活塞常见损伤的检查与修理

张宇

活塞工作时，在气缸内做高速往复运动，它与气缸壁的相对速度可高达1000 m/min左右，并始终承受高温、高压的作用，加之散热困难、润滑不良等因素，使活塞在使用一段时间后，造成不同程度的损伤。活塞的常见损伤有：裂纹、顶部严重烧损、环槽已磨成明显梯形或边间隙超过规定值。对于出现上述损伤的活塞不予修理直接做报废处理换用新活塞。无以上现象时，可配以新活塞环继续使用。

一、活塞的结构特点

活塞和气缸盖、气缸一起构成气缸容积和燃烧室。活塞在高温、高压燃气作用下，在气缸里做高速往复直线运动，完成吸气、压缩、作功、排气等工作循环过程。

活塞受到本身速率周期性变化而形成的惯性力、气体压力和侧压力的联合作用。活塞在气缸内工作时，燃气的最高温度可达2000 ℃，活塞顶还承受瞬变高温的作用，且温度分布很不均匀，从而产生严重的热负荷。同时，润滑困难工作条件恶劣。

活塞沿高度方向自上而下可分为4部分：第一道环槽以上部分称为顶部，它与气缸共同构成燃烧室的一部分；活塞环槽区域称为环槽部，用于安装活塞环；活塞销座部分称为销座部，用于安装活塞销；活塞销座以下部分称为裙部，它对活塞的往复运动起导向作用，同时承受侧压力。

二、活塞常见损伤

1.活塞环槽磨损

活塞环槽的磨损通常发生在高度方向上，第一道活塞环槽磨损最严重。活塞环槽磨损后使活塞环侧隙增大，如不及时修理或更换活塞，会导致发动机工作时烧机油和气缸压力下降等后果。

活塞环侧隙是指活塞环与活塞环槽在高度方向上的配合间隙。测量时，将一新活塞环放入环槽，用塞尺测量环的侧隙。若更换新活塞环后侧隙过小，可将活塞环平放在细砂布上研磨；若侧隙过大，说明环槽磨损，可将环槽车削加宽并更换加厚的活塞环，也可在活塞环上方加装组合式油环的刮油钢片，但普通发动机的活塞很便宜，一般可将活塞环与活塞一起更换。

2.活塞裙部磨损

活塞与气缸壁的接触仅在裙部，且与活塞销轴线垂直的部位，此部位决定了活塞与气缸的配合间隙。活塞裙部在高压气体的作用下，受侧向力作用的一面紧贴在气缸壁上，产生摩擦而磨损。正常工作时，这部分磨损一般为每1万km磨损0.01～0.02 mm。

检查活塞裙部的磨损。在与活塞销垂直的方向，用外径千分尺测量活塞裙部直径，若测量值超过极限值时，在发动机大修时应更换全部活塞。

3.活塞裙部椭圆短轴部位熔着磨损

当活塞裙部圆度或圆柱度小于技术要求时，裙部原来的椭圆短轴在受热膨胀后伸张，使活塞与气缸壁的配合间隙变小，产生胀缸，拉伤气缸和活塞，并使局部产生高温，形成熔着磨损。当润滑不良或润滑油和可燃混合气内含有磨料时，将使活塞与气缸产生拉毛现象，严重时，会因局部产生高温而导致熔着磨损。活塞拉毛如仅形成细微的直线条纹，可修光毛边继续使用。

4. 活塞销座孔磨损

活塞销座孔磨损后表现为活塞销与座孔配合间隙增大，运转时发出异常响声，低速和改变转速时更为明显。内径千分表和内径千分尺在销孔上受力方向和水平方向测量，算出圆度和磨损量。根据标准值确定活塞销孔磨损是否超限。活塞销座孔磨损产生原因受活塞销往复冲击而自然磨损，形成椭圆；装配时未加热活塞，强行敲入，使销孔擦伤；孔与销之间间隙较大，冲击磨损严重。活塞销座孔磨损多采用铰削的方法修复。

5.活塞的刮伤

活塞刮伤一般都有明显的痕迹，轻度刮伤的活塞，如果不影响与气缸的配合间隙，允许用细砂布研磨后继续使用，刮伤严重的活塞必须更换，并根据下述情况查明故障原因。

（1）活塞裙部两侧同时出现刮伤，通常是新换活塞与气缸配合间隙过小所致。

（2）活塞裙部垂直活塞销方向的一侧刮伤，通常是怠速转速过低使缸壁润滑不良或发动机长期大负荷工作，而导致活塞受侧压力较大的一侧刮伤。

（3）活塞裙部两侧销座处刮伤，通常是活塞销与座孔配合过紧，受热后沿活塞销方向膨胀量过大造成。

（4）活塞与气缸配合间隙过大，将会引起第一道环槽的上部磨损或刮伤。

（5）活塞刮伤部位出现在一侧活塞销座的上方，通常是连杆变形造成。

（6）活塞裙部椭圆短轴部位熔着磨损。

6.活塞烧顶

活塞顶部直接承受高温高压气体的作用。由于点火正时不对，燃料成分不符合要求等，将会产生爆震，或者由于发动机长时间超负荷运转等，均将造成活塞烧顶现象。活塞顶部烧蚀轻者有疏松状麻坑，重者有局部烧熔现象。活塞顶面烧蚀将导致高温燃气窜入曲轴箱，加速润滑油的氧化变质、气缸密封性变差、压缩比下降、燃油燃烧过程变坏、发动机的动力性和经济性下降；严重时活塞开裂破碎，损坏缸套、连杆、曲轴、机体等零部件。endprint