发动机活塞故障原因与诊断方法

发动机活塞故障原因与诊断方法

蒙阁 ,吴长霖 ,王日周 ,臧中峰

广西玉柴机器股份有限公司

摘要：随着我国国民经济的不断提升，汽车已经成为人们日常出行的主要交通工具之一，对于汽车而言，最重要的机器构建就是发动机，汽车发动机活塞又是发动机当中的重要零件之一。汽车发动机活塞在工作过程如果处于一种高速、高压、高温的工作环境当中，就很容易导致出现各种各样的故障，针对汽车发动机活塞常见的故障以及原因进行探究，可以有效改善汽车发动机活塞在设计生产过程中的一些问题，从而有效提升汽车发动机的质量，更好促进汽车行业的高效发展。

关键词：发动机活塞；故障；原因；诊断方法

一般来说，汽车发动机在正常工作时是不会有异响产生，只有当某些机构的技术状态发生改变 比如存在有零件磨损、过剩、配合间隙过大，装配调整不当等，都会导致汽车发动机活塞拉缸出现有异响，除此之外，一些发动机活塞常见故障还包括有活塞粉碎和活塞磨损等。在不同状态下的拉缸异响所表现出的故障现象也不相同，需要相关技术人员根据实际情况进行判断，本文在介绍发动机活塞常见故障原因及诊断方法时，主要介绍了活塞拉缸等故障。

1.发动机活塞的简介

进行汽车发动机活塞故障原因与诊断分析之前，首先需要了解汽车发动机活塞的相关知识。一般来说，汽车发动机活塞是圆柱形的物体，根据不同发动机工作的需求，活塞本身构造具有不同的情况，活塞的主要结构可大致分为头部、裙部和活塞销座三个部分。细致又可将其结构划分为头部、气环、油环、缸体、裙部、连杆和活塞销座，头部主要指的是活塞顶端和环槽部分。汽车发动机活塞根据生产过程中的实际需求有不同的形状，活塞顶端完全取决于燃烧室的需求，一般来说，活塞顶端可以有两种设计，主要采用的是平顶或者接近平顶设计，从而有效减少汽车发动机活塞与高温气体之间的接触，促进应力分布均匀。一般来说，汽油机大多数采用平顶活塞，而直喷式柴油机和新型缸内喷汽油机为了满足混合器形成需要提高燃烧效率，在活塞顶部采取了比较复杂的形状设计，从而有效减少了爆燃的程度。活塞凹槽又称作还朝一般适用于安装活塞环，活塞环在发动机当中所起的作用主要是密封，防止漏气和机油进入燃烧室的情况出现。而活塞裙部主要指的是活塞的下半部分，通过活塞裙部可以有效保证活塞在反复运动当中的垂直状态。活塞销座主要是指活塞通过活塞销与连接杆连接的支撑部分，位于活塞裙部的上方。高速发动机的活塞销座与普通发动机的活塞销座之间有一点不太相似之处，就在于销座孔不与活塞在同一中心线平面上，一般来说高速发动机的活塞销座位置会偏移一点点，可以有效的减少活塞运动过程中的噪音。

2.发动机活塞故障的主要原因

2.1活塞粉碎

发动机活塞故障常见类型包括有活塞粉碎、活塞磨损和活塞拉缸异响的情况，其中活塞拉缸异响的情况包含有多种多样状态，一旦出现有活塞拉缸异响状态，就表明发动机内存在有一定故障，根据拉缸异响声音的不同情况判断不同故障。而活塞粉碎和活塞磨损则是相较常见的其他故障类型。活塞粉碎的故障主要是由于发动机在出现故障后，某个缸的活塞出现粉碎状态，基本上呈现完全碎裂的状态。这部分碎裂的活塞碎片一部分会掉落在油底壳上，一部分会卡在孔内，从而导致发动机缸孔出现磨损，连杆弯曲变形等不同情况出现。一般出现发动机活塞粉碎后会表现出发动机怠速行驶或在行驶过程中存在有较大的响声，这也是造成活塞拉缸异响的一部分故障。而且出现这种故障之后，就会导致在行驶过程中存在有较大的发动机剧烈震动或抖动，如果继续行驶下去，可能会出现有碎片将发动机缸体打碎或者发动机突然抱死熄火的情况。一般来说，出现活塞粉碎的故障之后，需要立即停止行驶进行检修，否则可能会危及到驾驶员等的生命安全也会对汽车造成有较大的损伤。活塞粉碎的故障一般会发生在新车刚购买之后，进行一些快速或高速行驶之后突发性故障，而且这就会导致发动机活塞维修的成本较高，一般这种故障需要更换活塞连杆，甚至于整台发动机都需要更换。在维修过程中需要尽量收集缸内散落的碎片，将碎片按照各类零件进行分类，以确保碎片是否齐全，有无其他义务混入其中。由于这些碎片对发动机缸内各种零件都产生了一定程度的磨损，就会导致发动机基本功能已经无法正常进行，强行点火后会出现剧烈抖动以及大量异响的声音。如果在拼接之后发并未发现其他异物进入即可将故障判断为运行时连杆等成套件在运行时被打碎。

2.2活塞磨损

活塞磨损主要表现为活塞头部与环槽区域、裙部与缸孔接触、形成有一定表面损伤。出现活塞故障后，主要表现为发动机怠速或者进行急加速时出现有异响的现象，而且当发动机转速增加到2500转每分钟以上之后，这种声音可能会逐渐被掩盖。活塞磨损出现之后，一般伴随有发动机出现异响的情况，但是随着发动机继续使用会被掩盖，一般来说也会伴随有机油消耗量加快，发动机冒蓝烟等现象的出现，严重时可能会导致发动机直接熄火，无法再次启动。来说活塞磨损包括有三种类型，一类是由于间隙不足引起的磨损，一类是由于无润滑进行造成的磨损，还有一类包括有过热造成的磨损。间隙不足引起的磨损主要是由于活塞和缸孔之间的间隙由于两者尺寸存在有一定的差异，导致在运转时活塞会对导致变形的情况，而且如果存在有过高温度运行的情况下 还会导致孔间隙过小甚至消失的状态。由于间隙不足引起的磨损，表现出来的现象是接触面被磨光且呈现深色。无润滑运行造成的磨损主要是由于钢孔与活塞之间存在有充足间隙，但是由于汽车运行过程中温度过高或者燃油过导致的局部位置上有中断，就会导致部分位置在没有润滑的情况下进行摩擦，从而出现严重的磨损。除了这种情况之外，也有一部分原因是由于缺乏润滑油导致活塞与缸壁之间没有形成润滑油膜层的情况下，出现了严重的磨损。由于无润滑运行造成的磨损 主要表现有两类情况，一类是在活塞裙部上产生挤压且毫无任何过度的磨损，这一类磨损通常比较严重，而且呈现深色，在另一侧则找不到任何磨损痕迹；另一类是由于润滑油不足情况下导致的磨损，这一类磨损一般会表现为金属纯色，而并非深色，而且由于磨损发生在初期，就可以看到受压测以及对应压力侧看到磨损迹象。由于过热造成的磨损所表现出来的主要现象是磨损部位呈现出深色，并且伴有严重撕裂的痕迹，根据磨损原因的不同，可能会出现在活塞裙部，也可能会出现在活塞头部。

2.3活塞拉缸异响

主要分为三类，第一类是发动机冷态时拉缸响，热车后响声减轻。出现这种现象的故障原因主要包括有两种，一类是由于活塞与气缸壁之间的间隙偏大，一类是由于发动机机油较少，导致了活塞与气缸之间碰撞。第二类是发动机冷车时基本正常，热态时拉缸响，这种原因主要是由于连杆轴颈与主轴颈之间不平行，导致连杆出现有弯曲变形的情况。这种情况是发动机高温时发出连续“嘎嘎”的金属敲击声，如果出现有“嗒嗒”的声音则主要是由于活塞裙部椭圆度过大、活塞与气缸壁配合间隙过小、活塞装配过紧而导致的变形、活塞环开口间隙过小等因素导致的故障。第三类是发动机冷热态均有响声，出现这种声音的主要原因是由于活塞与缸壁磨损造成间隙过大，连杆轴承同轴颈配合间隙过小，或者活塞同销孔、销座配合过紧，导致活塞在运转时产生敲击。

3.总结

综上所述，活塞属于汽车发动机的核心部件，一旦活塞出现有异常状态，就会导致发动机的工作状态发生故障，必须要及时检修，切勿盲目行驶，避免出现较大的损伤。

【参考文献】

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