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PAGE PAGE 11 装配钳工技师专业论文 [题目]：浅谈100系列柴油发动机活塞和活塞环装配 中的几个问题 作者：机器 内容摘要：针对发动机活塞连杆活塞环、活塞环的密封等关键技术问题进行综合分析，根据本人在实际工作中，通过对100系列滑套的改进，达到对装配效率，装配质量的提高。 关键词:活塞、活塞环、滑套的改进 论文主体： 活塞连杆组件包括活塞、连杆、活塞销、活塞环、连杆瓦、活塞销挡圈。活塞承受气缸中气体压力所造成的作用力，通过活塞销传给连杆，推动曲轴旋转向外作功。在100系列柴油发动机活塞连杆的装配过程中，发动机连杆活塞装配质量的好环直接影响发动机的动力性、可靠性和使用寿命，因此在装配过程中一定要注意以下问题。 1）质量差，活塞连杆是高速旋转的部件，质量误差如果相对太大，在发动机运转时就会不平稳，抖动大，活塞质量误差必须小于5克，连杆质量差应小于15克 ，活塞连杆组件应小于25克。2）清洁度，应用干净煤油，清除活塞连杆总成及连杆体，连杆螺孔中的杂物，确保活塞连杆清洁度，在装配过程中应处在无灰尘的环境中，清洁度达不到要求会使缸套早期磨损，减少发动机的使用寿命。 以下对活塞 活塞环的装配及滑套的改进的相关问题进行讨论以求指正。 一.活塞的装配 活塞一般用硅铝合金制造，它的特点是导热性和耐热性高，且耐腐蚀，重量轻，线膨胀系数小铸造性能好。 活塞的主要作用是承受气缸中气体压力所造成的作用力，并将此力通过活塞销传给连杆，以推动曲轴旋转作功。活塞顶部还与气缸盖、气缸壁共同组成燃烧室。由于活塞顶部直接与高温燃气接触，燃起的最高温度可达2500K以上。因此活塞的温度也很高，其中活塞顶部的温度高达600——700K。高温一方面会使活塞材料的机械强度显著下降，另一方会使活塞的热膨胀量增大，容易破环活塞与其相关零件的配合。对于柴油机活塞，燃气带来的瞬间压力最大时可达6000-9000KPa，采用增压时则会更高。高压会导致活塞的侧压力加大，客观上会加速活塞外表面的过快磨损，也容易引起活塞的变形。因此，在装配时活塞应加热到60℃—100℃，把活塞销用手推入，严禁在冷态下强行装配活塞销。应注意装配方向——连杆大头内卡槽与活塞顶部燃烧室凹坑，相对活塞销轴心线在同一侧。 二.活塞环的装配 活塞环主要材料为合金铸铁，（在优质的铸铁中加入锰、磷、铜、鉬等合金元素），它的特点是耐高温、耐磨、耐腐蚀、有高的强度、弹性和冲击韧性。工作表面镀上多孔性鉻或锡，以改善润滑条件和磨合性能，还可用喷钼来提高活塞环的耐磨性。 活塞环包括气环和油环。气环的作用是保证活塞与气缸壁间的密封，防止气缸中的高温、高压燃气大量漏入曲轴箱，同时还将活塞顶部的大量热量传导到气缸壁，再由冷却水或空气带走。油环用来刮除气缸壁上多余的机油，并在气缸壁上铺涂一层均匀的机油膜，这样既可以防止机油串入气缸燃烧，又可以减少小活塞、活塞环与气缸的磨损和摩擦力，此外，油环也可以起到封气的辅助作用。 活塞环保证活塞与气缸壁之间的密封和刮除气缸壁上多余的机油，活塞环工作时受气缸中高温、高压燃气的作用。在气缸中作高速运动，加上高温下机油可能变质，使之润滑变坏，活塞环是发动机所有零件中工作寿命最短的。当活塞环磨损失效时，发动机将出现起动困难、功率不足，曲轴箱压力升高，通风系统严重冒烟，机油消耗增大，排气冒蓝烟，燃烧室、活塞等表面严重积碳等不良现象。 活塞环有切口，在自由状态下不是圆环形，外形尺寸比气缸内径大。因此，它随活塞装入气缸后，产生弹力而紧贴在气缸壁上，形成第一密封面，使燃气不能通过环与气缸接触面之间的间隙。活塞环在燃气压力作用下压紧在环槽的下端面上，形成第二密封面。于是燃气便绕流到环的背面，并发生膨胀，其压力下降。同时，燃气气压力对环背的作用力使环更紧地贴在气缸壁，大大地加强了第一密封面。第一密封面是关键，如果它密封不良，气体短路漏出，环的背压就建立不起来，也形不成良好的第二密封面。但是只要整个环圈上还有些弹力，被密封的气体就会帮助密封，而且被密封的气体压力越高，附加的密封力就越大。这时漏气的唯一通道是环的开口间隙（或称端隙）。压力已有所降低的燃气，从第一道的切口漏到第二道气环上平面时，又把这道气环压贴在第二道环槽下端面上，于是，燃气又绕流到这个环的背面，再次发生膨胀，其压力又进一步降低。如此继续下去。从最后一道环漏出的燃气，其压力和流速已经大大减少，因而漏气量也就减少了。一般正常的漏气量只有吸气量的0．2％—1％。因此，为数不多的几道切口相互错开的气环所造成的“迷宫式”封气装置，就可以对气缸中的高压燃气进行有效的密封。 气缸内燃气漏入曲轴箱的通道主要是活塞环的切口。因此，切口的形状和装入气缸后的间隙大