特点
无涂层
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2013年9月14日
22
活塞环结构设计--I型钢质油环
铸铁油环 I型钢质油环
●极富柔软性，对缸体具有良好追随性； ●面压均匀，密封性能优良； ATG目前生产范围： ●直径Φ76～Φ150 ●环高1.5～5mm 15 ATG从日本全套引进能加工1.5mm 的I型油环设备为丰田配套 ●高强度，能够实现环高薄型化 ●刮油刃能够制作得很小；
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2013年9月14日
15
8.9 闪镀 （Blitzchrome® ） 5-1、SBC®(侧面闪镀)
Standard Process
普通镀铬
BLITZCHROME SBC®闪度
KV 球铁 Steel 钢质
侧面形态 SEM view f of sides
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2013年9月14日
24
活塞环结构设计--LKZ®油环
• 低机油耗 • 减小弹力以降低摩擦功损耗
标准的柱面刮油刃设计 镀铬
刮油刃带锥设计 CKS涂层
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ATG 活塞环技术介绍
----产品技术部
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2013年9月14日
1
目录
• 发动机发展需求 • 活塞环新技术介绍 • ATG试验设备
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CKS/GDC 倒角不加工 0.30 max
CKS/GDC 倒角加工 0.15 max
CKS/GDC “sharp” 半镶嵌
一般
较好
机 油 耗 趋 势
很好
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2013年9月14日
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活塞环结构设计--Top 压缩环
4 3 3 3 3
3
EU12L 535 hp / EGR
SHale Waihona Puke C ®00100 200 300 400 500 600 700 800 900 100011001200
试验时间 [h]
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2013年9月14日
17
活塞环结构设计--Top 压缩环
2013年9月14日
2013年9月14日
16
5-2、SBC®(侧面闪镀)
•适用全涂层及半镶嵌设计 • 适用 CKS / GDC 环 • 适用钢质及球铁基体
15
SBC®(侧面闪镀)
Surface KV1/KV4
4
Blitzchrome = blue SAE= black KV = green St-Nt = red
4 4.5
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2013年9月14日
23
活塞环结构设计--RABO油环
对于低环高的铸铁环，铣油孔不利于其强度。用钻油孔来取代铣油孔大 大地提高了断裂强度。除此之外，钻孔加工比铣油孔加工对于环端面及工作 面的变形影响要小得多 对早期的油耗产生了积极的影响 面的变形影响要小得多，对早期的油耗产生了积极的影响。
- 尖锐的下棱边倒角 - 外圆不对称桶面
耐久后外圆形貌
Ring Profile Trace new
闭口间隙
- 最小的闭口间 隙及倒角
漏气量
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2013年9月14日
21
活塞环结构设计--2ND 压缩环
耐久+控油
外台镀铬 + 控油性 外台 + 耐久性 镀铬
4
4
外圆面
环侧面磨 磨损 [µm] ]
SAE9254
10
EU13L 200bar/52 0bhp EU12L 45 4.5 230bar/530bhp
3.5 4
EU12L 185bar/455bhp EU16L
4 4 4
St-Nt
EU16L
3
EU12L 500 bhp
3
侧面闪镀
5
4
EU16L 3.5 EU13L 200bar/52 3 0bhp
原理：钛、铬等金属蒸发源，通过 电弧放电，形成气化离子，与N2、 O2结合，在活塞环目标源上凝固沉 积生成TiN、CrN(O)、CrN等镀层
特点 • 复杂的工艺性 • 涂层结构精细 • 应用广泛
适应批量生产
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2013年9月14日
2013年9月14日
25
低摩擦损失的２片式LKZ控油环
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2013年9月14日
26
ORC涂层油环
¾活塞与活塞环表面照片对比
非ORC ORC
活塞环
活塞
油环环槽处 积碳多
油环环槽处 积碳少
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11
8.8 PVD涂层
3-2、PVD 涂层
Physical ® Vapor Deposition
● 高耐磨损性能 ● 低粘着磨损性能 ● 低磨粒磨损性能 ● 高耐腐蚀性能
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2013年9月14日
12
4-1、DGC®涂层
Ceramic Content
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2013年9月14日
9
2、GDC® - 涂层
p
Crack network with Substructure
优势 • 较高耐磨性 • 最佳寿命预期 • 针对低机油耗设计方案范围广
KV 球铁
Steel 钢质
闪镀（ Blitzchrome®）特点是： ●其刚性、硬度、抗磨损强度和 加工性与传统铬涂层特性相似; 加 性与传统铬涂层特性相似; ●闪镀铬层非常薄且很均匀。
上图显示压缩环下侧面有 层白色闪镀层 上图显示压缩环下侧面有一层白色闪镀层。
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从图中可看出 从图中可看出： （a）不对称桶面环在 缸壁上形成的油膜比一 般桶面环要厚 （b）大环高的环在缸 壁上形成的油膜比小环 高的环要厚
油膜厚度（μ）
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2013年9月14日
19
活塞环结构设计--Top 压缩环
DGC涂层：ATG公司新引进技术，相比PVD涂层，摩擦系数更低，硬度更高，涂层厚度更低 DGC涂层特性：高耐磨损性能、高耐腐蚀性能、低摩擦系数、低粘着磨损性能、低磨粒磨损性能
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2013年9月14日
13
4-2、DGC®涂层
2013年9月14日
4
二 活塞环新技术介绍 二、活塞环新技术介绍
- 活塞环材料 - 活塞环涂层 - 活塞环结构设计
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2013年9月14日
5
活塞环材料 – 铸铁
标准 弹性模量 （GPa） 抗弯强度 （MPa） Microstructure 金相组织 适用范围 标准灰 铸 铁Grey cast iron 普通灰 铸 铁Grey cast i iron 高强灰 铸 铁Carbidic cast iron 普通球墨 铸 铁Spheroidal graphite 高强球墨 铸 铁Spheroidal graphite
ATG技术追求
■ 减少发动机摩擦
■ 最大限度降低漏气量 大气污染防止 减少尾气排放 燃烧改善 进 步降低机油耗 ■ 更进一步降低机油耗 使用量减少 石油枯竭 燃料多样化 代用燃料 ■ 和缸套匹配磨损性提高 ■ 耐拉缸、耐烧结性提高
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190
1270 i 1270min.
17铬不锈钢
190
980min.
回火马氏体
压缩环
高合金钢
190
980min.
回火马氏体
压缩环+ 氮化I型钢质油环
碳素钢
低合金钢
高合金钢
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2013年9月14日
7
活塞环表面处理
镀铬 （镀铬 + 特殊珩磨） 气体氮化 喷钼 普通喷钼（MP43） 陶瓷喷钼（MKP81A） 铬、陶瓷复合镀(CKS®) 铬、金钢石复合镀(GDC ) 离子镀（ PVD®）