柴油机活塞环的更换与安装

  • 投稿立凹
  • 更新时间2016-06-20
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 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。