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   摩托车活塞、活塞环组件 发布日期:2014-8-13

摩托车活塞、活塞环组件

在发动机的结构中,活塞环是在高温、高压条件下,唯一做三个方向运动(即轴向运动、径向运动和旋转运动)的零件,同时也是使用条件最为苛刻的零件。因此,对活塞环的材质和加工工艺提出了很高的要求, 其主要性能有:1)耐磨性;2)贮油性;3)硬度;4)耐蚀性;5)强韧性;6)弹性;7)耐热性;8)切削性等等。而其中耐磨性和弹性是作为活塞环材料最重要的性能。摩托车发动机用活塞环的材料通常有合金铸铁(主要用于第一道气环),球墨铸铁(主要用于第二道气环),而钢质环主要用于油环。

(1)第一道气环 因第一道气环承受300℃左右的温度,润滑条件又最差,为增加其耐磨性能,常常将一道气环的工作表面进行多孔镀铬处理。多孔镀铬层硬度高,可贮存少量的润滑油,以改善润滑条件。为改善气环的磨合性能,通常将第一道气环的外圆面做成桶面状,其桶面的作用是可与汽缸壁形成很狭窄的密封带。因为整根环的弹力都作用在这个狭带上,不管桶面环在环槽内如何摆,桶面总能与汽缸壁形成密封带,且有利于润滑油膜的形成。由于这种环的接触面呈圆弧状,近似于在缸内磨合的最终,这对于防止拉缸和漏气以及降低机油消耗量均显示出良好的效果。

(2)第二道气环 为了控制机油上窜,一般都将活塞上第二道气环外圆制成锥面。其锥角约1°30’±15’,只有环的下平面有0.2-0.6mm宽一段是圆柱面。所以,锥面环和汽缸的接触也是很狭窄的一条密封带。锥面环既能在活塞上行时的滑动面上布下油膜,又能在活塞下行时有效地刮去缸壁下端的多余机油。为便于识别安装方向,锥面环的上平面用激光笔刻制有记号或字母;避免装入活塞时方向颠倒而适得其反。应将带有记号的一面朝向活塞顶,不可装反。否则,便成了向汽缸内刮油,增加了机油的消耗量,造成排气冒蓝烟,活塞环及环槽内积碳故障。

(3)油环组件 摩托车发动机的组合油环由衬环、片环构成,其油环的切向弹力约为13-30N,而同一发动机的气环发向弹力只有5-10N。因此,组合油环的特点不仅在于其接触压力高,而且由于上、下刮牌能够分别动作,即使对于正圆度较差的汽缸来说,也具有良好的顺应性。更重要的是每个环片不仅与汽缸之间的滑动面处保持密封,而且能在环槽的上下两端面之间保持对机油的气密作用,因此封油效果极佳。

4、活塞及活塞环磨损的原因

(a)散热不良 活塞是在高温、高压燃气体的作用下工作的。研究表明,活塞所受热量约70%-80%由活塞环传给缸壁而散发掉的,同时也有活塞裙部散走。如果因润滑不良或冷却效果差,不能及时而不断地把活塞顶的热量散发出去,那么,活塞上部就会严重过热。其结果是,由于活塞的不正常膨胀而被刮伤,由于硬度降低而使活塞早期磨损,由于高温机油变质而引起粘环,或由于活塞顶和活塞销座处强度的降低而损坏等等。

(b)侧隙和背隙不适当 使用低质燃料,燃烧不正常而产生未燃积碳;因窜油、多余的机油燃烧而产生的积碳或残渣,并逐渐地在活塞环槽内堆积起来(尤其是二冲程机)。当环槽间隙被积碳塞满时,则活塞环的自由运动就受到阻碍,使环受到比背压还高的压力,与缸壁接触,故而产生拉缸。

(c)活塞间隙不适当 当活塞间隙不适当时,也会发生活塞环拉缸。活塞与缸筒间隙过大,使活塞头部的摆动增加,活塞与缸壁接触面积减小,并在润滑面上引起拉伤或磨料磨损;同时,由于活塞倾斜,活塞环在环槽内间隙增大且与缸壁呈棱缘接触(如图5所示),使接触压力过高,而引起拉缸。

(d)活塞环粘着 这是发生机械性的粘接。当环槽间隙过小时,活塞在工作温度下发生变形,活塞环有时会暂时或长时间被嵌入环槽中而固定下来,使活塞失去弹力。这当中,也不排除如磨屑、灰尘以及其它固态胶质限制了活塞环的运动。

 


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