所屬欄目:機械論文 發布日期:2010-09-01 17:13 熱度:
摘要:發動機氣缸套和活塞環是在高溫、高壓、交變載荷和腐蝕等惡化工況下工作的一對摩擦副。長期在這種復雜多變的工況下工作,極易造成氣缸套與活塞環磨損變形,破壞氣缸套與活塞環的密封性,影響發動機的動力性、經濟性和使用壽命。認真分析氣缸套與活塞環的磨損變形的原因,對提高發動機的使用經濟性有十分重要的意義。
關鍵詞:發動機;氣缸套;磨損;原因;維護
1影響磨損的因素
氣缸套與活塞環的工作環境十分惡劣,影響磨損的因素也很多。除正常的磨損外,使用和維修不當,也會造成非正常磨損。
1.1正常磨損
1.1.1影響正常磨損的因素
1)結構因素
發動機的結構本身就存如下一些影響正常磨損的因素,比如:
① 發動機氣缸套上部鄰近燃燒室,工作溫度很高,且活塞環與缸套依賴
飛濺潤滑為主的,其潤滑條件很差,導致氣缸套上部磨損嚴重;
新鮮空氣和未氣化的燃料,沖刷和稀釋缸壁上的潤滑油,也加劇了上部潤滑條件的惡化,使氣缸上都處于干磨擦或半干磨擦狀態,這是影響氣缸上部磨損重要的因素之一;
②氣缸的上部承受壓力大,使氣缸磨損呈上重下輕。
活塞環在自身彈力和背壓的作用下緊壓在缸壁上,在爆炸行程中,正壓力很大,潤滑油膜形成和保持越困難,機械磨損加劇;在作功行程中,隨著活塞下行,正壓力逐漸降低,因而氣缸磨損呈上重下輕。
2)原理因素
①氣缸內的可燃混合氣燃燒后,產生水蒸氣和酸性氧化物,這些酸性氧化物溶于水中生成礦物酸;礦物酸與燃燒中生成的有機酸,對氣缸表面產生腐蝕作用,腐蝕物在摩擦中逐步被活塞環刮掉,造成氣缸套表面剝落變形;
②空氣中的灰塵、潤滑油中的雜質等,都會在發動機正常運用中進入活塞和缸壁間形成磨料,并隨活塞在氣缸中往復運動,使運動速度最大的氣缸中部,
磨損加劇。
1.2非正常磨損
1.2.1運用不當造成磨損加劇
1)潤滑油濾清器質量不符,或長時間不予以清洗,濾清效果變差,使潤滑油得不到有效的過濾,會導致潤滑油含有大量硬質顆粒磨料,加劇氣缸套內壁的磨損;
2)空氣濾清器的作用是清除進入氣缸的空氣中所含的塵土和沙粒,以減少氣缸、活塞和活塞環等零件的磨損;
實驗表明,若發動機不裝空氣濾清器,氣缸的磨損將增加6-8倍;空氣濾清器長期得不到清洗保養,濾清效果變差,將加速氣缸套
的磨損;
3)長時間地低溫運轉,會導致混合汽燃燒不良形成積碳,并從氣缸套上部開始蔓延,成為缸套上部產生的磨料;另外,長時間地低溫運轉,還會導致電化學腐蝕加劇;
4)為省事省錢,不少車主常在路邊小店或向不法油販購買劣質潤滑油使用,結果造成缸套上部強烈腐蝕,其磨損量比正常值大1-2倍。
1.2.2維修不當引起磨損加劇
1)氣缸套若存在安裝誤差,氣缸中心線和曲軸軸線不垂直,會造成氣缸套非正常磨損;
2)修理鉸削連桿活塞銷滑動軸承時,因鉸刀傾斜會造成連桿活塞銷滑動軸承孔偏斜,導致活塞銷中心線與連桿活塞銷滑動軸承中心線不平行,迫使活塞向氣缸套的某一邊傾斜,也會造成氣缸套非正常磨損;
3)因飛車事故或其它原因,受撞擊的連桿會產生彎曲變形,若不及時校正而繼續使用,也會加速氣缸套的磨損;
4)發動機因燒瓦等原因,會使曲軸因受到劇烈的沖擊而變形,若不及時校正而繼續使用,同樣會加速氣缸套磨損。
5)活塞環是一種開口且有彈性的鑄鐵金屬環,其有氣環與油環之分,油環又有泵油環、刮油環與回油環之分。裝配時,環的開口必須按1200錯位,否則,曲軸箱的機油很容易上串燃燒室,導致機油燃燒形成積碳,而燃燒室內未霧化或整未完全燃燒燃油也會下串到曲軸箱中稀釋潤滑油,將會加劇氣缸的磨損。
活塞環的斷面因其功能不同而異,各種環的裝配位置要求很嚴,一旦裝錯,將會加劇氣缸磨損,且會使發動機功率直接降低。
活塞環裝在氣缸內的開口間隙有嚴格的要求,開口太小在熱膨脹后有刮缸的
危險甚至燒蝕折斷;開口太大,會使曲軸箱的機油很容易上串燃燒室,導致機油燃燒形成積碳,也會造成燃燒室內未霧化或整未完全燃燒燃油也會下串到曲軸箱中稀釋潤滑油,將會加劇氣缸的磨損。
2減輕磨損的措施
2.1正確起動和起步
發動機冷車起動時,因溫度低,機油粘度大、流動性差,會造成機油泵供油不足,且原氣缸壁上的機油,在車輛長時間停駐,沿氣缸壁下流,在冷車起動的瞬間得不到正常工作時那樣良好的潤滑,致使起動時氣缸璧磨損大大增加。
為減少初次起動時氣缸的磨損,冷車起動時,應先讓發動機空轉幾圈,待摩擦表面得到潤滑后再起動。
起動后應怠速運轉升溫,嚴禁猛轟油門,待機油溫度達到40℃時再起步。
起步應堅持掛低速檔,并循序每一檔位行駛一段里程,直到油溫正常,方可轉為正常行駛。
2.2正確選用潤滑油
要嚴格按使用說明書的要求,按季節和發動機性能選用最佳粘度值的潤滑油,不可隨意購用劣質潤滑油,并經常檢查和保持潤滑油的數量與質量。
2.3加強濾清器的保養
確保空氣濾清器、機油濾清器和燃油濾清器有良好的工作狀態,
對減輕氣缸套的磨損至關重要。
加強對“三濾”的保養,是防止機械雜質進入氣缸,減輕氣缸磨
損,延長發動機使用壽命的一項重要措施,這在農村和多風沙地區尤為重要。有的駕駛員為了節約燃料而不安裝空氣濾清器是絕對錯誤的。
2.4保持發動機正常工作溫度
發動機的正常工作溫度應處在80-90℃。溫度過低,不能保持良好的潤滑,會增大氣缸壁的磨損,氣缸內的水蒸氣易凝結成水珠,溶解廢氣中的酸性氣體分子,生成酸性物質,使氣缸壁受到腐蝕磨損。試驗表明,當氣缸壁溫度由90℃降到50℃時,氣缸磨損量為90℃時的4倍。溫度過高,會使氣缸強度降低而加劇磨損,甚至可能使活塞過度膨脹而造成“拉缸”事故。
2.5提高保修質量
使用過程,若能及時發現,并能及時予以排除故障,適時更換或維修損壞和變形的配件。
必須注意,安裝氣缸套時要嚴格按技術要求檢驗和裝配。
更換活塞環作業,要選用彈力適當的活塞環,彈力過小,使燃氣竄入曲軸箱
吹落氣缸壁上的機油,增大氣缸壁磨損;彈力過大,直接加劇氣缸壁的磨損,或因氣缸壁上的油膜遭到破壞而加劇其磨損。
活塞環裝配時,必須按規定順序、方位正確裝配,且要確保開口端隙在規定的范圍內。。
3結語
綜上所述,氣缸套與活塞環的工作環境十分惡劣,影響磨損的因素也很多。雖然除正常磨損不可避免外,使用和維修保養不當,也會造成非正常磨損。
為將正常磨損降低到最低限度、最大限度減少非正常磨損,延長發動機的使用壽命,必須正確運用,加強維護。
參考文獻:
1.《汽車構造》李晶華主編2006年3月機械工業出版社
2.《汽車發動機維修實例》宋森著2002年5月機械工業出版社
文章標題:氣缸套磨損與維護
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