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内燃机气缸磨损的原因及规律
作者:管理员    发布于:2015-10-10 14:58:28    文字:【】【】【

  移动电源与车辆内燃机气缸磨损的原因及规律刘昌满(桂林空军学院,广西桂林合实际提出了使用中如何判断气缸磨损及减少磨损的对策。

  (1949)男,安徽桐城人,副教授,主要研究内燃机实用技术和内燃机气缸是燃料和气体膨胀的地方,工作时气缸内表面直接与高温高压燃气接触,并且引导活塞在其内作高速反复运动,因此,要求气缸不但要有足够的强度和刚度,还必须耐高温、耐腐蚀、耐磨损,同时,还要求它有较高的加工精度和表面光洁度,并与活塞配合,保证密封。由于气缸是在高温、高压及润滑不良的恶劣条件下工作,加之活塞与活塞环在气缸内高速往复运动,产生磨损是必然的。

  1气缸磨损主要的原因经多年使用维护内燃机的实践,笔者认为气缸磨损的原因是多方面的。

  (1)内燃机在低温下运转时间过长。这是因为:一是低温时润滑油粘度大,很难进入各摩擦表面之间,润滑不良。在启动时,由于各摩擦表面之间润滑油浙干,形成干摩擦,磨损更为严重;二是汽油凝结在气缸壁上,洗去润滑油,汽油流入油底壳,使润滑油变稀,润滑不良;三是燃烧生成水汽,凝结在气缸壁上,水汽常和燃气中的C2和S2化合生成酸性物质,使缸壁受到腐蚀,腐蚀后的粗糙表面,易于剥蚀,使磨损加速,如水汽流至油底壳,则引起其它摩擦表面的腐蚀磨损。在高温下则由于未燃汽油及水汽不会凝结即被排出,故不致增加磨损。

  (2)活塞环对气缸壁的压力。由于燃烧的高压气体窜入活塞环背面,增大了活塞环对气缸壁的压力,汽油机高压为3 9MPa左右,而柴油机则高达75MPa左右,使摩擦力加大,磨损增加;再加上润滑油膜的破坏,易形成干摩擦和半干摩擦的现象,更加重了气缸的磨损。

  教杳彦论气缸与活塞、活塞环。

  高温。由于气缸上部温度很高,加上气缸上部润滑油少,高温又使润滑油粘度降低。从而使气缸上部处于半干摩擦和边界摩擦条件下工作,润滑条件变差,增加了气缸的磨损。

  (4)活塞、活塞环运动速度和方向的变化。活塞与活塞环在气缸中作上下往复运动其速度和方向是在高速运动中变化的,在上下止点速度为零,而中间速度很大。由于这一变化,破坏了润滑油膜的形成,使磨损加剧,尤其是气缸上半部。

  (5)微粒杂质。虽然空气经过空气滤清器,润滑油经过二级过滤,但微粒杂质是不可避免地进入气缸和润滑油膜之中。加之内燃机运行中自身的磨屑也会进入气缸,造成磨料磨损,其这类磨损也使气缸上部较为严重。

  2气缸磨损规律内燃机经长期工作后,气缸的不平衡磨损情况有两种:一种是沿活塞运动方向上磨损不均使气缸成圆锥形;另一种是与活塞运动方向相垂直的方向磨损不均成椭圆形。

  燃料在气缸内燃烧,气缸内高压气体压力窜入活塞环背面,使活塞环猛烈地压紧气缸壁,当活塞在上止点时,气体压力大,同时由于活塞改变运动方向,速度降低,因而增大了活塞对气缸壁的压力。特别是沿道活塞环处的气缸壁上所受压力增大显著。当气缸内的燃气压力为3 9MPa时,道环背面的压力为29MPa第二道环背面的压力为074MPa第三道环背面的压力为03MPa道环对气缸壁的压力大,磨损也严重。又由于气体压力随活塞向下运动而减低,因此,气缸上部的磨损比下部大。

  内燃机工作过程中,气缸上部的平均温度约为180°C,高温使润滑油的粘度大大降低,因此,油膜不易形成,同时,在高温下的气缸壁上部的油膜还可能被烧掉这样上部气缸壁与活塞之间便形成干摩擦或半干摩擦。使气缸上部的磨损增大。

  空气中的尘土被吸入气缸后,大部分粘附在气缸上部,形成磨料磨损,当被磨时磨料棱角锐利,因而增大了气缸上部的磨损。润滑油膜虽然能阻碍酸性物质对气缸壁的磨损,但由于越靠气缸上部,油膜形成越困难,因此,气缸上部受酸性物质的腐蚀也就越大,磨损也越快。从使用的角度看,影响腐蚀磨损的因素是内燃机的工作温度、点火正时的调整、燃料、润滑油、内燃机负荷等。

  综上分析气缸磨损成圆锥形如所示,磨损一般在活塞上止点道压缩环上沿至下止点道压缩环下沿之间,大值一般发生在活塞上止点的道压缩环和第二道压缩环之间的位置。

  内燃机工作时,由于活塞侧压力的作用,使气缸在连杆摆动面上磨损较大,由于动力侧压力大于压缩侧压力,所以,承受动力侧压力的缸壁一侧磨损较严重。面向内燃机旋转方向左侧大于右侧,大侧压力位置在:C,―气缸上边缘对应于曲轴转过30°时活塞销中心线的距离;C―活塞上止点时的中心距离;H―活塞行程。

  由于内燃机的结构特点,气缸四周的冷却情况是不同的,沿气缸横向方向冷却较快,纵向方向冷却较慢,这样沿气缸体横向方向的缸壁温度较低,易形成酸性物质,使横向气缸壁腐蚀磨损较大。

  侧置式气门,由于进气时相对应的气缸壁附近受混合气的冲刷作用,缸壁温度较低,易形成酸性物质,同时由于缸壁上的油膜被冲刷,润滑不良,因而增加了这一部位的磨损,如所示。

  侧置式气门气缸磨损情况3气缸磨损的判断方法气缸磨损后会使内燃机启动困难、功率下降、油耗增加、响声加剧,判断方法可根据技术人员的判别能力和环境条件决定。

  (1)响声判断。气缸磨损后,活塞与气缸壁之移动电源与车辆间的配合间隙增大。活塞在气缸中上下往复运动会产生敲击声。提高转速时,可从加机油口处听到曲轴箱内发出连续的“嘣、嘣、嘣”的响声,随着响声的出现,从加油口处脉动地向外冒烟,降低转速,响声即减弱或消失。磨损严重后,活塞在气缸内因摆动而敲击缸壁,发出有节奏的“嗒、嗒”声,活塞在气缸上部及温度低时响声明显。

  (2)用压缩空气检查。旋转曲轴,使被检查的气缸活塞处于压缩上止点。卸下火花塞或喷油器,将压缩空气通入气缸,如果气体从加机油处冒出,即表明活塞环或气缸磨损严重。

  (3)测量气缸压力。气缸磨损后会使气缸压力下降,判断方法是:使内燃机处于水温在80~90°Q再卸下火花塞和喷油器,并将节气门与阻风门全部打开。用起动机转动曲轴3~5s转速为130~150r/nin同时把气缸压力表紧压在火花塞(喷油器)的座孔内,一般2~3次逐缸检查,压力表的每次读数是否符合生产家的出厂规定,EQ 6100-压缩比为675气缸压缩压力不低于084MPa而一使用条件苛刻,润滑油质量差,不按操作规程合理使用内燃机,其气缸磨损值为Q015~0025mm/104km超载超速,摘除节温器和空气滤清器的滤芯,不定期更换润滑油,有故障维修不及时,气缸磨损值为0030mm/104km以上。因此,正确使用维护内燃机可以减少气缸的磨损,延长其使用寿命。

  (1)正确选配安装活塞、活塞环。内燃机大修时,活塞与气缸壁配合间隙要按规定标准,若不知道标准可根据气缸直径确定:铝合金活塞为气缸直径的Q 05~015;活塞环端隙,道环按气缸直径的0.4~0 6其余按气缸直径的Q3~05;活塞环侧隙,道环按气缸直径的0 05~007,其余各道气环按Q04~0.06;油环按气缸直径的0 025~0045.一般大修时汽油机取下限,柴油机取上限。

  (2)定期维护三滤。定期维护空气滤清器。汽车每行驶15000km(电站工作300h)经常在灰砂较多的地区行驶,每10 000km应对滤芯维护一次。

  每行驶30000km以后,应更换滤芯。目前,内燃机P(柴油机)P(汽油机)时找不着内燃机出厂说明书,可根据内燃机的压缩比(e),用下列公式计算气缸压缩压力。

  若测得气缸压缩压力低于下限值,一般可能是气缸磨损后与活塞配合间隙增大所致。也有可能是活塞环对口,气门密封不严,拉缸或气缸垫烧坏所致,可进一步判断。从火花塞或喷油器安装孔注入50m佐右的新鲜润滑油,若压力明显增加,说明气缸磨损严重,否则是其他原因。

  (4)停机时观察曲轴与飞轮回转程度。点火开关断开或喷油器停止供油时,内燃机即停转。由于飞轮的旋转惯性,曲轴飞轮企图按工作方向旋转,活塞上行某气缸压缩,活塞顶上方压力使曲轴不能按原方向旋转。因此,曲轴要在180°范围内来回摆动空气滤清器滤芯都为纸质。所以,维护时可用0 39~06MPa的压缩空气从滤芯内侧向外吹,将滤芯上的灰尘吹下来,也可用木棍轻敲滤芯端盖或拍打滤芯将灰尘振落下来。

  定期维护汽油(柴油)滤清器。纸质滤芯000~10000km更换滤芯。尼龙布滤芯(EQ61001),每行驶10 000km将滤芯放在汽油中用软毛刷刷洗。多孔陶瓷滤芯(BJ492Q),每行驶10000kn左右,将滤芯拆下放在水中煮15min左右或用汽油清洗,若滤芯过脏甚至堵塞可将滤芯用火烧5min左右,冷却后用水清洗,再用压缩空气吹净。

  定期维护机油滤清器。汽车行驶6 000~8000km时,应对滤清器进行维护。粗滤器滤芯为纸质与其他滤芯维护相同,细滤器是离心式,CA6102Q装用的FC100型机油滤清器就是这种形式,应取出转子,清除转子内壁的沉积物,疏通喷嘴,维护后正确数次才能停止,若气缸磨损严重,这种停机现象不明显或无此停机现象。

  4减少气缸磨损的对策内燃机气缸磨损是不可避免的。经试验使用内燃机按技术要求,驾驶员驾驶技术好(内燃机电站操作人员按要求操作),其内燃机气缸磨损值为装回转子。

  (3)正确操作使用内燃机。内燃机是汽车和电站的原动力,正确操作使用可减少气缸磨损,保持冷却水正常工作温度>75°C,但不得高于95°C.试验结果表明,当内燃机冷却水温度在50°C工作时比在70C工作时的磨损增加1 6倍,在25C工作时磨损增加5倍。尽量减少冷机启动次数和低速运转时间,避免低温时加满负载工作,就可以大大减少内燃机气缸的磨损。

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