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发动机的磨损是不均匀的。从汽缸的纵断面来看,磨损一般是上大下小。这种上大下小的磨损俗称为汽缸的“锥形”磨损,在特殊情况下,有的则类似“腰鼓形”的磨损,从汽缸的横断面来看,磨损会使汽缸市区原来的正圆形,俗称为汽缸“失圆”。
一、 汽车发动机气缸的磨损规律
统计规律表明,发动机汽缸的表面在塞环运动区域内磨损较大且不均匀,一般分为以下三种情况。
1、“锥形”磨损。润滑不良和高压产生的机械磨损是造成“锥形”磨损的主要原因。发动机工作时,气缸上不飞溅的机油量比较少,温度高、机油粘度下降、不易形成良好的油膜,造成气缸上不润滑不良,磨损量大于下部。另外,活塞环作用在汽缸壁上的正压力上下不一致,第一道环压力最大,下面逐渐递减,造成气缸磨损上大下小成“锥形”。
造成气缸的“锥形”磨损的主要原因有一下几个方面。第一,压力的影响。发动机工作时,活塞环在自身弹力和传递到环内壁上气体压力的作用下,压紧在汽缸壁上。以492Q型号汽油机为例,做功冲程中,活塞环对汽缸壁压力,第一道环内壁的气体压力约为2.9pa。而且该压力随着活塞的下行将急剧下降。这样,活塞环对缸壁的压力存在着上大下小的现象。因为压力越大,润滑油膜的形成、保持越困难,机械磨损也就越大。所以,气缸磨损成上大下小的“锥形”。第二,润滑不良的影响。汽缸壁多靠激溅润滑。所以导致气缸上部供油困难。同时,上部温度高。不易形成油膜。即使有油膜也可以被烧掉。另外,混合气体中的细小有地对气缸上部油膜的冲刷破坏也很严重。各种因素叠加,造成气缸上部润滑不良,使活塞与汽缸壁易形成干摩擦,干摩擦必然会加剧气缸上部的磨损。
2、失圆的现像。气缸“失圆”主要是缸壁受力不均匀和产生腐蚀造成的。当气缸壁温度低时,燃烧产生的水蒸气与废气中的氧化物生成酸性物质(如硫酸)碳酸等,凝聚在汽缸壁上,对汽缸产生的腐蚀作用,使汽缸表面组织松散。当活塞在缸体运动时,活塞环将腐蚀物刮掉,而造成腐蚀磨损。腐蚀越严重,磨损越厉害。由于汽缸不同部位的冷却程度并不一致,而且进气门对面缸壁受可燃混合气体或者柴油冲刷,破坏了油膜的形成。该部位腐蚀作用增强,使汽缸局部腐蚀严重,造成汽缸“失圆”。
3、“腰鼓形”磨损。磨料磨损是造成“腰鼓形”磨损的主要原因。发动机工作时,空气中往往加油尘土或润滑油中含有杂质,这些尘土或杂质随活塞在汽缸往复运动时,在汽缸中部位置运动速度最大。因此,因此,对汽缸壁的磨削作用也最大,这就使汽缸中不磨损大大加剧,而造成汽缸中部类似“腰鼓形”磨损。此外,汽车维修时配件质量差、修理质量低、汽缸壁过于粗糙、活塞销座孔歪斜、连杆弯曲等,都会使产生不正常的磨损。
二、汽车汽缸磨损的检验技巧
汽缸的磨损程度,是决定发动机是否需要大修的主要依据。一般认为汽缸的测量时发动机解体后,机件检测中最具技术性的作业之一。在汽缸的实际测量中,摸索出汽缸测量的“四步法”技巧,现在推荐给大家。
1、 上部测量。根据汽缸的磨损规律,应重点监测活塞在上止点时,第一道通气环对应的汽缸壁处,对多缸发动机而言,一缸前壁和尾缸的后壁区域磨损较大。测量时的操作方法如下,当百分表指针摆到极点时,应立即转动表盘,是“0”位对准指针。以后的测量除了部位要准确外,主要是观察百分表。我们总结的口诀是,指针过“0”磨损少,指针不过“0”磨损大,转表盘使“0”位对准指针。
2、 腰部测量。在汽缸中部区域的左右反方向,测量是否有“腰鼓形”。活塞在汽缸中部运动速度最快,并且压缩、做功时活塞与活塞环对汽缸左右方向的侧压力又最大。如果发动机的三滤作用不好,此处应是磨损最大的部位。
3、 圆度测量。在磨损最大部位的气缸横断面上,测量磨损最小处。此时,百分表指针极限点与“0”位之差的一半即为汽缸的圆度偏差。
4、 圆柱度的测量。测量缸肩,对刮过缸肩的气缸,应在汽缸下部找一最小直径。此时,百分表指针极限点与“0”位之差的一半即为汽缸的圆柱度偏差。汽缸的磨损程度,以其中磨损最大的一个汽缸为准。汽油机的圆柱度每100mm缸径超过0.20mm,直径方向超过0.4mm,圆度超过0.05—0.06时,应对发动机进行大修。汽缸测量的关键是理论上应熟练地掌握汽缸的磨损规律,实际操作中量缸表会准确的把握。
三、减少汽缸磨损的措施
第一、冷摇曲轴、低速升温。冷车摇转曲轴可使机油充满油道以致到达各润滑点。减轻起 动后汽缸壁与活塞环干摩擦引起的磨损。起动后应低速运转预热发动机,以减少低温造成的汽 缸严重磨损。对合金铸铁的整体式汽缸和镶加合金铸铁汽缸套的复合式汽缸,当缸内严重磨损时,通常采用锐磨汽缸内壁的修复方法。修理后汽缸内径的尺寸公差,内径的圆柱度和圆度公差,以及内壁表面粗糙度等均应与标准汽缸技术要求相同。第二、汽车行驶中,应保持汽车正常的工作温度。为此,冷去系统中的节温器、散热器及电子风扇系统等应时刻处于良好的状况。对于铝合金表面镀铭整体式汽缸,当内壁严重磨损时,通常采用镶加汽缸套的修理方法,这种修理方法不必选用加大尺寸的活塞,因而也适用某些缺少配件的进口汽车。具体做法是首先将原汽缸的内径过大5—7cm,汽缸套外径与镗削后汽缸内径采用过盈量为0.046—0.086mm的过盈配合,汽缸套上应开设和汽缸位置相同的气口压入也要和汽缸上相应气口对齐。然后,巧磨汽缸套,使之达到标准汽缸的尺寸公差、形状公差和表面粗糙度要求。第三、对于行驶中的汽车,应保持发动机正常的温度,为此冷去系统中的节温器、散热器及电子风扇系统等应时刻处于良好的状况。第四、加强维护保养,及时更换、清洁空气滤芯器和机油滤清器。第五,经常检查机油的数量、质量,及时补充更换机油。保持润滑系统良好的工况,特别是符合规定的机油压力。最好要做好修理的质量工作。
参考文献
[1]蒋峰,汽缸磨损后的正确修理,工业制造,2007.
一、 汽车发动机气缸的磨损规律
统计规律表明,发动机汽缸的表面在塞环运动区域内磨损较大且不均匀,一般分为以下三种情况。
1、“锥形”磨损。润滑不良和高压产生的机械磨损是造成“锥形”磨损的主要原因。发动机工作时,气缸上不飞溅的机油量比较少,温度高、机油粘度下降、不易形成良好的油膜,造成气缸上不润滑不良,磨损量大于下部。另外,活塞环作用在汽缸壁上的正压力上下不一致,第一道环压力最大,下面逐渐递减,造成气缸磨损上大下小成“锥形”。
造成气缸的“锥形”磨损的主要原因有一下几个方面。第一,压力的影响。发动机工作时,活塞环在自身弹力和传递到环内壁上气体压力的作用下,压紧在汽缸壁上。以492Q型号汽油机为例,做功冲程中,活塞环对汽缸壁压力,第一道环内壁的气体压力约为2.9pa。而且该压力随着活塞的下行将急剧下降。这样,活塞环对缸壁的压力存在着上大下小的现象。因为压力越大,润滑油膜的形成、保持越困难,机械磨损也就越大。所以,气缸磨损成上大下小的“锥形”。第二,润滑不良的影响。汽缸壁多靠激溅润滑。所以导致气缸上部供油困难。同时,上部温度高。不易形成油膜。即使有油膜也可以被烧掉。另外,混合气体中的细小有地对气缸上部油膜的冲刷破坏也很严重。各种因素叠加,造成气缸上部润滑不良,使活塞与汽缸壁易形成干摩擦,干摩擦必然会加剧气缸上部的磨损。
2、失圆的现像。气缸“失圆”主要是缸壁受力不均匀和产生腐蚀造成的。当气缸壁温度低时,燃烧产生的水蒸气与废气中的氧化物生成酸性物质(如硫酸)碳酸等,凝聚在汽缸壁上,对汽缸产生的腐蚀作用,使汽缸表面组织松散。当活塞在缸体运动时,活塞环将腐蚀物刮掉,而造成腐蚀磨损。腐蚀越严重,磨损越厉害。由于汽缸不同部位的冷却程度并不一致,而且进气门对面缸壁受可燃混合气体或者柴油冲刷,破坏了油膜的形成。该部位腐蚀作用增强,使汽缸局部腐蚀严重,造成汽缸“失圆”。
3、“腰鼓形”磨损。磨料磨损是造成“腰鼓形”磨损的主要原因。发动机工作时,空气中往往加油尘土或润滑油中含有杂质,这些尘土或杂质随活塞在汽缸往复运动时,在汽缸中部位置运动速度最大。因此,因此,对汽缸壁的磨削作用也最大,这就使汽缸中不磨损大大加剧,而造成汽缸中部类似“腰鼓形”磨损。此外,汽车维修时配件质量差、修理质量低、汽缸壁过于粗糙、活塞销座孔歪斜、连杆弯曲等,都会使产生不正常的磨损。
二、汽车汽缸磨损的检验技巧
汽缸的磨损程度,是决定发动机是否需要大修的主要依据。一般认为汽缸的测量时发动机解体后,机件检测中最具技术性的作业之一。在汽缸的实际测量中,摸索出汽缸测量的“四步法”技巧,现在推荐给大家。
1、 上部测量。根据汽缸的磨损规律,应重点监测活塞在上止点时,第一道通气环对应的汽缸壁处,对多缸发动机而言,一缸前壁和尾缸的后壁区域磨损较大。测量时的操作方法如下,当百分表指针摆到极点时,应立即转动表盘,是“0”位对准指针。以后的测量除了部位要准确外,主要是观察百分表。我们总结的口诀是,指针过“0”磨损少,指针不过“0”磨损大,转表盘使“0”位对准指针。
2、 腰部测量。在汽缸中部区域的左右反方向,测量是否有“腰鼓形”。活塞在汽缸中部运动速度最快,并且压缩、做功时活塞与活塞环对汽缸左右方向的侧压力又最大。如果发动机的三滤作用不好,此处应是磨损最大的部位。
3、 圆度测量。在磨损最大部位的气缸横断面上,测量磨损最小处。此时,百分表指针极限点与“0”位之差的一半即为汽缸的圆度偏差。
4、 圆柱度的测量。测量缸肩,对刮过缸肩的气缸,应在汽缸下部找一最小直径。此时,百分表指针极限点与“0”位之差的一半即为汽缸的圆柱度偏差。汽缸的磨损程度,以其中磨损最大的一个汽缸为准。汽油机的圆柱度每100mm缸径超过0.20mm,直径方向超过0.4mm,圆度超过0.05—0.06时,应对发动机进行大修。汽缸测量的关键是理论上应熟练地掌握汽缸的磨损规律,实际操作中量缸表会准确的把握。
三、减少汽缸磨损的措施
第一、冷摇曲轴、低速升温。冷车摇转曲轴可使机油充满油道以致到达各润滑点。减轻起 动后汽缸壁与活塞环干摩擦引起的磨损。起动后应低速运转预热发动机,以减少低温造成的汽 缸严重磨损。对合金铸铁的整体式汽缸和镶加合金铸铁汽缸套的复合式汽缸,当缸内严重磨损时,通常采用锐磨汽缸内壁的修复方法。修理后汽缸内径的尺寸公差,内径的圆柱度和圆度公差,以及内壁表面粗糙度等均应与标准汽缸技术要求相同。第二、汽车行驶中,应保持汽车正常的工作温度。为此,冷去系统中的节温器、散热器及电子风扇系统等应时刻处于良好的状况。对于铝合金表面镀铭整体式汽缸,当内壁严重磨损时,通常采用镶加汽缸套的修理方法,这种修理方法不必选用加大尺寸的活塞,因而也适用某些缺少配件的进口汽车。具体做法是首先将原汽缸的内径过大5—7cm,汽缸套外径与镗削后汽缸内径采用过盈量为0.046—0.086mm的过盈配合,汽缸套上应开设和汽缸位置相同的气口压入也要和汽缸上相应气口对齐。然后,巧磨汽缸套,使之达到标准汽缸的尺寸公差、形状公差和表面粗糙度要求。第三、对于行驶中的汽车,应保持发动机正常的温度,为此冷去系统中的节温器、散热器及电子风扇系统等应时刻处于良好的状况。第四、加强维护保养,及时更换、清洁空气滤芯器和机油滤清器。第五,经常检查机油的数量、质量,及时补充更换机油。保持润滑系统良好的工况,特别是符合规定的机油压力。最好要做好修理的质量工作。
参考文献
[1]蒋峰,汽缸磨损后的正确修理,工业制造,2007.