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活塞的常见故障

发布时间:2018-11-6 11:37:31 / 作者:比斯克

  活塞的常见故障
  一 锻铝组合活塞
  1 故障现象
  (1)活塞体与套松动;
  (2)活塞顶部烧穿;
  (3)活塞头部边缘粉碎性破损;
  (4)活塞裙部掉快;
  (5)第一道气环腐蚀严重;
  (6)活塞顶部被打坏;
  (7)活塞环故障,如折断、磨耗严重、积炭卡死等。
  2 原因分析
  (1)燃烧室恶化或活塞与缸套配合间隙过大。有些东风4机车,走行2-3万千米后,部分喷油器就雾化不良,导致柴油机燃烧恶化,活塞的热负荷加大,从而影响活塞的寿命。
  柴油机因某种因中原而燃烧恶化,或活塞与气缸套间隙过大,活塞对气缸套的冲击力增大,就有可能发生活塞与缸套松动及活塞顶烧穿等故障。
  (2)材质的缺点。对LD8及LD7锻铝合金而言,一是膨胀系数大,活塞配缸间隙较大,造成低载时容窜油;二硬度较低,机械强度不如球铁和合金钢,易造成环槽磨耗,特别是高温工作时,导致漏气,断环。
  (3)活塞环组缺陷。合金铸铁的喷钼环在运行15-22万千米时,就有较多脱落,这会加剧环槽的磨耗,失去刮油能力。
  (4)检修原因。有的活塞大修时,气缸套与活塞体存在一定的缺陷,加上长期承受高温,高压燃气的作用及疲劳等因素,造成活塞头部边缘突发性碎裂。
  有的机务段在等级修时,环槽的加工质量达不到要求,表面粗糙度差,造成漏气,活塞环因积炭而卡死,甚至产生活塞表面气蚀现象。
  (5)润滑恶化,使用多年的气缸套,如不及时进行打磨处理,将因内孔的变形及内表面的光滑程度增加,使储油能力下降,润滑恶化,从而加剧气环磨耗。象杂质混入,机油性能和油环刮油能力下降等因素,都会使润滑恶化,使活塞环和缸套产生非正常磨耗。
  二 中凸型全铝活塞
  1 故障现象
  活塞第一道环槽及活塞环磨耗严重。
  2 原因分析
  (1)因中凸型活塞只有一道油环,与锻铝组合式活塞比较,它的刮油,布油效果较差。油环刃口的喷钼处理工艺还不能满足运用寿命要求,随着走行公里的增加,刮油能力下降较快。
  (2)活塞环在与经激光淬火处理的气缸套内表面配合使用时,硬度处于下风,磨耗增加。
  三 整体薄壁球铁活塞
  1 故障现象
  (1)活塞销座断裂;
  (2)活塞顶烧裂穿孔;
  (3)活塞顶部产生裂纹;
  (4)活塞销座与顶分离;
  (5)活塞销座垂直筋产生横向裂纹。
  2 原因分析
  (1)铸造形状突变处应力集中及活塞长期受交变应力作用。活塞销座与活塞顶之间比较薄,铸造应力和铸造缩孔应力较大,再加上长期受交变应力作用,容易在活塞销座处特别是垂直金筋处,产生横向裂纹。若发现不及时,将导致活塞销座与体分离,产生严重后果。
  (2)热负荷等因素造成活塞顶部裂损。活塞顶部承受燃气压力和往复惯性力的作用,也承受由于温度梯度或结构原因造成的热负荷,再加上铸造缺陷,经长期运用,就可能在活塞顶部产生疲劳裂纹。
  (3)设计不合理
  如较早使用的球铁活塞,销座垂直筋部位较薄,发生裂纹较多,1994年以后的新结构活塞增加了座销垂直筋部位厚度,同类故障就大大减少了。
  (4)铸造缺陷
  在活塞销座与活塞顶连结部分易产生铸造缺陷。
  四 钢顶铝裙活塞
  1 故障现象
  (1)钢顶烧损;
  (2)活塞裙部销座处裂纹和破损;
  (3)第一道活塞环槽磨损超限;
  (4)连接螺钉松动;
  (5)连接螺钉裂纹和断裂(活塞顶和活塞裙分离)
  2 原因分析
  (1)生产厂的质量问题
  某段曾经发生过东风4D机车钢顶铝裙活塞的活塞体(特别是销座部分)大规模破损现象。据现场分析,主要是活塞的制造质量问题。
  (2)机油的原因
  若使用的机油,高温清净性或热安定性不好,或使用后期,机油中添加剂品质恶化,不能起到分散,吸附油中的烟粒子,氧化物,沥青胶质等作用,使活塞内冷却腔表面形成胶膜与积炭,降低了冷却效果,最终导致活塞钢顶的局部过热,产生裂纹烧融。
  (3)油环的刮油,布油能力下降,使第一道活塞环槽处润滑恶化,从而导致第一道活塞环槽磨损超限。
  (4)螺栓扭矩没达到要求值(80-90N.M),或4个连接螺栓扭矩偏差大。
  (5)连接螺栓本体有缺陷,内外螺纹表面有疤痕,毛刺划伤等机械损伤。
  (6)活塞顶与活塞裙之间的间隙超限。
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