《活塞环基础知识》课件

活塞环培训目录

第一章活塞环的工作原理及作用

第二章活塞环的结构及工作原理

第三章活塞环的表面处理

第四章活塞环常用术语

第五章活塞环的材料

第六章活塞环的质量标准及检测方式

第七章活塞环的安装说明

1精选课件ppt

活塞环培训目录

第一章活塞环的工作原理第一章

活塞环的工作原理及作用

2精选课件ppt第一章

活塞环的工作原理及作用

2精选课件ppt1、1简述活塞环的工作环境

活塞环在发动机中的工作条件是十分恶劣和矛盾的。它承受燃烧室燃气燃烧所产生的高压和高热，即承受着由此产生的高的机械负荷和热负荷，又因为要上下高变速运动而与汽缸壁、活塞环槽发生相对的摩擦运动，有摩擦就要供应充足的润滑油以便在磨擦面形成油膜来减小磨擦，（如若不加机油就会严重磨损和拉缸），可是机油又易能过环与环槽的泵油作用进入燃烧室，导致燃烧过程恶化、积炭、结胶和加速磨损。

1.2活塞环在发动机中的四大主要作用:

1活塞环的密封作用

2.活塞环的控油作用

3.活塞环的传热作用

4.活塞环对活塞的支撑作用3精选课件ppt1、1简述活塞环的工作环境

活塞环在发动机中1.1.1活塞环的密封作用第一道气环主要是密封气体第二道是密封气体与调节油膜厚度1:燃烧室的组成：汽缸、汽缸盖、活塞、活塞环。２：燃烧室必须尽可能的密封气体，这样快速燃烧的油气混合物才能推动汽缸的活塞向下运动带动曲轴转动，此功能称为“密封气体”。３：其中第一道环密封80-90%的气体;第二道环密封10-20%的气体;油环密封约5%的气体.4精选课件ppt1.1.1活塞环的密封作用第一道气环主要是密封气体第二道是密1.1.2活塞环的控油作用1、活塞环刮油功能是指避免机油过多进入燃烧室，油环将汽缸壁上多余的机油刮下到活塞内，将机油消耗保持在所需水平同时降低有害废气排放。2、其中油环控制约70-90%的机油,气环控制约10-20%的机油油环刮下机油由漏油孔流入活塞。回油孔5精选课件ppt1.1.2活塞环的控油作用油环刮下机油由漏油孔流入活塞。回油1.1.3活塞环的传热作用1、活塞环将热量从高温的活塞传导至冷却的汽缸壁或发动机缸体上。2、燃气燃烧产生70%~80%的热量从活塞环槽经由活塞环传至汽缸壁，热量传导功能对于保持活塞环和活塞的稳定性非常重要，只有这样才能保持气体密封功能不受损害。.活塞的热量通过活塞环传至汽缸壁。6精选课件ppt1.1.3活塞环的传热作用1、活塞环将热量从高温的活塞传1.1.4活塞环的支撑作用1、在侧压力作用下，活塞在作往复运动的同时还压向气缸壁，因此可能发生撞击缸壁的现象，2、活塞环的支撑作用是指避免这种撞击现象，减小磨损。7精选课件ppt1.1.4活塞环的支撑作用1、在侧压力作用下，活塞在作往复运第二章活塞环的结构及形状8精选课件ppt第二章活塞环的结构及形状8精选课件ppt

2.1活塞环的分类内燃机活塞环主要分为两种，气环（压缩环）与油环。按结构分就分为整体环与组合环；按环断面形状就分为——矩形环、梯形环、楔形环、外切扭曲环、鼻形环、开槽油环、异向倒角油环、同向倒角油环、开槽螺旋撑簧环、异向倒角螺旋撑簧环、同向倒角螺旋撑簧环、钢带组合油环；按外侧面形状就分为——柱面、锥面、桶面；按棱边形状就分为——上侧面内切台、上侧面内倒角、下侧面内切台、下侧面内倒角、内棱边倒角、外圆面棱边倒角、内外圆边面棱边倒角；按镀层形状就分为——无镀层、全镀层、半镀层、镶嵌。9精选课件ppt

2.1活塞环的分类9精选课件ppt活塞环整体环气环矩形环梯形环梯形环柱面桶面锥面内倒角内切台内棱边倒角外棱边倒角无镀层全镀层半镀层镶嵌刮环鼻形环外切扭曲环柱面锥面内棱倒角无镀层镶嵌油环槽油环异向倒角油环同向倒角油环内棱边倒角①②③④⑤⑥③④⑤⑥③⑤分类原则①结构④外圆面形状②功能⑤棱边形状③剖面形状⑥镀层结构⑦撑簧类型10精选课件ppt活塞环整体环气环矩形环梯形环梯形环柱面桶面锥面内倒角内切台内组合环油环螺旋撑簧环钢带组合环开槽油环异向倒角油环同向倒角油环异向倒角成形磨削油环无镀层全镀层①②⑦③⑥分类原则①结构④外圆面形状②功能⑤棱边形状③剖面形状⑥镀层结构⑦撑簧类型活塞环11精选课件ppt组合环油环螺旋撑簧环钢带组合环开槽油环异向倒角油环同向倒角油2.1.2断面形状分类1、矩形环（Ｒ）矩形环是最简单的压缩环，其功能全，用于压缩机、割草机及其它两冲程发动机。矩形环是目前用得最多的一种截面形状。结构简单、制造方便，适于大于批量生产。但性能较差，在高速强化柴油机上很少应用。2、梯形环（Ｔ）梯形环通常用于热负荷大的柴油内燃机的第一道压缩环（气环）。由于活塞环的径向运动，可有防止碳化物沉积及活塞环结胶卡死。梯形环的缺点是工艺复杂，特别是两侧表面（圆锥面）的精加工较困难。3、楔形环（ＥＴ）楔形环类似于梯形环,其楔角日本标准和联邦德国标准均定为7度(量规角度)。楔形环的刮油性能和密封性能良好，它的抗胶结作用较梯形环小,一般柴油机第一环常采用楔形环。半梯形环的弹力比同断面积的矩形环约减少l0%

12精选课件ppt2.1.2断面形状分类12精选课件ppt4、外切台扭曲环不宜用作第一道环，多数用在油环上面的那道气环。具有磨合期短，控油好的优点，但气密性较差，漏气量比其它扭曲环大30～50％。在开口两端不切通则可减少漏气量。5、鼻形环（Ｎ）鼻形环多用于中速内燃机的二道、三道压缩环。鼻形环具有刮刀般的棱边，所以刮油能力很好。鼻形环的漏气量较其他压缩环大，为了减少端隙的漏气量，鼻形环开口处留一段不切槽。6、开槽油环（Ｓ）最早使用的油环型式，7、异向倒角开槽油环（Ｓ）异向倒角开槽油环的刮油边倒角方向相反。由于其两个外圆工作面倒角，减少了与气缸内表面的接触面积，所以有较高的平均压力。为了减少环的磨损，工作面须镀铬或喷钼。该环在大功率柴油机中使用较多。但其仍有被异向倒角螺旋油环取代的趋势。13精选课件ppt4、外切台扭曲环13精选课件ppt8、同向倒角开槽油环（Ｇ）

同向倒角开槽油环的刮油边倒角方向相同。由于其两个外圆工作面倒角，减少了与气缸内表面的接触面积，所以有较高的平均压力。为了减少环的磨损，工作面须镀铬或喷钼。同向倒角油环的刮油能力比异向倒角油环更强。该环在大功率柴油机中使用较多。但其仍有被同向倒角螺旋油环取代的趋势。9、开槽螺旋油环（ＳＳＦ）为开槽油环的改进型式，即在开槽油环背后加置螺旋弹簧，从而提高环的径向压力，保证油环与气缸壁均匀而稳定的贴合，能减小磨损及降低机油消耗量。刮油边应镀铬。适用于强载的中、高速柴油机。10、异向倒角螺旋油环（ＳＳＦ）为异向倒角油环的改进型式，即在异向倒角油环背后加置螺旋弹簧，从而提高环的径向压力，保证油环与气缸壁均匀而稳定的贴合，能减小磨损及降低机油消耗量。刮油边应镀铬。适用于强载的中、高速柴油机。14精选课件ppt8、同向倒角开槽油环（Ｇ）14精选课件ppt11、同向倒角螺旋油环（ＧＧＦ）

为同向倒角油环的改进型式，即在异向倒角油环背后加置螺旋弹簧，从而提高环的径向压力，保证油环与气缸壁均匀而稳定的贴合，能减小磨损及降低机油消耗量。刮油边应镀铬。适用于强载的中、高速柴油机。12、钢带组合油环回油路通畅，刮片与环槽上下侧贴合紧密，接触压力高，故其刮油性及油密封性好，同时，由于其重量轻、磨擦功耗小，故广泛用于摩托车及四冲程调整汽油机。15精选课件ppt11、同向倒角螺旋油环（ＧＧＦ）15精选课件ppt2.1.2外圆形状分类1、柱面2、桶面桶面环密封性强，又因汽缸壁的接触面在初期是很窄的，故磨合期短，还能保证良好的润滑和避免棱缘负荷。3、锥面（Ｍ）锥面环常用于第二、三道压缩环。

锥面环密封性能良好，能改善窜气、窜油情况。但若锥面斜角过大，密封效果将变差，机油消耗量也将增加16精选课件ppt2.1.2外圆形状分类16精选课件ppt2.1.3棱边形状分类1、上侧面内倒角缸壁线接触，磨合性好；与环槽也是线接触，密封性能得到改善，且减轻了环对环槽的冲击；防止窜气窜油的效果都较好。正扭曲环向下刮油的作用也很好。缺点是向下刮油时有少量机油进入环槽。适用于中、小功率柴油机第二、三道压缩环。2、上侧台内切台缸壁线接触，磨合性好；与环槽也是线接触，密封性能得到改善，且减轻了环对环槽的冲击；防止窜气窜油的效果都较好。正扭曲环向下刮油的作用也很好。缺点是向下刮油时有少量机油进入环槽。适用于中、小功率柴油机第二、三道压缩环。3、下侧面内倒角具有良好的磨合性和密封性，但下行刮油作用不好，可能引起窜油，因而很少应用，主要与锥面环结合，形成锥面反扭曲环。17精选课件ppt2.1.3棱边形状分类17精选课件ppt4、下侧面内切台具有良好的磨合性和密封性，但下行刮油作用不好，可能引起窜油，因而很少应用，主要与锥面环结合，形成锥面反扭曲环。5、内棱边倒角6、外圆面棱边倒角7、内、外圆面棱边倒角18精选课件ppt4、下侧面内切台18精选课件ppt2.1.4镀层形状分类按镀层形状就分为——无镀层（a）、全镀层(b)、半镀层(c)、镶嵌(d)。abcd19精选课件ppt2.1.4镀层形状分类abcd19精选课件ppt第三章-----活塞环表面处理3.1镀铬

3.1.1镀铬是什么:

为了延长活塞环的使用寿命,减少磨损及降低发动机的摩擦功,通常将第一道环的外圆镀铬.铬不仅硬度高,更重要的是铬与铸铁之间有着很小的摩擦系数,因而耐磨,减磨.第一道环外圆镀铬后,不仅本身磨损大为减小,而且使整个摩擦副零件(钢壁,活塞裙部及其他各道环)的磨损大大减小,从而延长了整个摩

擦副的使用寿命.

3.1.3镀铬的优点:

耐高温

耐磨

导热性好镀铬层

活塞环培训资料20精选课件ppt第三章-----活塞环表面处理3.1镀铬

3.1.1镀铬是第三章-----活塞环表面处理3.2喷钼

3.2.1喷钼是什么:活塞环工作表面上的润滑油膜在高温下被破坏，有时会形成干摩擦，如果在活塞环表面施加一层具有贮存机油及抗熔着的表面覆层，则能减少熔着磨损，提高环的抗拉缸能力。活塞环喷钼就具有极高的抗熔着磨损能力。一方面由于喷钼层是多孔组织的贮油结构覆层；另一方面钼的熔点比较高(2630℃)，干摩擦时仍能有效地工作。在这种情况下，喷钼环比镀铬环有更高的抗熔着能力。但喷钼环耐磨料磨损能力比镀铬环差，另外，喷钼环成本较高且结构强度难以稳定。因此除非十分需要喷钼外，最好采用镀铬。

3.2.3喷钼的优点:

l

储油性好

l

缩短初期磨合期

l

导热性好

活塞环培训资料21精选课件ppt第三章-----活塞环表面处理3.2喷钼

3.2.1喷钼是什第三章-----活塞环表面处理3.3磷化

3.3.1磷化是什么:磷化表面处理是在活塞环表面覆盖一层适当软度、富有弹性的易损物质，使环与汽缸套突出部分相接触而加速磨损，从而缩短磨合期，使环良好地进入稳定的工作状态。磷化使在活塞环表面上形成一种质地柔软、易于磨损的磷化膜，由于磷化处理所需设备简单、操作方便、成本低、效率高，所以在小型发动机的活塞环工艺上普遍采用。

3.3.3磷化的优点:

仿锈

缩短初期磨合

活塞环培训资料22精选课件ppt第三章-----活塞环表面处理3.3磷化

3.3.1磷化是什第三章-----活塞环表面处理3.4垳磨亮带

3.4.1垳磨亮带是什么:将桶面环放入垳磨机中进行垳磨.环在机器中上下运动并自转.这样使桶面环中间的凸出处磨出一条镜面亮带.由于环的开口处面压较大,所以在开口处的亮带会呈现出喇叭口形.

3.4.2垳磨亮带的优点:

增强刮油性能

由于与气缸是线接触,密封性好

缩短初期磨合

活塞环培训资料23精选课件ppt第三章-----活塞环表面处理3.4垳磨亮带

3.4.1垳磨第三章-----活塞环表面处理3.5特殊垳磨

3.5.1特殊垳磨是什么:在铬层表面通过一种特殊磨加工方式,使其表面布满网状沟槽,增加活塞环表面储油性能,同时也能加快初期磨合.目前能真正掌握这项技术的公司非常少

3.5.2垳磨亮带的优点:

增强储油性能

加快初期磨合

活塞环培训资料24精选课件ppt第三章-----活塞环表面处理3.5特殊垳磨

3.5.1特殊第三章-----活塞环表面处理3.6氮化

3.6.1氮化是什么:氮化处理一般选用的材料为高铬不锈钢,氮化层硬度较铬层更高,且这种处理方式能给活塞环整个表面带来均匀的硬质层,使得活塞环与缸壁,环槽各接触面磨损降到最低限度.

3.6.2氮化的优点:

增加环的硬度

耐磨,替代镀铬处理

晶相图

活塞环培训资料25精选课件ppt第三章-----活塞环表面处理3.6氮化

3.6.1氮化是什第三章-----活塞环表面处理3.7渗陶

3.7.1渗陶是什么:通过化学方法将陶瓷材料渗入金属表层，使表层形成金属与陶瓷的复合薄膜.渗陶活塞环的机械性能大大高于铸铁活塞环，耐磨性提高1.5倍，而磨合时间及缸套磨损程度则分别降低22%及30%。

3.7.2渗陶的优点:

l

明显的节油效果

l

延长使用寿命

l

耐高温

l

发动机的适用范围拓宽

l

减少空气污染

活塞环培训资料26精选课件ppt第三章-----活塞环表面处理3.7渗陶

3.7.1渗陶是什第三章-----活塞环表面处理3.8氧化

3.8.1氧化处理后活塞环的表面呈深红色

3.9镀锆

3.9.1镀锆处理后活塞环的表面呈金黄色

活塞环培训资料27精选课件ppt第三章-----活塞环表面处理3.8氧化

3.8.1氧化处理第四章

活塞环常用术语

第四章-----活塞环常用术语

活塞环培训资料28精选课件ppt第四章

活塞环常用术语第四章-----活塞环常用术语活第四章-----活塞环常用术语4.1车副,缸副,环组:

一车副:指的是一辆车,即一台发动机.

一缸副:指一个气缸.

环组:指一个活塞上要用几道环三环组

活塞环培训资料29精选课件ppt第四章-----活塞环常用术语4.1车副,缸副,环组:

第四章-----活塞环常用术语4.1.1车副,缸副,环组的相互关系:

引擎:OM352是五环组,六缸机五环组六缸机

活塞环培训资料30精选课件ppt第四章-----活塞环常用术语4.1.1车副,缸副,环组的第四章-----活塞环常用术语4.2环高,径向厚度,自由开口,锥度.

4.2.1环高:环轴向的高度.

4.2.2径向厚度:即直径方向的厚度.

l

径向厚度过大，背隙变小，环作径向振动时易与活塞槽干涉，同时环体柔性下降，对缸套的顺应性降低；

径向厚度过小，背隙增大，泄漏通道面积增大，密封性能降低.

活塞环培训资料31精选课件ppt第四章-----活塞环常用术语4.2环高,径向厚度,自第四章-----活塞环常用术语4.2.3自由开口

■活塞环自由状态下开口两端间的距离；

■自由开口过小，其安装应力大，不利

于活塞环安装；

■自由开口过大，其工作应力大，不利

于活塞环工作。

4.2.4锥度

■环外圆与气缸线接触，接触压力大，

有利于初期磨合，由于锥角的存在，

上行时有利于布油，下行时有利于刮油；

■锥度过大，接触压力过高，其磨损加

快。另一方面背压作用变小，不利于密封；

■锥度过小，接近于矩形环，起不到锥

面环应有的作用。

活塞环培训资料32精选课件ppt第四章-----活塞环常用术语4.2.3自由开口

■活塞第四章-----活塞环常用术语4.3弹力,闭口间隙

4.3.1弹力:切向弹力和径向弹力

■活塞环实现自张并建立密封面的关键

参数；

■弹力过小则密封面不易建立，压缩气

体、高温燃气易泄漏造成整机功率下降；

另一方面，弹力过小还会造成机油上窜，

导致较高的机油消耗；

■弹力过大易导致摩擦面机油过少，油

膜厚度过小，甚至油膜破裂，导致磨损

加剧；另一方面，弹力过大其摩擦功损耗

大，导致整机功率下降；

■活塞环弹力有径向和切向弹力两种，二

者互为关联，且一一对应

活塞环培训资料33精选课件ppt第四章-----活塞环常用术语4.3弹力,闭口间隙

4.3第四章-----活塞环常用术语

4.3.2闭口间隙

■活塞环在名义缸径中两

开口端之间的距离；

■在考虑热膨胀因素基础

上，较小的闭口间隙有利

于密封气体和降低机油消耗；

■闭口间隙过小将导致环卡

死而失去功效；

■闭口间隙过大将导致较大

的气体泄漏和机油消耗。

34精选课件ppt第四章-----活塞环常用术语

4.3.2闭口间隙

■活第五章

活塞环的材料35精选课件ppt第五章

活塞环的材料35精选课件ppt５.１活塞环的材料要求由于活塞环处于高温高速高压润滑困难的严酷工况，为了工作的可靠性及耐久性，对环材料的要求很高，这些要求如是：１、良好的耐磨性和耐蚀性；２、必要的机械强度及热强度；３、足够的弹性和弹性保持性；４、良好的加工性。５.２活塞环的常用材料a.合金铸铁K1、STD（标准型）铸铁中加入铬、钼、铜或钨、钒、钛等合金成份，以提高基体组织的耐磨性。在表面无涂层时，合金铸铁材料得广泛应用。

36精选课件ppt５.１活塞环的材料要求36精选课件pptb.多元合金铸铁IKAF14高合金铸铁加入铬、镍、钼等十几种合金元素的铸铁，具有高于普通合金铸铁的高耐磨性和抗折断性，其技术难度及成本较高，主要应用于一些高速柴油机。c.球墨铸铁KV1（标准型）、KV4具有高强度特性，能给活塞环带来较高的接触压力以提高密封性和刮油性，是设计活塞环气环的理想材料。在表面无耐磨涂层时，其耐磨性不如合金铸铁。

37精选课件pptb.多元合金铸铁IKAF14高合金铸铁37精c.钢质不锈钢：6Cr13、55CrSi合金钢:82A\72A用于片环材料,SUS304衬环材料具有极高的弹性模数和抗弯强度，表面可处理性强，其表面覆以适当处理层时，能改善活塞环的耐磨性、润滑条件，增加活塞环的抗折断性能，是摩托车及高速汽油机广泛采用的材料。38精选课件pptc.钢质38精选课件ppt第六章

活塞环的质量标准及检测方式39精选课件ppt第六章

活塞环的质量标准及检测方式39精选课件ppt活塞环发动机中极为重要的零件，除了要求良好的机械性能及内在质量之外，还要求尺寸精密、几何形状准确，同时也要求要有较好的外观质量。我国汽车活塞环生产厂现在执行的技术标准是机械工业部标准JB3833-85《汽车、摩托车发动机活塞环技术条件》、JB3916-85《汽车发动机螺旋衬簧铸铁油环技术条件》、JB3934-85《汽车、摩托车发动机单体铸造活塞环金相标准》、ZBT12001-85《汽车发动机钢带环组合油环技术条件》，各标准分别列有了关于活塞环的材质、金相组织、机械性能、尺寸及整形公差、表面处理及外观质量等，并规定了相应的检测方法。40精选课件ppt活塞环发动机中极为重要的零件，除了要求良好的机械1、检测方法41精选课件ppt1、检测方法41精选课件ppt42精选课件ppt42精选课件ppt43精选课件ppt43精选课件ppt44精选课件ppt44精选课件ppt45精选课件ppt45精选课件ppt46精选课件ppt46精选课件ppt47精选课件ppt47精选课件ppt2、常见量具简介量具是测量零件的尺寸、角度、形状精度和相互位置精度等所用的测量工具和量仪。（根据一般习惯，常将结构简单、主要在车间使用的测量器具称为量具；而将结构复杂、精确度高、主要在计量室使用的测量器具称为量仪）以下说明一下我们常用的二种量具１游标卡尺游标卡尺可以直接测量出工件的内外直径、长度、宽度和深度等尺寸。游标卡尺的测量精度一般为0.1毫米、0.05毫米、0.02毫米三种。2.1游标卡尺的读数原理a)0.02毫米精度游标卡尺主尺每格为1毫米，副尺刻线总长为49毫米并均分为50格，每格为40/50=0.98毫米，则主尺与副尺相对一格之差为1-0.98=0.02毫米，它的测量精度即为0.02毫米。48精选课件ppt2、常见量具简介量具是测量零件的尺2.2、游标卡尺的结构游标卡尺一般是由主尺3、副尺5、螺钉4、下量爪1、下量爪2、测度尺6、组成组成（如图）。49精选课件ppt2.2、游标卡尺的结构49精选课件ppt2.3读数方法N=a+b（N数值a整数部分读数b小数部分读数)b=n-(nx0.98)（n副尺与主尺对准的根数）2.4读数测验50精选课件ppt2.3读数方法2.4读数测验50