農用柴油機汽缸套保護方法研究

鄧耀肯

（廣東工業大學華立學院，廣東 廣州 511325）

氣缸套雖然結構簡單，但卻是柴油機的重要零件。氣缸套的上部分是柴油機的燃燒室，下半部分是活塞做功場所，需要承受高壓、高溫、側向力及摩擦力的作用。氣缸套的外部與冷卻水相接觸，容易受到穴蝕與腐蝕作用。氣缸套的工作環境復雜，容易受到損害，出現磨損、斷裂等故障，影響柴油機的動力，最終導致無法工作。

1 農用柴油機氣缸套常見故障

1.1 磨損

柴油機經過一段時間的使用后易出現油耗增多、功率下降的問題，而導致出現問題的主要原因在于氣缸套的磨損量過大。一般氣缸套的磨損分為磨料磨損、熔著磨損及腐蝕磨損3種，而農用柴油機的氣缸套磨損問題一般為磨料磨損。

1.2 凸肩斷裂

氣缸套需要依靠凸肩來支承機體，壓緊之后能夠防止冷卻液外漏。在柴油機的使用過程中，容易出現凸肩斷裂的情況，進而導致活塞、機體等零件無法使用。對于柴油機而言，凸肩的斷裂是一種嚴重事故，要重視凸肩斷裂問題的發生。

2 故障原因分析

2.1 磨損原因

一般由于曲軸上飛濺的潤滑液以及活塞環共同作用，氣缸套上會附著一層油膜，使得活塞環及活塞在工作時不會與氣缸套相互接觸。在柴油機使用過程中，由于操作及維修的不合理，導致活塞環與氣缸套出現局部接觸，進而對氣缸套產生磨損。具體來說，氣缸套出現磨損的原因如下［1］。

2.1.1 使用不合理。新使用及大修理之后的柴油機，在使用過程中可能會出現不按規程運行、磨合不到位的情況，導致氣缸套出現磨損；柴油機在初始啟動時，會出現加負荷運轉，導致氣缸套表面的油膜無法在短時間內形成，進而出現活塞環與氣缸套的接觸磨損；長時間超負荷運轉的柴油機，在使用時溫度會增高，導致柴油機過熱，進而影響潤滑條件，這必然會導致氣缸套磨損問題加重。并且超負荷使用時，工作粗暴，導致排氣管冒出大量的濃煙，進而導致大量積碳，最終形成磨粒，加重氣缸套的磨損。

2.1.2 保養不到位。例如，對空氣濾清器、機油濾清器等構件未清理到位，導致進入柴油機中的空氣不清潔，摩擦中產生硬質的磨粒，導致氣缸套發生磨粒磨損；未及時發現冷卻系統及潤滑系統的故障，進而導致發動機過熱、潤滑油變質，因為發動機過熱導致氣缸塞間隙變小，對潤滑油膜產生影響，進而使氣缸套磨損加劇；發動機經過大修之后，氣缸套安裝的位置不合理，導致氣缸套與曲軸中心不垂直，進而造成活塞與氣缸套之間的偏磨損，導致發生摩擦。

2.2 氣缸套凸肩斷裂原因

2.2.1 氣缸套安裝位置不當。如果柴油機的止口平面上存在雜物，或者是機體支承凸肩承孔清理不當，導致氣缸套的安裝不到底，或者是在安裝氣缸套時未使用專用的工具，對氣缸套采取不合理的敲擊而強行壓緊；氣缸套的螺栓在扭緊時，導致力矩過大或者不均勻，氣缸蓋壓緊力無法達到要求；由于加工不合格，導致氣缸套凸出的距離過大；氣缸套墊片薄厚不均勻，墊片的質量不合格，進而導致氣缸套的凸肩斷裂［2］。

2.2.2 結構設計不科學。在根部加工的過程中由于切削量過大，導致氣缸套的根部受到較大的剪切力而出現裂紋。如果清根不徹底，尺寸誤差較大，余量過大，導致氣缸套無法安裝到底。

2.2.3 缺失冷卻液或者潤滑油。經過長時間的超負荷使用，使得氣缸套所承受的機械應力及熱應力過大，或者是當活塞出現熔頂現象引起拉缸問題，導致氣缸套與活塞出現粘結，活塞在下行時會對氣缸套產生較大拉力，進而導致凸肩發生斷裂。

3 農用柴油機氣缸套保護措施

3.1 減小磨損

3.1.1 合理使用柴油機。新使用的柴油機或者經過大修之后的柴油機，使用前必須經過規范磨合運行之后才能正式投入使用；對空濾器及機濾器要提高濾清效果，保證機體清潔；所使用的清潔油要保證干凈，并且定期進行更換，避免產生硬質的磨粒；柴油機的運行要避免超負荷及超速，保證柴油機充分燃燒，進而降低積碳對柴油機產生磨損。

3.1.2 氣缸套與活塞環選配合理。氣缸套與活塞環在選擇時，不僅要保證尺寸的匹配，同時要保證材質合理，減小氣缸套與活塞環之間的磨損。所以，除了氣缸套的較強耐磨性之外，還需要重視氣缸套與活塞環的合理匹配，進而提高耐磨性。

3.1.3 保證柴油機冷卻及潤滑效果。要定期處理冷卻水腔中的污垢，保證柴油機濾清器的暢通運行，并且定期添加冷卻液及潤滑油。品質良好的冷卻油及潤滑液能夠有效減小氣缸套的磨損，延長柴油機的使用壽命。

3.1.4 提高氣缸套維修質量。保證氣缸套的內孔表面粗糙度較高，尺寸精確，保證形狀及位置都能夠符合位置公差。同時氣缸套及機體要有足夠的剛度，從而降低氣缸套在工作中的變形問題。

3.2 預防凸肩斷裂的措施

①保證氣缸套安裝位置凸出機體平面的高度合理，不能過高或者過低，達到機械設計要求。在維修過程中要文明拆裝，按照要求擰緊氣缸套的螺母。

②在安裝氣缸套時，要對機體內孔的垂直度、止口平面度及橢圓度等尺寸要進行精確測量，保證其尺寸滿足要求。

③保證柴油機所使用的冷卻劑及潤滑劑質量良好，避免柴油機在超負荷使用過程中所產生的機械應力與熱應力降低，延長柴油機的使用壽命。