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柴油機活塞刮傷、頂部燒蝕和活塞銷座孔磨損的原因

 

活塞磨損嚴重的原因是活塞環開口間隙過小，工作中受高溫膨脹后在氣缸中卡死；柴油發電機長時間在高溫、大負荷條件下工作，活塞受沖擊嚴重或冷卻液不足等，使柴油發電機過熱，引起活塞機械強度降低；活塞制造時有缺陷等。嚴重的活塞銷響或活塞敲缸響，若不及時排除，也可能會造成活塞異常損壞。

 

一、活塞刮傷

 

 活塞刮傷一般都有明顯的痕跡，輕度刮傷的活塞，如果不影響與氣缸的配合間隙，允許用細砂布研磨后繼續使用，刮傷嚴重的活塞必須更換，并根據下述情況查明故障原因。

（1）活塞裙部兩側同時出現刮傷，通常是新換活塞與氣缸配合間隙過小所致。

（2）活塞裙部垂直活塞銷方向的一側刮傷，通常是怠速轉速過低使缸壁潤滑不良或柴油發電機長期大負荷工作，而導致活塞受側壓力較大的一側刮傷。

（3）活塞裙部兩側銷座處刮傷，通常是活塞銷與座孔配合過緊，受熱后沿活塞銷方向膨脹量過大造成。

（4）活塞與氣缸配合間隙過大，將會引起第一道環槽的上部磨損或刮傷。

（5）活塞刮傷部位出現在一側活塞銷座的上方，通常是連桿變形造成。

（6）活塞裙部橢圓短軸部位熔著磨損。

 

活塞刮傷位置圖

 

二、活塞頂部燒傷

 

由于柴油發電機長時間在超負荷條件下工作和在爆燃的條件下較長時間工作而造成的。活塞頂部金屬產生層層剝落使頂部厚度逐漸減薄，出現釩腐蝕的麻點或凹坑，大小、深淺不一地分布于活塞頂部， 這種現象稱為活塞頂部燒蝕。嚴重時可使頂部燒穿。

1、柴油機活塞嚴重磨損或者斷裂機油上竄，導致活塞燒頂。  

2、選擇了劣質潤滑油，加速了柴油機汽缸磨損，曲軸箱廢氣壓力增大，燃燒室內積碳增多，從而導致活塞燒頂。 

3、噴油器滴油或者霧化不良，柴油機內燃油長時間再活塞頂部燃燒，造成活塞頂部高溫，從而使活塞燒頂。 

4、活塞頂間隙不當，裝配柴油機時，如果活塞頂間隙調整不當，就會影響柴油機的壓縮比，導致活塞拉缸或者活塞燒頂，這就要求柴油機在裝配時要嚴格按照要求調整。   

5、柴油機各缸供油量和供油時間不均勻，使部分汽缸燃燒過程惡化，形成積炭或者嚴重后燃，柴油燃燒的熱量使部分汽缸內的活塞頂溫度過高，導致柴油機材料熱疲勞而燒熔，導致活塞燒頂。

6、活塞環損壞或折斷。活塞環損壞或折斷導致活塞環裝配不能密切缸壁，活塞頂部不能散去大規模的熱量，而且還導致竄高溫氣體，其結果是頂端活塞和活塞環槽過熱而燒融。

7、活塞缸套質量有問題，如果柴油機的活塞在鑄造時存在氣孔、疏松、微裂紋、夾渣等缺陷，在高溫高壓作用下，這些缺陷就會成為疲勞源而導致活塞疲勞損壞；活塞中的夾渣首先熔化，造成活塞燒熔。所以柴油機在選擇活塞時一定要注意選用原廠或質量過硬的活塞。

8、超負荷的柴油柴油發電機轉速運行很長一段時間，破壞的柴油發電機冷卻。活塞有一個長期熱應力和機械應力，容易疲勞消融。

9、許多中小型柴油柴油發電機由于汽缸直徑較小，要完成活塞復雜的內、外部結構布置存在較多困難，故大部分活塞都不設加強筋，都從增加活塞頂的厚度來滿足強度要求，但過厚的活塞頂結構，一方面增加了活塞頂的熱容量，另一方面散熱速度較慢，這兩方面都會增加活塞頂的溫度，使活塞頂有較高的熱應力，容易導致活塞頂的熱疲勞損壞。

 

三、活塞脫頂

 

由于活塞環的端隙過小，當柴油發電機長時間在高溫條件下工作時，活塞環卡死與缸壁間發生黏結，而活塞裙部受連桿的拖動，造成活塞頭部與裙部分離。

1、在柴油發電機頂部區域發響振動，若用起子觸試不工作缸水溫氣缸蓋燃燒室部位，將有與聲響頻率相吻合的震動感，則表明該缸有故障。

2、在查明不工作缸無氣缸壓力時，可用鐵絲彎成適當形狀，插入火花塞孔觸及活塞頂，然后搖轉曲軸試驗。若活塞頂不隨曲軸旋轉而往復運動，則表明活塞產生脫頂故障。

活塞脫頂聲響故障，其后果是嚴重的。輕則引l起連桿彎曲，重則可能導致柴油發電機破裂報廢。因此，遇此現象，應立即停機檢修，以免造成柴油發電機進一步嚴重損傷。

 

四、活塞銷座孔磨損

 

由于氣體壓力和慣性力的作用，使活塞銷座孔形成橢圓形磨損，其最大磨損部位是座孔的上下方向，使活塞與銷的配合松曠，出現不正常的響聲。活塞銷磨損量超過0.05mm時，應予更換；小于0.05mm時可采用鍍鉻或鍍鐵修復。鍍鐵后要進行滲碳和淬火處理。另外也可以用沖脹法修復。

1、危害：柴油發電機配件銷孔的配合松曠；銷子響；銷子竄出來拉壞氣缸。

五、活塞裙部磨損

 

活塞與氣缸壁的接觸僅在裙部，且與活塞銷軸線垂直的部位，此部位決定了活塞與氣缸的配合間隙。活塞裙部在高壓氣體的作用下，受側向力作用的一面緊貼在氣缸壁上，產生摩擦而磨損。正常工作時，這部分磨損一般為每1萬km磨損0.01～0. 02 mm。當活塞裙部與缸壁間隙過大時，柴油發電機工作易出現敲缸，并出現嚴重的竄油現象，此時應檢查其圓柱度與圓度誤差。

1、危害：活塞與氣缸壁之間間隙增大的后果。出現金屬敲擊聲（俗稱敲缸）；加劇活塞與缸壁的磨損；漏氣，啟動性差；轉速不穩，功率下降；機油消耗量增加，排氣冒藍煙。

2、檢驗：用外徑千分尺或游標卡尺測量外圓的直徑。 具體部位：自裙部上端10~20mm初開始，每隔 100~200mm測量一次，每次測量同一截面內相互垂直的兩個直徑：平行于曲軸的方向和垂直于曲軸的方向。 計算出圓度和圓柱度。

 

 

 

 

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