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柴油發電機組活塞環的形狀與密封原理介紹

活塞環是柴油發電機組曲軸連桿機構的重要組成部分，是一種具有彈性的金屬開口圓環，通常采用合金鑄鐵制造，隨著發動機性能的提高，對活塞環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題，而合理的選用不同斷面形狀的活塞環。對改善活塞的工作，防止氣體的泄漏和減少機油的消耗起著重要的作用。
活塞環有若干種類型，下圖所示為一些比較普通的類型。矩形斷面環和矩形環平貼著缸壁，錐面環改善了向下行程的劃擦能力。另一些活塞環是將角槽和倒錐面活塞環設計成了扭曲環。這些活塞環或者有導角，或者在環上加工出了沉孔。下圖也給出了扭曲環。任何導角和沉孔都會使環產生應力。這些應力使活塞環產生輕微扭曲，如圖所示。這種情況只有活塞環在汽缸內受壓縮時發生。扭曲可在缸壁和活塞環凹槽內形成線接觸密封。線接觸提高了活塞環的劃擦特性和密封特性。這種情況也稱作靜態張緊。當活塞環處于某些位置時，沒有向下的壓力作用在活塞環上：這種情況發生在發動機的進氣沖程、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上。在進氣沖程中，扭曲力壓迫活塞環的底角，就像刮刀一樣刮擦缸壁。這有助于除去缸壁上過多的潤滑油。
扭曲有助于在運轉過程中活塞環密封缸簡，在壓縮沖程中，活塞環仍保持扭曲狀態。這樣使活塞環滑過仍保留在缸壁上的潤滑油而不是將其帶到燃燒室內。隨著活塞的上升，壓縮壓力有助于使活塞環變平以利于更好的密封，在做功沖程中，燃燒室中的熱氣進入活塞環槽中。活塞環被頂出，平靠在缸壁上，這時在做功沖程中具有良好的密封，該過程也稱做動態密封。在排氣沖程中，靜態狀況再次出現，活塞環再次扭曲，扭曲使活塞環又滑過缸壁的潤滑油。多槽和圓形或管形面活塞環也可產生線接觸，從而達到更好的密封效果。