康冰

摘 要：有些新装配好的柴油机，在运转初期气缸套就出现异常磨损，甚至拉缸。了解气缸套磨损的一般规律和影响因素，对避免气缸套早期磨损有很重要的意义。

关键词：拖拉机；气缸套；磨损特点；因素分析

中图分类号：TK407 文献标识码：A doi：10.14031/j.cnki.njwx.2016.07.055

近10年来，为了提高车辆的经济性，柴油机一直在不断强化，提高功率，从而使气缸套的工作条件进一步恶化。这使得气缸套的磨损及其改进措施在柴油机的研制、修理中一直是重要的研究内容。气缸套在磨损过程中受到物理、化学和机械的综合影响，因此磨损原因和具体的磨损过程是一个较复杂的问题。有些新装配好的柴油机，在运转初期就出现异常磨损，甚至拉缸。因此，了解气缸套磨损的一般规律和影响因素，对避免气缸套早期磨损有一定的意义。

1 气缸套磨损特点

气缸套的磨损，可以根据产生的原因不同大致分为以下3种形式：

（1）磨料磨损。磨料大多数情况下是随进气而进入气缸套的，有的柴油机也可能是从下部由飞溅润滑油带入。这时，磨料磨损只在短期内出现，如安装及修理后的运转初期。如果进气系统由于损坏而引起沙砾不断进入气缸，就会在较长时间内产生磨料磨损。柴油机若使用了镀铬活塞环或气缸套，其铬层剥落会引起长期的磨料磨损。从外观上可观察到，有这种磨损的缸套内圆工作表面上沿活塞运动方向有均匀平行的直接划痕，手很容易感觉到，个别大的磨料亦会产生大面积的擦伤。

（2）腐蚀磨损。燃油中的硫在燃烧中会生成二氧化硫和三氧化硫，在有水分存在时就会生成硫酸，从而腐蚀气缸套。在柴油机低速运转或冷车启动时，燃气中的水蒸气在缸壁上凝结，或空气冷却器内凝聚的小水滴被吹入气缸内，水分一方面破坏油膜，另一方面，由于凝结在缸壁上的水分的温度已下降，它从燃气中吸收三氧化硫，并直接在气缸壁上形成硫酸，腐蚀气缸壁。尤其是润滑油不足时，硫酸直接与金属接触，大大加速了腐蚀进程。而被腐蚀表面有较疏松的细小洞穴，使得抗磨损性能大大下降，磨损加速。同时，腐蚀产物又是磨料，更加剧了磨料磨损。

（3）黏着磨损。在高温高压下，活塞环与气缸套之间的油膜极易破裂，实际上它们是在边界摩擦甚至干摩擦下工作，此时，摩擦副某些部位金属直接接触，滑动时，使摩擦表面拉出沟槽，同时产生大量的热，缺乏足够的润滑油，摩擦热散发不出去，接触点的温度上升，在接触点可能产生焊合。继续滑动时，黏着点被撕破，同时使一个表面的材料转移到另一个摩擦表面上。在摩擦副表面接触点上，黏着材料转移的过程是反复进行的，有些微粒就从表面上脱落下来形成磨屑。所以黏着磨损的过程可描述为：摩擦表面相对滑动时，黏着点被剪切，一个摩擦表面金属材料黏附在另一个摩擦表面上，形成了材料的转移。再黏着，再剪切，最后摩擦表面破坏并剥落形成磨屑。黏着磨损是当物体表面相对运动时，其表面因焊合作用的结果，造成接触表面金属损失的过程。表面的特征是锥形坑、鱼鳞凹坑、拉伤等。

与前两种磨损形式相比，黏着磨损是一种破坏性更大的异常磨损，即通常所谓的“拉缸”。

以上三种磨损形式一般情况下是同时存在并相互影响的，但在一定条件下，总有一种磨损占主要地位。要解决磨损问题，则首先要鉴别磨损形式，找出影响磨损的因素。

2 气缸磨损影响因素

（1）结构设计。改善气缸磨损状况的结构有：合理设计台肩，以减少因拧紧气缸盖螺栓而引起的气缸套变形。气缸套变形而引起的窜油、漏气、润滑油污染等，将大大加剧磨损；合理设计冷却水道，以降低二冲程柴油机排气口间筋部的表面温度；在保证获得适宜的冷却温度前提下，尽量增加气缸套的厚度，以增加其刚度。

（2）润滑油质量。润滑油的性能直接影响到气缸套的磨损。如使用的燃油中含硫量较高时，采用碱性润滑油能中和酸性，降低酸蚀，减少磨损。此外，润滑油的污染对缸套磨损的影响更为突出。当其中混入机械杂质或沙粒、积碳等杂质时，势必增加了气缸套的磨粒磨损。

（3）发动机温度。冷却系统工作不良，出现发动机工作温度过高或过低，均会加剧气缸套磨损。如发动机冷却水的温度较低，使燃烧室温度过低，燃油燃烧不充分，积碳增加，形成磨粒磨损；如果冷却水的温度过高，会导致机油变稀或变质而失去润滑油的减磨、冷却的作用。

（4）柴油机装配质量。根据经验，气缸套总磨损量的1/3是由于间隙不对、装配不正所引起的。气缸套与活塞的间隙越大，磨损越大。而气缸套与活塞的轴线不重合，甚至产生偏斜，将使润滑情况恶化，磨损加剧，严重时易引起严重的擦伤及拉缸。活塞销与活塞装配过紧，热膨胀后，使活塞销孔周围厚壁处变形大，则销孔处的活塞裙部与缸壁间隙变小或消失，破坏了油膜。同时，使活塞销两端的水套容积变小，此处温升较高，增加了活塞销孔处的膨胀量，导致拉缸。

（5）柴油机修理质量。气缸镗磨偏移，曲轴弯曲和连杆轴承平行度超限等，均会使活塞在气缸运行中靠偏，则局部油膜遭破坏而形成干摩擦，造成气缸套的磨损加剧。

（6）柴油机的工作状况。也是影响缸套磨损的重要因素，如频繁倒车，长期冷车启动，超负荷运行或长期低负荷运行，加载太快等等，均会使磨损加剧。