拖拉機汽缸套磨損特征及影響因素分析

陳立艷

摘 要：就拖拉機汽缸套磨損特征進行了分析，指出了形成不規則磨損的原因，分析了影響缸套加速磨損的原因，以便使用時注意預防，以減少汽缸套的磨損，延長拖拉機使用壽命。

關鍵詞：拖拉機；汽缸套；磨損特征；影響因素

中圖分類號：S219.07文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.03.053

缸套、活塞環是柴油機中最為關鍵的一對摩擦副，其決定著柴油機的工作效率和使用壽命。因此，操作者必須了解柴油機汽缸套磨損特征和影響缸套加速磨損的因素，以便采取有效的預防措施，延長其使用壽命，保證發動機在最佳技術狀態下工作。

1 缸套的磨損特征分析

缸套工作表面在活塞環往復運動的區間內磨損大且不均勻，上部磨損最大，往下逐漸減小。沿軸向形成不規則的錐形。缸套上口不與活塞環接觸處沒有磨損。活塞在上止點時，第一道活塞環對應處磨損最大。沒有磨損處對磨損最大處呈現出明顯的臺階。這是粗略檢驗時，最能說明缸套是否磨損嚴重的最佳選擇部位。缸套橫斷面的磨損也是不均勻的，沿徑向形成不規則的橢圓形。長軸垂直于曲軸，短軸平行于曲軸，長、短軸交點稍偏于最大壓力一側。

形成不規則錐形的原因： （1）由于第一道活塞環距燃燒室最近，燃燒氣體首先竄進第一環的背部，背壓最高，使第一環對缸壁的壓力最高。 （2）由于高溫、高壓作用和距油底殼最遠，使第一環與缸壁相對處不易形成油膜，產生半干（邊界）摩擦，潤滑條件最差。（3）空氣濾清器的技術狀態再好，空氣帶入磨粒也是不可避免的；燃燒過程再正常，燃燒產生積碳也是不可避免的，使第一環與缸壁對應處受空氣帶入磨粒和燃燒產生積碳的影響最大。

形成不規則橢圓形的原因：主要與缸套工作的冷卻條件、活塞與缸套的熱變形及側壓力等因素有關。柴油機工作時，活塞作用在缸壁上的側壓力，使缸壁在垂直于曲軸方向磨損最大，平行于曲軸方向磨損最小。當然，缸體、曲軸和連桿變形，缸套與曲軸連桿軸頸兩中心線垂直度超限，連桿襯套與連桿軸瓦兩孔中心線平行度超限，也會造成缸壁在平行于曲軸方向磨損較大。

2 影響缸套加速磨損的因素

（1）啟動方面。啟動頻繁，尤其是冬季冷車啟動、強制牽引啟動和溜坡啟動頻繁。冷車啟動，缸套磨損速度約為正常工作時的3～5倍。啟動操作不正確，預熱時提前供油，啟動時“油門”過大。這樣不但浪費柴油，影響預熱，而且會沖淡活塞與缸壁間油膜。

（2）負荷方面。經常超負荷，柴油機水溫和油溫過低時，活塞與汽缸之間的潤滑油膜形成不好，柴油機就進入負荷、全負荷，甚至超負荷狀態，極易造成汽缸磨損。有實驗證明，水溫在30 ℃以下時，進入全負荷狀態的磨損速度約為水溫正常時的5～7倍。

（3）空氣方面。發動機每燃燒1 L燃油，大約需要通過空氣濾清器吸入9000 L空氣，空氣濾清器的作用是防止空氣中的懸浮顆粒物進入汽缸，造成汽缸磨損。如果進氣管與空氣濾清器連接軟管接合不嚴，空氣不經過濾直接進入汽缸；濾芯長期不清理也會降低空氣濾清效果，導致汽缸磨損。

（4）潤滑方面。因潤滑系統故障，導致機油壓力低，機油量少，或沒有及時更換機油或疏忽了機油濾清器的保養，導致活塞與汽缸套間的油膜遭到破壞，引起活塞環與缸套的直接接觸，而產生劇烈干摩擦，干摩擦使零件表面溫度急劇升高。這種不正常高溫使摩擦副間潤滑條件進一步惡化，造成摩擦副局部熔化粘結，當零件相對運動時便會產生粘著磨損，嚴重時會形成條狀拉痕及擦傷而形成拉缸。

（5）燃油方面。柴油牌號選擇不符合季節要求，造成柴油結蠟堵塞噴油器，使其霧化不良而形成積碳，或機油進入燃燒室發生不完全燃燒而形成積碳，或氣門漏氣使柴油不能完全燃燒形成積碳，積碳成為磨料粒子造成汽缸磨損。

（6）冷卻方面。冷卻系有故障，使柴油機過熱或過冷。柴油機過熱，會破壞運動件的正常配合間隙，也易導致潤滑油失效，加速汽缸套的磨損。柴油機過冷，進入汽缸的混合氣溫度太低品質差，燃燒生成物中的水蒸氣易凝結成水而與酸性氣體形成酸類，加重了對機體和零件的侵蝕作用。汽缸中未汽化的燃油會沖刷和稀釋汽缸表面上的油膜，使零件磨損加劇。

（7）未進行磨合試運轉。新的或大修后的發動機，由于某些零部件表面存在著微觀不平度，初運轉時會產生嵌合作用。如果直接投入負荷運轉，表面接觸點在巨大的集中載荷作用下，將產生劇烈的磨損，有些接觸點甚至產生抓粘，嚴重時會出現拉缸事故。

（8）其它方面。缸體、曲軸和連桿變形，出現偏缸，裝配調整不正確，長時間怠速空轉，以及新的或經大修的柴油機不磨合或不按規范進行磨合等。

3 缸套磨損診斷

（1）汽缸壓縮力降低，在不減壓的情況下，搖轉曲軸省力。曲軸轉至接近壓縮行程上止點時，從曲軸箱加油口可聽到漏氣聲。柴油機工作時，下排氣增大，也可能竄機油。

（2）不僅因內漏損失增多使壓縮空氣減少，而且使柴油顆粒與壓縮空氣混合不充分，導致柴油燃燒不完全，功率下降，油耗上升，啟動性能、負荷性能和加速性能變壞。

（3）柴油機冷車剛啟動后，怠速空轉時，有橫向敲擊聲，隨著溫度升高，敲擊聲雖減小但不顯著。活塞環咬死、斷裂、對口，在加油口也可聽到“哧哧”的漏氣聲，但無橫向敲擊。氣門關閉不嚴、缸墊損壞，搖轉曲軸也省力，但加油口無“哧哧”的漏氣聲；而且氣門關閉不嚴，從空氣濾清器或排氣管可聽到“哧哧”的漏氣聲。缸墊損壞水溫易過高，轟“油門”時，水箱中有氣泡，甚至出現水花。