柴油機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，在農機維修中一般不對活塞進行修理，而是直接更換。但在更換新件前，應查明活塞損壞的原因，并對活塞損壞的原因進行分析，以免相同的故障再次發生。

1.柴油機活塞頂或側面“燒蝕”

活塞燒蝕呈現在活塞頂部，輕者有疏松狀麻坑，重者有局部燒熔現象。柴油機活塞頂或側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而造成，活塞局部溫度過高的主要原因為如下：

（1）柴油機供油提前角過大，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，使柴油機燃燒粗爆，工作溫度較高。

（2）進入氣缸的混合氣因機車常處于全負荷或高速行駛，使空氣溫度不斷累計升高與燃油混合不良，燃燒室內的燃燒壓力升高，柴油機產生爆燃。

（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，產生局部高溫燒損活塞。

燒蝕較輕的活塞，允許繼續使用，燒蝕嚴重時必須更換。

2.活塞積碳

活塞上的積碳主要沉積在活塞頂。由于進入燃燒室的燃油和機油往往不能完全燃燒，因而會在活塞頂部和環槽等位置出現積碳。若活塞頂部嚴重積碳，易引發熾熱點火，使發動機氣缸內產生不正常的燃燒；若環槽內嚴重積碳，活塞環易卡死在環槽內，造成氣缸密封性能下降，故應定期清除活塞及缸內的積碳。活塞頂部積碳可用刮刀清除。若活塞環槽內有積碳，可用折斷的舊活塞環磨制成合適的形狀進行清除，但應注意不要刮傷活塞環槽底部。也可用化學法來清除，即將積碳嚴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，應及時查明故障原因，予以排除。發動機工作中，造成活塞受撞擊損壞一般是氣門間隙過小、配氣相位失準、氣門彈簧折斷等原因導致活塞與氣門相撞，或維修時氣缸內掉入異物。對受損的活塞，若其頂部雖有凹陷，但無裂損可繼續使用，若發現有裂紋或孔洞必須更換新件。破損的活塞應更換新件。

4.活塞環槽磨損

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

活塞環槽磨損過大，將造成高壓混合氣體竄入曲軸箱，破壞潤滑油品質，降低發動機動力，還會造成潤滑油竄入燃燒室等故障，嚴重時還會產生異響。

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

活塞環槽磨損后使活塞環側隙增大，可通過測量活塞環側隙和端隙來確定活塞環槽是否磨損過大。

（1）活塞環側隙的檢查。活塞環側隙是指活塞環與活塞環槽在高度方向上的配合間隙。測量時，將一新活塞環放入環槽，用塞尺測量環的側隙。若更換新活塞環后側隙過小，可將活塞環平放在細砂布上研磨；若側隙過大，說明環槽磨損，可將活塞環與活塞一起更換。新裝時側隙一般為002～005 mm，極限間隙為015 mm，達到應更換活塞環。

（2）活塞環端隙的檢查。將活塞環放入氣缸，使其水平停放在距上平面15 mm的氣缸內，用厚薄規進行測量，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，若活塞銷孔出現較快的嚴重磨損，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。活塞銷孔磨損過大會造成配合松曠并產生響聲，嚴重時還會出現裂紋。

銷孔與活塞銷的配合在常溫下有微量過盈，而活塞在80～90 ℃的工作環境時又有微量間隙，二者之間的接觸面積應在75%以上。活塞銷孔磨損通過鉸削銷孔并更換加大修理尺寸的活塞銷進行修復。鉸削加工后，要檢驗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；橫截面產生圓度誤差、縱截面產生圓柱度誤差，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、游標卡尺測量活塞的上部、中部和裙部的外徑，有減磨環的還要測每道環的外徑。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準比較，以確定活塞的磨損程度。endprint