柴油机活塞环的更换与安装
2022-06-09
摘 要：在柴油机维修中，常常见到一些柴油机由于活塞环安装不当，引起机油消耗过大、冒蓝烟、气缸压缩力不足等故障。对活塞环的更换、检查与安装方法做以详细的阐述。
关键词：柴油机；活塞环；更换；安装
中图分类号：U262.11 文献标识码：A doi：10.14031/j.cnki.njwx.2016.06.037
活塞环是一个具有开口的弹性圆环，安装在活塞的环槽上，工作在发动机的心脏部位。活塞环具有密封燃烧室、控制漏气率、提高发动机压缩压力的作用；活塞环对缸壁具有布油润滑和防止机油上窜到燃烧室的作用；活塞环对活塞在气缸内的运动具有导向和支承作用。活塞环是发动机的关键零件之一，活塞环的好坏直接影响发动机的使用性能。
1 活塞环更换时机
活塞环的工作条件恶劣，它要承受来自燃烧室的高压和高热，又要随活塞做上下变加速运动，因润滑条件差及积碳的影响，活塞环极易损坏，影响发动机的动力性和经济性。因此，要及时更换工作性能差的活塞环。对活塞环是否需要更换，可通过以下几方面进行判定。
1.1 故障分析法
活塞环的主要作用之一就是密封燃烧室。当活塞环严重磨损或弹性失效后，就无法完成对燃烧室的密封作用。当发现柴油机功率下降，就应该考虑活塞环是否失效。当打开加油口或取出油底壳量油尺，见到有烟雾状的热气排出时，可断定燃烧室中有大量高温燃气通过缸塞间隙下窜到曲轴箱。另外，活塞环严重磨损，会使机油上窜到燃烧室被烧掉，而形成排气冒蓝烟或黑烟。当发现排气管排蓝烟时，要先检查空气滤清器、油底壳油面是否过高，还要排除喷油泵、喷油器、供油时间、气门密封、配气相位等因素，才可断定是活塞环弹力不足、磨损过度原因所致。
1.2 断油观察法
启动多缸柴油机，使柴油机中速运转，检查该缸的活塞环，用扳手松开该缸高压油管接头，断开高压油路，停止该缸供油。若观察到加机油口、曲轴箱通风管口窜出的烟气与排气管排出的蓝烟、黑烟有所减少或消失，则说明该缸窜气、窜油，活塞环失效。
1.3 拆卸测量法
拆下活塞连杆组后，测量活塞环的开口间隙，若口开间隙超过极限（2 mm），可断定为该活塞环不能用。也可根据环与缸壁之间的漏光度来判断。从缸套上部观察到整个圆周上的漏光度超过两处，且光隙宽度超过0.05 mm，该活塞环应予报废。另外，还可以用塞尺检查测量活塞环的边间隙，是否合乎技术要求，作出正确的判断。
2 装配前的检查
活塞环磨损后，应更换新环。为保证修理质量，装配前必须对活塞环进行检查、选配与修整。主要有：开口间隙、边间隙、弹力及圆度。
2.1 活塞环开口间隙的检查
将活塞环放在与其配合的缸套内，用塞尺测量。若开口间隙过大不能使用；若间隙过小，可用细平锉锉修环的开口端面。应注意：不允许将加大的活塞环锉修开口来适应小缸径。因其失圆度大，不能保证密封，而且还会加剧活塞环和缸壁的磨损。
2.2 活塞环边间隙的检查
将环放在与其配合的环槽中，用塞尺测量等分圆周三个位置的间隙。若间隙过大，应重新选配；间隙过小，可在平面上用细砂布打磨活塞环端面，直至边间隙合适为止。
2.3 活塞环弹力的检查
活塞环的弹力可以在专用的检验器上进行测量。测量时，将活塞环放在检验器的凹槽里，环的开口向外。然后移动杠杆上的重锤，使活塞环的开口端隙压紧至规定尺寸。如果荷重符合技术规定的数据，便认为活塞环的弹力是合格的。一般气环为42～58 N，油环为35～57 N。
2.4 活塞环圆度的检查
将环放在缸套内，根据环与缸壁之间的漏光度来判断。对一般内燃机活塞环要求：整个圆周上的漏光处不得超过两处：环开口处30°范围内不允许漏光；漏光处的光隙宽度不超过0.03 mm，光隙的圆弧角不得超过25°～30°，同一环上漏光弧度所对应的圆心角总和不超过45°。
3 活塞环的安装
活塞环的安装，以农机修理中常见的与小型拖拉机配套使用的S195柴油机、S1100柴油机为例作介绍。S195柴油机活塞上装有四道活塞环，活塞环可分以下两类：
一类是头道气环为镀铬鼓形环，装在活塞环槽内无正反之分。第二、第三道气环是锥形环，其锥角为l °，在活塞环的平面靠近开口处刻有钢印记号，记号为“上”字或英文“STD”等，装在活塞环槽内有正反之分，刻有钢印记号的一面应朝向活塞顶部方向，即锥形小端朝向活塞顶部方向。第四道是弹簧涨圈油环，装配前应先装上油环磷化衬簧，用锁口钢丝连接，然后装上油环，油环的开口应与锁口钢丝连接处错开180 °。油环有两种：一种是两个方向都有倒角，应把倒角大的一面朝向活塞顶，如两个方向倒角一样大，则可以任意方向装配。另一种是只有一个方向有倒角。装上活塞时，应把有倒角的一面朝向活塞顶。
另一类是第一、第二道气环及第四道油环与前一类相同，而第三道气环为扭曲环，装配扭曲环时有正反之分，无台肩的一面应朝向活塞顶部方向。S1100柴油机是三环结构，第一道气环为镀铬鼓形环，第二道气环为锥形环，其锥角为1°。第三道油环也是弹簧涨圈油环，所不同的是此油环上涂有硬铬层，以增加其耐磨性，其装配方向与S195柴油机相同。
新活塞环在装配前，除了注意环的方向不能装错外，还要测量活塞环在缸套内的开口间隙、活塞环在活塞环槽内的边间隙以及漏光度，必要时还得重新更换（因为新的活塞环不一定全都合格）。活塞连杆组装入缸套前，应检查活塞环在活塞环槽内转动是否灵活，有卡滞要修复，缸套内应加适量润滑油，活塞环的开口方向应按要求进行装配。
关键词：柴油机；活塞环；更换；安装
中图分类号：U262.11 文献标识码：A doi：10.14031/j.cnki.njwx.2016.06.037
活塞环是一个具有开口的弹性圆环，安装在活塞的环槽上，工作在发动机的心脏部位。活塞环具有密封燃烧室、控制漏气率、提高发动机压缩压力的作用；活塞环对缸壁具有布油润滑和防止机油上窜到燃烧室的作用；活塞环对活塞在气缸内的运动具有导向和支承作用。活塞环是发动机的关键零件之一，活塞环的好坏直接影响发动机的使用性能。
1 活塞环更换时机
活塞环的工作条件恶劣，它要承受来自燃烧室的高压和高热，又要随活塞做上下变加速运动，因润滑条件差及积碳的影响，活塞环极易损坏，影响发动机的动力性和经济性。因此，要及时更换工作性能差的活塞环。对活塞环是否需要更换，可通过以下几方面进行判定。
1.1 故障分析法
活塞环的主要作用之一就是密封燃烧室。当活塞环严重磨损或弹性失效后，就无法完成对燃烧室的密封作用。当发现柴油机功率下降，就应该考虑活塞环是否失效。当打开加油口或取出油底壳量油尺，见到有烟雾状的热气排出时，可断定燃烧室中有大量高温燃气通过缸塞间隙下窜到曲轴箱。另外，活塞环严重磨损，会使机油上窜到燃烧室被烧掉，而形成排气冒蓝烟或黑烟。当发现排气管排蓝烟时，要先检查空气滤清器、油底壳油面是否过高，还要排除喷油泵、喷油器、供油时间、气门密封、配气相位等因素，才可断定是活塞环弹力不足、磨损过度原因所致。
1.2 断油观察法
启动多缸柴油机，使柴油机中速运转，检查该缸的活塞环，用扳手松开该缸高压油管接头，断开高压油路，停止该缸供油。若观察到加机油口、曲轴箱通风管口窜出的烟气与排气管排出的蓝烟、黑烟有所减少或消失，则说明该缸窜气、窜油，活塞环失效。
1.3 拆卸测量法
拆下活塞连杆组后，测量活塞环的开口间隙，若口开间隙超过极限（2 mm），可断定为该活塞环不能用。也可根据环与缸壁之间的漏光度来判断。从缸套上部观察到整个圆周上的漏光度超过两处，且光隙宽度超过0.05 mm，该活塞环应予报废。另外，还可以用塞尺检查测量活塞环的边间隙，是否合乎技术要求，作出正确的判断。
2 装配前的检查
活塞环磨损后，应更换新环。为保证修理质量，装配前必须对活塞环进行检查、选配与修整。主要有：开口间隙、边间隙、弹力及圆度。
2.1 活塞环开口间隙的检查
将活塞环放在与其配合的缸套内，用塞尺测量。若开口间隙过大不能使用；若间隙过小，可用细平锉锉修环的开口端面。应注意：不允许将加大的活塞环锉修开口来适应小缸径。因其失圆度大，不能保证密封，而且还会加剧活塞环和缸壁的磨损。
2.2 活塞环边间隙的检查
将环放在与其配合的环槽中，用塞尺测量等分圆周三个位置的间隙。若间隙过大，应重新选配；间隙过小，可在平面上用细砂布打磨活塞环端面，直至边间隙合适为止。
2.3 活塞环弹力的检查
活塞环的弹力可以在专用的检验器上进行测量。测量时，将活塞环放在检验器的凹槽里，环的开口向外。然后移动杠杆上的重锤，使活塞环的开口端隙压紧至规定尺寸。如果荷重符合技术规定的数据，便认为活塞环的弹力是合格的。一般气环为42～58 N，油环为35～57 N。
2.4 活塞环圆度的检查
将环放在缸套内，根据环与缸壁之间的漏光度来判断。对一般内燃机活塞环要求：整个圆周上的漏光处不得超过两处：环开口处30°范围内不允许漏光；漏光处的光隙宽度不超过0.03 mm，光隙的圆弧角不得超过25°～30°，同一环上漏光弧度所对应的圆心角总和不超过45°。
3 活塞环的安装
活塞环的安装，以农机修理中常见的与小型拖拉机配套使用的S195柴油机、S1100柴油机为例作介绍。S195柴油机活塞上装有四道活塞环，活塞环可分以下两类：
一类是头道气环为镀铬鼓形环，装在活塞环槽内无正反之分。第二、第三道气环是锥形环，其锥角为l °，在活塞环的平面靠近开口处刻有钢印记号，记号为“上”字或英文“STD”等，装在活塞环槽内有正反之分，刻有钢印记号的一面应朝向活塞顶部方向，即锥形小端朝向活塞顶部方向。第四道是弹簧涨圈油环，装配前应先装上油环磷化衬簧，用锁口钢丝连接，然后装上油环，油环的开口应与锁口钢丝连接处错开180 °。油环有两种：一种是两个方向都有倒角，应把倒角大的一面朝向活塞顶，如两个方向倒角一样大，则可以任意方向装配。另一种是只有一个方向有倒角。装上活塞时，应把有倒角的一面朝向活塞顶。
另一类是第一、第二道气环及第四道油环与前一类相同，而第三道气环为扭曲环，装配扭曲环时有正反之分，无台肩的一面应朝向活塞顶部方向。S1100柴油机是三环结构，第一道气环为镀铬鼓形环，第二道气环为锥形环，其锥角为1°。第三道油环也是弹簧涨圈油环，所不同的是此油环上涂有硬铬层，以增加其耐磨性，其装配方向与S195柴油机相同。
新活塞环在装配前，除了注意环的方向不能装错外，还要测量活塞环在缸套内的开口间隙、活塞环在活塞环槽内的边间隙以及漏光度，必要时还得重新更换（因为新的活塞环不一定全都合格）。活塞连杆组装入缸套前，应检查活塞环在活塞环槽内转动是否灵活，有卡滞要修复，缸套内应加适量润滑油，活塞环的开口方向应按要求进行装配。