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活塞的检修
(1)活塞的磨损
活塞的常见损伤有活塞环槽磨损、活塞裙部磨损和活塞销与活塞销座孔的磨损等。
活塞环槽的磨损:
活塞环槽是活塞最大的磨损部位,通常第一道活塞环槽的磨损最为严重,以下二、三、四道环槽的磨损程度依次减轻。磨损后的环槽断面成梯形,外宽里窄,侧隙增大,导致气缸漏气、窜油,使发动机动力性能下降、润滑恶化和燃烧室大量积炭等。
活塞裙部磨损:
活塞裙部的磨损较小,通常是由于侧压力和惯性力作用而形成椭圆形磨损和擦伤。当活塞裙部与气缸壁间隙过大时,发动机易出现敲缸和严重的窜油现象。
活塞销与销座孔的磨损:
通常活塞销与销座孔的磨损是由于气体压力和惯性力作用形成椭圆形磨损,其最大磨损部位是座孔的上下方向,使活塞与销的配合松旷,产生异响。
(2)活塞的非正常损坏
活塞在工作中,还会出现以下几种非正常的损坏形式,如刮伤、烧伤和脱顶等破损。
活塞刮伤:
活塞刮伤(也称“拉缸”)的主要原因有活塞销与销座孔配合过紧;活塞与气缸壁之间的间隙过小,不能形成良好的润滑油膜;气缸壁表面严重不清洁,存有较大和较多的机械杂质,使活塞刮伤;活塞销卡簧脱出或折断而刮伤气缸壁或活塞;连杆弯曲、扭曲严重,破坏了活塞与气缸的正常配合间隙。
活塞顶烧伤:
活塞顶烧伤主要原因是由于发动机在超负荷条件下长时间工作,或在强烈爆燃的条件下长时间工作,而造成活塞顶或侧面局部或大面积熔化。
活塞破损:
常见的活塞破损现象是活塞脱顶,即活塞头部与裙部分离。其主要原因是活塞环开口间隙过小,工作中受高温膨胀后在气缸中卡死;发动机长时间在高温、大负荷条件下工作,活塞受冲击严重或冷却液不足等,使发动机过热,引起活塞机械强度降低;活塞制造时有缺陷等。严重的活塞销响或活塞敲缸响,若不及时排除,也可能会造成活塞异常损坏。
(3)活塞销座孔磨损
活塞在工作时,由于气体压力和交变惯性力的作用,使活塞销与销座孔之间发生磨损,其最大磨损发生在座孔上下方向,垂直于活塞销座孔与活塞轴线平行的方向,导致销与座孔配合松旷,出现类似于敲缸的声音。
(4)活塞的选配
当气缸的磨损超过规定值及活塞发生异常损坏时,必须对气缸进行修复,并且要根据气缸的修理尺寸选配活塞。选配活塞时要注意以下几点:
① 选用同一修理尺寸和同一分组尺寸的活塞。活塞裙部的尺寸是镗磨气缸的依据,即气缸的修理尺寸是哪一级,也要选用哪一级修理尺寸的活塞。由于活塞的分组,只有在选用同一分组活塞后,才能按选定活塞的裙部尺寸进行镗磨气缸。
② 同一发动机必须选用同一厂牌的活塞。活塞应成套选配,以保证其材料和性能的一致性。
③ 在选配的成套活塞中,尺寸差和质量差应符合要求。成套活塞中,其尺寸差一般为0.02~0.025mm,质量差一般为4~8g,销座孔的涂色标记应相同。
新型汽车的活塞与气缸的配合都采用选配法,在气缸的技术要求确定的前提下,重点是选配相应的活塞。活塞的修理尺寸级别一般分为 0.25mm、 0.50mm、 0.75mm、 1.00mm 四级,有的只有1~2个级别。在每一个修理尺寸级别中又分为若干组,通常分为3~6组不等,相邻两组的直径差为0.010~0.015mm。
选配时,要注意活塞的分组标记和涂色标记。有的发动机为薄型气缸套,活塞不设置修理尺寸,只区分标准系列活塞和维修系列活塞,每一系列活塞中也有若干组供选配。活塞的修理尺寸级别代号常打印在活塞顶部。桑塔纳(1.8L)发动机活塞的分组与气缸直径见下表。
(5)活塞的检修
在正常使用过程中,活塞的主要损伤形式是活塞环槽、活塞销座孔及活塞裙部的磨损,其中以活塞环槽的磨损最为严重,活塞裙部由于承压面积较大,润滑条件较好,且具有良好的弹性,所以其磨损较轻。除此之外,发动机长期超负荷工作、燃烧不正常、活塞本身存在制造缺陷、活塞环“三隙”过小或润滑不良等特殊情况下,活塞还会出现烧顶、脱顶、环岸断裂及裙部刮伤等损伤。
直观检视法检查,活塞出现烧顶、脱顶、环岸断裂、明显刮伤、活塞环槽磨损成梯形,可用游标卡尺(或内、外径千分尺)测量活塞销与销座孔的配合间隙,过大时,一般应更换新活塞。如果只是活塞销座孔磨损严重,在技术要求允许的条件下,也可用可调铰刀对销座孔进行铰削修复,并更换相应修理尺寸的活塞销与之配合,活塞销座孔的铰削方法见下表。
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活塞环的检修
(1)活塞环的失效
活塞环在工作时,由于受高温、高压和润滑条件差的影响,其磨损失效往往要比气缸达到磨损极限快。由于活塞环最初不能与气缸壁表面完全密合,磨合磨损较快。经过磨合磨损后,形成光滑的镜面,活塞环转入运行磨损,则磨损速度减慢。随后活塞与气缸壁的间隙逐渐增大,活塞倾斜也增大,活塞环形成不规则的磨损,弹力下降,密封性能减弱,润滑油膜不能防止漏窜气体的侵入,从而加速了磨损。
活塞环除正常磨损失效外,还有断裂损坏。除发动机大修时更换外,在两次大修之间,气缸最大磨损每100mm 缸径达到0.18~0.22mm 时,也应更换活塞环,以改善发动机的动力性能。
(2)活塞环的选配及检测
活塞环在安装时应留有一定的端隙、侧隙和背隙,以防活塞环受热后胀死在环槽内或卡死在气缸内,造成损坏。
在发动机大修时应更换活塞环,更换时应按照气缸的修理级别选用与气缸、活塞同一修理级别的活塞环。在维护或小修中,如需更换活塞环时,选用的活塞环修理尺寸级别应与被更换的活塞环相同。不允许使用加大级别的活塞环通过锉销开口端面的方法,来代替较小级别的活塞环使用。
为了保证活塞环与活塞环槽及气缸的良好配合,在选配活塞环时,还应进行下列检验。其中任何一项不符合要求时,均应重新选配。
① 活塞环弹力的检验(下图)
活塞环的弹力是保证气缸密封性的主要条件之一,一般在弹力检验仪上进行检验。检验时把活塞环放在弹力检验仪上,使环的开口处于水平位置,移动检验仪上的量块,把活塞的开口间隙压缩到标准值,观察秤杆上的质量,应符合技术要求。
② 活塞环漏光度的检验(下图)
将活塞环平放在已镗磨好的气缸内,用活塞顶部推平活塞环。
在活塞环上盖一个比缸径略小的硬纸板做成的遮光板,在气缸下部放置灯光照明。观察活塞环外圆与气缸壁之间是否漏光,用塞尺和量角器测量其漏光度,应符合技术要求——开口处左右对应圆心角30°范围内不允许漏光;同一活塞环上漏光不应多于两处,每处漏光弧长所对应的圆心角不得超过25°;同一活塞环上漏光弧长所对应的圆心角总和不超过45°,漏光缝隙不大于0.03mm。
③ 活塞环端隙的检验(下图)
将活塞环放在气缸内,用活塞顶将活塞环推正。
用塞尺插入活塞环开口处进行测量,其间隙值应符合以下要求:
6BTA5.9发动机:第一道气环0.40~0.70mm;第二道气环0.25~0.55mm,油环0.25~0.55mm。
AJR发动机:第一道气环0.20~0.40mm; 第二道气环0.20~0.40mm, 油环0.25~0.50mm。
④ 活塞环边隙的检查(下图)
检查时,将环放在环槽内,使活塞环围绕槽转动一圈,环在环槽内应能自由转动,即无阻滞现象。
用塞尺测量边隙,应符合以下要求:
6BTA5.9发动机(最大边隙):第一道环槽0.115mm,第二道环槽0.13mm,油环环槽0.085mm。
AJR 发动机:气环0.06~0.09mm,极限值0.20mm;油环0.03~0.06mm,极限值:0.15mm。
边隙过大、过小都应重新选配。
⑤ 活塞环背隙的检查(下图)
将活塞环放入环槽内,活塞环的宽度应低于活塞环槽岸;用深度游标卡尺测量时,环槽深度与环的宽度之差即为环的背隙,一般为0~0.35mm。背隙过大或过小,都应重新选配。目前由于制造工艺比较先进,一般活塞环的边隙和背隙都符合要求,修理厂很少检查活塞环的边隙和背隙。
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