活塞连杆的检修

2．5　活塞连杆的检修

2．5．1　活塞的常见损伤

活塞的磨损主要是活塞环槽的磨损、活塞裙部的磨损和活塞销座孔的磨损等。

活塞环槽的磨损较大，通常第一道活塞环槽的磨损最为严重，以下几道环槽的磨损依次减轻。其原因是由于燃烧室高压燃气的作用和活塞高速往复运动，使活塞环对环槽冲击增大。磨损后的环槽断面成梯形，外宽里窄，侧隙增大，导致气缸漏气、窜油，使发动机动力性下降，润滑恶化，燃烧室大量积炭等。活塞出现上述现象，在发动机大修时应全部更换。有时，活塞环槽内会形成积炭，将活塞环嵌在活塞环槽中不能转动。可将活塞总成浸泡在煤油中，待其软化后再进行清除或拆卸，如图2－57所示。

注意：不可用刮刀、一字旋具等工具硬撬。

活塞裙部虽与气缸壁直接接触，但接触面积较大，润滑条件较好，所以磨损也较轻。通常只在侧压力较大的一侧发生轻微的磨损和擦伤。当活塞裙部与气缸壁间隙过大时，发动机工作易出现敲缸，并出现严重的窜油现象。检查裙部磨损时，用千分尺测量与活塞销垂直方向的活塞裙部直径，如图2－58。测得的数值与标准尺寸的最大偏差量不得超过0．04 mm。超过规定值时，在发动机大修时应更换全部活塞。

图2－57　清除活塞环槽的积炭　　

　图2－58　测量活塞裙部尺寸

活塞销座孔的磨损是活塞在工作过程中受气体压力和往复惯性力的作用，使活塞销座孔产生上下方向的椭圆形磨损。若磨损使活塞销座孔与活塞销的配合松旷，在工作中也会出现异响。

另外，活塞在工作时，还会出现非正常的损坏形式，如刮伤、烧伤、脱顶等。

2．5．2　活塞的选配

当气缸的磨损超过规定值以及活塞发生异常损坏时，必须对气缸进行修理，而且要根据气缸的修理尺寸选配活塞。选配活塞时，要注意以下几点：

（1）选择同一修理尺寸和同一分组尺寸的活塞。活塞裙部的尺寸是镗削气缸的依据，即活塞的修理尺寸应和气缸的修理尺寸为同一级别。活塞的修理尺寸是指活塞的直径较标准尺寸加大一个或几个修理级别。加大常用“＋”表示，加大的数值凿刻在活塞顶上。由于活塞的分组，只有在选用同一分组活塞后，才能按选定活塞的裙部尺寸进行气缸的镗削。

（2）同一台发动机应选用同一厂牌的活塞，以便使材料、性能、质量一致。

（3）在选配的同组活塞中，尺寸差和重量差应符合要求。同一组活塞直径差不得大于0．02～0．025mm。各个活塞的重量差不得超过3%。活塞销座孔的涂色标记应相同。

新型汽车的活塞与气缸的配合都采用选配法，在气缸的技术要求确定的前提下，重点是选配相应的活塞。活塞的修理尺寸的级别差为0．25mm，共分6级，最大为1．5mm。在每一个修理尺寸级别中又分为若干组，通常为3～6组不等，相邻两组的直径差为0．010～0．015mm。选配时，要注意活塞的分组标记和涂色标记。活塞的分组适用于标准直径的活塞，也适用于修理尺寸的活塞。在维修过程中，若活塞与气缸套都换用新件，必须进行分组；若气缸的磨损较小，只需更换活塞时，则应选用同一级别中活塞直径较大的一组。

有的发动机为薄型气缸套，活塞不设置修理尺寸，只区分标准系列和维修系列活塞，每一系列活塞中也有若干组可供选择。

2．5．3　活塞环的选配

1．活塞环的常见损伤

活塞环的常见损伤是活塞环的磨损、弹性减弱或折断等。活塞环的磨损主要是活塞环在高温高压的燃气作用下，在气缸内作上下往复运动所受到的冲击和润滑不良所致。在发动机的所有部件中，活塞环的磨损速度是最快的。在两次大修间隔之间的某次二级维护时，当气缸的圆柱度达到0．09～0．11mm时，则需要更换活塞环。在使用中受高温高压燃气的影响，活塞环的弹力逐渐减弱，造成活塞环对气缸的密封性变差，使气缸压力降低出现漏气和窜油现象。在维护中更换活塞环时，应将缸壁上磨出的缸肩刮去，避免撞断第一道活塞环。

2．活塞环的选配

活塞环的选配，以气缸的修理尺寸为依据，同一台发动机应选用与气缸和活塞修理尺寸等级相同的活塞环。为确保活塞环与活塞环槽、气缸壁的良好配合，在选配活塞环时，应进行活塞环的弹力检验、漏光检验和“三隙”检验。

（1）活塞环的弹力检验。检验活塞环的弹力是指活塞环的端隙达到规定值时作用在活塞环上的径向力。活塞环的弹力是建立背压的首要条件，也是保证气缸密封性的必要条件。弹力过大使环的磨损加剧；弹力过小，气缸密封性变差，导致燃料和润滑油消耗增加，燃烧室积炭严重，发动机动力性和经济性降低。

活塞环的弹力检验如图2－59所示。检验时，把活塞环置于施压架5和弹力检验仪底座1之间，使活塞环的开口间隙放置在水平位置，沿秤杆移动活动量块，使活塞环开口间隙压缩至标准数值，此时，可由量块在秤杆上的位置读出作用于活塞环上的力，即为活塞环的弹力。弹力应符合各机型的规定要求。

（2）活塞环漏光的检验。活塞环漏光检验旨在检测活塞环外圆表面与气缸壁的接触与密封程度，其目的是避免漏光度过大使活塞环与气缸壁的接触面积减小，造成漏气和窜油隐患。检查方法是将活塞环平放在气缸内，在活塞环的下边放一个发光的灯泡，活塞环上面放一块盖板，盖住环的内圆，如图2－60所示。漏光缝隙一般不得超过0．03mm。漏光弧长在圆周上一处不得大于30°，同一环上的漏光长度总和不超过60°，在环端开口处左右30°范围内不允许有漏光现象。

图2－59　活塞环的弹力检验图　　　

1—弹力检验仪底座　2—施压手柄　3—活塞环4—量块　5—施压架

图2－60　活塞环漏光的检验

1—遮光板　2—活塞环3—气缸　4—灯泡

（3）活塞环“三隙”的检验。活塞环的三隙是指端隙、侧隙和背隙。一般来讲，活塞环的三隙是上环大于下环，柴油机环大于汽油机环。在检验活塞环的三隙前，应先检查其包装情况以确定其安装的部位，因为有的发动机的活塞环是以包装的纸色标记识别，有的则以每一缸的活塞环按顺序包装，即使结构相同的活塞环也不能弄混，因为环的安装位置不同，其三隙也不相同。

活塞环端隙是指活塞环置于磨好的气缸内，在环的开口处呈现的间隙。端隙过大，影响气缸的密封性；端隙过小，活塞环受热膨胀易卡死在气缸内。测量活塞环端隙时，用活塞将活塞环推入气缸内，使活塞环的平面与气缸口面平行，然后用塞尺测量活塞环的端隙，如图2－61所示。若端隙大于规定值，应另选活塞环；若小于规定值，可对环口一端加以锉修。锉削时应注意只能锉修一端环口，环口应平整，并应边锉边量。然后去掉毛刺，以防止刮伤气缸。

图2－61　活塞环的端隙的测量　　

1—塞尺　2—活塞环

　图2－62　活塞环侧隙的测量

活塞环侧隙即活塞环在环槽内的上下间隙。侧隙过大将影响活塞环的密封作用；过小则可能使活塞环卡死在环槽内，造成拉缸现象。检查时，将活塞环放入环槽内，用塞尺按图2－62所示的方法测量。其经验方法是：活塞环在其槽内，能沿槽转动自如，且无松旷感觉为宜。侧隙过大需重新更换；侧隙过小，可将活塞环放在平板的砂布上研磨。

活塞环背隙是指活塞环装入气缸后，活塞环背面与活塞环槽底部之间的间隙。为了测量方便，通常以槽深和环宽之差表示。背隙的作用是建立背压，储存积炭和防止活塞工作时膨胀过大挤断活塞环而设置的。测量时，将环落入环槽底，再用深度游标卡尺测出环外圆柱面沉入环岸的数值，该值一般为0～0．35mm。背隙过小，应更换活塞。

2．5．4　活塞销的选配

（1）发动机大修时，活塞销必须随活塞的更换而更换。应选择标准尺寸的活塞销，以便为小修留用修配的余量。

（2）活塞销一般按最小处尺寸分组，每组相差0．0025mm。

（3）活塞销的质量一般相差在10g范围内。

（4）活塞销除标准尺寸外，还有四级加大的修理尺寸。第一级为＋0．08mm，第二级为＋0．12mm，第三级为＋0．20mm，第四级为＋0．25mm。

2．5．5　活塞销座孔的修配

全浮式活塞销与销座孔的配合要求是很高的。对于汽油机要求在常温下有微量的过盈，一般为0．0025～0．0075mm。但当活塞处于75～85℃时，又要有微量的间隙，为0．005～0．008mm，使活塞销在座孔中能够转动，但无间隙感。它们的接触面积要求在75%以上。对于柴油机在常温下是过渡配合，允许有轻微间隙。

活塞销与活塞销座孔的配合，在修理中是通过对活塞销的磨削、座孔的镗削或铰削来达到配合要求的。目前，汽车修理站为了简易方便，普遍采用长刃可调式铰刀对活塞销座孔进行手工铰削。为了防止铰大，在铰削时应不断地与活塞销试配，当铰削到用手掌的力量能够将活塞销推入一个销座的1／3左右时，应停止铰削。用木锤将活塞销打入一个销座孔，试配一两次后，再继续进入另一销座孔。最后捅出活塞销，查看接触情况，适当地进行修刮。

2．5．6　连杆的检修

连杆的检修主要包括连杆变形的检验与校正和连杆衬套的修配。

1．连杆变形的检验

连杆的变形有弯曲变形、扭曲变形和双重弯曲等。

连杆变形可在连杆检验仪上进行检验，连杆检验仪的测量工具是一个带有V形块的三点规。三点规上的三个点共面并与V形块垂直，下面两点的距离为100mm，上测点与下测点连线的垂直距离也是100mm。

检验时，首先将连杆大端的轴承盖装好，不装连杆轴承，并按规定力矩将连杆螺栓拧紧，同时将标准心轴装入小头衬套的承孔中。然后将连杆大端套装在支承轴上，通过调整定位螺钉使支承轴扩张，将连杆固定在检验仪上。测量时，将三点规的V形槽靠在心轴上并推向检验平板。根据三点规的三个测点与检验平板的接触情况，可判断连杆的变形情况。

图2－63　连杆弯曲的检验图　　

1—连杆校正仪　2—连杆3—弯曲值　4—三点规

　图2－64　连杆扭曲的检验

如果三点规的三个测点都与检验平板接触，则连杆既无弯曲也无扭曲。

如果上测点与平板接触，下面两测点与平板不接触，且与平板间隙相等，或下面两测点与平板接触，而上测点与平板不接触，则表明连杆发生了弯曲（图2－63），此时用塞尺测得测点与平板的间隙值，即为连杆在100mm长度上的弯曲度值。

如果只有一个下测点与平板接触，且上测点与平板的间隙等于另一个下测点与平板间隙值的1／2，表明连杆有扭曲变形（图2－64）。此时下测点与平板的间隙即为连杆在100mm长度上的扭曲度值。

如果一个下测点与平板接触，但上测点与平板的间隙不等于另一个下测点与平板间隙的1／2，此时表明连杆同时存在弯曲变形和扭曲变形（图2－65）。下测点与平板间的间隙为连杆在100mm长度上的扭曲值；上测点与平板的间隙和下测点与平板的间隙的1／2的差值，为连杆在100mm长度上的弯曲值。

使连杆大端断面与平板贴靠，测出连杆小端断面与平板的距离a，将连杆翻转180°，用同样方法测出距离b，若两次测出的数值不等，说明连杆存在双重弯曲，两次测得的数值之差（a－b），即为双重弯曲值。

在汽车维修技术标准中，对连杆的变形做了如下规定：连杆小端轴线与大端应在同一平面内，在该平面上的平行度公差为100∶0．03，该平面的法向平面上的平行度公差为100∶0．06。若连杆的弯曲度和扭曲度超过公差值时，应进行校正。连杆的双重弯曲通常不予校正，因为连杆大、小端对称平面偏移的双重弯曲极难校正，而双重弯曲对曲柄连杆机构的工作极为有害，因此应更换连杆。

图2－65　连杆双从弯曲的检验

2．连杆变形的校正

经检验连杆有变形时，应记下连杆弯曲与扭曲变形的方向与数值，利用连杆校正仪进行校正。一般是先校正扭曲，后校正弯曲。如果连杆变形较小，可以送专业维修厂进行维修。若变形超过极限值，应直接更换

提示：连杆校正后应再次进行检验。

3．连杆衬套的修配

在更换活塞销的同时，必须更换连杆衬套，以恢复其正常工作。新衬套的外径应与连杆小端承孔有0．10～0．20mm的过盈量，以防止衬套在工作中发生转动。

活塞销与连杆衬套的配合，也是通过对活塞销的磨削、连杆衬套的镗削或铰削来达到配合要求的。

手工铰削时（图2－66），要注意正确选择铰刀，正确调整每次的铰削量。同一直径的情况下，应将连杆翻转一面再铰一次。

图2－66　铰削连杆衬套

1－连杆　2－铰刀　3－台虎钳

在铰削过程中应不断用活塞销试配，以防铰大。试配时，当铰削到用手掌力能将活塞销推入衬套1／3～2／5时，应停止铰削。此时，将活塞销压入或用木锤打入衬套内，然后用台钳夹紧活塞销的两端，沿活塞销轴线方向往复扳动连杆，（图2－67）。然后压出活塞销，检查衬套的接触面积是否符合要求。

图2－67　检查活塞销与连杆衬套的接触面积　

图2－68　检查活塞销与连杆衬套的配合间隙

根据接触面积和松紧程度，最后用刮刀作微量的修刮。当以拇指力量能将涂有机油的活塞销推入连杆衬套，感觉略有阻力，则松紧度合适，如图2－68所示。衬套的接触面积应均匀分布，轻重一致，接触面积不得少于75%。

注意：连杆衬套压入连杆小头孔时，应使油孔对正，以保证机油流动畅通。

2．5．7　活塞连杆组的组装

活塞连杆组的零件经修复、检验合格后，方可进行组装。装配前应彻底清洗各零件，尤其要注意连杆油道的清洗。

装配活塞连杆时，将活塞置于水中加热至80℃～85℃，迅速擦拭干净活塞销座孔，在座孔和活塞销上涂少许机油，把活塞销插入一个座孔并稍微露出，随即将连杆小头伸入活塞销座之间并对正活塞销，迅速地将活塞销轻轻敲入并通过连杆衬套，直至活塞另一侧销座孔锁环槽的内端面，装上锁环，锁环嵌入环槽中的深度应不小于锁环丝径的2／3。锁环与活塞销两端应各有0．10～0．25mm的间隙，否则易把锁环顶出，造成拉缸事故。组装后的活塞连杆组，若扳动连杆，应有一定的阻力感觉。若配合不符合要求，应查明原因，予以排除。

活塞连杆装配后，检查连杆大端孔中心线和活塞中心线的垂直度。若不符合要求，找出原因，重新校正后再组装。

装配活塞环时，必须采用专用的活塞环钳。活塞环的安装应注意各道环的方向和相互角度关系。

活塞连杆组各零件组装后，还应检查各缸活塞连杆组之间的质量差，以保证发动机运转平稳。检查时应在托盘式天平上进行。质量差超出标准的活塞连杆组，应分别检查活塞和连杆的质量，并予以调整，以保证同一台发动机上的活塞连杆组的质量符合技术要求。

提示：活塞与连杆组装时，应是同一缸号的活塞和连杆，并注意安装方向。