发动机活塞与气缸的配缸间隙.doc

/NUMPAGES6发动机活塞与气缸的配缸间隙发动机活塞与气缸的配缸间隙是极为重要的技术参数。不同车型的发动机，特别是现代强化发动机，由于其各自的结构，材质及其他各种技术参数不同，活塞与气缸的配缸间隙也不尽相同。不论何种发动机，其合理的配缸间隙都是同制造厂家根据发动机的特点材质，设计经验并经多次试验而确定的随车的使用说明己和维修手册，是指导使用和维修的大纲。在未能吃透发动机结构特点和使用机理之前，不可随意减小配缸间隙，相反，对于使用后的发动机，考虑到发动机缸体等零部件的变形及其他因素，在大修镗磨气缸时，对于发动机制造厂家提供的维修数据，（配缸间隙）还应选取上偏差，以免由于未能纠正发动机零部件的变形因素引起的位置精度的偏差，导致不易发现的偏缸等故障。1发动机结构，材质等不同，配缸间隙亦不同。发动机活塞与气缸必须有一定的配缸间隙，首先是由于活塞与气缸是发动机中最重要的摩擦副之一，如缸套与活塞及环组间的摩擦力小，发动机的摩擦功耗也小，反之，将造成相当大的功耗；而且活塞与气缸的摩擦表面保持一定的间隙，是考虑活塞裙部的热变形、弹性变形及气缸壁与活塞裙部接触之间的载荷和速度等的影响，以保证活塞裙部有足够的润滑油膜，否则，将导致缸套一活塞环组的急剧磨损。其次，由于车用发动机活塞是由铝合金制造的，铝合金的膨胀系数稍小一些，但与铸铁相比还是有较大的区别，尽管目前大多采用的硅铝合金相对其他铝合金的膨胀系数稍小一些，但与铸铁相比还是有较大的区别。如果配缸间隙太大，会引起“敲缸”密封不良（漏气、窜油）、动力下降；太小，则会使活塞裙部没有膨胀的余地，接触压力超过活塞和气缸之间的油膜所能承受的挤压强度（一般4.9MPa-9.8MPa）润滑油膜将被破坏，引起粘着磨损（拉缸）故障，不同材料的活塞其配缸间隙亦不相同（表1）。表1不同材料活塞的配缸间隙活塞材料配缸间隙/mmY合金0.0016DLoEx合金0.0014D过共晶合金0.0011D注：表中D为气缸直径/mm。此外，还由于活塞的特殊结构，不同的发动机也有不同的配缸间隙，如桑塔纳的活塞材料为ALSi共晶（Al12SiCuNiMg）并通过磷变质处理。以防止出现偏析和粗大晶粒。桑塔纳活塞内壁靠活塞销座孔处，铸入膨胀系数很小的钢圈或钢片，以阻止裙部的热膨胀，并在活塞裙部加工有环形槽，以便贮存润滑油，用以改善活塞与气缸的磨合并减少摩擦损耗。由于桑塔纳活塞的特殊结构，从而保证了桑塔纳发动机活塞与气缸间隙较小（0.019mm-0.039mm）而不发生拉缸。但其维修数据—配缸间隙为0.025mm-0.045mm。根据减小配缸间的间隙的计算公式计算。桑塔纳轿车JV1.8发动机配缸间隙的正确值为0.024mm-0.028mm。虽然该值尚在桑塔纳轿车发动机维修手册提供的修理数据中、下偏差范围内，但公差范围实在太小（仅为0.004mm），对多数维修厂来说，加工难度很大。应当指出的是，目前我国的不少车型是从国外引进开发的，国内不少厂家在开发生产进口车型的活塞时，没有条件在活塞上镶整体防胀钢圈而将其取消（国外大部分活塞都镶有整体防胀钢圈或钢片），并相应对整体结构和相应尺寸作合理修正，同时将其配缸间的间隙相应加大（如原苏联的拉达2105发动机）以此来满足原设计要求。2配缸间隙对整机装配尺寸和质量的影响发动机是由许多的零部件的组成的，其所有尺寸构成尺寸链，某一零件尺寸的变动，将会影响整机的装配尺寸的装配质量。如长安机器厂生产的462Q型发动机，为获得较高的配缸精度，保证发动机的缸孔与活塞裙部有良好的贴合面，装配时把活塞与缸孔分组装配，以保证活塞与气缸的配合间隙均在0.04mm-0.05mm的范围内，如表2所示。如按照公式计算，其最小的配缸间隙仅为0.0186mm-0.0217mm。按此配缸间隙算出镗磨气缸直径与制造厂分组中缸孔的最小极限尺寸62.005mm相差0.025mm左右；与最大极限尺寸62.02mm相差0.04mm左右。众所周知，活塞环在标准的缸孔内的开口间隙为0.15mm-0.30mm。这样镗磨缸孔相对小了0.025mm-0.04mm，相应圆周亦小了0.0785-0.126mm，如果碰上开口间隙为下偏差的活塞环装配进缸孔内，其开口间隙最小的仅为0.024mm-0.0715mm（远小于0.15mm-0.30mm开口间隙的要求）发动机工作后，势必引起活塞环卡死在活塞环槽中，导致活塞环密封失效，烧机油，“熄火滞缸”，严重的发生拉缸故障。须知目前的氮化钢质环，由于其硬质层硬度高达HV1000-HV1200，须修整开口间隙达到标准要求时，用一般的锉刀难以锉得动，只有用金钢锉或水磨砂纸滴上机油，细心修磨，并且要观察活塞环在缸筒中圆周贴合情况，是否漏光等，否则，必然会出现上述故障。而且，由于活塞环是根据标准气缸缸径制