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浅析活塞环的使用寿命及发动机工作
摘要：怎样提高活塞环的使用寿命,确保发动机正常工作。
关键词：活塞环；使用寿命；发动机；正常工作
中图分类号： 文献标识码：A 文章编号：1672—545X（2007）02— —
前言
了解活塞环的工作特点，注意发动机的维护、使用和保养。就可以避免发动机出现启动困难，功率不足，燃烧室及活塞顶部积炭多，排气冒蓝烟，气缸套磨损过大等不良状况。而活塞环又是发动机的重要部件之一，其工作状态的好坏，直接影响发动机的动力性、可靠性和经济性。所以，从某种程度上讲，延长活塞环的使用寿命，也就是延长发动机的使用寿命，使其正常工作。随着汽车发动机研发队伍的强大和科技创新的快速发展，现代发动机转速高，负荷大。活塞环的工作条件越来越苛刻，对其耐磨性也提出了更高的要求。活塞环的工作环境比较恶劣，它承受着高温、高压及交变载荷的作用，同时运动速度快而润滑条件差。为此，提出了一些提高发动机活塞环使用寿命的方法，供同行参考。
１ 重视发动机的初期磨合，严格执行磨合期的规定。
新车最初的运行时段为3000km。活塞环－缸套初期磨合效果如何，直接影响活塞环的使用寿命。通过初期磨合，不仅使活塞环和缸套配合面的粗糙度发生变化，保证了活塞环和缸套配合的匀称、平衡，改善了活塞环与缸壁表面的接触，使其润滑油膜易于形成，并且提高了油膜承载能力，达到良好的润滑状态。换新环的发动机一定要进行热磨合，磨合时间为16h为宜。通过磨合可使环外沿与气缸表面形成适应工作条件的配合面，改善配合副的润滑效能，使活塞环的可靠性、耐磨性更好，从而延长活塞环的使用寿命。据有关实验资料表明[1]，初级磨合不好，将缩短活塞环25﹪的使用寿命。在磨合期内不能超速或者超载行驶。否则，将导致发动机气缸壁合活塞环、曲轴和轴瓦等配合副之间的过渡磨损，从而使发动机的性能、燃油消耗、机油消耗水平以及机件的使用寿命受到极大的损害。所以在磨合期内的前 1500km内,不要高速行驶，汽车在各挡的行车速度请勿超过发动机最高转速的70%,更不要长时间高速行驶[2]。若车速过高，运动件所产生的机械负荷增加，缸壁及活塞环等机件受力增大，环在高温、高压作业下，磨损也会增大。所以，车速过高，都将导致活塞环的使用寿命降低。同时，严禁超负荷运行，不允许超载。发动机的负荷大小与零件磨损量成正比，如果车辆严重超负荷运转，造成发动机零件早期损坏，活塞环出现‘‘粘住’’或‘‘拉缸’’现象，从而降低了活塞环的使用寿命。
２ 活塞环装配不合理操作不当，无法保证发动机正常工作
活塞环装在活塞的头部，工作条件十分恶劣。由于活塞环是在高温、高压、高速及润滑条件极差的情况下工作，因此要求活塞环的材料应具备良好的耐热性、导热性、耐磨性，有一定的韧性、弹性和足够的强度等。目前，广泛采用的活塞环材料为优质灰铸铁、球墨铸或合金铸铁。其缺点是易折断，装配不当易变形。通常活塞环的拆装均应使用活塞环涨钳，使用时涨钳张口略大于活塞即可，不可用手过度扩大，超过活塞过多，否则，活塞环即使不断裂，也会因操作不当出现变形。若不使用活塞环涨钳，而用手将环一道一道地拆装，力度不易掌握，很容易造成活塞环翘曲变形，从而影响活塞环的使用性能和寿命。装配后的活塞环应用汽油或清洗剂清洗，将活塞及活塞环的表面涂上少量机油，起到预润滑的作用。为减少气体的泄漏，活塞环装入气缸时，第一道环的位置应避开作功行程时受力较大的一面，既与活塞销孔错开４５°，其它各道环开口应互相错开120°，这样才能将活塞连杆组
装入气缸中。正确地安装活塞环，切忌第一、二道气环错位安装和第一道气环的上下面反边安装。否则，在发动机装复启动后会很快出现活塞环被折断和缸套被刮坏的严重事故，使发动机无法正常工作。
在操作时如果不当，将会影响活塞环的使用寿命。如猛轰油门、强制升温、经常使离合器半联动、一脚离合换挡、紧急制动停车、先加速后滑行等不良操作习惯，都将导致润滑条件变坏，活塞环磨损增加。同时在低温下，不采用任何措施多次冷启动发动机，也会使活塞环磨损加剧。因冷车启动时进入气缸的一部分混合气体遇冷变成液体，吸附在气缸壁及活塞环的表面上，活塞环长期处于低温下工作，易腐蚀，磨损加剧，导致寿命缩短。所以，无法保持发动机正常工作。为了改善其不良现象，在冷启动时要求按照‘’冷摇慢转，就地升温‘’的热启动办法,确保发动机正常工作。
３ 如何做好‘’三滤‘’的保养工作
空气滤清器、燃油滤清器和机油滤清器（简称三滤）性能的好坏，将直接影响活塞环和气缸的磨损速度和使用寿命。如果没有及时做好空气滤清器的清洁工作，就会导致滤清器的脏堵，造成进气阻力增加，进入气缸的空气量将要减少，也就增加了气缸里混合气的浓度，从而致使油耗增大，燃烧不完全造成积炭，同时也增加活塞环、活塞与气缸之间的磨损，使活塞环使用寿命降低。发动机在正常工作过程中，要根据实际情况分别对空气，燃油及机油滤清器进行及时的保养。‘‘三滤’’质量如何，直接影响发动机摩擦副的使用寿命特别是气缸与活塞组件的磨损。车辆行驶在多尘的道路上，发动机的磨损量40%－60%是由于尘土中的二氧化硅、石英、三氧化二铝等随空气、燃油、机油进入发动机而引起的。大量的试验资料表明，1g的灰尘进入气缸，其结果是导致缸壁磨损0.01mm，活塞环的镀镉层或淡化硬质层将磨损0.06－0.08mm,并使之密封和控油能力在极短时间内失效[3]。试验结果表明：当车辆在含有尘土为0.023g／m3的道路上行驶，仅工作116h,磨损最严重的一道环侧隙达0.70cm,缸套磨损了0.38mm。此时，排气管冒蓝烟、黑烟，曲轴箱通气口窜机油，发动机功率下降15%。测定该空气滤清器仅为77.5%。合格的空气滤清器的滤清效率必须达99.5%以上。使用中要注意检查空气滤清器的密封性和可靠性，结合实际情况对其进行维护保养作业，定期清洁或更换滤芯。在正常情况下，发动机工作100~200h后，空气滤清器滤芯清洗一次，在多尘的道路上，清除滤芯上灰尘的周期要适当地缩短。发动机每工作1000~2000h须更换滤芯。
发动机在运行过程中，曲轴箱的进气量虽比气缸的进气量少得多，但在通风装置良好的情况下，每小时也有约３m3空气夹带尘埃进入曲轴箱，尘埃混落在润滑油中，使润滑油品质恶化，导致活塞环及气缸之间的磨损加剧。所
关键词：活塞环；使用寿命；发动机；正常工作
中图分类号： 文献标识码：A 文章编号：1672—545X（2007）02— —
前言
了解活塞环的工作特点，注意发动机的维护、使用和保养。就可以避免发动机出现启动困难，功率不足，燃烧室及活塞顶部积炭多，排气冒蓝烟，气缸套磨损过大等不良状况。而活塞环又是发动机的重要部件之一，其工作状态的好坏，直接影响发动机的动力性、可靠性和经济性。所以，从某种程度上讲，延长活塞环的使用寿命，也就是延长发动机的使用寿命，使其正常工作。随着汽车发动机研发队伍的强大和科技创新的快速发展，现代发动机转速高，负荷大。活塞环的工作条件越来越苛刻，对其耐磨性也提出了更高的要求。活塞环的工作环境比较恶劣，它承受着高温、高压及交变载荷的作用，同时运动速度快而润滑条件差。为此，提出了一些提高发动机活塞环使用寿命的方法，供同行参考。
１ 重视发动机的初期磨合，严格执行磨合期的规定。
新车最初的运行时段为3000km。活塞环－缸套初期磨合效果如何，直接影响活塞环的使用寿命。通过初期磨合，不仅使活塞环和缸套配合面的粗糙度发生变化，保证了活塞环和缸套配合的匀称、平衡，改善了活塞环与缸壁表面的接触，使其润滑油膜易于形成，并且提高了油膜承载能力，达到良好的润滑状态。换新环的发动机一定要进行热磨合，磨合时间为16h为宜。通过磨合可使环外沿与气缸表面形成适应工作条件的配合面，改善配合副的润滑效能，使活塞环的可靠性、耐磨性更好，从而延长活塞环的使用寿命。据有关实验资料表明[1]，初级磨合不好，将缩短活塞环25﹪的使用寿命。在磨合期内不能超速或者超载行驶。否则，将导致发动机气缸壁合活塞环、曲轴和轴瓦等配合副之间的过渡磨损，从而使发动机的性能、燃油消耗、机油消耗水平以及机件的使用寿命受到极大的损害。所以在磨合期内的前 1500km内,不要高速行驶，汽车在各挡的行车速度请勿超过发动机最高转速的70%,更不要长时间高速行驶[2]。若车速过高，运动件所产生的机械负荷增加，缸壁及活塞环等机件受力增大，环在高温、高压作业下，磨损也会增大。所以，车速过高，都将导致活塞环的使用寿命降低。同时，严禁超负荷运行，不允许超载。发动机的负荷大小与零件磨损量成正比，如果车辆严重超负荷运转，造成发动机零件早期损坏，活塞环出现‘‘粘住’’或‘‘拉缸’’现象，从而降低了活塞环的使用寿命。
２ 活塞环装配不合理操作不当，无法保证发动机正常工作
活塞环装在活塞的头部，工作条件十分恶劣。由于活塞环是在高温、高压、高速及润滑条件极差的情况下工作，因此要求活塞环的材料应具备良好的耐热性、导热性、耐磨性，有一定的韧性、弹性和足够的强度等。目前，广泛采用的活塞环材料为优质灰铸铁、球墨铸或合金铸铁。其缺点是易折断，装配不当易变形。通常活塞环的拆装均应使用活塞环涨钳，使用时涨钳张口略大于活塞即可，不可用手过度扩大，超过活塞过多，否则，活塞环即使不断裂，也会因操作不当出现变形。若不使用活塞环涨钳，而用手将环一道一道地拆装，力度不易掌握，很容易造成活塞环翘曲变形，从而影响活塞环的使用性能和寿命。装配后的活塞环应用汽油或清洗剂清洗，将活塞及活塞环的表面涂上少量机油，起到预润滑的作用。为减少气体的泄漏，活塞环装入气缸时，第一道环的位置应避开作功行程时受力较大的一面，既与活塞销孔错开４５°，其它各道环开口应互相错开120°，这样才能将活塞连杆组
装入气缸中。正确地安装活塞环，切忌第一、二道气环错位安装和第一道气环的上下面反边安装。否则，在发动机装复启动后会很快出现活塞环被折断和缸套被刮坏的严重事故，使发动机无法正常工作。
在操作时如果不当，将会影响活塞环的使用寿命。如猛轰油门、强制升温、经常使离合器半联动、一脚离合换挡、紧急制动停车、先加速后滑行等不良操作习惯，都将导致润滑条件变坏，活塞环磨损增加。同时在低温下，不采用任何措施多次冷启动发动机，也会使活塞环磨损加剧。因冷车启动时进入气缸的一部分混合气体遇冷变成液体，吸附在气缸壁及活塞环的表面上，活塞环长期处于低温下工作，易腐蚀，磨损加剧，导致寿命缩短。所以，无法保持发动机正常工作。为了改善其不良现象，在冷启动时要求按照‘’冷摇慢转，就地升温‘’的热启动办法,确保发动机正常工作。
３ 如何做好‘’三滤‘’的保养工作
空气滤清器、燃油滤清器和机油滤清器（简称三滤）性能的好坏，将直接影响活塞环和气缸的磨损速度和使用寿命。如果没有及时做好空气滤清器的清洁工作，就会导致滤清器的脏堵，造成进气阻力增加，进入气缸的空气量将要减少，也就增加了气缸里混合气的浓度，从而致使油耗增大，燃烧不完全造成积炭，同时也增加活塞环、活塞与气缸之间的磨损，使活塞环使用寿命降低。发动机在正常工作过程中，要根据实际情况分别对空气，燃油及机油滤清器进行及时的保养。‘‘三滤’’质量如何，直接影响发动机摩擦副的使用寿命特别是气缸与活塞组件的磨损。车辆行驶在多尘的道路上，发动机的磨损量40%－60%是由于尘土中的二氧化硅、石英、三氧化二铝等随空气、燃油、机油进入发动机而引起的。大量的试验资料表明，1g的灰尘进入气缸，其结果是导致缸壁磨损0.01mm，活塞环的镀镉层或淡化硬质层将磨损0.06－0.08mm,并使之密封和控油能力在极短时间内失效[3]。试验结果表明：当车辆在含有尘土为0.023g／m3的道路上行驶，仅工作116h,磨损最严重的一道环侧隙达0.70cm,缸套磨损了0.38mm。此时，排气管冒蓝烟、黑烟，曲轴箱通气口窜机油，发动机功率下降15%。测定该空气滤清器仅为77.5%。合格的空气滤清器的滤清效率必须达99.5%以上。使用中要注意检查空气滤清器的密封性和可靠性，结合实际情况对其进行维护保养作业，定期清洁或更换滤芯。在正常情况下，发动机工作100~200h后，空气滤清器滤芯清洗一次，在多尘的道路上，清除滤芯上灰尘的周期要适当地缩短。发动机每工作1000~2000h须更换滤芯。
发动机在运行过程中，曲轴箱的进气量虽比气缸的进气量少得多，但在通风装置良好的情况下，每小时也有约３m3空气夹带尘埃进入曲轴箱，尘埃混落在润滑油中，使润滑油品质恶化，导致活塞环及气缸之间的磨损加剧。所
