汽車汽缸磨損淺談

發(fā)動機(jī)氣缸通常是在高溫、高壓、潤滑不良和交變載荷的環(huán)境下工作，并且承受燃料燃燒時產(chǎn)生的酸性氣體的腐蝕作用，這些因素對氣缸的磨損都具有直接的影響。但是在同樣的工作條件下氣缸磨損的程度是不一樣的，有些發(fā)動機(jī)由于使用和維護(hù)不當(dāng)，氣缸磨損異常，出現(xiàn)早期磨損現(xiàn)象。因此：為了提高氣缸的使用壽命，研究氣缸的磨損規(guī)律，分析氣缸磨損的原因，以及采取延長發(fā)動機(jī)使用壽命的對策措施是非常有必要的。

一、氣缸的磨損三要素分析：

1.磨料磨損：由于混合氣體中大部分是空氣，空氣中吸入了塵埃、潤滑油中的膠質(zhì)以及金屬磨屑等雜質(zhì)顆粒是磨料的主要來源，它附著在缸壁表面引起的磨損叫磨料磨損。磨料顆粒會在活塞往復(fù)運(yùn)動的方向造成劃痕，在氣缸工作表面上呈現(xiàn)不均勻分布的、粗細(xì)不等的及連續(xù)或斷續(xù)的溝線，個別粗大的磨料會留下明顯的擦傷。

2.腐蝕磨損：燃料燃燒的廢氣比如“CO2、CO、SO2”等在冷卻水溫較低和低溫起動時極易與水份混合形成酸性物質(zhì)凝結(jié)在氣缸壁上。如果缸壁的油膜不夠厚，酸性物質(zhì)就會腐蝕氣缸，在氣缸上部形成疏松的細(xì)小油穴，進(jìn)而在摩擦作用下造成缸壁金屬脫落。這種磨損稱腐蝕磨損。

3.粘著磨損：氣缸壁與活塞連桿組在潤滑不良情況下滑動時，兩者有小部分金屬面直接接觸，摩擦副產(chǎn)生局部高溫，使之融化粘著，逐步擴(kuò)展造成粘著磨損。與腐蝕磨損和磨料磨損相比。這是一種破壞性更大的磨損。通常把這種磨損稱為“拉缸”。

二、氣缸磨損程度的一般規(guī)律：

1.正常磨損：正常磨損的特征是在活塞環(huán)上、下止點處的磨損量較大，形成了明顯的臺階。這是因為活塞在上止點附近時，第一道氣環(huán)受到燃?xì)馀蛎泬毫Γ⒁院芨叩膲毫合驓飧妆诒砻?，而摩擦面的相對滑動速度接近于零，難以形成油膜，致使氣缸壁表面上形成的疏松腐蝕產(chǎn)物被第一道環(huán)刮去，形成臺階。氣缸中部潤滑條件較好，腐蝕作用較輕，因此磨損量最小。氣缸下部油環(huán)在下止點處的滑動速度也接近于零，油膜不易形成，磨損也相對大一些。正常磨損包括磨料磨損和腐蝕磨損，但磨損量較小。

2.一般磨損：進(jìn)氣時吸入大量塵?；驀?yán)重積碳的磨料所形成的磨損稱為一般磨損。由于塵埃是從上部吸入，積碳也是在燃燒室上部形成，所以氣缸上部磨損量大。但是如果潤滑油中含有大量金屬磨?；驂m埃等雜質(zhì)時，氣缸的下部磨損會增大，原因是飛濺潤滑缸壁的機(jī)油，其中雜質(zhì)在重力作用下，自下而上分布，導(dǎo)致氣缸下部磨損嚴(yán)重。

3.嚴(yán)重磨損：在氣缸上止點第一道環(huán)處的磨損量超過正常磨損許多倍，而且摩擦面呈現(xiàn)熔融流動狀態(tài)，邊緣有不規(guī)則、不均勻的溝痕。在上止點第一環(huán)處的磨損量超過正常磨損，且氣缸中部的磨損量比正常磨損量大。這是因為氣缸的腐蝕磨損較大，剝落下來的金屬微粒在活塞運(yùn)動速度較大的區(qū)域發(fā)生了嚴(yán)重的磨料磨損。

發(fā)動機(jī)工作時，氣缸的實際磨損情形比較復(fù)雜，上述各種磨損往往同時存在，又相互影響。例如氣缸上部腐蝕磨損產(chǎn)生的磨粒會引起氣缸中部的磨料磨損，磨料磨損使氣缸和活塞環(huán)磨損嚴(yán)重，造成大量漏氣，破壞了氣缸壁的正常潤滑，又會引起粘著磨損。

三、氣缸早期磨損的原因、危害及預(yù)防措施

A、原因：

1.潤滑油質(zhì)量差：潤滑油的品質(zhì)取決于它的粘度、油性和抗氧化性等。潤滑油的粘度隨著溫度升高而下降的性質(zhì)叫粘度溫度特性，潤滑油的粘度過大，流動性不好，特別是在低溫啟動時，因為潤滑油的粘度過大難以迅速到達(dá)摩擦表面，從而造成發(fā)動機(jī)非正常磨損；如果潤滑油粘度過低，不能形成可靠的潤滑油膜，同樣會造成氣缸的磨損。不合格的潤滑油含有水分和雜物較多，抗氧化、抗腐蝕能力較差，使用過程中很容易結(jié)膠和產(chǎn)生積碳，老化變質(zhì)快，如果此時發(fā)動機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，潤滑油粘度將大幅下降，形成油膜的強(qiáng)度不夠，造成氣缸嚴(yán)重磨損。應(yīng)避免使用假冒偽劣潤滑油的前提下，合理使用以預(yù)防氣缸的早期磨損，延長發(fā)動機(jī)使用壽命。

2.燃料的品質(zhì)差：燃油主要是指供發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)燃燒的燃料，燃油有汽油和柴油之分。評定汽油的指標(biāo)主要是餾分溫度、辛烷值和含硫量，如果燃油質(zhì)量不好，其重質(zhì)餾分較多，當(dāng)在低溫狀態(tài)下啟動時重質(zhì)餾分不易揮發(fā)，以油滴狀進(jìn)入氣缸，沖刷氣缸壁上的潤滑油膜，稀釋曲軸箱內(nèi)的潤滑油，加劇發(fā)動機(jī)磨損，爆燃主要是燃油中的辛烷值不夠，導(dǎo)致燃油的抗爆性下降，會導(dǎo)致發(fā)動機(jī)的使用壽命大大減少，影響發(fā)動機(jī)的性能。爆震會損壞活塞，使活塞環(huán)斷裂，導(dǎo)致拉缸，造成氣缸的早期磨損。汽油中硫的含量過高對發(fā)動機(jī)的影響也很大，汽油硫化物燃燒時產(chǎn)生的二氧化硫在低溫時與凝結(jié)在氣缸壁上的水珠生成亞硫酸，對缸壁有很強(qiáng)的腐蝕作用，加速氣缸的磨損。在保證辛烷值的前提下，餾分溫度和含硫量對缸壁的腐蝕是在低溫狀態(tài)下起作用，溫度越低腐蝕作用越強(qiáng)，在冬季應(yīng)盡量減少冷車啟動的次數(shù)，如果有條件可以將車停放在暖庫內(nèi)，以避免氣缸的非正常磨損。另外燃料中含有的少量硫、硫醇或其他有害物質(zhì)，都會影響發(fā)動機(jī)氣缸壁的磨損。燃料中的各種硫化物在燃燒后產(chǎn)生SO2等含硫化合物，當(dāng)氣缸壁溫度低時，燃燒廢氣中的水蒸氣在缸壁上凝結(jié)成水珠，與SO2反應(yīng)生成亞硫酸，對氣缸壁金屬有強(qiáng)烈的腐蝕作用，加速缸壁的磨損。如果燃料中的硫含量盡可能的減少，可減輕對氣缸的磨損。

3.發(fā)動機(jī)工作溫度不正常：發(fā)動機(jī)在正常工作溫度(水溫在80～90℃)下運(yùn)轉(zhuǎn)，不僅能節(jié)約燃料，更重要的是可以減少氣缸的磨損，延長發(fā)動機(jī)的使用壽命。在正常溫度下，發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的廢氣被排出氣缸，對氣缸的腐蝕最小。當(dāng)溫度過低時，廢氣中的碳氧化合物在一定的壓力條件下極易形成酸性物質(zhì)腐蝕缸壁。實驗證明，溫度越低對缸體的腐蝕越強(qiáng)。實際中，當(dāng)其它條件相同，發(fā)動機(jī)溫度為30℃時的氣缸磨損要比溫度為80℃時大得多。當(dāng)溫度高于一定溫度時，由于潤滑油粘度急劇下降，可能使缸壁與活塞環(huán)產(chǎn)生干摩擦，同時腐蝕性氣體直接與缸壁表面發(fā)生氧化反應(yīng)，溫度越高，這種情況越嚴(yán)重。但是，如果發(fā)動機(jī)工作溫度正常時，上述兩種情況就可以避免。因此，在車輛使用中要特別注意保持發(fā)動機(jī)的正常工作溫度。

4.正時調(diào)整不當(dāng)：點火提前角不但影響發(fā)動機(jī)工況和最大動力性的發(fā)揮，還會影響發(fā)動機(jī)的工作溫度，點火特性與發(fā)動機(jī)的良好匹配，是發(fā)動機(jī)正常工作的一個重要因素。如果點火提前角過大，混合氣的壓力、溫度過高極容易引起發(fā)動機(jī)爆燃而造成氣門燒蝕、活塞燒損、斷環(huán)以及拉缸，導(dǎo)致缸體早期磨損。如果油、氣路調(diào)整不當(dāng)，混合氣過濃，燃燒不完全，廢氣中含有未完全燃燒的油氣直接竄入曲軸箱，稀釋潤滑油，使氣缸的磨損增加。

5.空氣、燃料以及潤滑油的濾清效果差：空氣中懸浮著很多塵土，其主要成份是二氧化硅（Si02）—一種比金屬更硬的物質(zhì)?；覊m進(jìn)入氣缸，可以使氣缸上部磨損0.0l毫米，安裝空氣濾清器能減少氣缸，活塞和活塞環(huán)等零件的磨損。據(jù)有關(guān)資料報道：轎車不安裝空氣濾清器，氣缸磨損將增加7倍，活塞磨損過濾增加3倍，活塞環(huán)磨損增加8倍。燃油濾清器、機(jī)油濾清器等零件如果質(zhì)量達(dá)不到要求，濾清效果變差。過多的雜質(zhì)進(jìn)入油路汽缸內(nèi)，加劇缸體的磨損，增加故障發(fā)生的可能性，如嚴(yán)重堵塞，還會導(dǎo)致車輛不能正常工作。如果空氣濾清器的工作良好，可以把空氣中的灰塵過濾掉，使較大的塵埃進(jìn)不了氣缸，從而減輕了氣缸的磨損。在空氣濾清器的失效與有效相比，氣缸磨損相差很大。

6.汽車的長期高速、超載行駛：超速行駛時發(fā)動機(jī)輸出功率增加，單位里程內(nèi)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速增加，水溫、油溫升高，潤滑油的粘度下降，氣缸壁上的油膜因為缸壁溫度的升高和潤滑油的粘度下降而受到破壞，造成氣缸的早期磨損。同樣嚴(yán)重超載運(yùn)行，發(fā)動機(jī)長期超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，引起氣缸的早期損壞，造成拉缸。

B、發(fā)動機(jī)氣缸非正常磨損的危害：

1.降低使用壽命：發(fā)動機(jī)氣缸的非正常磨損，首先表現(xiàn)在降低使用壽命。由于各種原因，氣缸不僅磨損速度快，而且磨損量很大，難以修復(fù)，使用壽命只有原來壽命的幾分之一，達(dá)不到最初預(yù)期的使用時間。

2.增加維修成本：當(dāng)出現(xiàn)非正常磨損，并且達(dá)到臨界磨損線以后，發(fā)動機(jī)就不能繼續(xù)使用，必須進(jìn)行大修。發(fā)動機(jī)在沒有達(dá)到預(yù)期的使用周期就進(jìn)行維修，維修費(fèi)用也較其他總成高，這樣無疑增加了車輛的維修成本。

3.延長維修周期，影響生產(chǎn)：正常的使用中增加維修次數(shù)，不僅增加了維修成本，還延長了車輛的停運(yùn)周期，降低車輛的出勤率，在用車緊張的時候直接影響了運(yùn)輸任務(wù)的完成和路單結(jié)算。

C、非正常磨損的預(yù)防措施

新車或大修后的車輛走合對發(fā)動機(jī)的影響最大。為保證汽車發(fā)動機(jī)正常工作，必須進(jìn)行必要的初駛磨合，磨合質(zhì)量的好壞直接影響發(fā)動機(jī)的使用壽命。在磨損極限一定的條件下，按規(guī)定磨合的發(fā)動機(jī)壽命較長，否則縮短維修周期。對于初駛磨合，不論進(jìn)口車或國產(chǎn)車都明確了駕駛動作、制動方式、車速、裝載量、加注潤滑油等各項規(guī)定，如不遵循則必然會使發(fā)動機(jī)在初駛期內(nèi)不能良好地磨合，甚至發(fā)生拉缸等嚴(yán)重事故，具體措施如下：

1.減載：每一特定車型都應(yīng)按規(guī)定實行合理載重，發(fā)動機(jī)的磨損就小，汽車的使用壽命就長。如果在使用中超載，發(fā)動機(jī)的磨損會隨之增加。要求車輛在走合期第一階段一般應(yīng)空載（2－3ｈ），整個走合期內(nèi)的載質(zhì)量不應(yīng)超過額定載荷的75％，不允許拖掛或牽引其他車輛或機(jī)械。

2.限速：在一定載荷下，發(fā)動機(jī)有個最有利的工作轉(zhuǎn)速范圍。汽車行駛時，若能保證發(fā)動機(jī)在這個轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)工作，則單位行駛里程的氣缸磨損量也最小。一般來說，發(fā)動機(jī)保持中速運(yùn)轉(zhuǎn)可以延長發(fā)動機(jī)的使用壽命。

3.保持發(fā)動機(jī)的正常工作溫度：發(fā)動機(jī)工作在理想的溫度范圍內(nèi)磨損最小，發(fā)動機(jī)的溫度直接影響腐蝕磨損程度，保持正常水溫是減輕發(fā)動機(jī)磨損、延長發(fā)動機(jī)使用壽命的有效方法。

啟動時，預(yù)熱溫度應(yīng)升至50～60℃；行駛中，冷卻系統(tǒng)水溫不應(yīng)低于80℃；

4.選擇優(yōu)質(zhì)燃料和潤滑油：選擇抗爆性好的優(yōu)質(zhì)燃油，以防汽油機(jī)爆燃；選擇粘度較低的優(yōu)質(zhì)潤滑油或加有添加劑的專用潤滑油，潤滑油加注數(shù)量應(yīng)符合規(guī)定的加注量，并按走合期維護(hù)的規(guī)定及時更換。

5.嚴(yán)寒季節(jié)的正確使用：嚴(yán)寒季節(jié)的冷車啟動，原則上都應(yīng)預(yù)熱。起動后，也不要猛轟油門，溫度達(dá)不到起步溫度不要掛檔。很多駕駛員缺乏這個認(rèn)識，一方面低溫下不進(jìn)行預(yù)熱，用起動機(jī)反復(fù)起動，未等溫度達(dá)到正常溫度就急于起步加速沖車。所以要想減少發(fā)動機(jī)的磨損，做到“冷搖慢轉(zhuǎn)、就地升溫”是非常必要的。

6.加強(qiáng)“三濾”的保養(yǎng)：一般的空氣濾清器的濾芯都是紙質(zhì)，濾清的效果比較高也容易堵塞，雖然說明書一般都規(guī)定行駛6000—8000km保養(yǎng)一次，但是為了保持良好的濾清效果如果能每行駛5000km保養(yǎng)一次，或在通過特殊地區(qū)(沙漠)后立即保養(yǎng)則效果會更好。

7.正確駕駛：起步、加速應(yīng)平穩(wěn)；換擋應(yīng)平穩(wěn)、及時；行駛中要注意選擇路面，不在凹凸不平的路面上行駛，以減輕振動和沖擊。

8.加強(qiáng)維護(hù)：汽車走合期前，應(yīng)檢查汽車外部各種螺栓、螺母和鎖銷的緊固情況，檢查潤滑油、制動液的加注情況和輪胎氣壓，檢查蓄電池放電情況和汽車的制動效能，以防止汽車在走合期出現(xiàn)事故和損壞。汽車走合150㎞時，應(yīng)檢查有關(guān)機(jī)件的緊固程度和汽車傳動系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)的溫度狀況，并消除漏水、漏電、漏氣現(xiàn)象；汽車走合3000㎞時，清洗發(fā)動機(jī)潤滑系統(tǒng)和底盤傳動系統(tǒng)殼體，更換潤滑油，對汽車上使用狀況開始變化的部分進(jìn)行維護(hù)。走合期結(jié)束后，應(yīng)結(jié)合二級維護(hù)對汽車進(jìn)行全面的檢查、緊固、調(diào)整和潤滑作業(yè)，使其達(dá)到良好的技術(shù)狀況。

四、總結(jié)：

通過對氣缸磨損規(guī)律的分析可知：為了防止汽車發(fā)動機(jī)氣缸壁的早期磨損，應(yīng)該保證潤滑油、燃油的質(zhì)量，加強(qiáng)對“三濾”的維護(hù)工作，做好空氣、燃油和潤滑油的凈化，保持發(fā)動機(jī)的正常工作溫度，盡量避免在低溫和大負(fù)荷下工作，正確使用車輛，做好日常維護(hù)及發(fā)動機(jī)的調(diào)校工作。