拖拉機氣缸套磨損影響因素分析及減少措施

王小波

摘 要：柴油機缸套的磨損雖然是不可避免的，但我們可以減緩磨損的進程，避免缸套異常磨損的發生。本文對拖拉機氣缸套磨損影響因素進行了分析，并提出預防措施。

關鍵詞：氣缸套；磨損；預防措施

中圖分類號：U472.43 文獻標識碼：Adoi：10.14031/j.cnki.njwx.2016.08.049

氣缸套是柴油機重要而又易于損壞的零件。發動機氣缸套和活塞環是在高溫、高壓、交變載荷和腐蝕的情況下工作的一對摩擦副。長期在復雜多變的情況下工作，其結果是造成氣缸套磨損，影響了發動機的動力性、經濟性和使用壽命。認真分析氣缸套磨損的影響因素，對于提高發動機的使用經濟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行分析。

1.1 磨合階段

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

為了縮短磨合時間，必須合理地進行時間與負荷的分配，制訂磨合規程。一般來說，轉速應由低逐漸升高，負荷由小到大，且應先升速后升負荷。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。主要是氣缸套內表面的硬度、材料金相組織和化學成分。而氣缸套與活塞環的材料匹配亦是非常重要的。

（2）燃油質量。燃油質量對氣缸套磨損的影響主要取決于燃油中硫的含量。硫燃燒的產物將引起酸蝕。同時，硫的氧化物還會使燃油與滑油中的碳氫化合物加速聚合，即濃縮在碳垢中使其堅硬，成為磨粒，從而加速了磨損。當含硫量高于0.7%～1.0%時，氣缸套磨損量將急劇增加。

（3）潤滑油質量。氣缸壁由于飛濺潤滑及活塞環刮油作用等原因，致使氣缸上部的潤滑條件較下部的潤滑條件差，導致氣缸上部形不成有效潤滑油膜，磨損較強烈。因此對潤滑油的質量要求很高，潤滑油中如果含機械雜質或砂粒過多，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，會使潤滑油氧化嚴重，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，加劇酸對氣缸套的腐蝕。對封閉式冷卻系統，水溫以75～80 ℃為宜；開式冷卻水泵系統中，為防止產生水垢，水溫不應超過55 ℃。

（5）柴油機工作條件。柴油機工作條件是指摩擦副的相對運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。現在大功率柴油機的強化度已從20世紀70年代的14上升到目前35～40左右，這使得柴油機的工作條件更加惡化。因此，潤滑是保證缸套使用壽命的關鍵。

（6）超負荷作業。由于超負荷作業，使發動機溫度上升，潤滑油變稀，加速氣缸套和活塞環等零件的磨損。又由于發動機溫度上升，充氣系數下降，燃油與空氣比例失調，燃燒不完全，氣缸套積碳增多，尤其活塞環積碳嚴重，甚至活塞環卡死在環槽里，加速缸套磨損。

2 預防氣缸套早期磨損的措施

（1）新車或大修后的發動機，必須嚴格按規范磨合試運轉后才能投入作業，避免因局部過載、過熱而產生擦傷和燒損，出現異常磨損。

（2）按說明書使用要求做好拖拉機技術保養工作，定期檢查、保養空氣濾清器、機油濾清器和柴油濾清器。保證進入氣缸內的空氣不含磨粒，進入工作系統的燃油、機油清潔，以減少氣缸的磨粒磨損。

（3）要嚴格按季節和發動機性能要求選用最佳黏度值的潤滑油，不可隨意購用劣質潤滑油，并經常檢查和保持潤滑油的數量與質量。

（4）按照使用操作規程，正確操作使用拖拉機。發動機冷車啟動時，由于溫度低，機油黏度大，流動性差，使機油泵供油不足。同時，原氣缸壁上的機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，初次啟動時應先使發動機空轉幾圈，待摩擦表面得到潤滑后再啟動。啟動后應怠速運轉升溫，嚴禁猛轟油門，待機油溫度達到40 ℃時再起步；起步應堅持掛低速擋，每一擋位行駛一段里程，直到油溫正常，方可轉為正常行駛。

（5）嚴禁發動機“帶病”作業，嚴禁長期超負荷作業，嚴禁長時間怠速空轉，嚴禁頻繁啟動發動機，嚴禁先啟動后加水，嚴禁“轟油門”。在使用過程中，及時發現問題及時予以排除，隨時更換或維修損壞和變形的配件。安裝氣缸套時要嚴格按技術要求檢驗和裝配。