程转到下行程时会产生摆动现象，使活塞环外圆的上下边缘紧紧地与缸壁接触，导致活塞环的棱缘加载而形成刮伤。为避免这种异常现象，一般将第一道气环外圆制成圆弧状，以其上、下端面的边缘角不触及缸壁，并且易于发动机的初期磨合，这种气环称为桶面环，为目前高功率高转速的内燃机所采用。尽管当今制造技术非常精细，零部件差亦控制在最小范围，但因其材料、热处理及装配后的机械变形，汽缸内的气密总有极个别泄漏点存在，这就需要发动机在使用初期进行良好的磨合及启动后适

当的预热来逐渐消除摩擦副的凹凸不平点。倘若由于多种原因引起汽缸的密封不良时，会引起压缩压力下降和燃烧气体的窜漏，高压高温气体将穿过缸壁与活塞环之间的微小空隙，由此而引起的故障是破坏了活塞环与缸壁之间的所必需的油膜，以致形成了金属之间直接接触的干磨擦状态，从而导致了因干磨擦而烧伤的拉伤活塞、活塞环和汽缸，使发动机产生异常磨损。泄漏的高温气体窜入曲轴箱使机油变质和产生硬质油泥，使活塞环发生粘着等故障。由此看来，确保活塞环在汽缸内的气密性关重要，来不得任何的泄漏。
二、控制机油
活塞环是在高负荷下和高温气氛中沿缸壁来回滑动的。为了更好地发挥其功能，既要有少量的机油润滑汽缸和活塞，又必然适当地刮掉附着在缸壁上多余的机油，防止其上窜以保持机油消耗量适中。
大家知道，四冲程发动机在进气行程中，燃烧室内的压力低于曲轴箱内的压力，由于这种压差起着一种泵油作用，所以机油通过活塞环、活塞和汽缸之间微小间隙而被吸入燃烧室，导致因窜机油而使机油消耗量大增。尤其在发动机怠速情况下，节气门基本处于关闭状态，汽缸内负压较大时，这种现象更趋严重。为了控制机油上窜，一般都将活塞上第二道气环外圆制成锥面。锥面环既能在活塞上行时的滑动面上布下油膜，又能在活塞环下行时有效的刮去缸壁下端多余机油，真可谓一举两得。为了更加有效地将飞溅至汽缸壁下部的机油刮净，又在活塞第二道气环的下部增加一道钢片组合式刮油环。这种环的特点仅在于其接触压力高，而且由于上下刮片能够分别动作，即使对于正圆爌较差的汽缸来说，也具有良好的适应性。更重要的是每个

活塞环的检验和选配方法

为了确保活塞环、活塞环槽与气缸壁的良好配合，发动机在修理时不可将大尺寸的活塞环锉小使用，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，同时对选配的活塞环应作开口间隙、侧隙、背隙、活塞环弹力和漏光度的检查。 ⑴开口间隙的检修方法 活塞环开口间隙是指活塞环装入气缸后，在环开口处两端之间的间隙，故也称端隙，它用来防止活塞环受热膨胀卡滞在气缸内。检查活塞环开口间隙时，将选好的活塞环平正地装入气缸内，用活塞头部将活塞环推至气缸的未磨损处，然后用塞尺测量其开口间隙。间隙大于规定值时，应另选活塞环；若小于规定值，可用手动磨具或细平锉刀对环一口端加以锉修。锉修时应注意环口平整，锉完以后，去掉环外口的毛刺，以防环口锋边拉伤缸壁。 B系列发动机活塞环的开口间隙： 第一道气环开口间隙： 0.40~0.70mm 第二道气环开口间隙： 0.25~0.55mm 油环的开口间隙： 0.25~0.55mm ⑵侧隙的检修方法 活塞环的侧隙是指环与环槽平面一侧的间隙。测量时把活塞环放在各自的环槽内，要求能转动灵活，无涩滞感，用塞尺测量其一侧间隙。检测梯环侧隙时，应将其与活塞一起装入气缸内测量，其值应符合规定。侧隙过大，会影响气环的密封作用，应重新选配；侧隙过小或环宽于环槽，除梯形环应重新选配研磨外，其它形状的环可将其放在垫有平台或平玻璃的O_号纱布上研磨。研磨时使环紧贴砂布，均匀地移动。也可用平板玻璃涂以研磨砂，滴点机油进行研磨。 B系列发动机活塞环的侧隙值： 标准极限 第一道气环侧隙： 0.095~0.115mm 0.15mm 第二道气环侧隙 0.085~0.130mm 0.15mm 油环的侧隙： 0.040~0.085mm 0.13mm ⑶背隙的检修方法 活塞环背隙是指活塞与活塞环装入气缸后，在活塞环背部与环槽底面之间的间隙。为了测量方便，通常以活塞环落入环槽低于岸边的距离为测值。一般认为此测值只要大于0~0.35mm即可，过小会使环在气缸内卡住。若背隙过小，可采用车深活塞环槽的方法加以解决。 ⑷活塞环弹力的检查 检查活塞环弹力是把活塞放在弹力试验器上，扳动操作手柄，在将活塞环压缩到开口间隙规定值时，将手柄固定，再调整磅码使其两端平衡，磅码的对应的刻度即为环的弹力值。一般此测量很少进行，都是修理人员用手感觉弹力，即用手捏外圆感觉很“硬”便可。 ⑸漏光度的检查 漏光度是指将活塞环装入气缸内，光线能从环与缸壁之间透过的程度。检查时，将活塞环水平放于气缸内，用一圆板盖住环内圆，在气缸下放置光源，再检查其漏光缝隙，要求在活塞环开口间隙两端各30°范围内，不应有漏光存在，同一道活塞环漏光不多于两处，总弧度不超过45°，漏光的缝隙应小于0.03mm。漏光缝隙在0.015mm以下时，其弧度可适当放宽些，但不应超过120°

活塞环三隙的测量

皖北经济技术学校 2017—2018学年第一学期 《汽车发动机构造》导学案 编制：侯哲 审核： 使用时间： 班级 ： 姓名： 小组： 小组评价： 教师评价： 1 活塞环三隙的测量 【学习目标】 1、知识目标：掌握发动机活塞环三隙的测量方法 2、能力目标：利用网络、视频等自学，同学之间相互交流 3、情感目标：培养专业兴趣，独立思考，合作交流，自我管理的能力 【重点难点】 1、合理使用工具测量活塞环的三隙 【自主学习】 回顾内容： 1、气环为一带有切口的弹性片圆装环，在自由状态下，气环的外径略 气缸的直径 ，当环装入气缸后，产生弹力压紧在气缸壁上，其切口处有一定间隙称 为 。 A 、 大于 B 、小于 C 、端隙 新课内容： 一、活塞环三隙检测 1、活塞环端隙检测方法 (1)把活塞环装入到气缸内，然后用不带活塞环的活塞将其推到该环处在的上 止点位置，用塞尺检查端隙是否符合要求。 (2) 量具用之前应该清洁校准 （3）塞尺感觉稍有阻力，即为间隙值。 左图是检测发动机活塞环端隙 （4） 测量本组发动机活塞环端隙，正确读出测量气环端隙值为 mm 。

2 2、活塞环侧隙检测方法 将环放在环槽内，围绕环槽滚动一圈，环在槽内应滚动自如，既不松动，又无阻滞现象。然后用塞尺测量侧隙值，应符合要求。 （1）量具用之前应该清洁校准 （2）塞尺感觉稍有阻力，即为间隙值。 （3）测量活塞侧隙时要将活塞环槽清洁干净。 下图是检测发动机活塞环侧隙 测量此发动机活塞环侧隙，正确读出气环侧隙值为 mm 。 3、活塞环背隙检测方法 用游标卡尺测量出活塞环槽的深度和活塞环的宽度，两者的差即为背隙，应符合要求。 （1）测量此发动机活塞环背隙，正确读出气环背隙值为 mm 。 【合作探究】 1、活塞环三隙过大，会对发动机造成什么影响

活塞环硬度的准确测量

活塞环硬度的准确测量 硬度所表现的局部变形代表了物体抵抗弹性变形、塑性变形和破坏的能力，是一个综合性能指标。硬度不像强度、塑性是个单纯的力学量，而是代表材料的弹性、塑性、强度、韧性以及应力状态等多种因素影响的综合反映值。一般认为，对硬度起主要作用的是材料的金相组织。而材料表面硬度较高的，其耐磨性能较好，因此活塞环硬度是一项重要指标。测定活塞环硬度的常用测量法有：布氏法、洛氏法和维氏法。对活塞环表面薄膜的测量手段有显微硬度、超显微硬度和纳米压入技术，其中运用较广的是显微硬度。根据铸铁活塞环的技术条件要求，测定铸铁活塞环硬度常选用洛氏（HRB及HRC）和布氏硬度试验法。维氏硬度（HV）试验可测量较薄材料，亦可测量渗氮、镀铬、喷钼等的表面硬度。由于活塞环表面处理技术的迅猛发展，如复合分散镀、热喷涂、PVD、CVD、PCVD等，钢质材料的渗硫，深冷处理等，均要求对活塞环表面涂层（膜）进行硬度测量。目前表面处理的陶瓷薄膜及其它薄膜厚度常为3~8μm。应当指出，虽用显微硬度方法等测得的硬度值是膜、界面、基体硬度的综合反映，但此值仍是活塞环耐磨性能的一项重要指标。 1 环硬度试样的制备及硬度测定部位 1.1 铸铁活塞环硬度试样 铸铁活塞环毛坯的硬度试样应具有代表性，一般每一包铁水取样，应是该包铁水所浇注到最后一叠铸型的第二或第三箱中的一片，且外观合格环坯作硬度试样。当然，试样有无代表性，还应针对自己企业的具体铸造情况，经验证后才能决定取哪一叠的第几箱的外观合格环坯作硬度试样。铸铁环硬度试样的制备，可直接取自成品或毛坯，对后者则应将毛坯加工到成品高度（应注意使两个测面加工余量相等），其表面粗糙度与成品相同。对时效处理前后的硬度试样，可以采用同一片环样。铸铁环试样不论是毛坯还是半成品或成品，测定硬度每片环测三处，一处离开口处（活塞环行业称之为0°或开口处）约5~7mm，小环取下限，大环取上限，一处为中点（亦称90°），一处为开口对方（亦称180°处）；油环应在相应的实体部位测量。 1.2 镀铬、氮化、喷钼等表面处理活塞环硬度试样 试样表面应平坦光滑，试验面上应无氧化皮、油脂及外来污物，其表面质量应能保证压痕对角线长度的精确测量，一般维氏硬度试样表面粗糙度要求在R a0.4μm以下；小负荷维氏硬度试样表面粗糙度要求在Ra0.2μm以下；显微维氏硬度试样表面粗糙度要求为Ra0.1μm。镀铬、氮化等表面处理活塞环成品的表面粗糙度要求在Ra0.2μm以下。 1.3 陶瓷薄膜（小于10μm）等活塞环硬度试样 此项暂无标准规定，一般要求试样具有代表性，要求试样表面粗糙度控制在Ra0.1μm，至少应在Ra0.2μm。测定部位宜采用30°、90°、180°三处，测定硬度值并计算硬度差。 2 活塞环的硬度值 HRB、HRC硬度按GB230的规定进行测定，薄膜硬度测试按GB4342-84规定进行，JB/T8865-1966可供参照。 2.1 铸铁活塞环的硬度值 铸铁活塞环适合机加工硬度为100~105HRB，过低的硬度其抗磨能力差，有时也不适宜加工；硬度过高非但加工困难，有时还会引起拉缸。生产实践表明，环的硬度控制在100~105HRB 之间。一般环有良好的机械性能，为此生产活塞环（低合金灰铸铁材料）应使其硬度控制在这一范围内。GB1149-82中规定了活塞环的硬度范围：环直径小于或等于150mm时为98~108HRB；当环的材质为钨合金铸铁时为96~106HRB；环直径D大于150mm时为94~105HRB。GB1149-82又规定同一片环硬度差不大于3个HRB单位。同一片环的各部分材质尽可能一致，其各部分的硬度差就小。由于筒体环浇注后，铁水冷却速度慢而且均匀，