活塞环基本知识

一、活塞环的基本功能
活塞环主要具有以下四个基本作用：
1.支承作用
活塞环支承活塞并保持活塞在汽缸内的合理位置。

2.密封作用
活塞环在汽缸内如不能完善地保持密封作用，则因燃气大量泄露造成压缩不足，发动机不能获得既定的压缩压力，使功率降低，热效率也随之降低。

漏气是造成活塞异常膨胀和变形、咬缸或拉缸、环胶结或卡滞等严重事故的主要原因之一。

所以活塞环的密封作用很重要，活塞环只有在完成密封作用的前提下，才能发挥其导热，支承等作用。

3.控制机油的作用
活塞环是在高温和高压的气体作用下，沿汽缸壁往复滑动，为使其能耐久使用，汽缸壁上必须经常地保持适量的润滑油膜，若汽缸壁上附着的机油过多，则多余的机油将被抽吸到燃烧室，使机油消耗量增加，导致发动机性能变坏。

因此，经常保持适量的机油是持续发挥发动机性能的必要条件，这就要求气环既起密封作用，又能起调节机油作用；油环则要求能起到保持润滑所需油膜的作用。

4.导热作用
活塞环能有效完成将热量从活塞经活塞环向汽缸壁转移的热移动过程。

二、活塞环的常见结构
活塞环按其在发动机的作用，通常划分为气环（压缩环）、油环（刮油环）两大类。

气环的结构名称按其截面形状和特殊特征划分，常见的有：矩形环、桶面环、锥面环、梯形环、楔形环、鼻形环、止口环、外肩环、镶嵌环、搭口环、L 形环、组合气环、畸形曲面环等。

油环的结构名称按其截面形状和特殊特征划分，常见的有：普油环（平面带槽油环、倒角油环）、螺旋撑簧油环（磷衬、铬衬）、径向衬簧油环、钢带组合油环等。

三、活塞环的常用材料
发动机不断向高速和强化方向发展，为了满足发动机的高性能要求，活塞环的材质也需要不断的改进，对活塞环材料的性能要求有：
1.耐磨性与贮油性
2.强度（抗折强度与疲劳强度）
3.弹性及弹性模数
4.硬度
5.热稳定性
过去应用最普遍的高强度灰铸铁，是活塞环的基本材料，沿用时间最长，是中、低速发动机活塞环的主要材料。

而高速发动机上的活塞环几乎全部采用合金铸铁。

我公司活塞环用的铸铁材料大致分为：合金铸铁、球墨铸铁、多元合金铸铁、灰铸铁、耐热合金铸铁。

按实际用途及性能归类后经常选用的有：合金铸铁类
1.铬铜铸铁
公司材料代号：YH11（相当于GOETZE的K1材料）
适用范围：小缸径单缸柴油机、空压机、冷冻机及中等负荷和转速的内燃机用活塞环。

2.钨钒钛合金铸铁
材料代号：YH12
适用范围：小缸径单缸柴油机、空压机、冷冻机及中等负荷和转速的内燃机用活塞环。

3.硼铸铁
材料代号：YH13
适用范围：轻型载重汽车发动机用活塞环。

球墨铸铁类
1.公司材料代号：YH21（相当于GOETZE的KV1材料）
适用范围：高转速、高负荷汽车发动机和船舶、机车、工程机械类内燃机用活塞环。

2.公司材料代号：YH22（相当于GOETZE的KV4材料）
适用范围：高转速、高负荷汽车发动机用第一道气环。

多元合金铸铁类
1.公司材料代号：YH31（相当于GOETZE的F14材料）
2.公司材料代号：YH32（相当于GOETZE的K4材料）
适用范围：高转速、高负荷汽车发动机用活塞环。

普通灰铸铁
公司材料代号：YH41
适用范围：小缸径空压机、冷冻机用环及特种密封环。

四、活塞环的表面处理
活塞环的磨损和润滑的机理较为复杂，耐磨性能因素很多，故采取不同的表面处理方法。

我公司现有的表面处理方法也很多，可分为软、硬质覆层两种：软质覆层可以加快环的初期磨合，以改善环与汽缸的运动条件，防止熔着磨损的发生，代表性的是磷化、氧化和镀锡、镀铜及涂聚四氟乙烯、二硫化钼等。

硬质覆层可以提高表面硬度以减少磨料磨损，代表性的是镀铬、喷涂金属陶瓷（钛酸铝、氧化铬）、陶瓷（碳化硼、碳化硅）。

为了提高表面硬度还经常使用的表面处理方法为渗氮、渗硫等。

而为了改善表面的贮油能力，以防熔着磨损，代表性使用的是喷钼和镶嵌贮油性能高的金属氧化物填料。