柴油机汽缸结构特点与磨损预防措施

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　　摘 要：汽缸磨损后，会导致发动机技术状态变差，从汽缸结构特点出发，提高人们对汽缸的认识，对汽缸磨损故障进行了分析，提出预防措施。
　　关键词：柴油机;汽缸;磨损
　　中图分类号：S218.5文献标识码：A
　　doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.06.082
　　汽缸是发动机核心部件之一，汽缸与活塞环是一对摩擦副，长期工作过程中磨损是不可避免的。发动机是否需要进行大修，主要看汽缸的磨损程度。我们所要做的工作是预防汽缸非正常磨损的发生，或让其磨损的速度变慢。从汽缸结构特点出发，分析汽缸非正常磨损的原因，以做好预防工作，对提高发动机的使用经济性有十分重要的意义。
　　1 柴油机汽缸结构特点
　　柴油机汽缸呈圆筒形，内装有作往复运动的带环活塞，并用汽缸垫和汽缸盖加以密封，形成一个容积可变的密封空间。汽缸内表面给活塞运动导向作用，也称之为汽缸壁。汽缸壁承受高温、活塞的侧压力和润滑条件较差，空气中的尘粒和油中的机械杂质都会使缸壁产生较严重的机械磨损，同时废气中含有酸对缸壁还会产生较重的腐蚀性磨损，通常所说的汽缸磨损就是指汽缸壁的磨损。
　　汽缸套有与汽缸体制成一体的，也有制成与冷却水直接接触的湿式和不直接接触干式汽缸套镶装在汽缸体上三种形式。与汽缸体制成一体式的汽缸，虽具有结构紧凑、刚度好和加工容易等优点，但存在汽缸体与汽缸同时报废的缺点。因此，目前很少采用。独立安装的汽缸套，无论干式还是湿式均可采用优质材料制造，以提高其耐磨性，同时也给修理提供了方便条件。湿式缸套多用于柴油机，由于缸套直接与冷却水接触，散热好，同时也简化了机体的铸造工艺。但是此种结构也会使机体刚度削弱，水、气密封面增多。湿式缸套材料一般多采用高磷铸铁，内表面经过镗、磨加工，装入机体座孔后，纵向靠凸肩定位，径向靠上、下定位环带定位。为保证纵向可靠定位，缸套装入座孔后，凸肩上平面应高出机体上平面，也称突出量。4125A4型柴油机突出量为0.08～0.225 mm;LR6105T8型柴油机突出量为0.05～0.12 mm且相邻两缸突出量之差不得大于0.05 mm。汽缸套装入后的密封，其上部靠凸肩下平面与座孔支承面的紧密压实，下部靠橡胶阻水圈的胶封式密封。橡胶阻水圈安装方式有两种：一是装在缸套下部的环槽中;另一种是装在机体座孔的环槽中。某些缸套凸肩上端面处制有高出量为0.3～0.4 mm的火焰岸，以减少缸垫与燃气的接触面，防止吹缸垫。
　　492Q型汽油机因缸体为铝合金铸造，不能承担汽缸耐磨和耐腐蚀的任务，且铝合金热膨胀系数比铸铁大，故必须采用湿式缸套及压封式密封。干式缸套是一个以过渡配合镶在机体孔中的薄壁（1～3 mm）圆筒。干式缸套可以用好的耐磨材料（如铌磷合金铸铁）加工，有的内燃机为了延长其大修里程，直接在缸体上以过渡配合镶入干式缸套，如6100Q-1、CA6102Q型发动机。干式缸套支承刚度和密封性都优于湿式缸套，但散热性能较差，一般用于汽油机。无论是装湿式还是镶干式缸套都比整体式汽缸的修理要方便得多。
　　2 汽缸磨损故障的分析与预防
　　（1）柴油机汽缸磨损的判断。①汽缸压缩力降低。不减压摇转曲轴到活塞压缩行程直至上止点时，比正常情況下省力。与此同时，打开加机油口盖，从曲轴箱加机油口处可以听到"哧哧"的气体内漏声;从空气滤清器和排气管处听不到"哧哧"的声音，说明进气门和排气门密封是严密的。发动机着火时下排气增大，水温不过高，轰油门水箱内无汽泡，说明汽缸垫密封是良好的。由此可判断汽缸压缩力降低是由于汽缸磨损导致的。②由于汽缸压缩力降低，不但柴油燃烧不完全，发动机排气冒烟;而且功率下降，启动性能、加速性能和负荷性能变坏。③发动机排气冒蓝烟，甚至窜机油，机油消耗率明显增加。又由于柴油燃烧不完全，不但柴油消耗率显著增加，而且残余柴油从活塞环与汽缸套之间内漏，导致稀释机油。
　　（2）汽缸磨损的原因。①润滑油滤清器滤清效果差，含有大量硬质颗粒的润滑油使汽缸套内壁磨损加剧。②空气滤清器滤清效率低，空气中所含的尘土和沙粒，导致汽缸磨损。③长时间低温运转，造成燃烧不良，引起电化学腐蚀。④经常使用劣质润滑油，汽缸磨损量比正常值大1～2倍。⑤汽缸套安装位置不当，汽缸中心线和曲轴轴线不垂直，会造成汽缸套非正常磨损。⑥连杆弯曲变形，若不及时校正而继续使用，也会加速汽缸套的磨损。
　　（3）预防措施。①不要在低温时频繁启动。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。②正确选用润滑油。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。③加强滤清器的保养，避免空气、燃油、润滑油中的磨料粒子进入汽缸中。④保持发动机正常工作温度80～90 ℃，水温低于50 ℃以下时进行负荷作业与90 ℃水温时相比，汽缸壁的磨损量是90 ℃时的3～4倍，过高容易引起粘缸，同时加剧活塞环、活塞的磨损量，严重时烧机油，引起机油的消耗量增多。⑤提高保修质量。发动机大修时，要严格检查校正曲轴、连杆的弯曲度。汽缸安装时，要使用专用的安装工具，缓慢的将缸套完全压装到缸体内，使台肩与缸体止口上平面紧密贴合，不允许使用手锤用力猛砸。
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