柴油机活塞顶部烧蚀的原因及预防
F-DIESEL工程机械动力部件 2013/11/20 9:47:24
柴油机活塞烧顶（或活塞顶部烧蚀）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、顶部周围出现的键槽状缺口、塌陷或顶部完全烧融。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、气缸密封性变差、压缩比下降、燃油燃烧过程变坏、柴油机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主要有以下几点：
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而形成熔洞。
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，活塞顶的热量不能被及时带走，同时还会引导高温气体下窜，导致活塞顶及环槽部位烧蚀。
③供油不均。柴油机各缸供油量和供油时间如果不均匀，将会使部分气缸燃烧过程恶化，形成积炭或严重后燃，柴油燃烧的热量不能用来做功，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，活塞顶部积油过多而使局部温度过高，热应力增大，以致烧蚀。
⑤柴油机产生爆震。柴油机工作中，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10.0MPa以上。如果柴油机产生爆震，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。而柴油机产生爆震的原因主要是供油时间过早、气缸内积炭过多、压缩比过高、活塞顶部形成炽热点而引起早燃、所用燃油抗爆性差等因素造成的。
⑥机油冷却喷嘴堵塞。某些柴油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柴油机长时间超负荷超速运行，或柴油机散热不良。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，造成活塞顶部烧熔。
⑨经常猛轰油门，柴油机高速大负荷运行，温度过高而导致活塞顶部极热而烧蚀。
⑩柴油机车载空压机内窜气或其他因素导致下排气太大，使大量机油通过曲轴箱呼吸器排气管进入柴油机的进气管后进入燃烧室参加燃烧，导致活塞顶部烧蚀。
⑵活塞顶部烧蚀故障的预防
针对上述这些导致活塞顶部烧蚀的原因分析可以知道，预防活塞顶部烧蚀的关键做法是：①加强对柴油机的维护保养，使柴油机始终保持良好的技术状态；②避免柴油机产生过热、积炭、爆燃爆震现象；③正确使用，避免柴油机长期超负荷工作。④柴油机维修过程中，严格按照技术要求装配柴油机各个部位，特别注意喷油器、空压机等零部件的质量状态，避免因这些部件出现故障而导致活塞出现顶部烧蚀故障。