拖拉机气缸套磨损影响因素分析及减少措施

王小波

摘 要：柴油机缸套的磨损虽然是不可避免的，但我们可以减缓磨损的进程，避免缸套异常磨损的发生。本文对拖拉机气缸套磨损影响因素进行了分析，并提出预防措施。

关键词：气缸套；磨损；预防措施

中图分类号：U472.43 文献标识码：Adoi：10.14031/j.cnki.njwx.2016.08.049

气缸套是柴油机重要而又易于损坏的零件。发动机气缸套和活塞环是在高温、高压、交变载荷和腐蚀的情况下工作的一对摩擦副。长期在复杂多变的情况下工作，其结果是造成气缸套磨损，影响了发动机的动力性、经济性和使用寿命。认真分析气缸套磨损的影响因素，对于提高发动机的使用经济性有十分重要的意义。

1 气缸套磨损影响因素分析

气缸套磨损分为磨合阶段和正常磨损阶段，我们从这两个阶段进行分析。

1.1 磨合阶段

磨合是摩擦副表面从机械加工的初始状态经动态磨损达到稳定的低磨损状态的过程，它使初始表面形貌接触经过磨损逐渐匹配适应，最终形成互适表面，接触面积达到最大化。磨合阶段磨损较快，这是因为新装配的发动机的活塞环外圆表面和气缸套的内表面虽然经过精密加工，但气缸套的内圆工作表面在微观尺度上仍存在加工痕迹，比较粗糙，与活塞环表面的凸起处往往发生金属直接接触，不易生成油膜；即使形成油膜，也只能在短时间内存在，不能维持，从而产生半干摩擦的结果。理想的磨合应是磨合期短、磨损量小。磨合后的配合件工作表面彼此适应，形成适于其工作条件和保持油膜的形态。这对于柴油机的正常运行是非常重要的。为了改善磨合性能，有的生产厂家将活塞环镀以低熔点金属（如锡、钼），或进行磷化处理，活塞裙部镀铟等，亦可对气缸套内圆表面进行磷化处理。

为了缩短磨合时间，必须合理地进行时间与负荷的分配，制订磨合规程。一般来说，转速应由低逐渐升高，负荷由小到大，且应先升速后升负荷。此外，在燃油或润滑油中加入合适的添加剂可缩短磨合时间。

1.2 正常磨损阶段

（1）气缸套材料。这是影响气缸套耐磨性最重要的因素。主要是气缸套内表面的硬度、材料金相组织和化学成分。而气缸套与活塞环的材料匹配亦是非常重要的。

（2）燃油质量。燃油质量对气缸套磨损的影响主要取决于燃油中硫的含量。硫燃烧的产物将引起酸蚀。同时，硫的氧化物还会使燃油与滑油中的碳氢化合物加速聚合，即浓缩在碳垢中使其坚硬，成为磨粒，从而加速了磨损。当含硫量高于0.7%～1.0%时，气缸套磨损量将急剧增加。

（3）润滑油质量。气缸壁由于飞溅润滑及活塞环刮油作用等原因，致使气缸上部的润滑条件较下部的润滑条件差，导致气缸上部形不成有效润滑油膜，磨损较强烈。因此对润滑油的质量要求很高，润滑油中如果含机械杂质或砂粒过多，势必增加了气缸套的磨粒磨损。

（4）冷却水温度。冷却水温的高低，对缸套的磨损有着显著的影响。冷却水温太高，会使润滑油氧化严重，积碳增加，滑油黏度降低，油膜易遭破坏，磨损加速；冷却水温太低虽然可以改善润滑条件，但会增加水蒸汽及硫酸的凝结，加剧酸对气缸套的腐蚀。对封闭式冷却系统，水温以75～80 ℃为宜；开式冷却水泵系统中，为防止产生水垢，水温不应超过55 ℃。

（5）柴油机工作条件。柴油机工作条件是指摩擦副的相对运动速度和单位载荷等。在一定工作条件下，润滑状况愈好则磨损愈小。现在大功率柴油机的强化度已从20世纪70年代的14上升到目前35～40左右，这使得柴油机的工作条件更加恶化。因此，润滑是保证缸套使用寿命的关键。

（6）超负荷作业。由于超负荷作业，使发动机温度上升，润滑油变稀，加速气缸套和活塞环等零件的磨损。又由于发动机温度上升，充气系数下降，燃油与空气比例失调，燃烧不完全，气缸套积碳增多，尤其活塞环积碳严重，甚至活塞环卡死在环槽里，加速缸套磨损。

2 预防气缸套早期磨损的措施

（1）新车或大修后的发动机，必须严格按规范磨合试运转后才能投入作业，避免因局部过载、过热而产生擦伤和烧损，出现异常磨损。

（2）按说明书使用要求做好拖拉机技术保养工作，定期检查、保养空气滤清器、机油滤清器和柴油滤清器。保证进入气缸内的空气不含磨粒，进入工作系统的燃油、机油清洁，以减少气缸的磨粒磨损。

（3）要严格按季节和发动机性能要求选用最佳黏度值的润滑油，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。

（4）按照使用操作规程，正确操作使用拖拉机。发动机冷车启动时，由于温度低，机油黏度大，流动性差，使机油泵供油不足。同时，原气缸壁上的机油在停车后沿气缸壁下流，因此在启动的瞬间得不到正常工作时那样良好的润滑，致使启动时气缸壁磨损大大增加。因此，初次启动时应先使发动机空转几圈，待摩擦表面得到润滑后再启动。启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；起步应坚持挂低速挡，每一挡位行驶一段里程，直到油温正常，方可转为正常行驶。

（5）严禁发动机“带病”作业，严禁长期超负荷作业，严禁长时间怠速空转，严禁频繁启动发动机，严禁先启动后加水，严禁“轰油门”。在使用过程中，及时发现问题及时予以排除，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。