车辆密封与泄漏治理
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2.2 车辆发动机密封故障分析与维修

2.2.1 活塞环的密封与泄漏

(1)活塞环的密封原理

活塞环的主要作用有密封气体、调控机油、传递热量和支撑活塞等。如果活塞环的密封性能达不到要求,就会造成气缸压缩能力不足、燃烧气体的泄漏和机油窜入燃烧室等情况的发生,严重影响发动机的使用性能甚至引发故障,因此必须保证活塞环具有良好的密封性能。

其实,活塞环在无约束状态下的外轮廓并不是圆形的,并且外形尺寸大于气缸内圆半径,所以,活塞环一旦装入气缸后,就会通过自身的弹力使活塞环的外侧面紧压在气缸壁上,产生初压力P0,形成第一密封面,如图2-11所示。当内燃机运转时,燃气产生的高温高压气体作用在活塞环的侧面上,形成环侧气体压力,又称轴向不平衡力PA,把活塞环紧紧压在环槽的端面上,从而形成了第二密封面。同时气体进入活塞环的背面间隙,形成背压力即径向不平衡力PR,该力使环的外侧面紧紧顶在气缸内壁上,这就使第一密封面的密封效果得到了强化。尽管径向不平衡力PR远远大于环自身弹力产生的初压力,但初压力却有着不可替代的作用,因为只要初压力存在,即使其数值很小,也不影响其形成第一密封面,只要第一密封面形成,被密封的气体就会加强第一密封面的密封效果,被密封的气体的压力越高,其附加的密封力就越大。

图2-11 活塞环的密封原理

虽然有两个密封面的存在,但泄漏还是不可避免的。气体主要是从活塞环的开口间隙和密封面的微小间隙中少量泄漏的,由于气体压力差的存在,泄漏气体在通道内体积膨胀,压力和流速都相应地降低了。只用一道气环满足不了对密封性的要求,需要增加多道气环并错开开口形成迷宫式密封,才能把气体的泄漏量降到最低。

(2)活塞环的泄漏方式

燃气泄漏的主要原因在于活塞环与活塞、气缸壁配合时的各种间隙,还有自身存在的开口间隙以及活塞环的震颤。

①外圆贴合间隙泄漏 良好的密封要求环外圆的工作面与气缸壁紧密贴合,但由于制造误差和装配误差的存在以及活塞环或者气缸壁的磨损、振动等,不可避免地使活塞环外圆面与气缸壁出现贴合不良的情况,导致密封性能下降,造成燃气的泄漏。

②侧面间隙泄漏 活塞环的侧面间隙泄漏是指由于活塞环或者活塞环槽表面的加工误差以及活塞环在往复运动中由于不断地加速、减速的惯性造成的轴向振动引起气体的泄漏。

③开口间隙泄漏 活塞环的开口间隙是用来防止发动机运转时因活塞环吸热膨胀而发生咬合所设计的,这也是造成泄漏的主要原因。这种泄漏是很难避免的。

④活塞环的震颤泄漏 活塞环工作时,如果发动机转速升高或者活塞环的自身弹力下降不能紧贴气缸壁时,活塞环就有可能悬浮于环槽中,此时活塞环会脱离环槽下侧面,并伴随不规则的轴向和径向振动,从而造成气体大量泄漏,这种现象大多出现在做功行程初期,称为活塞环的震颤。要想有效地防止震颤,就要设法减小活塞环的惯性,减小活塞环环高是有效防止活塞环震颤的方法之一。另外,采用高弹性模量的材料、增加活塞环径向厚度或采用高压环、扭曲环也可以减小震颤。

2.2.2 影响发动机性能的因素

(1)活塞环技术指标应符合规定要求

活塞环弹性应符合规定要求。如活塞环弹力过大,将会加快活塞环与气缸壁的磨损;弹力过小,使活塞环与气缸壁的密封性不好,同样将加快活塞环的磨损,使活塞环使用寿命降低。同时活塞环的端隙、侧隙和背隙都应符合要求。间隙过大,会因漏气严重而使发动机的功率下降,间隙过小则活塞环会在受热膨胀后有可能卡死或者折断,使其使用寿命降低。在进行更换作业时,要检查活塞环的端隙、侧隙和背隙。

(2)燃油、润滑油质量差将导致活塞环磨损加剧

燃油油质不纯、杂质多,燃油中所加入的清净剂质量差,容易造成发动机在气缸内产生积炭,从而使活塞环使用寿命降低。汽油发动机要求使用无铅汽油,使用时必须加入清净剂,不需要再加其他添加剂,确保发动机正常工作。柴油发动机如果使用的柴油中硫的含量超标,则燃烧产物容易与气缸中的水汽结合形成硫酸,造成活塞环和气缸壁的腐蚀磨损,引起密封失效。

活塞和气缸之间存在着快速的相对滑动,要防止活塞环磨损过快,就需要在两个滑动表面间建立油膜,有足够厚度的油膜将相对滑动的零件表面隔开,从而达到减少磨损的目的。发动机使用什么润滑油,在技术说明书中都有明确规定,应按规定选用。使用合乎规定的润滑油对减少磨损,延长发动机活塞环的使用寿命至关重要。在实际工作中存在下列不良现象:不同牌号的润滑油混合使用;只注意检查润滑油的油量而不注意检查润滑油的质量,对已经变质的润滑油不能及时更换。这些不良现象不仅引起活塞环和气缸的早期磨损,还会造成发动机其他摩擦副的损坏。

(3)发动机初期磨合时应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,磨合时间以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。试验表明,初期磨合不好,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和活塞环、曲轴和轴瓦等配合副之间的过度磨损,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不要超过发动机最高转速的70%,更不要长时间高速行驶。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,将导致活塞环的使用寿命降低。同时,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,会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。

(4)活塞环装配不合理,司机操作不当,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、球墨铸铁或合金铸铁。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胀钳,使用时胀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。若不使用活塞环胀钳,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做功行程时受力较大的一面,既与活塞销孔错开45°,其他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、第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。

行车时如果操作不当,将会影响活塞环的使用寿命。例如,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,导致寿命降低,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”的热启动方法,确保发动机正常工作。

(5)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,从而导致油耗增大,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滤清器、燃油滤清器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,发动机磨损量的40%~60%是由于尘土中的二氧化硅、石英、三氧化二铝等微粒随空气、燃油、机油进入发动机而引起的。大量的试验表明,1g的灰尘进入气缸,导致缸壁磨损0.01mm,活塞环的镀覆层或氮化硬质层将磨损0.06~0.08mm,并使之密封和控油能力在极短时间内失效。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%。测定该空气滤清器的滤清效率仅为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1次,在多尘的道路上,清除滤芯上灰尘的周期要适当缩短。发动机每工作1000~2000h必须更换滤芯。

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,所以应加强对机油滤清器的清洁、保养和维护。燃油在存放、运输和向油箱加油过程中,都会不同程度地混入尘土和其他杂质,这些杂质会随燃料一起进入气缸成为磨料,增加活塞环及气缸之间的磨损。燃油滤清器只有在良好的状态下才能保证尘土和其他杂质不随燃油一起进入气缸,从而延长活塞环的使用寿命。所以,平时应加强对燃油滤清器的清洁、保养和维护。

2.2.3 发动机气缸密封性的检测

发动机气缸密封性的好坏,决定着发动机的使用寿命,一旦气缸出现漏气,发动机的动力性和经济性将大大降低,排放性能也会变差。在此介绍一种发动机气缸活塞组的不解体简易检测与诊断方法。

气缸密封性与发动机气缸活塞组的技术状况直接相关,因而气缸密封性的检测参数可以作为气缸活塞组技术状况的评价指标。这里所指的气缸活塞组包括气缸、气缸盖、气缸衬垫、活塞、活塞环和进、排气门等构成燃烧室的零部件。在发动机使用过程中,由于上述零部件的磨损、烧蚀、结焦、积炭等原因,气缸活塞组的技术状况会变坏,从而引起气缸密封不良,以致发动机的动力性和经济性下降。

对于在用发动机,按照国家标准规定,各气缸的压缩压力值应不小于设计值的85%,每个气缸的实际压力值与平均压力值之差应不大于10%(汽油机不大于8%)。气缸密封性的诊断参数主要有气缸压缩压力、曲轴箱漏气量、进气管真空度、气缸漏气量(或气缸漏气率)等。这些参数各有侧重点,具有不同的使用特点,在进行气缸密封性检测的应用中,应注意其各自的适用性。

(1)诊断参数的选择分析

①气缸压缩压力 是评价气缸密封性最为直接的指标,但在发动机的使用寿命中变化量却很小,灵敏度较低。

虽然利用气缸压力表检测气缸压力的方法很简便,但其检测精度经常受到曲轴转速的影响,即与活塞在压缩行程持续的时间密切相关。图2-12所示为气缸压缩压力与曲轴转速的关系曲线。

图2-12 气缸压缩压力与曲轴转速的关系曲线

由图2-12可知,当发动机在低转速范围内运转时,即使较小的转速差(Δn),也能引起气缸压缩压力测量结果发生较大的变化。只有曲轴转速超过某一值时,检测结果受转速的影响才会较小。曲轴转速的高低又取决于蓄电池和起动机的技术状况,以及发动机旋转时的摩擦力矩,这就是利用气缸压力表检测气缸压缩压力误差较大的原因。

②曲轴箱漏气量 气缸活塞组配合副磨损、活塞环弹性下降或粘住,均会使气缸的密封性下降,混合气将会从不密封的气缸活塞组配合副间进入曲轴箱,进入曲轴箱的废气可以从加机油口、机油尺口和曲轴箱强制通风阀溢出。在确定工况下,曲轴箱的漏气量可以反映气缸活塞组的技术状况。

虽然曲轴箱漏气量的灵敏度很高,但漏气量不仅与发动机缸径的大小、气缸数的多少有关,还与发动机的转速、负荷以及曲轴箱的密封程度有关,因涉及的因素较多,很难把众多机型统一在一个诊断标准内。因此,曲轴箱漏气量宜作为某一发动机比较自身技术状况变化的参数,根据具体机型逐渐积累资料,制定自身的诊断标准。此外,由于从曲轴箱窜出的气体温度高、脉动大、污浊,因而检测难度较大。

③进气管真空度 发动机进气管的真空度也称为进气管负压,即进气管内的进气压力与外界大气压之差。由于汽油机是利用节气门开度的变化来控制进入气缸的混合气量,从而改变发动机的输出功率的,因此进气管真空度是汽油机的重要诊断参数之一,它可以表征气缸组和进气管的密封性。

利用真空表检测发动机进气管的真空度,可以发现发动机内部的许多问题,如节气门故障,进气管道垫圈损坏导致的泄漏故障,排气不畅,不合适的点火时刻,点火能量不足,配气不正时,空燃比失准及喷油器喷孔堵塞等,都会导致进气管的真空度或其稳定性发生变化。

进气管真空度检测是一种综合性检测,能检测出多种故障现象,不足之处是进气管真空度会随海拔高度而变化,因此在检测时需要修正检测标准。此外,检测进气管真空度不能够确定具体的故障部位。

④气缸漏气量(或气缸漏气率) 利用气缸的漏气量检查气缸密封性,就是把一定压力的压缩空气从喷油嘴孔或火花塞孔充入气缸内,通过压力的变化来判断气缸的密封性。采用这种方法检测全面、指示直观,比用气缸压缩压力来反映气缸的密封性更精确。

(2)不解体简易诊断的方法

下面介绍一种准确、方便、快捷的检测气缸漏气量的方法,对气缸活塞组的密封性进行不解体检测与诊断,可以确定发动机是否能够继续使用、是否需要进行解体检修,并能准确判断具体的故障部位。

①工具准备 空气压缩机、火花塞拆装工具、气压表、三通接头、连接气管、听诊器。

②检测方法与步骤

a.将发动机预热到正常工作温度后熄火;用压缩空气吹净气缸盖及火花塞孔上的灰尘;拧下所有火花塞,以减少曲轴转动时的阻力;装上三通接头(图2-13),连接气压表和压缩机。

图2-13 气压表及三通接头的安装

b.转动曲轴,使被测气缸的活塞位于压缩行程上止点,即进、排气门都处于关闭状态。判断被测气缸活塞是否处于压缩行程上止点,可以把被测气缸的火花塞拆下,用纸团堵住火花塞孔,然后快速转动曲轴,当被测气缸活塞处于压缩行程上止点时,纸团将被压缩气体吹出;如果是有分电器的发动机,可以从分电器上判断;也可以根据各气缸气门的开启位置找出压缩行程上止点位置。

c.为了防止压缩空气推动活塞使曲轴转动,应将变速器挂入高挡,并拉起驻车制动器拉杆。

d.启动空气压缩机,当储气罐的压力达到0.6~0.8MPa后,关闭压缩机。观察气压表指针的变化情况,指针保持不动的时间越长,说明气缸的密封性能越好,反之则表明气缸有漏气。测试时间需要保持3~5min。

e.按此方法逐缸进行检测。

③故障诊断与排除

a.进、排气门漏气

ⅰ.故障原因及现象 凸轮轴上的凸轮磨损或气门挺杆调整螺钉松动,导致气门间隙变化和气门烧蚀;气门间隙调整过大或过小(气门杆顶死),导致气门关闭不严或根本关不上;气门及气门座锥面有麻点、凹坑或积炭;气门装入气门座时有杂物卡滞;气门与气门杆跳动量超标;气门导管孔与座孔同轴度超标。进气门漏气会导致发动机在运转中经常出现“回火”现象,影响发动机的动力输出,且增加燃油消耗量。排气门漏气会导致发动机在运转过程中经常出现“突突”的排气放炮声,发动机动力明显不足,排放超标,燃油消耗量增大。

ⅱ.检查方法 检查进气门漏气,可拆开发动机进气管与空气滤清器的连接处,使节气门开到最大位置,将听诊器探头插到节气门处,查听节气门到进气门的进气管道是否有漏气声。如听到漏气声,即可判断该气缸的进气门与气门座的接合处密封不良。检查排气门漏气,可断开排气管与排气歧管的连接处(如该发动机装有氧传感器,可拆下氧传感器),用听诊器查听是否有漏气声。如果有漏气声,即可判断该气缸的排气门与气门座的接合处密封不良。

ⅲ.排除方法 检查或调整气门间隙,或对该气缸的气门进行研磨处理。

b.活塞环与气缸套漏气

ⅰ.故障原因及现象 发动机活塞环磨损,开口间隙超过极限;活塞环弹力不足,或磨损后其开口移到同一方向;活塞环开口位置装配不当,造成“对口”;气缸套内壁及活塞外表面拉毛,活塞偏缸。活塞环与气缸套漏气,在发动机运转过程中,能听到曲轴箱内发出明显的气体下窜的声音,且火花塞积炭严重,发动机润滑油消耗量过大。

ⅱ.检查方法 用听诊器在机油加注口或机油标尺口处查听(也可在曲轴箱强制通风阀处查听),如能听到微小的气流声,则说明该气缸活塞环与气缸套配合副的密封性不好,导致曲轴箱下窜气。

ⅲ.排除方法 更换活塞环,以达到气缸的密封性要求。注意:更换活塞环需整台发动机同时更换。在更换活塞环时,应用量缸表检查各气缸套的磨损情况,以决定是否需要对发动机气缸套进行更换。

c.气缸垫漏气

ⅰ.故障原因及现象 气缸盖螺母拧紧力矩太小或不均匀;气缸盖或气缸体端面平面度超差;气缸垫烧蚀;相邻两气缸鼻梁处及水道孔等处窜气。气缸垫漏气会导致发动机运转无力,燃油消耗量增加。

ⅱ.检查及排除方法 打开散热器盖,如果加水口处有气泡冒出,为气缸垫水道处被冲坏,应更换气缸垫;用听诊器查听相邻两气缸的火花塞处,如能听到漏气声,为气缸垫在两缸之间被冲坏,应更换气缸垫,同时检查气缸盖与气缸体接合面是否存在不平度,以决定是否需要对气缸盖、气缸体进行磨平修复。对于经常损坏气缸垫的发动机,此工序更为必要。

在进行不解体检测以诊断发动机的气缸密封性时,选择适当的诊断参数和方法,对检测结果的精度以及故障的排除影响很大。

除上述方法之外,还可以通过测量、分析气缸盖的振动信号,结合神经网络、小波分析和图形处理等手段间接地判断气缸的密封性,或通过测量启动电流波形的变化间接地判断气缸的密封性。但是,以上两种方法信号的分析处理及故障模式的辨识比较困难,需要采用专用的传感器,因此在实际工程应用中受到限制。

不同的发动机其压缩比不同,在对大修竣工后的发动机进行密封性检测时,充入空气时的建立压力时间及保持压力时间的标准,尚需通过对新车进行试验摸索得出,并在此基础上制定统一的标准,以指导气缸密封性的检测实践。

2.2.4 活塞环在环槽内折断的原因

活塞环的功能主要是密封,它的位置由活塞环槽和气缸控制。活塞环具有一定的弹性,环槽壁间隙或环开口间隙使活塞环或活塞有膨胀的余地。活塞环既受高速往复摩擦作用,又受气缸内燃烧温度的影响,其工作条件和环境比较恶劣。因此,除了它本身的技术条件和材质外,使用方法是否正确也是活塞环能否耐用的关键。断裂通常发生在处于高温、高压下的上部活塞环,特别是在气缸套内表面磨损的情况下,环张开得大,开口间隙也变大。漏入环背的燃气以很高的压力将环压在气缸套内壁上,结果环在大应力作用下折断。此外,若活塞环槽严重磨损,则进入环背的燃气压力更大,则更增加了折断的可能。引起活塞环断裂的具体原因通常有以下几点。

(1)活塞环的开口间隙太小

在更换活塞环时,如果将环错放在气缸套磨损最大的上部,进行活塞环开口间隙的调整,或根本就没有按规定的间隙数值调整,就会使活塞环工作时下行到气缸套下部磨损最小部分,或在工作时因膨胀使开口间隙消失而胀死,使环紧压在气缸套的内壁上,导致过热折断。

(2)活塞环槽端面间隙太大

活塞环槽端面间隙太大导致活塞环安装后在槽内震颤,既不利于保证气密性,又有可能由于振动而使活塞环断裂。活塞环槽的磨损,在于气缸内径不等。在这种情况下,活塞环除了随活塞往复运动外,它自身还在环槽内一张一合地运动,从而使环槽的上、下平面磨损也随之加剧,环槽一般由矩形磨成梯形,这是由于活塞环在槽内有径向移动的磨损,以及活塞上下换向时活塞环的冲撞作用和腐蚀等原因造成的。实践证明,活塞上的头两道环槽磨损要比其他环槽快得多,在正常情况下,每工作1000h以后,环槽高度增加0.10mm的磨损量。

(3)积炭严重

活塞上的环槽积炭严重,导致环槽不平直,当活塞环安装于槽内后,使活塞环在工作时易断裂。

气缸壁顶部积炭结成一圈凸缘,或气缸壁上部由于磨损而形成台阶时,没有及时处理,以致当活塞运行到上止点位置时,第一道环与其接触受到冲击而引起断裂。

(4)缸套表面粗糙度的原因或拉缸

①空气滤清器过滤性能差与润滑油的变质和不洁净,以及长期超负荷工作;燃烧气体爆发的冲击波以及活塞与缸套、缸套与机体之间的相对振动,缸套材料内存在着微观小孔、沟槽等,在较短时间内受到反复不断的强大冲击,使金属表面产生疲劳破坏而出现沟槽。由此造成缸套表面粗糙度变差,活塞环被折断。

②拉缸是指在气缸套内壁工作表面出现一些深浅不等的沟纹。产生的原因:活塞与缸套配合间隙过小或活塞环开口间隙过小,发动机运转时活塞环卡在气缸内造成拉缸;活塞环的弹力过大,增加了环与缸壁的摩擦,使飞溅的润滑油减少,不能形成油膜而拉缸;发动机长期在高温下超负荷作业,产生过热现象,使缸壁油膜遭到破坏,润滑条件恶化而产生拉缸。产生拉缸后就会造成油塞环的折断。

2.2.5 发动机密封的使用维护

发动机在使用过程中出现漏气、窜油、漏水等现象,如何采取合理密封方法防止或延缓泄漏,是使用部门一直着力研究解决的问题。

(1)活塞环的密封

①密封原理 活塞环属于往复式密封。它在发动机中除密封作用外,还有导热和刮油、布油的功能。密封作用是第一位的。因此活塞环密封能力不足是造成发动机动力性能下降的主要原因。另外,还要着眼于如何减少机油消耗量和提高磨合性能等方面的问题。活塞环中主要起密封作用的是气环。气环一般用优质灰铸铁或合金铸铁制造。在自由状态下它是一个大于气缸直径的开口近似圆环,装入气缸后以一定的弹力P0与气缸壁压紧,形成第一密封面(图2-14)。窜入环与环槽之间的气体把活塞环紧压于环槽下岸形成第二密封面,同时又将环向外压紧于气缸壁上,从而加强了第一密封面。这里必须强调两点:一是背压加强第一密封面,它必须建立一定的P0值,且更重要的是环周面与气缸内表面必须密合,否则背压不易建立,第一密封面也就不易加强;二是在环上下运动时由于气缸壁与环之间有一定厚度的润滑油膜,从液体润滑理论得知,这种油膜会产生压力,使两者隔开,内外径合力相等,油膜压力峰值大于环和气体的压力,因此在这种情况下气体不会从该处间隙中漏出。这说明正常情况气体不会从环周与气缸壁漏出,环的弹力对油膜密封起重要作用。工作时,气体只可能由环的开口处漏出,其漏气通道是气体从顶岸与气缸壁间进入环的侧隙和背隙,再从切口处漏出,由三道气环组成的迷宫式通道(图2-15),将使压力为P的燃气在经过节流后,压力迅速下降,正常情况下的实测结果是P1为0.86PP2为0.20PP3为0.076P。按工程热力学计算方法,其正常漏损量只有吸气量的0.2%~1%。

图2-14 活塞环密封原理

图2-15 三道气环组成的迷宫式通道

②机油上窜燃烧室的机理及预防 机油上窜燃烧室会增加机油耗量并造成积炭。机油上窜的机理:活塞环在装配状态具有侧隙和背隙,当活塞上下运动时在这两种间隙所形成的弯曲通道内将充满润滑油。一方面可以增加环的密封性,防止漏气;另一方面却会产生环的泵油作用。如图2-16所示,活塞下行时由于环与气缸壁间摩擦力和环本身的惯性,环紧压在环槽上岸,气缸壁上的机油就被刮入下侧隙和背隙内。当活塞上行时,由于同样的理由,环又紧压在环槽下岸,于是处在下侧隙和背隙的机油就被往上挤压,就像油泵的泵油作用,将气缸壁上的机油最后压入燃烧室。

图2-16 活塞环的泵油作用

上述分析说明,机油上窜燃烧室的根本原因是环与活塞在装配状态下所留的侧隙,使环能在槽内上下窜动,侧隙越大,机油的上窜量也就越大。为了避免这一现象,除在气环下面装有油环外,目前发动机上普遍采用了扭曲形气环。

扭曲环是在矩形环的内圆上边沿或外圆下边沿切去一部分金属,破坏了断面的对称性。当环连同活塞装入气缸后成压缩状态,由于其外侧应力和内侧应力的合力不共线,形成扭曲力矩,使环产生扭曲变形(图2-17)。因为变形后的环与环槽上、下岸均有接触,所以防止了环在槽内的上下窜动,避免了泵油作用并减少了环与槽岸的磨损。另外,因扭曲环与气缸壁的接触面积小(几乎成线接触),所以易于磨合,刮油性和气密性都很好。

图2-17 扭曲环的作用原理

③安装维修要点

a.环的弹力是保证密封的首要条件,弹力过大或过小都不好,必须符合技术性能要求。活塞环的弹力检验在弹力检验仪上进行。

b.环装于活塞之前,应逐个检查环与气缸壁间的漏光度。在环的开口端左右30°内不允许漏光;同一环漏光不允许多于两处,且每处漏光弧长对应的圆心角不得超过25°;漏光缝隙不应大于0.03mm。

c.环的开口间隙对密封性能影响很大,预留开口间隙必须符合各机型的技术规范。环的开口形状(如斜切口、阶梯切口等)对漏气影响甚微。发动机的理论和实践证明:直切口较差,采取复杂形状的切口往往是事倍功半。对环的开口有意做成倒角就等于扩大了开口间隙,这不仅属多余,而且是有害的。

d.由于扭曲环在装配状态与气缸壁接触面小,其导热作用弱,故第一环道不宜采用扭曲环。扭曲环在安装时必须注意其上下方向,不能装反,否则将引起多耗机油等不良后果。安装时,内切口扭曲环的切口朝上,外切口扭曲环的切口朝下。

(2)气缸垫的密封

①失效原因 气缸体与气缸盖接合面间的气缸垫是发动机又一重要密封件,由于气缸垫损坏的漏气、漏水现象屡见不鲜。当然,缸垫被冲并非全是缸垫本身的问题,如缸体和缸盖接合面翘曲、缸盖螺栓滑扣、螺栓拧紧顺序不正确和拧紧力矩不足等都可能导致缸垫被冲坏。正常情况下,气缸垫处渗气或被冲主要是由于缸垫本身的因素和最高的爆发力与热负荷。因为缸垫在气缸间隔处受热过大,使弹性减弱,因此缸垫多在此处损坏。

②安装维修要点

a.重视气缸垫的结构、材质和厚度。例如,为了提高密封性,任意增加缸盖厚度,结果使发动机的压缩比降低,恶化了发动机的动力和经济性能。

b.安装气缸时,一定要注意放平。缸盖螺栓应按规定拧紧力矩均匀紧固。一般可分2~3次拧紧,拧紧顺序应由内向外,对称紧固到规定力矩。

c.铝合金缸盖的安装应在冷态下进行。因为铝合金的线胀系数比钢的大,如果热态下旋紧,冷态时就出现了不密封的现象,对于铸铁缸盖,可在热态下拧紧螺栓。一般为了防止螺栓受热后伸长影响缸盖的压紧度,在冷态拧紧后待发动机温度升高后再拧紧1次。除上述注意事项外,合理使用缸垫封胶可以得到更佳的密封效果。

(3)湿式缸套的密封

①密封原理 发动机普遍采用的湿式缸套,由于与冷却水直接接触,冷却效果好,但易产生漏水。气缸套具有上支承定位带和下支承密封带,用以密封冷却水和气体。在凸缘的下接合面垫有铜垫,在支承密封带的几个环槽内分别装有橡胶密封圈。为了使密封圈产生必要的弹力,使缸套装入缸体后密封圈产生一定的变形,密封圈应预留一定的高出量。虽然橡胶变形较易,但其体积难以压缩,所以密封圈的截面积应比槽面积小些,这样,既可满足高出量的要求,又可满足截面积的要求。如果槽的余隙和密封圈的高出量预留适当,缸套下凸缘与缸体间隙符合要求,缸套装入缸体的压力很小,一般双手用力即可推入。

②安装调整

a.安装前应特别注意清理缸体安装孔配合面和上支承端面的沉积物,使之平整光洁、露出金属光泽,以防安装缸套时刮伤橡胶圈或缸套安装后发生倾斜。橡胶圈的微小刮伤将造成使用过程中严重泄漏;缸套倾斜会造成早期磨损、活塞偏磨,严重时会产生缸套裂纹、折断或缸体上的支承空位凸台产生裂纹、折断。

b.为了保证压紧和密封,缸套装入后,其上平面应高出缸体上平面0.05~0.15mm,在缸体安装橡胶圈之前应进行检查,并用增减垫片厚度的方法予以调整。

③橡胶圈的使用与保管

a.橡胶圈多以耐油耐热氯丁橡胶或丁腈橡胶作原料。使用人员和保管部门对橡胶圈尤其应避免不必要的试拉,以防加速橡胶老化和造成表面裂纹。

b.这种橡胶在大气、臭氧、日光辐射下均会发生老化,所以保管时应用袋装密封,置于阴暗处。放置地点应远离电气设施,以防电气触点放电产生臭氧损坏橡胶。另外,还要防止重物积压和多层堆码存放,超期的橡胶圈应报废或严格检验后才能使用。

发动机的密封效果由多方面的因素决定,其中包括结构设计、维修操作规范和维修企业管理水平等。任何疏忽都将可能造成不良后果,影响发动机的使用性能。

2.2.6 活塞环的磨损及提高活塞环寿命的对策

车用发动机活塞环是在高温、高压、高速和润滑困难的条件下工作的,它包括气环和油环,气环保证活塞与气缸壁间的密封,防止气缸中的高温、高压燃气大量漏入曲轴箱,同时还将活塞顶部的大部分热量传导到气缸壁,再由冷却水或空气带走。油环用来刮除气缸壁上多余的润滑油,并可在气缸壁铺涂一层均匀的润滑油膜,这样既可以防止润滑油窜入气缸燃烧,又可以起辅助密封的作用。如果活塞环使用、维护及装配不当,易造成活塞环早期过度磨损,直接影响发动机的可靠性和使用寿命。

(1)活塞环磨损的特征及原因

①正常磨损 在高温、高压、高速和润滑困难的条件下工作的活塞环,不仅外侧面与气缸壁有相对高速的滑动摩擦,而且还与活塞环的环槽端面有相对摩擦。随着汽车行驶里程的增加,发动机工作时间的增多,活塞环的弹性逐渐减弱,侧隙、背隙增大,密封性变差,造成气缸漏气、窜油。

②偏缸磨损 汽车维修中装配不当,造成活塞在气缸中位置偏斜,如安装时气缸套局部变形、倾斜,连杆弯曲、扭曲严重,曲轴轴向间隙过大等,就会造成偏缸磨损。

③其他磨损 活塞与气缸之间配合间隙过小,活塞环选配、安装方法不正确,活塞环制造质量差,润滑油黏度过小或过大,空气滤清器过滤质量差,燃料中含水或杂质较多,也会造成活塞环的过度磨损。

④使用磨损 新车或大修后的汽车因发动机磨合期不足,润滑油不足,发动机经常在大负荷、低温状态下工作,或汽车严重超载、越速行驶等使发动机过热,润滑油产生胶质,导致活塞环过度磨损,甚至出现粘环、断环等现象。

(2)预防活塞环过度磨损的措施

①选用具有良好耐热性、导热性、耐磨性、韧性和足够弹性的活塞环,认真做好组装中的每一道工序的清洁工作。按照气缸的尺寸,选用与气缸、活塞相适应的同级活塞环,不可把大尺寸的活塞环锉小使用。活塞环除标准尺寸外,为了适应气缸修理的需要,有各级加大的活塞环。在活塞环端面上印有活塞环的修理尺寸,以便装配时有一个调整的范围,选用时应予以注意。

②提高装配质量,防止因装配不当,而使活塞环在环槽内出现扭曲、损伤、裂纹和应力集中等情况,确保活塞环在气缸中的正确位置,曲轴的轴向间隙应符合规定,连杆的弯曲和扭曲必须校正。活塞环放在各自的环槽内,围绕着环槽滚动一周,应能自由滚动,而且既不松动又不卡滞。活塞环的端隙、侧隙、背隙可按表2-4选用。

表2-4 活塞环的端隙、侧隙与背隙

如果活塞环较环槽宽些,或侧隙小时,可采用下列方法修整:将活塞环放在0号砂纸上研磨,研磨时,砂纸应放在平板上,稍涂机油,使活塞环紧贴砂纸,均匀地转动;用平玻璃板涂以磨料(金刚砂)及机油,将活塞环平放细磨。

③做好新车跑合期的维护工作及大修发动机组装后的冷磨热试工作,并细致地做好拆检和清洁工作。跑合期行车必须遵守减载、限速、正常驾驶等规则。

④正确选用润滑油,定期检查、加注和更换润滑油。

⑤应根据当地气候环境,正确选用燃油,并做好喷油泵的校正和调整工作,确保发动机正常工作。

⑥加强空气滤清器、机油滤清器的保洁和维护工作,及时更换滤芯。

⑦冬季发动机运转时,机油温度应保持正常,防止低温状态下负荷猛增、猛减及长时间怠速运转,并尽量减少冷启动次数。

⑧冷却系统工作应正常,避免发生发动机机体过热、过冷现象。

(3)正确安装活塞环的要领

①活塞环装进活塞环槽内后,在装入气缸前,需将各环口位置正确地分布,以免环口重叠造成漏气、窜油等现象。

②活塞环开口位置的确定。若为四道环则第一、第二道活塞环的开口应与活塞销中心线成45°,并彼此错开180°,第三、第四道活塞环的开口与第一、第二道活塞环成直角,并彼此错开180°。若为三道环则第一道活塞环的开口应与活塞销中心线成45°,其余各道活塞环依次相隔120°。

③装活塞环时,还应注意活塞环的构造形状和缺角的方法及其标记,不可颠倒装反。若活塞环内缘有切槽或倒角的,应安装在第一压缩环槽内,并使内切槽向上。若活塞环外缘有切槽的,应安装在第二、第三道环槽内,有切槽的一面应向下。

④活塞装进气缸时,可用铁皮制成的圆箍将活塞夹紧,用榔头木柄轻轻敲击活塞顶,使其进入气缸。

2.2.7 柴油机窜气的相关因素的分析

(1)活塞环的开口间隙

气缸窜气量的大小随活塞环开口间隙的增大而增加。研究表明,当开口间隙增大25%左右时,相当于活塞环径向磨损0.10mm左右时的窜气量(图2-18),其漏气通路首先从缸壁与活塞之间的间隙,然后通过第一环的侧隙和背隙进入开口间隙处,向下一道环处的缸壁和活塞之间的间隙中泄漏。

图2-18 开口间隙与窜气量的关系

另外,活塞环的侧隙过大、弹力减弱也极易造成活塞环沿气缸壁高速滑磨时产生震颤、悬浮和不规则运动等现象,增加窜气量。

(2)活塞环下端面与活塞环槽的接触面积

活塞环下端面与环槽的良好接触与配合是确保气缸密封的重要因素,接触面积大,贴合良好,能有效保证柴油机工作时,气体不下窜,否则,会造成大量的气体在贴合面处形成漏气通路窜入曲轴箱,特别是在高负荷、低转速下尤为严重。研究表明,当接触面积从100%减少到90%时,其窜气量约增加5倍以上。燃料燃烧过程中,由于燃烧后高压气体的作用,即使在活塞下行时,活塞环也是紧压在环槽的下侧面上,所以必须重视其接触面是否良好,以保证气密性。图2-19显示了不同气缸的有效压力和转速下,活塞环下端面与环槽接触情况对窜气量的影响。

图2-19 活塞环下端面和环槽接触情况与窜气量的关系

(3)活塞与气缸壁之间的间隙

活塞与气缸壁之间的间隙过大会引起活塞沿气缸壁上下运动时发生偏摆。偏摆的活塞在运动过程中对活塞环会产生挤压作用,造成活塞环与气缸的适应性变差,引起活塞环在环槽内发生不规则的轴向、径向运动和扭曲变形,从而导致气缸的气密性下降。研究表明,当活塞与气缸壁之间的间隙增加20%时(尤其是活塞顶部与缸壁的间隙),其窜气量将增加1.5倍以上。图2-20所示为不同转速下活塞和气缸壁的间隙与窜气量的关系。

图2-20 活塞和气缸壁的间隙与窜气量的关系

(4)气缸异常磨损或热变形

气缸异常磨损(圆度、圆柱度误差过大)或热变形,会使活塞环与气缸的适应性变差。当活塞环沿气缸壁上下高速滑动时产生径向振动,速度越高其振动越大。特别是活塞环的振动频率与活塞的往复运动周期同步,会导致活塞环端面与气缸脱离,而产生较大的漏气通路,严重时还会导致断环和活塞烧结等严重事故。

(5)柴油机的运转模式

柴油机的运转模式不同,其窜气量的差别很大。一般转速高、负荷大,窜气量大(图2-21)。柴油机高速运转时,由于活塞环的惯性力增大,会引起活塞环的往复运动不协调,使环在环槽内呈现悬浮和不规则运动状态,以及增加振动的次数,导致活塞环、缸壁、环槽间出现较大的漏气通路而增加窜气量。

图2-21 柴油机转速、工况与窜气量的关系

同时,不规则振动的活塞环还会出现与活塞环的运动共振现象,而造成活塞环和环槽的异常损坏。另外,柴油机长期在低温、冷启动频繁以及低转速状态下运转,也是造成大量气体下窜的主要因素之一。

(6)润滑油的黏度品质

合理选用润滑油的黏度是确保气缸气密性的重要因素之一。选用不当是引起气缸、活塞(环)过度磨损、气密性差,从而造成窜气量增加的重要因素。润滑油黏度过大,泵送性及流动性差,在活塞环与缸壁间(尤其是第一道活塞环上止点附近)很难有效形成润滑油膜,而造成机件的粘着磨损及气密性下降等。黏度过低,虽然泵送性及流动性好,但受高温机件的作用,其润滑油膜的强度及承载能力较低,油膜极易破裂,使其气密性下降而增加窜气量。

2.2.8 发动机烧机油故障的辨别及处理

烧机油是指机油进入了发动机的燃烧室,与混合气一起参与了燃烧。车辆如果出现烧机油的现象,会导致车辆氧传感器损坏过快、燃烧室的积炭增加、怠速不稳、加速无力、油耗上升、尾气排放超标等多种不良后果。烧机油的最严重结果是使发动机润滑不足,从而使发动机造成难以修复的损伤甚至报废,造成维修成本大幅升高,甚至存在事故隐患。

(1)故障现象

①冷车启动烧机油 清晨冷车启动后,查看排气管是否会冒蓝烟。因为发动机长时间不运转时,机油就会在重力的作用下通过气门油封的间隙流入气缸。在启动发动机时,气缸内的机油就会在高温高压的作用下燃烧,产生大量蓝色烟雾。

②加速时烧机油 在车辆行驶中或者原地猛踩加速踏板时,排气管是否有大量蓝烟冒出。严重时可以从排气管一侧的后视镜中看见蓝色烟雾。这种检测方法主要是检查发动机活塞环与气缸壁之间是否存在密封不严。车辆在急加速时,活塞环上下运动的频率加快,气缸壁上残存的润滑油容易被活塞环带入燃烧室,导致烧机油。

③机油口不时冒蓝烟 如果在任何情况下,排气管都有蓝烟冒出,而且机油口不时冒出蓝烟,通过机油尺的检测,机油损耗过快,说明发动机的磨损情况已相当严重,车辆需要及时进行大修,否则会造成严重的事故。

(2)修理界定

如果车辆有烧机油情况,不要盲目维修,要经过一些判断和测试再确定维修方案。先把车辆加满机油,行驶1000km后对机油进行称重,然后再加满机油行驶1000km。如此反复3次,将称重值取平均值。磨合期后机油的正常消耗一般在1L/1000km的水平,如果超过这个标准值较多,就需要对发动机进行维修检查。

(3)情况处理

发动机烧机油主要是由于发动机润滑系统存在机油渗漏、气缸壁和活塞环过度磨损、气门油封损坏或老化变硬等原因造成的。如果是老旧车辆出现烧机油,可以适当选择为发动机添加黏度较大的机油来增加发动机活塞、缸壁间的密封性。

当然,彻底解决烧机油的最终办法还是要对车辆进行比较彻底的检修,才能从根本上解决问题。因为气门油封长时间使用后老化并磨损严重,已经无法达到很好的密封效果,所以一些使用年限较长或行驶里程数较多的车辆更容易出现烧机油现象。如果发现车辆有烧机油迹象,要经常检查机油的标尺,按产品使用说明书要求定期更换机油和机油滤清器。一旦发现机油损耗异常,就要去修理厂进行检修。为了使发动机工作正常,延长其使用寿命并减少机油消耗,选择一款高品质的机油很有必要。尤其是带涡轮增压器的发动机,其工作温度更高,对机油的要求也更高。要使用挥发率较低的优质发动机机油,因为机油挥发也是导致汽车烧机油的一个重要因素。全合成机油能大大减少烧机油现象的发生,给车辆带来全面的保护。

2.2.9 斯太尔1291型汽车发动机排气管冒蓝烟故障的分析与排除

(1)故障现象

某装用WD615发动机的斯太尔1291型汽车,因其功率不足,对其发动机进行了拆检。拆检中发现活塞环磨损,开口间隙变大,此外一切正常。于是更换了6只气缸套、活塞及一组活塞环,并进行了冷磨合。冷磨合8h后,进行了检查。在检查完好的基础上,又进行了热磨合。但在热磨合过程中,发现排气管冒蓝烟。

(2)故障检查

根据故障现象,首先检查气缸压力,测得气缸压缩压力为2.7MPa,符合规定。查看装配检修记录,各缸活塞和气缸套的配合间隙都在0.18mm左右,活塞环的开口间隙也都在规定范围内。检查油底壳机油,液面下降。打开气缸盖,抽出6只活塞连杆组件。发现第3、第4缸燃烧室内机油较多,且有积炭。仔细检查,发现气门油封出了问题,且第3、第4、第5缸的第二道气环装反了。

(3)故障排除与分析

将第3、第4、第5缸的活塞环取下重新安装,并更换了第3、第4缸的气门油封后再试车,排气管冒蓝烟的现象消失。

活塞上气环的主要功能是密封气缸和导热。为了更好地密封,并消除气环的泵油作用,气环大部分都制成带凹槽的矩形环和锥面环。在装配时,都有明确的方向规定。WD615型发动机活塞环上标有“TOP”的字样,是向上的标记。若装反则会加剧活塞环的泵油作用。而气门油封的功用是密封气门杆与导管,防止气门室罩盖内的机油流入燃烧室内。该发动机由于活塞环装反和气门油封损坏,使机油从气缸内被向上刮进燃烧室,经气门导管向下流入燃烧室,二者一起参与燃烧,部分燃烧不完全的机油呈蓝色烟雾排出。

2.2.10 活塞环使用维修中的误区

(1)活塞与缸套间隙越小越好

有的维修人员错误地认为,活塞与缸套间隙小,能提高气缸的密封性,减少漏气,缩小活塞与缸套的装配间隙能增加其使用时间,因此在选配活塞与缸套时采用小间隙配对。柴油机工作后温度升高,活塞受热膨胀,活塞与缸套间隙过小,润滑油膜难以形成,活塞在缸套内处于干摩擦的运动状态,活塞及环易卡死,致使活塞环失去作用,严重时会发生拉缸或粘缸事故。

(2)活塞环开口间隙越小越好

有的维修人员错误地把活塞环放置在缸套磨损量最大处测量其开口间隙,甚至采用加大一级的活塞环置于缸套磨损量最大处测量。结果,柴油机工作后活塞环因受热膨胀,往复运动至缸套的中、下部时致使环口端面对顶而卡死,造成柴油机烧机油,还容易使铸铁环断裂或发生粘缸、拉缸事故。

(3)活塞环侧隙过大或过小没关系

活塞环的侧隙一般是第一道活塞环的最大,往下逐渐减小。这是由于上部环的温度高,所以侧隙就留得大一些。但在使用中常常被忽视,有的甚至不测量。侧隙过小容易发生卡滞;侧隙过大会使环在环槽内的上下运动幅度增加,环与环槽撞击作用加剧,造成环轴向端面和环槽侧面的磨损增大,泵油作用增强,大量机油窜入燃烧室,积炭增多。为此,活塞环侧隙必须适当。

(4)没必要检查活塞环的背隙

部分维修人员认为装配前没必要检查活塞环的背隙。其实,活塞环的背隙也是一个重要技术数据,背隙过大容易漏气和窜油;背隙过小容易使活塞环与槽底碰磨或卡死。因此,活塞环的背隙不容忽视,装配前很有必要对其进行检查测量。

(5)油环刮油越干净越好

部分维修人员错误地认为,柴油机烧机油的原因是由于油环弹力不足、刮油不净引起的。为此,在选配油环时特意地选择比气环大一级的油环,与该级气环相配,这样可增加刮油能力,减少机油上窜。其实适得其反,由于油环弹力增加,刮油过于干净,使缸套与活塞之间润滑油膜减少,形成半干摩擦状态,加速气缸壁与活塞环的磨损,因而使缸套发生早期磨损、漏气。

(6)活塞环弹力越高越好

一些维修人员在修理柴油机时,不是选用与气缸套、活塞环槽同级修理尺寸的活塞环,而是采用加大一级的活塞环,并通过修整开口间隙的办法来提高环的径向弹力,提高气缸密封性。使用加大一级的活塞环后便增加了活塞环对气缸壁的压力,使活塞环组与气缸套摩擦阻力加大,摩擦损失增加,柴油机输出有效功率减少。而且,过高的径向压力易将缸壁上的润滑油膜破坏,产生干摩擦,造成压缩系统零件早期磨损与损坏。

(7)更换活塞环不检查漏光度

有些维修人员在更换活塞环时不检查漏光度。活塞环漏光度的大小直接影响到柴油机气缸的压缩压力。活塞环漏光度越小,气缸的密封性越好,漏气和窜油越少;当活塞环漏光度过大时,会使气缸密封性变差,引起漏气和窜油增加。在压缩过程中,混合气通过活塞环与缸套之间的缝隙进入曲轴箱,使压缩终了的压力降低;在膨胀过程中,由于漏气使气缸压力也显著下降,柴油机功率降低。因此,在更换活塞环时必须检查其漏光度,活塞环必须与缸套处处贴合,以便有效地起到密封作用。

(8)更换活塞环不清除活塞环槽积炭

一台农用车在更换活塞环时,维修人员只清除活塞表面的积炭,而不清除活塞环槽里的残留积炭和胶质层。装复后投入作业,活塞环卡死在环槽内,失去弹性,造成气缸无压缩,只好返工重修。因此,在修理过程中压缩系统零件上的积炭一定要清除干净,否则难以保证修理质量。