柴油發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸套磨損原因分析及預(yù)防措施

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1、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸套磨損原因分析及預(yù)防【摘要】:氣缸套的正常磨損有著一定的規(guī)律性。汽缸套的正常磨損也具有必然性，但對(duì)設(shè)備不規(guī)范的操作，維修保養(yǎng)造成的早期磨損是可以避免的。掌握汽缸套磨損規(guī)律對(duì)了解汽缸套早期磨損原因提供了理論依據(jù)，知其然，知其所以然，通過(guò)對(duì)造成汽缸套正常磨損和早期磨損原因的分析和總結(jié)，掌握正確操作和維修保養(yǎng)設(shè)備的方法和措施。努力提高設(shè)備的完好率和使用率?！娟P(guān)鍵詞】:氣缸套磨損規(guī)律正常磨損早期磨損汽缸套的磨損主要集中在軸向方向和徑向方向。1?氣缸套正常磨損的規(guī)律1?1軸向截面的磨損規(guī)律：沿著氣缸套軸向方向，在活塞環(huán)的有效行程

2、范圍里呈上大下小趨勢(shì)，即磨成一定的錐度。在第一道活塞環(huán)最上點(diǎn)略下處磨損最大，氣缸活塞環(huán)接觸不到的部位幾乎沒(méi)有磨損，于是形成了“缸肩”。而最后一道活塞環(huán)以下部位幾乎沒(méi)有磨損。1?2徑向截面的磨損規(guī)律：在平行于氣缸圓周方向的橫截面上，氣缸磨損不均勻，磨損成不規(guī)則的橢圓形。一般是前后或左右方向磨損最大。1.3?在同一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)上，不同氣缸磨損情況也不相同，一般水冷式發(fā)動(dòng)機(jī)的第一缸前壁和最后一缸的后壁處磨損較嚴(yán)重。2.氣缸正常磨損的原因。2??1氣缸磨損成錐角的原因。2.1.1.摩擦力不等的影響：做功行程中，燃燒的高壓氣體通過(guò)活塞環(huán)間隙與活塞

3、環(huán)與活塞之間的配合間隙，穿入活塞環(huán)背面，增大了活塞環(huán)對(duì)氣缸壁的壓力，活塞在上止點(diǎn)處，第一道活塞環(huán)對(duì)氣缸壁的壓力最大，可達(dá)2940kpa,第二道活塞環(huán)為735kpa,第三道活塞環(huán)為294kpao隨著活塞的下行，工作氣壓逐漸降低，活塞環(huán)對(duì)氣缸壁的壓力也隨之下降，由于活塞環(huán)對(duì)氣缸壁的正壓力大，摩擦力也隨之增大大，氣缸摩擦損失增加，所以越靠近氣缸上部磨損越嚴(yán)重。2.1.2.潤(rùn)滑條件不同的影響：活塞在它的工作行程中，不僅壓力由大逐漸減小，而且溫度也由上而下逐漸降低，活塞處在上止點(diǎn)時(shí)，燃燒室的高溫使?jié)櫥拖♂尪魇?，并且上部高壓氣體的吹襲作用強(qiáng)

4、，更促使稀釋的潤(rùn)滑油被吹襲流掉，同時(shí)在燃燒氣體作用下潤(rùn)滑油還有可能被燒掉。這就使氣缸上部出現(xiàn)干摩擦，向下逐漸出現(xiàn)半干摩擦和液體摩擦。造成活塞環(huán)在上止點(diǎn)處氣缸壁磨損劇烈，向下則逐漸減輕。2.1.1.腐蝕磨損的影響：氣缸內(nèi)可燃混合氣燃燒后，產(chǎn)牛的水蒸氣和酸性氧化物（如二氧化碳，二氧化硫，二氧化氮），溶于水而生成礦物酸，在燃燒過(guò)程中還生成有機(jī)酸（如硫酸，碳酸等）這些酸性物質(zhì)附在氣缸表面，對(duì)氣缸表面產(chǎn)生腐蝕作用，氣缸表面經(jīng)腐蝕后形成松散的組織，在摩擦中逐步被活塞環(huán)刮掉。而在氣缸的上部不能完全被潤(rùn)滑油膜覆蓋，其腐蝕作用更加嚴(yán)重。礦物酸的牛成及

5、其對(duì)磨損的影響與氣缸工作溫度有直接關(guān)系。冷卻液溫度低于80°C時(shí)，在氣缸壁表面易形成水珠。酸性氧化物溶于水而生成酸，這種作用隨發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度的降低而增加。2.1.2.多缸發(fā)動(dòng)機(jī)各缸磨損不均勻，往往是冷卻充分的氣缸磨損更大，其主要原因是腐蝕磨損。一般水冷式發(fā)動(dòng)機(jī)，第一缸前部和最后一缸后部冷卻強(qiáng)度大，其磨損也較大，特別是長(zhǎng)期在低溫環(huán)境下工作時(shí)，對(duì)磨損的影響尤其劇烈。綜上所述，氣缸上部磨損最嚴(yán)重，特別是第一道環(huán)相對(duì)氣缸表面，工作條件最差,其磨損也最嚴(yán)重。2.2?氣缸磨損成橢圓形的原因：在氣缸橫斷面上即氣缸的圓周方向上。磨損往往呈不規(guī)則的

6、橢圓形，它與發(fā)動(dòng)機(jī)的工作條件，結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。2.2.1.做功行程時(shí)側(cè)壓力的影響。活塞在做功行程時(shí)，以很大側(cè)壓力壓向氣缸壁，這樣就破壞了潤(rùn)滑油膜，增加了氣缸的磨損。2.2.2.曲軸軸向應(yīng)力的影響。曲軸不斷前后移動(dòng)，加上曲軸的彎曲變形，造成活塞和活塞環(huán)在汽缸套內(nèi)部產(chǎn)生不規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，使氣缸磨損形成的橢圓的長(zhǎng)軸在曲軸軸線方向上。3.氣缸套早期磨損的原因3.1?潤(rùn)滑油濾清器濾清效果差。若潤(rùn)滑油濾清器工作不正常，潤(rùn)滑油得不到有效的過(guò)濾，潤(rùn)滑油中的機(jī)械雜質(zhì)和發(fā)動(dòng)機(jī)自身的磨屑等，進(jìn)入缸壁間造成磨料磨損。3.2.空氣濾清器濾清效率低。空氣濾清器的作

7、用是清除進(jìn)入氣缸的空氣屮所含的塵土和沙粒，以減少氣缸、活塞和活塞環(huán)等零件的磨損。實(shí)驗(yàn)表明，發(fā)動(dòng)機(jī)若不裝空氣濾清辭，氣缸的磨損將增加6-8倍?？諝鉃V清器長(zhǎng)期得不到清潔保養(yǎng)，進(jìn)氣支管，膠管有破損，濾清效果差，將加速氣缸套的磨損。3.3?長(zhǎng)時(shí)間低溫運(yùn)轉(zhuǎn)。長(zhǎng)時(shí)間地低溫運(yùn)轉(zhuǎn)，一是造成燃燒不良，積碳從氣缸套上部開(kāi)始蔓延，使氣缸套上部產(chǎn)生嚴(yán)重的磨料磨損；二是引起電化學(xué)腐蝕。3?4?柴油發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常處于高負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)溫度一直處在95°C運(yùn)轉(zhuǎn)，潤(rùn)滑油變稀，氣缸套與活塞環(huán)在高溫潤(rùn)滑不良的條件下相對(duì)滑動(dòng)，形成局部高溫，發(fā)牛熔融磨損，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起“

8、拉缸”。2.5?長(zhǎng)時(shí)間怠速運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于溫度低，機(jī)油粘度大，流動(dòng)性差，使機(jī)油泵供油不足。同時(shí)，原氣缸壁上的機(jī)油在停車(chē)后沿氣缸壁下流，因此在起動(dòng)的瞬間得不到正常工作時(shí)那樣良好的潤(rùn)滑，致使起動(dòng)時(shí)氣缸璧磨損大大增加。發(fā)