NPR活塞环培训资料

1、柴油机用活塞环的基礎知识日本活塞日本活塞环环株式会社株式会社2011年年1月月活塞活塞环环技技术术研研讨讨会会活塞活塞环环 SEASONS OF JAPANNPR销销售售的的汽汽车发动车发动机用零件机用零件全部在全部在日本日本本土本土工厂生産。工厂生産。MADE IN JAPAN！活塞活塞环环的作用？的作用？活塞环的4个功能。密封密封 控油控油将热量传导到将热量传导到气缸气缸 防止防止气缸与活塞气缸与活塞强烈碰撞强烈碰撞油油气缸气缸PistonPiston 活塞活塞环环 活塞活塞环环 活塞活塞环环图为汽油机图为汽油机用活塞用活塞环环气气环环与油与油环环的分工的分工？1st第一道气第一道气环环2

2、nd第二道气第二道气环环Oil油油环环密封密封润润滑滑热传热传递递支支承承作用作用印表示最重要的作用印表示最重要的作用活塞活塞环环常常承受承受高高温温高高压压！第二缸第二缸在在燃燃烧烧第三缸第三缸在在燃燃烧烧第四缸第四缸在在燃燃烧烧爆爆发发、燃、燃烧时烧时，第一道第一道环环瞬瞬间间达到达到最高最高800C、 、压压力力达到达到1吨吨。 。活塞活塞环环必须要承受如此必须要承受如此高的高的温度与温度与压压力力。3維維CG图像图像让我们一起观察柴油机的4个冲程吧！1 1吸入吸入冲冲程程2压缩压缩冲冲程程3燃燃烧烧冲冲程程4排气行程排气行程（只吸入空气）（只吸入空气）（ （高温高高温高压压，压缩压缩吸

3、入的空气！）吸入的空气！）（ （从从喷喷油油器器喷喷出高压出高压柴油柴油， ，自燃自燃） ） （低温低（低温低压压， ，释释放排气）放排气）让我们一起用CG观察柴油机的燃烧過程吧！1 1吸入行程吸入行程2压缩压缩行程行程3燃爆行程燃爆行程4排气行程排气行程（只吸入空气）（只吸入空气）（高温高（高温高压压、 、压缩压缩吸入的空气！）吸入的空气！）（从（从喷喷射器高射器高压喷压喷出出燃料，点火）燃料，点火）（低温低（低温低压压， ，释释放排气）放排气）让我们一起用CG观察柴油机的燃烧過程吧！1 1吸入行程吸入行程2压缩压缩行程行程3燃爆行程燃爆行程4排气行程排气行程（只吸入空气）（只吸入空气）（高

4、温高（高温高压压、 、压缩压缩吸入的空气！）吸入的空气！）（从（从喷喷射器高射器高压喷压喷出出燃料，点火）燃料，点火）（低温低（低温低压压， ，释释放排气）放排气）让我们一起用CG观察柴油机的燃烧過程吧！1 1吸入行程吸入行程2压缩压缩行程行程3燃爆行程燃爆行程4排气行程排气行程（只吸入空气）（只吸入空气）（高温高（高温高压压、 、压缩压缩吸入的空气！）吸入的空气！）（从（从喷喷射器高射器高压喷压喷出出燃料，点火）燃料，点火）（低温低（低温低压压， ，释释放排气）放排气）让我们一起用CG观察柴油机的燃烧過程吧！1 1吸入行程吸入行程2压缩压缩行程行程3燃爆行程燃爆行程4排气行程排气行程（只吸入

5、空气）（只吸入空气）（高温高（高温高压压、 、压缩压缩吸入的空气！）吸入的空气！）（从（从喷喷射器高射器高压喷压喷出出燃料，点火）燃料，点火）（低温低（低温低压压， ，释释放排气）放排气）输输出出力矩力矩力矩力矩输输出出2,000cc汽油机汽油机2,300cc柴油机柴油机如果比较一下柴油机如果比较一下柴油机与与汽油汽油机机的的性能曲性能曲线会觉得很有趣线会觉得很有趣！最大力矩；最大力矩；21.0kg m/2,200rpm最大最大输出输出： ：94ps/4,000rpm低低速速高高扭扭矩的矩的柴油机柴油机最大力矩；最大力矩；18.5kg m/4,400rpm最大最大输出输出； ；135ps/6,

6、000rpm高高速速高高输输出的出的汽油机汽油机柴油机与汽油机的活塞柴油机与汽油机的活塞&活塞活塞环环的区的区别别?柴油机用活塞柴油机用活塞汽油机用活塞汽油机用活塞高度柴油机高度柴油机2 ：汽油机：汽油机1 重量重量 柴油机柴油机3 ：汽油机：汽油机1重重视视耐久性耐久性重重视视油耗油耗 马马力力燃燃烧压烧压力柴油机力柴油机1.6：汽油机：汽油机1使用使用2道道组组合式油合式油环环使用使用3道道组组合式油合式油环环柴油机用活塞柴油机用活塞环环的的特点特点？燃燃烧压烧压力力高高 使用使用高高强强度材料度材料为为保保证长证长期的期的耐久耐久性能，使用耐磨性性能，使用耐磨性好的表面好的表面处

7、处理理第一道第一道环环的宽度设的宽度设计计厚一些厚一些。 。使用与缸套配合使用与缸套配合良好良好的的活塞活塞环环使用使用受受磨耗影响磨耗影响张张力下降小的力下降小的2 2道道组组合式油合式油环环活塞活塞环环异异常常磨磨损损时会怎样时会怎样？燃气泄漏燃气泄漏马马力力不足不足！发动发动机机 启动不了启动不了！燃油消耗异常！燃油消耗异常！活塞活塞受的热不能受的热不能传传到到气缸气缸上，热膨胀上，热膨胀导致导致活塞活塞烧损烧损！活塞与气缸活塞与气缸激激烈碰撞、发动烈碰撞、发动机声音异常机声音异常！冒白烟冒白烟！耗油量大耗油量大！发动发动机性能数据的机性能数据的介绍介绍第一道第一道环环开口开口间间隙隙（

8、) )对对燃气泄漏量燃气泄漏量的影响（的影响（摩托车摩托车发动发动机）机）0 0101020203030404050500.100.100.150.150.200.200.250.250.300.300.350.350.400.40开口开口间间隙隙S1S1（ （mm)mm)燃气燃气泄漏量泄漏量増加率（）増加率（）7000700030003000开口开口间间隙隙每每増加増加.，泄漏量泄漏量増加増加约约越是越是高运高运转转区域区域影响影响越越大！大！所有发动机的开所有发动机的开口口间间隙隙与燃气泄漏与燃气泄漏量的关系是量的关系是一样的一样的第一道第一道环环的的种类种类？（装在装在活塞活塞最上面的沟

9、槽中最上面的沟槽中） ）桶面桶面环环（ （BF） ）最基本的活塞最基本的活塞环环楔形楔形环环（ （BF-K2） ）发发生生轻轻度的度的积积碳粘碳粘环环时时使用使用梯形梯形环环（ （BF-K1） ）发发生生严严重的重的积积碳粘碳粘环环时时使用使用梯形、楔形梯形、楔形环对环对抑制抑制积积碳粘碳粘环环的效果的效果消除碳渣的机制消除碳渣的机制由于活塞敲缸使由于活塞敲缸使侧侧隙隙发发生生变变化。碳渣因此被化。碳渣因此被击击碎。碎。例：使用梯形例：使用梯形环环的情况的情况由于积碳粘环，由于积碳粘环，活塞环功能降低活塞环功能降低 。发生积碳粘环的实例发生积碳粘环的实例（汽油发动机）（汽油发动机）由于活塞由于

10、活塞摇头摇头， ，单侧单侧的的侧侧隙达到最大隙达到最大单侧单侧的的侧侧隙达到最大隙达到最大时时， ，对对面的面的单侧侧单侧侧隙隙则则最小。最小。白烟、马力下降白烟、马力下降第二道第二道环环的种的种类类？（装在装在活塞中活塞中间间的的沟槽中沟槽中） ）矩形矩形锥锥面面环环（ （T1） ）基本形状基本形状鼻形鼻形锥锥面面环环（ （TUC）用于提高封油性用于提高封油性内切口内切口锥锥面面环环（ （T1IC）提高气密性能提高气密性能锥面活锥面活塞塞环环有何作用有何作用？锥面锥面活塞活塞环环的主要的主要作用作用是是“润滑润滑”。 。润滑油润滑油润滑油润滑油第二道第二道环环的先端部将的先端部将气缸壁面的油

11、刮下气缸壁面的油刮下第二道第二道环环的先端部的先端部将将气缸壁多余的气缸壁多余的油膜滑下油膜滑下油油环环的种的种类类？（装在装在活活塞最下塞最下面的沟槽中面的沟槽中） ）螺旋弹簧螺旋弹簧活塞活塞环环本体本体2道道组组合式油合式油环环： ：与与汽油机用汽油机用的的道道组组合式油合式油环环相比，具有良好的相比，具有良好的耐久性耐久性。2道式道式组组合油合油环环（ （EBC16） ）活塞活塞环环的开口形状？的开口形状？直角直角是是标准的开口形状标准的开口形状 （ （直角直角开口）开口）燃气燃气通过通过活塞活塞环环开口开口间间隙部隙部往往下下泄漏泄漏。因此，。因此，开口开口间间隙隙的大的大小很小很重要

12、！重要！的开口间隙是？第一道第一道环环第二道第二道环环公称通径（）公称通径（）开口开口间间隙隙（ （S1） ）公称通径（）公称通径（）开口开口间间隙隙（ （S2） ）【 【标标准的开口准的开口间间隙隙】 】 以直径以直径范范围围在在（ （d1） ）80.0140.0mm的柴油机的柴油机为例为例 以小以小侧侧的的间间隙大小隙大小为为基准基准，加工加工上还要设定上还要设定0.20mm的公差。的公差。开口开口太窄：太窄：运行中活塞运行中活塞环环热热膨膨胀胀，开口部开口部相撞。相撞。导致导致活塞活塞环环折折损损、发动发动机机烧蚀烧蚀开口开口太宽：太宽：燃气泄漏燃气泄漏增多。增多。 导致导致马马力力下降

13、、下降、油油消耗消耗大大开口开口间间隙隙对对发动发动机故障机故障有何影响有何影响？活塞活塞环环开口开口间间隙是隙是发动发动机厂商机厂商根据其大量测试根据其大量测试結果結果决定的。决定的。【 【参考参考】 】开口开口间间隙隙擅自加工的后果擅自加工的后果？市场上的常例市场上的常例 不更换不更换缸套缸套、用、用加大的加大的活塞活塞环环来来调调整整开口开口间间隙隙 误认为误认为活塞活塞环环的开口的开口越小越小性能性能越好越好活塞活塞环环厂商厂商一般的开口形状一般的开口形状是是经过经过精密加工精密加工而制成而制成擅自擅自加工加工会使会使开口开口变形、变形、产生毛刺产生毛刺！开口部擅自加工开口部擅自加工会

14、导致气缸内径损伤、耗油量会导致气缸内径损伤、耗油量大大、活塞活塞环环折折损损等等重大重大故障。故障。不能这样做。不能这样做。休息一会儿休息一会儿！日本京都的舞妓日本京都的舞妓（ （休息时间休息时间） ）现在日现在日本本最人气的表演团最人气的表演团、 、AKB48AKB48！ 活塞活塞环环是真是真圆吗圆吗？组组装前是装前是椭椭圆圆形状形状 组组装后装后是是真真圆圆形状形状重要的重要的是是 宽度宽度（ （h1）与厚）与厚度度（ （a1） ）重要的是重要的是 开口开口间间隙隙（ （S1） ）活塞活塞环环公称通径（公称通径（d1）气缸径（）气缸径（D1） ）沟底角半径后侧隙边侧隙后侧隙边侧隙沟底角半径

15、公称径公称径活塞活塞环环重要重要的的3个侧隙个侧隙是是什么什么？活塞活塞活塞活塞环环活塞活塞侧隙侧隙矩形矩形活塞活塞环环的情况的情况梯形梯形活塞活塞环环的情况的情况活塞活塞环环柴油机用活塞柴油机用活塞环环的的侧隙是侧隙是？SC1SC1：0.080.080.12mm0.12mmSC2SC2：0.070.070.11mm0.11mmBC1BC1：0.500.501.20mm1.20mm（片（片侧侧） ）BC2BC2：0.500.501.00mm1.00mm（片（片侧侧） ）PC1PC1：0.300.300.35mm0.35mm（片（片侧侧） ）PC2PC2：0.0250.0250.03mm0.03

16、mm（片（片侧侧） ）边侧隙边侧隙后侧隙后侧隙活塞活塞侧隙侧隙100110mm发动发动机的机的设设定例定例活塞活塞环环材料材料的特性是？的特性是？【 【活塞活塞环环材料材料要求具有哪些要求具有哪些重要特性？重要特性？】 】最重要最重要的特性的特性是是耐耐磨磨性性与与弹性弹性耐磨耐磨性性低低： ：会导致容易磨损、气密性及封油性能大幅度下降。会导致容易磨损、气密性及封油性能大幅度下降。弹性低弹性低： ：会导致张力很快下降、耗油量大和马力下降等。会导致张力很快下降、耗油量大和马力下降等。活塞活塞环环的材料的材料有哪些有哪些种种类类？大致分大致分2种种铸铁铸铁材材钢钢材材普通普通铸铁铸铁材材强韧强韧铸

17、铁铸铁材材弹力弹力钢钢不锈不锈钢钢第二道第二道环环第一道第一道环环第二道第二道环环油油环环第一道第一道环环第一道第一道环环第二道第二道环环油油环环旧式旧式发动发动机机新型新型发动发动机机钢钢铸铁铸铁材与材与钢钢材材有何区别有何区别？第一点，第一点， 钢钢材材的的强强度非常高度非常高，不会，不会折折损损。 。第二点，第二点， 钢钢材材可以进行可以进行多多种种表面表面处处理理。是普是普通通铸铁铸铁的的4.0倍倍还多还多Cr镀铬镀铬氮氮化化PVD铸铁铸铁材材钢钢材材活塞活塞环环的的钢钢材的材的优点是？优点是？铸铁铸铁活塞活塞环环钢钢活塞活塞环环a1尺寸尺寸a1尺寸尺寸h1尺寸尺寸h1尺寸尺寸活塞活塞

18、环环变薄也变轻了变薄也变轻了轻量化在提高输出及轻量化在提高输出及 降低耗油方面很有效降低耗油方面很有效a1尺寸尺寸a1尺寸尺寸h1尺寸尺寸h1尺寸尺寸活塞活塞环环耐磨表面耐磨表面处处理理的种类有哪些的种类有哪些？ 无无表面表面处处理理 镀镀铬铬(Cr)气体氮化（气体氮化（GN） ） PVD约约 5倍倍约约12倍倍约约25倍倍柴油机用活塞柴油机用活塞环环的的磨磨损损极限极限及及耐久寿命耐久寿命，是根据市场调，是根据市场调查的查的結果結果来决定的。来决定的。（ （估算估算） ）NPR活塞环的标记有哪些种类？刻印刻印激光激光标记标记文字文字文字文字文字文字 NN1N1NNPR带带标记标记的一的一侧侧

19、一定要朝上组装。一定要朝上组装。2. 上下上下対称的活塞対称的活塞环环也有不带也有不带标记标记的的。 。刻印与激光刻印与激光标记标记种种特别危险的是：特别危险的是：第一道第一道楔形楔形活塞活塞环环的上下的上下倒装的情况倒装的情况第二道第二道锥锥面活塞面活塞环环上下上下倒装倒装的情况的情况第二道第二道锥锥面活塞面活塞环环倒装倒装导致把机导致把机油油推上到燃烧室推上到燃烧室标记标记朝下组装的朝下组装的情况情况会产生哪些故障会产生哪些故障？运行初期运行初期耗油耗油量异常量异常、冒冒白烟！白烟！把机把机油油推倒燃推倒燃烧烧室室的的实实例例异常异常情况情况正常正常情况情况活塞活塞头头被积炭熏黑被积炭熏黑

20、！活塞环、活塞的温度？212212260260250250120120240240180180直直喷喷式式柴油柴油发动发动机用活塞机用活塞各部的温度（参考）各部的温度（参考）300300C C活塞活塞环环温度温度比比活塞温度活塞温度低：低：第一道第一道环环内周内周侧侧温度：温度：210220C第二道第二道环环内周内周侧侧温度温度 ： ：150160C油油环环内周内周侧侧温度温度 ： ：110120C活塞活塞环环能承受能承受300C以上的高温。以上的高温。【 【参考参考】 】活塞活塞环环的寿命的寿命多少多少？维护良好、没有大修的情况下维护良好、没有大修的情况下中大型柴油机中大型柴油机车车 ：100150万万km（ （环绕环绕地球地球25周）周）4驱驱汽油机汽油机车车 柴油柴油机机乗用乗用车车 ： ：约约30万万km（ （环绕环绕地球地球8周以上）周以上）伪造品为什么不好？ NPR制制缸套缸套伪造品伪造品材料材料组织组织内周真内周真圆圆度度内周内周粗糙度粗糙度不合适的材不合适的材料！料！严重变形严重变形！加工粗糙加工粗糙！购买伪造品得不偿失购买伪造品得不偿失！伪伪造活塞造活塞环环的的质质量水准量