活塞因受氣體壓力而作往復運動,這種往復運動通過曲軸變?yōu)樾D運動,所以活塞環(huán)承受著側推分力。因此,活塞環(huán)填補了活塞與汽缸之間的間隙,并經(jīng)常與缸壁接觸而作滑動運動。它不僅防止了竄氣,控制機油,而且還防止活塞與缸壁的強烈接觸。亦高壓氣體達到環(huán)的背隙中,其壓力把活塞環(huán)外圓壓向汽缸內壁,使活塞保持浮動狀態(tài)??梢哉J為,這時活塞環(huán)與環(huán)槽必須留有合適的側隙和背隙。一般情況下,背隙的作用有兩個:一在于防止因活塞環(huán)和活塞的膨脹而使環(huán)粘著在不槽中;第二在于提高活塞環(huán)滑動面的接觸壓力。起到了防止活塞與缸壁強烈接觸的作用。
活塞環(huán)的折斷主要發(fā)生在經(jīng)常暴露于高溫高壓下的上部活塞環(huán),特別是在氣缸表面磨損的場合。如果環(huán)在運行中折斷,則環(huán)的斷口會將氣缸內表面刮破而發(fā)出響聲;或者因燃氣漏下使氣缸下部過熱,進而漏入曲柄箱中,污染滑油,產(chǎn)生大 量油霧。碎片則可能沖入排氣管甚至廢氣渦輪增壓器,打碎增壓器葉片,造成嚴重故障;也可能引起拉缸,損傷缸套并使活塞環(huán)槽變形。另一方面,活塞環(huán)斷裂后,由于壓縮壓力也降低,使燃燒不良,排氣冒黑煙。如果發(fā)生活塞環(huán)突然折斷現(xiàn)象,應立即停車,吊缸更換活塞環(huán),以保證氣缸的密封性。若當時情況不允許停車吊缸或無備件,則應降低轉速,降低該缸的噴油量或停油,并保證故障缸的良好潤滑,適當增大供油提前角,啟動時換成輕油,密切注意環(huán)缸有無異常聲音,使柴油機安全運行到達港口進行修理。如果活塞環(huán)連續(xù)折斷,應將環(huán)嵌進環(huán)槽,一面上下輕輕振動,一面轉動,檢查環(huán)和環(huán)槽的間隙。對那些磨損嚴重的環(huán)槽進行光車,換用較厚的環(huán),或者更新活塞。
活塞環(huán)隨活塞在氣缸內作往復運動,使活塞環(huán)外圓工作表面磨損,環(huán)的徑向厚度減小,活塞環(huán)的工作開口即搭口間隙增大;活塞環(huán)在環(huán)糟內運動,使環(huán)的上、下端面磨損、環(huán)的軸向高度減小,環(huán)與環(huán)槽的間隙即平面間隙增大。在正常情況下,若活塞環(huán)得到良好的潤滑,則它的磨損速度通常不超過0.3~0.5mm/kh,活塞環(huán)的厚度也基本上均勻,活塞環(huán)沿圓周方向各處腐損均勻,并仍與缸壁完全貼合,所以,正常磨損的活塞環(huán)仍具有密封作用,這樣的磨損是正常磨損。但實際上,活塞環(huán)外圓工作表面多為不均勻磨損往往開口的對側磨損更嚴重,或者磨損速度很快,這樣的磨損稱異常磨損。di一道活塞環(huán)的工作條件尤為惡劣,高溫燃氣使缸壁溫度過高、滑油氧化、潤滑條件變壞導致其異常磨損;高溫使活塞頭和環(huán)槽過熱變形破壞環(huán)與環(huán)槽配合也會發(fā)生異常磨損。