活塞环知识及相关故障分析活塞环简介活塞环的功能活塞环相关参数及性能闭口间隙在名义缸径中两开口端之间的距离在考虑膨胀因素基础上，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导致活塞环卡死而失去功效过大的间隙导致较大的气体泄漏和机油消耗自由开口活塞环自由状态下开口两端面的距离自由开口过小，其安装应力大，不利于安装自由开口过大，工作应力大，不利于工作环高较大的环高其刚性好，但惯性力大，但不利于实现环的理想运动。较小的环高惯性力小，但其刚性较差环高偏大则侧隙小，因热膨胀或积碳作用，易造成环卡死而失去功效。环高偏小侧隙大，易造成气体泄漏和机油上窜。径向厚度径向厚度过大，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，背隙变大，泄漏通道面积增大，密封性降低，同时热流通道面积变小，不利于热传导。锥度：环外圆与气缸线接触，接触压力大，有利于初期的磨合，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，另以方面，背压作用变小，不利于密封。锥度过小，接近于巨型环，起不到锥面环应有的作用。桶面度：在轴向一定测量范围内，环外圆的最高点至最低点之间的径向距离。桶面环外圆于缸套内圆呈线接触状态，接触压力高，密封性强，并可加快初期的磨合，以及适应活塞的摆动。桶面环状有利于形成油楔，大大提高了润滑性能。桶面度过大不易形成油楔润滑，并导致向上刮油，加大机油消耗。桶面度过小，接近于巨型环，起不到桶面面环应有的作用。活塞环常见的截面形状及功用最基本的压缩环，特点是结构简单，用于低速、低负荷发动机、空气压缩机。梯形环的径向运动可将环槽中的积碳挤出，有效防止环结胶卡死，用于各种高速、高负荷、大功率发动机压缩环。装入气缸后因内力矩不平衡而产生正扭曲，外圆面下侧与缸壁接触，具有锥面环功效，上端面外侧与上环槽接触，下端面内侧与下环槽接触，对由上而下的气体具有良好的密封作用。综合了锥面环与正扭曲环的优点，同时鼻形在刮油时具有泄压作用，刮油能力强。典型活塞环材料表面处理工艺氮化氮化一般应用于钢质活塞环上，氮化层于铬层相比，其硬度更高，摩擦系数更小。因此氮化环具有更高的耐磨性，另外，氮化是采用离子渗透与铁基结合方式生成，因此不存在因结合力差而脱落、崩缺问题。渗陶通过等离子体化学气相沉积，陶瓷材料渗入金属表层，发生双向扩散，形成网络与超微粒并存的金属、陶瓷复合薄膜。特点是硬度、韧性高、摩擦系数低、导热系数小、结合牢固，可大幅度降低缸套、活塞环的磨损量、机油消耗量、以及提高燃油经济性。活塞环的生产工艺发动机常见故障分析活塞环早期磨损冷却系统原因冷却水不畅或堵塞，摩擦面温度过高，机油粘度下降而导致油膜破裂活塞冷却程度不够，活塞组温度过高机油冷却效果差，机油温度过高进排气系统原因空滤器失效，大量灰尘进入燃烧室，造成剧烈的磨料磨损进排气不正时，燃烧不充分，产生大量的积碳润滑系统原因机油滤清器失效，机油中夹杂大量杂质颗粒机油泵故障，机油压力过高，润滑失效油道堵塞，摩擦面润滑油量不足油料原因机油质量低劣，油膜承载能力低燃油质量低劣，抗爆能力差，燃烧恶化机油裂化、结焦，形成焦质，产生磨料磨损其他原因新机或大修后未按规范进行磨合运行发动机长时间进行超速、超负荷运行设计时压缩比过大，发动机易产生爆震和表面点火，导致高温和剧烈冲击点火或喷油不正时，燃烧恶化，产生高温和积碳喷油压力过低，雾化不良，燃烧不充分，产生高温和积碳。因燃烧产物异常产生磨蚀磨损发动机烧冒蓝烟缸套原因缸套因加工、安装误差或热变形而失圆缸套内圆粗糙度和网纹不符合要求缸套尺寸过大气门油封原因气门油封磨损、老化、失效气门与导管间隙过大安装、使用原因锥面或其他非对称截面扭曲环装反长期超速、超负荷导致缸套活塞组磨损异常曲轴箱机油加入过量发动机下窜气缸套因安装热应力超高，缸套变形失圆，缸套内径尺寸超上差，与活塞配合间隙大，缸套内表面多过度粗糙，密封面失效。其他原因缸套、活塞组拉缸，密封面失效而下窜气，燃气爆燃，燃烧室压力过大，设计时压缩比大，与活塞组密封能力不匹配，缸套、活塞过度磨损，封气能力急剧下降。发动机冒黑烟进排气系统原因空滤器或进气道堵塞，进气量不足增压器失效，进气增压效能下降其他原因点火提前角过小，燃烧不充分气缸压力低，雾化不良活塞环断裂活塞环偏向磨损发动机异响燃烧原因燃油标号不符合标准，机油粘度低造成拉缸点火、喷油提前角过大，在压缩期燃烧供油量过大或雾化不良，产生局部燃烧配气机构气门间隙过大或摇臂、推杆变形气门弹簧断裂气门座圈松动凸轮轴与轴承间隙过大正时传动齿轮间隙偏大皮带打滑谢