活塞环
定义
活塞环(Piston Ring)是用于崁入活塞槽沟内部的金属环，分为压缩环和机油环两种：
- 压缩环：密封燃烧室内的可燃混合气体；
- 机油环：刮除汽缸上多余的机油。
其为具有较大向外扩张变形的金属弹性环，装配于剖面与其相应的环形槽内，通过往复和旋转运动，依靠气体或液体压力差，在环外圆面与气缸及环槽侧面间形成密封。
应用范围
活塞环广泛应用于各类动力机械，核心场景包括：
- 动力系统：蒸汽机、柴油机、汽油机、压缩机、液压机等发动机；
- 交通装备：汽车、火车、轮船、游艇等交通工具；
- 其他设备：各类需要密封和润滑的动力传动系统。
通常安装在活塞的环槽里，与活塞、缸套、缸盖等元件共同组成腔室实现做功。
活塞环意义
作为燃油发动机内部的核心密封件，活塞环与汽缸、活塞、缸壁协同完成燃油气体的密闭。根据发动机类型（柴油/汽油），其设计因燃油性能差异而不同：
- 技术演进：从早期铸造工艺发展为钢制高功率活塞环，配套溶射、电镀、镀铬、气体氮化、物理沉积、表面涂层、锌锰系磷化处理等先进技术，显著提升了密封和耐磨性能。
功能
活塞环主要承担四大核心作用：
1. 密封作用
- 核心功能：防止燃烧室气体泄漏至曲轴箱，控制泄漏量以提高热效率；
- 影响：漏气会导致发动机动力下降、机油变质，是气环（压缩环）的主要任务。
2. 调节机油(控油)作用
- 核心功能：刮除缸壁多余润滑油，同时保留薄油膜以保障气缸、活塞及环的润滑；
- 现代价值：高速发动机中对油膜厚度控制精度要求高，直接影响发动机可靠性。
3. 导热(传热)作用
- 机制：通过活塞环将活塞热量传导至缸套，实现冷却；
- 数据支撑：约70-80%的活塞顶热量经活塞环传递给缸壁散发。
4. 导向(支承)作用
- 作用：保持活塞在气缸内平顺运动，降低摩擦阻力，避免活塞敲缸；
- 配置差异：
- 汽油发动机：2道气环+1道油环；
- 柴油发动机：3道气环+1道油环。
活塞环分类
按结构分
- 整体结构：铸造或整体成型工艺制成；
- 组合环：环槽内装配2个/以上零件组成；
- 开槽油环：侧面平行，带2个接触环岸及回油孔；
- 开槽螺旋撑簧油环：开槽油环内置螺旋撑簧，径向比压均匀，常见于柴油机；
- 钢带组合油环：由衬环+2片刮环组成，常见于汽油机。
按断面形状分
桶面环、锥面环、内倒角扭曲环、楔形环/梯形环、鼻形环、外台肩扭曲环、异向倒角油环、同向倒角油环等。
按材料分
- 铸铁活塞环
- 钢质活塞环
按表面处理分
- 氮化环：氮化层硬度≥950HV，脆性1级，耐磨性优异；
- 镀铬环：硬度≥850HV，表面微裂纹网络利于储油；
- 磷化环：化学处理形成防锈膜，提升初期磨合性；
- 氧化环：高温氧化生成耐蚀油膜，兼具减磨功能；
- 其他：PVD（物理气相沉积）等技术。
按作用分
- 气环（压缩环）：防止气体泄漏，保障燃烧室密封性；
- 油环：刮除缸壁多余机油，控制油膜厚度。
注：本文内容基于活塞环基础技术参数及行业通用标准整理，具体应用需结合设备工况进一步优化。