柴油機(jī)活塞常見損傷的檢修

趙明輝

活塞的常見故障是破損、燒蝕、磨損。活塞是易損零件，價格比較便宜，在農(nóng)機(jī)維修中一般不對活塞進(jìn)行修理，而是直接更換。但在更換新件前，應(yīng)查明活塞損壞的原因，并對活塞損壞的原因進(jìn)行分析，以免相同的故障再次發(fā)生。

1.柴油機(jī)活塞頂或側(cè)面“燒蝕”

活塞燒蝕呈現(xiàn)在活塞頂部，輕者有疏松狀麻坑，重者有局部燒熔現(xiàn)象。柴油機(jī)活塞頂或側(cè)面局部或大面積燒蝕熔化，是由于活塞局部的溫度高于材料的熔點(diǎn)而造成，活塞局部溫度過高的主要原因?yàn)槿缦拢?/p>

（1）柴油機(jī)供油提前角過大，燃油供油過遲，燃油與空氣混合不好，部分燃油未混合完畢而形成局部高溫，使柴油機(jī)燃燒粗爆，工作溫度較高。

（2）進(jìn)入氣缸的混合氣因機(jī)車常處于全負(fù)荷或高速行駛，使空氣溫度不斷累計升高與燃油混合不良，燃燒室內(nèi)的燃燒壓力升高，柴油機(jī)產(chǎn)生爆燃。

（3）噴油嘴噴孔堵塞或壓力降低過大，霧化不良，沒有完全霧化的燃油滴在活塞頂和氣缸壁上，一旦燃燒，產(chǎn)生局部高溫?zé)龘p活塞。

燒蝕較輕的活塞，允許繼續(xù)使用，燒蝕嚴(yán)重時必須更換。

2.活塞積碳

活塞上的積碳主要沉積在活塞頂。由于進(jìn)入燃燒室的燃油和機(jī)油往往不能完全燃燒，因而會在活塞頂部和環(huán)槽等位置出現(xiàn)積碳。若活塞頂部嚴(yán)重積碳，易引發(fā)熾熱點(diǎn)火，使發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)產(chǎn)生不正常的燃燒；若環(huán)槽內(nèi)嚴(yán)重積碳，活塞環(huán)易卡死在環(huán)槽內(nèi)，造成氣缸密封性能下降，故應(yīng)定期清除活塞及缸內(nèi)的積碳?；钊敳糠e碳可用刮刀清除。若活塞環(huán)槽內(nèi)有積碳，可用折斷的舊活塞環(huán)磨制成合適的形狀進(jìn)行清除，但應(yīng)注意不要刮傷活塞環(huán)槽底部。也可用化學(xué)法來清除，即將積碳嚴(yán)重的活塞放入除碳劑溶液中浸泡2～3 min，將溶液溫度保持在80～95 ℃。將活塞取出后用毛刷或棉布擦除積碳，最后用加入01%～23%的重鉻酸鉀的熱水洗凈并吹干。

3.活塞破損和燒蝕

活塞拆出后應(yīng)檢查其頂部有無異常，若有撞擊造成的明顯凹陷甚至裂損，應(yīng)及時查明故障原因，予以排除。發(fā)動機(jī)工作中，造成活塞受撞擊損壞一般是氣門間隙過小、配氣相位失準(zhǔn)、氣門彈簧折斷等原因?qū)е禄钊c氣門相撞，或維修時氣缸內(nèi)掉入異物。對受損的活塞，若其頂部雖有凹陷，但無裂損可繼續(xù)使用，若發(fā)現(xiàn)有裂紋或孔洞必須更換新件。破損的活塞應(yīng)更換新件。

4.活塞環(huán)槽磨損

隨著活塞的高速往復(fù)運(yùn)動，活塞環(huán)在環(huán)槽中一直拍擊著活塞。尤其是壓縮行程和做功行程中，活塞環(huán)由于受到壓力作用，對活塞環(huán)槽產(chǎn)生較大的沖擊力，并緊壓在環(huán)槽下沿，使環(huán)槽磨損成外大內(nèi)小的梯形，并且環(huán)槽下沿的磨損比上沿大。由于高溫高壓氣體的竄入，對環(huán)槽也有一定的腐蝕作用，故在正常情況下，第一道環(huán)槽受高溫高壓及氣體腐蝕的影響最嚴(yán)重，故磨損也最厲害。以下各道環(huán)槽的磨損依次減輕。

活塞環(huán)槽磨損過大，將造成高壓混合氣體竄入曲軸箱，破壞潤滑油品質(zhì)，降低發(fā)動機(jī)動力，還會造成潤滑油竄入燃燒室等故障，嚴(yán)重時還會產(chǎn)生異響。

活塞環(huán)槽磨損后如超過極限，一般通過更換活塞的方法解決。如環(huán)槽磨損未超過極限，可采用更換活塞環(huán)的方法繼續(xù)使用，直至下次大修。

活塞環(huán)槽磨損后使活塞環(huán)側(cè)隙增大，可通過測量活塞環(huán)側(cè)隙和端隙來確定活塞環(huán)槽是否磨損過大。

（1）活塞環(huán)側(cè)隙的檢查?；钊h(huán)側(cè)隙是指活塞環(huán)與活塞環(huán)槽在高度方向上的配合間隙。測量時，將一新活塞環(huán)放入環(huán)槽，用塞尺測量環(huán)的側(cè)隙。若更換新活塞環(huán)后側(cè)隙過小，可將活塞環(huán)平放在細(xì)砂布上研磨；若側(cè)隙過大，說明環(huán)槽磨損，可將活塞環(huán)與活塞一起更換。新裝時側(cè)隙一般為002～005 mm，極限間隙為015 mm，達(dá)到應(yīng)更換活塞環(huán)。

（2）活塞環(huán)端隙的檢查。將活塞環(huán)放入氣缸，使其水平停放在距上平面15 mm的氣缸內(nèi)，用厚薄規(guī)進(jìn)行測量，其磨損極限為100 mm。

3.活塞銷孔的磨損

一般情況下，活塞銷的磨損是緩慢而輕微的，若活塞銷孔出現(xiàn)較快的嚴(yán)重磨損，多為活塞銷與銷孔配合間隙過大或配合表面過于粗糙所致。由于活塞銷孔主要承受上、下方向的力，由此造成活塞銷孔磨損成橢圓形，且銷孔上下方向的磨損最大?；钊N孔磨損過大會造成配合松曠并產(chǎn)生響聲，嚴(yán)重時還會出現(xiàn)裂紋。

銷孔與活塞銷的配合在常溫下有微量過盈，而活塞在80～90 ℃的工作環(huán)境時又有微量間隙，二者之間的接觸面積應(yīng)在75%以上?；钊N孔磨損通過鉸削銷孔并更換加大修理尺寸的活塞銷進(jìn)行修復(fù)。鉸削加工后，要檢驗(yàn)活塞銷座孔中心線與活塞中心線的垂直度。

4.活塞外表面磨損

活塞裙部外表面磨損后，裙部直徑減小，活塞與氣缸的間隙增大；橫截面產(chǎn)生圓度誤差、縱截面產(chǎn)生圓柱度誤差，這些都直接影響活塞的工作性能和柴油機(jī)的功率。用外徑千分尺、游標(biāo)卡尺測量活塞的上部、中部和裙部的外徑，有減磨環(huán)的還要測每道環(huán)的外徑。測量每一測量點(diǎn)的橫截面上互相垂直的兩個直徑：首尾方向和左右舷方向。將測量值記錄在表格中，計算出每個橫截面的圓度、縱截面的圓柱度，以其中最大值與說明書或標(biāo)準(zhǔn)比較，以確定活塞的磨損程度。endprint