柴油發(fā)電機(jī)組活塞環(huán)的形狀與密封原理介紹

活塞環(huán)是柴油發(fā)電機(jī)組曲軸連桿機(jī)構(gòu)的重要組成部分，是一種具有彈性的金屬開(kāi)口圓環(huán)，通常采用合金鑄鐵制造，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)性能的提高，對(duì)活塞環(huán)也提出了更高的要求，特別是如何更好地防止竄油和漏氣問(wèn)題，而合理的選用不同斷面形狀的活塞環(huán)。對(duì)改善活塞的工作，防止氣體的泄漏和減少機(jī)油的消耗起著重要的作用。
活塞環(huán)有若干種類型，下圖所示為一些比較普通的類型。矩形斷面環(huán)和矩形環(huán)平貼著缸壁，錐面環(huán)改善了向下行程的劃擦能力。另一些活塞環(huán)是將角槽和倒錐面活塞環(huán)設(shè)計(jì)成了扭曲環(huán)。這些活塞環(huán)或者有導(dǎo)角，或者在環(huán)上加工出了沉孔。下圖也給出了扭曲環(huán)。任何導(dǎo)角和沉孔都會(huì)使環(huán)產(chǎn)生應(yīng)力。這些應(yīng)力使活塞環(huán)產(chǎn)生輕微扭曲，如圖所示。這種情況只有活塞環(huán)在汽缸內(nèi)受壓縮時(shí)發(fā)生。扭曲可在缸壁和活塞環(huán)凹槽內(nèi)形成線接觸密封。線接觸提高了活塞環(huán)的劃擦特性和密封特性。這種情況也稱作靜態(tài)張緊。當(dāng)活塞環(huán)處于某些位置時(shí)，沒(méi)有向下的壓力作用在活塞環(huán)上：這種情況發(fā)生在發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣沖程、壓縮沖程和排氣沖程中。只有在做功沖程中，高壓才作用在活塞環(huán)上。在進(jìn)氣沖程中，扭曲力壓迫活塞環(huán)的底角，就像刮刀一樣刮擦缸壁。這有助于除去缸壁上過(guò)多的潤(rùn)滑油。
扭曲有助于在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中活塞環(huán)密封缸簡(jiǎn)，在壓縮沖程中，活塞環(huán)仍保持扭曲狀態(tài)。這樣使活塞環(huán)滑過(guò)仍保留在缸壁上的潤(rùn)滑油而不是將其帶到燃燒室內(nèi)。隨著活塞的上升，壓縮壓力有助于使活塞環(huán)變平以利于更好的密封，在做功沖程中，燃燒室中的熱氣進(jìn)入活塞環(huán)槽中。活塞環(huán)被頂出，平靠在缸壁上，這時(shí)在做功沖程中具有良好的密封，該過(guò)程也稱做動(dòng)態(tài)密封。在排氣沖程中，靜態(tài)狀況再次出現(xiàn)，活塞環(huán)再次扭曲，扭曲使活塞環(huán)又滑過(guò)缸壁的潤(rùn)滑油。多槽和圓形或管形面活塞環(huán)也可產(chǎn)生線接觸，從而達(dá)到更好的密封效果。