柴油机活塞损伤检测维修及预防技术.docx

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1、柴油机活塞损伤检测维修及预防技术 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。本文对活塞损坏的缘由进行分析，以及如何对其进行检测与修理。为了防止相同的故障再次发生，需实行有效的预防措施。 关键词柴油机活塞损伤检测修理预防 1背景 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修理探讨成为一种必定1。 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。

2、活塞顶面的烧蚀产生凸凹不平麻坑，严峻的有烧熔活塞表面。活塞烧蚀使发动机气缸的漏气、高温气体窜入曲轴箱，导致润滑油温度上升变质，同时发动机的动力性和经济性下降。其缘由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惫出现裂纹，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惫产生裂纹；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2。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，允许接着运用，烧

3、蚀严峻时必需更换。 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峻，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剧烈的振动，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。假如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，则环槽磨损更加严峻。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。应刚好修理或更换活塞。 （2）活塞环在环槽内卡滞，由于长期大负荷工作简单使活塞环在环槽内产生过多的积碳，活塞环在槽内卡住。因此应尽量削减柴油机过热或

4、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。购置润滑油必需保证运用合格的产品3。 2.3活塞销孔处损伤分析 若在活塞销选配时，公差协作不当，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，应注意活塞的材料、制造工艺或装配工艺。 当柴油机处于恶劣环境下、保养修理不刚好、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峻机械故障。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

5、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，必需保证其正常的润滑。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，活塞环渐渐变细变薄，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、漏气变得严峻。柴油机第一道活塞环更易磨损与折断。假如柴油机加注的润滑油黏度过大；活塞环选配不

6、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05 h后用铜丝刷清洗。清洗后应视察活塞出现顶部烧穿、头部烧熔、环岸损伤或严峻磨损、裙部划伤、裂纹，活塞环槽的表面是否有凸起存在，活塞与气缸协作间隙过大；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纳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

7、引起的。为防止裂纹产生，柴油机应按规定要求进行检查，刚好维护保养冷却系统、燃油供应系统。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。可通过清洗活塞视察是否有裂纹，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4。 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态变宽、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峻。

8、 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，说明环槽磨损严峻，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。一般状况下采纳外径千分尺、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上平行活塞销方向的直径和垂直活塞销方向的直径。将测

9、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，假如活塞外圆磨损极限不在规定的范围内应更换。 3.5活塞环过度磨损与检测 柴油机正常运转时活塞环存在正常磨损不行避开，活塞环沿圆周方向各处腐损匀称一样，并仍与缸壁完全贴合，活塞环仍具有较好密封作用。活塞环的运用寿命一般为10 000 h左右。事实上活塞环外圆工作表面多为不匀称磨损，即为非正常磨损。活塞环磨损可通过测量其端隙、侧隙、背隙来推断： （1）端隙测量，端口间隙是活塞环处于工作状态时的开口大小，是活塞环工作时的热胀间隙。若端口间隙过小会使活塞环受热膨胀时活塞环两端对顶，活塞环卡死，严峻时引起活塞环折断、拉缸；

10、若端口间隙过大会使气缸密封不严，高温气体泄漏。所以活塞环规定了端口间隙的范围。 （2）侧隙测量，当活塞环与环槽端面磨损后将使端面协作间隙增大。若侧隙过大会使燃气泄漏，侧隙过小使环热膨胀受阻和影响环在环槽中的运动。实测的侧隙值应在活塞环的侧隙标准之内。当测量的侧隙值大于极限间隙值时，说明活塞环及环槽磨损严峻，应更换新活塞环；实测侧隙过小，说明活塞环或环槽产生变形也可能是因脏污积碳影响测量的精确性。一般第一道环的侧隙值较大，其他环依次减小。 （3）背隙测量，活塞环外圆与气缸内壁相接触，长时间磨损使其径向厚度变小，采纳外径千分尺进行测量径向厚度来衡量活塞环磨损的参数，即背隙测量。当活塞环背隙或径向厚

11、度小于规定值时应更换新活塞环。 3.6活塞环的折断与检修 活塞环折断是活塞环严峻的损坏形式。活塞环折断会使气缸磨损加剧甚至划伤气缸壁。断裂部位多在活塞环端口旁边。活塞环折断一般为材料存在缺陷、加工质量低或运用中润滑维护保养不良和装配质量差所致。活塞环折断要更换新活塞环。 4活塞损伤的预防 针对活塞损伤以及检修分析，预防活塞损伤的关键做法是： （1）加强对柴油机燃油供应系、润滑系、冷却系的正确运用和维护保养。 合理调整喷油压力、喷油提前角，保证喷油器工作良好。避开猛轰油门、长期超负荷工作，使柴油机始终保持良好的技术状态；正确选用、更换润滑油，防止污染物进入，刚好清洁和保养滤清器。提高进气的清洁度

12、，降低柴油机的负荷，避开柴油机产生过热、积碳、爆燃现象。 （2）柴油机修理过程中，严格根据技术工艺要求进行装配，保证零部件质量。 参考文献： 1杨英，康建明.机车柴油机活塞环与环槽耐磨性试验探讨J.铁道机车车辆，2022（21）. 2刘海雄.柴油机活塞环异样磨损及早期损坏的特点分析及预防J.科技创新导报，2022（1）. 3吴伯才.船用柴油机活塞环断裂故障分析及处理J.宁波高校学报，2001（2）. 4王梁，朱艳芳.柴油机活塞烧熔和开裂机理及预防措施J.农机运用与修理，2000（3）. 第8页 共8页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页第 8 页 共 8 页