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活塞銷的常見故障與檢修

（1）活塞銷的常見故障

1）活塞銷的磨損

①原因承受較大的交變負荷。

②后果活塞銷、活塞銷座孔及連桿襯套配合處相對磨損；活塞銷與活塞銷座孔、活塞銷與連桿襯套配合間隙增大；產生敲擊聲（銷子響）。

2）斷裂

①原因活塞銷質量不好，有裂紋。

②后果打壞汽缸體，造成事故。

（2）活塞銷的檢驗與修理

1）活塞銷磨損的測量與修復

①磨損的測量內燃機的活塞銷，應用千分尺測量。測量時要測三個部位：兩頭和中間。每一部位所測得的任意兩相互垂直的直徑之差即為該部位的失圓度；三個部位上所測得的大與小直徑之差即為錐形度；其失圓度及錐形度一般不應大于0.005mm。

②修復當徑向磨損大于0.5mm時，必須更換；當徑向磨損小于0.5mm時，可采用鍍鉻或鐓粗的方法修復（鐓：沖壓金屬板使其變形，不加熱叫冷鐓，加熱叫熱鐓）。

2）活塞銷裂紋的檢驗方法是先將活塞銷清洗干凈，然后用放大鏡觀察，必要時可用磁力探傷法檢查。如有裂紋、表面脫落或銹蝕嚴重等均應更換。

（3）活塞銷與銷座孔的修配

1)活塞銷的選配

①活塞銷除標準尺寸外，還有四級加大修理尺寸： 0.08mm、 0.12mm、 0.020mm、 025mm。

②選配時應根據銷孔磨損以后的內徑，選用近似于內徑的加大活塞銷（一般比銷孔的內徑大0.025~0.05mm），如選用大一級的加大活塞銷配合時仍感松曠，則應重選活塞。

③內燃機大修時，因選配的活塞是新的，因此，活塞銷應選配標準的，以便給以后的維修留有更換的余地。

④新選配的活塞銷錐形度和失圓度應不超過0.005mm，表面粗糙度不低于0.32，對多缸內燃機而言，各缸的活塞銷質量相差不得超過10g。

⑤活塞銷與銷座孔，在常溫（15~25℃）下，應有0.025~0.04mm的過盈量。

活塞銷與銷座孔的技術要求

①在常溫下，應有微量過盈（一般為0.0025、0.04mm)，加溫到75~85℃時，又有微量間隙，使活塞銷能在銷座孔內轉動，而冷卻后，活塞裙部橢圓變形即長軸縮短（與活塞硝軸線相垂直方向）；短軸伸長（活塞銷軸線方向），其變化均不應超過0.04mmo這一點，是活塞銷與銷座孔修配的關鍵。若配合太緊，機油進不去，使活塞銷的潤滑變壞，加劇磨損，甚至會產生卡缸現象；若配合太松，會使活塞銷在活塞往復運動中撞擊活塞和連桿襯套，磨損加劇，嚴重時會出現活塞銷折斷或竄出，造成事故。配氣機構與進排氣系統的功用是按內燃機（柴油機或油機）的工作循環和著火（或點火）順序，定時地開啟和關閉各缸的進排氣門，以保證新鮮空氣（或可燃混合氣）適時充入汽缸，并將燃燒后的廢氣即時排出。

②接觸面積不少于75%。這是因為，接觸面積太小，單位面積承受載荷上升，加速磨損，影響松緊度，內燃機壽命下降。

活塞銷與銷座孔的配合，是通過對活塞銷座孔的搪削或鉸削完成的。鉸削銷座孔時，應選用長刃鉸刀，使兩個銷座孔能同時進行鉸削，以保證兩孔的同心度。

①選擇鉸刀根據銷座孔的實際尺寸選擇鉸刀，并將鉸刀夾在虎鉗上，使其與鉗口的平面保持垂直。

②調整鉸刀鉸刀向上調整尺寸縮小，向下調整尺寸擴大。為了提高氣門座表面的耐磨性，有時采用耐熱鋼、球墨鑄鐵或合金鑄鐵制成單獨的零件，然后壓入相應的孔中。因一刀是試驗性的微量鉸削，銷座孔鉸削量較小，一般是調整到刀片上端露出銷座孔即可，，以后各刀的調整量也不應過大，一般是旋轉調整螺母60°~90°為宜，當鉸削量過小時，可再旋轉調整螺母30°~60°。

③鉸削鉸削時，兩手握住活塞穩妥輕壓，輕壓的力要均勻，掌握要平正，按順時針方向旋轉鉸削。為了使銷座孔鉸削正直，每調整一次鉸刀，要從銷座孔的兩個方向鉸一下，當轉到某個位置很緊時，可稍倒轉一下，再繼續順時針方向旋轉，能在轉不動時硬轉，這樣對刀片和銷孔表面均有影響，而且要一直鉸到底，將活塞從鉸刀的另一端取出；在修刮時，必須根據接觸情況，以左手托連桿或瓦蓋，右手將持平，以手腕運動，使由外向內修刮，起刀和落刀要穩，要始終保持的鋒利。中途不能倒轉回來，因為，這樣會使活塞銷孔內圓表面出現與鉸刀刀片數目相同的階梯，以致在工作過程中，活塞銷和孔的配合間隙會迅速增大；為了提高粗糙度，接近鉸好時，鉸刀的鉸削量應盡量調小

④試配鉸削過程中應隨時用活塞銷試配，防止把活塞銷座孔鉸大，當鉸削到用手掌的力量將活塞銷推入一個銷座孔的1/3左右時，應停止鉸削。然后用木錘或墊以銅銃用手錘輕輕將活塞銷打入一個銷座孔，試配一兩次檢查接觸情況后，再繼續打入另一個座孔。應用最為廣泛的直列柱塞式噴油泵柴油機燃油供給系統組成：直列柱塞式噴油泵一般由柴油機曲軸的正時齒輪驅動。打壓時，活塞銷要放正，以防銷子傾斜損傷銷座孔的工作面，后將活塞銷銃出，查看接觸面情況，適當進行修刮。

⑤刮配修刮不僅能增加活塞銷與銷座孔的接觸面積，而且還可以獲得合適的配合緊度，修刮時刀刃應與銷座孔的軸線成30°~40°角，以避免修刮面積過大，刮傷未接觸的部位，修刮時應按從里到外，刮重留輕，刮大留小的原則進行，兩端邊緣處好開始少刮或不刮，以防止刮成喇叭口形，待活塞銷與銷座孔的松緊度和接觸面接近合適時，再稍修刮兩端，修刮后，使松緊度和接觸面都達到要求。另外還有測量法和鉛絲、銅皮法，這兩種方法已在前面講過，在這里就不再重述。

松緊度的要求：常溫下，油機能用手掌的力量，把活塞銷推進一個座孔的1/2一2/3為宜；柴油機要求活塞在水中加溫到75~85℃時，在活塞銷上涂以機油，用手掌稍用力將其推入銷座孔為合適接觸面的要求：接觸面75‰以上，在銷座孔工作面上的印痕應星點分布均勻，輕重一致。如無規定一般應不超過標準寬度0·當超過上述各項允許跟度后，除鍵槽容許在與舊鍵槽成120°位置另開新鍵槽外，其余均不應使用。

連桿組的功用是連接活塞與曲軸，將活塞承受的燃氣壓力傳給曲軸，并和連桿配合，把活塞的直線往復運動變為曲軸的旋轉運動。

連桿在工作時，承受有三種作用力：活塞傳來的氣體壓力；活塞組零件及連桿本身（小頭）的慣性力；連桿本身繞活塞銷作變速擺動時的慣性力。這些力的大小和方向都是周期性的變化，因此連桿承受著壓縮、拉伸和橫向彎曲等交變應力。連桿或連桿螺栓一旦斷裂，就可能造成整機破壞的重大事故。如果剛度不足，使大頭孔變形失圓，大頭軸承的潤滑條件受到破壞，則軸承會發熱而燒損。在柴油機汽缸容積保持不變的條件下，增加進入汽缸的空氣密度是提高柴油機輸出功率的主要手段。連桿桿身變形彎曲，則會造成汽缸與活塞的偏磨，引起漏氣和竄機油。所以要求連桿在盡可能輕的情況下，保證有足夠的強度和剛度。

為保證連桿結構輕巧，且有足夠的剛度和強度，一般常用中碳鋼（如45號鋼）模鍛或滾壓成形，并經調質處理。中小功率內燃機連桿有采用球墨鑄鐵制造的，其效果良好，且成本較低。將噴油泵從柴油機上拆下后再重新裝回時，可先將噴油泵固定在柴油機機體上的噴油泵托架上，再慢慢轉動曲軸，使柴油機一缸的活塞位于壓縮行程上止點前相當于規定的供油提前角的位置，然后使噴油泵凸輪軸上與噴油泵殼體上相應記號對準。強化程度高的內燃機采用合金鋼（如40Cr、40MnB、42CrMo等）滾壓制造而成。合金鋼的特點是強度高，但對應力集中比較敏感，因此采用合金鋼制造連桿的時候，對其外部形狀、過渡圓角和表面粗糙度等都有嚴格要求。近年來，硼鋼、可鍛鑄鐵及稀鎂土球墨鑄鐵已廣泛用于制造內燃機連桿，其強度接近于中碳鋼，并且其切削性能很好，對應力集中不敏感，制造成本低。

曲軸軸向間隙的檢查

曲軸軸向間隙也稱曲軸的端隙，是指軸承承推端面與軸頸定位軸肩之間的軸向間隙。它是為了適應內燃機在工作中機件熱膨脹時的需要而定的。凸輪軸的苴主要配置有各缸進、排氣凸輪、凸輪軸軸頸以及驅動附件的螺旋齒輪或偏心齒輪。如果此間隙過小，會使機件膨脹而卡死；如果此間隙過大'前后竄動，則給活塞連桿組的機件帶來不正常的磨損，止推墊圈表面逐漸磨損，使間隙改變，形成軸向位移。因此，在裝配曲軸時，應進行曲軸軸向間隙的檢驗。

檢驗時，先將曲定軸和軸承的承推端面的一邊靠合，用撬棍擠曲軸后端，然后用厚薄規在一道曲軸臂與止推墊圈間的測量。曲軸軸向間隙一般在0.05~0.25mm之間。如軸向間隙過大或過小，則應更換或修整止推墊圈。

配氣機構與進排氣系統的功用是按內燃機（柴油機或油機）的工作循環和著火（或點火）順序，定時地開啟和關閉各缸的進排氣門，以保證新鮮空氣（或可燃混合氣）適時充入汽缸，并將燃燒后的廢氣即時排出。

配氣機構與進排氣系統各機件的技術狀況在工作過程中是不斷變化的，如氣門、氣門座和凸輪軸等主要機件，在高溫高壓和沖擊負荷的作用下，會產生機械磨損和化學腐蝕。這樣就破壞了氣門與座的密封性和配氣定時，從而使內燃機功率下降以及燃油消耗量增加。

4.1配氣機構與進排氣系統的構造

發動機配氣機構的類型有：氣門式、氣孔式和氣孔一氣門式等三種類型。四沖程內燃機普遍采用氣門式配氣機構。廢氣渦輪增壓器的拆卸在拆卸前可將壓氣機殼、中間殼及無葉渦殼三者的相互位置做好標記，以便在裝屺時安裝到原始位置。內燃機對配氣機構及進排氣系統的要求是：進入汽缸的新鮮氣或可燃混合氣要盡可能多，排氣要盡可能充分；進、排氣門的開閉時刻要準確，開閉時的振動和噪聲要盡量小；另外，要工作可靠、使用壽命長和便于調整。

配氣機構的結構形式及工作過程

氣門式配氣機構由氣門組（氣門、氣門導管、氣門座及氣門彈簧等）和氣門傳動組（推桿、搖臂、凸輪軸和正時齒輪等）組成；進排氣系統由空氣濾清器、進氣管、排氣管和消聲器等組成。

內燃機配氣機構的結構形式較多，按照氣門相對于汽缸的位置不同可分為兩種形式：氣門布置在汽缸側面的稱為側置式氣門配氣機構；氣門布置在汽缸頂部的稱為頂置式氣門配氣機構。采用側置式氣門配氣機構布置的燃燒室橫向面積大，結構不緊湊，而高度又受氣流和氣門運動的限制不能太小，所以當壓縮比大于7.5時，燃燒室就很難布置。對于柴油機，由于壓縮比不能太低，所以廣泛采用頂置式氣門配氣機構。在特殊情況下，如軸瓦的修刮量太小，可以在軸瓦的背面加上適當厚度的銅墊片，但這種方法只能在中、小修時使用，在大修時一律不得使用。按凸輪軸的布置位置可分為上置凸輪軸式、中置凸輪軸式和下置凸輪軸式；按曲軸與凸輪軸之間的傳動方式可分為齒輪傳動式和鏈條傳動式；按每缸的氣門數目可分為二氣門、三氣門、四氣門和五氣門機構。

頂置式氣門配氣機構由凸輪軸、挺柱、推桿、氣門搖臂和氣門等零件組成。進、排氣門都布置在汽缸蓋上，氣門頭部朝下，尾部朝上。為保證內燃機噴訕（或點火）準時可靠，凸輪軸和曲軸必須保持一定的正時關系。如凸輪軸為了傳動方便而靠近曲軸，則凸輪與氣門之間的距離就較長。中間必須通過挺柱、推桿、搖臂等一系列零件才能驅動氣門，使機構較為復雜，整個系統的剛性較差。

頂置式氣門配氣機構工作過程如下：凸輪軸由曲軸通過齒輪驅動。當內燃機工作時，凸輪軸即隨曲軸轉動，對于四沖程內燃機而言，凸輪軸的轉速為曲軸轉速的1/2，即曲軸轉兩轉完成一個工作循環，而凸輪軸轉一轉，使進、排氣門各開啟一次。當凸輪軸轉到凸起部分與挺柱相接觸時，挺柱開始升起。因此，如果原來正時齒輪的間隙稍大，只要噪聲不大，還可繼續使用。通過推桿和調整螺釘使搖臂繞搖臂軸轉動，搖臂的另一端即壓下氣門，使氣門開啟。在壓下氣門的同時，內、外兩個氣門彈簧也受到壓縮。當凸輪軸凸起部分的高點轉過挺柱平面以后，挺柱及推桿隨凸輪的轉動而下落，被壓緊的氣們彈簧通過氣門彈簧座和氣門鎖片，將氣門向上抬起，后壓緊在氣門座上，使氣門關閉。氣門彈簧在安裝時就有一定的預緊力，以保證氣門與氣門座貼合緊密而不致漏氣。