发电机维修:活塞故障分析与解决方案

发电机维修:活塞故障分析与解决方案

柴油机的活塞在高温、高压、高速、润滑不良的条件下工作,会产生变形并加速磨损,同时受到燃气的化学腐蚀作用。下面和小编一起看一下活塞的常见故障,和故障的原因和解决方法吧。

1、早期烧机油窜气
故障状态:
新装配的发动机漏气量和机油耗都符合要求,但发动机运行一段时间后(约几千公里),开始烧机油、窜气;
原因分析:
早期烧机油、窜气属于早期磨损的现象,早期磨损造成活塞、缸套、活塞环摩擦过渡,使其密封性能下降,磨损的来源在于发动机的磨粒。磨粒来源于:
A、发动机装配环境差,大量灰尘落入机器中;
B、各零件清洁度差,表面有大量的细小颗粒;
C、机体、缸盖等铸件清洁不彻底,有沙粒残留在其中;
D、空气滤清器失效;
E、零件磨损磨粒。
以上这些磨粒会在发动机运行一段时间后,进入到机油中,造成活塞、缸套、活塞环摩擦副磨损,如果没有及时更换机油,将导致发动机早期烧机油窜气;
2、新装配的发动机窜气
故障状态:
新装配的发动机,漏气量超标
原因分析:
活塞、活塞环、气缸套组成发动机燃烧系统的防漏部,漏气主要有三个通道,活塞环开口、活塞环与缸套的工作面、活塞环与活塞环槽通道,常见原因:
A、活塞环的翘曲、工作状态的圆度、侧面的直线度、平面度及工作状态的悬浮情况;活塞环槽的直线度,垂直度、环槽外口倒角、配缸间隙;气缸套的椎度、圆度、工作状态的变形情况;
B、活塞与气缸套的配缸间隙、缸盖螺栓的拧紧、缸体的变形情况;
C、连杆、曲轴、活塞销孔的平行情况、销孔的垂直度;
D、气缸燃烧时的爆发压力;
E、发动机的转速;
F、活塞环气门的开口大小。
3、卡簧槽外侧脱落
故障状态:
某车在行驶到1900公里时发生故障,事故发动机经拆解后发现,一只气缸套自支承肩向下全部碎裂成小片,掉在油底壳中(支承肩完好);活塞销孔外侧脱落。
原因分析:
由于气缸套自支承肩处断裂,活塞环卡在断裂处。当活塞下行时将断裂的缸套下半部分带出缸体并被曲轴平衡块打碎。气缸套断裂并脱落后,活塞在气缸失去合理导向而倾斜,最终导致销孔外侧脱落,严重的会捣碎缸体。
4、卡簧槽外侧拉伤
故障状态:
失效面非常光滑,像是烧熔现象,失效部位有突出也有拉缸现象;
原因分析:
卡簧脱落后,在活塞的带动上下运动,在上、下止点与活塞撞击,在反复撞击下造成活塞损坏。
5、活塞拉缸
活塞、活塞环或活塞销在气缸内相对运动,由于以下或某种原因引起干摩擦,而使活塞和缸套拉伤,当发展到一度程度时,气缸表面产生金属熔着,严重时,活塞及缸套表面出现沟槽发生抱死。
原因分析:
① 配缸间隙不合理:配缸间隙过大,活塞在运行时偏摆,与缸套发生碰撞破坏油膜产生干摩擦,导致拉缸;配缸间隙过小时,润滑油同样不能形成油膜,而产生干摩擦,导致活塞裙部出现拉缸;
② 发动机冷却系统工作不正常,温度过高,致使润滑油过稀或失效,不能形成油膜而使活塞裙部产生拉缸;
③ 润滑油选择不当或变质,不能形成油膜,极易导致活塞裙部拉缸;
④ 装配不当,如将销孔偏心的活塞方向装反,装配时清洗不干净等,造活塞裙部拉缸;
⑤ 发动机“四滤”失效,有异物进入缸内,导致活塞产生拉缸;
⑥ 由于发动机超负荷运转,造成发动机不爆震和爆燃现象发生,使气缸内温度过高,导致活塞头部拉缸;
⑦ 发动机的燃烧系统故障,如燃油雾化不好,空燃比调整不当等,发动机燃烧不充分而产生过多的积碳脱落,进入活塞与缸套间,严重时导致活塞环卡死,活塞头部产生拉缸;
⑧ 活塞环折断、活塞销卡簧脱落、活塞销窜出、连杆弯曲或扭曲使活塞及活塞环倾斜运动,拉伤缸套与活塞。
6、活塞顶面击穿1
故障状态:
汽车行驶3000多公里时,发动机窜气严重,拆检发现活塞顶面击穿。
原因分析:
冷却喷嘴歪,不能将冷却机油喷入到油腔内,造成活塞顶温过高,燃烧室喉口开裂,高温燃气顺裂口下窜,造成击穿。
7、活塞顶面击穿2
故障状态:
汽车行驶3000-5000公里时发现动力下降,漏气严重,拆检发现活塞顶面穿孔
原因分析:
活塞配置不对,发现此活塞原配套爆压为10MPa的普通机,现直接用在爆压为16.5MPa的涡轮增压发动机,超过允许值,造成销孔内侧开裂,高温燃气顺裂纹下蹿,造成塞顶面击穿。
8、撞气门
原因分析:
① 气门与缸盖的凹陷值 达不到规定要求或气门间隙发生变化,使气门下移,造成气门撞击活塞顶面;
② 正时齿轮调整有误,配气相位不准或气门开启过大,造成。
③ 凸轮轴与轴套之间的间隙过大,使其相对位置被曲轴正时齿轮推高,从面增大气门下移距离,造成气门撞击活塞顶面;
④ 轴瓦与轴颈、活塞销与销座以及活塞销也连杆小头衬套的间隙过大,在进、排气时活塞与气门或缸盖发生惯性相撞;
⑤ 气门弹簧断裂,气门不能回位;
⑥ 气门导管和气门杆积碳过多造成气门不能回位;
9、发动机噪音大,油耗增加
现象:活塞销孔旁的活塞裙部腐蚀,气缸受损。
原因分析:
卡环安装不当;末端压力通过活塞销传输,可能与连杆位置不正、曲轴颈变细或曲轴轴向间隙过剩有关;活塞销孔积聚外来杂质。
解决办法:
检查、纠正任何连杆或小头轴套的不正确位置尺寸;检查纠正过剩的曲轴轴颈尺寸及轴向间隙;更换损坏的活塞和缸套总成;确保活塞销及卡环位置正确。
10、功率下降; 发动机出现噪音;发动机通风口排出烟雾
现象:活塞咬死严重,损坏处集中在活塞裙部下部。
原因分析:
1、损坏集中在一面,润滑不足;
2、两面损坏,润滑不足逐渐形成损坏;
3、活塞与气缸间隙不足;
4、气缸内孔变形;
5、发动机经常过热,冷却液循环不畅。
解决办法:
检查气缸内孔和冷却液循环,加以修复;检查活塞和缸套几何尺寸及配合间隙是否符合要求;更换损坏的部件。
11、发动机噪音大
现象:活塞顶部有凹坑可能出现破裂(和/或)扭曲,活塞顶部粘接。
原因分析:
有杂质进入燃烧室并积聚在气缸盖和活塞之间。
解决办法:
确保进气系统没有杂物,检查并修理气缸盖、气门、连杆和轴承的受损部位;检查进气和空气滤清系统是否泄漏,对损坏部位加以修理;更换损坏部件。
12、功率下降; 发动机出现噪音;发动机通风口排出烟雾
现象:活塞咬死;上环岸严重损坏。
原因分析:
长期超负荷工作,燃烧温度过高,造成活塞咬死或烧熔;活塞油冷却喷管发生故障(限于有这种装置的发动机),导致活塞顶部咬合,并可能造成活塞环损坏和活塞裙部逐渐咬死;发动机冷却系统故障,如冷却液泄漏,循环不畅。
解决办法:
检查燃油供给系统;修补或更换损坏的气缸零部件。严格按修理手册要求调整发动机。
13、车行驶500公里,拉缸
现象:活塞四周均有轴向拉伤
原因分析:
活塞直径及圆度不合格
解决办法:
确认活塞相关尺寸
14、烧机油
现象:活塞顶部积碳,活塞环卡死、断裂。
原因分析:
活塞裙部尺寸小或连杆轴瓦间隙大,活塞头部与缸壁相互接触,拉伤缸体,机油耗升高,积碳严重,导致活塞环卡死、断裂。
解决办法:
确保活塞裙部尺寸、连杆轴瓦间隙符合技术要求。
15、功率降低、油耗增加
现象:缸套外部积碳
原因分析:
气缸体变形;气缸垫损坏或安装不当;缸套安装不当
解决办法:
彻底清洁发动机气缸锥孔;检查缸体锥孔变形情况,进行可行的修补。
16、耗机油
现象:活塞裙部垂直划伤或磨损;活塞环和气缸孔也可能被垂直划伤。
原因分析:
发动机里有小颗粒
解决办法:
清洁并检查所有发动机部件;清洗油道,确保空气和机油滤清清洁;检查空气滤清器和发动机之间的所有接头连接是否牢固;更换所有受损部件。
17、发动机窜气大,曲轴箱通风孔往外喷油,机油消耗大。
现象:第一道环侧面磨损严重,起台阶。活塞第一道槽的上梯角为6°10′,下梯角为8°10′,且与环配合的槽高过窄,不符合图纸要求。
原因分析:
由于活塞环槽角度和尺寸不符合设计要求,导致环异常磨损,密封性降低,发动机窜气大,机油消耗增加。
解决办法:
安装前应仔细检查件制造尺寸是否符合设计要求。
18、耗机油,功率损失大
现象:活塞环陷在活塞槽里,活塞环外表面磨损加速。
原因分析:
燃烧室温度过高
解决办法:
确保点火装置和火花塞工作正常;确保进气系统不泄漏;确保空燃比正确;更换损坏的部件。
19、耗机油,功率损失大
现象:活塞环表面断裂(注意断裂的角度)
原因分析:
燃烧室压力过高;点火提前角过大;压缩比增加。
解决办法:
找到原因,正确修理,更换损坏部件。
20、发动机功率下降,耗机油;发动机通气口排出烟雾
现象:活塞环磨损或活塞环局部咬死。
原因分析:
冷却不充分,气缸表面温度过高;润滑不足,尤其是在动机磨合期,进气系统滤清效果不佳;气缸孔变形
解决办法:
确保发动机冷却润滑系统工作正常,更换损坏部件。
21、耗机油
现象:活塞裙部接触不良
原因分析:
连杆弯曲或小端衬套没有对正,曲轴端部浮动太大
解决办法:
检查连杆,并对正连杆小端位置,更换新的活塞环。
22、功率降低、油耗增加。发动机曲柄箱通风口排出烟雾
现象:活塞环岸断裂
原因分析:
燃烧压力过高,压缩比过高或燃油供给过早或过量使用助燃剂
解决办法:
确定原因,及时补救,更换活塞组件。
发电机维修服务电话:0755-27491055