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农用柴油机中活塞环构造及其使用分析

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摘要:小型农用柴油机活塞环有气环和油环两种。气环是保证气缸的密封,油环主要是布油和刮油,二者有各自的作用,同时又是统一的,气环也有布油和刮油的辅助作用一样,油环也有封气的辅助作用。同时,气环和油环都有将活塞吸收的热量传给气缸壁的导热作用。基于此,文中对其进行了分析研究。

关键词:农用柴油机构造;柴油机构造;活塞;气环;油环

小型农用柴油机构造中活塞环对于其使用十分重要。活塞在气缸内作高速往复运动,通过高速往复运动,使柴油机受热膨胀,最后通过这样的情况进行工作,所以,柴油机活塞与柴油机气缸之间要注意留有适当的间隙,以保证柴油机能够正常工作。这种情况下,柴油机的间隙在工作中可能会造成燃气漏入曲轴箱,所以柴油机在具体使用过程中要用活塞环来对其进行密封,进而能够正常开展工作。

1气环的构造

农用小型柴油机气环是一个有切口的弹性圆环,其在自由状时表现出的情况是,气环的外径比气缸直径大。但是在其进行工作之后,尤其是在装入气缸后,依靠自身的弾性与气缸壁紧密贴合。常用的气环有:矩形环、锥形环、扭曲环、梯形环、桶面环,其具体表现在于各个环的断面形状不同,工作原理大体相当。

(1)矩形环,也叫平环:小型农用柴油机的具体构造断面形状表现为矩形,其构造十分简单,而且在制造上方便,因其导热性良好,在农村应用的比较多,但是其不良的表现有“泵油作用”情况的出现。

(2)锥形环:具体表现是其环的断面呈锥形,外观与气缸壁接触压力大,因其具有良好的密封性,所以其磨合性也好。锥形环随活塞上行时,由于锥角的“油楔”作用,这样的结果能够使其能在油膜上进行“飘浮”的滑动情况,进而能够减少环的磨损;在柴油机进行工作时,随活塞下行时,因其具有良好的刮油作用,所以能够減少润滑油的消耗,有被推离气缸壁缩向环槽的趋势,所以不宜作第一道气环。常被用来作第二、三道气环。

(3)扭曲环:小型农用柴油机扭曲环的内侧上方有一个台阶形缺口。这就是其基本情况,环的上下弹力不均匀,会产生扭曲变形,増大了接触压力,减小了环与气缸壁的接触面积,限制了环在环槽中上下窜动,既增加了密封性,又避免了泵油现象。

(4)梯形环:断面呈梯形,当活塞在变化方向的侧向力作用下横向摆动时,从而能把胶状沉积物从环槽中挤出,环的侧隙则会发生变化,并能使间隙中的润滑油更新。

(5)桶面环:小型农用柴油机环的外圆表面为凸圆弧形,当其随活塞在气缸中往复运动时,故对气缸表面和活塞偏摆的适应性均较好,均能与气壁形成楔形空同使润滑油容易进入摩擦面而减少磨损接触,有利于密封。但凸圆弧表面不易加工。

2油环的构造

油环有普通油环和组合油环两种。组合式油环有钢片式和螺旋撑簧式两种。普通油环比气环厚,小环槽内均匀分布着铣出的槽形孔或钻出的小孔,其外圆表面开有小环槽,油环的外圆刮下的多余润滑油。

(1)螺旋撑簧式油环。小型农用柴油机在其内圆槽里,由于装有起支撑作用的螺旋撑簧,这样一来使该环对气缸壁产生较大的接触压力,因此在具体应用中它具有较好的刮油能力,环的开口应在撑簧接口的对面。

(2)钢片式组合油环。由径向衬环、扁平环(又称刮油环)和轴向波形环等组合而成。依靠轴向波形环的弹性,形成端面密封,会使扁平环紧贴在环槽的上下端面,防止润滑油上窜;径向衬环使扁平环外圆紧贴气缸壁,有利于刮油。由于扁平环较薄,各扁平环又独立工作,加之衬环弹力较大,并能消除活塞变形摆动的影响,所以能很好地适应气缸壁的不均匀磨损。

3活塞环环开口间隙及侧隙的构造

(1)开口间隙。小型农用柴油机在具体工作中,当活塞和活塞环装入气缸套后,为防止活塞环受热膨胀而卡死,活塞环切口处应保留一定的间隙,这个间隙称为“开口间隙”,其大小与缸径有关,小型柴油机上一般为0.25~0.50mm。开口间隙过小,从而加速活塞环的切口形状活塞环与气缸壁的磨损,易使活塞环卡死,甚至造成活塞环折断或刮伤缸壁;开口间隙过大,则会因密封不好而产生气缸压启动困难、缩力不足、功率下降和窜烧机油等故障。活塞环的切口形状,常用的有搭接口、斜切口及直切口等三种情况。

(2)侧隙。活塞环与环槽之间在高度方向上也应留有一定的间隙,称为“側隙”,一般为0.04~0.15mm。侧隙过小,活塞环会因受热膨胀而卡死在环槽中,不起密封和刮油作用,使环失去弹性;反之如果说侧隙过大,则会表现出密封不好,环与环槽撞击会加速磨损,对气环来说,还会加剧其“泵油作用”。

作者:李长江 单位:吉林省通榆县团结农业机械推广中心站

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