Anma 活塞环检测与误差分析
论文关键词：活塞环 弹力 翘曲度 误差
论文摘要：活塞环对柴油机的功率发挥有着举足轻重的作用，其寿命与制造、检测、安装等工艺密切相关。检测是重要的中间环节。本文主要针对活塞环弹力检测工装、翘曲度检测工装进行分析和讨论。
1、问题的提出
活塞环对发动机的功率发挥起着很大的作用，其摩擦功率占整个发动机损失功率的一半以上，而且活塞顶部所受热量主要通过活塞环传出。但由于技术等多种原因，一些活塞环安装后并不能达到预期的效果及设计要求，有些活塞环过早的磨损或折断。这些都和制造、检测、安装等工艺有关。因此，活塞环是否合格，检测就成为一个重要的中间环节，它关系着发动机的整机性能。
2 问题分析
下面我结合车间实际情况对活塞环检测工装（这里仅以活塞环弹力检测工装和翘曲度检测工装为例）谈几点看法。
2.1 活塞环弹力检测
活塞环的第一密封面要求气环径向弹力必须达到一定的标准，当第一密封面一旦形成，那么在燃气压力的作用下将加强第一密封面和形成第二密封面。若气环径向弹力达不到标准，即使再大的'燃气压力也难以形成第一和第二密封面。径向压力高有利于密封并能适应高转速，因为振动随径向压力增高而减小，而转速越高进入环背与活塞的燃气压力越低，环脱离缸壁的趋势就会越明显。因此检测活塞环径向弹力就很必要和重要了。为了方便，生产中一般采用集中力代替分布的环周压力，来环成品的弹力是否符合设计要求。根据环的受力及简化得出两个与弹性模量有关的集中力：径向集中力和切向集中力。由相关条件，便可由这两种力与环的弹性模量等关系式来得到某一个力的理论值，同时也可根据两式的关系式直接相互转换或做近似相互转换。下面就以16V280ZJA柴油机活塞环为例进行说明。
根据目前我车间的实际情况，测弹力工装采用的是用柔性钢带测切向力。如下示意图1：左图为钢带切向力测弹力，右图为径向力测弹力的示意图。径向测量机构与带式切向力测量相比，适用于大缸径活塞环，有如下优点：测量方便，测量值较为准确。因为这些活塞环径向弹力较大，而且直接加在活塞环上无其他附加外力。
图1
若采用带式机构切向力测弹力，由于采用带式结构测量机构必然附加了一个带的弹力，使得所测弹力值大于理论弹力值。而且当活塞环较大时，较薄的钢带受到较大的力后，易损坏钢带或其附属机构。为防止较大的力破坏带所以选用的带就越厚，那么误差就越大。所以在测量时可预先测出钢带的弹力，然后用所得值与技术要求测弹力值施加的径向力之和加于钢带之上。
测径向力机构的缺点是：所采用的力较带式的大。因此要采取施力保护措施以防集中力压伤环，如可适当加大接触面积（如采用橡胶结构）等。另外由于测的是径向力，要求所加力指向圆心，否则会产生误差，所以可以采用三点定位圆，或长横杆减少力作用线偏离圆心带来的误差。
2.2 活塞环翘曲度检测
当环翘曲时，会增加漏气量，甚至卡死或使环折断，因此必须严格检查翘曲度，减少测量误差。下面仍以16V280ZJA柴油机的气环测量为例说明常见测量翘曲度误差及原因。
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