《汽车发动机活塞检测与维修》由会员分享，可在线阅读，更多相关《汽车发动机活塞检测与维修（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、发动机活塞检测与维修摘要：近年来,随着汽车发动机功率和转速的不断增加,各世界著名汽车厂商也 将发动机的性能来作为竞争的亮点，对发动机的性能与寿命要求越来越高。汽车 发动机的维修保养就显得尤为的重要，对于汽车而言发动机则是心脏，而活塞就 好比是心脏的动脉，活塞作为发动机的重要零件，对发动机的性能有着重要的影 响。因此对于活塞的检测与维修就变得更为重要。从而对活塞的检测与维修进行 简要的分析。关键词：活塞外表面；活塞裂纹；活塞环槽；活塞裙部Detection and repair of engine pistonAbstract: in recent years,With the increasi
2、ng of automobile engine power and speed, the world famous automobile manufacturers will be the performance of the engine to compete as a bright spot,On the performance and life of the engine of the increasingly high demand.The car engine maintenance is particularly important for automobile engine is
3、 the heart, and the piston is the arteries of the heart, the piston is an important part of the engine, has an important effect on the performance of the engine. So for the inspection and maintenance of the piston is becoming more and more important. So the detection and repair of the piston are ana
4、lyzed.Key words： The outer surface of piston ； Piston crack ； Piston ring groove ； The piston skirt目录1. 引言12. 活塞的构造及工作原理12.2. 作用12.2. 活塞的工作条件12.3. 活塞的结12.3.1. 活塞顶部22.3.2. 活塞头部22.3.3. 活塞裙部32.4.活塞的运动及受力33. 活塞损伤的原因33.1.活塞顶部烧蚀的原因43.2. 活塞外表面磨损的原因53.3. 活塞环槽磨损的原因53.4. 活塞裂纹和破裂的原因54. 活塞的检测与维修64.1.检测工具64.2. 活
5、塞顶部烧蚀检测与修复64.3. 活塞外表面的检测与修复64.4. 活塞环槽磨损的检测与修复74.5. 活塞裂纹和破裂的检测与修复75. 大众汽车活塞检修86. 活塞选择原则107. 结论10参考文献11致谢121 引言汽车是现代化社会重要的交通运输工具，是科学技术发展水平的标志。汽车 已经进入了现代的生活之中与人类的生活已经密不可分，一方面它的高效率，高 机动化等特点为人类带来了极大的方便，提高了人们的生活水平。随着汽车行业 的发展，修车技术也在随着进步。从电子产品在汽车上的应用,到现代汽车诊断 设备的使用、互联网在汽车维修资讯上的应用,以及维修管理软件在汽车维修企 业发挥的作用等,处处体现现
6、代汽车维修的高科技特征。汽车维修已不再是简单 的零件修复,准确无误地诊断出故障所在,是现代汽车维修的最高境界。维修工的 技术也在不断进步。但拥有一套理念的发动机大修工艺流程不是每个维修工所能 做到的。它代表着精湛的修车技艺和丰富的理论知识。因此我们不仅要熟悉传统的大修工艺和以零件修复为主的作业内容还要精 通跨入机电一体化、检测诊断和维修一条龙的汽车发动机维修技术。而发动机是 汽车的动力的来源，而活塞是发动机产生动力的保证，所以对于活塞的维护检测 和维修就显得极为重要。2 活塞的构造及工作原理2.1 作用活塞主要功能是承受燃烧气体压力，并将此力通过活塞销传给连杆以推动曲 轴旋转。此外活塞顶部与汽
7、缸盖、汽缸壁共同组成燃烧室2.2 活塞的工作条件活塞在高温、高压、高速、润滑不良的条件下工作。活塞直接与高温气体接 触，瞬时温度可达2200C以上，受热严重而散热条件很差，所以活塞工作是温 度很高，顶部高速可达350450C，而且温度分布很不均匀。活塞顶部承受气体 压力很大，特别是做功行程中压力最大，汽油发动机中压力高达35MPa，柴油 发动机中压力高达69MPa，这就对活塞产生冲击，并承受侧压力的作用。活塞 在气缸内以很高的速度（812m/s）往复运动，且速度在不断的变化，这就产生 了很大的惯性力，使活塞受到很大的附加载荷。活塞在这种恶劣的条件下工作， 会产生变形并加速磨损，还会产生附加载荷
8、和热应力，同时受到燃气的化学腐蚀 作用。2.3 活塞的结构活塞可分为三部分：活塞顶部、活塞头部和活塞裙部，如图 2-1活塞銷构削觊圏击全剖b部分剖1-A活塞头3-沽豔环4-活崔销座A活宝销活塞销销环-活塞诺加加强筋姑环楕图 2-1 活塞结构剖视图2.3.1 活塞顶部活塞顶部承受气体压力，它是燃烧室的组成部分，其形状、位置、大小都和 燃烧室的具体形式有关，都是为满足可燃混合气形成和燃烧的要求。根据其形状， 活塞可分为四大类：平顶活塞、凹顶活塞、凸顶活塞和成形活塞 , 如图 2-2。图 2-2 活 塞分类2.3.2 活塞头部活塞头部指第一道活塞槽到活塞销孔以上部分。它有数道环槽，用依安装活塞环，气
9、密封作用，又称为防漏部。柴油机压缩比高，一般有四道环槽，上面三 道安装气环，最后一道安装油环。汽油机一般有三道环槽，其中有两道气环槽和 一道油环槽，在油环槽底面上钻有许多小孔，使被油环从气缸壁上刮下的机油经 过这些小孔流回油底壳。第一道环槽工作条件恶劣。活塞顶部的热量主要也是经 过头部通过活塞环传给气缸壁，再由冷却水传出去。2.3.3 活塞裙部 活塞裙部指从油环槽下端面起至活塞最下端的部分，它包括活塞销的销座 孔。活塞裙部对活塞在气缸内的往复运动起导向作用，并承受侧压力。裙部的长 短取决于侧压力的大小和活塞的直径。所谓侧压力是指在压缩行程和做功行程 中，作用在活塞顶部的气体压力的水平分力使活塞
10、压向缸壁。压缩行程和做功行 程气体的侧压力方向正好相反，由于燃烧压力大大高于压缩压力，所以，做功行 程中的侧压力也大大高于压缩行程中的侧压力，（如图 2-3 所示）活塞裙部承受 侧压力的两个侧面 称 为推力 面 ，它们 处 于与活塞 销轴线 相垂直的方 向。o巳吾冬程s总产例圧力山）圧细彳予程I、縮丄力燃烧压力图 2-32.4 活塞的运动及受力活塞主要受到燃气压力，运动中惯性力，测推力。顶面承受燃气压力与缸盖 缸套组成燃烧室，换带部用于装配活塞环，销座部用于装配活塞销将燃气压力传 给连杆，裙部在活塞的往复运动中起导向作用并承受侧向压力。活塞与连杆，曲 轴等部件测成运动机构，将气体力经连杆传给曲
11、轴。在筒形活塞式柴油机中，活 塞承受侧推力，起滑块作用。在二冲程柴油机中，活塞还起闭气口，控制换气。 活塞运动：活塞在气缸内做往复运动。3 活塞损伤的原因活塞作为发动机的重要运动件之一，它所处的工作条件相当严酷，即高温、 高负荷、高速运动、润滑不良和冷却困难等，使其成为发动机改进的重大障碍之 一。随着发动机技术水平的提高，高速大负载发动机的研制和运用，使活塞处于 一个更严酷的工作环境中，活塞就不可避免的成为发动机强化的首要障碍。 发 动机在运转时，活塞工作在高负荷环境中。首先，活塞受气体压力、惯性力和侧 向力的作用，气体压力和惯性力的方向和大小都是变化的，这就引起了活塞内应 力的极度不均匀，容
12、易引起材料的疲劳破坏。其次，活塞在径向和高度方向上的 受热不均匀，引起内部附加极大的热应力，这也是活塞疲劳破坏的主要原因之一。 此外，活塞的不同部位还承受着局部力的作用。活塞环岸作用着气体压力和活塞 的惯性力，活塞在上止点摇摆使活塞上下边缘遭到冲击。而且由于活塞形状复杂， 各部分金属分布不均匀，在不同的直径方向，活塞的刚度是不同的，在不同的刚 度之间，轴线方向上，活塞的热变形和热应力是不同的，活塞的受力和内应力也 是极度不均匀的。也就导致活塞的加速损坏。所以活塞主要损伤形式有：活塞顶 部烧蚀、活塞裙部磨损、外表面及环槽磨损、裂纹和破裂等。3.1 活塞顶部烧蚀的原因(1) 活塞顶面的烧蚀 活塞烧
13、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。活塞顶面 烧蚀将导致高温燃气窜入曲轴箱，加速润滑油的氧化变质、气缸密封性变差、压 缩比下降、燃油燃烧过程变坏、发动机的动力性和经济性下降;严重时活塞开裂 破碎，损坏缸套、连杆、曲轴、机体等零部件。活塞顶部烧蚀的原因主要是不正常燃烧造成的，使顶部接受过多热量或者是 活塞环卡死和断环故障之后再大负荷情况下运转而烧顶的。当活塞冷却不良时， 在活塞顶上如喷嘴油束对应区域，以及顶部突出的形状如活塞顶部 W 形凹坑等处 产生局部过热，当温度超过一定值后，金属表面出现烧蚀。烧蚀较轻的活塞，允 许继续使用，烧蚀严重时必须更换。(2) 活塞顶面出现裂纹活塞
14、顶面裂纹的方向一般与活塞销孔的轴线方向垂直，主要是热应力引起的疲劳 裂纹。其原因:发动机超负荷运转，导致活塞变形量过大，而造成活塞顶面的疲 劳开裂。燃烧系统工作不正常或发动机负荷过大时，导致活塞顶面的温度梯度增 大，从而造成活塞顶面的热开裂。活塞材质不合格，导致高温强度降低。燃料中 含有硫、钒等元素，则会引起高温腐蚀，从而加速裂纹的发展。3.2 活塞外表面磨损的原因活塞裙部是起导向作用的，活塞裙部与缸壁间的磨损是不可避免的，随着使 用时间的增长，二者间隙不断增大，当大到一定程度，将出现敲缸现象。磨损原 因就是材质不好，热膨胀系数太高，高温的情况下造成涨缸。这个部位是飞溅式 润滑的，机油好坏也是
15、关键。长时间高温高速的情况下应该让发动机适当地休息 冷却。在选配活塞销时，若销与销孔配合过盈太大，活塞在气缸里工作时会出现 反椭圆现象，同样会引起敲缸和窜机油等现象的发生。3.3 活塞环槽磨损的原因主要是由于环槽中相对运动：往复、径向、回转和扭曲；其次是进气中灰尘 硬粒，特别燃用重油，碳粒更大更坚硬；燃烧室高温使活塞头和环槽变形，材料 性能下降，环与环槽之间的油膜破坏，环槽磨损更加严重。环槽磨损使其与环的配合间隙增大，活塞环的密封性下降，产生漏气、压缩 压力和爆发压力性能降低和进入环背面燃气增多，高压燃气将环压向缸壁致使环 容易折断。环槽磨损使环槽截面形状由矩形变为梯形或出现磨台，且以第一、二 道环槽为重为快，一般活塞环槽的磨损量在 0.01mm/kh 以内为正常。3.4 活塞裂纹和破裂的原因（1）活塞头触火面裂纹 活塞头触火面产生裂纹是指在活塞顶面产生的径向或圆周向裂纹、起吊孔边缘裂 纹及第一道环槽根部裂纹。活塞头部裂纹主要是热应力引起的，同时还有机械应力的作用。柴油机运转时，活塞顶部温度分布不均匀。顶面中央或边缘温度最高，铸钢活塞可达450C； 铝活塞可达300375C，顶面冷却侧及第一道活塞环槽的温度一般在200左右。 在正常工作条件下，活塞头部各处存在着温差应力和高压燃气作用的机械应力 等，而且这些应力又都是周期性的；当喷油定时不正，燃油雾化不良或火焰接触 活塞顶面时就
