汽车驾驶入门到精通:活塞烧顶的原因分析
发动机活塞烧顶大多发生在活塞顶部和第一、二道活塞环槽处,损坏形式主要有顶面熔洞、穿孔、麻坑和顶部周围处的键槽状缺口、塌陷。活塞烧顶将导致高温燃气窜入曲轴箱、加速润滑的氧化变质、汽缸密封性变差、压缩比下降、燃油燃烧过程变坏、发动机的动力性和经济性下降;严重时活塞开裂破碎,损坏缸套、连杆、曲轴、机体等零部件。
导致活塞烧顶的原因大致有以下几点:
1.活塞顶部积炭严重。活塞顶部的积炭使活塞顶局部过热并产生高温,当局部高温超过材料的熔点时,就会将活塞顶部烧熔形成熔洞。
2.活塞环胶结或断裂。活塞环胶结或断裂会导致活塞环不能与缸壁紧密贴合,活塞顶的热量不能及时传走,同时还会引导高温气体下窜,结果使活塞顶及活塞环槽部位因过热而烧蚀。
3.供油不均。柴油机各缸供油量和供油时间如果不均匀,将会使部分汽缸燃烧过程恶化,形成积炭或严重后燃,柴油燃烧的热量不能用来作功,而使部分汽缸内的活塞顶温度过高,导致材料热疲劳而烧熔。
4.喷油嘴工作不良。当喷油嘴出现滴油、二次喷射、雾化不良等情况时,活塞顶积油处局部温度过高,热应力增大,以致烧蚀。
5.发动机产生爆震。发动机工作中,活塞顶部要承受燃烧爆发力的周期性机械冲击,其瞬时冲击力可达7MPa,直接作用于活塞顶上的冲击力可达100kN以上。如果发动机产生爆震,其冲击力将会成倍上升。活塞顶在热应力和周期性燃烧爆发力的作用下,产生热疲劳和机械疲劳,最终导致烧熔和开裂。而发动机产生爆震的原因主要是供油时间或点火时间过早、汽缸内积炭过多、压缩比过高、活塞顶上形成炽热点引起早燃、所用汽油辛烷值过低等。
6.机油冷却喷嘴堵塞。有些大功率发动机机体上设有机油冷却喷嘴,通过向活塞内腔喷射机油以帮助冷却散热。如果机油冷却喷嘴堵塞,活塞就会积热升温,也易导致活塞烧顶。
7.发动机长时间超负荷超速运行,或发动机散热不良。活塞长期受过高热应力和机械应力作用,易于疲劳烧蚀。
8.活塞质量不合格。若活塞铸造时存在气孔、疏松、微裂纹、夹渣等缺陷,则在高温高压作用下,这些气孔、疏松、微裂纹会成为疲劳源而导致疲劳损坏;活塞中的夹渣首先熔化,造成活塞烧熔。
9.经常猛轰油门,发动机高速大负荷运行,温度过高。
针对上述这些导致活塞烧顶的原因分析,笔者认为:预防活塞烧顶的关键是加强对发动机的维护保养,使发动机始终保持良好的技术状态,避免发动机产生过热、积炭、爆燃爆震现象;正确使用,避免发动机长期超负荷工作。