發(fā)動機活塞與氣缸的配缸間隙

1、發(fā)動機活塞與氣缸的配缸間隙發(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，由于其各自的結構，材質及其他各種技術 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，設計經驗并經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，在大修膛磨氣缸時，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

2、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)動機結構，材質等不同，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

3、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）。表1不同材料活塞的配缸間隙活塞材料配缸間隙/nmiY 合金 0.001 6DLoEx 合金0.001 4D過共晶合金0.001 1D注：表中D為氣缸直徑/mm。此外，還由于活塞的特殊結構，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（A

4、112SiCuNiMg）并通過磷變質 處理。以防止出現(xiàn)偏析和粗大晶粒。桑塔納活塞壁靠活塞銷座孔處，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構，從而保證了桑塔納發(fā)動機活塞與氣 缸間隙較?。?.019儷-0. 039mm）而不發(fā)生拉缸。但其維修數(shù)據(jù)一配缸 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. 024儷-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、下偏差圍，

5、但公差圍實在太?。▋H 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，國不 少廠家在開發(fā)生產進口車型的活塞時，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量。如長安機器廠生產的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

6、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的圍，如表2所示。如按照公式計算，其最小的配缸間隙僅為0.0186mm-0.0217mm。按此 配缸間隙算出鎮(zhèn)磨氣缸直徑與制造廠分組中缸孔的最小極限尺寸62. 00 5mm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)在標準的缸孔的開口間隙為0. 15mm-0. 30mmo這樣鎮(zhèn)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，其開口間

7、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環(huán)，由 于其硬質層硬度高達HV 1000-HV 1200,須修整開口間隙達到標準要求 時，用一般的鋰刀難以鋰得動，只有用金鋼鋰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

8、重要的是，462Q型發(fā)動機的活塞材質、結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，國汽配市場的狀況還不規(guī)。汽配零件的材質、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，鎮(zhèn)磨氣缸又是根據(jù)活塞編號對應進行鎧磨的，在未 能吃透其在品質（包括化學成份等）貿然采取減小配缸間隙的作法并非 恰當（對于鑲有防脹鋼片的或鋼圈的特殊結構的活塞，實際上是減小配 缸間的公差；對一般的共晶硅鋁合金的活塞，則誤差較大，易產生拉 缸的嚴重的后果）。所以對材料不詳?shù)幕钊b配時必須將活塞加熱到 80-1

9、00 C的狀態(tài)下進行，否則，在實際使用中可能會出現(xiàn)沒有間隙的 情況。3配缸間隙對發(fā)動機形位精度的影響由于發(fā)動機的使用后會引起零件的扭曲變形以及裝配質量的影 響，如果減小配缸間隙將更直接影響其形位精度。隨著現(xiàn)代發(fā)動機的強化，采用新材料、新工藝新結構，提高了制 造水平和裝配質量，大大延長了車用發(fā)動機的使用壽命，如進口柴油車 發(fā)動機的大修間隔里程達50萬km以上，汽油機大修間隔里程也達30 萬km以上。但經過大修的發(fā)動機，盡管裝用原廠同一品牌純正零部件, 發(fā)動機的使用壽命也大為縮短，一般不超過20萬km,僅為原車的20%- 30%。究其原因，是使用后的氣缸體、曲軸、連桿等的彎曲、偏缸等難 以校正的恢

10、復到原有精度，氣缸鎧磨質量難達到原廠的加工精度要求； 磨合質量差或受條件限制無磨合設備；裝配質量難達制造廠的水平（包 括清潔度，各緊固件的擰緊力矩）等。在多年的實踐中，我們根據(jù)發(fā)動機的使用的技術狀況、年限（可 估算其變形量）以及季節(jié)氣溫不同，較新發(fā)動機，在夏季時配缸間隙取 小一些（下偏差）；冬季時取大一些（上偏差）。并且在裝配時，嚴格 按照廠家提供的維修數(shù)據(jù)，檢測活塞環(huán)的開口間隙和側隙，避免發(fā)動機 工作后，由于活塞環(huán)開口間隙和側隙過小，導致端口頂死或活塞環(huán)卡死 在環(huán)槽中，引起擦傷，“拉缸”等惡性故障發(fā)生。微型車、轎車的發(fā)動 機經過這樣維修后，活塞環(huán)的使用壽命大大延長了，多在8萬km-10萬 km以上。應當指出，發(fā)動機的技術狀況和整體質量不僅取決于發(fā)動機的 結構參數(shù)、零件的材質及加工精度，而且還取決于裝配質量等。而裝配 間隙是保證裝配質量的重要因素之一，其中包括活塞和缸孔的裝配間 隙，直接影響著發(fā)動機的性能、質量及壽命，在未能吃透其結構特點、 使用機理之前，切不可隨意減小或變更發(fā)動機活