摘要：本文通过对活塞环的密封机理，及活塞环的结构特点的介绍，进一步增加对活塞环的认识，旨为提高发动机的修理质量。

    活塞环是柴油机中形状简单而作用十分重要的零部件，它密封燃烧室以保证柴油机正常工作。活塞环分气环和油环两类。气环用来密封汽缸，防止汽缸内气体窜人曲轴箱，并将活塞头部热量传给汽缸壁；另外，还起刮油和布油作用。油环是用来刮除汽缸壁上的多余润滑油，防止润滑油进人燃烧室。虽然活塞环结构简单，但是若选配不当或安装方向不正确，活塞环都无法正常工作，将失去作用。所以我们要了解活塞环的密封机理，知道活塞环的结构特点，以便在选配安装时能够正确操作。

    1 活塞环的密封机理
    气环开有切口，自由状态下其外径大于汽缸直径。将气环装入汽缸后，在弹力作用下，使环的四周紧贴在汽缸壁上，形成第一密封面，从而防止了气体沿气环与汽缸壁间接触面漏气；同时，部分高压气体沿活塞与缸壁之间由活塞环侧面（侧隙）进人活塞环背面（背隙），使活塞环紧贴在缸壁上，密封更牢靠。作用在活塞环上面的高压气体，将活塞环压紧在环槽中，使下端面和环槽贴紧，形成第二个密封面。可见，气环的弹力和气体压力共同保证了汽缸密封的可靠性，且汽缸压力越高密封性越好。这时环的开口间隙是气体泄漏的唯一间隙。
    在实际使用中，活塞环、活塞环槽和汽缸的加工质量对汽缸密封性影响很大。环的开口间隙的存在使气环很难实现良好的密封，因此，一般设置2～3道气环。安装时活塞环的开口相互错开一定角度，高压燃气经过几道气环节流后压力迅速下降。其泄漏量仅为进气量的0.2%～1.0%。由于活塞环背面间隙和侧面间隙的存在，柴油机工作时活塞环便产生了泵油作用。其过程是，当活塞带动活塞环向下止点运动（如进气行程）时，活塞环贴靠在环槽的上方，活塞环从汽缸壁上刮下的润滑油充入环侧下方，当活塞带动活塞环向上止点运动（如压缩行程）时，活塞环又贴靠在环槽的下方，同时将油挤到环侧的上方。如此往复运动，将润滑油泵向活塞顶。活塞环的泵油随着发动机转速的提高而加剧，使润滑油的油耗增加：在燃烧室内和活塞环槽内形成积碳，造成汽缸的早期磨损。

    2 活塞环的结构特点
    2.1气环种类
    根据气环的断面形状，将活塞环分为以下几种：
    （1）矩形环。矩形环形状简单、加工方便，是最常用的活塞环。矩形环的特点是泵油作用较强，增加机油消耗。另外由于其与缸壁接触面较大，其磨合性较差。
    （2）梯形环。梯形环的结构特点是断面呈梯形，它有较好的抗粘性。当活塞在汽缸内左右摆动时，梯形环相对于环槽径向摆动，环与环槽的侧面间隙在不断变化，将沉积在环槽中的胶状物、积碳挤出，并促使环槽内机油更新。梯形环的另一优点是，作用在楔面上气体压力的径向分力，有助于将气环压向汽缸壁，提高了环的密封性。梯形环有双面梯形环和单面梯形环两种。梯形环常用于大功率车用柴油机或增压柴油机的第一道气环。
    （3）锥形环。锥形环即在矩形环上车削一个锥角，其锥角一般为0.5°～1°，由于锥形环与缸壁是线接触，有利于磨合和密封。该环向上止点运动时有布油作用，形成的油楔改善润滑，向下止点运动时刮油效果好。锥形环一般安装在第二道活塞环槽内。锥形环安装时切勿装反锥形角。
    （4）扭曲环。扭曲环是将矩形环的内圆或外圆切去一部分制成的。扭曲环装入汽缸后，由于断面中性层外侧的拉应力及内侧压应力不在同一个平面上，因而产生一个扭曲力矩，使环在环槽内发生扭曲变形。扭曲环有如下特点：由于在活塞环槽中扭曲，减少了在槽内的上下移动量，从而减少了泵油作用；扭曲环具有锥形环的特点，有较好的磨合性、润滑性、密封性。安装扭曲环时，内圆上切口一般装于第一道环槽。这是由于第一道环槽活塞环背压大，活塞环接触面积大，散热性好，密封性好。外圆有上、下切口的一般装于二、三环槽，有利于刮油和密封。
    （5）桶形环。桶形环的外表面呈凸圆弧形，其主要优点是环与汽缸壁始终为圆弧接触，因而能加快磨合和提高密封性能。桶形环对汽缸表面适应性和对活塞摆动的适应性较好。环在随同活塞上下运动时，易于气缸壁形成油楔，因而使摩擦和磨损大为减轻。工程机械用柴油机也常用作第一道气环。
    2.2油环种类
    油环主要是控制机油上窜到燃烧室，维持活塞与缸壁间有最小限度的润滑油膜，并起到布油作用。其结构形式主要有：整体式和钢片组合式。
    （1）整体式油环。整休式油环为提高表面接触压力，在外圆上均开有环形槽以形成二道刮油滑肩，有的又在滑肩上倒角或加工成鼻形，以进一步减少接触面积，提高刮油能力，环槽内均有回油孔，以提高回油能力。整体式刮油环在中小负荷和转速较低的发动机中应用较多，而下部凹切倒角油环在重型和大功率柴油机中应用较多。
    （2）钢片组合式油环。钢片组合式环由两个刮片和一个胀簧组成。该环的特点有：刮片与缸壁的接触压力高，）长力分布均匀且柔软性较好；由于上下刮片滑动时能够独立动作，所以对缸壁有良好的适应性。同时在胀簧的作用下，上下刮片与环槽上下端面间能保持较好的密封状态，其刮油性、气密性、抗结胶能力及回油通路大，防止机油上窜的性能较好。

    3 结束语
    掌握发动机活塞环的结构特点，有益于完善修理技术，使拖拉机达到较好的作业状态，从而减少功率损失，提高生产效率。