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活塞環(huán)的減磨措施
由于影響活塞環(huán)磨損的因素很多，而且這些因素往往是交織在一起的。另外，發(fā)動(dòng)機(jī)的類型及使用條件不同，活塞環(huán)的磨損也有很大差別，因而不能只靠改善活塞環(huán)本身的結(jié)構(gòu)和材料來解決問題，主要可以從以下幾個(gè)方面來著手：活塞環(huán)和汽缸套的材料及良好的匹配；表面處理；結(jié)構(gòu)狀態(tài)；潤(rùn)滑油及添加劑選擇；由于裝配及運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)受熱而導(dǎo)致的汽缸套及活塞的變形等。
下面主要探討材料、結(jié)構(gòu)及表面處理等方面的措施。
1．選擇匹配性能良好的材料
就減少磨損而言，作為活塞環(huán)的材料，首先必須具備良好的耐磨性和貯油性。一般來說，必然是第一道氣環(huán)比其它環(huán)磨損較多，因此，特別有必要使用善于保持油膜而不被破壞的材料。具有石墨組織的鑄鐵之所以受到重視，其原因之一就是它具有良好的貯油性和耐磨性。
為進(jìn)一步提高活塞環(huán)的耐磨性，可在鑄鐵中加入不同種類和含量的合金元素，例如現(xiàn)在發(fā)動(dòng)機(jī)普遍采用的鉻鉬銅合金鑄鐵環(huán)，在耐磨性和貯油性方面都表現(xiàn)出明顯的優(yōu)點(diǎn)。
總之，活塞環(huán)所用材料最好是能形成合理的軟基體加硬質(zhì)相的耐磨結(jié)構(gòu)，使活塞環(huán)在初期磨合時(shí)易于磨損，磨合后又難于磨損。
另外，與活塞環(huán)相配合汽缸的材質(zhì)對(duì)活塞環(huán)的磨損也有很大影響。一般來說，配磨材料的硬度差為零時(shí)磨損最小，隨著硬度差增大，磨損也隨之增大。但是，在選材的同時(shí)，最好是在兩個(gè)零件都有最長(zhǎng)壽命的前提下，使活塞環(huán)比汽缸更早達(dá)到磨損極限，這是因?yàn)楦鼡Q活塞環(huán)比更換汽缸套較經(jīng)濟(jì)和容易。
對(duì)于磨料磨損，除考慮硬度外，還必須考慮活塞環(huán)材料的彈性影響，韌性強(qiáng)的材料難磨損，抗磨性也高。
2．結(jié)構(gòu)形狀改進(jìn)
幾十年來，國內(nèi)外對(duì)活塞環(huán)的結(jié)構(gòu)提出了許多改進(jìn)，而將第一道氣環(huán)改成桶面環(huán)的成效最顯著。因?yàn)椋懊姝h(huán)有一系列的優(yōu)點(diǎn)，就磨損而言，桶面環(huán)不管向上還是向下運(yùn)動(dòng)，潤(rùn)滑油均能靠油楔作用把環(huán)浮起，保證良好的潤(rùn)滑。另外桶面環(huán)還能避免棱緣負(fù)荷。目前，在強(qiáng)化柴油機(jī)中已普遍采用桶面環(huán)作為第一道環(huán)，其他類型的柴油機(jī)中也較普遍地采用了桶面環(huán)。
至于油環(huán)，國內(nèi)外現(xiàn)在普遍采用的內(nèi)撐螺旋彈簧鑄鐵油環(huán)具有很大的優(yōu)點(diǎn)，這種油環(huán)本身撓性很好，對(duì)變形后的汽缸套有極好的適應(yīng)性，從而可以保持良好的潤(rùn)滑，減少磨損。
為減少活塞環(huán)的磨損，對(duì)活塞環(huán)組的斷面結(jié)構(gòu)形狀要進(jìn)行合理的搭配，保持良好的密封和潤(rùn)滑油膜。
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