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不那么起眼的汽車配件之活塞環

字號+作者:沖動的小李 來源:中國改裝網 2017-10-13 17:33:16 我要評論() 收藏成功收藏本文

一談到車,很多壇友都能細數拈來一大堆話題。XX車多少馬力,多少扭力,百公里加速多少秒,性能如何,甚至如數家珍。 但是極少有人關心發動機中技術含量最高的零'...

 一談到車,很多壇友都能細數拈來一大堆話題。XX車多少馬力,多少扭力,百公里加速多少秒,性能如何,甚至如數家珍。
但是極少有人關心發動機中技術含量最高的零配件之一:活塞環。

活塞環是活塞式發動機中活塞與缸套壁之間的密封圈,伴隨發動機的活塞在氣缸中往復運動,活塞環就必須在氣缸壁上往復的摩擦。
下圖是活塞環的位置圖
不那么起眼的汽車配件之活塞環 


活塞環安裝在活塞的頂部,主要起到幾個功能:
1、密封
要求燃燒產生的膨脹和壓縮氣體必須被密封在氣缸內,而不能跑到活塞外面
2、潤滑
要求活塞和缸壁之間的摩擦系數足夠小,以減小活塞運行阻力
3、回收機油
在膨脹行程中將缸壁上的潤滑油刮下,以避免機油參與燃燒

為什么說活塞環是技術含量非常高的一個零件呢?我們可以做一個簡單的實驗:左手握拳,右手食指插進去做擼管動作,以你最快的速度抽插30次,感受一下你食指的感受。
什么?你是渦輪增壓發動機?好吧,那就讓你的妹子抓住你的手再給你加吧勁抽插~~~~

想象一下如果這個速度提升到每秒鐘50次,或者每秒鐘100次是什么感覺? 如果再把環境溫度提高到200攝氏度,力量提高100倍,并且連續不斷工作24小時呢?

活塞環就是在這么一個惡劣條件下工作的零部件,是一組一般只有幾個毫米寬,一兩個毫米厚的金屬圓環。

更可怕的是活塞環的三個需求在理論上是相互矛盾的
1、密封和潤滑是一對矛盾的需求,眾所周知塞子越緊密封就越好,塞子越松密封就越差?如何做到密封盡可能好,但是塞子盡可能松?
這就要求作為塞子密封圈的活塞環在彈性和張力上恰到好處,以確保最佳的密封性時,確保最好的運動性。對一個只有一毫米厚的金屬小圈來說,用什么材料,如何做熱處理,如何做表面處理,韌性和加工精度要如何保證,都成了需要解決的問題。
2、活塞環以每分鐘6000個回合在缸壁上往返(普通家用車的高轉速),同時承受巨大的壓力和極高的溫度。如果是渦輪增壓發動機,則承受更大的壓力和更高的溫度,工作環境則更為惡劣。保護它的只有一個東西“機油”。但是為了避免機油參與燃燒,又要求在膨脹行程時將缸壁上的機油盡可能的刮掉。這就是說一邊需要機油的保護和潤滑,一邊又需要刮除機油。

在確保以上兩個要求的同時,還要求它在這樣一個環境中工作數年甚至十年,盡可能少的磨損,因為這東西一旦需要更換就需要全面拆開發動機。

那么這么一個簡單的小鐵圈,在這么嚴苛的技術要求下,就成了發動機中技術含量最高的零配件之一。優質的活塞環能給發動機帶來哪些優勢呢?
1、減少摩擦系數,活塞運行更輕松,意味著發動機更省油,馬力更強勁。
2、耐磨抗損,長期使用之后,甚至數年活塞環都沒有明顯的磨損,發動機工作健康。使用數年十數萬公里不出現發動機喘振,燒機油和缸壓動力下降。
3、維護成本低,對機油品質要求低,各種級別,各種粘度的機油不挑剔。無論高中低檔任何型號的機油,只要有基礎潤滑功能它就能好好工作。
反過來說,劣質的活塞環會意味著帶來如下問題
1、發動機阻力大,同樣的排量和油耗,輸出力量更低,或者同樣的輸出油耗更高
2、磨損快,新車的時候還可以,多開兩年動力下降,油耗提升,燒機油,喘振,尾氣冒黑煙藍煙,各種問題。
3、挑剔機油,必須要保護能力較強的機油來保護,必須要特定粘度系數和等級的機油來保護,否則就要出問題,提高了維護成本
4、一旦需要更換,發動機大解體,成本高昂
PS:以上的特點和問題可能并非活塞環這一個配件的因素,但是活塞環是其中重要的因素之一。

由于活塞環的技術要求高,工作環境惡劣,品質要求高。因此現代汽車工業的活塞環往往不是一個環就能解決問題的。一般家用汽車的活塞上都要安裝3-4道活塞環共同作用。第一是每一道起到不同側重,第二是分散壓力團體作戰,以彌補目前人類工業金屬加工水平無法在單個環上解決的問題。
不那么起眼的汽車配件之活塞環 

當然,活塞環也不是單獨作用的,與活塞環配合的汽缸套也是非常重要的組成部分,但是因為缸套體積大,材料多,磨損分散,加工難度低,對表面的要求自然就沒有活塞環那么嚴苛。

活塞環國內現狀:
商用和家用汽車的活塞環可以全面國產化,但是和之前介紹的幾種零部件一樣,大頭和高端依然抓在外資手里。
一流供應商:
1、輝門公司(美國)
美國公司,通過收購德國最大的活塞環企業德國格茨公司進入市場,主要用戶:奔馳、大眾、寶馬、通用、福特、克萊斯勒等
2、理研公司(日本)
同樣是龍頭,主要客戶:鈴木、大發、大眾、本田、豐田、三菱、馬自達、日產、奧迪、寶馬、保時捷、法拉利、標致一雪鐵龍、雷諾、菲亞特
3、帝國活塞環公司(日本)
規模小,但是更專業的一家公司,日系性能車用得很多,譬如什么EVOGTR,Type-R之流的神車:豐田、日產、本田
4、馬勒公司(德國)
規模大,龍頭之一:通用、大眾、福特等
5、日本活塞環公司(日本)
規模小的專業性公司,高端車用的多:豐田、日產、本田、馬自達、日野、三菱、福特、寶馬 、沃爾沃
6、韓國柳成企業(韓國)
同樣是伴隨韓國汽車工業崛起而崛起的零配件公司,主要配套給:現代、起亞。

自主情況:
1、安慶帝伯格茨
實際是多國合資(與輝門,帝國合塞環聯合合資),配套給:上海大眾、一汽大眾、天津豐田、神龍富康、東風康明斯、依維柯、長城汽車、長安汽車、一汽錫柴、五羊本田、沈陽三菱
2、華閩南配
有合資背景(引進日本活塞環技術),配套給:沈陽航天三菱、五菱柳機、上汽通用、奇瑞汽車、一汽轎車、一汽馬自達、比亞迪汽車、吉利汽車、華晨汽車、江淮汽車、上海華普、天津一汽、重慶力帆
3、福建東亞機械
自主品牌,配套給:東安發動機、長安汽車、柳州五菱、吉利汽車、奇瑞汽車、華晨汽車、上海華普、東風渝安、比亞迪汽車、力帆汽車等。值得一提的是除了汽車以外這家在摩托車市場占有率很高。
4、湖南正圓動力
自主品牌,非常有歷史,創建與民國時期,英國劍橋大學的內燃機專家戴桂蕊教授歸國創建,中國第一個活塞環制造企業。配套給:上海大眾、上海通用、一汽、二汽、北京現代、奇瑞汽車、吉利汽車、東風汽車。

國內企業除了以上以外,還有兩百家左右的中小型企業,但規模上且有足夠配套能力的就20家上下,基本都生產中低檔次產品,企業規模較小,經濟效益較差,主要配套給自主品牌汽車,還有汽車零配件市場和維修市場。

一般來說,供應活塞環的公司同時還會供應發動機的氣缸缸套,這兩者是搭配工作的,一個陰一個陽,如同男女活塞運動,必須配套,很好理解,絕大部分汽車廠家不會自己生產活塞環和缸套。所以缸套這個配件等于也是一起介紹了。

 

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