d)将活塞外表清洗干净后,目测顶面上的积碳堆积状况,正常情况下,允许活塞顶及环岸部分有一层薄薄的积碳,颜色呈黑色或灰色;若积碳堆积过多,擦掉浮碳后仍留有硬质的碳层难以去除,应检查汽油成分里是否含铅量太多,或润滑油质量太差。另外,活塞回油孔和裙部不允许有积碳存在,否则应检查气缸的圆度和活塞环在气缸内的漏光度,找出机油上窜的原因,但活塞顶面上不得有伤痕,如有则可能是气门碰撞造成的,或是连杆大头轴承松旷,以及曲轴主轴承配合间隙过大等原因所致;若活塞顶面有波摺的变形,可能是铝合金材料活塞在350℃以上产生热蠕变导致的,但多数是由于轻微爆震造成局部温度过高和局部的大压力作用造成的。
e)如活塞外表正常,没有明显的磨损、摩擦痕迹,但活塞内腔有明显的污染状态,如图8所示,最大的可能是该发动机使用了伪劣润滑油,或润滑油加注时间过长,已严重变质而未及时更换。对此,要认真检查润滑油的品质,通过询问摩托车用户润滑油的使用和更换情况来验证以上推论。
f)仔细观察活塞顶,如有明显的积碳,如图9所示,说明该发动机明显存在窜机油故障,应检查活塞环是否对口,活塞环和油环密封是否失效,如活塞环和油环组件检查没有问题,则可能是
气缸盖组件中的气门导管与气门杆间隙过大,或气门油封密封失效引起的,需要重点检查相关零件。
9)仔细查看活塞环岸不应有缺裂、崩塌、拉毛或撕裂现象,环槽的两侧面应完好。拆下活塞后,应观察活塞的内腔顶背面,若呈古铜色,那是燃烧温度过高造成的;如在活塞侧面火力岸的某一段直通到环带处颜色偏红或呈古铜色,如图10所示,这是高温燃气下窜的表现,且气缸壁伴有烧蚀的痕迹,应及时更换活塞环。
h)仔细察看活塞头部一周有无敲击的痕迹,并视敲击的部位来加以分析和判断故障的起因:1)若敲击痕迹出现在活塞的进、排气方向,一般是活塞与缸筒配合间隙过大,活塞在上、下止点转向时摆动造成的;2)如敲击痕迹出现在活塞销孔方向(单边侧),通常是由于连杆大、小头孔不平行或气缸体下平面与曲轴箱上平面不平行,以及曲轴中心线与气缸筒中心线不垂直造成的;3)若敲击痕迹出现在活塞销孔方向(双边侧),一般由曲轴连杆组件中的曲柄轴、曲柄销孔偏离曲轴轴线在x方向的偏差造成。
1.2配件活塞的检查
在没有精密测量器具的情况下,维修人员一般只能通过观察及简单的测量进行鉴别、判断,建议大家从以下几方面去识别活塞质量的优劣和真伪。
a)正规厂家生产的活塞材料比较规范,一般采用共晶铝硅合金铸造,其铝活塞的硬度大于100HB,抗拉强度达到2 450 MPa以上,优质活塞中的共晶铝硅合金成分中硅的含量可达13%,由于硅的热变率小,高温时热稳定性能优越,但活塞材料中硅的含量高,对活塞的加工制造工艺要求相对增高。少数不法企业为降低生产成本,使用回收的废品铝合金活塞铸造,这种伪劣活塞材料中硅含量极少,若装到发动机中,因热变率大,只要发动机温度一升高,必然热膨胀过大,活塞裙部与气缸壁剧烈摩擦会产生胀缸、发动机无力及动力下降的故障。简便识别方法有:从活塞背面(与顶部相对应的反面)观察,硅含量高的活塞背面颜色偏黑,如图11所示,内侧面有很清晰的生产厂家标识,如图12所示,伪劣活塞硅含量极低,活塞背面颜色发白(纯铝白色);正规厂家生产的活塞致密度高,与伪劣活塞相比,比重较大,最简便的识别方法是,将配件活塞与正规厂家生产的活塞(必须是同车型、同排量、相关尺寸基本相同)放到电子秤上一称便见分晓,若配件活塞与原机装配活塞相比质量轻10g以上,绝对不能装机使用。
b)正规厂家生产的活塞精度要求很高,活塞顶部一般都有分组标记,通常有A、B、C和D组,这是活塞裙部的尺寸分组标记;此外,活塞裙部还有若干道很细微的横向槽,主要用来储存润滑油,以加强活塞裙部的润滑功能;优质品活塞裙部壁加工精密,壁厚均匀,可持游标卡尺测量活塞裙部单边尺寸如图13所示,若使用数显游标卡尺测量,其精度更高,测量结果更加精确,如图14所示。如壁厚相差0.20 mm以上,当活塞温度升高后,由于裙部壁厚不一,热变形较大且不均匀,会使活塞裙部尺寸达不到它的理想正圆,不但容易产生泄漏,而且会产生异常敲击声响。
c)活塞最下面一道环槽(指油环槽)至活塞底面的圆柱部分为活塞裙部,当活塞在气缸中作往复运动时担任导向作用和承受侧压力。活塞在非工作状态下与工作在受力、受热状态下是不一样的,因为活塞工作时受热、受力会发生不同程度的变形。活塞在工作状态下,由于受力和受热,沿活塞销方向上的活塞尺寸变形量增大,而沿垂直活塞销方向上的变形量小,为抵消和适应热变形,确保工作时活塞外形是圆柱形,与气缸内壁相适应,并有合适的配合间隙,在非工作状态下,活塞从轴线方向看,头部的尺寸小些,而裙部的尺寸略大些;活塞的横断面(即圆柱截面)以长轴垂直于活塞销轴线方向看应呈椭圆形。正规厂家生产的活塞横断面的长短相差0.15~0.25 mm,可用数显卡尺测量以上相关位置尺寸,如图15、图16所示,比较即可分出优劣。
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