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摩托车活塞磨损原因及检测维护要点

发布时间:2015-11-30 14:34:30                  点击次数:1028

摩托车活塞是摩托车重要的机械零件,如果做好保养工作,可以大大提升摩托车活塞的工作性能。下面浩丰实业则来说下,摩托车活塞磨损的原因。
活塞及活塞环磨损的原因
(a)散热不良 活塞是在高温、高压燃气体的作用下工作的。研究表明,活塞所受热量约70%-80%由活塞环传给缸壁而散发掉的,同时也有活塞裙部散走。如果因润滑不良或冷却效果差,不能及时而不断地把活塞顶的热量散发出去,那么,活塞上部就会严重过热。其结果是,由于活塞的不正常膨胀而被刮伤,由于硬度降低而使活塞早期磨损,由于高温机油变质而引起粘环,或由于活塞顶和活塞销座处强度的降低而损坏等等。
(b)侧隙和背隙不适当 使用低质燃料,燃烧不正常而产生未燃积碳;因窜油、多余的机油燃烧而产生的积碳或残渣,并逐渐地在活塞环槽内堆积起来(尤其是二冲程机)。当环槽间隙被积碳塞满时,则活塞环的自由运动就受到阻碍,使环受到比背压还高的压力,与缸壁接触,故而产生拉缸。
(c)活塞间隙不适当 当活塞间隙不适当时,也会发生活塞环拉缸。活塞与缸筒间隙过大,使活塞头部的摆动增加,活塞与缸壁接触面积减小,并在润滑面上引起拉伤或磨料磨损;同时,由于活塞倾斜,活塞环在环槽内间隙增大且与缸壁呈棱缘接触(如图5所示),使接触压力过高,而引起拉缸。
(d)活塞环粘着 这是发生机械性的粘接。当环槽间隙过小时,活塞在工作温度下发生变形,活塞环有时会暂时或长时间被嵌入环槽中而固定下来,使活塞失去弹力。这当中,也不排除如磨屑、灰尘以及其它固态胶质限制了活塞环的运动。
活塞组检测及维修要点
当分解发动机取出汽缸体后,先不忙擦洗活塞,因为,从活塞的外表面可以获得活塞实际运行状况的部分信息,以便能更准确地寻找出故障的起源。
(1)先看活塞环在活塞组件上的位置,观察第一、二道活塞环是否在同一个方向。因为初始装配时,活塞环的开口一般都相隔120°或180°错开的。若汽缸失圆或热变形失圆的话,活塞环的开口转到同一位置时便不再转动了。对此,可考虑汽缸的椭圆度进行验证。
(2)看附着在活塞上的润滑油的具体位置。活塞裙部及环槽有少量的润滑油是正常的,但活塞顶和环岸部位则不允许有。否则,应在排除气门导管油封失效的因素后,重点检查油环组件的密封性能是否下降,以及气缸筒有无明显拉痕失圆等异常现象。
(3)看活塞裙部侧面的贴合情况:火力岸和环带的环岸,不应有与汽缸壁相摩擦形成的亮斑。只允许活塞裙部两贴合面上有均匀的摩擦面,若其摩擦面呈灰色且上、下均宽,为贴合良好,说明活塞的热膨胀合理,与汽缸筒的配合间隙适中。如果摩擦面上有很细微的直纹,而且裙部磨损量也很大,那可能是空滤器滤心失效,有很多灰尘进入,形成磨粒磨损所致。倘若有明显的拉痕,则可能是硬性炭粒、金属碎屑或过热造成的热变形,与缸壁咬合造成活塞裙面金属被撕拉,而呈拉缸现象。
对活塞裙部的轻微丝缕面,可用600~800号的细砂纸沾少量机油,轻轻摩擦进行修整,最后用金相砂纸磨光即可。活塞裙部是一曲线,测量时,应取与活塞销垂直的方向,按各机型活塞规定的离裙部底某一距离之处作为测量点,用外径千分尺检测。
(4)将活塞外表清洗干净后,目测顶面上的积碳堆积状况。正常情况下,允许活塞顶及环岸部分有一层薄薄的积碳,且颜色应呈黑色或灰色。倘若积碳堆积过多,擦掉浮碳后仍留有硬质的碳层难以去除,应考虑检查汽油成分里是否含铅量太多,或者润滑油质量太差。另外,活塞回油孔和裙部不允许有积碳存在。否则应检查汽缸的圆度和活塞环在汽缸内的漏光度,找出机油上窜的原因。但活塞顶面上不得有伤痕,这种伤痕可能是气门碰撞造成,或是连杆大头轴承松旷,或是曲轴主轴承配合间隙过大等原因所致。如果活塞顶面有波摺的变形,可能是由于铝合金材料的活塞在350℃以上产生的热蠕变,多数是由于轻微爆震造成局部温度过高和局部的大压力梯度造成。
(5)仔细查看活塞环岸,不应有缺裂、崩塌、拉毛或撕裂,环槽的两侧面应完好。对环槽的测量;应先将活塞清洗干净后刮尽积碳,用一段比环槽薄0.05~0.10mm以上的活塞环(也可用原机上的气环),量好环的厚度,持塞尺片在环槽周围至少测4个点(如图7所示),找出最宽部位和最狭的部位,得出比较准确的侧隙值。活塞环和活塞环槽的经验值为:缸径≤60mm,水冷机取≤0.03mm,风冷机取≤0.04mm,使用极限值为0.10mm;缸径≤60mm,水冷机取≤0.04mm,风冷机取≤0.05mm,使用极限值为0.12mm。另外,活塞环与活塞环槽之间最宽处和最狭处大于0.05mm时,说明环槽已严重变形,应更换活塞。
(6)拆去卡环,取出活塞销,在活塞销和连杆小头摩擦的三个不同部位测量销的外径:在X、Y方向上测定活塞销孔内径,测定的最大值作为活塞销孔内径,再减去销的外径尺寸,即可得出其配合间隙。若大于该机型的使用极限值,应予更换。
(7)拆下活塞后,应观察活塞的内腔及项背面,若呈古铜色,那是燃烧温度过高造成的。另外,活塞侧面从环岸到环带处若存在偏红的颜色,这是高温燃气下窜的表现应及时更换活塞环。
(8)活塞组件重新装配时,应检查卡环周围是否有金属余屑堆积,以及卡环槽口是否变形等。经验表明,卡环经反复折装会产生变形。一旦发现弹性变差,最好更换新卡环,可按图8所示方向装配环。另外,活塞销在其销孔与销环槽间的间隙不能过大(一般控制在0.05-1.00mm之间),否则会引起活塞销与卡环产生激烈摩擦,使活塞销孔处的温度急剧升高直至局部熔化,导致卡环窜出销孔槽而损伤活塞与汽缸。
(9)有少部分活塞配件,其活塞销孔留有一定的铰削余量。当更换新活塞时,应先用活塞销试配一下,在确认活塞销孔需铰削后,可按以下工艺流程进行铰削:
(a)根据活塞销孔的实际尺寸,选择合适规格的活络铰刀(注意铰刀的长度应同时铰削两个销孔),以保证两孔的同轴度。将活络铰刀夹在台钳上,调整铰刀,使刀片上端露出活塞销孔,最好用0~25mm的外径千分尺测量铰刀的最大刃口,以便于控制其铰削量。
(b)铰削时,两只手扶稳活塞均匀轻压施力,按顺时针方向旋转(如图9所示)。当活塞环下方与刀片下端接近平齐时,两手仍按顺时针方向朝着上方同时提起,使活塞从铰刀脱出,避免铰偏或起棱。调换活塞方向,重铰一次。一般每次的铰削量以0.02-0.04mm(指铝合金活塞)为宜。然后,将活络铰刀上的调整螺母旋转60°-90°。为防止铰削量过大,应用活塞销试配,当接近铰削要求时,铰削量要减小。只要用手指能将活塞销推到销孔的1/3,则停止铰削。
(c)对销和孔是过渡配合的活塞,在铰完后,还应进行热装试验:先测量活塞的裙部尺寸,然后将活塞放入机油中加热到100℃-120℃,并保温15min左右,取出活塞迅速将活塞销装入孔中,待零件完全冷却后,再次测量活塞裙部尺寸的变化情况,其活塞裙部的圆度不得大于0.03mm。若超过,均属配合过紧,可再略加铰削。销与孔为过渡配合的,装配时,应将活塞加温到80℃左右,再活塞销。
(10)合适的背隙可以防止活塞热膨胀时使气环粘着在环槽中,避免窜气、窜油、抱缸、拉缸、功率下降等故障的发生。在更换新活塞时,需检查活塞环槽与活塞环之间的背隙。检查方法是:将活塞环外圈嵌入活塞的环槽底部,此时,活塞环沉入环槽内的数值即为其背隙。四冲程活塞的正常背隙值应在0.40-0.70mm之间。
(11)为了保证活塞正常地进行往复运动,必须根据不同的汽缸材质、负荷状态、活塞的材料及热稳定性、裙部型线等选择合理的配缸间隙。应仔细查看活塞裙部和汽缸相关部位的摩擦痕迹。如磨损严重需要更换活塞时,应选用原机型的活塞并与汽缸筒重新进行间隙选配。
(12)活塞环的检查项目有:活塞环外表面不允许有裂纹、毛刺、锈蚀和崩缺现象。镀铬活塞不允许有铬瘤、铬层、裂纹、尖锐铬边和铬层崩缺。不镀铬和镀铬活塞环的径向厚度公差应分别在0.2mm和0.25mm以内;活塞环的翘曲度,其直径在100mm以内的,不得大于0.03mm。
(13)活塞环弹力的大小,与环的密封性能有着直接关联。检查时,可先测量新旧活塞环的自由状态下的开关间隙作为基准,若自由开口间隙相差太大,说明旧环的弹力下降。也可将新、旧活塞环垂直放在一平面上重叠起来,使两环的开口端与重叠点同呈90°方向,在上面一道气环上施力,持塞尺片分别测量新旧活塞环的开口端间隙。若二者间隙相差较大,则说明旧环的弹力已下降,应予更换。
(14)油环组件是由衬环和片环组合后形成弹力的,其弹力的大小受片环和衬环相关尺寸的控制。因此,更换油环组件时,必须是整套的,即应为同一厂家的产品。若将不同品牌的片环和衬环混装,其组合弹力就不能得到保证。弹力过大,片环和汽缸筒会早期急剧磨损;弹力过小,则不能实现有效的密封和刮油,而导致窜机油、冒蓝烟故障。
(15)检查活塞环漏光时,可先用活塞将被检活塞环从汽缸下部平行推到汽缸筒最上部,即活塞上正点时第一道活塞环以上的位置(汽缸筒的其它部位因磨损不均匀可能呈椭圆形状,会影响检测的准确性),将一白炽灯泡置于被检活塞环的汽缸体内(注意用电安全),用直径略小于汽缸直径的薄铁板或硬纸板平放在环上面遮住光线,观察气环与汽缸壁间漏光缝隙的范围与大小。其气环外圆的漏光度标准为:外圆镀铬环,允许每处不超过20°,总长不超过35°;外圆镀铬环,允许每处不超过25°,总长不超过45°;活塞环的开口15°范围内不允许有漏光;油环组件在活塞上组合后不允许有漏光现象。

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