柴油机活塞常见损伤的检修
赵明辉
活塞的常见故障是破损、烧蚀、磨损。活塞是易损零件，价格比较便宜，在农机维修中一般不对活塞进行修理，而是直接更换。但在更换新件前，应查明活塞损坏的原因，并对活塞损坏的原因进行分析，以免相同的故障再次发生。
1.柴油机活塞顶或侧面“烧蚀”
活塞烧蚀呈现在活塞顶部，轻者有疏松状麻坑，重者有局部烧熔现象。柴油机活塞顶或侧面局部或大面积烧蚀熔化，是由于活塞局部的温度高于材料的熔点而造成，活塞局部温度过高的主要原因为如下：
（1）柴油机供油提前角过大，燃油供油过迟，燃油与空气混合不好，部分燃油未混合完毕而形成局部高温，使柴油机燃烧粗爆，工作温度较高。
（2）进入气缸的混合气因机车常处于全负荷或高速行驶，使空气温度不断累计升高与燃油混合不良，燃烧室内的燃烧压力升高，柴油机产生爆燃。
（3）喷油嘴喷孔堵塞或压力降低过大，雾化不良，没有完全雾化的燃油滴在活塞顶和气缸壁上，一旦燃烧，产生局部高温烧损活塞。
烧蚀较轻的活塞，允许继续使用，烧蚀严重时必须更换。
2.活塞积碳
活塞上的积碳主要沉积在活塞顶。由于进入燃烧室的燃油和机油往往不能完全燃烧，因而会在活塞顶部和环槽等位置出现积碳。若活塞顶部严重积碳，易引发炽热点火，使发动机气缸内产生不正常的燃烧；若环槽内严重积碳，活塞环易卡死在环槽内，造成气缸密封性能下降，故应定期清除活塞及缸内的积碳。活塞顶部积碳可用刮刀清除。若活塞环槽内有积碳，可用折断的旧活塞环磨制成合适的形状进行清除，但应注意不要刮伤活塞环槽底部。也可用化学法来清除，即将积碳严重的活塞放入除碳剂溶液中浸泡2～3 min，将溶液温度保持在80～95 ℃。将活塞取出后用毛刷或棉布擦除积碳，最后用加入01%～23%的重铬酸钾的热水洗净并吹干。
3.活塞破损和烧蚀
活塞拆出后应检查其顶部有无异常，若有撞击造成的明显凹陷甚至裂损，应及时查明故障原因，予以排除。发动机工作中，造成活塞受撞击损坏一般是气门间隙过小、配气相位失准、气门弹簧折断等原因导致活塞与气门相撞，或维修时气缸内掉入异物。对受损的活塞，若其顶部虽有凹陷，但无裂损可继续使用，若发现有裂纹或孔洞必须更换新件。破损的活塞应更换新件。
4.活塞环槽磨损
随着活塞的高速往复运动，活塞环在环槽中一直拍击着活塞。尤其是压缩行程和做功行程中，活塞环由于受到压力作用，对活塞环槽产生较大的冲击力，并紧压在环槽下沿，使环槽磨损成外大内小的梯形，并且环槽下沿的磨损比上沿大。由于高温高压气体的窜入，对环槽也有一定的腐蚀作用，故在正常情况下，第一道环槽受高温高压及气体腐蚀的影响最严重，故磨损也最厉害。以下各道环槽的磨损依次减轻。
活塞环槽磨损过大，将造成高压混合气体窜入曲轴箱，破坏润滑油品质，降低发动机动力，还会造成润滑油窜入燃烧室等故障，严重时还会产生异响。
活塞环槽磨损后如超过极限，一般通过更换活塞的方法解决。如环槽磨损未超过极限，可采用更换活塞环的方法继续使用，直至下次大修。
活塞环槽磨损后使活塞环侧隙增大，可通过测量活塞环侧隙和端隙来确定活塞环槽是否磨损过大。
（1）活塞环侧隙的检查。活塞环侧隙是指活塞环与活塞环槽在高度方向上的配合间隙。测量时，将一新活塞环放入环槽，用塞尺测量环的侧隙。若更换新活塞环后侧隙过小，可将活塞环平放在细砂布上研磨；若侧隙过大，说明环槽磨损，可将活塞环与活塞一起更换。新装时侧隙一般为002～005 mm，极限间隙为015 mm，达到应更换活塞环。
（2）活塞环端隙的检查。将活塞环放入气缸，使其水平停放在距上平面15 mm的气缸内，用厚薄规进行测量，其磨损极限为100 mm。
3.活塞销孔的磨损
一般情况下，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。
销孔与活塞销的配合在常温下有微量过盈，而活塞在80～90 ℃的工作环境时又有微量间隙，二者之间的接触面积应在75%以上。活塞销孔磨损通过铰削销孔并更换加大修理尺寸的活塞销进行修复。铰削加工后，要检验活塞销座孔中心线与活塞中心线的垂直度。
4.活塞外表面磨损
活塞裙部外表面磨损后，裙部直径减小，活塞与气缸的间隙增大；横截面产生圆度误差、纵截面产生圆柱度误差，这些都直接影响活塞的工作性能和柴油机的功率。用外径千分尺、游标卡尺测量活塞的上部、中部和裙部的外径，有减磨环的还要测每道环的外径。测量每一测量点的横截面上互相垂直的两个直径：首尾方向和左右舷方向。将测量值记录在表格中，计算出每个横截面的圆度、纵截面的圆柱度，以其中最大值与说明书或标准比较，以确定活塞的磨损程度。
活塞的常见故障是破损、烧蚀、磨损。活塞是易损零件，价格比较便宜，在农机维修中一般不对活塞进行修理，而是直接更换。但在更换新件前，应查明活塞损坏的原因，并对活塞损坏的原因进行分析，以免相同的故障再次发生。
1.柴油机活塞顶或侧面“烧蚀”
活塞烧蚀呈现在活塞顶部，轻者有疏松状麻坑，重者有局部烧熔现象。柴油机活塞顶或侧面局部或大面积烧蚀熔化，是由于活塞局部的温度高于材料的熔点而造成，活塞局部温度过高的主要原因为如下：
（1）柴油机供油提前角过大，燃油供油过迟，燃油与空气混合不好，部分燃油未混合完毕而形成局部高温，使柴油机燃烧粗爆，工作温度较高。
（2）进入气缸的混合气因机车常处于全负荷或高速行驶，使空气温度不断累计升高与燃油混合不良，燃烧室内的燃烧压力升高，柴油机产生爆燃。
（3）喷油嘴喷孔堵塞或压力降低过大，雾化不良，没有完全雾化的燃油滴在活塞顶和气缸壁上，一旦燃烧，产生局部高温烧损活塞。
烧蚀较轻的活塞，允许继续使用，烧蚀严重时必须更换。
2.活塞积碳
活塞上的积碳主要沉积在活塞顶。由于进入燃烧室的燃油和机油往往不能完全燃烧，因而会在活塞顶部和环槽等位置出现积碳。若活塞顶部严重积碳，易引发炽热点火，使发动机气缸内产生不正常的燃烧；若环槽内严重积碳，活塞环易卡死在环槽内，造成气缸密封性能下降，故应定期清除活塞及缸内的积碳。活塞顶部积碳可用刮刀清除。若活塞环槽内有积碳，可用折断的旧活塞环磨制成合适的形状进行清除，但应注意不要刮伤活塞环槽底部。也可用化学法来清除，即将积碳严重的活塞放入除碳剂溶液中浸泡2～3 min，将溶液温度保持在80～95 ℃。将活塞取出后用毛刷或棉布擦除积碳，最后用加入01%～23%的重铬酸钾的热水洗净并吹干。
3.活塞破损和烧蚀
活塞拆出后应检查其顶部有无异常，若有撞击造成的明显凹陷甚至裂损，应及时查明故障原因，予以排除。发动机工作中，造成活塞受撞击损坏一般是气门间隙过小、配气相位失准、气门弹簧折断等原因导致活塞与气门相撞，或维修时气缸内掉入异物。对受损的活塞，若其顶部虽有凹陷，但无裂损可继续使用，若发现有裂纹或孔洞必须更换新件。破损的活塞应更换新件。
4.活塞环槽磨损
随着活塞的高速往复运动，活塞环在环槽中一直拍击着活塞。尤其是压缩行程和做功行程中，活塞环由于受到压力作用，对活塞环槽产生较大的冲击力，并紧压在环槽下沿，使环槽磨损成外大内小的梯形，并且环槽下沿的磨损比上沿大。由于高温高压气体的窜入，对环槽也有一定的腐蚀作用，故在正常情况下，第一道环槽受高温高压及气体腐蚀的影响最严重，故磨损也最厉害。以下各道环槽的磨损依次减轻。
活塞环槽磨损过大，将造成高压混合气体窜入曲轴箱，破坏润滑油品质，降低发动机动力，还会造成润滑油窜入燃烧室等故障，严重时还会产生异响。
活塞环槽磨损后如超过极限，一般通过更换活塞的方法解决。如环槽磨损未超过极限，可采用更换活塞环的方法继续使用，直至下次大修。
活塞环槽磨损后使活塞环侧隙增大，可通过测量活塞环侧隙和端隙来确定活塞环槽是否磨损过大。
（1）活塞环侧隙的检查。活塞环侧隙是指活塞环与活塞环槽在高度方向上的配合间隙。测量时，将一新活塞环放入环槽，用塞尺测量环的侧隙。若更换新活塞环后侧隙过小，可将活塞环平放在细砂布上研磨；若侧隙过大，说明环槽磨损，可将活塞环与活塞一起更换。新装时侧隙一般为002～005 mm，极限间隙为015 mm，达到应更换活塞环。
（2）活塞环端隙的检查。将活塞环放入气缸，使其水平停放在距上平面15 mm的气缸内，用厚薄规进行测量，其磨损极限为100 mm。
3.活塞销孔的磨损
一般情况下，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。
销孔与活塞销的配合在常温下有微量过盈，而活塞在80～90 ℃的工作环境时又有微量间隙，二者之间的接触面积应在75%以上。活塞销孔磨损通过铰削销孔并更换加大修理尺寸的活塞销进行修复。铰削加工后，要检验活塞销座孔中心线与活塞中心线的垂直度。
4.活塞外表面磨损
活塞裙部外表面磨损后，裙部直径减小，活塞与气缸的间隙增大；横截面产生圆度误差、纵截面产生圆柱度误差，这些都直接影响活塞的工作性能和柴油机的功率。用外径千分尺、游标卡尺测量活塞的上部、中部和裙部的外径，有减磨环的还要测每道环的外径。测量每一测量点的横截面上互相垂直的两个直径：首尾方向和左右舷方向。将测量值记录在表格中，计算出每个横截面的圆度、纵截面的圆柱度，以其中最大值与说明书或标准比较，以确定活塞的磨损程度。
