活塞环是一具有切口和弹性的开口环,它又可分为两种:一种是汽环,或称密封环;另一种是油环,或称刮油环。汽环的作用是密封蒸汽,减少气缸里高压蒸汽穿过活塞与气缸间间隙的泄漏量。油环的作用是将粘付在汽缸壁上的润滑油刮下流向曲轴箱,减少上油量。
汽环
汽环的截面均为长方形,为使汽环在汽缸中有足够的弹力,在自由状态时,它的直径要比气缸直径大。汽环的切口型式常见有直切口、斜切口、搭切口。汽环在工作时,为防止受热膨胀而卡主,必须在切口处留有适当的间隙,这样,通过这个间隙就会产生蒸汽泄漏。虽然搭切口型式的泄漏量较小,但由于加工复杂,得到广泛应有的还是工艺性好的直切口形式。装配汽环时,要注意把各环的切口错开一定角度,以减少通过切口间隙的泄漏量。
汽环随活塞装入气缸内,由于环的弹性,它以它的外圆表面紧压缸壁上,消除了活塞和气缸间的径向间隙,形成第一密封面,此外,高压蒸汽在活塞环槽中把活塞环压向环槽的端面(其中也有环的惯性力的作用),消除了环和环槽间的端面间隙,形成了第二密封面,同时也加强了第一密封面的作用。活塞环就是依靠这两个密封面起到阻碍蒸汽泄入曲轴箱阿作用。由于切口间隙的存在和汽环在环槽中的相对移动,使第二密封面不能经常起到密封作用,所以,往往在一个活塞上需要安装一只以上的汽环,以形成一条曲折的缝隙,把蒸汽的泄漏减少到容许程度。
汽环和活塞环槽两端面之间存在着一定的间隙—边间隙,其作用是让环在环槽中能自由活动,以防卡死。边间隙的存在,尽管它的数值不大,却促使汽环在工作时,除了起密封气体的作用外,还能起到另一种所谓泵油作用,也就是不断把气缸壁上溅有的润滑油压送到活塞顶部。现在且分析一下汽环泵油的过程。
当活塞在气缸内往复运动时,汽环在环槽里,由于受到蒸汽压力、本身质量的往复运动惯性力和缸壁摩擦力等的联合作用,时而紧压向环槽的上端面,时而又紧压向环槽的下端面,它在环槽的边间隙范围内不断地作相对跳动。当活塞下行而汽环紧靠环槽上端面时,汽环从缸壁上括下的润滑油挤入汽环的边间隙和环背间隙的空间内。之后,如汽环在环槽中的位置从上面移向下面时,原来在汽环下部空间内的润滑油将有部分被赶到汽环的上部空间,汽环匝曹忠如此不断地上下移动,滑油就会逐步升高而进入气缸。
汽环的泵油作用固然有利于润滑环与缸壁之间的摩擦面,但过多的滑油进入气缸,即所谓上油,它会随着制冷剂排入管道系统,这样,既增加了滑油的消耗量,又会由于滑油占去一部分体积而减少了制冷剂的循环量;同时,滑油在冷凝器和蒸发器中停留后,也会影响它们的传热效果。由此可见,汽环泵油作用的危害性还是比较大的,如何来对它加以限制呢?这就往往需要在活塞环部加装一道油环。
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