汽油机预防气缸早期磨损的措施有哪些 气缸磨损的一般规律?如何防止气缸、活塞的早期磨损?
发动机使用一段时间,汽缸就会出现不均匀磨损。其特征是:沿长度方向产生不柱度,沿圆周方向产生椭圆度。磨损最大、最不均匀的部位,一般是在活塞处于上止点位置时,第一道气环相对应的缸壁处,往下便逐渐减小,形成明显的台肩。
汽缸的磨损特征
汽缸沿长度方向产生不柱度,与其工作条件密切相关,可从润滑、冷却、温度、压力、活塞动力速度、磨料和腐蚀性物质等方面来分析其原因。
1、润滑条件。汽缸上部润滑条件最差。由于汽缸多采用激溅式润滑,汽缸上部润滑油最少,而且汽缸上部温度最高,润滑油的粘度最低,油膜强度最弱。而汽缸上部又与高温气体接触时间最长,易烧损汽缸壁上的油膜,这些因素都使汽缸上部磨损比下部大,从而产生不柱度。
2、压力的影响。汽缸上部承受的压力最大。这个压力除了活塞本身的弹力以外,主要是燃烧过程产生的高压气体窜入活塞环背隙而作用于汽缸壁的压力。由于这个压力随活塞下行而降低,因而造成汽缸套上部磨损最大。
3、磨料的影响。来自空气中的灰尘,以及不完全燃烧时产生的积炭等磨料,进入汽缸壁与活塞、活塞环的配合表面之间,随着活塞在汽缸中的往复运动,会造成磨料磨损。这些磨料在汽缸套上部时,其棱角最锋利,向下会沿途磨钝,因而汽缸上部磨损最大。
4、腐蚀的影响。汽缸套上部腐蚀最强烈,这也是汽缸套上部磨损大于下部的重要原因。
汽缸内的燃料燃烧后,会产生水蒸气和某些酸性物质。例如燃料中含有的硫化物在燃烧中与水蒸气化合生成硫酸,二氧化碳与水蒸气化合形成碳酸,在高温燃烧时,大气中的氮与氧化合成氧化氮,而氧化氮又与水蒸气化合生成硝酸等等,这些酸性物质会使汽缸壁发生化学腐蚀。
更严重的是,当汽缸壁温度低于露点温度时,燃烧废气中的水蒸气在汽缸壁上凝结为水滴,会产生比化学腐蚀严重得多的电化学腐蚀。腐蚀物被运动的活塞环刮去后,又出现新的腐蚀,这样不断重复,越靠近汽缸套上部化学腐蚀和电化学腐蚀就越严重。
实践证时,当冷却水温度低于85℃时,汽缸壁腐蚀最严重,而在此温度以上时,燃烧后生成的水蒸气和酸类物质可随废气排出,危害性要小得多。这也是冷车磨损更厉害的原因。
5、汽缸沿圆周方向磨损不均匀,产生椭圆度则与下列因素有关:
(1)润滑、冷却条件的影响。在正常条件下,汽缸的最大椭圆一般也是发生在汽缸上部润滑条件最差的最大磨损位置。
(2)活塞环压力的影响。活塞环压力沿径向的分布是不均匀的,其开口处的单位压力常达平均压力的好几倍,这也是汽缸沿径向产生偏磨的原因。
(3)侧压力的影响。在正常条件下,活塞往复运动的侧压力会使汽缸在连杆运动平面产生较大的磨损,而侧压力较大的一边,磨损也较大。因而促使汽缸套沿径向产生椭圆度。注意,由于侧压力的最大位置并不在汽缸上部,所以对最大椭圆度的形成不起主要作用。
另外使用维护不当,工作环境恶劣,润滑油不能及时添加或使用不洁净的润滑油,汽缸或活塞环变形,连杆扭曲等等,都会使汽缸套发生早期磨损。
至于气缸前后侧的磨损更大,则主要是因为冷却系统不可能完全均匀,在1/4缸外侧的冷却不够,造成高温状况下的润滑失效产生的结果。
(说明:编辑转载自工程机械)
气缸的磨损程度对汽车的动力性影响最大。气缸磨损使其与活塞、活塞环的配合,间隙增大,使气缸压缩时的压力降低,导致发动机动力性下降。造成气缸磨损的原因很多,主要有润滑不良、机械磨损、酸性腐蚀和磨料磨损等
气缸在使用过程中,其表面在活塞环运动的区域内形成不均匀的磨损。沿气缸轴线方向磨成上大下小的锥形,磨损最大部位是当活塞在上止点位置时第一道活塞环相对应的缸壁.
活塞环不接触的上口,几乎没有磨损而形成台阶。气缸沿圆周方向磨损也不均匀,形成不规则的椭圆形,最大径向磨损区通常接近于进气门的对面.
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(2)正确进行起动,并尽量减少起动次数,如停机不超过15分钟,不用熄火,以减少起动次数。起动发动机时,不要将油门放到最大位置强行起动,否则多轴钻床使气缸内喷入的柴油过多,导致起动不着,即使能起动,由于气缸内燃油过多,燃烧不完全,产生积炭而加剧磨损。一般来说,当气温在15℃以下时,起动开始不要加油门,空转曲轴数圈,感到轻松后再加小油门起动。
(3)定期更换油底壳机油,加入的机油必须符合说明书的要求。更换油底壳机油时,应仔细清洗油底壳及润滑油路,其方法是先放尽变质机油,用相同数量的干净柴油,倒入油底壳,起动发动机,怠速运转3—5分钟后,放尽清洗柴油,然后揩净油底壳,同时清洗机油滤清器,最后加入规定份量的机油。
(4)严禁先起动后加水,否则易使气缸骤冷而裂损。
(5)经常保持发动机正常工作温度,过高则机油稀释,润滑条件恶化;过低则产生酸性腐蚀,引起麻点剥落。一般适宜的工作温度为70—80℃,蒸发式发动机可稍高些。
(6)起动发动机时应注意预润滑,因为当发动机熄火后,润滑系中的机油绝大部都流到油底壳,各运动副表面处于干磨擦和半干磨擦,若马上起动,必然加剧气缸等零部件磨损速度,因此在起动时先摇转曲轴数十圈,使运动副表面预先得到一定润滑。
(7)起动发动机后预热一段时间,因为此时数控发动机温度较低,气缸等零件还未得到充分润滑,否则加快缸套、活塞、活塞环、轴颈与轴瓦磨损。当发动机温度达40℃起步,60℃正式投入作业。
(8)禁止发动机长期急速运转。因为发动机长期急速运转时,喷油嘴雾化不良,燃油与空气混合不均匀,燃烧不完全,气缸易产生积炭,加剧了气缸磨损。另外长期怠速运转也加速磨损。
(9)禁止长时间超负荷作业。
(10)定期检查保养空气滤清器、机油滤清器、柴油滤清器,使之处于良好的技术状态下工作,这是防止尘埃杂质由空气、燃油和机油通道中进入气缸,减轻数控缩口机气缸磨损,延长发动机使用寿命的一项重要措施。
(11)作业时不允许突变油门,如因工作负荷改变需改变油门时,也应缓慢进行。
(12)新的或大修后的柴油机必须经过严格的磨合试运转后才能正式投入作业。