活塞磨損的檢查與修理

www.guilinhy.com 來源：互聯(lián)網(wǎng) 作者：俠名類別：汽車構(gòu)造維修時間：2014年11月21

柴油發(fā)動機的活塞普遍采用鋁合金制造。這是由于鋁合金具有重量輕，導(dǎo)熱性好的優(yōu)點，有利于提高發(fā)動機的功率。鋁合金的突出缺點是膨脹系數(shù)大，高溫強度差，但采用合理的結(jié)構(gòu)，能滿足使用要求。近年來國外車用柴油機活塞開始研究使用灰鑄鐵，以發(fā)揮灰鑄鐵的優(yōu)勢。新設(shè)計的灰鑄鐵活塞的重量甚至比鋁合金還輕，它完全跳出了一般活塞的結(jié)構(gòu)型式。
    活塞的作用是承受氣缸內(nèi)燃?xì)馀蛎浀膲毫Γ⑼ㄟ^活塞銷和連桿將力傳遞給曲軸，變成曲軸轉(zhuǎn)矩對外做功。同時活塞頂部還是燃燒室的組成部分。活塞在高溫高壓下在氣缸內(nèi)做高速往復(fù)運動，承受很大的機械應(yīng)力和熱應(yīng)力。此外，活塞在氣體壓力的作用下，工作時還有輕微的擺動而撞擊氣缸壁，即在撞擊中滑動，因此活塞也會磨損。
    一、活塞外圓周的磨損
    對于活塞，磨損最大的是活塞環(huán)槽，特別是第一道活塞環(huán)槽，并以環(huán)槽的下平面最為嚴(yán)重，上平面相對較輕。環(huán)槽磨損后，外圓周表面磨損嚴(yán)重，里圓周表面磨損較輕，使環(huán)槽的端面呈外寬里窄的梯形。一般如第一道環(huán)槽還能使用，第二道環(huán)槽肯定也能使用。
    1．活塞外圓周磨損部位與測量
    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)的還要測量每道環(huán)的外徑。測量每一測量點的橫截面上互相垂直的兩個直徑：首尾方向和左右弦方向。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。
    2．活塞外表面磨損的修復(fù)
    磨損不嚴(yán)重時，光車裙部外圓，消除幾何誤差，滿足活塞一缸套間隙的可繼續(xù)使用。否則按材料處理：鋁活塞換新；鑄鐵活塞熱噴涂、鍍鐵恢復(fù)尺寸；鑄鋼活塞鍍鐵、堆焊恢復(fù)尺寸；減磨環(huán)過度磨損、嚴(yán)重拉傷或松動時應(yīng)換新。
    二、活塞環(huán)槽的磨損
    1．活塞環(huán)槽磨損的原因
    主要是由于環(huán)在環(huán)槽中相對運動：往復(fù)、徑向、回轉(zhuǎn)和扭曲；其次是進氣中灰塵硬粒、燃?xì)庵械奶苛＃貏e燃用重油，炭粒更大更堅硬；燃燒室高溫使活塞頭和環(huán)槽變形，材料性能下降，環(huán)與環(huán)槽之間的油膜破壞，環(huán)槽磨損更加嚴(yán)重。
    環(huán)槽磨損使其與環(huán)的配合間隙增大，活塞環(huán)的密封性下降，產(chǎn)生漏氣、壓縮壓力和爆發(fā)壓力降低和進入環(huán)背面燃?xì)庠龆啵邏喝細(xì)鈱h(huán)壓向缸壁致使環(huán)容易折斷。環(huán)槽磨損使環(huán)槽截面形狀由矩形變?yōu)樘菪位虺霈F(xiàn)磨臺，且以第一、二道環(huán)槽為重為快，一般活塞環(huán)槽的磨損率在0. 01 mm/kh以內(nèi)為正常磨損。
    2．活塞環(huán)槽磨損的測量與修復(fù)
    活塞環(huán)槽磨損情況是通過樣板和塞尺測量環(huán)槽高度的變化來確定。樣板是以新環(huán)環(huán)槽高度為準(zhǔn)制作的，也可以用一只新環(huán)作樣板。測量時，將樣板水平插入環(huán)槽并緊貼環(huán)槽下端面，用塞尺測量環(huán)與環(huán)槽上端面之間的距離，即配合間隙，稱為平面間隙。測量值與說明書或標(biāo)準(zhǔn)比較。當(dāng)超過極限值時，說明環(huán)槽磨損嚴(yán)重，應(yīng)予以修復(fù)。
    活塞環(huán)槽磨損后，可用電鍍工藝使其恢復(fù)到原來的尺寸。但由于電鍍所使用的設(shè)備和工藝比較復(fù)雜，一般不容易做到。活塞環(huán)槽的修復(fù)，還可以采用車削或磨削加大活塞環(huán)槽縱向尺寸的方法，但此法必須有與之相配合的加厚活塞環(huán)。由于此種活塞環(huán)難以買到，此法也難以實現(xiàn)。因此，如活塞環(huán)槽損壞了，活塞銷孔和活塞也有不同程度的磨損，維修時還是以換一組新的活塞和活塞環(huán)為好。活塞環(huán)槽磨損后，根據(jù)具體情況可選用不同方法修理。
    三、延長新活塞使用壽命的措施
    鋁活塞銷孔熱膨脹大于活塞銷，為了保證高溫工作時得到正常的工作間隙，制造中給出了一定的安裝緊度。裝配時如不提前將活塞加熱而僅用錘頭硬敲擊，就會使銷孔擠大，這樣在使用時就會產(chǎn)生松曠而造成活塞銷在銷孔里竄動，產(chǎn)生敲擊聲，嚴(yán)重時會折斷卡簧，拉壞缸套。
    新活塞在安裝使用前，用廢機油煮3～4次，比用開水煮好，能延長活塞的使用壽命。新活塞用廢機油煮是一種熱處理方法，稱為“時效處理”或“人工穩(wěn)定處理”，它的目的是消除鑄造應(yīng)力，減少合金的熱膨脹。為了使尺寸穩(wěn)定不再變化，機械性能提高，大多數(shù)鋁合金活塞在鑄成毛坯后和加工前，先進行熱處理。如以銅硅鋁合金而論，就要求將機油加熱至150～160℃，歷時10～12h之久；又如硅鋁合金則需加熱至166～177℃和歷時14～18h。至于新活塞用廢機油煮比開水煮要好些，原因就在于油的溫度可加熱至200℃，符合于穩(wěn)定熱處理的要求。