在发动机工作中,活塞是将燃料爆发力向外传递的第一个零件,它首当其冲地承受着燃烧室内高温高压的强烈冲击,并将此压力通过活塞销传给连杆,以推动曲轴旋转。同时活塞顶部还与气缸盖、气缸壁组成燃烧室。活塞是柴油机的主要运动机件之一,工作时承受很大的机械应力和热应力。活塞的技术状况又直接影响着发动机的功率与工况,故应重视活塞的检修工作。
1.活塞鉴定
将拆修发动机时抽出的活塞连杆组洗净、擦干后,给予鉴定。
(1)用目视法检验活塞拉痕,能观察出有轻微拉痕,这种活塞可继续使用;若拉痕较重,其拉痕还在横向面,达到这种程度时,直径一般缩小0.3 mm左右的活塞不能再使用。
(2)对抽出的活塞,发现有的部位有“褐灰”色,其原因是由于活塞环密封不严,是气缸泄漏气体残留的颜色。
(3)活塞侧力面发亮(偏磨)。活塞靠上侧的一端比裙部发亮;有的活塞由气缸抽出后,发现在侧力面的中部或裙部有亮痕。究其原因,除了活塞几何形状不正外,多为活塞与缸壁敲击的迹象。
(4)活塞纵向部位发亮。这个发亮部位一般在活塞销轴孔向上端的一个位置,再将活塞反转过来,会发现相对应的另一个位置也发亮,也有的在销轴方向下裙部发亮处有凸出痕迹。这种纵向发亮的活塞是由于:连杆弯曲,活塞销与连杆小头衬套纵向偏斜,连杆轴颈与主轴颈不平行;销轴方向的凸起发亮,是由于活塞销与活塞销孔配合过紧而胀出的凸起部位,经过运转的摩擦所显示出来的亮痕。对此应该检修相关构件,排除故障隐患。
(5)活塞环槽磨损的测量。活塞环槽磨损主要是由于环在环槽中相对运动:往复、径向、回转和扭曲,及进气中灰尘硬粒、燃气中的炭粒等使环槽磨损更加严重。环槽磨损情况可通过样板规和塞尺测量环槽高度的变化来确定。样板规是以新环环槽高度为准制作的,也可以用一只新环作样板。测量时,将样板规水平插入环槽并紧贴环槽下端面,用塞尺测量环与环槽上端面之间的距离,即配合间隙,称为平面间隙。测量值与标准比较,当超过极限值时,说明环槽磨损严重,应予更换。
2。活塞的选配要求
当磨损的活塞超过使用限度,不能修复再用时,应当更换新件。选配活塞应以气缸的修理尺寸为依据,即气缸加大到哪一级修理尺寸。活塞的修理尺寸分级尺寸与气缸相同,加大的尺寸数字,一般都刻在活塞顶上。选配时应注意下列要求:
(1)为保证材料、性能、重量和尺寸的一致性,要求同一台发动机,必须选用同一厂牌成组的活塞,不得拼凑。同一发动机上同一组活塞的直径差不得大于0. 020 mm。同一台发动机内各活塞的重量差不得超过活塞重量的3%。
(2)活塞裙部的圆度和圆柱度应符合规定要求,既不能太大,也不能太小。由于活塞头部壁较厚、重量大,工作时温度又比裙部高,所以在设计或制造时,头部与裙部的直径大小有差异,以防活塞头部热胀后而“卡死”在缸内,也为了提高活塞环工作的可靠性。
(3)活塞裙部膨胀槽上端若无防裂圆孔,则应将膨胀槽开通到底。活塞销座孔两内端面与连杆小头之间的间隙,一般是每面均保持1 mm左右。
(4)为了获得活塞与气缸的正确配合,应测定气缸与活塞的间隙。除用外径千分尺和内径百分表外,还可采用厚薄规与弹簧秤检查法。检查时,应先清洗活塞和气缸壁,再将不带活塞环的活塞倒置于气缸内,低于气缸上平面15~20 mm,同时将一定厚度的厚薄规塞在活塞的裙部与气缸壁之间,其圆周位置应在垂直活塞销孔无膨胀槽的一侧,然后用弹簧秤钩住厚薄规,弹簧秤将厚薄规拉出。拉出时,弹簧秤的拉力示值应符合要求。
3.活塞的安装
发动机活塞的构造根据车型的不同而不同,但同类活塞的外形相同,左右摩擦面也基本相同,仅部分车型的活塞摩擦面有区别。维修时,如果将活塞前后装反,就会降低活塞的使用寿命,影响发动机的正常工作。
活塞在加工时,活塞销孔中心线并不是对准活塞直径中心线,而是侧偏于活塞直径右方几毫米,但是活塞侧偏与否,目测观察很难鉴别。活塞左侧(指发动机左侧)裙部,这个面一般比较窄,而且面上或面两侧有膨胀切槽,这个面是活塞的上行面。活塞右侧裙部(也称推力面)一般比导向面宽,它是活塞的下行面。不管任何车型的发功机活塞,它的推力始终朝着发动机右侧,这是因为往复式活塞发动机是定向转动,转动方向为顺时针方向。鉴别活塞时,要以活塞推力面对准发动机右方。如果活塞左右裙部面相同,则以膨胀切槽或孔对准发动机左方。对既无摩擦面区别又无膨胀切槽之分的活塞,可通过检查活塞销孔位置的偏中现象,确定活塞的安装位置。