密封问题和活塞环损坏
环颤振
环颤振会造成功率损耗和大量的机油消耗。究竟什么是环颤振?环颤振的类型有哪些?轴向和径向环颤振的原因有哪些?请参看本文,以获取详细信息。
在汽油发动机中,当中度负载或转速较高时就容易发生环颤振。 颤振指的是活塞环脱离下支撑面以及由于径向上作用于气缸壁 的压力不足而丧失密封作用(失效)。两者都会导致密封性能变 差或者完全消失,继而功率损耗以及机油消耗增加。
轴向环颤振
轴向环颤振主要是来源于环的开口端。开口端由于其位置暴露, 所以比较容易在运行条件下脱离支撑面。开口端开始发生颤动 并将其以波的形式传到至整个活塞环。
注意
环高低的环由于惯性小也容易产生环颤振。开口端挤压力高有 助于消除环颤振。 |
轴向环颤振的原因
- 环高间隙过大
- 丧失环张力(磨损)以及由此引发的开口端调节能力下降, 特别是带有梨形径向压力分布的活塞环
- 由于翻新错误导致活塞与气缸盖发生机械接触,特别是在柴 油发动机上(图 1)
- 由于发动机管理的错误导致的爆炸式燃烧(混合气形成、点 火)以及由于燃油质量较差(辛烷值过低,柴油中杂质过多)
- 活塞环槽磨损
- 槽底气体体积由于槽底油垢沉积而减小 (原因:燃烧温度过高)和/或机油质量较差
径向环颤振
由于燃烧期间环工作面上的气体压力过度升高(图 2),受力情况 短时受到干扰,活塞环从工作面上抬起,无法再正确密封。该过 程不断反复导致活塞环颤振。
径向环颤振的原因
- 受磨损的活塞环(径向壁厚减小),从而导致活塞环作用于气 缸壁的压紧力降低,减小了环的刚性
- 气缸孔的不圆性,从而导致更多的燃烧压力侵入到活塞环工 作面和环缝隙之间的密封间隙
- 由于连杆弯曲导致活塞侧向偏离:由于在气缸孔中偏斜, 环的轨迹呈椭圆形。因此在活塞与气缸壁接触不是很紧密的 一侧会有更多的燃烧气体进入到活塞环与气缸壁之间的活 塞顶岸区域
- 由于环高间隙过大导致的活塞环工作面的过度球状磨损
- 由于珩磨不正确(形成外壳) 造成的环边损坏:环边被撕裂成 多绺(主要是不带工作面涂层的单部件铸铁环),气体会侵入 到密封间隙并将活塞环从工作面上抬起。