如果是从设计上来说,活塞环虽然看起来很简单,其实他是一个很精密的零部件。为了适应不同发动机的工况,会选择不同的尺寸、特殊涂层,还需要涉及到与活塞、缸孔的配合的一系列问题。
活塞环是多道的,有开口,在安装时是开口错开安装,只有活塞环开口端处是惟一的漏凭通道。由予开口很小,并且相互按一定位置错开,形成迷宫式封气路线,气体通过各道气环口以后,压力显著下降,其气体窜漏量很微小。不开口不行,活塞在工作时要发热,金属发热会膨胀,开口给活塞环一个伸缩量,在有是活塞在工作时活塞环与缸壁之间有磨损,活塞环张开保持与缸壁之间的紧密配合。
活塞环是一个非常精密的小东西,一般发动机会装两道气环,一道油环。先说气环,气环和气缸接触的面不是简单的平的,一个特殊设计的形状,有不同的设计,总的来说是为了上下运动时更好的气体密闭作用,图可以百度,所以这个面需要特殊机加工,而且如果剖开来看,活塞环不是单纯的一个材料,为了耐磨和更好的缓冲,外层是合金镀层,这个镀层的组分和工艺,个人认为是很有技术难度的。还有就是活塞环并不是靠自身涨紧力来和钢筒密封,靠的是缸内的高压燃气,作用在内圈,使活塞环压紧在钢筒上,所以这样的话活塞环的厚度也是需要精确控制和设计的,一方面更薄的活塞环可以降低摩擦损失,但同时由于内圈气体作用的面积减小,密封效果也大大折扣,同时太薄使刚性不够,上下运动容易翘曲,到时发动机BLOW BY过大,甚至烧机油。有一个特别有意思的是,活塞环的设计是为了防止缸内的高压燃气进气曲轴箱,反向的窜气它是无能为力的,而当发动机负荷很小时,节气门开很小,在进气冲程下,气缸内的压力可能反而小于曲轴箱压力,此时曲轴箱的机油蒸汽会进入气缸,同样会导致机油耗大,所以烧机油主机厂主要有2个改进方案,一是改进活塞环,减少正向窜气,而是改进油气分离器,降低曲轴箱压力。。。还有油环,感觉油环没啥好说的,就是为了刮油,有2片式的,有3片式的,感觉技术难度相对于气换要小很多,目前活塞环的供应商应该都是跟着活塞走的,因为活塞的那个环槽也是特殊设计的,活塞大多用铝的,但太不耐磨,所以那个环槽,可能会镶一个钢的套,与活塞环配合。
所以目前国内主流的设计,大部分根据日系、德系品牌原设计消化吸收而来,从设计上来说国内能做到与世界同步,只是在特殊涂层工艺、精密的加工设备方面我们还受制于人。
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