柴油发电机组活塞环的形状与密封原理介绍

活塞环是柴油发电机组曲轴连杆机构的重要组成部分，是一种具有弹性的金属开口圆环，通常采用合金铸铁制造，随着发动机性能的提高，对活塞环也提出了更高的要求，特别是如何更好地防止窜油和漏气问题，而合理的选用不同断面形状的活塞环。对改善活塞的工作，防止气体的泄漏和减少机油的消耗起着重要的作用。
活塞环有若干种类型，下图所示为一些比较普通的类型。矩形断面环和矩形环平贴着缸壁，锥面环改善了向下行程的划擦能力。另一些活塞环是将角槽和倒锥面活塞环设计成了扭曲环。这些活塞环或者有导角，或者在环上加工出了沉孔。下图也给出了扭曲环。任何导角和沉孔都会使环产生应力。这些应力使活塞环产生轻微扭曲，如图所示。这种情况只有活塞环在汽缸内受压缩时发生。扭曲可在缸壁和活塞环凹槽内形成线接触密封。线接触提高了活塞环的划擦特性和密封特性。这种情况也称作静态张紧。当活塞环处于某些位置时，没有向下的压力作用在活塞环上：这种情况发生在发动机的进气冲程、压缩冲程和排气冲程中。只有在做功冲程中，高压才作用在活塞环上。在进气冲程中，扭曲力压迫活塞环的底角，就像刮刀一样刮擦缸壁。这有助于除去缸壁上过多的润滑油。
扭曲有助于在运转过程中活塞环密封缸简，在压缩冲程中，活塞环仍保持扭曲状态。这样使活塞环滑过仍保留在缸壁上的润滑油而不是将其带到燃烧室内。随着活塞的上升，压缩压力有助于使活塞环变平以利于更好的密封，在做功冲程中，燃烧室中的热气进入活塞环槽中。活塞环被顶出，平靠在缸壁上，这时在做功冲程中具有良好的密封，该过程也称做动态密封。在排气冲程中，静态状况再次出现，活塞环再次扭曲，扭曲使活塞环又滑过缸壁的润滑油。多槽和圆形或管形面活塞环也可产生线接触，从而达到更好的密封效果。