拖拉机汽缸套磨损特征及影响因素分析

陈立艳

摘 要：就拖拉机汽缸套磨损特征进行了分析，指出了形成不规则磨损的原因，分析了影响缸套加速磨损的原因，以便使用时注意预防，以减少汽缸套的磨损，延长拖拉机使用寿命。

关键词：拖拉机；汽缸套；磨损特征；影响因素

中图分类号：S219.07文献标识码：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.03.053

缸套、活塞环是柴油机中最为关键的一对摩擦副，其决定着柴油机的工作效率和使用寿命。因此，操作者必须了解柴油机汽缸套磨损特征和影响缸套加速磨损的因素，以便采取有效的预防措施，延长其使用寿命，保证发动机在最佳技术状态下工作。

1 缸套的磨损特征分析

缸套工作表面在活塞环往复运动的区间内磨损大且不均匀，上部磨损最大，往下逐渐减小。沿轴向形成不规则的锥形。缸套上口不与活塞环接触处没有磨损。活塞在上止点时，第一道活塞环对应处磨损最大。没有磨损处对磨损最大处呈现出明显的台阶。这是粗略检验时，最能说明缸套是否磨损严重的最佳选择部位。缸套横断面的磨损也是不均匀的，沿径向形成不规则的椭圆形。长轴垂直于曲轴，短轴平行于曲轴，长、短轴交点稍偏于最大压力一侧。

形成不规则锥形的原因： （1）由于第一道活塞环距燃烧室最近，燃烧气体首先窜进第一环的背部，背压最高，使第一环对缸壁的压力最高。 （2）由于高温、高压作用和距油底壳最远，使第一环与缸壁相对处不易形成油膜，产生半干（边界）摩擦，润滑条件最差。（3）空气滤清器的技术状态再好，空气带入磨粒也是不可避免的；燃烧过程再正常，燃烧产生积碳也是不可避免的，使第一环与缸壁对应处受空气带入磨粒和燃烧产生积碳的影响最大。

形成不规则椭圆形的原因：主要与缸套工作的冷却条件、活塞与缸套的热变形及侧压力等因素有关。柴油机工作时，活塞作用在缸壁上的侧压力，使缸壁在垂直于曲轴方向磨损最大，平行于曲轴方向磨损最小。当然，缸体、曲轴和连杆变形，缸套与曲轴连杆轴颈两中心线垂直度超限，连杆衬套与连杆轴瓦两孔中心线平行度超限，也会造成缸壁在平行于曲轴方向磨损较大。

2 影响缸套加速磨损的因素

（1）启动方面。启动频繁，尤其是冬季冷车启动、强制牵引启动和溜坡启动频繁。冷车启动，缸套磨损速度约为正常工作时的3～5倍。启动操作不正确，预热时提前供油，启动时“油门”过大。这样不但浪费柴油，影响预热，而且会冲淡活塞与缸壁间油膜。

（2）負荷方面。经常超负荷，柴油机水温和油温过低时，活塞与汽缸之间的润滑油膜形成不好，柴油机就进入负荷、全负荷，甚至超负荷状态，极易造成汽缸磨损。有实验证明，水温在30 ℃以下时，进入全负荷状态的磨损速度约为水温正常时的5～7倍。

（3）空气方面。发动机每燃烧1 L燃油，大约需要通过空气滤清器吸入9000 L空气，空气滤清器的作用是防止空气中的悬浮颗粒物进入汽缸，造成汽缸磨损。如果进气管与空气滤清器连接软管接合不严，空气不经过滤直接进入汽缸；滤芯长期不清理也会降低空气滤清效果，导致汽缸磨损。

（4）润滑方面。因润滑系统故障，导致机油压力低，机油量少，或没有及时更换机油或疏忽了机油滤清器的保养，导致活塞与汽缸套间的油膜遭到破坏，引起活塞环与缸套的直接接触，而产生剧烈干摩擦，干摩擦使零件表面温度急剧升高。这种不正常高温使摩擦副间润滑条件进一步恶化，造成摩擦副局部熔化粘结，当零件相对运动时便会产生粘着磨损，严重时会形成条状拉痕及擦伤而形成拉缸。

（5）燃油方面。柴油牌号选择不符合季节要求，造成柴油结蜡堵塞喷油器，使其雾化不良而形成积碳，或机油进入燃烧室发生不完全燃烧而形成积碳，或气门漏气使柴油不能完全燃烧形成积碳，积碳成为磨料粒子造成汽缸磨损。

（6）冷却方面。冷却系有故障，使柴油机过热或过冷。柴油机过热，会破坏运动件的正常配合间隙，也易导致润滑油失效，加速汽缸套的磨损。柴油机过冷，进入汽缸的混合气温度太低品质差，燃烧生成物中的水蒸气易凝结成水而与酸性气体形成酸类，加重了对机体和零件的侵蚀作用。汽缸中未汽化的燃油会冲刷和稀释汽缸表面上的油膜，使零件磨损加剧。

（7）未进行磨合试运转。新的或大修后的发动机，由于某些零部件表面存在着微观不平度，初运转时会产生嵌合作用。如果直接投入负荷运转，表面接触点在巨大的集中载荷作用下，将产生剧烈的磨损，有些接触点甚至产生抓粘，严重时会出现拉缸事故。

（8）其它方面。缸体、曲轴和连杆变形，出现偏缸，装配调整不正确，长时间怠速空转，以及新的或经大修的柴油机不磨合或不按规范进行磨合等。

3 缸套磨损诊断

（1）汽缸压缩力降低，在不减压的情况下，摇转曲轴省力。曲轴转至接近压缩行程上止点时，从曲轴箱加油口可听到漏气声。柴油机工作时，下排气增大，也可能窜机油。

（2）不仅因内漏损失增多使压缩空气减少，而且使柴油颗粒与压缩空气混合不充分，导致柴油燃烧不完全，功率下降，油耗上升，启动性能、负荷性能和加速性能变坏。

（3）柴油机冷车刚启动后，怠速空转时，有横向敲击声，随着温度升高，敲击声虽减小但不显著。活塞环咬死、断裂、对口，在加油口也可听到“哧哧”的漏气声，但无横向敲击。气门关闭不严、缸垫损坏，摇转曲轴也省力，但加油口无“哧哧”的漏气声；而且气门关闭不严，从空气滤清器或排气管可听到“哧哧”的漏气声。缸垫损坏水温易过高，轰“油门”时，水箱中有气泡，甚至出现水花。