活塞燒熔和開裂故障的原因與檢修方法
活塞燒熔和開裂是柴油發(fā)動機(jī)使用中較常見的現(xiàn)象，燒熔多發(fā)生在活塞頂部和第一,、第二活塞環(huán)槽處,，一般以頂面熔洞、穿孔和頭部圓周處鍵槽狀缺口為主要形式,?；钊麩酆烷_裂將導(dǎo)致柴油機(jī)工作不正常，并使大量高溫燃?xì)鉀_入曲軸箱,，降低柴油發(fā)動機(jī)的動力性和經(jīng)濟(jì)性,，還會加速曲軸箱中潤滑油的變質(zhì)，有時還會因活塞開裂破碎而造成缸套,、連桿,、曲軸及機(jī)體等零部件的損壞,。
(1)故障原因
一、設(shè)計上存在的問題,。許多中小型柴油發(fā)動機(jī)由于汽缸直徑較小,，要完成活塞復(fù)雜的內(nèi)、外部結(jié)構(gòu)布置存在較多困難,，故大部分活塞都不設(shè)加強(qiáng)筋,，都從增加活塞頂?shù)暮穸葋頋M足強(qiáng)度要求，但過厚的活塞頂結(jié)構(gòu),，一方面增加了活塞頂?shù)臒崛萘?，另一方面散熱速度較慢，這兩方面都會增加活塞頂?shù)臏囟?，使活塞頂有較高的熱應(yīng)力,，容易導(dǎo)致活塞頂?shù)臒崞趽p壞。
二,、活塞材質(zhì)性能欠佳,。硅鋁合金在450℃左右機(jī)械性能急劇下降，材質(zhì)變化發(fā)生熱疲勞損壞,。很多情況都會導(dǎo)致活塞頂部溫度超過450℃,，從而使活塞容易熔化而損壞。
三,、活塞存在鑄造缺陷,。柴油發(fā)動機(jī)的活塞易在鑄造時產(chǎn)生氣孔、疏松,、微裂紋,、夾渣等缺陷，這些內(nèi)部缺陷在柴油發(fā)動機(jī)工作時的高溫,、高壓的作用下，會成為疲勞源而導(dǎo)致疲勞損壞,?；钊牧现械碾s質(zhì)會在高溫、高壓的作用下而熔化,，導(dǎo)致活塞的燒熔和開裂,。
四、噴油嘴工作不良,。噴油嘴在工作中會出現(xiàn)滴油,、二次噴射、燃油霧化不良等情況,，這些情況的出現(xiàn),，都會使燃油滴到活塞頂上,，形成活塞頂?shù)木植扛邷貐^(qū)，使活塞頂?shù)木植繙囟壬?，熱?yīng)力增大,，導(dǎo)致活塞頂部燒損。
五,、供油量,、供油角度不均。供油量和供油角度嚴(yán)重不均時,，將使部分汽缸燃燒惡化,，形成積炭或嚴(yán)重后燃，柴油燃燒熱量不能用來作功,，使部分汽缸活塞溫度過高,，材料變質(zhì)燒熔。
六,、存在局部過熱區(qū)域點,。柴油發(fā)動機(jī)在工作中往往會在活塞頂、活塞環(huán)槽處形成積炭,，這些積炭都會成為活塞頂?shù)木植窟^熱區(qū)域點,，使活塞頂產(chǎn)生局部高溫而燒熔。
七,、活塞環(huán)咬死,、斷裂。柴油發(fā)動機(jī)活塞環(huán)在工作中經(jīng)常發(fā)生咬死,、斷裂,，大大減少了活塞頂部熱量向外傳遞，使活塞頂部溫度升高而導(dǎo)致燒熔,。另外,，因活塞環(huán)咬死和斷裂而失去密封作用(尤其是第一道環(huán))，導(dǎo)致高溫燃?xì)獯罅肯滦?，活塞環(huán)槽部位的溫度升得很高,，使形狀復(fù)雜、強(qiáng)度較低的活塞環(huán)槽部位燒熔,。
八,、活塞環(huán)高度太高。目前,，國產(chǎn)集油發(fā)動機(jī)氣環(huán)的高度都為,，油環(huán)5mm以上，活塞環(huán)高度大,，增加了活塞環(huán)的質(zhì)量,。對高速柴油機(jī)而言,，換向速度很大，故對環(huán)槽的沖擊很大,，極易使其磨損,，導(dǎo)致高溫燃?xì)獯罅肯滦梗够钊敳恳蚋邷囟鵁酆烷_裂,。
九,、長期超速、超負(fù)荷運行,，有些柴油發(fā)動機(jī)使用者不按操作規(guī)程使用,，長期超速、超負(fù)荷運行,，活塞在高溫下長期工作,，在過高熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力作用下，材料易發(fā)生熱疲勞和機(jī)械疲勞,，活塞頂容易燒熔和開裂,。
(2)故障診斷與排除
一、選用優(yōu)質(zhì)材料,，提高制造質(zhì)量,。在鑄造活塞的材料中加入耐熱成分可提高活塞的熱強(qiáng)度。嚴(yán)格遵守制造工藝規(guī)程,，防止鑄造缺陷,，減少活塞內(nèi)部雜質(zhì)，確?；钊麢C(jī)械加工的形狀和尺寸,，對提高活塞的機(jī)械強(qiáng)度，防止機(jī)械疲勞損傷是極為有利的,。
二,、采用薄型活塞環(huán)，減少活塞環(huán)的上,、下間隙,。通過減少活塞環(huán)的質(zhì)量，降低環(huán)對環(huán)槽的沖擊,，延緩活塞環(huán)槽的磨損速度和防止環(huán)的折斷。減小活塞環(huán)的上下間隙能防止活塞環(huán)在環(huán)槽中的高頻振動,，可起到上述同樣的作用,。這些對防止高溫燃?xì)獾南滦梗_?；钊休^好的傳熱途徑,，降低活塞頂?shù)臏囟仁鞘钟欣?，能有效地防止活塞的燒熔和開裂。
三,、加強(qiáng)活塞頂?shù)睦鋮s效果,。對于汽缸直徑較大的柴油發(fā)動機(jī)要盡量采用油冷活塞結(jié)構(gòu)，或采用噴油冷卻活塞頂部,。采用油冷活塞結(jié)構(gòu)能提高活塞頂?shù)睦鋮s效果,，有效地降低活塞頂?shù)难h(huán)溫度和瞬時溫度，確?；钊?shù)臏囟仍谠试S的工作溫度范圍內(nèi),，可有效地防止活塞頂?shù)臒酆烷_裂。
四,、防止活塞環(huán)咬死和折斷,。防止活塞環(huán)咬死和折斷可減少高溫燃?xì)獾南滦梗芊乐够钊h(huán)槽部分薄弱區(qū)的燒熔,。
五,、加強(qiáng)柴油發(fā)動機(jī)的維護(hù)。及時清除活塞頂?shù)姆e炭,，調(diào)整柴油發(fā)動機(jī)的各種工作參數(shù),，確保各缸供油量、供油角度的一致性,，防止噴油嘴滴油,、二次噴射，可消除活塞頂?shù)木植窟^熱點或過熱區(qū),，防止由過高的熱應(yīng)力所造成的材料熱疲勞損壞,。
六、嚴(yán)格遵守柴油發(fā)動機(jī)的操作規(guī)程,。嚴(yán)禁柴油發(fā)動機(jī)長期超速,、超負(fù)荷運行，防止活塞有過高的熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷,，可較好地預(yù)防活塞的損壞,。
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