汽車汽缸磨損淺談

發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸通常是在高溫、高壓、潤(rùn)滑不良和交變載荷的環(huán)境下工作，并且承受燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的酸性氣體的腐蝕作用，這些因素對(duì)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(dòng)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(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命的對(duì)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(rùn)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(lái)源，它附著在缸壁表面引起的磨損叫磨料磨損。磨料顆粒會(huì)在活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)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(gè)別粗大的磨料會(huì)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(dòng)時(shí)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(huì)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(rùn)滑不良情況下滑動(dòng)時(shí)，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(diǎn)處的磨損量較大，形成了明顯的臺(tái)階。這是因?yàn)榛钊谏现裹c(diǎn)附近時(shí)，第一道氣環(huán)受到燃?xì)馀蛎泬毫?，并以很高的壓力壓向氣缸壁表面，而摩擦面的相?duì)滑動(dòng)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(tái)階。氣缸中部潤(rùn)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(diǎn)處的滑動(dòng)速度也接近于零，油膜不易形成，磨損也相對(duì)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(shí)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(rùn)滑油中含有大量金屬磨?；驂m埃等雜質(zhì)時(shí)，氣缸的下部磨損會(huì)增大，原因是飛濺潤(rùn)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(diǎn)第一道環(huán)處的磨損量超過(guò)正常磨損許多倍，而且摩擦面呈現(xiàn)熔融流動(dòng)狀態(tài)，邊緣有不規(guī)則、不均勻的溝痕。在上止點(diǎn)第一環(huán)處的磨損量超過(guò)正常磨損，且氣缸中部的磨損量比正常磨損量大。這是因?yàn)闅飧椎母g磨損較大，剝落下來(lái)的金屬微粒在活塞運(yùn)動(dòng)速度較大的區(qū)域發(fā)生了嚴(yán)重的磨料磨損。

發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，氣缸的實(shí)際磨損情形比較復(fù)雜，上述各種磨損往往同時(shí)存在，又相互影響。例如氣缸上部腐蝕磨損產(chǎn)生的磨粒會(huì)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(rùn)滑，又會(huì)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(rùn)滑油質(zhì)量差：潤(rùn)滑油的品質(zhì)取決于它的粘度、油性和抗氧化性等。潤(rùn)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(rùn)滑油的粘度過(guò)大，流動(dòng)性不好，特別是在低溫啟動(dòng)時(shí)，因?yàn)闈?rùn)滑油的粘度過(guò)大難以迅速到達(dá)摩擦表面，從而造成發(fā)動(dòng)機(jī)非正常磨損；如果潤(rùn)滑油粘度過(guò)低，不能形成可靠的潤(rùn)滑油膜，同樣會(huì)造成氣缸的磨損。不合格的潤(rùn)滑油含有水分和雜物較多，抗氧化、抗腐蝕能力較差，使用過(guò)程中很容易結(jié)膠和產(chǎn)生積碳，老化變質(zhì)快，如果此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，潤(rùn)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(rùn)滑油的前提下，合理使用以預(yù)防氣缸的早期磨損，延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命。

2.燃料的品質(zhì)差：燃油主要是指供發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)燃燒的燃料，燃油有汽油和柴油之分。評(píng)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(dòng)時(shí)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(rùn)滑油膜，稀釋曲軸箱內(nèi)的潤(rùn)滑油，加劇發(fā)動(dòng)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(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命大大減少，影響發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。爆震會(huì)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(guò)高對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的影響也很大，汽油硫化物燃燒時(shí)產(chǎn)生的二氧化硫在低溫時(shí)與凝結(jié)在氣缸壁上的水珠生成亞硫酸，對(duì)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(duì)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(dòng)的次數(shù)，如果有條件可以將車停放在暖庫(kù)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(huì)影響發(fā)動(dòng)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(shí)，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(duì)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(duì)氣缸的磨損。

3.發(fā)動(dòng)機(jī)工作溫度不正常：發(fā)動(dòng)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(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。在正常溫度下，發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的廢氣被排出氣缸，對(duì)氣缸的腐蝕最小。當(dāng)溫度過(guò)低時(shí)，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(shí)驗(yàn)證明，溫度越低對(duì)缸體的腐蝕越強(qiáng)。實(shí)際中，當(dāng)其它條件相同，發(fā)動(dòng)機(jī)溫度為30℃時(shí)的氣缸磨損要比溫度為80℃時(shí)大得多。當(dāng)溫度高于一定溫度時(shí)，由于潤(rùn)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(shí)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(dòng)機(jī)工作溫度正常時(shí)，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(dòng)機(jī)的正常工作溫度。

4.正時(shí)調(diào)整不當(dāng)：點(diǎn)火提前角不但影響發(fā)動(dòng)機(jī)工況和最大動(dòng)力性的發(fā)揮，還會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)的工作溫度，點(diǎn)火特性與發(fā)動(dòng)機(jī)的良好匹配，是發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作的一個(gè)重要因素。如果點(diǎn)火提前角過(guò)大，混合氣的壓力、溫度過(guò)高極容易引起發(fā)動(dòng)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(guò)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(rùn)滑油，使氣缸的磨損增加。

5.空氣、燃料以及潤(rùn)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(bào)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(guò)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(guò)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(huì)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(guò)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(zhǎng)期高速、超載行駛：超速行駛時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率增加，單位里程內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速增加，水溫、油溫升高，潤(rùn)滑油的粘度下降，氣缸壁上的油膜因?yàn)楦妆跍囟鹊纳吆蜐?rùn)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(dòng)機(jī)長(zhǎng)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(dòng)機(jī)氣缸非正常磨損的危害：

1.降低使用壽命：發(fā)動(dòng)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(lái)壽命的幾分之一，達(dá)不到最初預(yù)期的使用時(shí)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(dòng)機(jī)就不能繼續(xù)使用，必須進(jìn)行大修。發(fā)動(dòng)機(jī)在沒(méi)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(wú)疑增加了車輛的維修成本。

3.延長(zhǎng)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(zhǎng)了車輛的停運(yùn)周期，降低車輛的出勤率，在用車緊張的時(shí)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(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的影響最大。為保證汽車發(fā)動(dòng)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(dòng)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(dòng)機(jī)壽命較長(zhǎng)，否則縮短維修周期。對(duì)于初駛磨合，不論進(jìn)口車或國(guó)產(chǎn)車都明確了駕駛動(dòng)作、制動(dòng)方式、車速、裝載量、加注潤(rùn)滑油等各項(xiàng)規(guī)定，如不遵循則必然會(huì)使發(fā)動(dòng)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(shí)行合理載重，發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損就小，汽車的使用壽命就長(zhǎng)。如果在使用中超載，發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損會(huì)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(gè)走合期內(nèi)的載質(zhì)量不應(yīng)超過(guò)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(dòng)機(jī)有個(gè)最有利的工作轉(zhuǎn)速范圍。汽車行駛時(shí)，若能保證發(fā)動(dòng)機(jī)在這個(gè)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(lái)說(shuō)，發(fā)動(dòng)機(jī)保持中速運(yùn)轉(zhuǎn)可以延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。

3.保持發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作溫度：發(fā)動(dòng)機(jī)工作在理想的溫度范圍內(nèi)磨損最小，發(fā)動(dòng)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(dòng)機(jī)磨損、延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命的有效方法。

啟動(dòng)時(shí)，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(rùn)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(rùn)滑油或加有添加劑的專用潤(rùn)滑油，潤(rùn)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(shí)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(dòng)，原則上都應(yīng)預(yù)熱。起動(dòng)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(gè)認(rèn)識(shí)，一方面低溫下不進(jìn)行預(yù)熱，用起動(dòng)機(jī)反復(fù)起動(dòng)，未等溫度達(dá)到正常溫度就急于起步加速?zèng)_車。所以要想減少發(fā)動(dòng)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(shuō)明書(shū)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(guò)特殊地區(qū)(沙漠)后立即保養(yǎng)則效果會(huì)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(shí)；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(dòng)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(rùn)滑油、制動(dòng)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(dòng)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(shí)，應(yīng)檢查有關(guān)機(jī)件的緊固程度和汽車傳動(dòng)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(shí)，清洗發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)和底盤傳動(dòng)系統(tǒng)殼體，更換潤(rùn)滑油，對(duì)汽車上使用狀況開(kāi)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(jí)維護(hù)對(duì)汽車進(jìn)行全面的檢查、緊固、調(diào)整和潤(rùn)滑作業(yè)，使其達(dá)到良好的技術(shù)狀況。

四、總結(jié)：

通過(guò)對(duì)氣缸磨損規(guī)律的分析可知：為了防止汽車發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸壁的早期磨損，應(yīng)該保證潤(rùn)滑油、燃油的質(zhì)量，加強(qiáng)對(duì)“三濾”的維護(hù)工作，做好空氣、燃油和潤(rùn)滑油的凈化，保持發(fā)動(dòng)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(dòng)機(jī)的調(diào)校工作。