摘要：活塞是柴油机中易损的零件，常见故障有破损、烧蚀、磨损等。本文对活塞损坏的原因进行分析，以及如何对其进行检测与维修。为了防止相同的故障再次发生，需采取有效的预防措施。

    活塞是柴油机曲柄连杆机构的主要运动部件，与气缸盖、气缸体组成燃烧室，活塞工作时承受高温气体、活塞销巨大的机械应力和热应力，高速运动还承受着气缸壁摩擦力。因此，活塞是柴油机中易损的零件，常见故障有破损、烧蚀、磨损等。因此对活塞进行损伤检测及维修研究成为一种必然。

   2 活塞的损伤分析
    2.1活塞顶面损伤分析
    活塞顶面损伤有活塞顶面的烧蚀和活塞顶面出现裂纹。活塞顶面的烧蚀产生凸凹不平麻坑，严重的有烧熔活塞表面。活塞烧蚀使发动机气缸的漏气、高温气体窜入曲轴箱，导致润滑油温度升高变质，同时发动机的动力性和经济性下降。其原因主要是不正常燃烧造成的，使顶部承受过多热量造成的。由于活塞冷却不良时，在活塞顶上凹坑处产生局部过热，使金属表面出现烧蚀。另外活塞顶面由于热应力引起的疲劳出现裂纹，裂纹的方向一般垂直于活塞销孔的轴线。当发动机大负荷工作时，活塞变形量过大引起活塞疲劳产生裂纹；混合气的燃烧不正常产生积碳也使热负荷过大，活塞各处受热不均，形成很大的温度梯度引起的热开裂。活塞材质不合格，导致高温强度降低，从而加速裂纹的扩展。烧蚀较轻的活塞，允许继续使用，烧蚀严重时必须更换。
    2.2活塞头部损伤分析
    （1）活塞环槽磨损，以第一道活塞环槽磨损最严重，第一道环槽处距离燃烧室较近，易受到燃烧爆炸的冲击，因此活塞环在环槽里发生强烈的振动，引起环槽磨损。混合气中或机油中含有灰尘杂质也会引起环槽的磨损。高温高压气体以及油料中的酸性物质引起腐蚀磨损。如果活塞头部和环糟冷却效果差引起其变形、机械性能下降，润滑不良，油膜破坏时，则环槽磨损更加严重。活塞环槽的磨损使活塞环侧隙增大，气密性下降，导致发动机烧机油，功率下降。应及时修理或更换活塞。
    （2）活塞环在环槽内卡滞，由于长期大负荷工作容易使活塞环在环槽内产生过多的积碳，活塞环在槽内卡住。因此应尽量减少柴油机过热或长期超负荷工作；防止润滑油变质失效、品质差造成润滑油泵油。购置润滑油必须保证使用合格的产品。
    2.3活塞销孔处损伤分析
    若在活塞销选配时，公差配合不当，使局部接触过松过紧，破坏润滑油膜，使活塞销卡滞加剧活塞销孔的磨损。由于活塞销材料性能差、韧性不足，将在销座内端出现应力集中，导致活塞销孔产生裂纹。因此，生产制造过程中以及选择活塞和销时，应注重活塞的材料、制造工艺或装配工艺。
    当柴油机处于恶劣环境下、保养维修不及时、往往引起进入气缸中的空气含有杂质、润滑不良、活塞环卡滞等条件下工作时，将导致发动机出现严重机械故障。比如拉缸，活塞被拉伤；活塞环或活塞裙部咬死在缸壁上脱顶。
    2.4活塞裙部磨损或拉伤分析
    活塞裙部在气缸中起导向作用，使活塞平稳地做往复运动，活塞裙部与气缸壁间同样产生磨损，两者之间的间隙变大，将出现敲缸现象。因此活塞裙部材料应选择热膨胀系数低、耐磨材料。活塞裙部的润滑方式为飞溅润滑，与气缸壁又有很大的作用力，机油好坏也是关键，必须保证其正常的润滑。柴油机长时间高温高速工作之后，应当让柴油机适当地冷却休息。
    2.5活塞环磨损与折断分析
    活塞环在活塞的作用下在气缸内表面作往复运动，由于摩擦的因素，活塞环逐渐变细变薄，导致活塞环弹性下降；活塞环端隙距离增大，气缸密封性能下降，活塞环泵油、漏气变得严重。柴油机第一道活塞环更易磨损与折断。如果柴油机加注的润滑油郭度过大；活塞环选配不合理或安装方法不正确等，也会导致活塞环磨损，弹力下降或折断。

    3 活塞损伤的检修
    将活塞放在煤油乳化溶液中浸泡0. 5 h后用铜丝刷清洗。清洗后应观察活塞出现顶部烧穿、头部烧熔、环岸损伤或严重磨损、裙部划伤、裂纹，活塞环槽的表面是否有凸起存在，活塞与气缸配合间隙过大；如有，应更换。
    3.1活塞顶部烧蚀的检查修理
    对于活塞顶部烧蚀状况采用活塞顶部样板尺和塞尺进行检测。将活塞样板尺置于活塞顶部，用塞尺测量两侧之间的间隙，然后使样板尺旋转，每转45°角测量一次，做好记录，选取间隙最大值。若测量间隙最大值超过说明书规定值时应将活塞报废换新。
    3.2活塞裂纹的检修
    活塞头部、顶面裂纹主要是热应力、机械应力的作用引起的。为防止裂纹产生，柴油机应按规定要求进行检查，及时维护保养冷却系统、燃油供给系统。也可能是设计不良、材质不佳和缺陷等在活塞顶面冷却侧、活塞销座处产生裂纹更是屡见不鲜。可通过清洗活塞观察是否有裂纹，也可着色探伤进行检查活塞裂纹。当裂纹比较轻时，可对其进行焊补修理，顶部裂纹较深较长时则需更换活塞。有时活塞环槽根部也可能产生裂纹，对于无法修理的冷却侧裂纹则应将活塞报废换新。
    3.3活塞环槽的损伤检修
    活塞环槽端面的磨损率小于0. 01 mm/kh为正常磨损，超过即为不正常磨损。活塞环糟磨损使环槽截面形状变宽、变大，由矩形变为梯形或出现磨台，使活塞环的侧隙增大，通常以第一、二道环槽磨损的较严重。
    环槽磨损程度是可以利用样板和塞尺对环槽高度进行测量确定的。也可以用一只同种型号的新活塞环代替样板。将样板或活塞环水平放入活塞环槽并紧贴环槽下端面，用塞尺测量环与环糟上端面之间的间隙，称为侧隙测量。测量侧隙与说明书标准值进行比较。超过极限值时，说明环槽磨损严重，应予更换活塞。同时，侧隙的测量还可以用来检测活塞环厚度磨损。
    3.4活塞外表面的磨损检测
    活塞裙部外表面磨损后，垂直活塞销方向直径变小，与气缸的间隙增大。一般情况下采用外径千分尺、游标卡尺测量活塞的直径来检验活塞的磨损程度。测量部位分别为活塞的上部、中部和裙部的外径。测量每一部位的横截面卜平行活塞销方向的直径和垂直活塞销方向的直径。将测量值进行记录，计算出每个横截面的圆度、纵截面的圆柱度，还是以最大值与标准值比较，如果活塞外圆磨损极限不在规定的范围内应更换。

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