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柴油机中有很多个零件，其中每个零件都有重要的作用，象活塞环这样的小零件，从形状上看似简单小巧，价格相对也很便宜，但作用却非同小可。缺少了它固然柴油机动弹不得，甚至它的一些小毛病也会导致整个柴油机不正常，要么耗油大，要么动力不足。在整个活塞组与气缸的配合中，活塞组中真正与气缸缸壁接触的是活塞环，它填补了活塞与气缸壁间的空隙，以封闭燃烧室，因此它也是柴油机中嘴容易磨损的零件。

活塞环一般有由铸铁做成，有一定弹性，截面有多种形状，且表面涂层加以增加磨合性能。当柴油机运转时活塞会受热膨胀，因此，活塞环有开口间隙，安装时为了保持密封性，要将各活塞环的开口间隙错开。一个活塞往往有三至四个活塞环，它们按照作用的不同，分为气环和油环两大类。气环装在活塞头部上端的环槽内，用来防止漏气，将活塞头部的热量传递到气缸壁，疏散活塞的热量。油环的作用是防止润滑油窜入燃烧室，将气缸壁上过量的润滑油刮回到油底壳，它安装在气环的下方环槽内。只要保证密封功能的要求，活塞环数目少一点比较好，活塞环数目少既保持了最小的摩擦面积`优尔^文:论;文'网www.youerw.com，减少功率损耗，又缩短了活塞的高度，相应也就降低了柴油机的高度，目前高速柴油机活塞一般是三道气环和一道油环。

2.1.3活塞的润滑

活塞在侧压力作用下，在气缸内高速滑动（活塞平均速度已高达12m/s），而缸壁一般均靠飞溅润滑，因此润滑条件差，摩擦损失大（活塞组的摩擦损失约占发动机全部摩擦损失的40%），磨损严重，易使活塞和活塞环磨损失效。由于活塞在不同工况下具有非常不同的温度，所以在不同工况下始终保持最佳的配合间隙成为十分复杂的问题。因此，一般希望活塞材料的热膨胀系数要小，同时要在结构上采取必要的措施，防止过大的热变形。

2.1.4设计要求

活塞是在高负荷、高温、高速、润滑不良的条件下工作的，对它的设计要求：

（1）要选用热强度好、耐磨、比重小、热膨胀系数小、导热性好、具有良好减磨性、工艺性的材料；

（2）有合理的形状和壁厚。使散热良好，强度论文网、刚度负荷要求，尽量减轻重量，避免

应力集中；

（3）保证燃烧室气密性好，窜气、窜油要少又不增加活塞组的摩擦损失；

（4）在不同工况下都能保持活塞与缸套的最佳配合；

（5）减少活塞从燃气吸收的热量，而已吸收的热量则能被顺利地散走；

（6）在较低的机油耗条件下，保证滑动面上有足够的润滑油。

当进行活塞的结构设计是，应着重解决的问题是：

（1）改善活塞顶及第一环的工作条件，防止顶部热裂和环粘结、卡死和过度磨损；

（2）改善活塞销和销座的实际承载能力，减少磨损，防止破裂；

（3）确定合适的裙部外形和热膨胀控制措施，提高裙部承载能力和减少配缸间隙，改善磨损并使运转平顺。