船用柴油機活塞損傷的檢測與維修技術

1、渤海船舶職業(yè)學院（畢業(yè)論文）專用紙渤海船舶職業(yè)學院畢業(yè)設計（論文）題目：船用柴油機活塞損傷的檢測與維修技術系：動力工程系 專業(yè)：動力裝置技術 姓名：姜鵬 指導教師：閆佳兵班級：09G211 評閱教師：閆佳兵學號： 35 完成日期：目 錄摘 要 31 前言.42 活塞的制造52.1活塞材料的選擇52.1.1中低速機的活塞材料52.1.2中高速機活塞的材料52.1.3大型低速二沖程柴油機活塞材料52.2活塞毛坯的制造52.2.1整體式鑄鐵活塞毛坯的制造52.2.2整體式鋁活塞毛坯的制造52.3活塞的加工的技術要求62.3.1活塞的尺寸精度62.3.2活塞的形狀精度62.3.3活塞的位置精度73 活

2、塞損傷的情況83.1活塞外圓表面的磨損與修復83.1.1一般情況及原因83.1.2損傷造成的后果93.1.3檢測方法93.1.4維修方法103.2活塞環(huán)槽的磨損與修復103.2.1一般情況及原因103.2.2損傷造成的后果103.2.3檢測方法103.2.4維修方法103.3活塞裂紋與檢修113.3.1一般情況與原因113.3.2活塞裂紋造成的后果及處理方法123.4活塞頂部燒蝕123.4.1一般情況及原因123.4.2燒蝕后果123.4.3檢測方法123.4.4維修方法123.5活塞銷孔的檢修133.5.1一般情況133.5.2檢測與維修標準133.5.3維修方法134活塞損傷檢測與維修研究

3、進程14結(jié)論15鳴 謝 16參考文獻17 摘要柴油機是船舶動力的主要來源，而活塞又是柴油機的主要運動部件之一，是燃燒室的組成部分，它擔負著巨大的任務。活塞工作時承受著很大的機械應力和熱應力，同時還承受著摩擦。因此，在使用中活塞易受到各種各樣的損壞，特別是高增壓柴油機的活塞。在航行途中，隨時更換活塞不僅會出現(xiàn)備件不足，還會造成極大地浪費，不利于節(jié)約資源。所以對損壞的活塞進行維修使之具有第二次生命，成為一種必然。本文主要研究船用柴油機活塞損傷的檢測及維修技術。開篇從活塞的材料、活塞制造的技術要求入手，聯(lián)系實際具體細分活塞的損傷情況，進而提出檢測方法和維修技術，最后列舉目前世界上的維修技術取得的進展

4、，繼而展望未來船用柴油機活塞損傷的檢測和維修技術研究的前景。關鍵詞：柴油機活塞；損傷；檢測；維修前言畢業(yè)設計是動力工程系個專業(yè)教學計劃的一個重要組成部分，是各教學環(huán)節(jié)的深化和檢驗，其實踐性和綜合性是其他教學環(huán)節(jié)算不能取代的。畢業(yè)設計是學生整個學習過程中一個極其重要的環(huán)節(jié)，是學生運用基本知識和基礎理論，去研究和探討實際問題的實踐鍛煉。是綜合考察學生運用所學知識分析問題、解決問題以及動手操作能力的一個重要手段。撰寫畢業(yè)論文有利于培養(yǎng)學生綜合地運用所學的專業(yè)知識和技能解決較為復雜問題的能力，并使學生受到科學研究工作和設計工作的初步訓練，通過畢業(yè)設計是學生獲得綜合訓練，對培養(yǎng)學生的實際工作能力具有十分

5、重要的作用。隨著內(nèi)燃機強化程度的不斷提高，特別是增壓技術的推廣應用，活塞的熱負荷顯著增加，時有頂部表面燒蝕、燃燒室喉口開裂、第一環(huán)槽過熱引起膠結(jié)而導致早期磨損或活塞環(huán)折斷等熱損傷現(xiàn)象發(fā)生。對此，目前工程上通常采取增加受熱表面熱阻（如頂面硬膜陽極氧化）、加強冷卻（如內(nèi)冷油腔）、強化局部結(jié)構（如喉口和第一環(huán)槽鑲嵌耐熱材料） 等措施加以防治。但是，由于活塞熱損傷現(xiàn)象涉及材料、結(jié)構、工藝和使用條件等各個方面的因素，機理十分復雜，因此，要做到預防性設計，即先期可靠性設計相當困難，探索活塞損傷的檢測與維修技術也十分必要。為此，長期以來，有關活塞材料熱強度、構件熱狀態(tài)和熱負荷的理論與試驗研究成為探索熱損傷防

6、治技術的重要部分。本文從活塞的材料、活塞制造的技術要求入手，聯(lián)系實際具體細分活塞的損傷情況，進而提出檢測方法和維修技術。 2 活塞的制造熱穩(wěn)定性；相對密度應足夠地小以減小慣性力。船用柴油機活塞材料一般采用鑄鐵、鋁合金和鑄鋼。2.1 活塞材料的選擇2.1.1 中低速機的活塞材料中低速柴油機活塞常用鑄鐵鑄造，常用的鑄鐵為HT25-47、HT30-54灰鑄鐵或合金鑄鐵，其金相組織應為細粒的珠光體或索氏體。硬度值隨合金元素的成分和活塞壁厚的不同應為HB180220。2.1.2 中高速機活塞的材料對于中高速柴油機，為了減輕重量和減小慣性力，增加熱傳導性，鋁合金被廣泛采用。ZL108共晶鋁硅合金（含硅12

7、%左右）是目前國內(nèi)外應用最廣泛的活塞材料，它既可鑄造也可鍛造。2.1.3 大型低速二沖程柴油機活塞材料大型低速二沖程柴油機活塞頭部材料常采用ZG25鑄鋼、ZG25M、ZG35CrM合金鑄鋼；裙部材料為HT25-47、HT30-54灰鑄鐵。2.2 活塞毛坯的制造2.2.1 整體式鑄鐵活塞毛坯的制造整體式鑄鐵活塞毛坯多用砂模澆鑄，手工造型，大量生產(chǎn)的小型鑄鐵活塞采用金屬澆鑄。2.2.2 整體式鋁活塞毛坯的制造鋁活塞常用的制造方式有鑄造和鍛造兩種。成批生產(chǎn)整體式鋁活塞時，廣泛地使用金屬硬模澆鑄，為了提高鋁活塞的鑄造質(zhì)量，現(xiàn)在也廣泛地采用低壓鑄造；用鍛鋁合金LD8、LD11鍛制活塞時，通常采用模鍛法，

8、為了進一步提高活塞毛坯制造質(zhì)量，人們采用液態(tài)模鍛，它是將液態(tài)金屬直接澆入金屬模型內(nèi)，然后在壓力作用下使液態(tài)金屬成型，并在這種壓力下結(jié)晶凝固和產(chǎn)生塑性變形。2.3 活塞的加工的技術要求2.3.1 活塞的尺寸精度活塞加工時須滿足以下尺寸精度要求：(1)活塞頭部通常按h8加工；裙部外圓按h7加工。(2)為了使活塞銷不致咬死或產(chǎn)生沖擊，對活塞銷孔的精度要求較高，通常高速柴油機為H6，中、低柴油機為H7。浮動式活塞銷孔，按基軸制加工，當活塞銷加工精度為h5時，對高速柴油機采用k6，對中速柴油機采用k7。(3)活塞環(huán)槽高度偏差應符合下表規(guī)定。機型/環(huán)槽高度-4.54.56.06-88-1010-15四沖程

9、+0.02+0.01+0.03+0.02+0.04+0.03+0.05+0.04+0.06+0.05二沖程+0.03+0.01+0.04+0.02+0.05+0.03+0.06+0.04+0.07+0.05(4)為了保證壓縮比的大小，對無調(diào)整壓縮比墊片的柴油機，自活塞頂平面至銷孔軸線距離的偏差為±0.05mm；對有調(diào)整墊片者按h8加工。(5)組合活塞頭內(nèi)孔按H7加工。(6)活塞頂部和裙部壁厚誤差不超過平均壁厚的10%。2.3.2 活塞的形狀精度活塞加工時須滿足以下形狀精度要求：（1）活塞裙部的圓度公差不得超過其尺寸公差的1/4，如裙部外圓為橢圓形或錐形者，則應按圖紙要求。（2）活塞銷

10、孔的圓度及圓柱度誤差為：銷孔直徑100mm者，不大于0.0075mm。銷孔直徑100200mm者，不大于0.01mm。（3）為了保證燃燒室形狀準確，對活塞頂部的成形表面的要求為：用樣板檢查，其間隙不大于0.2mm。2.3.3活塞的位置精度活塞加工時須滿足以下位置精度要求：（1）為了避免活塞在氣缸內(nèi)歪斜，活塞銷空軸線應與活塞軸線垂直，其垂直度誤差不大于0.15mm/m。（2）活塞銷孔軸線應與活塞軸線相交，其位置精度誤差為：活塞直徑200mm者，不大于0.20mm?；钊睆?00者，不大于0.40mm。（3）為了使活塞環(huán)在環(huán)槽內(nèi)能有正確的位置，要求活塞環(huán)槽平面與活塞外圓軸線垂直，其垂直度誤差為：活

11、塞直徑200mm者，不大于0.02mm?；钊睆?00mm者，不大于0.04mm。（4）對于組合式活塞，其裙部端面Q與外圓D和內(nèi)孔d1的垂直度誤差不大于0.05mm，其目的是使活塞裙和活塞桿組裝時便于對中。（5）活塞頭端面與活塞軸線的垂直度誤差不大于0.10mm/m，以保證組裝時對中。（6）活塞組裝后，活塞頭外圓對活塞裙外圓的徑向圓跳動量誤差不大于0.20mm，以保證活塞與氣缸有正常的裝配間隙。（7）減磨環(huán)外圓與裙部外圓的徑向圓跳動量不大于0.05mm。（8）活塞銷孔軸線的同軸度誤差不大于0.04mm。3 活塞損傷的情況活塞是柴油機的主要運動部件之一，是燃燒室的組成部分?；钊ぷ鲿r承受著很大的

12、機械應力和熱應力，同時還承受著摩擦。因此，在使用中活塞易受損壞，特別是高增壓柴油機的活塞?；钊闹饕獡p傷形式包括：活塞外圓表面及環(huán)槽的磨損、活塞裂紋及破裂、活塞頂部的燒蝕等?；钊共康哪p、活塞銷座孔的磨損和活塞頂部的損傷?；钊褂眠^程中磨損最大的地方下平面往往磨損最嚴重。環(huán)槽磨損后，槽的斷面變成梯形(見圖3-23)，側(cè)隙變大，使氣缸的氣密性變差。并且還會加重泵油作用，引起“竄油”和“竄氣”?；钊共康哪p要比環(huán)槽小得多，但裙部與氣缸間隙過大時，將發(fā)生導向不良，造成敲缸和潤滑油耗量增大。銷孔的磨損往往發(fā)生在上下方向，結(jié)果可以引起活塞銷松曠發(fā)響?；钊敳康膿p傷則是由于爆燃或早燃等不正常燃燒引起的

13、局部燒缺和穿洞。 1-原銷孔；2-磨損后銷圖1：活塞的主要磨損部位3.1 活塞外圓表面的磨損與修復3.1.1 一般情況及原因活塞外圓表面的磨損，一般發(fā)生在中小型柴油機的筒形活塞上，它是由于運轉(zhuǎn)中活塞裙部起導向作用和承受側(cè)推力造成的。對于大型十字頭式柴油機，活塞與氣缸套之間的間隙較大，運轉(zhuǎn)中活塞裙不起導向作用也不承受側(cè)推力，因此在正常的運轉(zhuǎn)中是不會發(fā)生活塞外圓表面磨損的，只有在活塞運動裝置不正或滑塊磨損以及拉缸等異常情況下才能發(fā)生外圓磨損。(1)從結(jié)構來看，活塞內(nèi)腔裙部和活塞銷座的過渡圓角偏小，其厚度過渡不好，容易形成應力集中，是裙部斷裂的主要原因。(2)在燃燒上止點后3°活塞下行時，

14、活塞裙部與缸套敲擊的區(qū)域，剛好在裙部的最低邊，形成對缸套的磨損痕跡。(3)在燃燒上止點后 17°活塞下行時，活塞與缸套的接觸壓力最大，達 23MPa，這個最大接觸壓力區(qū)域在活塞裙部的中部，形成對缸套的磨損痕跡。(4)活塞裙部的承壓區(qū)域的面積過小，實際工作時的承壓區(qū)域的角度不到 30°。(5)需要調(diào)整活塞裙部與銷座間的過渡半徑，修改活塞徑向剛度。3.1.2 損傷造成的后果活塞裙外部磨損后，使裙部直徑變小，橫截面產(chǎn)生圓度、縱截面產(chǎn)生圓柱度等幾何形狀誤差。3.1.3 檢測方法通常采用外徑千分尺進行測量，測量部位主要是裙部，即裙部上端1020mm處開始，每隔100200mm測量一次

15、。每次測量同一截面內(nèi)相互垂直的兩個直徑：平行的和垂直于曲軸方向的直徑。把各截面的測量結(jié)果記錄在表格中，計算出圓度和圓柱度并與說明書或規(guī)范中的磨損極限比較，以確定活塞裙部的磨損程度。表2：活塞裙部外圓表面磨損極限氣缸直徑筒形活塞裙部十字頭式活塞裙部圓度圓柱度圓度圓柱度-1000.100.10>100-1500.1250.125>150-2000.1250.125>200-2500.150.15>250-3000.150.15>300-3500.150.15>350-4000.200.200.300.30>400-4500.250.250.3750.375

16、>450-5000.250.250.3750.375>500-5500.300.300.450.45>5506000.5250.525>6006500.600.60>6507000.6750.675>7007500.750.75>750-8000.8250.8253.1.4 維修方法活塞裙部磨損超過磨損極限時不能使用，應根據(jù)磨損程度進行修復或換新。當磨損程度不太重時，實行裙部外圓光車以消除幾何形狀誤差，但不能影響活塞與氣缸套之間的配合間隙；若光車后不能保證活塞與氣缸套之間的配合間隙，鋁活塞則應換新，鑄鐵活塞則可采用噴涂（焊）、低溫鍍鐵等方法使之恢復原有

17、尺寸以恢復要求的配合間隙。鑄鋼活塞可進行堆焊恢復尺寸。3.2 活塞環(huán)槽的磨損與修復3.2.1 一般情況及原因活塞環(huán)槽磨損是常見的活塞損壞形式，鋁合金材料的活塞這種損壞較多。產(chǎn)生環(huán)槽磨損的原因，一方面是由于活塞環(huán)在環(huán)槽內(nèi)不斷地往復運動（即環(huán)上、下運動），徑向運動（換的脹、縮運動）、回轉(zhuǎn)和扭曲（環(huán)開口部分）運動，使環(huán)槽受到磨損；另一方面，是由于進氣中的硬質(zhì)微粒、燃氣中的硬質(zhì)炭粒，特別是燃用重油時炭粒更大、質(zhì)地更硬，都會加速環(huán)槽的磨損。此外，活塞環(huán)槽的高溫更是環(huán)槽磨損不可忽視的重要原因。高溫會破壞與環(huán)槽配合面間的油膜，高溫會降低活塞材料的機械性能，高溫還會使環(huán)槽發(fā)生形變，因而促使磨損更加迅速。3.2

18、.2 損傷造成的后果活塞環(huán)槽磨損后活塞環(huán)與環(huán)槽的平面間隙增大，活塞環(huán)的密封性下降，以及產(chǎn)生漏氣、壓縮壓力和爆發(fā)壓力降低等不良后果。環(huán)槽磨損使環(huán)槽的截面形狀由矩形變成梯形，而且第一、二道環(huán)槽磨損較快，在正常情況下環(huán)槽的磨損率為0.01mm/kh。3.2.3 檢測方法采用環(huán)槽樣板和塞尺檢查環(huán)槽高度的變化情況，從而可以了解環(huán)槽的磨損程度。樣板是以新環(huán)的環(huán)槽高度為準制作的，環(huán)槽磨損就會使活塞環(huán)與環(huán)槽的配合間隙-平面間隙增大，平面間隙超過允許值時，環(huán)槽應進行修復。3.2.4 維修方法環(huán)槽磨損嚴重時可采用下列方法修復：（1） 光車或磨削環(huán)槽端面，然后配以相應加大尺寸的活塞環(huán)。例如，MAN型柴油機活塞環(huán)槽磨

19、損后，光車使環(huán)槽高度較原設計槽高大0.6mm以上時，就可配一加大尺寸的活塞環(huán)（最多加大1.0mm）。但應注意，車削或磨削環(huán)槽端面時，不應使環(huán)槽槽脊厚度過分削弱，一般槽脊減薄量不得超過源槽脊厚度的20%-30%，同時不允許在同一活塞上有兩個以上的不同尺寸的活塞環(huán)。（2） 大型鋼質(zhì)活塞可進行環(huán)槽堆焊，焊后退火消除應力，然后在光車環(huán)槽至要求的尺寸。為了提高環(huán)槽耐磨性，可對環(huán)槽端面施以表面淬火處理。（3） 在環(huán)槽內(nèi)鑲墊環(huán)。光車環(huán)槽端面消除幾何形狀誤差，然后在環(huán)槽下端面鑲耐磨墊環(huán)使環(huán)槽高度恢復原有尺寸，因而也就恢復與環(huán)的配合間隙。墊環(huán)可以焊在環(huán)槽端面上，此稱鑲死環(huán)法，即永久性的；也可以不固定，采用過盈連

20、接以便更換，此稱鑲活環(huán)法，但墊環(huán)損壞或連接松動容易落入汽缸中引起事故。所以采用鑲死環(huán)法修理居多。（4） 環(huán)槽端面鍍鉻。首先光車環(huán)槽使其具有正確的幾何形狀后進行鍍鉻，它不僅可以恢復環(huán)槽原有的尺寸，而且可以提高環(huán)槽端面的耐磨性。我國6ESDZ75/160型柴油機活塞上、下端面均鍍鉻。3.3 活塞裂紋與檢修3.3.1 一般情況與原因活塞產(chǎn)生裂紋的部位一般在活塞頂面、環(huán)槽、冷卻側(cè)和銷座處。活塞頂部產(chǎn)生的主要是應力引起的，尤其是強載柴油機，其次是機械應力所致。柴油機運轉(zhuǎn)時，活塞頂部溫度分布不均勻，頂面中央或邊緣溫度最高，如鋼或鑄鐵活塞可達450；鋁活塞可達300-375；頂面冷卻側(cè)的溫度及第一道活塞環(huán)槽

21、的溫度在200左右。所以，在活塞頂部各處存在溫差及溫差應力，活塞在高壓氣體作用下產(chǎn)生機械應力，而且這些應力又都是周期性的。因此，當活塞頂面冷卻不充分、柴油機超負荷時均會使活塞頂部過熱，產(chǎn)生熱效應力。柴油機頻繁起動、停車就會導致活塞頂面熱疲勞而產(chǎn)生裂紋?；钊斆媪鸭y方向隨應力不同而異。凸形頂面活塞多產(chǎn)生徑向裂紋，平頂活塞在徑向和周圍都可能產(chǎn)生裂紋，均是熱應力造成；活塞頂面上的起吊孔和冷卻側(cè)的加強筋根部等處因應力集中產(chǎn)生裂紋；環(huán)槽裂紋主要是由于機械應力過大所致，但第一道環(huán)槽工作條件惡劣，除機械應力外還有熱應力的作用，所以第一道活塞環(huán)槽產(chǎn)生裂紋情況較其它環(huán)槽為多。對于四沖程筒形活塞來說，活塞銷座處裂

22、紋更為多見，主要是因機械應力過大所致。除此之外，中小型柴油機活塞還可能因設計、材質(zhì)及其它原因等引起活塞破裂的嚴重情況。3.3.2 活塞裂紋造成的后果及處理方法活塞頂部產(chǎn)生裂紋情況較輕時可采用焊補工藝進行修理；當裂紋嚴重甚至自頂面觸火側(cè)裂至冷卻側(cè)，或者在冷卻側(cè)產(chǎn)生裂紋等則無法修理，只能換新。3.4 活塞頂部燒蝕3.4.1 一般情況及原因活塞頂部直接與燃氣和火焰接觸，溫度很高，尤其當噴油定時不正確或噴油器安裝不良時使頂部溫度激增而過熱。柴油機燃用重油時，容易使活塞頂部產(chǎn)生高溫礬腐蝕，這是因為活塞頂部冷卻不充分容易達到發(fā)生釩腐蝕的溫度。因此，當活塞材料在過熱的情況下發(fā)生氧化和脫碳時，會使化學成分被燒

23、損和金相組織發(fā)生變化。在上述各種因素的綜合作用下，活塞頂面出現(xiàn)金屬層層剝落而逐漸變薄，并且出現(xiàn)麻點，其大小、深淺及分布各異。這種現(xiàn)象即為頂部燒蝕，嚴重時頂面可被燒穿。3.4.2 燒蝕后果活塞頂部燒蝕將使活塞頂部強度降低、頂部厚度減薄和形狀改變，以致影響壓縮比的大小和破環(huán)柴油機的正常運轉(zhuǎn)。3.4.3 檢測方法活塞頂部燒蝕的程度可用活塞頂部樣板和塞尺進行檢測。測量時，將一專于測量用的活塞環(huán)置于第一道環(huán)槽中，將樣板卡于活塞頂上，樣板下端與活塞環(huán)上端面接觸。使樣板沿活塞軸線轉(zhuǎn)動，一般每轉(zhuǎn)45°即測量一次樣板與活塞頂面之間的間隙。當間隙值達6mm時（Sulzer RLB66說明書規(guī)定）進行焊補

24、修理。3.4.4 維修方法在缺乏備件或應急的情況下也可采用以下措施：（1）改變活塞的安裝位置。B&W型柴油機活塞頂部燒蝕主要發(fā)生在兩只噴油器噴油部位。由于燃油集中在該部位燃燒，加上此種機型活塞為油冷卻，冷卻效果差，致使該部位過熱、積碳，以致最后被燒傷。這類機型通常采用樣板和塞尺檢測。當燒傷尚不嚴重時，可將活塞安裝位置轉(zhuǎn)動90°，改變噴油對應的部位，使原燒傷部位避開噴油區(qū)，這樣可不用修理繼續(xù)使用。（2）焊補修理。當燒傷嚴重時（最大燒損量接近規(guī)定值），可采用堆焊金屬工藝，進行焊補修理，機械加工使之恢復活塞頂部原裝。（3）但當活塞頂部厚度減至設計尺寸的一半時，此活塞應報廢。MAN型

25、柴油機活塞頂部燒蝕主要發(fā)生在頂部邊緣及起吊孔附近，甚至波及第一道環(huán)槽脊部。同時，還可能產(chǎn)生很多縱向小裂紋。這種情況主要是由于燃氣泄露造成。高增壓和燃用重油均會使這種損壞增多。3.5 活塞銷孔的檢修3.5.1 一般情況在鑒定活塞之前，必須先清除其表面的積碳。塞周圍表面不應有拉傷、燒傷頂部不應有與氣門撞擊的傷痕環(huán)槽不應有斷裂的邊緣?；钊N孔與銷的配合是過盈配合，過盈量一般為0.010.02mm。活塞裙部與汽缸套的配合間隙應符合要求。3.5.2 檢測與維修標準活塞銷孔的互相尺寸可用內(nèi)徑百分尺或用量缸測量。測量時，沿銷孔長度方向各取兩個截面測互相垂直的兩個直徑尺寸，所測數(shù)值平均數(shù)就是塞銷孔的實際尺寸。

26、測量活塞裙部時，在銷孔的部和下部取截面，在每個截面上測量與銷孔垂直水平兩個方向的直徑尺寸，取其平均值。若銷孔與活塞銷的配合過盈量 、環(huán)槽與活塞環(huán)塞裙部與汽缸套的配合間隙超過允許值，或表面部有損傷 深度超過 和裙部直徑超過極 限值的活塞 或雖未超過允許值但修理時需要更換新汽缸套時，應更換新活塞?；钊蘩韺τ谟惺褂脙r值的舊活塞，可進行以下修理環(huán)槽修理：在車床上將環(huán)槽加大到下一級修理尺寸，配用加厚的活塞環(huán)。3.5.3 維修方法活塞銷孔的鉸削對于留有加工余量的新活塞，可在一搪瓦機上進行，也可手工鉸削。手工鉸削方法 如右圖1。根據(jù)活塞銷的實際長度選擇長刃鉸刀，以保證兩個活塞銷座孔的同軸度。將絞刀固定在臺

27、鉗上，雙手握緊活塞，放平端正，均勻、平穩(wěn)用力，邊轉(zhuǎn)動邊推進，不許倒退，第一刀吃刀要小，一般以刀片上端剛剛露出銷座孔為宜以后各刀吃刀量以旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺母一為宜，且每進一刀，都要從銷孔兩個方向各鉸一次，以防出現(xiàn)圓柱度誤差 每次鉸削，當?shù)镀露嗣娼咏钊路戒N座孔時，應使活塞從鉸刀下方退出，以免鉸偏或起棱。在鉸削過程中要經(jīng)常用活塞銷試配，當活塞銷能以手掌之力推入左右，接觸面積均勻分布且在以上，即為合格如右圖2。當活塞銷能以手掌之力推入較小部分但不到時，不宜再鉸削，可在鉸刀上包細紗布輕輕打磨至合格。鉸削后，應檢查活塞銷孔中心線與活塞軸線的垂直度誤差，如右圖3，不能超過允許值。4 活塞損傷檢測與維修研究進程

28、早期的研究內(nèi)容大多集中在疲勞準則，包括壽命推斷方面，而在后期，研究微裂紋生成、擴展規(guī)律的工作比重有所增長。這是因為大量的研究表明，對于長期在高溫下工作的機械部件，微裂紋行為對其疲勞壽命起著支配性的作用，微裂紋的萌生、成長階段有時可占總疲勞壽命的80%以上。于是，人們開始更多地關注解析裂紋行為對壽命推斷的意義，并提出了各種描述疲勞微裂紋行為的模型，包括數(shù)學模型和物理模型。典型的數(shù)學模型有馬爾可夫鏈模型，微裂紋數(shù)密度分布函數(shù)，微裂紋長大的隨機方程和微裂紋的概率密度函數(shù)等。短裂紋的物理模擬則大多從材料的微觀結(jié)構出發(fā)，對疲勞損傷過程進行可視化模擬，物理模型主要有如下幾種：面形單裂紋擴展的蒙特卡羅模型、

29、多裂紋蒙特卡羅模型、復合因子損傷模型，以及晶界破壞抵抗模型和群體演化行為模型等。文獻還闡述了疲勞裂紋擴展速率與當量積分范圍之間的關系。活塞抗熱損傷性能通常用熱疲勞壽命表示，是內(nèi)燃機主要零部件可靠性研究的重要內(nèi)容之一。它與材料、結(jié)構以及使用條件等因素有關，需要從多方面加以綜合評價，目前一般都采用以試驗考核為依據(jù)的評價方法。根據(jù)試驗環(huán)境條件分類，有整機考核試驗和模擬考核試驗。整機試驗一般在臺架上進行，通過周期性地改變內(nèi)燃機的運行工況，如“起動加載或加速停車”，為考核受熱零部件的抗熱損傷性能營造熱沖擊環(huán)境。對于車用發(fā)動機新產(chǎn)品定型試驗，我國制訂了抗次熱沖擊循環(huán)的試驗考核標準。這種整機考核的結(jié)果從表面

30、上看最為可靠，但試驗成本過高，完成的往往是單樣本試驗，而根據(jù)可靠性的統(tǒng)計學特征，從單樣本或小樣本試驗中獲取的結(jié)果的置信度是十分有限的。因此，有關內(nèi)燃機受熱零部件熱損傷方面的可靠性研究需要一種更具有針對性的試驗方法。與整機試驗相比，模擬試驗具有高效節(jié)能、便于分析研究的特點?；钊麩崞谂c熱沖擊模擬試驗技術的發(fā)展也證實了這一點。近十幾年來，活塞加速熱疲勞試驗技術在國外的發(fā)展很快，典型的試驗裝置有德國馬勒公司的高頻感應加熱疲勞試驗臺、美國通用汽車公司的電加熱疲勞試驗臺和俄羅斯哈爾科夫汽車拖拉機廠的紅外線加熱疲勞試驗臺等，這些試驗裝置主要用來考核各自廠商的產(chǎn)品質(zhì)量。國內(nèi)在上一世紀80年代后期開始應用熱疲

31、勞模擬試驗技術，并利用試驗結(jié)果陸續(xù)開展了活塞熱疲勞壽命預測和安全性評估方面的研究工作。進入90年代后，開始自行開發(fā)活塞熱沖擊模擬試驗裝置，目前其綜合技術已達到了國際領先水平。這種模擬試驗裝置采用火焰加熱活塞頂面，以模擬內(nèi)燃機缸內(nèi)燃燒過程對活塞的加熱作用； 采用壓縮空氣和水分別冷卻活塞頂面和內(nèi)腔，以模擬內(nèi)燃機新鮮充量對活塞頂面的冷卻作用和活塞底部的噴油冷卻條件。利用這類試驗裝置可以進行活塞熱損傷機理的研究，包括不同材料、結(jié)構和冷卻條件對活塞抗熱損傷性能的影響；通過大量試驗數(shù)據(jù)的積累，不僅可以探索相關的試驗規(guī)范，而且可以有力地推動活塞熱疲勞壽命預測和安全性評估工作的研究進程。針對內(nèi)燃機活塞的熱損傷問題，由于在材料熱強度理論和結(jié)構熱損傷機理方面開展的研究工作不夠深入和充分，致使有關熱疲勞評價準則的研究因缺乏基礎數(shù)據(jù)而進展緩慢。盡管計算