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發(fā)動機配缸間隙對發(fā)動機的影響

   日期:2017-09-07    
發(fā)動機活塞與氣缸的配缸間隙是極為重要的技術參數(shù)。不同車型的發(fā)動機,特別是現(xiàn)代強化發(fā)動機,由于其各自的結(jié)構,材質(zhì)及其他各種技術參數(shù)不同,活塞與氣缸的配缸間隙也不盡相同。
  不論何種發(fā)動機,其合理的配缸間隙都是同制造廠家根據(jù)發(fā)動機的特點材質(zhì),設計經(jīng)驗并經(jīng)多次試驗而確定的隨車的使用說明己和維修手冊,是指導使用和維修的大綱。在未能吃透發(fā)動機結(jié)構特點和使用機理之前,不可隨意減小配缸間隙,相反,對于使用后的發(fā)動機,考慮到發(fā)動機缸體等零部件的變形及其他因素,在大修鏜磨氣缸時,對于發(fā)動機制造廠家提供的維修數(shù)據(jù),(配缸間隙)還應選取上偏差,以免由于未能糾正發(fā)動機零部件的變形因素引起的位置精度的偏差,導致不易發(fā)現(xiàn)的偏缸等故障。
  1發(fā)動機結(jié)構,材質(zhì)等不同,配缸間隙亦不同。
  發(fā)動機活塞與氣缸必須有一定的配缸間隙,首先是由于活塞與氣缸是發(fā)動機中最重要的摩擦副之一,如缸套與活塞及環(huán)組間的摩擦力小,發(fā)動機的摩擦功耗也小,反之,將造成相當大的功耗;而且活塞與氣缸的摩擦表面保持一定的間隙,是考慮活塞裙部的熱變形、彈性變形及氣缸壁與活塞裙部接觸之間的載荷和速度等的影響,以保證活塞裙部有足夠的潤滑油膜,否則,將導致缸套一活塞環(huán)組的急劇磨損。
  其次,由于車用發(fā)動機活塞是由鋁合金制造的,鋁合金的膨脹系數(shù)稍小一些,但與鑄鐵相比還是有較大的區(qū)別,盡管目前大多采用的硅鋁合金相對其他鋁合金的膨脹系數(shù)稍小一些,但與鑄鐵相比還是有較大的區(qū)別。如果配缸間隙太大,會引起“敲缸”密封不良(漏氣、竄油)、動力下降;太小,則會使活塞裙部沒有膨脹的余地,接觸壓力超過活塞和氣缸之間的油膜所能承受的擠壓強度(一般4.9MPa-9.8MPa)潤滑油膜將被破壞,引起粘著磨損(拉缸)故障,不同材料的活塞其配缸間隙亦不相同(表 1)。

  此外,還由于活塞的特殊結(jié)構,不同的發(fā)動機也有不同的配缸間隙,如桑塔納的活塞材料為ALSi共晶(Al12SiCuNiMg)并通過磷變質(zhì)處理。以防止出現(xiàn)偏析和粗大晶粒。桑塔納活塞內(nèi)壁靠活塞銷座孔處,鑄入膨脹系數(shù)很小的鋼圈或鋼片,以阻止裙部的熱膨脹,并在活塞裙部加工有環(huán)形槽,以便貯存潤滑油,用以改善活塞與氣缸的磨合并減少摩擦損耗。由于桑塔納活塞的特殊結(jié)構,從而保證了桑塔納發(fā)動機活塞與氣缸間隙較?。?.019mm-0.039mm)而不發(fā)生拉缸。但其維修數(shù)據(jù)―配缸間隙為0.025mm-0.045mm。
  根據(jù)減小配缸間的間隙的計算公式計算。桑塔納轎車JV 1.8發(fā)動機配缸間隙的正確值為0.024mm-0.028mm。雖然該值尚在桑塔納轎車發(fā)動機維修手冊提供的修理數(shù)據(jù)中、下偏差范圍內(nèi),但公差范圍實在太小(僅為0.004mm),對多數(shù)維修廠來說,加工難度很大。
  應當指出的是,目前我國的不少車型是從國外引進開發(fā)的,國內(nèi)不少廠家在開發(fā)生產(chǎn)進口車型的活塞時,沒有條件在活塞上鑲整體防脹鋼圈而將其取消(國外大部分活塞都鑲有整體防脹鋼圈或鋼片),并相應對整體結(jié)構和相應尺寸作合理修正,同時將其配缸間的間隙相應加大(如原蘇聯(lián)的拉達2105發(fā)動機)以此來滿足原設計要求。
  2配缸間隙對整機裝配尺寸和質(zhì)量的影響
  發(fā)動機是由許多的零部件的組成的,其所有尺寸構成尺寸鏈,某一零件尺寸的變動,將會影響整機的裝配尺寸的裝配質(zhì)量。
  如長安機器廠生產(chǎn)的462Q型發(fā)動機,為獲得較高的配缸精度,保證發(fā)動機的缸孔與活塞裙部有良好的貼合面,裝配時把活塞與缸孔分組裝配,以保證活塞與氣缸的配合間隙均在0.04mm-0.05mm的范圍內(nèi)。
  如按照公式計算,其最小的配缸間隙僅為0.0186mm-0.0217mm。按此配缸間隙算出鏜磨氣缸直徑與制造廠分組中缸孔的最小極限尺寸62.005mm相差0.025mm左右;與最大極限尺寸62.02mm相差0.04mm左右。眾所周知,活塞環(huán)在標準的缸孔內(nèi)的開口間隙為0.15mm-0.30mm。這樣鏜磨缸孔相對小了0.025mm-0.04mm,相應圓周亦小了0.0785-0.126mm,如果碰上開口間隙為下偏差的活塞環(huán)裝配進缸孔內(nèi),其開口間隙最小的僅為0.024mm-0.0715mm(遠小于0.15mm-0.30mm開口間隙的要求)發(fā)動機工作后,勢必引起活塞環(huán)卡死在活塞環(huán)槽中,導致活塞環(huán)密封失效,燒機油,“熄火滯缸”,嚴重的發(fā)生拉缸故障。須知目前的氮化鋼質(zhì)環(huán),由于其硬質(zhì)層硬度高達HV 1000-HV 1200,須修整開口間隙達到標準要求時,用一般的銼刀難以銼得動,只有用金鋼銼或水磨砂紙滴上機油,細心修磨,并且要觀察活塞環(huán)在缸筒中圓周貼合情況,是否漏光等,否則,必然會出現(xiàn)上述故障。而且,由于活塞環(huán)是根據(jù)標準氣缸缸徑制造的,其開口間隙,彈力、漏光度等諸多參數(shù)的變化,導致活塞環(huán)使用性能指標下降,甚至失效。
  更重要的是,462Q型發(fā)動機的活塞材質(zhì)、結(jié)構與桑塔納有很大的不同,該活塞的膨脹系數(shù)大,必須留有較大的配缸間隙(維修尺寸為0.04mm-0.06mm)。
  目前 ,國內(nèi)汽配市場的狀況還不規(guī)范。汽配零件的材質(zhì)、尺寸等難盡人意,維修廠汽車零配件的進貨渠道又不如制造廠可靠。有不少人購買的活塞直徑偏小

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