但是由于侧隙、径向间隙和端隙都很小,并且各活塞环的开口在安装时相互错开,这样就形成了迷宫式漏气通道,气体在通道内的流动阻力很大 。
最后漏入曲轴箱内的气体一般仅为进气量的0.2%~1.0%,这样的密封率应该说是成功的,这也是往复活塞式发动机至今仍有巨大生命力的原因之一 。
不过,由于活塞环三隙的存在,它的运动中不可避免的会产生“活塞环泵油作用”:当活塞在气缸中向下运动时,气缸壁上的机油就通过活塞环的侧隙下方进入背隙 。
当活塞在气缸中向上运动时,机油就从活塞环的背隙进入侧隙上方,然后被送入燃烧室参与燃烧 。这个过程在发动机运行过程中反复不断的进行,机油就被逐渐的消耗掉了 。
这也是往复活塞式发动机固有的特性之一,任何品牌和型号的发动机都会消耗机油,只是程度不同而已 。
活塞环泵油作用一方面对润滑活塞顶部是有利的,但另一方面也会增加润滑油的消耗、污染火花塞、增加燃烧室积炭、或者在环槽内形成积炭,挤压活塞环使其失去密封性等危害 。
因此,为了加强密封、加速磨合、减少泵油作用以及改善润滑,工程师研发制造了各种不同断面形状的活塞环,以满足发动机的使用需求 。
下面来说说这些不同形状的活塞环的特点
1、矩形环:矩形环断面为矩形 。它的形状简单,加工方便,与气缸壁接触面积大,有利于活塞散热 。但磨合性差,而且泵油作用较强,使机油消耗量增加,活塞顶及燃烧室积炭较严重 。现在这种活塞环已经很少使用了 。
2、锥面环:锥面环的外圆面为锥角很小的锥面(锥角一般为30′~60′) 。锥面环与气缸壁为线接触,磨合性好,增大了接触压力和对气缸壁形状的适应能力;不过随着磨合程度的增加,接触面逐渐变大,最后变成普通的矩形环 。另外,锥面环在活塞下行时能起到向下刮油的作用,在活塞上行时有布油作用,可以形成楔形油膜改善润滑 。不过锥面环传热性差,所以不用作第一道气环 。由于锥角很小,一般不易识别,为避免装错,在环的上侧面标有向上的记号(TOP) 。
【为什么两道气环的端隙在一起 两个m环扣在一起怎么破解】3、扭曲环:扭曲环是在矩形环的内圆或外圆边缘切去一部分,使断面呈不对称形状,这样的活塞环称为扭曲环 。如果在环的内圆部分切槽或倒角的称内切环,在环的外圆部分切槽或倒角的称外切环 。若将内圆面的上边缘或外圆面的下边缘切掉一部分,整个气环将扭曲成碟子形,则称这种环为正扭曲环;若将内圆面的下边缘切掉一部分,气环将扭曲成盖子形,则称其为反扭曲环 。
扭曲环装入气缸后,由于断面不对称,产生不平衡力的作用,使活塞环发生扭曲变形 。它具有锥形环的特点,在活塞上行时有布油作用,可以形成楔形油膜改善润滑;活塞下行时,则有刮油效果,避免机油烧掉 。
同时,由于扭曲环在环槽中上、下跳动的行程缩短,可以减轻"泵油"的副作用,并减小了冲击力,使磨损减轻;在作功行程环不再扭曲,两个密封面达到完全接触,利于散热 。
由于扭曲环优点较多,目前被广泛应用,在安装时必须注意断面形状和方向:内上切扭曲环装入第一道环槽,内切口朝上;外下切扭曲环装入第二、三道环槽,外切口朝下 。千万不能不能装反了,否则发动机机油消耗量会急剧增加 。
4、梯形环:梯形环的断面为梯形,它主要优点是抗粘结性好 。对于某些负荷较大的柴油机,第一道环容易因结胶而粘结在环槽内失去作用,而采用梯形环后,在工作时梯形环在压缩行程和作功行程随着活塞受侧压力的方向不同而不断地改变位置 。
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