航空活塞發動機脹圈異常磨損原因分析

馮文瑞

摘 要：現階段，我國的航空業快速發展，并逐步融入國際社會之中，但由于我國這一行業起步較晚，因此存在一系列細節上的問題，活塞發動機脹圈異常磨損就是常見問題之一。本文向大家介紹了航空活塞發動機脹圈有關的幾種故障類型，從相應的原理著手對產生故障原因進行了分析，以期能夠對減少故障的發生概率作出貢獻，提高發動機的使用效率和使用時常。

關鍵詞：發動機;脹圈磨損;原因分析

近年來，伴隨著我國經濟的快速發展，低空飛行領域也逐漸得到了開放，并且更多的小型飛機被應用到了現實生活中。許多小型飛機使用的活塞發動機因為它的結構比較簡單，并且體積小被廣泛關注起來。在現階段的使用中往往會產生一些故障，這些故障主要是脹圈故障，也就是通常所說的脹圈磨損和斷裂所導致的機械不穩定。所以發動機是否要進行維修和處理，主要取決于脹圈的磨損程度和斷裂程度。

一、常見的脹圈故障及問題實例介紹

脹圈一般來說都會安裝在相應的脹圈槽內，它是根據自身的彈力和燃燒的壓力來對它的的缸壁進行擠壓。安裝他的主要目的是為了防止從燃燒地點泄露到外部中去。它還有一定的阻斷潤滑油流失，防治它錯誤的流入燃燒室里去，我們可以將這種安裝在活塞上的脹圈分為封嚴脹圈、擋油脹圈等幾種類型。以下是對于脹圈故障情況進行相應的介紹。

1.1脹圈異常磨損

脹圈的異常磨損是其發生故障的一個普遍原因。這種情況一般發生在機器使用的初期階段。也就是說，如果初期沒有這種情況的發生，那么以后這種狀況發生的幾率會很小。如果在正常磨損的情況下，脹圈越是潤滑，磨損的情況就會越頻繁。并且它的滑動面上會帶有一些圓角。反之，異常磨損的條件下滑動面是沒有圓角的。因此，為了防止這種狀況的發生，應該在初期使用階段給脹圈配備相應的潤滑油。此外，還應注意的是發動機過熱就應該減少機器的使用。確保它能夠在正常情況下燃燒，防止其他雜物的生成。保證使用的油料的質量，實時控制室內車間的溫度。

1.2脹圈膠結

簡單來說，脹圈的膠結是指在一定時期脹圈脹期槽中不能正常活動。而其中發生膠結概率最高的是第一個脹圈道。這是由于它產生的溫度是最高的。倘若在這種情況下進行工作，就會使得許多的膠狀物質堵塞在脹圈的管道之中，直至脹圈不能夠正常活動為止。并且它在重度磨損后，脹圈也會發生一些形狀的突變，使它不能夠正常的投入使用，或者還會發生過熱的情況，最終導致管道口變小。導致這種情況的原因還有一種，那就是沒有進行及時的清潔和處理，使得其存在許多的雜質，最終不能正常使用。

1.3脹圈斷裂

脹圈發生斷裂的原因大可以分為三種，首先是它的開口過小，在項圈工作時受到熱氣的影響導致開口互相碰撞，因而導致脹圈生成了一種很強的壓縮力，使得其產生損壞。所以在進行安全檢查的同時，需要對其開口進行嚴格的監控。否則它的間隙過小就會發生斷裂現象。由于脹圈在持續的工作，所以它的槽部會受到相應的磨損，脹圈會因此產生張力，導致其變為一種傾斜的狀態，在這一過程中，燃氣的壓力突然降低，脹圈會回到原來的位置。脹圈在反復的運動之中就會造成斷裂。最后一個原因是由氣缸頭溫度過高和滑油量供給不足所引起的漏氣狀況。進而導致突現象的產生。

這三方面都是在日常生活中我們可以普遍見到的。所以控制機器的溫度是加熱系統正常運行的關鍵。通過相應的夾層處理，可以大大減少開啟機器的時間，提高機器工作效率，從而也在一定程度上縮減了機器的使用成本。

1.4實例介紹

某地方的一個鋼鐵小熊產業廠相關的減速機器在使用了半年后發生了齒輪的斷裂和磨損。該減速機為一級人字齒輪減速齒輪箱，這種簡述機器的構造和使用主要采用于上個世紀的設計思路。這種齒輪的基本材料主要選用碳合金鋼，調質滾齒表淬工藝，支撐選擇軸瓦，高速輪子的兩邊主要有兩個直徑約為16厘米的飛輪。

二、航空活塞發動機脹圈異常磨損原因分析

2.1化學成分

專家通過一些進口的讀光譜儀對相應的配件進行了檢驗和分析。如：0.419C：0.28% Si;0.57% Mn;00159P;002%5;1.025Cr;0.189 Mo;0.13%Ni。這些成分與42CrMo的標準成分相符合。我們的實驗標本來自于齒輪掉塊。

2.2硬度的偏差

我們通過兩個齒輪進行相應的實驗。通過每個齒輪上的四個點來監測他們的硬度。硬度基本值范圍大約為48.52HRC。從根本上說，它基本上滿足了處理后硬度的相關要求。通過對它的切片進行研究和測量，其結果大約為1.8 2mm，并且根據相應的判斷，我們可以看出它的齒根并沒有做一些硬化的處理。

2.3接觸區域

通過實驗，我們可以了解到在初始安裝的時候。左旋齒大概接觸到區約為齒寬的12，右旋因嚙合接觸區約為齒寬的1/3，左右旋齒嚙合接觸區在齒高方向均為小輪偏齒頂，大輪偏齒根，這種情況不符合相關的要求，因此它也成為了問題的根本所在。

2.4強度分析

通過研究所對于齒輪硬度的相關測量，通過調質滾齒，來支持整個齒輪運行強度發展的測量。由上面數據分析我們可以知道，脹圈的問題在一定程度上是可以避免的，但是需要我們進行定期的檢查和相應的沒貨，注意按時更換，潤滑油和燃油品質等情況。這樣一來就可以減少問題的發生，從而提高發動機的使用壽命，保證在運行中安全。

2.5保養分析

現如今許多廠商在安裝上投入較多的經理往往會忽視脹圈的保養工作，據相關實驗表明，在許多飛行器的維修工作當中，由于保養不利所造成的危害占總量的百分之五十，可見我是想讓發動機能夠長久的使用，必不可缺少的就是按時的進行修理和檢查，當然，這也會給后期的發展節約一些成本減少損失。在這里我們要注意的是，不僅僅需要進行一些常規的期限保養在行駛過程中，尤其是一些惡劣的環境也要進行相應的關注。

【結束語】伴隨著我國經濟快速發展，對于脹圈異響的防控技術的改革也會得到一定的發展。所以相關工作者應積極做好本職工作，按時做好發動機的維護，積極的向外部學習，改正自身的不足，為我小型飛行行業發展貢獻出一份力量。

參考文獻：

[1]麥海波.航空活塞發動機脹圈異常磨損原因分析[J].機械工程師，2016（07）：247-248.

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