活塞环的使用与维护对汽车发动机性能的影响

1、广西轻工业GUANGXI JOURNAL OF LIGHT INDUSTRY 机械与电气2009年 8月 第 8期 (总第 129期 1引言活塞环包括气环和油环两种 。 气环的作用是保证活塞与气 缸壁间的密封, 同时还将活塞顶部的大部分热量传导到气缸壁 经由冷却水或空气带走; 油环主要是起到刮油作用, 防止燃烧 室窜入过多的机油 。 在高温 、 高压 、 高速及润滑困难的条件下工 作的活塞环, 是发动机所有零件中工作寿命最短的 。 随着汽车 发动机研发队伍的强大和科技创新的快速发展, 现代发动机转 速高, 负荷大 。 活塞环的工作条件越来越苛刻, 对其耐磨性也提 出了更高的要求 。 活塞环是发

2、动机的重要部件之一, 其工作状 态的好坏, 直接影响发动机的动力性 、 可靠性和经济性 。2活塞环技术指标应符合规定要求活塞环弹力应符合规定要求 。 如活塞环弹力过大, 将会加 快活塞环与气缸壁的磨损; 弹力过小, 使活塞环与气缸壁的密 封性不好, 同样将加快活塞环的磨损, 使活塞环使用寿命降低 。 同时活塞环的端隙 、 侧隙和背隙都应符合要求 。 间隙过大, 会因 漏气严重而使发动机的功率下降, 间隙过小则会在活塞环受热 膨胀后有可能卡死或者折断, 使活塞环使用寿命降低 。 在进行 更换作业时, 要检查活塞环的端隙 、 侧隙和背隙 。3燃油 、 润滑油质量差将导致活塞环磨损加剧 目前国内有一

3、些加油站, 燃油实际标号不准确, 油质不纯 、 杂质多, 燃油中所加入清净剂质量差, 容易造成发动机在气缸 内产生积炭, 从而使活塞环使用寿命降低 。 汽油发动机要求使 用无铅汽油, 使用时必须加入清净剂, 不需要再加其它添加剂, 确保发动机正常工作 。 柴油发动机如果使用的柴油质量差, 柴 油中硫的成份含量就会超标, 容易与气缸中的水汽结合燃烧形 成硫酸, 造成活塞环和气缸壁的腐蚀磨损, 引起密封失效 。 活塞和气缸之间存在着快速的相对滑动, 要防止活塞环磨 损过快, 就需要在两个滑动表面间建立油膜 。 有足够厚度的油 膜将相对滑动的零件表面隔开, 从而达到减少磨损的目的 。 发 动机使用什

4、么润滑油, 在技术说明书中都有明确规定, 应按规 定选用 。 使用合乎规定的润滑油对减少磨损, 延长发动机活塞 环的使用寿命至关重要 。 在实际工作中存在下列不良现象:不 同牌号的润滑油混合使用; 只注意检查润滑油的油量而不注意 检查润滑油的质量, 对已经变质的润滑油不能及时更换 。 这些 不良现象不仅引起活塞环和气缸的早期磨损, 还会造成发动机 其它摩擦副偶件的损坏 。4发动机的初期磨合时应严格执行磨合期的规定 新车最初的运行时段为 3000km 。 活塞环 -缸套初期磨合 效果如何, 直接影响活塞环的使用寿命 。 通过初期磨合, 不仅使 活塞环和缸套配合面的粗糙度发生变化, 保证了活塞环和

5、缸套 配合的匀称 、 平衡, 改善了活塞环与缸壁表面的接触, 使其润滑 油膜易于形成, 并且提高了油膜承载能力, 达到良好的润滑状 态 。 换新环的发动机一定要进行热磨合, 磨合时间以 16h 为宜 。 通过磨合可使环外沿与气缸表面形成适应工作条件的配合面, 改善配合副的润滑效能, 使活塞环的可靠性 、 耐磨性更好, 从而 延长活塞环的使用寿命 。 据有关实验资料表明 1, 初级磨合不 好, 将缩短活塞环 25%的使用寿命 。 在磨合期内不能超速或者 超载行驶 。 否则, 将导致发动机气缸壁合活塞环 、 曲轴和轴瓦等 配合副之间的过渡磨损, 从而使发动机的性能 、 燃油消耗 、 机油 消耗水平

6、以及机件的使用寿命受到极大的损害 。 所以在磨合期 内的前 1500km 内 , 不要高速行驶, 汽车在各挡的行车速度请 勿超过发动机最高转速的 70%,更不要长时间高速行驶 2。 若车 速过高, 运动件所产生的机械负荷增加, 缸壁及活塞环等机件 受力增大, 环在高温 、 高压作业下, 磨损也会增大 。 所以, 车速过 高, 都将导致活塞环的使用寿命降低 。 同时, 不允许超载 。 发动 机的负荷大小与零件磨损量成正比,如果车辆严重超负荷运 转, 造成发动机零件早期损坏, 活塞环出现 “ 粘住 ” 或 “ 拉缸 ” 现 象, 从而降低了活塞环的使用寿命 。5活塞环装配不合理, 司机操作不当,

7、无法保证发动 机正常工作活塞环装在活塞的头部, 工作条件十分恶劣 。 由于活塞环 是在高温 、 高压 、 高速及润滑条件极差的情况下工作, 因此要求 活塞环的材料应具备良好的耐热性 、 导热性 、 耐磨性, 有一定的 韧性 、 弹性和足够的强度等 。 目前, 广泛采用的活塞环材料为优活塞环的使用与维护对汽车发动机性能的影响何 勋 1, 吉文哲 2(1. 商丘职业技术学院机电工程系, 河南 商丘 476000; 2. 商丘职业技术学院汽车工程系, 河南 商丘 476000【 摘 要 】 在高温 、 高压 、 高速及润滑困难条件下工作的活塞环, 是汽车发动机所有零件中寿命最短的 。 而活塞环是汽车

8、发 动机关键部件, 如果不正常使用与维护, 就会使发动机出现启动困难 、 功率不足 、 燃烧室及活塞顶部积碳多 、 排气冒蓝烟 、 气缸套磨 损过大等不良状况, 造成机械故障和经济损失 。 文章对活塞环的使用与维护等方面进行分析, 找出其对发动机性能的影响 。 【 关键词 】 活塞环; 使用与维护; 汽车发动机; 性能; 影响【 中图分类号 】 TK407【 文献标识码 】 A 【 文章编号 】 1003-2673(200908-41-02(上接第 34页 G (椭圆部分加工结束, 继续加工后续部分 4结束语从以上的例子可以看出, 宏程序的编制并不难, 只要知道 相关二次曲线的函数表达式, 利

9、用宏指令即可编制出相应的加 工程序 。 对于二次曲线形状的零件进行加工程序的编制我们还 可以运用 CAD/CAM软件来实现, 本文并不是说要用宏程序来 完全代替 CAD/CAM软件, 但通过 “ 宏 ” 的使用, 我们可以大大 减少加工程序的字节数, 从而使得程序简单 、 明了 、 便于修改 、 保存, 使程序更有灵活性和通用性, 缩短了编程的时间, 提高了 加工的效率 。用户宏程序还有多种功能 , 如用同一个宏程序加工尺寸不 同而类型相同的零件;用户程序编制特殊功能的固定循环指 令 , 实现特殊的加工 , 例如 :圆周分布地均布孔的钻削 , 矩阵分布 孔的钻削等 。参考文献1沈建峰 , 虞俊

10、 . 数控车床 (高级 M.北京 :机械工业出版社 ,2006. 2关颖 .FAN UC 系统数控车培训教程 M.北京 :化学工业出版社 ,2007.质灰铸铁 、 球墨铸铁或合金铸铁 。 其缺点是易折断, 装配不当易 变形 。 通常活塞环的拆装均应使用活塞环涨钳, 使用时涨钳张 口略大于活塞即可, 不可用手过度扩大, 超过活塞过多, 否则, 活塞环即使不断裂, 也会因操作不当出现变形 。 若不使用活塞 环涨钳, 而用手将环一道一道地拆装, 力度不易掌握, 很容易造 成活塞环翘曲变形, 从而影响活塞环的使用性能和寿命 。 装配 后的活塞环应用汽油或清洗剂清洗, 将活塞及活塞环的表面涂 上少量机油

11、, 起到预润滑的作用 。 为减少气体的泄漏, 活塞环装 入气缸时,第一道环的位置应避开作功行程时受力较大的一 面,既与活塞销孔错开 45°,其它各道环开口应互相错开 120°,这样才能将活塞连杆组装入气缸中 。 正确地安装活塞 环, 切忌第一 、 二道气环错位安装和第一道气环的上下面反边 安装 。 否则, 在发动机装复启动后会很快出现活塞环被折断和 缸套被刮坏的严重事故, 使发动机无法正常工作 。在操作时如果不当, 将会影响活塞环的使用寿命 。 如猛轰 油门 、 强制升温 、 经常使离合器半联动 、 一脚离合换挡 、 紧急制 动停车 、 先加速后滑行等不良操作习惯, 都将导

12、致润滑条件变 坏, 活塞环磨损增加 。 同时在低温下, 不采用任何措施多次冷启 动发动机, 也会使活塞环磨损加剧 。 因冷车启动时进入气缸的 一部分混合气体遇冷变成液体, 吸附在气缸壁及活塞环的表面 上, 活塞环长期处于低温下工作, 易腐蚀, 磨损加剧, 导致寿命 降低 。 所以, 无法保持发动机正常工作 。 为了改善其不良现象, 在冷启动时要求按照 “ 冷摇慢转, 就地升温 ” 的热启动办法 , 确 保发动机正常工作 。6做好 “ “ 三滤 ” 的保养工作空气滤清器 、 燃油滤清器和机油滤清器 (简称三滤 性能的 好坏, 将直接影响活塞环和气缸的磨损速度和使用寿命 。 如果 没有及时做好空气

13、滤清器的清洁工作,就会导致滤清器的脏 堵, 造成进气阻力增加, 进入气缸的空气量将要减少, 也就增加 了气缸里混合气的浓度, 从而导致油耗增大, 燃烧不完全造成 积炭, 同时也增加活塞环 、 活塞与气缸之间的磨损, 使活塞环使 用寿命降低 。 发动机在正常工作过程中, 要根据实际情况分别 对空气, 燃油及机油滤清器进行及时的保养 。 “ 三滤 ” 质量如何, 直接影响发动机摩擦副的使用寿命特别是气缸与活塞组件的 磨损 。 车辆行驶在多尘的道路上, 发动机的磨损量 40%-60% 是由于尘土中的二氧化硅 、 石英 、 三氧化二铝等随空气 、 燃油 、 机油进入发动机而引起的 。 大量的试验资料表

14、明, 1g 的灰尘进 入气缸, 其结果是导致缸壁磨损 0.01mm , 活塞环的镀镉层或淡 化硬质层将磨损 0.06-0.08mm ,并使之密封和控油能力在极 短时间内失效 。 试验结果表明:当车辆在含有尘土为 0.023g / m 3的道路上行驶,仅工作 116h ,磨损最严重的一道环侧隙达 0.70cm , 缸套磨损了 0.38mm 。 此时, 排气管冒蓝烟 、 黑烟, 曲轴 箱通气口窜机油, 发动机功率下降 15%。 测定该空气滤清器仅 为 77.5%。 合格的空气滤清器的滤清效率必须达 99.5%以上 。 使用中要注意检查空气滤清器的密封性和可靠性, 结合实际情 况对其进行维护保养作业

15、, 定期清洁或更换滤芯 。 在正常情况 下, 发动机工作 100200h后, 空气滤清器滤芯清洗一次, 在多 尘的道路上, 清除滤芯上灰尘的周期要适当地缩短 。 发动机每 工作 10002000h须更换滤芯 。发动机在运行过程中, 曲轴箱的进气量虽比气缸的进气量 少得多, 但在通风装置良好的情况下, 每小时也有约 3m 3空气 夹带尘埃进入曲轴箱, 尘埃混落在润滑油中, 使润滑油品质恶 化, 导致活塞环及气缸之间的磨损加剧 。 所以应加强对润滑油 滤清器的清洁 、 保养和维护 。 燃油在存放 、 运输和向油箱加油过 程中, 都会不同程度地混入尘土和其它杂质, 这些杂质会随燃 料一起进入气缸成为磨料, 增加活塞环及气缸之间的磨损 。 只 有燃油滤清器在良好的状态下才能保证尘土和其它杂质不随 燃油一起进入气缸, 从而延长活塞环的使用寿命 。 所以, 平时应 加强对燃油滤清器的清洁 、 保养和维护 。7结束语