活塞销的连接配合与故障分析
2014-09-23方金梅
方金梅
活塞销是连接活塞与连杆的重要零件,是用优质钢制成的。有时销的内孔两端作成锥形,以增强其负载能力。
一、活塞销的连接方法
活塞销应当固定以使它位于活塞的正中而不偏移,否则活塞销向两侧移动会把气缸拉伤。活塞销连接的方法有四种:
1活塞销压入连杆,只有两端可以在活塞凸台中摆动。多数小轿车发动机是用这种方法。在这种结构中,活塞销与连杆小端是过盈配合,过盈量为0.02~0.03 mm,也就是说连杆小端的孔比活塞销的直径略小。活塞销与活塞凸台的配合有0.008~0.013 mm间隙。
2.全浮式活塞销连接。这种结构使活塞销在连杆小端孔中和活塞凸台中均能转动。活塞销与连杆小端的配合间隙为0.008~0.013 mm,活塞销与活塞凸台的正常间隙为0.003~0.008 mm。在活塞凸台中有挡圈以防活塞脱出,并使活塞销位于活塞的中心线上。有些发动机曾用铝塞或塑料塞装在活塞凸台中,以保持活塞销不脱出。
3.活塞销夹紧在连杆小端,活塞销可以在活塞凸台中摆动。这种连接方式是用一个螺栓把活塞销夹紧在连杆小端。活塞销与活塞的配合间隙应为0.008~0.013 mm。
4.活塞销是用一定位螺钉固定在活塞上。有些老式发动机,在活塞凸台有个精制螺钉,拧紧这个螺钉就把活塞销固定了。有螺钉的一端,活塞销与活塞凸台的配合应为0.005~0.008 mm过盈配合,另一端则应有0~0.003 mm的间隙。活塞销与连杆小端应有0.018~0.023 mm的间隙。
二、活塞销的配合
1.正确的配合
为了承受得起沉重的冲击负荷,活塞销须有100%的支承面,同时它还须能在孔中无阻力摆动。为了达到上述要求,配合必须精密。过去用铰削的方法装配活塞销的日子已成为历史,现在活塞销的装配在发动机的修理中已经是一项很关键的工序。
装配活塞销必须遵守下列的技术条件:
(1)活塞上的销孔和连杆上的销孔必须正圆,没有凸起点;
(2)与活塞销配合的孔必须平直,两端没有呈喇叭口形;
(3)连杆的孔和活塞凸台孔,它们的中心线必须准直,不偏斜、同心;
(4)须有准确的合乎不同结构要求的油膜间隙;
(5)表面粗糙度必须合适,以便保持和支撑油膜。
2.检查活塞销配合质量
要准确地检查一台发动机活塞销的配合情况,需要有测量销孔的内径测微表,但是在缺少这种量具的情况下,也可以作一些简单的试验,以确定活塞销装配得是否合乎某些必要的条件。
(1)把活塞销插进活塞的凸台中并转动之,先在一个孔,然后在另一个孔,查看一下接触的总面积。
(2)把活塞销从活塞的一个凸台推入到另一个凸台,活塞销应不费力或不发卡地进入第二个凸台。
(3)全浮式活塞销要检查连杆铜套有无锥度或喇叭口现象。把活塞销从铜套的任一端插入,如果插入比较容易,但是在通过中间阶段时发紧,说明铜套两端呈喇叭口形,如果插入铜套,一端较松,另一端较紧,说明铜套呈锥形。
有些修理人员把活塞绕活塞销轴摇动,凭借感觉确定活塞销装配间隙是否合适或过大。一个活塞销装配得感觉着合适时,实际上比规定的标准可能要大。这种情况常常在更换活塞环后暴露出来。
三、造成活塞销咬死的原因分析
发动机在一定的工作条件下,活塞销的温度会远远高于活塞凸台的温度。出现这种情况时,油膜间隙就减小了。如果活塞销装配得过紧,就会出现咬死的情况。
过盈配合的活塞销长时间在重负荷下工作,有时也会咬死。原因是在重负荷条件下,发动机产生额外的热,曲轴把这热量吸收起来。在轻负荷条件下,活塞销的温度很快地降下来并收缩,而贮存在曲轴内的热量则继续沿着连杆向上传导至活塞销,使活塞销的温度不能降低并阻止活塞销收缩,其结果是活塞销与孔的配合变得紧了,出现咬死。
全浮式活塞销如果间隙不够 ,常出现咬死在连杆铜套上。更换连杆铜套时,铜套压入连杆后一定要扩张,使它与连杆小端的孔壁贴实。这样可保证有100%的接触面积,起到极好的传热作用。
最近几年,许多修理厂遇到过下列的情况,即一台再生的发动机圆满地运转了几千公里后,突然发紧,一个连杆捅出了气缸。拆开发动机检查时,发现活塞销是那样紧,以致连杆在活塞上几乎不能运动。卸下活塞销检查,没有发现伤痕,但是活塞销的支承面呈黑色并发亮,化验结果,发现这些变黑的东西是一层硬化了的胶石墨。这种沉积物不需很多即可使活塞销咬死。
为了防止出现这类事故,要把润滑油的温度控制在80 ℃左右,使用纯的有清洁作用的高级润滑油,并且避免使用带有石墨添加剂的润滑油。
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