活塞环的更换与装配
赵立新 周志学 王永吉
活塞环的工作条件十分恶劣，它要承受燃烧室燃气燃烧所产生的高压和高温，即承受着由此产生的高的机械负荷和热负荷，又因为要上下高变速运动而与气缸壁、活塞环槽发生相对的摩擦运动。有摩擦就要供应充足的润滑油，以便在摩擦面形成油膜来减小摩擦。可是机油又易经过环与环槽的泵油作用进入燃烧室，导致燃烧过程恶化、积碳、结胶和加速磨损。活塞环是易损件，不适时更换活塞环会加速发动机的磨损，缩短使用寿命，影响发动机的动力性和经济性，在每次大修中都要更换新的活塞环。掌握活塞环的更换与装配技术很有必要。
一、活塞环更换时机
当发动机动力性能显著下降，燃油和润滑油耗量急剧增加，排气冒蓝烟时，应考虑是否是活塞环失效。判断活塞环是否要更换，可通过以下几种方法判断：
（1）故障分析法：当活塞环严重磨损时，其密封燃烧室的作用已丧失，燃烧室中大量高温燃气会下窜到曲轴箱，使曲轴箱内的废气压力增加，打开加油口盖或取出油底壳量油尺，烟雾状的热气以较快速度排出，说明活塞环密封性差。在此同时，发动机排气管会排出大量蓝烟或黑烟。当发动机熄火的瞬时，飞轮无回摆现象。若油底壳油面不高，并排除喷油泵、喷油器、供油时间、气门密封、配气相位等因素，则判断是活塞环弹力不足、磨损过度原因所致。
（2）断油观察法：启动多缸柴油机，使柴油机中速运转，检查该缸的活塞环。用扳手松开该缸高压油管接头，断开高压油路，停止该缸供油。若观察到加机油口、曲轴箱通风管口窜出的烟气与排气管排出的蓝烟、黑烟有所减少或消失，则说明该缸窜气、窜油，活塞环失效。
（3）拆卸测量法：拆下活塞连杆组后，测量活塞环的开口间隙，若开口间隙超过极限值（2 mm），可断定为该活塞环不能用。也可根据环与缸壁之间的漏光度来判断。从缸套上部观察到整个圆周上的漏光度超过两处，且光隙宽度超过0.05 mm，则该活塞环应予报废。另外，还可以用塞尺检查测量活塞环的边间隙，是否合乎技术要求，作出正确的判断。
二、装配活塞环技术要点
1. 活塞环的选择与检查
（1）选配活塞环时，应选用与活塞同一级别的活塞环。
（2）活塞环的端隙： 这个间隙防止活塞环因受热膨胀而卡死。测量时，把活塞环与缸套内壁擦干净（表面积碳必须清除），把气缸直立平放，将活塞环平放在缸套里，再把活塞顶部朝下，挤压活塞环使其位于离缸套口40 mm处（目的是使活塞环摆平），然后选择适当厚薄规片测量和检查活塞环两端头之间的间隙。以S195型柴油机为例，这个间隙应控制在第一道气环0.3～0.5 mm，第二、三道气环为0.25～0.45 mm，油环为025～04 mm，极限间隙为2 mm。
如果活塞环端间隙超限，不能使用；端间隙过小，应锉削环端多余部分。锉削时要小心，不能使端口平面有任何歪斜。检测锉削平面是否平整，可用五指均匀着力压紧活塞环外圈，使端口合拢，用目测对光检查，在两端平面上不见光线为宜。
（3）活塞环的侧隙：是指把活塞环放在活塞环槽内，环侧面与环岸间的间隙。侧隙过大会影响活塞的密封；侧隙过小，环会卡死在环槽内，可用“0”号砂纸铺平在平板或玻璃板上，成“8”字形在砂纸上循环来回磨削，直到间隙符合要求为止。这个间隙推荐按下列值控制：第一道环为0.05～0.11 mm；其余气环、油环为0.03～0.09 mm。
（4）活塞环的背隙：是指把活塞环装入气缸后，环背面与活塞环槽底之间的间隙，可以用环槽深与环厚之差值来表示，这个间隙推荐参考值为0～0.75 mm。这个间隙既要保证活塞环能灵活的上、下运动（包括扭曲、刮油作用），还需保证必要的密封。
（5）活塞环的漏光度（也称漏光间隙）：是指活塞环必须与气缸壁配合良好，以保证密封。选配活塞环（特别对不搪缸只换环的发动机）都应进行漏光检查。漏光周长的多少，将直接影响发动机的技术性能（特别是初期的）和缸壁的非正常磨损。
2. 活塞环的安装
活塞环更换要一组同时更换，安装前应仔细检查活塞、缸套、活塞环等相关部件的精度；安装前应仔细清洁活塞、活塞环、缸套；安装前将活塞环及环槽涂上适量的润滑油；安装活塞环最好使用专用工具，如活塞环专用安装卡钳、锥度套等，以避免活塞环过度张大而断裂、变形；活塞环安装前严禁任意张大、闭合、扭曲。安装时把活塞环依次从第一道槽往下安装，并将有倒角的或打有“上”字标记的环朝活塞顶部安装，这是为了保护气缸内壁的润滑油膜。安装时注意活塞环的开口方向，相邻的两道环开口应该错开120°。还要注意各道环（包括油环）不能布置在与活塞销轴线呈正负45°的范围内。因为活塞销两端的这一范围是凹进去的，储存的机油较多，容易从环口向上窜入燃烧室。安装完毕后，用手轻轻旋转活塞环，应平滑无卡滞现象。
活塞环的工作条件十分恶劣，它要承受燃烧室燃气燃烧所产生的高压和高温，即承受着由此产生的高的机械负荷和热负荷，又因为要上下高变速运动而与气缸壁、活塞环槽发生相对的摩擦运动。有摩擦就要供应充足的润滑油，以便在摩擦面形成油膜来减小摩擦。可是机油又易经过环与环槽的泵油作用进入燃烧室，导致燃烧过程恶化、积碳、结胶和加速磨损。活塞环是易损件，不适时更换活塞环会加速发动机的磨损，缩短使用寿命，影响发动机的动力性和经济性，在每次大修中都要更换新的活塞环。掌握活塞环的更换与装配技术很有必要。
一、活塞环更换时机
当发动机动力性能显著下降，燃油和润滑油耗量急剧增加，排气冒蓝烟时，应考虑是否是活塞环失效。判断活塞环是否要更换，可通过以下几种方法判断：
（1）故障分析法：当活塞环严重磨损时，其密封燃烧室的作用已丧失，燃烧室中大量高温燃气会下窜到曲轴箱，使曲轴箱内的废气压力增加，打开加油口盖或取出油底壳量油尺，烟雾状的热气以较快速度排出，说明活塞环密封性差。在此同时，发动机排气管会排出大量蓝烟或黑烟。当发动机熄火的瞬时，飞轮无回摆现象。若油底壳油面不高，并排除喷油泵、喷油器、供油时间、气门密封、配气相位等因素，则判断是活塞环弹力不足、磨损过度原因所致。
（2）断油观察法：启动多缸柴油机，使柴油机中速运转，检查该缸的活塞环。用扳手松开该缸高压油管接头，断开高压油路，停止该缸供油。若观察到加机油口、曲轴箱通风管口窜出的烟气与排气管排出的蓝烟、黑烟有所减少或消失，则说明该缸窜气、窜油，活塞环失效。
（3）拆卸测量法：拆下活塞连杆组后，测量活塞环的开口间隙，若开口间隙超过极限值（2 mm），可断定为该活塞环不能用。也可根据环与缸壁之间的漏光度来判断。从缸套上部观察到整个圆周上的漏光度超过两处，且光隙宽度超过0.05 mm，则该活塞环应予报废。另外，还可以用塞尺检查测量活塞环的边间隙，是否合乎技术要求，作出正确的判断。
二、装配活塞环技术要点
1. 活塞环的选择与检查
（1）选配活塞环时，应选用与活塞同一级别的活塞环。
（2）活塞环的端隙： 这个间隙防止活塞环因受热膨胀而卡死。测量时，把活塞环与缸套内壁擦干净（表面积碳必须清除），把气缸直立平放，将活塞环平放在缸套里，再把活塞顶部朝下，挤压活塞环使其位于离缸套口40 mm处（目的是使活塞环摆平），然后选择适当厚薄规片测量和检查活塞环两端头之间的间隙。以S195型柴油机为例，这个间隙应控制在第一道气环0.3～0.5 mm，第二、三道气环为0.25～0.45 mm，油环为025～04 mm，极限间隙为2 mm。
如果活塞环端间隙超限，不能使用；端间隙过小，应锉削环端多余部分。锉削时要小心，不能使端口平面有任何歪斜。检测锉削平面是否平整，可用五指均匀着力压紧活塞环外圈，使端口合拢，用目测对光检查，在两端平面上不见光线为宜。
（3）活塞环的侧隙：是指把活塞环放在活塞环槽内，环侧面与环岸间的间隙。侧隙过大会影响活塞的密封；侧隙过小，环会卡死在环槽内，可用“0”号砂纸铺平在平板或玻璃板上，成“8”字形在砂纸上循环来回磨削，直到间隙符合要求为止。这个间隙推荐按下列值控制：第一道环为0.05～0.11 mm；其余气环、油环为0.03～0.09 mm。
（4）活塞环的背隙：是指把活塞环装入气缸后，环背面与活塞环槽底之间的间隙，可以用环槽深与环厚之差值来表示，这个间隙推荐参考值为0～0.75 mm。这个间隙既要保证活塞环能灵活的上、下运动（包括扭曲、刮油作用），还需保证必要的密封。
（5）活塞环的漏光度（也称漏光间隙）：是指活塞环必须与气缸壁配合良好，以保证密封。选配活塞环（特别对不搪缸只换环的发动机）都应进行漏光检查。漏光周长的多少，将直接影响发动机的技术性能（特别是初期的）和缸壁的非正常磨损。
2. 活塞环的安装
活塞环更换要一组同时更换，安装前应仔细检查活塞、缸套、活塞环等相关部件的精度；安装前应仔细清洁活塞、活塞环、缸套；安装前将活塞环及环槽涂上适量的润滑油；安装活塞环最好使用专用工具，如活塞环专用安装卡钳、锥度套等，以避免活塞环过度张大而断裂、变形；活塞环安装前严禁任意张大、闭合、扭曲。安装时把活塞环依次从第一道槽往下安装，并将有倒角的或打有“上”字标记的环朝活塞顶部安装，这是为了保护气缸内壁的润滑油膜。安装时注意活塞环的开口方向，相邻的两道环开口应该错开120°。还要注意各道环（包括油环）不能布置在与活塞销轴线呈正负45°的范围内。因为活塞销两端的这一范围是凹进去的，储存的机油较多，容易从环口向上窜入燃烧室。安装完毕后，用手轻轻旋转活塞环，应平滑无卡滞现象。
