活塞环岸的设计及校核
活塞环岸的设计及基本校核
1．基本参数
汽油发动机缸径
，行程
，气缸高
；活塞的压缩高度
，火力岸高度
；最高爆发压力
；发动的最高功率
。
2．环岸的设计
2．1第一环位置
根据活塞环的布置确定活塞压缩高度时，首先必须定出第一环的位置。希望火力高度
尽可能小，但
过小会使第一环温度过高，导致活塞环弹性松驰、粘结等故障。由所给的参数可知道
.
2．2环岸高度
为减小活塞高度，活塞环槽轴向高度
应尽可能小，这样活塞环惯性力也小，会减轻对环槽侧面冲击，有助于提高环槽耐久性。由《内燃机设计》可知，一般气环高
毫米，油环高
毫米。但随着现代制环工艺的发殿，一般活塞环槽轴向高度b可以取得更小一些。所以，取
，
，
。
环岸的高度
应保证在气压力造成的负荷下不会破坏。而第一环岸所受的负荷、温度较第二环岸的都较高。因此，环岸高度一般第一环最大，其它较小。实际发动机的统计表明，
。所以取
。
2．3活塞的环数
活塞环数对活塞头部的高度
有很大影响。目前高速汽油机一般用2~3道气环和1道油环。事实上只要活塞环工作正常，2道气环已的足够的密封作用。所以，我们采用2道气环和1道油环。
2．4环带断面与环槽尺寸
对于活塞头部热流情况分析，说明应保证高热负荷活塞的环带有足够的壁厚
，使导热良好，不让热量过多地集中在最高一环，其平均值汽油机为
。取
。油环槽的槽深
。
正确设计环槽断面和选择环与环槽的配合间隙，对于环和环槽工作的可靠性与耐久性十分重要。如环槽底部弧不够大，则可能因应力集中而发生疲劳裂纹，但如果该倒圆过大，又可能妨碍活塞环自由缩进槽底。因此，槽底圆角一般为
0.2~0.5毫米。活塞环岸锐边必须有适当的倒角，否则当环岸部与缸壁压紧出现毛刺时，就可能把活塞环卡住，成为严重漏气和过热的原因。但倒角过大又使活塞环漏气增加。一般取倒角为
。环槽的侧隙
过大，会加剧环对环槽的冲击，在铝合金受热后硬度较低的情况下，这将使环槽变宽，最终导致活塞报废。但
过小易使环在环槽中粘住而失效。所以，第一环与环槽的侧隙取为0.05~0.1毫米，二环为0.03~0.07毫米，油环为0.02~0.06毫米。
活塞环的背隙
比较大，以免环与槽底圆角干涉。一般气环
，油环的
则更大些，以利于泄油，取0.75毫米。
3．环岸的强度校核
在膨胀冲程开始时，在爆发压力作用下，第一道活塞环紧压在第一环岸上。由于节流作用，第一环上面的压力
比下面压力
大得多，不平衡力会在岸根产生很大的弯曲和剪切应力，当应力值超过铝合金在工作温度下的强度极限或疲劳极限时，岸根有可能断裂。专门的试验表明，当活塞顶上作用的最高爆发压力
时，
。
由已知
，可得
环岸是一个厚
、内外直径为
、
的圆环形板，沿内圆柱面固定，要精确计算固定的应力比较复杂，可以将其简化为一个简单的悬臂梁进行大致的计算。已知环槽深
，于是作用在岸根的弯矩为
而环岸根断面的抗弯断面系数近似等于
所以环岸根断面部危险断面的弯曲应力
同理得剪切应力
按合成应力公式
考虑到铝合金在高温下的强度下降以及环岸根部的应力集中，假定活塞的工作温度为250℃，选用的铝合金的许用应力可取
。故设的环岸强度符合要求。
活塞环梯形角度测量仪的设计方案说明书
姓名：李洋 学号：0743024017 学院：制造学院 指导老师：赵世平黄玉波陆小龙 2018年1月
活塞环梯形角度测量仪的设计 一·概述 活塞环(Piston Ring> 是用于崁入活塞槽沟的环，分为两种：压缩环和机油环。压缩环可用来密封燃烧室内的压缩空气；机油环则用来刮除汽缸上多余的机油。活塞环是一种具有较大向外扩张变形的金属弹性环，它被装配到剖面与其相应的环形槽内。往复和旋转运动的活塞环，依靠气体或液体的压力差，在环外圆面和气缸以及环和环槽的一个侧面之间形成密封。 活塞环作用包括密封、调节机油<控油）、导热<传热）、导向<支承）四个作用。 密封：指密封燃气，不让燃烧室的气体漏到曲轴箱，把气体的泄漏量控制在最低限度，提高热效率。漏气不仅会使发动机的动力下降，而且会使机油变质，这是气环的主要任务； 调节机油<控油）：把气缸壁上多余的润滑油刮下，同时又使缸壁上布有薄薄的油膜，保证气缸和活塞及环的正常润滑，这是油环的主要任务。在现代高速发动机上，特别重视活塞环控制油膜的作用； 导热：通过活塞环将活塞的热量传导给缸套，即起冷却作用。据可靠资料认为，活塞顶所受的的热量中有70～80%是通过活塞环传给缸壁而散掉的； 支承：活塞环将活塞保持在气缸中，防止活塞与气缸壁直接接触，保证活塞平顺运动，降低摩擦阻力，而且防止活塞敲缸。一般汽油发动机的活塞采用两道气环，一道油环，而柴油发动机则采用三道气环，一道油环。 作为发动机的关键零件，活塞环的形状对内燃机的性能有着重要的影响, 活塞环的梯形角是梯形活塞环的一个重要参数, 其角度大小直接影响到活塞环的质量及使用性能。角度过大, 易发生拉缸现象, 角度过小, 则密封性能差, 发动机功率下降且容易发生烧机油现象。要提高活塞环的质量和性能，就必须首先提高其检测技术，为解决梯形活塞环角度测量问题，我们改进设计一种检测系统——活塞环梯形角度测量仪。 二·设计目的及技术指标 1.设计目的 本次设计课题为活塞环梯形角度测量仪的设计，其目的如下： a、巩固所学传感器、检测技术、精密机械设计、机械制图、公差分 析等相关知识；
活塞环不耐磨的原因分析
活塞环不耐磨的原因分析 来源：https://www.360docs.net/doc/a216745704.html,/ 活塞环非正常磨损的诸多原因中，使用不当、过滤不佳期是造成成磨损加快的主要原因。活塞环不耐磨的主要原因如下： 1、环氮化层厚度、硬度不符合要求，本身不耐用磨； 2、汽缸不圆，椭圆度、锥度超差，使环与缸切合不良，局部接角就力过大，不宜形成油膜，产生缸磨，而使缸磨损可快； 3、活塞环装入缸套后，没有在空载低速条件下进行一定时间的磨合，一开始就高速超负荷运行，使环与气缸接角不良，漏气、加速磨损。 4、由于气缸装配不当，造成缸套变形面与活塞环接角不良造成与第二点相同的磨损情况； 5、机油质量太差或使用时间过长，机油中杂质含量增加，粘度下降，不易形成均匀的油膜，都有会使用权环与缸套表面磨擦增加，环的磨损加快； 6、空气滤清器没有按要求装好，油料不干净，致使用权缸套的灰尘、杂质不被吸入发动机，形成研磨膏，也会加快活塞环的磨损； 7、发动机长时间在超负荷的状态下工作，造成温度过高，散热不良，会加快活塞环的磨损；
8、发动机在冷态刚启动就高速运转，也会加快机件特别是活塞环的磨损； 9、缸孔直径过大，导致活塞环严重磨损 10、环槽高度过小，和环槽上下侧加工精度差异致使活塞环结胶卡死折断。 11、缸孔圆度，垂直度及位置度较差，导致活塞不耐磨 12、冷却系统质量不好，过热导致活塞环的早期磨损较大 13、缸孔外表面粗糙度过大，导致活塞环磨损严重 14、活塞裙部与缸套间隙过小，会导致早期磨损加快，甚至表面拉伤。 为了减少活塞环的非正常磨损，一定要注意在安装时对气缸进行检测，尺寸超差、表面有明显拉伤、沟槽的缸一定要修理后再使用，不要使用权用质量太差的气缸，润滑油要定期更换，质量要可靠，空滤器要定期清理，使其工作正常，要保证发动机散热良好，不能长时间超负荷工作，在新装活塞环后，要跑好磨合期。 安装活塞环时应注意以下几点： 1）活塞环平装入气缸套内，接口处要有一定的开口间隙。 2）活塞环应装在活塞上，在环槽中，沿高度方向要有一定的边间
轴的设计、计算、校核
轴的设计、计算、校核 以转轴为例，轴的强度计算的步骤为： 一、轴的强度计算 1、按扭转强度条件初步估算轴的直径 机器的运动简图确定后，各轴传递的P和n为已知，在轴的结构具体化之前，只能计算出轴所传递的扭矩，而所受的弯矩是未知的。这时只能按扭矩初步估算轴的直径，作为轴受转矩作用段最细处的直径dmin，一般是轴端直径。 根据扭转强度条件确定的最小直径为： （mm）式中：P为轴所传递的功率（KW） n为轴的转速（r/min） Ao为计算系数，查表3 若计算的轴段有键槽，则会削弱轴的强度，此时应将计算所得的直径适当增大，若有一个键槽，将d min增大5％，若同一剖面有两个键槽，则增大10％。 以dmin为基础，考虑轴上零件的装拆、定位、轴的加工、整体布局、作出轴的结构设计。在轴的结构具体化之后进行以下计算。 2、按弯扭合成强度计算轴的直径 l）绘出轴的结构图 2）绘出轴的空间受力图 3）绘出轴的水平面的弯矩图 4）绘出轴的垂直面的弯矩图 5）绘出轴的合成弯矩图 6）绘出轴的扭矩图 7）绘出轴的计算弯矩图
8）按第三强度理论计算当量弯矩： 式中：α为将扭矩折合为当量弯矩的折合系数，按扭切应力的循环特性取值: a）扭切应力理论上为静应力时，取α=。 b）考虑到运转不均匀、振动、启动、停车等影响因素，假定为脉动循环应力，取α=。 c）对于经常正、反转的轴，把扭剪应力视为对称循环应力，取α=1（因为在弯矩作用下，转轴产生的弯曲应力属于对称循环应力）。 9）校核危险断面的当量弯曲应力（计算应力）： 式中：W为抗扭截面摸量（mm3），查表4。 为对称循环变应力时轴的许用弯曲应力，查表1。 如计算应力超出许用值，应增大轴危险断面的直径。如计算应力比许用值小很多，一般不改小轴的直径。因为轴的直径还受结构因素的影响。 一般的转轴，强度计算到此为止。对于重要的转轴还应按疲劳强度进行精确校核。此外，对于瞬时过载很大或应力循环不对称性较为严重的轴，还应按峰尖载荷校核其静强度，以免产生过量的塑性变形。 二、按疲劳强度精确校核 按当量弯矩计算轴的强度中没有考虑轴的应力集中、轴径尺寸和表面品质等因素对轴的疲劳强度的影响，因此，对于重要的轴，还需要进行轴危险截面处的疲劳安全系数的精确计算，评定轴的安全裕度。即建立轴在危险截面的安全系数的校核条件。 安全系数条件为：
传动轴设计计算
编号： 传动轴设计计算书 编制：日期： 校对：日期： 审核：日期： 批准：日期：
一．计算目的 我们初步选定了传动轴，轴径选取Φ27（详见《传动轴设计方案书》），动力端选用球面滚轮万向节，车轮端选用球笼万向节。左、右前轮分别由1根等速万向节传动轴驱动。通过计算，校核选型是否合适。 二．计算方法 本车传动轴设计不是传统载货车上从变速器到后驱动桥之间长轴传动设计，而是半轴传动设计。而且传动轴材料采用高级优质合金钢，且热处理工艺性好，使传动轴的静强度和疲劳强度大为提高，因此计算中许用应力按照半轴设计采用含铬合金钢，如40Cr、42CrMo、40MnB,其扭转屈服极限可达到784 N/mm2左右，轴端花键挤压应力可达到196 N/mm2。 传动轴校核计算流程：
1.1 轴管直径的校核 校核： 两端自由支撑、壁厚均匀的等截面传动轴的临界转速 22 2 8 1.2x10 n e l d D+ =(r/min) 式中L传动轴长，取两万向节之中心距：mm D为传动轴轴管外直径：mm d为传动轴轴管直径：mm 各参数取值如下：D＝φ27mm，d＝0mm 取安全系数K=n e/n max，其中n max为最高车速时的传动轴转速，取安全系数K＝n e/n max=1.2～2.0。 实际上传动轴的最大转速n max＝n c/（i g×i0），r/min 其中：n c－发动机的额定最大转速，r/min； i g－变速器传动比； i0－主减速器传动比。
1.2 轴管的扭转应力的校核 校核扭转应力： τ＝ ][164 4τπ≤) -(d D DT J （N/mm 2） ][τ……许用应力，取][τ＝539N/mm 2[高合金钢（40Cr 、40MnB 等）、中频淬火抗拉 应力≥980 N/mm 2，工程应用中扭转应力为抗拉应力的0.5～0.6，取该系数为0.55，由此可取扭转应力为539 N/mm 2，参考GB 3077-88] 式中： T j ……传动系计算转矩，N ·mm ，2/k i i T T d g0g1x ema j η= N ·m T emax －发动机最大转矩N ·mm ； i g1－变速器一档传动比或倒档传动比； i g0－主减速器传动比 k d －动载系数 η-传动效率 1.3 传动轴花键齿侧挤压应力的校核 传动轴花键齿侧挤压应力的校核 ][)2 )(4(2121j j ZL D D D D T σσ≤-+= （N/mm 2 ） 式中：T j －计算转矩，N ·mm ； D 1,D 2－花键的外径和径，mm ； Z ………花键齿数 L ………花键有效长度
故障件专业术语
失效模式术语 Failure Mode Terminology （征求补充，修改意见稿） 一、活塞 1. 拉缸：汽缸套、活塞和活塞环的工作表面因摩擦或其它原因被破 坏而影响内燃机正常运转的现象，在外圆，环岸部位和缸套产生拉痕。 2. 偏缸：短轴部位或环岸部位和缸套间产生磨痕。 3. 过热：零部件温度异常升高，致内腔和（或）收缩窗发黑、发红。 4. 积碳：因不完全燃烧而沉积在燃烧室、顶部环岸部位的残碳。 5. 熔顶：顶部烧熔。 6. 环岸损坏：环岸部位断裂。 7. 断裂：外圆，销孔或油环槽以下部位，断裂或完全碎裂。 二、活塞销 1. 磨损：外圆部位，销孔座与连杆之间，中间位置明显有凸台。 2. 断裂：横向或纵向断裂。 三、凸轮轴 1. 断裂：轴径与凸轮中间部位断开。 2. 掉头：装正时齿轮轴径断裂。 3. 桃尖磨损：桃尖处有明显磨损痕迹。 四、压盘 1. 断簧：膜片簧断裂。 2. 断裂：铸铁盘断裂。
3. 发沉：分离力大等原因。 五、面片 1. 断簧：减震簧断裂。 2. 蝶形簧断：盘毂与摩擦片分离。 3. 发抖：垂直度超差等原因。 六、缸线 1、掉头：护帽脱落。 2、短路：导电线体击穿。 七、机滤 1、漏油：密封圈破损，壳体与盖板铆接不严。 2、堵塞：壳体变形。 八、缸垫 1、冲（呲）缸垫：缸垫破损。 2、蚀缸垫：缸垫变形，局部增厚。 3、缸垫漏水（油）：密封不严造成油水混合。 九、油封 1、漏油：密封圈变形，破损。 十、活塞环 1、断裂：活塞环断裂。 2、磨损：活塞环径向厚度变薄。 3、漏气：密封性能不好。 4、烧机油：活塞环磨损或变形。 十一、机油泵
1、齿圈断裂：齿圈断。 2、漏油：漏油。 3、压力低：机油压力达不到。 张紧轮 1、噪音大：轴承损坏，异常响声。 水泵： 1、漏水：漏水。 2、叶片变形：叶片被撞击或腐蚀。 连杆 1、断裂：连杆柄部变形，断裂。 2、螺栓断裂：螺栓断。 火花塞 1、壳体断裂：壳体断裂。 2、主，侧电极断裂：主，侧电极断裂。 曲轴 1、断裂：曲轴从第一扇板（曲柄）中间断裂。 2、漏油：油道与其它孔打穿，造成漏油。 3、轴径拉伤：轴径有明显拉痕。 缸盖 1、腐蚀：与缸垫接触面有腐蚀痕迹。 2、漏水：水堵处密封不严。
传动轴设计及校核作业指导书
传动轴设计及校核作业指导书 编制：日期： 审核：日期： 批准：日期： 发布日期：年 月 日 实施日期：年 月 日
前言 为使本中心传动轴设计及校核规范化，参考国内外汽车设计的技术规范，结合公司标准和已开发车型的经验，编制本作业指导书。意在对本公司设计人员在设计过程中起到指导操作的作用，提高设计的效率和成效。本作业指导书将在本中心所有车型开发设计中贯彻，并在实践中进一步提高完善。 本标准于2011年XX月XX日起实施。 本标准由上海同捷科技股份有限公司第五研发中心底盘总布置分院提出。 本标准由上海同捷科技股份有限公司第五研发中心底盘总布置分院负责归口管理。 本标准主要起草人：张士华
一、传动系概述 (3) 1.1传动系功能 (3) 1.2传动系布置形式 (3) 1.3传动系的构成 (7) 1.4传动轴的主要结构形式 (8) 1.5驱动半轴的紧固方式 (12) 二、传动轴的设计流程 (15) 2.1传动轴的主要设计流程 (15) 2.2传动轴的设计过程及要求 (17) 三．传动轴的校核过程 (22) 3.1设计校核输入 (22) 3.2传动轴校核 (24) 3.3结论及分析 (25) 3.4传动轴跳动校核 (26) 3.5技术文件的编制 (26) 3.6传动轴图纸确认 (26) 四．试制装车及生产中经常出现的问题 (28) 五．参考文献 (28)
一、传动系概述 1.1 传动系功能 A、保证汽车在各种行驶条件下所必需的牵引力与车速，使它们之间能协调变化 并有足够的变化范围。 B、使汽车具有良好的动力性和燃油经济性。 C、保证汽车能倒车及左右车轮能适应差速要求。 D、使动力传递能根据需要而顺利接合与分离 1.2 传动系的布置形式 ? 前置后驱动 ? 前置前驱动 ? 后置后驱动 ? 四轮驱动 ? 中置发动机后轮驱动 部分高级轿车也采用前置后驱布置 前置后驱整体桥
轴的设计计算
轴的设计计算 【一】能力目标 1.了解轴的功用、分类、常用材料及热处理。 2.能合理地进行轴的结构设计。 【二】知识目标 1.了解轴的分类，掌握轴结构设计。 2.掌握轴的强度计算方法。 3.了解轴的疲劳强度计算和振动。 【三】教学的重点与难点 重点：轴的结构设计 难点：弯扭合成法计算轴的强度 【四】教学方法与手段 采用多媒体教学（加动画演示），结合教具，提高学生的学习兴趣。【五】教学任务及内容 任务知识点 轴的设计计算 1. 轴的分类、材料及热处理 2. 轴的结构设计 3. 轴的设计计算 （一）根据承受载荷的情况，轴可分为三类 1、心轴工作时只受弯矩的轴，称为心轴。心轴又分为转动心轴（a）和固定心轴(b)。 2、传动轴工作时主要承受转矩，不承受或承受很小弯矩的轴，称为传动轴。
3、转轴工作时既承受弯矩又承受转矩的轴，称为转轴。 （二）按轴线形状分： 1、直轴 （1）光轴 作传动轴（应力集中小） （2）阶梯轴 优点：1）便于轴上零件定位；2）便于实现等强度 2、曲轴 另外还有空心轴（机床主轴）和钢丝软轴（挠性轴）——它可将运动灵活地传到狭窄的空间位置。如牙铝的传动轴。 二、轴的结构设计 轴的结构设计就是确定轴的外形和全部结构尺寸。但轴的结构设计原则上应满足如下要求： 1)轴上零件有准确的位置和可靠的相对固定； 2)良好的制造和安装工艺性； 3)形状、尺寸应有利于减少应力集中； 4）尺寸要求。
（一）轴上零件的定位和固定 轴上零件的定位是为了保证传动件在轴上有准确的安装位置；固定则是为了保证轴上零件在运转中保持原位不变。作为轴的具体结构，既起定位作用又起固定作用。 1、轴上零件的轴向定位和固定：轴肩、轴环、套筒、圆螺母和止退垫圈、弹性挡圈、螺钉锁紧挡圈、轴端挡圈以及圆锥面和轴端挡圈等。 2、轴上零件的周向固定：销、键、花键、过盈配合和成形联接等，其中以键和花键联接应用最广。 （二）轴的结构工艺性 轴的结构形状和尺寸应尽量满足加工、装配和维修的要求。为此，常采用以下措施： 1、当某一轴段需车制螺纹或磨削加工时，应留有退刀槽或砂轮越程槽。 2、轴上所有键槽应沿轴的同一母线布置。 3、为了便于轴上零件的装配和去除毛刺，轴及轴肩端部一般均应制出45o的倒角。过盈配合轴段的装入端常加工出带锥角为30o的导向锥面。 4、为便于加工，应使轴上直径相近处的圆角、倒角、键槽、退刀槽和越程槽等尺寸一致。 （三）提高轴的疲劳强度 轴大多在变应力下工作，结构设计时应尽量减少应力集中，以提高其疲劳强度。 1、结构设计方面轴截面尺寸突变处会造成应力集中，所以对阶梯轴相邻轴段直径不宜相差太大，在轴径变化处的过渡圆角半径不宜过小。尽量避免在轴上开横孔、凹槽和加工螺纹。在重要结构中可采用凹切圆角、过渡肩环，以增加轴肩处过渡圆角半径和减小应力集中。为减小轮毂的轴压配合引起的应力集中，可开减载槽。 2、制造工艺方面提高轴的表面质量，降低表面粗糙度，对轴表面采用碾压、喷丸和表面热处理等强化方法，均可显著提高轴的疲劳强度。
轿车传动轴的设计与校核
潍坊科技学院学士学位论文 毕业设计 轿车传动轴的设计与校核 2012年5月
摘要 传动轴是组成机器零件的主要零件之，一切做回转运动的传动零件（例如：齿轮，蜗轮等）都必须安装在传动轴上才能进行运动及动力的传动，传动轴常用于变速箱与驱动桥之间的连接。这种轴一般较长，且转速高，只能承受扭矩而不承受弯矩。应该使传动轴具有足够的刚度和高临界转速，在强度计算中，由于所取的安全系数较大，从而使轴的尺寸过大，本文讨论的传动轴工艺设计方法，并根据现行规范增添了些表面处理的方式比如表面发兰。 提出一种三点接触沟道截面形式的球笼式等速万向节，其钟形壳外沟道的沟道截面形式为圆弧沟道，星形套内沟道的沟道截面形式为椭圆沟道或双心弧沟道。对其内、外沟道结构进行设计，并利用 H e r t z 接触理论进行接触应力的计算。结果表明，三点接触沟道能减小内、外沟道接触应力，改善其内部接触状况。 关键词：球笼式等速万向节；三点接触沟道；接触应力；计算
ABSTRACT Drive shaft is composed of the main parts of the machine parts, all do rotary movement of the transmission parts (such as: gear, worm gear, etc.) must be installed on the shaft to movement and power transmission, driving shaft is often used in the connection between the transmission and drive axle. The shaft is longer than the general, and high speed, can withstand the torque under bending moment. Should make the shaft has enough stiffness and high critical speed, the strength calculation, due to take the safety coefficient is larger, so that the size of the shaft is too big, this article discusses the transmission process design method, and according to the current specification adds some surface treatment way, such as hair surface. Put forward a three-point contact channel cross section form of ball cage patterned constant speed universal joint, the bell-shaped shell outside the channel cross section form of the channel is a circular arc channel, stars form within the set of channel of the channel or dual channel cross section form of ellipse arc channel. Was carried out on the inside and outside channel structure design, and using the theory of t H e r z contact for the calculation of contact stress. Results show that three contact channel can reduce the contact stress, the internal and external channel to improve the internal contact condition. Key words:Birfield ball-joint; 3 contact channel; Contact stress; Calculation
引起活塞环断裂的原因分析
引起活塞环断裂的原因分析 活塞环，指的是在叉车配件中，用于嵌入活塞槽沟内部的金属环，活塞环因结构不同有很多种，主要有压缩环和机油环，而活塞环折断是活塞环常见的损坏形式之一，通常来说，活塞环的第一通道和第二通道是最容易破裂的，并且断裂部分大部分靠近研具。 活塞环可以分为几段，也有可能破碎甚至丢失，如果活塞环断裂，就会导致气缸磨损加剧，发动机的断环可能吹入排气管或者是扫气空气箱，甚至吹入涡轮增压器和涡轮端，损坏涡轮叶片，造成严重的事故！ 造成活塞环断裂的原因除了是本身材料缺陷、加工质量差之外，主要还有以下的原因： 1.活塞环之间的搭口间隙过小 当活塞环的搭口间隙小于装配之间的间隙的时候，在工作中的活塞环就会受热温度上升，因此没有足够的空间用于搭口间隙中金属膨胀，并且搭口的端部弯曲到顶部并且在膝盖附近断裂。 2.活塞环环槽积炭 活塞环的燃烧不良，导致汽缸壁过热，使得润滑油氧化或者燃烧，进一步就导致汽缸中的碳严重堆积，当碳趁机比较严重的时候，活塞环的活动受阻，导致活塞环和缸壁作用强烈，刮油和金属废料混合，并在环槽下端表面形成局部硬沉积物泄漏的气体，在活塞环下面存在局部的硬碳趁机物，其受到循环气体压力使得活塞环弯曲甚至断裂。 3.活塞环的环槽过度磨损
活塞环的环槽过度磨损之后，就会形成喇叭形状，当活塞环在止气压的作用使得活塞环接近倾斜环槽的下端，活塞环就会扭曲变形，活塞环槽就会过度磨损，甚至毁坏。 4.活塞环缸套的严重磨损 在活塞环的上下止点的位置，容易产生阶梯状磨损进而引起凸肩，当连杆的大端磨损或者连杆的原始端被修复时，原始止点的位置发生了改变，并且冲击环是由惯性力引起的。
结构设计及强度校核
专业综合训练任务书： 49.9米150吨冷藏船结构设计及总纵强度计算 一、综合训练目的 1、通过综合训练，进一步巩固所学基础知识，培养学生分析解决实际工程问题的能力，掌握静水力曲线的计算与绘制方法。 2、通过综合训练，培养学生耐心细致的工作作风和重视实践的思想。 3、为后续课程的学习和走上工作岗位打下良好的基础。 二、综合训练任务 1.150吨冷藏船结构设计，提供主要构件的计算书。 2.参考该船图纸和相关静水力资料、邦戎曲线图，按照《钢质内河船舶建造规范》的要求进行总纵 强度计算，提供总纵强度计算书。 3.参考资料： 1)中国船级社. 钢质海船入级与建造规范 2009 2)王杰德等. 船体强度与结构设计北京：国防工业出版社，1995 3)聂武等. 船舶计算结构力学哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，2000 三、要求： 1、专业综合训练学分重，应予以足够重视； 2、计算书格式要符合要求； 如船体结构设计计算书应包括：（a）对设计船特征（船型、主尺度、结构形式等）的概述，设计所根据的规范版本的说明等；（b）应按船底、船侧、甲板的次序，分别写出确定每一构件尺寸的具体过程，并明确标出所选用的尺寸。（c）计算书应简明、清晰、便于检查。 3、强度计算： a)按第一、二章的要求和相关表格做，如静水平衡计算，静水弯矩计算等； b)波浪弯矩等可按规范估算； c)相关表格用计算器计算，表格绘制于“课程设计”本上 注意：请班长到教材室领取课程设计的本子和资料袋（档案袋），各位同学认真填写资料袋封面。 4、专业综合训练总结：300~500字。 四、组织方式和辅导计划： 1、参考资料： a)船体强度与结构设计教材 b)某船的构件设计书 c)某船的总纵强度计算书 d)《钢质内河船舶建造规范》，最好2009版 2、辅导答疑地点：等学校安排。 五、考核方式和成绩评定： 1、平时考核成绩：参考个人进度。 2、须经老师验收合格，故应提前一周交资料，不合格的则需回去修改。 3、第18周星期三下午4：00前必须交资料，资料目录见第2页。 4、一旦发现打印、复印、数据格式完全相同等抄袭现象，均按规定以不及格计。 5、成绩由指导教师根据学生完成质量以及学生的工作态度与表现综合评定，分为优、良、中、及格、 不及格五个等级。 六、设计进度安排： 1、有详细辅导计划，但具体进度可根据个人情况可以自己定。 附录：档案袋内资料前2页如下
传动轴设计
本科毕业设计（论文）通过答辩 课程设计 题目：转向轴的设计 学生： 学号： 院（系）： 专业： 指导教师： 2006年 12月 10日
转向轴的设计 陕西科技大学 机械制造技术基础课程设计任务书题目：设计“转向轴”（年产10000件） 内容：⑴零件图 1张 ⑵毛坯图 1张 ⑶工序图 1张 ⑷机械加工工艺卡片 1套 ⑸工艺规程 1套 ⑹课程设计说明书 1份
陕西科技大学课程设计说明书 目录 第1章………………………………………设计说明 第2章………………………………………零件分析 第3章………………………………………工艺分析 第4章………………………………………制定工艺路线 第5章………………………………………机械加工余量的确定第6章………………………………………确定切削用量 第7章………………………………………加工的几点说明 第8章………………………………………总结 第9章………………………………………参考文献
转向轴的设计 设计说明 本次课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练。因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。 就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的现代化建设打下一个良好的基础。 由于能力所限设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。 1 .2.1 零件的分析 1.2.1.1 生产类型 本题目所要加工的为一阶梯轴，要求批，量为10000件，可确定其生产类型为大批量生产。 1.2.1.2 零件分析 题目所给定的零件是一主要支撑传动件和传递扭矩的阶梯轴，轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径，一般由圆柱面、圆锥面、螺纹、花键、沟槽等。考虑到加工工艺，在车外圆时在两端车刀无法顺利退出所以零件在两端应加退刀槽，详见零件图。 1.2.1.3 零件的工艺分析 阶梯轴零件图样的视图正确、完整、尺寸、公差及技术要求齐全。本零件各表面的加工并不困难，但零件左边的键槽与其左端面距离只有3mm，有点小加工时估要精确的保证上述要求则比较困难。分析该零件是作传动齿轮转矩所用，故可以将其键槽长度做的稍微小一点，也保证了阶梯轴的强度。又零件图中的直线度精度要求较高，加工时比较困难，即定位基准要保证。 1.2.2 工艺规程的设计 1.2.2.1 确定毛坯的制造形式
活塞环的机械加工工艺规程设计
机械制造工艺学 课程设计 班级 B120231 姓名王志强 学号 B12023118 2014 年 03 月 14 日
课程设计任务书 机械工程系机械设计制造及其自动化专业学生姓名王志强班级 B120231 学号 B12023118 课程名称：机械制造工艺学 设计题目：活塞环的机械加工工艺规程设计 设计内容： 1．产品零件图1张 2．毛坯图1张 3．机械加工工艺过程综合卡片1份 4．机械加工工艺工序卡片1份 5．课程设计说明书1份 设计要求： 大批生产 设计（论文）开始日期 2014 年 03 月 03 日 设计（论文）完成日期 2014 年 03 月 07 日 指导老师邹聆昊
课程设计评语 机械工程系机械设计制造及其自动化专业学生姓名王志强班级 B120231 学号 B12023118 课程名称：机械制造工艺学 设计题目：活塞环的机械加工工艺规程设计 课程设计篇幅： 图纸共 2 张 说明书共 16 页指导老师评语： 年月日指导老师
目录 1.零件的分析 (1) 1.1．零件的作用 (1) 1.2．零件的工艺分析 (1) 1.2.1.零件图样分析 (2) 1.2.2.零件的技术要求 (3) 2.工艺规程设计 (4) 2.1.确定毛坯的制造形式 (4) 2.2.基面的选择 (5) 2.3．制定工艺路线 (6) 2.4.机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (7) 2.5.确定切削用量及基本工时 (8) 总结 (11) 参考文献 (12) 附表A1-A4：机械加工工艺过程综合卡片 附表B1-B9：机械加工工艺（工序）卡片
1. 零件的分析 1.1．零件的作用 活塞环作用包括密封、调节机油（控油）、导热（传热）、导向（支承）四个作用。密封：指密封燃气，不让燃烧室的气体漏到曲轴箱，把气体的泄漏量控制在最低限度，提高热效率。漏气不仅会使发动机的动力下降，而且会使机油变质，这是气环的主要任务；调节机油（控油）：把气缸壁上多余的润滑油刮下，同时又使缸壁上布有薄薄的油膜，保证气缸和活塞及环的正常润滑。在现代高速发动机上，特别重视活塞环控制油膜的作用；导热：通过活塞环将活塞的热量传导给缸套，即起冷却作用。据可靠资料认为，活塞顶所受的的热量中有70～80%是通过活塞环传给缸壁而散掉的；支承：活塞环将活塞保持在气缸中，防止活塞与气缸壁直接接触，保证活塞平顺运动，降低摩擦阻力，而且防止活塞敲缸。 1.2．零件的工艺分析 1.该工艺安排是将毛坯造成筒形状，粗车切下后再进行单件加工。若单件铸造毛坯单件加工，其工艺安排，只是粗加工前的工序与筒形状毛坯不同，其他工序基本相同。 2.活塞环类零件在磨床上磨削加工时，多采用磁力吸盘装夹工件，因此在加工后，必须进行退磁处理。 3.为了保证活塞环的弹力，加工中对活塞环在自由状态下开口有一定的要求，因开口铣削后不能满足图样要求，所以增加一道热定型工序，热定型时需在专用工装上进行，其活塞环的开口处用一个键撑开，端面压紧，键的宽度要经过多次试验后得出合理宽度数据之后，再成批进行热定型。 4.对45°开口的加工采用专用工装进行装夹工件，但每批首件应划线对刀，以保证加工质量。 5.活塞环的翘曲度是将工件放在平台进行检查，采用0.06mm塞尺进行检查，当塞尺未能通过翘曲的缝隙时为合格。
传动轴结构分析与设计(精)
第五节传动轴结构分析与设计 传动轴总成主要由传动轴及其两端焊接的花键轴和万向节叉组成。传动轴中一般设有由滑动叉和花键轴组成的滑动花键，以实现传动长度的变化。为了减小滑动花键的轴向滑动阻力和磨损，有时对花键齿进行磷化处理或喷涂尼龙层；有的则在花键槽中放入滚针、滚柱或滚珠等滚动元件，以滚动摩擦代替滑动摩擦，提高传动效率。但这种结构较复杂，成本较高。有时对于有严重冲击载荷的传动，还采用具有弹性的传动轴。传动轴上的花键应有润滑及防尘措施，花键齿与键槽间隙不宜过大，且应按对应标记装配，以免装错破坏传动轴总成的动平衡。 传动轴的长度和夹角及它们的变化范围由汽车总布置设计决定。设计时应保证在传动轴长度处在最大值时，花键套与轴有足够的配合长度；而在长度处在最小时不顶死。传动轴夹角的大小直接影响到万向节十字轴和滚针轴承的寿命、万向传动的效率和十字轴旋转的不均匀性。 在长度一定时，传动轴断面尺寸的选择应保证传动轴有足够的强度和足够高的临界转速。所谓临界转速，就是当传动轴的工作转速接近于其弯曲固有振动频率时，即出现共振现象，以致振幅急剧增加而引起传动轴折断时的转速。传动轴的临界转速为 22 2 8 10 2.1 C c C k L d D n + ? = (4—13) 式中，n k为传动轴的临界转速(r／min)；L C为传动轴长度(mm)，即两万向节中心之间的距离；d c和D c分别为传动轴轴管的内、外径(mm)。 在设计传动轴时，取安全系数K=n k／n max=1.2～2.0，K=1．2用于精确动平衡、高精度的伸缩花键及万向节间隙比较小时，n max为传动轴的最高转速(r／min)。 由式(4—13)可知，在D c和L c相同时，实心轴比空心轴的临界转速低，且费材料。另外，当传动轴长度超过1．5m时，为了提高n k以及总布置上的考虑，常将传动轴断开成两根或三根，万向节用三个或四个，而在中间传动轴上加设中间支承。 传动轴轴管断面尺寸除满足临界转速的要求外，还应保证有足够的扭转强度。轴管的扭转切应力τc应满足
04第三章活塞环的设计
第三章活塞环的设计 内燃机的性能与活塞环的设计息息相关。目前世界上活塞环设计已进入标准化系列化时代。 3.1 活塞环的设计原则 根据活塞环的作用和工作条件，活塞环的设计应满足如下要求： 1 有适当的弹力，以利初始密封； 2 有较高的机械强度和热稳定性好； 3 易磨合且有足够的耐磨性和抗结胶能力； 4 加工工艺简单，成本低廉。 活塞环设计采用弹性弯曲理论，综合考虑环装入活塞的张开应力和环在气缸中的工作应力。根据这些应力的最佳比例和环材料的强度和弹性模量，实际环的自由状态开口距离为2.5～3.5倍的环径向厚度，环直径/径向厚度之比在22～34之间。 经长期设计经验之积累和广泛的发动机运转测试，得出了压缩环、油环和环槽设计参数的推荐范围，如表3-1～3-4所示的数据，给活塞环设计提供一个全面的指南。 表3-1 气环侧隙 环直径间隙 顶环第二和第三道环 76~178mm ＞178~250mm ＞250~405 mm ＞405~600mm ＞600mm 0.064/0.114 mm 0.076/0.127 mm 0.102/0.152 mm 0.152/0.216 mm 0.152/0.229 mm 0.038/0.089 mm 0.064/0.114 mm 0.076/0.127 mm 0.127/0.191 mm 0.127/0.203 mm 表3-2 油环侧隙 环直径间隙 76~178 mm ＞178~250 mm ＞250~405 mm ＞405~600 mm ＞600 mm 0.038/0.089 mm 0.064/0.114 mm 0.076/0.127 mm 0.127/0.191 mm 0.127/0.203 mm 表3-3 闭口间隙 发动机型式单位缸径的闭口间隙 水冷 风冷及两冲程 0.003/0.004 0.004/0.005表3-4 侧面光洁度 活塞环直径侧面光洁度CLA ≤178 mm ＞178~405 mm ＞405~920 mm 最大0.4μm 最大0.8μm 最大1.6μm
传动轴的设计及校核
第一章轻型货车原始数据及设计要求 发动机的输出扭矩：最大扭矩285.0N·m/2000r/min；轴距：3300mm；变速器传动比: ?五挡1 ，一挡7.31，轮距：前轮1440毫米，后轮1395毫米，载重量2500千克 设计要求： 第二章万向传动轴的结构特点及基本要求 万向传动轴一般是由万向节、传动轴和中间支承组成。主要用于在工作过程中相对位置不节组成。伸缩套能自动调节变速器与驱动桥之间距离的变化。万向节是保证变速器输出轴与驱动桥输入轴两轴线夹角的变化，并实现两轴的等角速传动。一般万向节由十字轴、十字轴承和凸缘叉等组成。 传动轴是一个高转速、少支承的旋转体，因断改变的两根轴间传递转矩和旋转运动。重型载货汽车根据驱动形式的不同选择不同型式的传动轴。一般来讲4×2驱动形式的汽车仅有一根主传动轴。6×4驱动形式的汽车有中间传动轴、主传动轴和中、后桥传动轴。6×6驱动形式的汽车不仅有中间传动轴、主传动轴和中、后桥传动轴，而且还有前桥驱动传动轴。在长轴距车辆的中间传动轴一般设有传动轴中间支承．它是由支承架、轴承和橡胶支承组成。 传动轴是由轴管、伸缩套和万向此它的动平衡是至关重要的。一般传动轴在出厂前都要进行动平衡试验，并在平衡机上进行了调整。因此，一组传动轴是配套出厂的，在使用中就应特别注意。 图 2-1 万向传动装置的工作原理及功用 图 2-2 变速器与驱动桥之间的万向传动装置 基本要求： 1.保证所连接的两根轴相对位置在预计范围内变动时，能可靠地传递动力。 2.保证所连接两轴尽可能等速运转。 3.由于万向节夹角而产生的附加载荷、振动和噪声应在允许范围内。 4.传动效率高，使用寿命长，结构简单，制造方便，维修容易等 第三章轻型货车万向传动轴结构分析及选型 由于货车轴距不算太长，且载重量2.5吨属轻型货车，所以不选中间支承，只选用一根主传动轴，货车发动机一般为前置后驱,由于悬架不断变形，变速器或分动器输出轴轴线之间的相对位置经常变化,根据货车的总体布置要求，将离合器与变速器、变速器与
传动轴结构分析与设计
传动轴结构分析与设计 传动轴总成主要由传动轴及其两端焊接的花键轴和万向节叉组成。传动轴中一般设有由滑动叉和花键轴组成的滑动花键，以实现传动长度的变化。为了减小滑动花键的轴向滑动阻力和磨损，有时对花键齿进行磷化处理或喷涂尼龙层；有的则在花键槽中放入滚针、滚柱或滚珠等滚动元件，以滚动摩擦代替滑动摩擦，提高传动效率。但这种结构较复杂，成本较高。有时对于有严重冲击载荷的传动，还采用具有弹性的传动轴。传动轴上的花键应有润滑及防尘措施，花键齿与键槽间隙不宜过大，且应按对应标记装配，以免装错破坏传动轴总成的动平衡。 传动轴的长度和夹角及它们的变化范围由汽车总布置设计决定。设计时应保证在传动轴长度处在最大值时，花键套与轴有足够的配合长度；而在长度处在最小时不顶死。传动轴夹角的大小直接影响到万向节十字轴和滚针轴承的寿命、万向传动的效率和十字轴旋转的不均匀性。 在长度一定时，传动轴断面尺寸的选择应保证传动轴有足够的强度和足够高的临界转速。所谓临界转速，就是当传动轴的工作转速接近于其弯曲固有振动频率时，即出现共振现象，以致振幅急剧增加而引起传动轴折断时的转速。传动轴的临界转速为 22 2 8 10 2.1 C c C k L d D n + ? = (4—13) 式中，n k为传动轴的临界转速(r／min)；L C为传动轴长度(mm)，即两万向节中心之间的距离；d c和D c分别为传动轴轴管的内、外径(mm)。 在设计传动轴时，取安全系数K=n k／n max=1.2～2.0，K=1．2用于精确动平衡、高精度的伸缩花键及万向节间隙比较小时，n max为传动轴的最高转速(r／min)。 由式(4—13)可知，在D c和L c相同时，实心轴比空心轴的临界转速低，且费材料。另外，当传动轴长度超过1．5m时，为了提高n k以及总布置上的考虑，常将传动轴断开成两根或三根，万向节用三个或四个，而在中间传动轴上加设中间支承。 传动轴轴管断面尺寸除满足临界转速的要求外，还应保证有足够的扭转强度。轴管的扭转切应力τc应满足
活塞环工作原理
活塞环工作原理 乍一看活塞环是一个形态非常简单，具有圆开口的环，但它在摩托车发动机（内燃机）中却是不可缺少的运动部件，起着极为重要的作用，活塞环按作用分为气环和油环，它有四大功能。 一、保持气密性
活塞环是所有发动机零件中唯一作三个方向运动的零件。（即轴向运动、径向运动和圆周方向的旋转运动），同时也是使用条件中最为苛刻的零件。发动机燃烧室在爆炸的瞬间，燃气温度可达到2000℃－2500℃，其爆发压力平均达到50kg/cm平方，活塞头部的温度一般不低于200℃。活塞是作往复运动的，其速度和负荷都很大。因此活塞环是工作在高温、高压条件下的。尤其是第一道气环，承受的温度最高，润滑条件也最差，为了保证它具有和其它几道环相同或更高的耐用性，常常将第一道气环，的工作表面进行多孔镀铬处理。多孔镀铬层硬度高，并能贮存少量的润滑，以改善润滑条件，使环的寿命提高2－3倍。近年来，摩托车发动机大多采用长度短于缸径的活塞，这种活塞的头部在上行程转到下行程时会产生摆动现象，使活塞环外圆的上下边缘紧紧地与缸壁接触，导致活塞环的棱缘加载而形成刮伤。为避免这种异常现象，一般将第一道气环外圆制成圆弧状，以其上、下端面的边缘角不触及缸壁，并且易于发动机的初期磨合，这种气环称为桶面环，为目前高功率高转速的内燃机所采用。尽管当今制造技术非常精细，零部件差亦控制在最小范围，但因其材料、热处理及装配后的机械变形，汽缸内的气密总有极个别泄漏点存在，这就需要发动机在使用初期进行良好的磨合及启动后适
当的预热来逐渐消除摩擦副的凹凸不平点。倘若由于多种原因引起汽缸的密封不良时，会引起压缩压力下降和燃烧气体的窜漏，高压高温气体将穿过缸壁与活塞环之间的微小空隙，由此而引起的故障是破坏了活塞环与缸壁之间的所必需的油膜，以致形成了金属之间直接接触的干磨擦状态，从而导致了因干磨擦而烧伤的拉伤活塞、活塞环和汽缸，使发动机产生异常磨损。泄漏的高温气体窜入曲轴箱使机油变质和产生硬质油泥，使活塞环发生粘着等故障。由此看来，确保活塞环在汽缸内的气密性关重要，来不得任何的泄漏。
二、控制机油
活塞环是在高负荷下和高温气氛中沿缸壁来回滑动的。为了更好地发挥其功能，既要有少量的机油润滑汽缸和活塞，又必然适当地刮掉附着在缸壁上多余的机油，防止其上窜以保持机油消耗量适中。
大家知道，四冲程发动机在进气行程中，燃烧室内的压力低于曲轴箱内的压力，由于这种压差起着一种泵油作用，所以机油通过活塞环、活塞和汽缸之间微小间隙而被吸入燃烧室，导致因窜机油而使机油消耗量大增。尤其在发动机怠速情况下，节气门基本处于关闭状态，汽缸内负压较大时，这种现象更趋严重。为了控制机油上窜，一般都将活塞上第二道气环外圆制成锥面。锥面环既能在活塞上行时的滑动面上布下油膜，又能在活塞环下行时有效的刮去缸壁下端多余机油，真可谓一举两得。为了更加有效地将飞溅至汽缸壁下部的机油刮净，又在活塞第二道气环的下部增加一道钢片组合式刮油环。这种环的特点仅在于其接触压力高，而且由于上下刮片能够分别动作，即使对于正圆爌较差的汽缸来说，也具有良好的适应性。更重要的是每个
07第六章活塞环的发展趋势
第六章 活塞环的发展趋势 6.1 二环组活塞环的开发 1二环组活塞环的效果 据介绍，由活塞系统产生的摩擦力约占发动机总摩擦力的40%，并且活塞系统约70%的摩擦力是由活塞环产生的。图6-1是二环组与三环组活塞环摩擦力的比较。在发动机全部转速范围内，二环组活塞环 所产生的摩擦力较低。使用二环组活塞环 不仅能改善燃油耗，而且使发动机具有更 好的加速性能，这使汽车的运动更加灵活。 问题都是一分为二的，却由此产生了 其他问题：机油耗上升和由于活塞顶部温 度升高而产生的环槽过量磨损。 2 二环组活塞环的机油耗 二环组活塞环由头道气环和油环组成，去掉第二道气环会导致机油耗大幅上升，高速状态时变得更加明显。这是由于当发动机处于燃烧室压力降低的行程中机油通过活塞环闭口间隙处进入燃烧室所致。为此，头道环的开口必须采用一种特殊形式即斜面台阶搭口形式（如图6-2所示），并进一步将其外圆面改为锥面，以提高刮油性能。在高速和典型工况下，这种活塞环的机油耗比通常的三环组活塞环低（图6-3）。 图6-2 二环组规格（斜面台阶搭口形式） 图6-3 二环组与三环组机油耗范例 3头道环规格 头道环采用斜面台阶搭口能显著改善机油耗。这种特殊的开口形式运用到头道环的开口处后能有效减少散布在活塞环槽上沿面的机油进入燃烧室的途径，并且还因为活塞环的开口间隙并不随外圆面磨损的增大而增大。当发动机处于高速状态时头道环与环槽上沿面性能保持较长时间的接触。 图6-1 二环组与三环组摩擦力的比较（倒拖法测量）
4油环的规格 为了通过油环来提高机油耗性能，改进油环对气缸的适应性是相当重要的。通过尽可能多地减小油环的径向厚度可以有效地提高油环对气缸的贴合性，也可以改变胀片凸缘的角度以增加该部件对外表面的弹力，可以获得与三环组几乎相当的机油耗。 6.1.1改善二环结构活塞密封性的研究 1采用两环结构的油环须具有能防止机油向活塞环岸部上窜的密封性能，总的看来，气环以采用桶面内倒角环，在环的下端面内缘保持密封。 2从窜气量方面看，以采用较小的气环闭口间隙为宜。 3为了减少各种运转条件下的窜气量及机油消耗量，须选择气环闭口间隙、第二道环岸处间隙容积的最佳值。 6.1.2活塞顶环设计对机油耗的影响 以往，一般认为顶环只是起密封气体的作用，而油环和第二道活塞环的功能才是控制机油上窜。然而，对机油耗起决定作用的机油最终都是通过顶环后被烧掉的。基于这一理由，应当认为顶环对机油耗具有不可忽视的重要影响。 试验证明，由顶环滑动表面外形引起的机油耗变化可以认为是气缸套与顶环之间机油膜变化对机油耗有相当大的影响。测定了滑动表面外形的桶面拱度“e”和有效滑动宽度“B”，根据e/ B重新整理的数据示于图6-4，图中可见，机油耗随e/B减小而减小，但是，当e/B 小于6/1000时机油耗便陡然增加。这看来是由于顶环上行时机油膜不足而导致刮油过量的缘故。提出了一种通过优化顶环设计控制e/B比来减少机油耗的技术。 另外，将顶环梯形角调整到某一适合的数值，并采用不对称桶面内切环能有效地减少机油耗，即使在排气制动运转时也是如此。 图6-4 e/B与机油耗的关系图6-5 闭口间隙之差对机油耗的影响由图6-5可见，如增加第二道环与第一道环的闭口间隙之差，换言之，如减少第一道环的闭口间隙或增加第二道环的闭口间隙可减少机油消耗。 6.1.3活塞第2环岸容积和形状对机油消耗量的影响 1 第2环岸容积 气缸直径为50～150 mm的汽油机和柴油机，活塞第2环岸容积分为如图6-6所示的两部分，其中，V1为第2环岸与气缸套之间的容积；V2为第2道活塞环上平面及背面与环槽所围成的容积。V1和V2大体上是相似值。