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13600443583摘要：活塞环的密封功用能够减小气缸和活塞之间的热量传输，提升柴油发电机的热效率。在活塞的工作过程中，燃烧室内的高温气体会通过活塞向汽缸壁传递热能，致使活塞和汽缸壁的温度升高。而活塞环能够作为热传导路径的一部分，将部分热量传递到气缸壁，从而减少活塞的热量负载，降低活塞的温度。这样不仅可以减小活塞的热胀冷缩，提高密封性能，还能够减小活塞的摩擦和磨损，延长活塞环的使用寿命低噪音发电机组。为了改善活塞环的作业因素，使活塞环与气缸更好地走合，有些活塞环采用了不同的断面，在安装时要特别注意。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。
根据活塞环的作用和工作要素，活塞环的设计应满足如下要求：
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静音柴油发电机，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。
气环的设计原则，对于油环完全适用。设置油环的作用就是刮下缸壁上多余的机油，使缸壁上留下一层均匀分布的机油油膜，保证机器可靠工作。布置油环时应考虑到清除活塞环的“泵油用途”，详细策略是：
（1）降低油环和活塞环槽之间的端面间隙，使泵入活塞环和环槽空间的机油量减至最少，一般油环端面间隙为第一道气环端面间隙的1/3～1/2。
（2）油环对缸壁的径向压力应比气环要高，一般为0.3～0.4MPa甚至更高。这是由于油环基本上没有环背压力帮助密封，它的密封材料性能靠自身弹力的用途，这在设计和制造时要加以考虑。
（7）油道应光滑以保证回油畅通。例如在油孔或油槽处涂复聚四氟乙烯，这种材料摩擦系数小，附着杂质能力低，可避免杂质堵塞油道。
活塞环通常由钢材制成，具有高强度和耐损伤的优点。活塞环的结构包括上环、中环和下环，它们分别装配在活塞环槽的不一样位置。上环位于活塞环槽的最上方，中环位于上环和下环之间，下环位于活塞环槽的最下方。活塞环布局方法如图1所示。
上环是活塞环中最重要的环之一，它负责密封燃烧室和汽缸之间的空间静音发电机组，预防燃气泄漏。上环的内侧与活塞接触，外侧与汽缸壁接触，通过与气缸壁之间的摩擦力来实现密封作用。上环的设计通常采用多个沟槽和孔，以增加其密封性能。
中环位于活塞环的中间位置，起到辅助密封的用途。它的规划与上环类似，但尺寸较小。中环的详细作用是减少上环与下环之间的油膜厚度，提升密封性能。同时，中环还能够避免活塞与汽缸之间的直接接触，降低摩擦和损伤。
下环位于活塞环槽的最下方，主要负责润滑和密封。下环通常具有较大的沟槽和孔，以便吸收和储存润滑油。下环与活塞环槽之间的空隙可以通过润滑油来保持润滑，减少摩擦。下环的布置还需要考虑到其与上环和中环之间的协调配合，以确保整个活塞环的密封性能。
除了上环、中环和下环之外，活塞环还包括侧向密封环和油控环。侧向密封环位于活塞环的两侧，用于密封活塞与气缸之间的侧向空隙。油控环位于上环和中环之间，用于控制润滑油的供给和排出，以保持正常的润滑和密封效果。
气环的基础断面形状是矩形，如图2所示。矩形环易于制造静音发电机，运用广泛，但其磨合性比较差，无法满足柴油发电机日益强化的要求。这种普通的压缩环可随意安装在气环槽内。
锥面环构造如图3所示。这种环的作业表面制成0.5°~0.8°的锥角，使环的作业表面与缸壁的接触面减轻，可以较快地磨合。锥角还兼有刮油的用途。但锥面环的损伤较快，影响使用年限。装配时有棱角的一面朝下。
扭曲环构成如图4所示。扭曲环的内圆上边缘或外圆下边缘切去一部分，形成台阶形断面。这种断面内外不对称，环装人汽缸受到压缩后，在不对称内力的功用下，出现明显的断面倾斜，使环的外表面形成上小下大的锥面。这就减小了环与缸壁的接触面积，使环易于磨合，并具有向下刮油的用途。而且环的上下端面与环槽的上下端面在相应的地方接触，既增加密封性，又可避免活塞环在槽内上下窜动而造成泵油和磨耗。这种环目前使用较广泛。安装扭曲环时，必须注意其上下方向，不能装反，内切口要朝上，外切口要朝下。
在一些热负载较大的柴油发电机上，为了提高气环的抗结焦能力，常采用梯形环，如图5所示。这种环的端面与环槽的配合间隙随活塞在侧向力作用下作横向摆动而改变，能将环槽中的积炭挤碎，避免活塞环结胶卡住。这种环同普通气环一样可随意装配活塞环的结构设计、位置布局和质量选配举措。
桶面环结构如图6所示。它的工作表面呈凸圆弧形，其上下方向均与气缸壁呈楔形，易于磨合低噪音发电机组，润滑性能好，密封性强。这种环已普遍用于强化柴油发电机上。这种环同普通的压缩环一样，可随意装配在气环槽内。
活塞环的选配以气缸的修理尺寸为依据，同一台柴油发电机应选取与气缸和活塞修理尺寸等级相同的活塞环。为确保活塞环与活塞环槽、汽缸壁的良好配合，在选配活塞环时，应进行活塞环的弹力检查。活塞环的弹力是保证气缸密封性的详细因素之一。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要素。弹力过量使环的损伤加剧；弹力过弱， 汽缸密封性能变差，燃料消耗增加，积炭严重。
检验活塞环的弹力是指活塞环的端隙达到规定值时功能在活塞环上的径向力。活塞环的弹力是建立背压的首要因素，也是保证汽缸密封性的必要因素。弹力过大使环的损伤加剧;弹力过小，气缸密封性变差，引起燃料和润滑油消耗增加，燃烧室积炭严重，柴油发电机动力性和经济性降低。
活塞环的弹力检查如图7所示。检查时，把活塞环置于施压架5和弹力检验仪底座1之间，使活塞环的开口间隙放置在水平位置
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【技术资料扩展】
静音发电机组知识分享：
电机安装完毕后在试车时，若发现振动超过规定值的数值，应从哪些方面去找原因？
答：从以下去找原因：
转子平衡未核好；
转子平衡快松动；
转轴弯曲变形；
联轴器中心未核正；
底脚螺钉松动；
安装地基不平或不坚实。，沿秤杆移动活动量块，使活塞环开口间隙压缩至标准数值，此时，可由量块在秤杆上的位置读出作用于活塞环上的力，即为活塞环的弹力。弹力应符合各机型的规定要求。
活塞环漏光查验旨在检验活塞环外圆表面与汽缸壁的接触与密封程度，其目的是防止漏光度过大使活塞环与气缸壁的接触面积减小低噪音发电机组，造成漏气和窜油隐患。检查举措是将活塞环平放在气缸内，在活塞环的下边放一个发光的灯泡，活塞环上面放一块盖板，盖住环的内圆，如图8所示。漏光缝隙通常不得超过0.03mm。漏光弧长在圆周上一处不得大于30°，同一环上的漏光长度总和不超过60°，在环端开口处左右30范围内不允许有漏光现状。
除上述作用外，活塞环还具有导热功能，能够快速将活塞上部的热量传递到活塞环，从而实现活塞上、下部的温度均衡。活塞上、下部的温度均衡能够减轻活塞的热应力，预防因温度差异导致的活塞变形和破裂，提高活塞的使用年限。目前，作为改进柴油发电机用活塞环等滑动部件的耐磨耗性及抗划性的举措，例如，在柴油发电机用的活塞环中，在其滑动面实施PVD被膜或氮化处理层等表面解决。这些表面处理中，特别是PVD被膜呈现优异的耐磨损性，因此，作为对在严苛的运行条件下使用的活塞环进行的表面处理被广泛地实际运用。