六、发动机配缸间隙的控制措施
铝活塞与气缸的选配和装配质量如何,对于发动机的动力性、经济性和使用寿命具有重大的影响。
所谓“配缸间隙”,是指发动机铝活塞裙部与气缸内壁之间的间隙,其间隙值为0.035mm左右。活塞与气缸壁配合间隙的检查方法是:使用塞尺和拉力计配合测量,拉力计的标准拉力为22.5~36.5N。微型车462Q型发动机的标准配缸间隙为0.040~0.050mm,极限值为0.12mm。
对于发动机的配缸间隙数值,在《使用说明书》中一般有明确的规定。为了达到厂家规定的配缸间隙,在维修中应当掌握以下技术要领。
1.按照活塞的外径公差分组号选配标准活塞和气缸
图1-11 铝活塞顶部的尺寸分组标记
根据活塞外径的实际尺寸,生产厂家将铝活塞分成若干组,并且以分组号的形式打印在活塞的顶部(图1-11)。例如有的柴油机的标准活塞分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ等4组,有的分成1、2、3等3组,而有的活塞外径的分组号标为A、B、C等。
在同一台发动机上,应当选配同一组号的活塞和气缸,即某一组号的活塞必须与同一级组号的气缸相配,只有这样才能保证活塞和气缸之间的配合间隙符合技术要求。
2.按照修理尺寸等级号选配加大活塞和气缸
当气缸(图1-12)进行了镗磨加工,扩大了内径之后,必须采用加大尺寸的活塞相配,以确保活塞与气缸的配合间隙正确。
为了降低维修成本,需要增加活塞和气缸的修理次数,为此生产厂家将修配用的活塞划分成几个尺寸等级,并在活塞顶上印有相应的标记,例如“0.00”、“0.25”、“0.50”、“0.75”和“1.00”等字样。标记为“0.00”的活塞称为“标准活塞”,必须与标准尺寸的气缸相配;标记为“0.25”、“0.50”、“0.75”和“1.00”的活塞称为“加大活塞”,应当分别与镗磨后直径加大0.25mm、0.50mm、0.75mm和1.00mm的气缸相配用。
3.防止加热过程中铝活塞发生变形
无论是清除活塞表面的防锈蜡,还是进行维修热定形处理,都不能用明火(包括用含油棉纱烧)加热铝活塞。这是因为:
①铝活塞往往加热不均匀,容易导致铝活塞变形。
图1-12 气缸内径的测量方法
②由于明火加热的温度无法控制,若加热温度超过800℃,会使经过热处理的铝活塞的金相组织发生变化,导致活塞的力学性能下降。
4.组装活塞销后再测量活塞外径
在铝活塞与活塞销组装前,应当加热铝活塞10min左右,然后在活塞销上涂抹机油,并且快速插入活塞销座孔和连杆衬套内。组装后,最好将活塞连杆组反向插入气缸内,以防止铝活塞产生不规则变形。千万不可铝活塞不经加热,或者活塞销不经冷冻,在常温下硬敲猛打进行粗野装配,这样很容易导致铝活塞变形。
待活塞、活塞销、连杆以及活塞销卡簧等组装完毕,且铝活塞的温度降至室温以后,应该再次测量铝活塞的外径(图1-13),并且将测量结果与组装前的尺寸进行对比,如果有变化,说明在装配活塞销的过程中,铝活塞又产生了变形,应当放在专用夹具上,用木锤对铝活塞的裙部进行敲击,以予矫正。
图1-13 测量活塞的变形量
5.关于喷涂铝活塞的间隙
有的发动机为了提高铝活塞的耐磨性,对其裙部进行了镀锌、喷镀石墨层等处理,使之形成一层总厚度约为0.04mm的石墨喷涂层,其目的是起减摩和缓冲作用。由于石墨具有一定的压缩性,两侧石墨喷涂层的总厚度略大于活塞与气缸壁的间隙,使活塞通过石墨喷涂层与气缸壁之间实现“无间隙配合”,并保证喷涂活塞可以在气缸内高速运动而不致拉缸或者卡死。对于这种裙部有喷涂层的铝活塞,在装入气缸之前,要放入冰箱内冷冻至-20℃,待铝活塞的外径稍微缩小后,再装入气缸内。
另外,不能用明火烧烤喷涂铝活塞,因为喷涂层(锌、石墨等)的熔点比较低,若用明火烧烤,容易破坏活塞裙部表面的镀层,使这种特殊镀层丧失减摩功能,破坏铝活塞与气缸壁的配合间隙,进而缩短发动机的使用寿命。