如何正确选择活塞环并将其间隙

是什么使得活塞环的选择和环端间隙对发动机的寿命和功率如此重要？更重要的是，是什么使第一台发动机的点火对正确的侵入和寿命如此重要？发动机运行的前几分钟为动力、效率和发动机寿命奠定了基础。在一个理想的世界里，所有发动机的建造将包括一个为适当的发动机闯入的dyno拉力。然而，如果你像我们大多数人一样，你几乎买不起引擎的建造，更不用说增加一个dyno会话的费用了。在DYNO上，发动机的建设者需要装载发动机，靠在油门上很难坐上活塞环和轴承，这在开阔的道路上更具有挑战性。

然而，引擎中断正在我们的故事前面。活塞和环选择是在其开始的地方。在进入活塞环类型之前，我们需要谈谈活塞环的作用。尽管活塞环的工作是明显的，但气缸密封和油控制是另一个同样重要的功能是通过直接接触将热量从活塞传递到气缸壁。油也会带走破坏性的热量。随着活塞环的摩擦降低、效率和更高的功率变得越来越薄，从活塞到气缸壁的热传递已经变得更加关键，并且在活塞上显然更加困难。

如果您计划高性能驱动，活塞环选择与活塞选择一样重要。选择取决于您的引擎如何使用。有三种基本的活塞类型：铸造、过共晶和锻造。铸造活塞往往是旧学校，在大多数汽车和卡车上都是旧设备。过共晶活塞是高硅铸件，因其硬度和成本而选择。他们花不了多少钱，而且更耐用。锻造活塞是非常坚固的，并且能够承受大量的滥用。它们是高性能应用程序的唯一选择。锻造活塞的缺点是膨胀速度。它们需要更大的活塞到气缸壁间隙，因为它们采用了侵蚀性的膨胀速率。结果，他们在冷起动时有噪音，有一个可预测的异响，当发动机升温时，发出安静的声音。

环宽度是环选择中的第一个考虑因素，这取决于您打算如何使用您的引擎。如果您正在进行赛车或进行燃油经济性挑战，您需要更薄的活塞环，这样就会产生较小的摩擦并消耗较少的能量。更传统的活塞环尺寸（更宽）适用于周末巡洋舰和日常通勤者，因为他们穿得更好，承受更大的负荷。你会从他们那里得到更多的生活。

一天后，标准的环形包装是一个5/64英寸的顶部压缩和辅助环，之后是一个3/16英寸的油环包装。这些尺寸适用于环的厚度。5/64英寸的厚度（0.078英寸）要求对气缸壁施加大量的压力以进行适当的密封。活塞环制造商称这种径向张力。这的缺点是摩擦。任何活塞环组件中的最大摩擦都是由油环产生的。然而，所有三个环的组合摩擦都是显著的。它使发动机功率和效率降低。

汽车工程师最终认识到一个较薄的活塞环包可以减少内部摩擦并提高效率。1980年代初，工厂的发动机出现了1.5mm/1.5mm/3.0mm活塞环包，以减少摩擦。随着活塞环变得越来越薄，密封它和气缸壁所需的径向张力的量大大减少。这是因为当我们减小接触气缸壁的环的总表面积时，可以减小径向张力，以在环上产生相同量的负载。

通过用薄活塞环降低气缸壁的径向张力，我们也减少了环与气缸壁接触时产生的摩擦力。我们通过减少多个钢瓶的内耗来提高功率。它也可以安全地说，更薄的活塞环密封更好，这意味着吹过环(失去的动力)减少。这意味着更多的气缸压力(热能)被捕获在活塞上方，以更大的能量回报我们。渐渐地，售后性能行业为我们提供了更多的活塞环组合选择。

来自Summit赛车设备的总密封活塞环为渐进式发动机建造者提供了更多的薄、低摩擦环套件，采用具有0.9mm顶部的超薄高级轮廓系列活塞环和带有2mm油环的第二环。根据首脑会议的要求，用总密封超薄0.9/0.9/2mm的组合更换典型的1/16/1/16/3/16英寸的薄环包装，减少了内部摩擦高达90%。正是这种先进的环技术给我们带来了性能和效率。

先进的活塞环技术并不便宜。总印章的经典1/16英寸的戒指设置从高峰，为一个4.030英寸的钻孔成本略高于100美元。总密封无盖副戒指的成本略低于400美元一套。环间隔器运行成本更高，接近500美元。

对于性能应用，它更多的是选择合适的活塞结构和压缩比，同时选择一个优化的环包。这必须首先从正确的环形材料的选择开始。一旦材料被选择，就可以选择环形宽度和类型。活塞队，作为一个例子，提供了一个巨大的选择环形材料，这在最初可能是压倒性的。首先是碳钢，它是一种比传统铸铁更可锻铸的材料，它可以在不发脾气的情况下处理更高的温度，并且能够更好地承受爆轰。铸铁，本质上是脆的，不像硬化的锻钢那么坚固。硬化钢顶部环表现如此好，甚至汽车制造商使用更多的这些天在生产发动机的耐用性。如果你计划增加，氮气，或过量的压缩，钢更有意义，因为它比铁更能忍受极端。

镀铬的戒指是很受欢迎的，但已经失去了青睐，并不再被引擎建造者使用了。许多铬面对的环的问题是，由于它们的硬度，它们是极其困难的和难以断裂的。更重要的是，他们并没有很好地处理爆轰波。建议不要使用它们。

一些钢氮化物环提供了一个坚韧的等离子钼涂层，除了气体氮化物的耐久性。钢氮化物顶部环是一个很好的选择，但性能应用，但并不总是最佳，因为他们可以是昂贵的。活塞队提供了大量的戒指选择，如果你是在一个预算。硬化球墨铸铁是一个很好的选择，街道性能引擎，并从传统铸铁添加镁的灰铸铁，以提高韧性，因为球墨铸铁更灵活。它不太可能破裂。事实上，球墨铸铁的抗拉强度大约是灰铸铁和挠曲抗拉强度的两倍，而不是在高应力下断裂。这使球墨铸铁成为一个可怕的顶部环，当你关心成本。活塞队告诉我们，球墨铸铁环提供了等离子钼(Moly)表面涂层，以使他们更兼容铁圆筒壁。

JE活塞增加了其优质的座圈系列环包，是使用更现代的等离子体-摩利镶嵌技术的球墨铸铁顶环的一个很大的例子，它产生了一种极其坚硬、多孔、耐磨的表面，该表面保留了油并改善了润滑，同时减少了内部摩擦。通过用含有铬、Mo和镍的合金粉末以及其它元素将环喷涂到环形面内的小通道中来施加等离子体。使用极端的热量，粉末金属变成熔融的喷雾，其提供了粘附特性，从而降低了剥落和失效的可能性。这种方法意味着更快的磨合和更好的气缸密封。

第二个活塞环不处理顶环所承受的强烈的热量和压力。活塞队告诉我们，它的等离子莫利环封装是一个很好的选择，呼吁碳素钢氮化物顶部环与球铁秒。这种组合的一个较便宜的版本是Sportsman系列戒指包，其中包括等离子喷涂球铁顶环和灰色铁第二环，这是一个更便宜的戒指包。

第三槽中的油环更简单，其中大多数环包为两个密封环提供碳钢。两个环中间的膨胀器可能有所不同，但要问自己的主要问题是：发动机如何使用？一旦您选择了“环材质”选项，您可以根据顶部和第二环设计、面样式、径向厚度以及可能的任何特殊处理（如研磨和/或超或关键精加工步骤）移动到下一级的决策。整个过程都旨在优化环形密封，并在活塞上方捕获气缸压力，在此可将其转化为动力。

如果你想省钱，而不是去赛车，峰会赛车设备和高速汽车提供了一个广泛的选择，速度专业铸造，超共晶，甚至伪造活塞几乎每一个底特律出生的引擎在那里。过共晶活塞是一个很好的妥协，而不是伪造和铸造，如果你只是去巡航。峰会的技术人员可以为您选择的活塞提供最好的建议，同时还可以选择合适的环包。

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