1、活塞環檢測與誤差分析        關鍵詞：活塞環彈力翹曲度誤差論文摘要：活塞環對柴油機的功率發揮有著舉足輕重的作用，其壽命與制造、檢測、安裝等工藝密切相關。檢測是重要的中間環節。本文主要針對活塞環彈力檢測工裝、翹曲度檢測工裝進行分析和討論。1、問題的提出活塞環對發動機的功率發揮起著很大的作用，其摩擦功率占整個發動機機械損失功率的一半以上，而且活塞頂部所受熱量主要通過活塞環傳出。但由于技術等多種原因，一些活塞環安裝后并不能達到預期的效果及設計要求，有些活塞環過早的磨損或折斷。這些都和制造、檢測、安裝等工藝有關。因此

2、，活塞環是否合格，檢測就成為一個重要的中間環節，它關系著發動機的整機性能。2  問題分析下面我結合車間實際情況對活塞環檢測工裝（這里僅以活塞環彈力檢測工裝和翹曲度檢測工裝為例）談幾點看法。2.1 活塞環彈力檢測活塞環的第一密封面要求氣環徑向彈力必須達到一定的標準，當第一密封面一旦形成，那么在燃氣壓力的作用下將加強第一密封面和形成第二密封面。若氣環徑向彈力達不到標準，即使再大的燃氣壓力也難以形成第一和第二密封面。徑向壓力高有利于密封并能適應高轉速，因為振動隨徑向壓力增高而減小，而轉速越高進入環背與活塞的燃氣壓力越低，環脫離缸壁的趨勢就會越明顯。因此檢測活塞環徑向彈力就很必要和重要了。為

3、了方便，生產中一般采用集中力代替分布的環周壓力，來檢驗環成品的彈力是否符合設計要求。根據環的受力及簡化得出兩個與彈性模量有關的集中力：徑向集中力和切向集中力。由相關條件，便可由這兩種力與環的彈性模量等關系式來得到某一個力的理論值，同時也可根據兩式的關系式直接相互轉換或做近似相互轉換。下面就以16V280ZJA柴油機活塞環為例進行說明。根據目前我車間的實際情況，測彈力工裝采用的是用柔性鋼帶測切向力。如下示意圖1：左圖為鋼帶切向力測彈力，右圖為徑向力測彈力的示意圖。徑向測量機構與帶式切向力測量相比，適用于大缸徑活塞環，有如下優點：測量方便，測量值較為準確。因為這些活塞環徑向彈力較大，而且直接加在活

4、塞環上無其他附加外力。圖1若采用帶式機構切向力測彈力，由于采用帶式結構測量機構必然附加了一個帶的彈力，使得所測彈力值大于理論彈力值。而且當活塞環較大時，較薄的鋼帶受到較大的力后，易損壞鋼帶或其附屬機構。為防止較大的力破壞帶所以選用的帶就越厚，那么誤差就越大。所以在測量時可預先測出鋼帶的彈力，然后用所得值與技術要求測彈力值施加的徑向力之和加于鋼帶之上。測徑向力機構的缺點是：所采用的力較帶式的大。因此要采取施力保護措施以防集中力壓傷環，如可適當加大接觸面積（如采用橡膠結構）等。另外由于測的是徑向力，要求所加力指向圓心，否則會產生誤差，所以可以采用三點定位圓，或長橫桿減少力作用線偏離圓心帶來的誤差。

5、2.2 活塞環翹曲度檢測當環翹曲時，會增加漏氣量，甚至卡死或使環折斷，因此必須嚴格檢查翹曲度，減少測量誤差。下面仍以16V280ZJA柴油機的氣環測量為例說明常見測量翹曲度誤差及原因。        圖21          圖3圖2為未扭曲狀態下的氣環受力示意圖，圖3為均勻扭曲狀態下的氣環受力示意圖。根據材料力學及微積分算得：P=0.0133N。又：活塞環在通過檢測裝置時受力簡化如圖4： 圖4由牛頓第二定理得：1/2mg-f=ma/2

6、（m為氣環質量，為0.35kg；a為假定氣環在通過工裝檢測時的加速度；g為重力加速度；f為環在工裝中所受的摩擦力）f=N N=P=0.18（目前車間所用翹曲度檢測工裝材料為45鋼，查資料知其摩擦系數）解得：a=（mg-2P）/m=9.796 m/s2a>0且較大，這說明檢測設備并不能完全起到檢測翹曲度的作用，有可能使翹曲度超標的活塞環誤檢為合格。因此：檢測翹曲度工裝應該傾斜一定的角度、水平放置或增大（可以采取在金屬材料里貼一層橡膠、膠木板或者其它摩擦系數大一點的材料），以減小或消除重力影響。至于傾斜角度和增大的多少，理論上應使加速度為零，但考慮到環的加工材質、表面并不能完全一致，以及放入檢測設備的角度不完全一樣，所以允許有一定的加速度值（但不宜太大），大小可視需要而定。3、結論根據目前我廠的實際情況，發動機活塞環直徑為180280mm，重量從0.105 0.35kg，屬于大缸徑的活塞環。在檢測時應根據具體情況采取適宜的方法，來提高測量值的準確度，進而提高發動機的工作效率，減少活塞環和活塞的損壞。書目：1)  中外常