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13600443583摘要：活塞环是柴油发电机曲柄连杆机构活塞连杆组中的一个零配件，它分气环和油环两种，通常每个气缸中有两道气环、一道油环，个别柴油发电机有三道气环、一道油环。康明斯公司在本文中讲解活塞环的作用、工作要素、密封的作用和缘由、安装与选配方式以及易损损伤形式等内容。
是指保证活塞与汽缸壁之间的良好密封，防止汽缸内的可燃混合气和发热燃气漏入曲轴箱，保证进入柴油发电机中的可燃混合气受到足够的压缩，并在做功冲程中压力泄漏损失较小。
详细是指将活塞顶部接受的热传给气缸壁移动发电机组，防止活塞过热，通常来说活塞顶部的热量有70%－80%是通过气环传导给汽缸壁的。
油环的功能是在下行时刮除飞溅到汽缸壁上的多余的机油，预防多余的机油窜入燃烧室参与燃烧；在上行时在汽缸壁上涂布一层均匀的油膜，以降低活塞、活塞环和气缸的磨耗。
活塞环的作业条件是极其恶劣的，并且受力也很复杂。它在工作时受到气缸中过热、高压燃气的作用，并在润滑极其困难的因素下在汽缸内高速滑动。尤其是第一道气环，它直接受到燃烧室发热高压气体的冲击，并且润滑极其困难，温度可以高达600K，所以磨损较为严重。并且活塞环在气缸中上下运动时，因为气缸壁的锥度和椭圆度的影响，活塞环会沿径向产生一张一缩运动，使环受到交变弯曲应力；另外因为侧隙的存在，活塞在上下止点换向时，活塞环还会受到环槽的冲击。这样的用途力很容易致使活塞环的折断。因此，活塞环一直是柴油发电机上使用寿命最短的零件，很多柴油发电机大修，就是因为活塞环过量损伤造成的。
根据活塞环的作用及工作因素，制造活塞环的材料应具有良好的耐磨性、导热性、耐热性、冲击韧性、弹性和足够的机械强度。目前广泛运用的活塞环材料有优质灰铸铁、球墨铸铁、合金铸铁和钢带等。第一道活塞环外圆面一般进行镀铬或喷钼处理。多孔性铬层硬度高，并能储存少量机油，可以改善润滑降低磨耗。钼的熔点高静音发电机组，也具有多孔性，因此喷钼同样可以提高活塞环的耐磨性静音发电机组。可以说，活塞环是柴油发电机中对材料和加工工艺要求最严格的零配件，它的使用年限就是柴油发电机的使用时限，一些康明斯柴油发电机使用寿命长，不烧机油，具体的要素就是活塞环的质量好。
当活塞环装入汽缸后，在活塞、活塞环与汽缸壁之间形成了端隙、侧隙和背隙三个间隙。这三个间隙使活塞环形成了两个密封面和一个迷宫式的漏气通道，如图3所示。其中第一道气环大约密封80~90%的气体，第二道气环大约密封10~20%的气体，油环大约密封5%的气体。
活塞环在自由状态下不是正圆形，其外廓尺寸比汽缸直径略大，当活塞环装入气缸后，在其自身的弹力用途下环的外圆面与气缸壁贴紧形成第一密封面。
燃烧室中的高压气体通过活塞顶岸与气缸壁之间的间隙进入活塞环的侧隙和径向间隙中，这个压力使环的下侧面与环槽的下侧面贴紧形成第二密封面。
如图4所示。窜入到活塞环侧隙和背隙中的高压气体，发生背压力和侧压力，使活塞环对气缸壁和活塞环槽的压力进一步增大，显著加强了第一和第二密封面的密封程度，这个现象称为活塞环的第二次密封。
由于有了第一密封面与第二密封面，活塞环漏气的惟一通道就是活塞环的开口端隙。但是由于侧隙、径向间隙和端隙都很小，并且各活塞环的开口在安装时相互错开，这样就形成了迷宫式漏气通道，气体在通道内的流动阻力很大。
（1）最后漏入曲轴箱内的气体通常仅为进气量的0.2％～1.0％，这样的密封率该当说是成功的，这也是往复活塞式柴油发电机至今仍有巨大生命力的缘由之一。
（2）不过，因为活塞环三隙的存在，它的运动中不可防止的会产生“活塞环泵油功能”：当活塞在气缸中向下运动时移动发电机组，汽缸壁上的机油就通过活塞环的侧隙下方进入背隙。
（3）当活塞在汽缸中向上运动时，机油就从活塞环的背隙进入侧隙上方，然后被送入燃烧室参与燃烧。这个程序在柴油发电机运行过程中反复不断的进行，机油就被逐渐的消耗掉了。
（4）这也是往复活塞式柴油发电机固有的特点之一，任何品牌和规格的柴油发电机都会消耗机油，只是程度不同而已。
（5）活塞环泵油作用一方面对润滑活塞顶部是有利的，但另一方面也会增加润滑油的消耗、增加燃烧室积炭、或者在环槽内形成积炭静音柴油发电机，挤压活塞环使其失去密封性等影响。
因此，为了加强密封、加载磨合、降低泵油用途以及改进润滑，工程师研发制造了各种不同断面形状的活塞环，以满足柴油发电机的使用需求。
活塞环与活塞一样，分标准尺寸和加大尺寸的，在选择时环的尺寸级别应与活塞的尺寸级别一致。在选购活塞环后，还需要进行如下查看：
活塞环弹力是保证汽缸密封性的重要要素之一，弹力过量或过小都不良，必须符合技术数据。通常操作活塞环弹力测量仪来测定，在实践中通常用手握的步骤来粗略的判定，只要不是太松都可以使用。
（1）把活塞环放入到气缸中，用活塞推平，然后用厚薄规检验端隙的大小，一般该当在0.2~0.5mm之间。
（3）背隙通常是用活塞环槽深度减去活塞环的断面宽度，通常在0.5~1.0mm之间，如图5所示。
这三个间隙如果过量会影响密封作用，如果过小会由于热膨胀而使活塞环卡死在气缸中，严重时甚至会拉坏气缸。
（1）为了保证活塞环的密封功用，要求活塞环的外表面处处与汽缸壁相贴合。如果漏光度过量，活塞环局部接触面积小，容易造成窜气过大以及机油消耗过多的故障。
（2）有专用的装备测定活塞环的漏光度，通常要求是：在活塞环开口端左右30°范围内不允许有漏光点。
（3）在同一活塞环上漏光不允许多于两处，每处漏光弧长所对应的圆心角不得超过25°，同一活塞环上漏光弧长所对应的圆心角总和不得超过45°，漏光处的缝隙不得大于0.03mm。
如果达不到上述要求，需要重新选配活塞环或修磨气缸静音发电机。
活塞环装配要准确、可靠，注意环的开口位置和方向，如图6所示。通常在装配活塞环时要操作专用工具，不建议手工装配。保证各道环的开口位置互相错开（通常互相错开180°）、均匀分布，同时要保证开口不对准活塞销孔位置。一般在活塞环的侧面都有向上的箭头或TOP标识，这个面一定要向上装配，如果装反会致使严重的烧机油损坏。
本文所述就是活塞环的基础认识过程，此外，还应熟悉活塞环的多见损伤方面常识。活塞环的磨损详细是活塞环在高温高压的燃气用途下，在汽缸内作上下往复运动所受到的冲击和润滑不佳所致。在柴油发电机的所有部件中，活塞环的磨损转速是最快的
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。在两次大修间隔之间的某次二级维护时，当气缸的圆柱度达到0.09～0.11mm时，则需要更替活塞环。在操作中受过热高压燃气的影响，活塞环的弹力逐渐减弱，造成活塞环对气缸的密封性变差，使气缸压力减小发生漏气和窜油状况。在保养中更换活塞环时，应将缸壁上磨出的缸肩刮去，预防撞断第一道活塞环。以上就是柴油发电机活塞环的一些相关常识，活塞环可以说是柴油发电机中技术含量最高的零部件，它的材料、组成、物理与化学性质活塞环的工作要素、密封用途、装配和损伤查验、装配及操作都对柴油发电机性能有很大的危害。