活塞环:分成气环和油环两大类。 (一)作用: 1、气环:(1)密封(防止燃气漏入曲轴箱); 气环 是主要作用,是传热作用的前提。 (2)传热(将活塞头部吸收的 70%80%的热量传导给气缸壁)。 2、油环:(1)润滑(气缸壁上铺油膜); 油环 图2-25活塞环 (2)刮油(气缸壁上多余机油刮落回曲轴箱); (3)辅助密封。 (二)工作特点:(1)高温、高压、高速,润滑不良,磨损严重; (2)交变的弯曲应力 (气缸壁沿高度方向有加工锥度,环有开口)。… (三)要求:(1)足够的强度、冲击韧性; (2)耐高温(第1道气环)、耐磨。 四)材料:(1)一般用合金铸铁,少数高速强化柴油机用钢片环 (以提高弹力和冲击韧性); (2)第1道气环的工作表面一般都镀上多孔性铬 (硬度高,并能储存少量机油,以改善润滑条件); (3)其余气环一般镀锡(铸铝活塞)或磷化(锻铝活塞)(以改善磨合性能)
二、活塞环：分成气环和油环两大类。... （一）作用： （2）传热（将活塞头部吸收的 70%~80%的热量传导给气缸壁）。... 2、油环： （3）辅助密封。... （二）工作特点： （2）交变的弯曲应力 （气缸壁沿高度方向有加工锥度，环有开口）。... 1、气环： （三）要求： （2）耐高温（第1道气环）、耐磨。... （四）材料： （2）第1道气环的工作表面一般都镀上多孔性铬 （硬度高，并能储存少量机油，以改善润滑条件）；... 图2-25 活塞环 （1）密封（防止燃气漏入曲轴箱）； 是主要作用，是传热作用的前提。... （1）润滑（气缸壁上铺油膜）；... （2）刮油（气缸壁上多余机油刮落回曲轴箱）；... （1）高温、高压、高速，润滑不良，磨损严重；... （1）足够的强度、冲击韧性；... （1）一般用合金铸铁，少数高速强化柴油机用钢片环 （以提高弹力和冲击韧性）；... （3）其余气环一般镀锡（铸铝活塞）或磷化（锻铝活塞）（以改善磨合性能）
(五)气环的密封机理:第一密封面(气环装入气缸时产生的初始弹力F1); 第二密封面(燃气压力F2); 气环的切口端呈迷宫式布置(减少漏气) 第一密封面 2 第二密封面 20%40%60%80%100% 气 Pp1=76%P F P2=20%P 活塞 p3=76%P 图2-26气环的密封机理 图2-27各环间隙处的气体压力递减图 1、第一密封面很重要,若失效,则第二密封面建立不起来,因此气环装入气 缸时产生的初始弹力F1很重要。 2、由图2-27可知,第一道气环的初始弹力F1要求最小,随后的几道气环的初 始弹力F1大小要求依次递增
（五）气环的密封机理：第一密封面（气环装入气缸时产生的初始弹力F1）；... 图2-26 气环的密封机理 图2-27 各环间隙处的气体压力递减图 1、第一密封面很重要，若失效，则第二密封面建立不起来，因此气环装入气 缸时产生的初始弹力F1很重要。... 第二密封面（燃气压力F2）；... 气环的切口端呈迷宫式布置（减少漏气）。... 2、由图2-27可知，第一道气环的初始弹力F1要求最小，随后的几道气环的初 始弹力F1大小要求依次递增
(六)气环的结构特点: (1)切口形状 1)直角切口:工艺性好,密封效果差; 2)阶梯切口:密封好,工艺性差; 3)斜切口:介于中间,但套装时尖角易折断; 4)带防转销钉槽切口:方向不可装反,否则,漏气量急剧增加。 b) 图228气环的切口形状
（1）切口形状： 1）直角切口：工艺性好，密封效果差；… 2）阶梯切口：密封好，工艺性差；... 3）斜切口：介于中间，但套装时尖角易折断；... 4）带防转销钉槽切口：方向不可装反，否则，漏气量急剧增加。 图2-28 气环的切口形状 （六）气环的结构特点：
(2)气环的断面形状: 1)矩形环:工艺最简单,导热性好,但存在“泵油” 现象。 矩形环的“泵油”作用原理解释: 活塞下行时,分两种情况: 在进气行程中,由于环与缸壁的摩擦阻力以及 (a)矩形环 环本身的惯性,环将靠紧环槽的上侧平面,缸壁图230气环的断面形状 上的机油就被刮入下边隙与背隙内; 在膨胀作功行程中,燃气压力的作用大于 活塞 活 摩擦阻力和惯性的影响,环被压紧在环槽的4 下侧平面,下边隙与背隙内的机油上窜。…缸 活塞上行时,在摩擦阻力、惯性、缸内气 体压力的作用下,环将靠紧在环槽的下侧平 面,下边隙与背隙内的机油上窜。 结论: 由于矩形环的“泵油”作用,气缸壁上的 机油将源源不断地上窜入活塞顶上燃烧室内 烧掉,排气管冒蓝烟。 图2-29矩形环的泵油作用
由于矩形环的“泵油”作用，气缸壁上的 机油将源源不断地上窜入活塞顶上燃烧室内 烧掉，排气管冒蓝烟。 图2-29 矩形环的泵油作用 1）矩形环： （a）矩形环 （2）气环的断面形状： 工艺最简单，导热性好，但存在“泵油” 现象。... 矩形环的“泵油”作用原理解释： 活塞下行时，分两种情况： 在进气行程中，由于环与缸壁的摩擦阻力以及 环本身的惯性，环将靠紧环槽的上侧平面，缸壁 上的机油就被刮入下边隙与背隙内；... 在膨胀作功行程中，燃气压力的作用大于 摩擦阻力和惯性的影响，环被压紧在环槽的 下侧平面，下边隙与背隙内的机油上窜。... 活塞上行时，在摩擦阻力、惯性、缸内气 体压力的作用下，环将靠紧在环槽的下侧平 面，下边隙与背隙内的机油上窜。… 结论： 图2-30 气环的断面形状
2)扭曲环: a)正扭曲环:内圆上边缘切去部分金属或外圆下边缘切去部分金属;… b)反扭曲环:内圆下边缘切去部分金属或外圆上边缘切去部分金属;… N (b)正扭曲内切环(c)反扭曲内切 图230气环断面形状 图231扭曲环的作用原理 扭曲环成因见图2-31所示: 活塞环装入气缸后,其外侧气缸壁的作用力F1与内侧环的弹力F2不在 条直线上,于是产生扭曲力矩M,从而使环的边缘与环槽的上下侧平面都接触, 避免了因环在环槽内的上下窜动造成的“泵油”现象。 环的扭曲变形应使环的端面与气缸壁形成的楔形尖角向下。这样,活塞向 上运动时,因“油楔”作用使环悬浮于气缸壁,改善润滑,减少摩擦阻力;活 塞向下运动时,向下刮油。但如果装反使尖角朝上,则活塞向上运动时,向上 刮油,机油消耗率剧增,排气冒蓝烟
2）扭曲环： a)正扭曲环：内圆上边缘切去部分金属或外圆下边缘切去部分金属；... b)反扭曲环：内圆下边缘切去部分金属或外圆上边缘切去部分金属；... 图2-30 气环的断面形状 （ b ）正扭曲内切环 （c）反扭曲内切 环 图2-31 扭曲环的作用原理 环的扭曲变形应使环的端面与气缸壁形成的楔形尖角向下。这样，活塞向 上运动时，因“油楔”作用使环悬浮于气缸壁，改善润滑，减少摩擦阻力；活 塞向下运动时，向下刮油。但如果装反使尖角朝上，则活塞向上运动时，向上 刮油，机油消耗率剧增，排气冒蓝烟。 扭曲环成因见图2-31所示： 活塞环装入气缸后，其外侧气缸壁的作用力F1与内侧环的弹力F2不在一 条直线上，于是产生扭曲力矩M，从而使环的边缘与环槽的上下侧平面都接触， 避免了因环在环槽内的上下窜动造成的“泵油”现象