发动机的气缸套和活塞环是在高温、高压、交变载荷和腐蚀环境中工作的一对摩擦副。长期在如此复杂多变的环境下工作,气缸套难免会出现磨损变形,进而影响发动机的动力性、经济性和使用寿命。深入分析气缸套磨损变形的原因,对于提升发动机的经济性具有重要意义。
一、气缸套磨损的原因分析
气缸套的工作环境极为恶劣,导致磨损的原因也多种多样。通常,由于结构设计原因,气缸套会有一定的正常磨损。然而,使用和维护不当则会造成非正常磨损。
1、构造原因引起的磨损
润滑条件不佳:气缸套上部邻近燃烧室,温度高且润滑条件差,新鲜空气和未蒸发的燃料冲刷和稀释,使得上部处于干摩擦或半干摩擦状态,导致严重磨损。
上部承受压力大:活塞环在自身弹力和背压作用下紧压在缸壁上,正压力越大,润滑油膜形成和保持越困难,造成气缸磨损上重下轻。
酸腐蚀:气缸内可燃混合气燃烧后产生的水蒸气和酸性氧化物,溶于水中生成矿物酸,加上燃烧中生成的有机酸,对气缸表面产生腐蚀作用。
机械杂质进入:空气中的灰尘、润滑油中的杂质等进入活塞和缸壁间,造成磨料磨损,尤其在气缸中部位置运动速度最大,磨损加剧。
2、使用不当引起的磨损
润滑油滤清器效果差:润滑油滤清器工作不正常,润滑油得不到有效过滤,含有硬质颗粒的润滑油会加剧气缸套内壁磨损。
空气滤清器效率低:空气滤清器用于清除进入气缸的空气中的尘土和沙粒,若滤清效率低或长期不清洗保养,会加速气缸套磨损。
长时间低温运转:长时间低温运转会造成燃烧不良和积碳,以及电化学腐蚀,加剧气缸套磨损。
使用劣质润滑油:使用劣质润滑油会导致气缸套上部强烈腐蚀,磨损量大幅增加。
3、维修不当引起的磨损
气缸套安装位置不当:安装气缸套时存在误差,气缸中心线和曲轴轴线不垂直,会造成气缸套非正常磨损。
连杆铜套孔偏斜:修理时铰削连杆小头铜套时铰刀倾斜,导致连杆铜套孔偏斜,活塞销中心线与连杆小头中心线不平行,造成气缸套磨损。
连杆弯曲变形:受撞击的连杆若不及时校正而继续使用,会加速气缸套磨损。
曲轴连杆轴颈和主轴颈不平行:发动机因烧瓦等原因导致曲轴变形,若不及时校正而继续使用,同样会加速气缸套磨损。
二、减轻气缸套磨损的措施
正确起动和起步:发动机冷车起动时,应先使发动机空转几圈,待摩擦表面得到润滑后再起动。起动后应怠速运转升温,严禁猛轰油门,待机油温度达到40℃时再起步。
正确选用润滑油:严格按季节和发动机性能要求选用最佳粘度值的润滑油,不可随意购用劣质润滑油,并经常检查和保持润滑油的数量与质量。
加强滤清器的保养:保持空气滤清器、机油滤清器和燃油滤清器处于良好的工作状态,对减轻气缸套磨损至关重要。
保持发动机正常工作温度:发动机的正常工作温度应处在80-90℃。温度过低或过高都会加剧气缸壁的磨损。
提高保修质量:在使用过程中,及时发现问题并予以排除,随时更换或维修损坏和变形的配件。安装气缸套时要严格按技术要求检验和装配,选用弹力适当的活塞环。