曲柄连杆机构第三节孙潇鹏64课件.pptx

主讲人：孙潇鹏曲柄连杆机构第三节

二、活塞环具有弹性的开口环，分为气环和油环。平均寿命：6万公里

二、活塞环（一）气环1、作用(1)密封：保证气缸与活塞间的密封性，防止漏气。(2)传热：将活塞顶部吸收的大部分热量传给缸壁。(3)辅助刮油、布油

二、活塞环（一）气环2、工作条件高温、高压、高速(径向、轴向)、极难润滑。气环切口

二、活塞环（一）气环3、活塞环的间隙（1）端隙(开口间隙)Δ1：是活塞环装入气缸后开口处的间隙。一般为0.25mm~0.50mm。Δ1

二、活塞环（一）气环(2)侧隙(边隙)Δ2：是环高方向上与环槽之间的间隙。第一道0.04mm~0.10mm；其它气环0.03mm~0.07mm;油环一般侧隙较小，0.025mm~0.07mm。(3)背隙Δ3：是活塞环装入气缸后，活塞环背面与环槽底部的间隙。通常为0.5mm~1mm。Δ2Δ3

二、活塞环（一）气环

二、活塞环（一）气环4、材料与表面处理合金铸铁（优质灰铸铁+铜、铬、钼等）；球墨铸铁钢片环粉末冶金的金属陶瓷、聚四氟乙烯第一道环：镀多孔性铬其余环：镀锡、磷化、喷钼

二、活塞环（一）气环5.气环的密封原理(1)第一密封面的建立：活塞环弹力的作用。环在自由状态下，环外径＞缸径，装缸后在其弹力P0作用下与缸壁压紧，形成第一密封面。第一密封面P0

二、活塞环（一）气环5.气环的密封原理(2)第二密封面的建立：活塞环在运动时产生惯性力Pj，与缸壁间产生摩擦力F，以及侧隙有气体压力P1，在这三个力的共同作用下，使环靠在环槽的上侧或下侧，形成第二密封面。PjFP1第二密封面V

二、活塞环（一）气环5.气环的密封原理(3)气环的第二次密封：窜入背隙和侧隙的气体，使环对缸壁和环槽进一步压紧，加强了第一、二密封面的密封。

二、活塞环（一）气环气环的密封原理1-第一密封面；2-第二密封面；PA-第一密封面的压紧力；PB-第二密封面的压紧力；P-气缸内气体压力；P1-环侧气体压力；P2-背压力；P0-环的弹力；Pj-环的惯性力；F-环与缸壁的摩擦力

二、活塞环（一）气环5.气环的密封原理(4)气环的布置开口位置相互错开成“迷宫式”；在保证密封的前提下，尽量减少气环数目。

二、活塞环（一）气环6、气环的切口(0.25~0.80mm)形状：直角形(a)：工艺性好，密封性差。阶梯形(b)：密封形好，工艺性差。斜口形(c)：介于上二者之间。带防转销钉槽形(d)：用于二行程发动机。

二、活塞环（一）气环7、气环断面形状形状特点示意图矩形环结构简单、制造方便、易于生产、应用面广。扭曲环断面不对称，受力不平衡，使活塞环扭曲。锥面环减少了环与气缸壁的接触面，提高了表面接触压力，有利于磨合和密封。梯形环加工困难，精度要求高。桶面环外圆为凸圆弧形。

二、活塞环（一）气环气环断面形状

二、活塞环（一）气环(1)矩形环：断面为矩形优点：结构简单，制造方便，易于生产，与缸壁接触面积大，散热好，应用最广。缺点：矩形环随活塞往复运动时，会把气缸壁面上的机油不断送入气缸中。这种现象称为“气环的泵油作用”。

二、活塞环（一）气环(2)锥形环：断面呈锥形1）特点：在环的外圆工作面上加工一个很小的锥面(0.5°～1.5°)，减小了环与气缸壁的接触面(线接触)，提高了表面接触压力，有利于磨合和密封。活塞下行时，便于刮油；活塞上行时，由于锥面的“油楔”作用，能在油膜上“飘浮”过去，有布油作用，可形成楔形油膜，减小磨损。

二、活塞环（一）气环2）安装：(不能装反，否则会引起机油上窜)锥角朝下（在环端有向上或TOP等标记）传热性差，常装在第二、三道环槽上

二、活塞环（一）气环（3）扭曲环：将矩形环内圆上方或外圆下方切成台阶或倒角，断面呈不对称形状。内切环：在环的内圆部分切槽或倒角。外切环：在环的外圆部分切槽或倒角。

二、活塞环（一）气环扭曲原理当活塞环装入气缸后，由于断面不对称，产生不平衡力的作用，使活塞环发生扭曲变形。（环受到压缩产生弯曲变形，断面中性层以外产生拉应力、中性层以外产生压应力，矩形环由于中性层内外断面不对称，使F和F不在同一平面内，从而形成力偶M，在力偶的作用下，活塞环发生微量的扭曲变形。）

二、活塞环特点及安装特点A、具有锥形环的特点线接触，改善磨合和密封。活塞上行时，扭曲环在残余油膜上浮，可以减小摩擦，减小磨损。活塞下行时，则有刮油效果，避免机油烧掉。B、减小了泵油作用由于扭曲环在环槽中上、下跳动的行程缩短，可以减轻泵油的副作用。C、作功行程环不再扭曲，两个密封面达到完全接触，利于散热。

二、活塞环特点及安装安装(广泛应用于第2道活塞环槽上,必须注意断面形状和方向。)(内上切扭曲环装入第一道环槽，外下切扭曲环装入第二、三道环槽。)内切口