任务六活塞与活塞环的间隙检查

1、汽车发动机机械系统检修,学习任务六：活塞与活塞环的间隙检查,活塞与活塞环磨损后，造成汽缸壁间隙的增大，从而发动机工作时活塞与汽缸壁之间会出现异响，所以发动机异响时应进行对其检查。设置本任务的目的是学习活塞与活塞环的功用、结构以及活塞环间隙的检查方法。,任务介绍,知识点：活塞与活塞环的功用、结构及特点。 技能点：活塞环间隙的测量方法。,任务分析,组成：活塞、活塞环、活塞销、连杆、连杆轴瓦等 作用：将燃烧过程中获得的动力传递给曲轴。,一、活塞连杆组的构造,相关知识,（一）活塞的构造,1.功用：,1）与气缸盖、气缸壁等共同组成燃烧室；,2）承受气体压力，并将此力传给连杆，以推动曲轴旋转。,2.工作条

2、件：,活塞在高温、高压、高速、润滑不良的条件下工作。,柴油机高级铸铁或耐热钢，成本低、耐热性好，且膨胀系数小。,3.要求：,(1)要有足够的刚度和强度，传力可靠；,(2)热膨胀系数要小，减小受热时的变形；,(3)导热性好，耐高压、耐高温、耐磨损；,(4)质量小，重量轻，尽可能减小往复惯性力。,4.材料：,汽油机高强度铝合金，质量小，导热性好，但热膨胀系数大，高温下，强度和硬度下降很快。,根据所起作用的不同，可将活塞分为三部分，活塞顶部、活塞头部（环槽部）和活塞裙部。,5.活塞的组成,（1）活塞顶部,指活塞的顶面，是燃烧室的组成部分，用来承受气体压力。 汽油机活塞的顶部形状有： （1）平顶：机构

3、简单，制造容易，受热面积小，顶部应力分布均 匀，广泛采用。 （2）凸顶：顶部强度高，起气流导向作用，有利于改善换气过程和提高压缩比，常用于二冲程汽油机。 （3）凹顶：在气门升程大的发动机中，为使活塞与不与气门发生干涉，常将活塞顶部作一个凹陷的部分。,（2）活塞环槽部（头部）,指第一道活塞环槽到活塞销孔以上部分，又称防漏部。两环槽之间称为环岸。,上面2-3道气环，下面1-2道油环。,油环的底部有若干贯通泄油孔，油环从缸壁上刮下的多余润滑油，经此流回油底壳。,头部,结构：全群式、半拖板式、拖板式裙部。,（3）活塞裙部,定义：指从油环槽下端面起至活塞最下端的部分，包括装活塞销的销座孔。,功用：在活塞

4、运动的时候起导向作用，并承受侧压力。,全群式,半拖板式,拖板式,活塞的常见损伤,主要是活塞环槽的磨损、活塞裙部的磨损和活塞销座孔的磨损等,活塞环槽的磨损较大，以第一道环槽的磨损最为严重各环槽由上而下逐渐减轻。,活塞裙部虽与气缸壁直接接触，但接触面积较大，润滑条件较好,磨损较轻。 活塞销座孔的磨损是活塞在工作时受气体压力和往复惯性力的作用，使活塞销座孔产生上下方向的椭圆形磨损。,（4）活塞变形及应采取措施,（a）活塞的热膨胀量大于气缸的热膨胀量，使间隙变小,（b）活塞头部膨胀量大于裙部膨胀量，上大下小,）活塞变形的原因及规律,活塞与气缸间间隙过小，出现拉缸、卡死故障；过大，将出现敲缸、窜气、窜机

5、油等故障,（c）群部圆周方向近似椭圆形变化，长轴沿着销座孔轴线方向。,2）活塞变形的预防措施,活塞头部的直径呈上小下大的梯形或截锥体；,裙部呈椭圆型，长轴垂直于销座孔轴线；,活塞的加强筋在销座和活塞头部之间设置加强筋用来加强销座，并提高活塞头部的刚度。,裙部开隔热膨胀槽（“T”形或“”形槽），其中横槽叫隔热槽，竖槽叫膨胀槽。,采用双金属活塞：即在活塞裙部或销座内嵌入钢片，以减少裙部的膨胀量。,恒范钢片活塞,镶筒形钢片活塞, 其它结构, 温控结构,a.喷油冷却,专设喷油嘴,连杆中心油道,b.隔热膜,活塞顶部涂一层石墨隔热膜，既保证较高温度的燃烧室壁面，又降低活塞温度。, 群部表面的保护（防止拉毛

6、）,镀锡（熔点低）,涂石墨（脆性材料）,表面粗糙化 （沟谷能存润滑油）, 偏置销座,a) 活塞销对中布置,压缩行程,作功行程,b) 活塞销偏移布置,活塞销孔中心偏离活塞中心线平面，向做功形成侧压力的一方偏移1-2mm。,目的：减轻活塞换向时对气缸壁的敲击噪声（敲缸）。,压缩行程,作功行程, 环槽护圈,第一、二道环槽或所有环槽镶入耐磨材料，并制成环槽护圈。,（二）活塞环,活塞环是具有弹性的开口环，有气环和油环之分。,1.活塞环的功用与分类,（2）油环 1-2道，刮油布油，辅助密封作用,（1）气环 2-3道，密封、传热、辅助刮油布油作用,2.工作条件：,高温、高压、高速、润滑困难,发动机中磨损最快

7、的零件之一，平均寿命50000KM70000KM。,第一道环工作条件最差，磨损最快,3.材料与热处理,要求：良好的耐热性、导热性、耐磨性、磨合性、韧性和足够的强度及弹性等。,材料：耐热不锈钢、优质碳素钢、球墨铸铁、合金铸铁,热处理：第一道活塞环镀铬或喷钼，其他的镀锡、磷化或硫化处理,（1）端隙1：又称开口间隙，是活塞环装入气缸后开口处的间隙。一般为0.25mm0.50mm。,4.间隙,发动机工作时，为保证气缸的密封性，防止环卡死在缸内或胀死于环槽中，安装时，活塞环应留有端隙、侧隙和背隙。,（3）背隙3：是活塞环装入气缸后，活塞环背面与环槽底部的间隙。0.5mm1mm。,（2）侧隙2：又称边隙，

8、是环高方向上与环槽之间的间隙。第一道气环0.04mm0.10mm；其它气环0.03mm0.07mm。油环一般侧隙较小，0.025mm0.07mm。,气环在自由状态下，外径缸径，装缸后在其弹力P0作用下与缸壁压紧，形成第一密封面。,P0,5.气环,）气环的密封原理,气环的三条漏气通道：开口端隙间；环面与气缸壁间；环与环槽的侧面间。,第一密封面的建立（环与缸壁）,第二密封面的建立（环与环槽侧面）,活塞环在运动时产生惯性力Pj，与缸壁间产生摩擦力F，以及侧隙有气体压力P1，在这三个力的共同作用下，使环靠在环槽的上侧或下侧（进气上侧面；排气、压缩、做功下侧面），形成第二密封面。,窜入背隙和侧隙的气体，

9、使环对缸壁和环槽进一步压紧，加强了第一、二密封面的密封。,气环的第二次密封（加强第一密封面第二密封面的压力）,）气环的泵油作用,上行（压缩）：环靠在环槽下方，挤油,下行（进气）：环靠在环槽上方，刮油,（1）增加了润滑油的消耗； （2）火花塞沾油不跳火； （3）燃烧室积炭增多，燃烧性能变坏； （4）环槽内形成积炭，挤压活塞环而失去密封性； （5）加剧了气缸的磨损。,气环的泵油原因：,（1）存在侧隙和背隙； （2）环运动时在环槽中靠上靠下。,气环的泵油危害：,（1）采用扭曲环； （2）采用组合式油环； （3）油环下设减压腔。,措施：,3）气环断面形状：,6.油环,作用：布油和刮油,组合式油环特点：

10、,1）密封好：第一密封面，靠径向力，因衬簧直径大于缸径而产生径向力。 第二密封面，靠轴向力，因衬簧和钢片总厚度大于环槽高而产生轴向力。 2) 无侧隙，不窜油。 3) 刮油能力强：因钢片薄，对缸壁比压大。 4) 上下片可分别动作，适应性好。 5) 回油能力强。,结构：活塞销内孔有圆柱形、截锥形和组合形,（三）活塞销,作用：连接活塞和连杆小头，并传递活塞的力给连杆。,工作条件：周期性冲击载荷，润滑条件差。,材料：低碳钢或低碳合金钢。表面渗碳淬火处理，精磨和抛光。,圆柱形,截锥形,组合形,连接方式：,1.全浮式:活塞销、连杆小头和活塞销座都有相对运动。,特点：,1）磨损均匀，寿命长，应用广泛,2）卡

11、环轴向定位,3）冷态过盈配合,2.半浮式：销与销座孔和连杆小头两处，一处固定，一处浮动。（一般固定连杆小头）,特点:,销座内无卡环,连杆小头无衬套,1.活塞环的弹力检验,1-重锤；2-支撑销；3-滚轮；4-秤杆；5-活动量块；6-底座；7-底板,四、任务实施,1）将活塞环弹性正直的放在检验器凹槽里，环的开口向外； 2）将杠杆压在活塞环上，移动杠杠上的重锤，按规定所需的力，将活塞环的开口端隙压至所规定的尺寸。 3）记录荷重负荷技术的数据。 4）评价弹性状况。,检验步骤：,2.活塞环的漏光度检验,方法：将活塞环水平放入汽缸内，用一盖板盖住环的内环，在汽缸下部放置灯光，用察看透光的方法检查活塞环与汽

12、缸壁间的密封情况。,活塞环漏光度的检验技术要求： 1）活塞环上漏光弧长所对应的 圆心角，每处不得大于25，同一根环上不得多于两处，总和不得大于45。 2）在靠近活塞环开口处两侧各 30范围内，不允许有漏光。,3.活塞环“三隙”的检验,活塞环的三隙是指端隙、侧隙和背隙。一般说来，活塞环的三隙是上环大于下环、柴油机环大于汽油机环、气缸直径大的环大于直径小的环、发动机压缩比大的环大于压缩比小的环。,1-端隙 2-侧隙 3-背隙,端隙检验：将活塞环置入气缸内，并用倒置的活塞顶部将环推平(对未加工的气缸应推至下止点，即磨损最小处)，然后用厚薄规测量。若端隙大于规定值，则应重新选配活塞环；若端隙小于规定值

13、时，应用细平锉刀对环的端口进行锉修。锉修时，只能锉削一端环口且应平整；锉修后，应去除毛刺，以免在工作时刮伤气缸壁。,0.250.50mm,侧隙检验：将环放在槽内，围绕环槽滚动一周，应能自由滚动，既不能松动，又不能有阻滞现象，用厚薄规检测。,危害：侧隙过大，泵油作用加剧，使环岸疲劳破碎，加速环的断裂和润滑油消耗增加；侧隙过小，使活塞环卡死在环槽内，环的弹力减弱，冲击应力加剧，不但使汽缸密封性降低，也容易使环折断。,背隙检验：为测量方便通常是将活塞环装入活塞内，以环槽深度与活塞环径向厚度的差值来衡量。也可将环落入环槽底，用深度游标卡尺测出环外圆柱面沉入环岸的数值，该数值一般为00.35mm。,在实际操作中，通常是以经验法来判断活塞环的侧隙和背隙：将环置入环槽内，环应低于环岸，且能在槽中滑动自如，无明显松旷感觉即可。,背隙的作用是为建立背压，贮存积炭和防止活塞工作时膨胀过大挤断活塞环而设置的。,4.活塞环的安装方法,1.有镀铬的活塞环一般装在第一道；