发动机活塞组件常见损伤与选配技术要点

张晓玲　邓玉胜

活塞连杆组各零件的磨损要比曲轴、气缸等机件磨损快得多，尤其是活塞环的磨损更快。活塞连杆组的修理不只是大修的必然项目，小修中也经常会遇到。

1.活塞的损伤与选配

活塞的损伤。活塞是柴油机的主要运动机件之一，燃烧室的组成部分。活塞工作时承受着很大的机械应力和热应力，同时还承受着摩擦力。因此，在使用中活塞容易损坏。活塞的损伤包括活塞环槽的磨损、活塞裙部的磨损、活塞销座孔的磨损和活塞顶部的损伤。活塞使用过程中磨损最大的地方是活塞环槽，其中第一环槽的下平面往往磨损最严重。环槽磨损后，槽的断面变成梯形，侧隙变大使气缸的气密性变差，并且还会加重泵油作用，引起“窜油”和“窜气”。活塞裙部的磨损要比环槽小得多，但裙部与气缸间隙过大时，将发生导向不良，造成敲缸和润滑油耗量增大。活塞销的磨损是缓慢而轻微的，若活塞销孔出现较快的严重磨损，多为活塞销与销孔配合间隙过大或配合表面过于粗糙所致。由于活塞销孔主要承受上下方向的力，由此造成活塞销孔磨损成椭圆形，且销孔上下方向的磨损最大。活塞销孔磨损过大会造成配合松旷并产生响声，严重时还会出现裂纹。活塞顶部的损伤则是由于爆燃或早燃等不正常燃烧引起的局部烧缺和穿洞。

活塞的选配。在发动机大修或更换气缸套时，应同时更换全部活塞。在选配活塞时，应注意下列要求：活塞的修理尺寸与气缸的加大级别相一致，同一台发动机上，应选用同一厂牌同一组的活塞，以便使材料、性能、质量、尺寸一致；同一组活塞中，各活塞的重量应基本一致，其重量差不得超过3%，若超过规定值，可以在规定部位去重；活塞裙部的圆度和圆柱度应符合一定的要求。

2.活塞环的损伤及选配

活塞环的损伤。活塞环的作用是密封气缸，安装在活塞的头部，工作在高温、高压、高速条件下，润滑条件差，因此，活塞环磨损失效的速度要比气缸快。活塞环磨损后与气缸配合间隙会增大，密封作用减弱，在高温燃气的作用下，活塞环的弹力减弱，密封气缸的作用会更差，造成柴油机窜烧机油，降低了发动机的动力性和经济性。

活塞环的选配。活塞环分为气环和油环，气环按其断面形状不同分为矩形环、扭曲环、桶形环、锥面环和梯形环等。油环可分普通环和组合油环两种。选用时不可随意选择，要按照原厂的要求进行选择。为了保证活塞环与活塞环槽及气缸的良好配合，在选配活塞环时应对活塞环进行如下检验：

（1）活塞环的端隙：是指把活塞环放在标准的环规里，或放在气缸孔里的未磨损区段（表面积碳必须清除），测量和检查活塞两端头之间的间隙，这个间隙应控制在0.45±0.10mm（第一道气环）、0.39±0.10mm（第二、三道气环）和0.50～1.00mm（油环刮片）。这个间隙防止活塞环因受热膨胀而卡死。

（2） 活塞环的侧隙：是指把活塞环放在活塞环槽内，环侧面与环岸间的间隙，侧隙过大会影响活塞的密封；侧隙过小，环会卡死在环槽内。这个间隙推荐按下列值控制：第一道气环为0.05～0.11mm；其余气环、油环为0.03～0.09mm。

（3）活塞环的背隙：是指把活塞带环装入气缸后，环背面与活塞环槽底之间的间隙，可以用环槽深与环厚之差值来表示，这个间隙推荐值为0.75 mm。这个间隙既要保证活塞环能灵活的上、下运动（包括扭曲、刮油作用），还需保证必要的密封。

（4）漏光度的检查：先将活塞环装入气缸套内，用活塞顶推入相应的工作位置，用纸板做一个盖板，直径略比气缸套直径小2～3 mm，在气缸套里放一个低压灯，观察活塞环与缸套接触面的漏光情况。按照技术要求，同一环上的漏光处不可多于两处，漏光总弧长不应大于45°，每处漏光弧长不大于25°；漏光的径向间隙不大于0.02 mm；在距离活塞环开口两边各30°的范围内不得有漏光现象。

3.活塞销的损伤及选配

活塞销的损伤。活塞销由于受到尺寸的限制，一般外径较小，因此单位面积受到的载荷较大并且还承受一定的弯矩作用，使活塞销产生磨损和弯曲。全浮式活塞销，主要损伤部位是活塞销与活塞和连杆的连接配合处，其径向磨损后失圆，轴向磨损成台阶形，由于全浮式活塞销会慢慢转动，使磨损减轻，并沿圆周均匀分布。同时全浮式活塞销载荷的分布使销的抗弯疲劳强度有所提高，故这种形式活塞销弯曲变形较小。半浮式活塞销磨损部位发生在与活塞销座孔配合表面，且沿圆周方向磨损不均匀，最大磨损部位在平行于气缸轴线的上下方向，且这种活塞销易弯曲变形。

活塞销的选配。在发动机大修时，应更换活塞销，活塞销除标准尺寸外，还有四级加大的修理尺寸，选配时优先选配标准尺寸活塞销，如需选配修理尺寸的活塞销，可以按照活塞销直径的加大量配铰活塞销座孔、连杆衬套孔。endprint