拖拉機(jī)氣缸套磨損影響因素分析及減少措施

王小波

摘 要：柴油機(jī)缸套的磨損雖然是不可避免的，但我們可以減緩磨損的進(jìn)程，避免缸套異常磨損的發(fā)生。本文對拖拉機(jī)氣缸套磨損影響因素進(jìn)行了分析，并提出預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：氣缸套；磨損；預(yù)防措施

中圖分類號：U472.43 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Adoi：10.14031/j.cnki.njwx.2016.08.049

氣缸套是柴油機(jī)重要而又易于損壞的零件。發(fā)動機(jī)氣缸套和活塞環(huán)是在高溫、高壓、交變載荷和腐蝕的情況下工作的一對摩擦副。長期在復(fù)雜多變的情況下工作，其結(jié)果是造成氣缸套磨損，影響了發(fā)動機(jī)的動力性、經(jīng)濟(jì)性和使用壽命。認(rèn)真分析氣缸套磨損的影響因素，對于提高發(fā)動機(jī)的使用經(jīng)濟(jì)性有十分重要的意義。

1 氣缸套磨損影響因素分析

氣缸套磨損分為磨合階段和正常磨損階段，我們從這兩個階段進(jìn)行分析。

1.1 磨合階段

磨合是摩擦副表面從機(jī)械加工的初始狀態(tài)經(jīng)動態(tài)磨損達(dá)到穩(wěn)定的低磨損狀態(tài)的過程，它使初始表面形貌接觸經(jīng)過磨損逐漸匹配適應(yīng)，最終形成互適表面，接觸面積達(dá)到最大化。磨合階段磨損較快，這是因?yàn)樾卵b配的發(fā)動機(jī)的活塞環(huán)外圓表面和氣缸套的內(nèi)表面雖然經(jīng)過精密加工，但氣缸套的內(nèi)圓工作表面在微觀尺度上仍存在加工痕跡，比較粗糙，與活塞環(huán)表面的凸起處往往發(fā)生金屬直接接觸，不易生成油膜；即使形成油膜，也只能在短時間內(nèi)存在，不能維持，從而產(chǎn)生半干摩擦的結(jié)果。理想的磨合應(yīng)是磨合期短、磨損量小。磨合后的配合件工作表面彼此適應(yīng)，形成適于其工作條件和保持油膜的形態(tài)。這對于柴油機(jī)的正常運(yùn)行是非常重要的。為了改善磨合性能，有的生產(chǎn)廠家將活塞環(huán)鍍以低熔點(diǎn)金屬（如錫、鉬），或進(jìn)行磷化處理，活塞裙部鍍銦等，亦可對氣缸套內(nèi)圓表面進(jìn)行磷化處理。

為了縮短磨合時間，必須合理地進(jìn)行時間與負(fù)荷的分配，制訂磨合規(guī)程。一般來說，轉(zhuǎn)速應(yīng)由低逐漸升高，負(fù)荷由小到大，且應(yīng)先升速后升負(fù)荷。此外，在燃油或潤滑油中加入合適的添加劑可縮短磨合時間。

1.2 正常磨損階段

（1）氣缸套材料。這是影響氣缸套耐磨性最重要的因素。主要是氣缸套內(nèi)表面的硬度、材料金相組織和化學(xué)成分。而氣缸套與活塞環(huán)的材料匹配亦是非常重要的。

（2）燃油質(zhì)量。燃油質(zhì)量對氣缸套磨損的影響主要取決于燃油中硫的含量。硫燃燒的產(chǎn)物將引起酸蝕。同時，硫的氧化物還會使燃油與滑油中的碳?xì)浠衔锛铀倬酆?，即濃縮在碳垢中使其堅(jiān)硬，成為磨粒，從而加速了磨損。當(dāng)含硫量高于0.7%～1.0%時，氣缸套磨損量將急劇增加。

（3）潤滑油質(zhì)量。氣缸壁由于飛濺潤滑及活塞環(huán)刮油作用等原因，致使氣缸上部的潤滑條件較下部的潤滑條件差，導(dǎo)致氣缸上部形不成有效潤滑油膜，磨損較強(qiáng)烈。因此對潤滑油的質(zhì)量要求很高，潤滑油中如果含機(jī)械雜質(zhì)或砂粒過多，勢必增加了氣缸套的磨粒磨損。

（4）冷卻水溫度。冷卻水溫的高低，對缸套的磨損有著顯著的影響。冷卻水溫太高，會使?jié)櫥脱趸瘒?yán)重，積碳增加，滑油黏度降低，油膜易遭破壞，磨損加速；冷卻水溫太低雖然可以改善潤滑條件，但會增加水蒸汽及硫酸的凝結(jié)，加劇酸對氣缸套的腐蝕。對封閉式冷卻系統(tǒng)，水溫以75～80 ℃為宜；開式冷卻水泵系統(tǒng)中，為防止產(chǎn)生水垢，水溫不應(yīng)超過55 ℃。

（5）柴油機(jī)工作條件。柴油機(jī)工作條件是指摩擦副的相對運(yùn)動速度和單位載荷等。在一定工作條件下，潤滑狀況愈好則磨損愈小。現(xiàn)在大功率柴油機(jī)的強(qiáng)化度已從20世紀(jì)70年代的14上升到目前35～40左右，這使得柴油機(jī)的工作條件更加惡化。因此，潤滑是保證缸套使用壽命的關(guān)鍵。

（6）超負(fù)荷作業(yè)。由于超負(fù)荷作業(yè)，使發(fā)動機(jī)溫度上升，潤滑油變稀，加速氣缸套和活塞環(huán)等零件的磨損。又由于發(fā)動機(jī)溫度上升，充氣系數(shù)下降，燃油與空氣比例失調(diào)，燃燒不完全，氣缸套積碳增多，尤其活塞環(huán)積碳嚴(yán)重，甚至活塞環(huán)卡死在環(huán)槽里，加速缸套磨損。

2 預(yù)防氣缸套早期磨損的措施

（1）新車或大修后的發(fā)動機(jī)，必須嚴(yán)格按規(guī)范磨合試運(yùn)轉(zhuǎn)后才能投入作業(yè)，避免因局部過載、過熱而產(chǎn)生擦傷和燒損，出現(xiàn)異常磨損。

（2）按說明書使用要求做好拖拉機(jī)技術(shù)保養(yǎng)工作，定期檢查、保養(yǎng)空氣濾清器、機(jī)油濾清器和柴油濾清器。保證進(jìn)入氣缸內(nèi)的空氣不含磨粒，進(jìn)入工作系統(tǒng)的燃油、機(jī)油清潔，以減少氣缸的磨粒磨損。

（3）要嚴(yán)格按季節(jié)和發(fā)動機(jī)性能要求選用最佳黏度值的潤滑油，不可隨意購用劣質(zhì)潤滑油，并經(jīng)常檢查和保持潤滑油的數(shù)量與質(zhì)量。

（4）按照使用操作規(guī)程，正確操作使用拖拉機(jī)。發(fā)動機(jī)冷車啟動時，由于溫度低，機(jī)油黏度大，流動性差，使機(jī)油泵供油不足。同時，原氣缸壁上的機(jī)油在停車后沿氣缸壁下流，因此在啟動的瞬間得不到正常工作時那樣良好的潤滑，致使啟動時氣缸壁磨損大大增加。因此，初次啟動時應(yīng)先使發(fā)動機(jī)空轉(zhuǎn)幾圈，待摩擦表面得到潤滑后再啟動。啟動后應(yīng)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)升溫，嚴(yán)禁猛轟油門，待機(jī)油溫度達(dá)到40 ℃時再起步；起步應(yīng)堅(jiān)持掛低速擋，每一擋位行駛一段里程，直到油溫正常，方可轉(zhuǎn)為正常行駛。

（5）嚴(yán)禁發(fā)動機(jī)“帶病”作業(yè)，嚴(yán)禁長期超負(fù)荷作業(yè)，嚴(yán)禁長時間怠速空轉(zhuǎn)，嚴(yán)禁頻繁啟動發(fā)動機(jī)，嚴(yán)禁先啟動后加水，嚴(yán)禁“轟油門”。在使用過程中，及時發(fā)現(xiàn)問題及時予以排除，隨時更換或維修損壞和變形的配件。安裝氣缸套時要嚴(yán)格按技術(shù)要求檢驗(yàn)和裝配。