下面主要探讨材料、结构及表面处理等方面的措施。

    1．选择匹配性能良好的材料

    就减少磨损而言，作为活塞环的材料，首先必须具备良好的耐磨性和贮油性。一般来说，必然是第一道气环比其它环磨损较多，因此，特别有必要使用善于保持油膜而不被破坏的材料。具有石墨组织的铸铁之所以受到重视，其原因之一就是它具有良好的贮油性和耐磨性。

    为进一步提高活塞环的耐磨性，可在铸铁中加入不同种类和含量的合金元素，例如现在发动机普遍采用的铬钼铜合金铸铁环，在耐磨性和贮油性方面都表现出明显的优点。

    总之，活塞环所用材料最好是能形成合理的软基体加硬质相的耐磨结构，使活塞环在初期磨合时易于磨损，磨合后又难于磨损。另外，与活塞环相配合汽缸的材质对活塞环的磨损也有很大影响。一般来说，配磨材料的硬度差为零时磨损最小，随着硬度差增大，磨损也随之增大。但是，在选材的同时，最好是在两个零件都有最长寿命的前提下，使活塞环比汽缸更早达到磨损极限，这是因为更换活塞环比更换汽缸套较经济和容易。

    对于磨料磨损，除考虑硬度外，还必须考虑活塞环材料的弹性影响，韧性强的材料难磨损，抗磨性也高。

    2．结构形状改进

    几十年来，国内外对活塞环的结构提出了许多改进，而将第一道气环改成桶面环的成效最显著。因为，桶面环有一系列的优点，就磨损而言，桶面环不管向上还是向下运动，润滑油均能靠油楔作用把环浮起，保证良好的润滑。另外桶面环还能避免棱缘负荷。目前，在强化柴油机中已普遍采用桶面环作为第一道环，其他类型的柴油机中也较普遍地采用了桶面环。

    至于油环，国内外现在普遍采用的内撑螺旋弹簧铸铁油环具有很大的优点，这种油环本身挠性很好，对变形后的汽缸套有极好的适应性，从而可以保持良好的润滑，减少磨损。

    为减少活塞环的磨损，对活塞环组的断面结构形状要进行合理的搭配，保持良好的密封和润滑油膜。

    另外，为减少活塞环的磨损，对汽缸套和活塞的结构要进行合理的设计，如斯太尔WD615发动机汽缸套采用平台网纹结构，在磨合过程中，汽缸套和活塞环的接触面积减少，能保持液体润滑，磨损量极小；再者，网纹起贮油槽作用，提高了汽缸套保持润滑油的能力，因此，对减少活塞环和汽缸套的磨损十分有利。现在发动机普遍采用了这种汽缸套结构形状。为减少活塞环上下端面的磨损，活塞环和环槽的端面要保持适当的间隙，以避免过大的冲击负荷。另外，在活塞上环槽镶嵌耐磨奥氏体铸铁衬圈，也可以减少上下端面的磨损，但这种方法除特殊情况外没必要全面推广。因它的工艺较难掌握，成本也较高。

    3．表面处理

    能比较明显减少活塞环磨损的方法是进行表面处理。现在采用的表面处理方法很多，就其作用而言，可归纳为以下三大类：

    1)提高表面硬度以减少磨料磨损。即在环的工作表面上形成一种非常硬的金属层，使松软的铸铁磨料不易嵌入其表面，提高环的耐磨性。现在最广泛采用的是松孔镀铬，不仅镀铬层硬度很高（HV800～1000），摩擦系数很小，而且松孔镀铬层具有良好的贮油结构，因此能显著提高活塞环的耐磨性。另外，镀铬成本低，稳定性好，在大多数情况下均具有较好使用性能。因此，现代汽车发动机的第一道环都使用镀铬环，而油环也几乎百分之百使用镀铬环。实践证明，活塞环镀铬后，不仅其本身的磨损小，而且其它没有镀铬的活塞环和缸套磨损也小。

    对高速或强化发动机来说，其活塞环不仅要外圆表面镀铬，而且上下端面也要镀铬，减少端面磨损，所有环组外园面最好全部镀铬，以减少整个活塞环组的磨损。

    2)改善活塞环工作表面的贮油能力和抗熔着能力以防熔着磨损。活塞环工作表面上的润滑油膜在高温下被破坏，有时会形成干摩擦，如果在活塞环表面施加一层具有贮存机油及抗熔着的表面覆层，则能减少熔着磨损，提高环的抗拉缸能力。活塞环喷钼就具有极高的抗熔着磨损能力。一方面由于喷钼层是多孔组织的贮油结构覆层；另一方面钼的熔点比较高(2630℃)，干摩擦时仍能有效地工作。在这种情况下，喷钼环比镀铬环有更高的抗熔着能力。如R4100型柴油机，开始时采用镀铬环，发现活塞环拉缸，采用喷钼环后基本上解决了该问题。但喷钼环耐磨料磨损能力比镀铬环差，另外，喷钼环成本较高且结构强度难以稳定。因此除非十分需要喷钼外，最好采用镀铬。

    3)改善初期磨合的表面处理。这种表面处理是在活塞环表面覆盖一层适当软度、富有弹性的易损物质，使环与汽缸套突出部分相接触而加速磨损，从而缩短磨合期，使环良好地进入稳定的工作状态。目前较普遍采用的是磷化处理。在活塞环表面上形成一种质地柔软、易于磨损的磷化膜，由于磷化处理所需设备简单、操作方便、成本低、效率高，所以在小型发动机的活塞环工艺上普遍采用。另外，镀锡和氧化处理也可改善初期磨合。

    在活塞环表面处理中，镀铬和喷钼是最普遍采用的方法。另外，根据发动机种类、结构、用途及工况不同也有采用其他的表面处理方法的，如软氮化处理、硫化处理、填充四氧化三铁等。

    活塞环的磨损是一种比较复杂的现象，形成因素很多，而且往往复杂交织在一起，因此，在解决活塞环磨损问题时，必须全面分析各种因素，以便在设计、材料、制造工艺、表面处理和润滑剂等方面合理安排，最终达到满意的效果。