一、发动机需修特征

发动机需修的外部表现是发动机动力不足、油耗增加，特别是润滑油的消耗异常，即出现烧机油冒蓝烟现象。经拆检气缸的圆度、圆柱度和磨损量三项中有其中一项超标就得对发动机进行大修。而大修主要以对缸体的修理为主要对象，而大修后活塞缸套组的寿命决定了大修后发动机的使用寿命。当缸套可以继续使用时，可通过更换活塞和活塞环来恢复发动机的性能。

二、发动机烧机油的成因

机油窜入燃烧室的原因虽有很多，但主要有 2 条：一是气门油封；二是活塞缸套组。为防止拉缸，保证活塞缸套组足够的寿命，发动机工作时，缸壁上必须有足够的油膜，但这层油膜的厚度对活塞和活塞环的要求是不一样的，活塞环所需的油膜极薄甚至活塞环都刮不起来，但对活塞油膜的要求却较厚，这可以简单地从缺油拉缸时的损伤情况看出来。对这种不同要求主要是靠油环来保证，但气环也起了一定的辅助作用。在发动机工作时，缸壁上的机油来源于曲轴箱的飞溅，最主要是用来润滑和冷却活塞，在作功和进气行程时，这些油靠油环刮下来，油环没刮净的油再由气环刮。这时还存在几个问题，一是油环和气环的开口会留下一条油带，特别是油环的开口（包括组合式钢片环的上刮片开口），会留下很厚的油流；由于油环的上下结构一样，从功能上来说，向上其实也会把缸壁上多余的油往上刮，并不象书本上说的向上布油。这部分刮起的油很难再刮回到曲轴箱，由于第二道气环的向下刮油能力很强（由第二道环的结构决定），因此，大量的油积聚在第二道气环和油环之间，从而通过第二道环的开口滞留在缸壁上，再通过第一道环的作用也会积聚到第一、二道气环之间，从而通过第一道环的开口留到活塞环的上部，同时一、二道环之间的油没法被第一道环刮下（因第一道环一般为矩形环，但上下都倒角），同时也很难回到油底壳。这样就会在缸壁上留下很厚的油膜，这些机油就会被混合气冲刷下来，或者在活塞上行时被活塞环推到燃烧室内等，这样就形成了烧机油。另外，积聚在油环上边的机油由于很难流回油底壳更新，因此由于高温的作用极易变质，从而形成结胶、积碳等使活塞环卡死，从而缩短发动机的寿命。至此，我们明白：如果油环失效或刮油能力差就一定会烧机油。

三、 影响活塞缸套组使用寿

命的因素众所周知，影响发动机活塞缸套组使用寿命的因素很多：其中主要有使用因素；活塞、缸套、活塞环本身的材料质量；加工和装配的精度；润滑系和冷却系的性能恢复情况等。虽然对许多影响因素都有了相当成熟的理论和技术规范支持，但我认为对气缸的加工及活塞气缸组的装配还有许多值得探讨的地方。也需要理论上的支持。

四、互换性、分组选配

所谓互换性是指在修理过程中，同一基本尺寸、结构和形状完全相同的零件不需要任何加工和测量就可直接用于替换旧零件的一种修理方法，它使现代汽车修理变得相当的方便和快捷。但在发动机的修理中还存在不完全互换这种情况，这其中最典型的就是活塞和气缸组的配合。同一型号，同一基本尺寸的发动机的气缸体，其缸孔的实际尺寸是按一定的“加工误差”从小到大进行分组的，不同组的气缸体缸孔实际尺寸可能相差很大，而对活塞和气缸的配合精度要求却很高。为满足这一要求，对应气缸的尺寸对活塞也进行了分组，并且在装配中采用“同组”选配的方法，以获得最佳及各缸一致的配合间隙。如表1

所示，A组活塞不能用在B组气缸、B 组活塞也不能用在 A 组气缸。这对许多修理工来说并不陌生。

五、活塞环

1．工作条件

活塞环是发动机中工作条件最恶劣、磨损速度最快，也是发动机主体最早失效的零件。所以，它和气缸的配合情况直接决定了发动机的需修行驶里程。

2．问题

如前所述，活塞和气缸的配合要求有了分组选配的方法予以解决，但活塞环与气缸的配合呢？这恰恰是发动机修理过程中最致命的一个问题。因为活塞环没有分组的概念，更没有分组的环。技术标准中环与气缸的配合也只有开口间隙的要求，而且是一个比较大的区域。

表 2 所示为奥迪发动机活塞、活塞环与气缸的配合间隙（其中油环开口是指刮片开口间隙）。

简单地说，同副环放在不同组的气缸中，其开口间隙肯定会不一样，但却都符合技术要求。因环的生产必须满足最小尺寸组的最小间隙要求，所以，环在安装时的实际开口间隙常常比标准的最小间隙大许多，特别是用在较大尺寸组（如C 组和 D 组）的气缸时，开口间隙会更大，这是很明白的一个道理。我们以 相 邻 组 差 为0.02mm 为例，同一副环在2 组气缸中的 开 口 差 为 3.14 ×0.02 =0.0628mm。 即使同一气缸体的不同缸位，最大与最小间 隙 也 可 能 相 差0.0628mm。这也是同一台多缸发动机为什么个别缸先失效的一个原因。同时考虑组内与组间尺寸差，相邻组最大与最小开口间隙可能就会差0.1256mm。以此可类推第三组与第一组差。如表1所示，同一付环放在A组最小尺寸缸内（101.56）和C组最大尺寸缸内（101.62） 中 时 开 口 间 隙 相 差 为（101.62-101.56）×3.14=0.1884mm。

3．环的失效

气环的失效标志通常习惯以弹力变差、开口间隙变大等特征来表述，外部表现如前所述。而实际使用过程中最后都是以油环是否失效为依据，即因油环失效而导致烧机油。除此之外，没有任何资料说明油环失效的标准。那么什么是油环的失效？所谓油环的失效是指油环组安装到活塞环槽中后，其径向张开直径（综合尺寸：这种状态下油环的径向衬簧被刮片抱紧而开口闭合，从而对刮片形成向外弹力，此种“自由状态”的直径被作者称其为综合尺寸，见图 1）小于等于气缸直径，从而造成油环对气缸壁失去张力而丧失刮油能力的一种现象。它实际上不以刮片的开口间隙为依据，而是以油环的“综合尺寸”为依据。至此，我们先弄明白油环的结构：目前，油环有整体式和组合式 2 种。如图 2 所示为组合式油环，它由上下刮片和径向衬环组成，而刮片本身的“弹性”和“自由状态”径向尺寸很小，主要是依靠径向衬环（径向的弹性元件）的弹力张紧在气缸壁上，而整体式油环的材料一般是灰铸铁，弹性和自由尺寸也很小，主要也是靠其内侧的衬簧张开和压紧在缸壁上。随着活塞和活塞环组装入气缸，综合尺寸被压迫到同气缸尺寸一样大，径向衬环受到缸壁通过刮片的挤压迫使衬环产生弹性变形从而使它的周向尺寸也缩小，继而形成更大的径向张力使刮片更紧地压在缸壁上。随着刮片的磨损，衬环的张力逐渐释放，周向逐渐伸长，压紧力逐渐变小，直到综合尺寸接近气缸直径。此时，由于衬环受压缩小，不足以产生足够的弹力使刮片压紧在缸壁上，从而导致油环失效。因此，检查油环失效的最简单的方法是把气环从活塞上拆掉，再把带有油环的活塞塞到气缸内做推拉试验，感觉油环的张紧情况。这是我在实践当中用来判定油环是否失效的一个技巧。

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