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汽缸套的磨損主要集中在軸向方向和徑向方向。
1.氣缸套正常磨損的規(guī)律
(1)軸向截面的磨損規(guī)律:沿著氣缸套軸向方向,在活塞環(huán)的有效行程范圍里呈上大下小趨勢(shì),即磨成一定的錐度。在第一道活塞環(huán)最上點(diǎn)略下處磨損最大,氣缸活塞環(huán)接觸不到的部位幾乎沒(méi)有磨損,于是形成了“缸肩”。而最后一道活塞環(huán)以下部位幾乎沒(méi)有磨損。
(2)徑向截面的磨損規(guī)律:在平行于氣缸圓周方向的橫截面上,氣缸磨損不均勻,磨損成不規(guī)則的橢圓形。一般是前后或左右方向磨損最大。
(3)在同一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)上,不同氣缸磨損情況也不相同,一般水冷式發(fā)動(dòng)機(jī)的第一缸前壁和最后一缸的后壁處磨損較嚴(yán)重。
2.氣缸正常磨損的原因。
(1)氣缸磨損成錐角的原因。
①摩擦力不等的影響:做功行程中,燃燒的高壓氣體通過(guò)活塞環(huán)間隙與活塞環(huán)與活塞之間的配合間隙,穿入活塞環(huán)背面,增大了活塞環(huán)對(duì)氣缸壁的壓力,活塞在上止點(diǎn)處,第一道活塞環(huán)對(duì)氣缸壁的壓力最大,可達(dá)2940kpa,第二道活塞環(huán)為735kpa,第三道活塞環(huán)為294kpa。隨著活塞的下行,工作氣壓逐漸降低,活塞環(huán)對(duì)氣缸壁的壓力也隨之下降,由于活塞環(huán)對(duì)氣缸壁的正壓力大,摩擦力也隨之增大大,氣缸摩擦損失增加,所以越靠近氣缸上部磨損越嚴(yán)重。
②潤(rùn)滑條件不同的影響:活塞在它的工作行程中,不僅壓力由大逐漸減小,而且溫度也由上而下逐漸降低,活塞處在上止點(diǎn)時(shí),燃燒室的高溫使?jié)櫥拖♂尪魇В⑶疑喜扛邏簹怏w的吹襲作用強(qiáng),更促使稀釋的潤(rùn)滑油被吹襲流掉,同時(shí)在燃燒氣體作用下潤(rùn)滑油還有可能被燒掉。這就使氣缸上部出現(xiàn)干摩擦,向下逐漸出現(xiàn)半干摩擦和液體摩擦。造成活塞環(huán)在上止點(diǎn)處氣缸壁磨損劇烈,向下則逐漸減輕。
③腐蝕磨損的影響:氣缸內(nèi)可燃混合氣燃燒后,產(chǎn)生的水蒸氣和酸性氧化物(如二氧化碳,二氧化硫,二氧化氮),溶于水而生成礦物酸,在燃燒過(guò)程中還生成有機(jī)酸(如硫酸,碳酸等)這些酸性物質(zhì)附在氣缸表面,對(duì)氣缸表面產(chǎn)生腐蝕作用,氣缸表面經(jīng)腐蝕后形成松散的組織,在摩擦中逐步被活塞環(huán)刮掉。而在氣缸的上部不能完全被潤(rùn)滑油膜覆蓋,其腐蝕作用更加嚴(yán)重。礦物酸的生成及其對(duì)磨損的影響與氣缸工作溫度有直接關(guān)系。冷卻液溫度低于80℃時(shí),在氣缸壁表面易形成水珠。酸性氧化物溶于水而生成酸,這種作用隨發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度的降低而增加。
④多缸發(fā)動(dòng)機(jī)各缸磨損不均勻,往往是冷卻充分的氣缸磨損更大,其主要原因是腐蝕磨損。一般水冷式發(fā)動(dòng)機(jī),第一缸前部和最后一缸后部冷卻強(qiáng)度大,其磨損也較大,特別是長(zhǎng)期在低溫環(huán)境下工作時(shí),對(duì)磨損的影響尤其劇烈。
綜上所述,氣缸上部磨損最嚴(yán)重,特別是第一道環(huán)相對(duì)氣缸表面,工作條件最差,其磨損也最嚴(yán)重。
(2)氣缸磨損成橢圓形的原因:在氣缸橫斷面上即氣缸的圓周方向上。磨損往往呈不規(guī)則的橢圓形,它與發(fā)動(dòng)機(jī)的工作條件,結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。
①做功行程時(shí)側(cè)壓力的影響;钊谧龉π谐虝r(shí),以很大側(cè)壓力壓向氣缸壁,這樣就破壞了潤(rùn)滑油膜,增加了氣缸的磨損。
②曲軸軸向應(yīng)力的影響。曲軸不斷前后移動(dòng),加上曲軸的彎曲變形,造成活塞和活塞環(huán)在汽缸套內(nèi)部產(chǎn)生不規(guī)則的運(yùn)動(dòng),使氣缸磨損形成的橢圓的長(zhǎng)軸在曲軸軸線方向上。
3.氣缸套早期磨損的原因
(1)潤(rùn)滑油濾清器濾清效果差。若潤(rùn)滑油濾清器工作不正常,潤(rùn)滑油得不到有效的過(guò)濾,潤(rùn)滑油中的機(jī)械雜質(zhì)和發(fā)動(dòng)機(jī)自身的磨屑等,進(jìn)入缸壁間造成磨料磨損。
(2)空氣濾清器濾清效率低。空氣濾清器的作用是清除進(jìn)入氣缸的空氣中所含的塵土和沙粒,以減少氣缸、活塞和活塞環(huán)等零件的磨損。實(shí)驗(yàn)表明,發(fā)動(dòng)機(jī)若不裝空氣濾清器,氣缸的磨損將增加6-8倍?諝鉃V清器長(zhǎng)期得不到清潔保養(yǎng),進(jìn)氣支管,膠管有破損,濾清效果差,將加速氣缸套的磨損。
(3)長(zhǎng)時(shí)間低溫運(yùn)轉(zhuǎn)。長(zhǎng)時(shí)間地低溫運(yùn)轉(zhuǎn),一是造成燃燒不良,積碳從氣缸套上部開始蔓延,使氣缸套上部產(chǎn)生嚴(yán)重的磨料磨損;二是引起電化學(xué)腐蝕。
(4)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常處于高負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)溫度一直處在95℃運(yùn)轉(zhuǎn),潤(rùn)滑油變稀,氣缸套與活塞環(huán)在高溫潤(rùn)滑不良的條件下相對(duì)滑動(dòng),形成局部高溫,發(fā)生熔融磨損,嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起“拉缸”。
(5)長(zhǎng)時(shí)間怠速運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),由于溫度低,機(jī)油粘度大,流動(dòng)性差,使機(jī)油泵供油不足。同時(shí),原氣缸壁上的機(jī)油在停車后沿氣缸壁下流,因此在起動(dòng)的瞬間得不到正常工作時(shí)那樣良好的潤(rùn)滑,致使起動(dòng)時(shí)氣缸璧磨損大大增加。發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體溫度過(guò)低,潤(rùn)滑效果差,燃燒,產(chǎn)生積碳多,加速了氣缸的早期磨損。
(6)低溫啟動(dòng)頻繁。柴油中的含硫量過(guò)高,容易生成腐蝕性氣體,造成腐蝕磨損,這種磨損多發(fā)生在氣缸的上,中部,要比正常磨損大1-2倍。并且冷卻液溫度過(guò)低,會(huì)使最大磨損部位下移,氣缸周圍溫度不均衡,使氣缸斷面的磨損不一樣而使圓度誤差加大,冷卻液強(qiáng)度高的方向磨損大。
(7)潤(rùn)滑不好。不定期更換機(jī)油,所用的機(jī)油牌號(hào)不符合要求或機(jī)油太臟,變質(zhì),機(jī)油中有水等原因,使活塞與氣缸之間潤(rùn)滑惡化。其磨損量比正常值大3-4倍。
(8)新的或大修后的發(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi)有經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的磨合試運(yùn)轉(zhuǎn)就投入作業(yè),造成氣缸等零件的早期磨損。
(9)維修不當(dāng)引起的磨損
①氣缸套安裝位置不當(dāng)。在安裝氣缸套時(shí),若存在安裝誤差,氣缸中心線和曲軸軸線不垂直,會(huì)造成氣缸套非正常磨損。
②連桿銅套孔偏斜。在修理中,鉸削連桿小頭銅套時(shí),鉸刀傾斜而造成連桿銅套孔偏斜,活塞銷中心線與連桿小頭中心線不平行,迫使活塞向氣缸套的某一邊傾斜,也會(huì)造成氣缸套非正常磨損。
③連桿彎曲變形。由于飛車事故或其它原因,受撞擊的連桿會(huì)產(chǎn)生彎曲變形,若不及時(shí)校正而繼續(xù)使用,也會(huì)加速氣缸套的磨損。
④曲軸連桿軸頸和主軸頸不平行。發(fā)動(dòng)機(jī)因燒瓦等原因,會(huì)使曲軸因受到劇烈的沖擊而變形,若不及時(shí)校正而繼續(xù)使用,同樣會(huì)加速氣缸套磨損。
4.減輕氣缸套早期磨損的措施
(1)正確起動(dòng)和起步發(fā)動(dòng)機(jī)。初次起動(dòng)時(shí),應(yīng)先使發(fā)動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)幾圈,待摩擦表面得到潤(rùn)滑后再起動(dòng)。起動(dòng)后應(yīng)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)升溫,嚴(yán)禁使用大油門,待機(jī)油溫度達(dá)到40℃時(shí)再起步;起步應(yīng)堅(jiān)持掛低速檔,直到油溫正常,方可轉(zhuǎn)為正常作業(yè)。
(2)正確選用潤(rùn)滑油。要嚴(yán)格按季節(jié)和發(fā)動(dòng)機(jī)性能要求選用最佳粘度值的潤(rùn)滑油,不可隨意購(gòu)用劣質(zhì)潤(rùn)滑油。換油的同時(shí)也應(yīng)清潔或更換機(jī)油濾清器。經(jīng)常檢查和保持潤(rùn)滑油的數(shù)量與質(zhì)量。
(3)加強(qiáng)濾清器的保養(yǎng)。使空氣濾清器、機(jī)油濾清器和燃油濾清器保持良好的工作狀態(tài),對(duì)減輕氣缸套的磨損至關(guān)重要。加強(qiáng)對(duì)“三濾”的保養(yǎng),是防止機(jī)械雜質(zhì)進(jìn)入氣缸,減輕氣缸磨損,延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命的一項(xiàng)重要措施,在作業(yè)條件惡劣和多風(fēng)沙地區(qū)尤為重要。
(4)保持發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作溫度。發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作溫度應(yīng)處在80-90℃。溫度過(guò)低,不能保持良好的潤(rùn)滑,會(huì)增大氣缸壁的磨損,氣缸內(nèi)的水蒸氣易凝結(jié)成水珠,溶解廢氣中的酸性氣體分子,生成酸性物質(zhì),使氣缸璧受到腐蝕磨損。試驗(yàn)表明,當(dāng)氣缸璧溫度由90℃降到50℃時(shí),氣缸磨損量為90℃時(shí)的4倍。溫度過(guò)高,會(huì)使氣缸強(qiáng)度降低而加劇磨損,甚至可能使活塞過(guò)度膨脹而造成“脹缸”事故。
(5)提高維修質(zhì)量,嚴(yán)格按技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施作業(yè)。在使用過(guò)程中。及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)予以排除,隨時(shí)更換或維修損壞和變形的配件。安裝氣缸套時(shí)要嚴(yán)格按技術(shù)要求檢驗(yàn)和裝配。在保修換環(huán)作業(yè)中,要選用彈力適當(dāng)?shù)幕钊h(huán),彈力過(guò)小,使燃?xì)飧Z入曲軸箱吹落氣缸壁上的機(jī)油,增大氣缸壁磨損;彈力過(guò)大,直接加劇氣缸壁的磨損,或因氣缸壁上的油膜遭到破壞而加劇其磨損。
結(jié)束語(yǔ):氣缸套是在潤(rùn)滑不良,高溫,高壓,交變載荷和腐蝕物質(zhì)作用下工作的,一般情況下,粘著磨損和腐蝕磨損是氣缸套的主要損壞形式。維修保養(yǎng)和使用不當(dāng)是造成早期過(guò)度磨損主要原因,只有了解,掌握了氣缸套的正常磨損和早期非正常磨損的規(guī)律,原因和預(yù)防措施。才能在設(shè)備使用過(guò)程中,全員參與,科學(xué)規(guī)范的使用和維修保養(yǎng)設(shè)備,才能不斷提高發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。提高設(shè)備的使用經(jīng)濟(jì)性。
威榮達(dá)工程機(jī)械主要經(jīng)營(yíng)各種裝載機(jī)、挖掘機(jī)、叉車、推土機(jī)、壓路機(jī)、吊機(jī)等工程機(jī)械整機(jī)及原廠配件銷售,是杭州叉車、廈工鏟車代理商,提供叉車、裝載機(jī)租賃及維修服務(wù)。
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