摩托車發動機有四沖程和二沖程之分，國內的摩托車發動機排量一般在 50 ～ 250mL 之間。現代摩托車發動機轉速高（四沖程發動機轉速高達 6000 ～ 10000r/min 左右，二沖程也達 4000 ～ 8000r/ min ）、功率大、熱負荷高，燃燒室內承受巨大爆發力的沖擊和高溫。當發動機滿負荷工作時活塞頭溫度達 300℃ 左右，裙部的工作溫度也達 150℃ ～ 180℃ 。活塞環始終處于高溫、高壓、高速、高負荷的工作狀態，且所受的力十分復雜。活塞環、活塞和缸套之間為移動式接觸面，屬典型的滑動摩擦，特別是第一道環直接接近燃燒室，工作環境尤為苛刻。顯然，在高溫、高壓、高速、高負荷的工作條件下，活塞環必須保持良好的熱穩定性和疲勞強度，并且具有硬度高、剛性好、彈力強、耐磨性好、控油能力強、與缸孔內壁貼合性好等性能。為適應發動機不斷強化的需要，對活塞環的功能要求更為嚴格，既要保證良好的密封效果，又要減少摩擦功耗損失，故活塞環趨向矮型化、低張力化。
一、摩托車發動機活塞環的功能和結構特點
四沖程和二沖程摩托車發動機的結構具有很大的不同，所以它們的活塞環結構和功能亦不同。四沖程的活塞環，第一道氣環原為球墨鑄鐵外圓鍍鉻，現多采用馬氏體高鉻合金并經氮化處理，其表面硬度高達 HV1000 ～ 1200 （基體硬度為 HV300 ～ 500 ）、耐磨性和耐腐蝕性均好。第一道環外圓為桶面，桶面環和缸套的接觸面積小，壓力較大，磨合后，桶面兩端形成塌角。這種兩端略塌下的磨滑面，有利于環在上下運動時形成穩定的油膜，不僅減少磨損，且有利于密封。第二道環采用合金鑄鐵錐面環，其外圓上小、下大的錐面，與缸壁接觸面積小，壓力增加，也有利磨合和密封。活塞環上行時易形成穩定的油膜，下行時，則可將汽缸壁上多余的潤滑油刮下，而且，鑄鐵表面具有點狀孔隙，便于貯存潤滑油，減少環與缸壁的磨擦，提高環的耐磨性。油環采用鋼帶組合式，接觸壓力高，且壓力分布均勻，上、下刮片的外圓均鍍有硬鉻層，現又有上、下刮片經氮化處理，刮油能力強，經久耐磨，適應性好，能較好地適應汽缸的不均勻磨損和活塞變形等造成的影響，防止結膠、積渣，具有良好的控油能力，既能阻止過多的潤滑油進入燃燒室，又能較好地保持活塞環和缸壁的潤滑。這是目前四沖程發動機活塞環最佳的組合結構形式。二沖程發動機由于其獨特的結構特征，所以，它的活塞環由兩道壓縮氣環組成，材料多為球墨鑄鐵，外圓鍍硬鉻。二沖程發動機的潤滑，主要是靠曲軸箱內掃氣的油霧或以潤滑油和燃油分離供油的方式進行潤滑，所以二沖程發動機工作時、曲軸箱內的潤滑油和燃油充分稀釋、混合，并具有很好的減磨和抗高溫燒結能力，保證零部件的良好潤滑并且有清凈性。另外，進入燃燒室的混合氣要求完全燃燒，避免燃燒不完全引起火花塞積碳、生垢、點火提前、排氣口堵塞、排放煙霧等。兩道壓縮氣環主要起著密封和導熱的作用，為防止其運動在進、排氣口處卡死，二沖程發動機活塞環的開口處開有定位槽。
二、活塞環損壞的形式和原因
1. 粘著磨損。即俗稱“拉缸”粘著磨損產生的主要原因是活塞環與缸壁滑動面過熱，潤滑油膜被燒損破壞，使活塞環和缸壁摩擦表面上凸尖面直接接觸，形成局部高溫造成摩擦表面燒損。特別是在高溫高速下處于邊界磨擦或干磨擦狀態，更易導致活塞環與缸壁之間金屬表面元素的物質轉移，且在相對運動的表面上形成線狀擦傷和局部熔焊，即活塞環圓周滑動面、活塞裙部和缸壁擦傷、粘著，嚴重時將產生咬缸（抱缸）故障。產生拉缸的主要原因如下。
（ 1 ）發動機過熱，破壞潤滑油膜由于摩托車發動機溫度過高，缸頭過熱，引起各摩擦副之間潤滑條件惡化，排氣門燒蝕，活塞異常變形，破壞汽缸、活塞、活塞銷及活塞環等摩擦副相配零部件間的正常裝配關系，甚至活塞環卡死在環槽中，加速熔著磨損。引起過熱的因素有： ① 初期磨合時，缸壁、活塞和活塞環的摩擦表面凸尖部分容易產生局部較高負荷，使其表面產生高溫。 ② 風冷或強制風冷發動機的缸體散熱片被油泥、污垢堵塞，影響散熱。 ③ 水冷發動機不注意及時添加冷卻液，或冷卻液不足、泄漏，引起發動機過熱。 ④ 超負荷工作，長時間高速運行和連續工作，缸頭容易過熱。 ⑤ 發動機燃燒室工況惡化、爆震，點火過早，或使用低標號汽油或劣質汽油。 ⑥ 潤滑油過量或過少。
（ 2 ）使用劣質或牌號不對的潤滑油，致使潤滑不良由于摩托車發動機轉速高，摩擦副之間的潤滑油膜承受的擠壓強度大（一般在 50 ～ 100kgf/cm 2 左右），必須使用優質專用潤滑油。而且由于四沖程和二沖程發動機結構差異很大，所使用的潤滑油亦不相同，不能誤用。四沖程發動機具有獨立的燃油系統和潤滑系統，潤滑油不進入燃燒室。專用潤滑油中含有二硫化磷酸鋅鹽（ ZDDP ）等抗氧化、抗腐蝕劑，灰分含量高。二沖程發動機的燃油和潤滑油是在曲軸箱內充分稀釋、混合，形成混合氣體油霧，然后進入燃燒室充分燃燒的。所以該潤滑油不能像四沖程發動機的潤滑油含高灰分的清凈分散劑、 ZDDP 、粘度指數改進劑等聚合物，如誤用，則四沖程潤滑油中的 ZDDP 易生成沉淀物，并使火花塞積垢，排氣口堵塞，活塞上生成漆膜等；高灰分含量則將導致二沖程發動機點火提前，發生爆燃，損壞發動機，燒蝕活塞頂。單級基礎油中的高粘度易產生沉淀物和煙霧，多級油含有相對氧化穩定的聚合物，會使燃燒不完全，導致沉積嚴重，排氣堵塞。反之，四沖程發動機誤用二沖程的專用潤滑油，由于不含高灰分的清凈分散劑，易引起汽缸活塞組件的結灰和粘環，而且缺少 ZDDP 、粘度指數改進劑等添加劑，不能滿足四沖程發動機的使用要求，易造成四沖程發動機腐蝕和磨損。摩托車發動機潤滑油必須定期更換，使用時間過長，潤滑油老化，穩定性變壞，潤滑油氧化、變質、積碳，潤滑油性能下降，甚至失效，也常是導致活塞環“拉缸”的重要原因之一。
（ 3 ）潤滑系統故障造成機油流量不足，壓力過低 ① 機油泵磨損或維護不當，導致泵油能力下降。 ② 機油過濾網堵塞或局部被堵塞，處于似堵非堵的狀態，導致機油量不足、壓力過低。 ③ 機油濾清器失效，濾心被堵住，油路被油泥、污垢堵塞。 ④ 箱體、缸頭蓋上油道孔被堵塞。 ⑤ 維護保養欠及時。 ⑥ 二沖程發動機的潤滑油比例配比量不當或配制方法不對，潤滑油未能在燃油中充分溶解。、
（ 4 ）違反操作規程，使用、維護不當 ① 忽視磨合期的使用和維護，不限速、超負荷運轉，不注意磨合期的例行維護保養或方法不對。 ② 出車前，不預熱升溫，狂轟油門或突變油門，突變載荷，引起潤滑不良，活塞環擦傷。 ③ 發動機長時間怠速運轉。 2. 磨料磨損磨料磨損不僅造成活塞環圓周工作面的磨損，而且使活塞環上、下端面以及活塞環槽間形成機械性的研磨作用。活塞環槽與環的間隙過大，導致活塞環在環槽中上、下運動幅度增大，引起機械性磨損，并且“泵油”作用加劇，燒耗機油，積碳嚴重，形成惡性循環。應當指出，不論是氮化活塞環或鍍鉻環，最忌磨料的損害，因為灰塵中含量最多的是 SiO 2 ，其顆粒小、硬度高達 HRC50 以上，對汽缸壁和活塞環的圓周工作面及上下端面磨損嚴重。而氮化環和鍍鉻環的硬質層都是有限的，大概約為 0.06 ～ 0.08mm ，根據實驗資料表明， 1g 的灰塵進入汽缸，其結果是導致缸壁磨損 0.01mm ，活塞環的鍍鉻層或氮化硬質層將磨損 0.04 ～ 0.06mm ，磨料對其的磨損速度極其快速，一旦硬質層磨掉，活塞環的耐磨性將急劇下降，并使其密封和控油能力在極短的時間內失效。磨料磨損的硬質顆粒主要來自下述幾方面。
（ 1 ）空氣濾清器失效，導致空氣中的塵土長驅直入摩托車的空氣濾清器離地面較近，不少還裝置在摩托車的后輪處，車輪揚起的塵土，很容易被吸進空氣濾清器內。灰塵吸附在濾心的微孔上，極易引起堵塞，使空氣流動阻力增加，充氣系數下降，造成混合氣過濃，發動機工況惡化，導致動力下降。嚴重的還會造成濾心破損，致汽缸和活塞環急劇磨損。國內不少摩托車廠家對空氣濾清器的作用重視不夠，不僅裝置位置欠妥，而且濾心質量極差，不少為泡沫塑料制成，一旦其端面粘結劑脫落，則形同虛設；其次，對空氣濾清器與發動機化油器聯接方式不重視，導致空氣斷路，灰塵大量直接進入化油器和汽缸內。
（ 2 ）機油濾清器和燃油濾清器失效發動機在運行過程中潤滑油和燃油的性質易發生變化，混入滲進的灰塵、雜質、水分，使潤滑油老化，燃油變質，導致潤滑性能下降，燃燒不完全等。致使灰塵、污物等浸入活塞環和汽缸壁等摩擦副的表面上，所以，應加強對燃油、潤滑油濾清器進行清潔、保養維護。
（ 3 ）機油長期使用，使其形成膠質，燃燒不好形成積碳等，成為可怕的磨料。
3. 腐蝕磨損劣質機油中含有硫等化學物質，附在缸壁上并總有少量機油在燃燒室內燃燒和分解，其形成的酸將凝聚在缸壁、活塞和活塞環上，引起電解腐蝕。此外，可燃混合氣燃燒后生成的碳、氮的氧化物變有化學腐蝕劑。特別是低溫啟動時混合氣燃燒后生成水蒸氣，極易與廢氣中的硫、氮、碳的氧化物生成酸類，并依附在缸壁、活塞及活塞環上，使其產生電化學腐蝕和濕腐蝕（微電池化學腐蝕）。當活塞及環在汽缸內作往復運動時，這些薄弱的金屬腐蝕物，又極易脫落而形成磨料磨損，其相互作用的結果使腐蝕更厲害，磨損更嚴重。
