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1、2018-2-24商丘工学院毕业论文（设计）题目 发动机气缸早期磨损的原因及保护措施院 别 机械工程学院 专 业 汽车检测与维修 学生姓名 张膑栏 成 绩 指导教师 陈德林 2013年1月商丘工学院毕业论文(设计) I 摘 要 随着科技的进步，汽车工业同时也得到了迅速的发展，汽车已经走进寻常百姓 家中。汽车的各种故障也越来越显现出来。而这些故障往往较多的出现在汽车 的发动机上，导致汽车无法进行正常的行驶，影响车主的正常使用造成不必要 的麻烦。那么影响发动机正常运行的因素有哪哪些呢？其中发动机气缸的磨损 就是影响发动机正常工作的因素之一。气缸的磨损会导致发动机的动力不足， 活塞敲缸，烧机油，漏气
2、，压缩比明显下降等。本文就对发动机气缸的磨损机 理、一般规律进行介绍,并对其产生原因进行分析,从而提出对发动机气缸早期 磨损的预防措施。 关键词：发动机气缸;磨损机理;原因;预防措施发动机气缸早期磨损的原因及预防措施 II 目 录 前言.1 1 气缸的磨损机理.1 1.1磨料磨损 .错误！未定义书签。 1.2 腐蚀磨损 .错误！未定义书签。 1.3黏着磨损.6 2 气缸磨损的一般规律.9 2.1正常磨损 .9 2.2一般磨损 .9 2.3.严重磨损.9 3 气缸磨损原因及预防措施.13 结论.15 参考文献.16商丘工学院毕业论文(设计) 1 前 言 发动机气缸通常是在高温、高压、润滑不良和变
3、化的载荷下工作,并且承 受燃料燃烧时产生的酸性气体的腐蚀作用,这些因素对气缸的磨损都具有直接的 影响。由于发动机工作而引起的气缸磨损也是不可避免的。但是在同样的工作 条件下,相同的行驶路线上,气缸磨损的程度是不一样的,有些发动机是由于使用 和维护不当,气缸磨损异常,出现早期磨损现象。因此,为了提高气缸的使用寿命,研 究气缸的磨损规律,分析引起磨损的原因,以及采取延长寿命的对策措施是非常 必要的。发动机气缸早期磨损的原因及预防措施 21 气缸的磨损机理 1.1 磨料磨损。由于混合气体中大部分是空气,空气中吸入了尘埃、润滑 油中的结焦以及金属磨屑等坚硬杂质颗粒是磨料的来源,它附着在缸壁表面引起 的
4、磨损叫磨料磨损。磨料粒子会在活塞往复运动方向造成划痕,在气缸工作表面 上呈现不均匀分布的、粗细不等的及连续或断续的沟线,个别粗大的磨料会留下 粗大的擦伤。1.2 腐蚀磨损。腐蚀磨损燃料燃烧的产物CO2、CO、SO2等,在冷却水温较 低和低温起动时极易与水份形成酸性物质,凝结在缸壁上。如果缸壁的油膜不够 厚,酸性物质就会腐蚀气缸。腐蚀沿着缸孔材料组织中的石墨发生,在气缸上部 形成疏松的细小油穴。进而在摩擦作用下造成缸壁金属脱落,这种磨损称腐蚀磨 损 1.3 粘着磨损。气缸与活塞组在润滑不良情况下滑动时,两者有微小部分 金属面直接接触,摩擦产生局部高温,使之融化粘着、撕脱,逐步扩展造成粘着磨 损。
5、如果油膜能及时恢复,可起到清洗和冷却作用,则温度下降,微小粘着部分脱 落而不会扩展至较大范围异常磨损,缸壁、活塞及活塞环急速受到严重损伤,在 缸壁表面上呈现熔化流动状态,显出不均匀、不规则边缘的沟痕。与腐蚀磨损和 磨料磨损相比,这是一种破坏性更大的磨损,通常把这种磨损称为“拉缸” 。2 气缸磨损的一般规律2.1 正常磨损。正常磨损的特征是:在活塞环上下止点处的磨损量较大,形 成了明显的台阶。这是因为活塞在上止点附近时,第一道气环受到燃气压力,并 以很高的压力压向气缸,而摩擦面的相对滑动速度接近于零,难以形成油膜,致使 气缸表面上形成的疏松腐蚀产物被第一道环刮去,形成台阶。气缸中部润滑条件 较好
6、,腐蚀作用很小,因此磨损量最小。气缸下部油环在下止点处的滑动速度也 接近于零,油膜不易形成,磨损也大一些。正常磨损包括磨料磨损和腐蚀磨损,但 磨损量较小。2.2 一般磨损。由于进气时吸入大量尘埃或严重积碳的磨料所形成的磨损。 尘埃是从上部吸入,积碳也是在上部形成,所以气缸上部磨损量大,而且最大值在 上止点之下。但是如果润滑油中含有大量金属磨粒或尘埃等杂质时,气缸的下部 磨损增大,这是由于飞溅润滑缸壁的润滑油,其中杂质在重力作用下,自下而上分 布,所以气缸下部磨损严重。2.3 严重磨损。在上止点第一环处的磨损量超过正常磨损许多倍,而且摩擦 面呈现熔化流动状态,边缘有不规则、不均匀的沟痕。当公交车
7、在冬季时,由于 低温起动频繁;特别是现在我公司使用汽油、天然气两用燃料以来,由于天然气 中的硫分燃料相当高,在上止点第一环处的磨损量超过正常磨损,且气缸中部的 磨损量比正常磨损量大。这是因为气缸的腐蚀磨损较大,剥落下来的金属微粒在 活塞运动速度较大的区域发生了严重的磨料磨损。商丘工学院毕业论文(设计) 3发动机工作时,气缸实际磨损情形比较复杂,上述各种磨损往往同时存在,又 相互影响。例如,气缸上部腐蚀磨损产生的磨粒会引起气缸中部的磨料磨损,磨 料磨损使气缸和活塞环磨损严重,造成大量漏气,破坏了气缸壁的正常润滑,又会 引起粘着磨损。3 气缸早期磨损的原因及预防措施3.1 润滑油质量差。润滑油的品
8、质,取决于它的粘度、油性和抗氧化性等。 润滑油的粘度随着温度升高而下降的性质叫粘度温度特性。润滑油的粘度过大, 流动性不好, 特别是在低温启动时,因为润滑油的粘度过大难以迅速到达摩擦表 面,从而使发动机早期磨损;如果润滑油粘度过低,又会因为润滑油的压力过低, 导致润滑油的供给不足,不能形成可靠的润滑油膜,同样造成气缸的磨损。不合 格的润滑油含有水分和杂物较多，抗氧化,抗腐蚀能力较差，使用过程中很容易 结胶和积碳，老化变质快。如此时发动机高速运转，润滑油粘度将大幅下降形 成油膜的强度不够。应避免使用假冒伪劣润滑油的前提下，合理使用以预防气 缸的早期磨损，延长发动机使用寿命。3.2 燃料的品质差。
9、燃油主要是指供发动机缸内燃烧发挥过力的油，油汽 油和柴油之分。评定汽油的指标主要是馏分温度、辛烷值和含硫量，如果燃油 质量不好，其重质馏分较多，当在低温状态下启动时重质馏分不易挥发，以以 油滴状态进入气缸，冲刷气缸壁上的润滑油膜，稀释曲轴箱内的润滑油，发动 机的磨损加剧，爆燃主要是燃油中的辛烷值不够，导致油的抗爆性下降，会导 致发动机的使用寿命大大减少，影响发动机的性能损坏活塞，使活塞环断裂， 导致拉缸，造成气缸的早期磨损。汽油中硫的含量过高对发动机的影响也很大， 汽油硫化物燃烧时产生的二氧化硫在低温时与凝结在气缸壁上的水球生成亚硫 酸，对缸壁有很强的腐蚀作用加速气缸的磨损。在保证辛烷值的前提
10、下，馏分 温度和含硫量对缸壁的腐蚀是在低温状态下起作用，温度越低腐蚀作用越强， 在冬季应尽量减少冷车启动的次数，如果有条件可以将车停放在暖库内，以避 免气缸的非正常磨损。另外燃料中含有的少量硫、硫醇或其他有害物质,都会影 响发动机气缸壁的磨损。燃料油中的含硫量对发动机的影响很大,燃料油中的各 种硫化物在燃烧后产生SO2等含硫化合物,当气缸壁温度低时,燃烧废气中的水 蒸气在缸壁上凝结成水珠,与SO2反应生成亚硫酸,对气缸壁金属有强烈的腐蚀 作用,加速缸壁的磨损。如果燃料中的硫含量尽可能的减少,则燃料方面可减少 对气缸的磨损。3.3 发动机工作温度不正常。发动机在正常工作温度(水温在8090)下
11、运转,不仅能节约燃料,更重要的是可以减少气缸的磨损,延长发动机的使用寿命。 在正常温度下，发动机产生的废气被排出气缸，对气缸的腐蚀最小。当温度过 低时，废气中的碳氧化合物在一定的压力条件下极易形成酸性物质腐蚀缸壁。 实验证明，温度越低对缸体的腐蚀越强；实际中,当其它条件相同,发动机温度 为30时的气缸磨损要比温度为80时大得多。当温度高于一定温度时,由于 润滑油粘度急剧下降,可能使缸壁与活塞环产生干摩擦,同时腐蚀性气体直接与 缸壁表面氧化。温度越高,这种情况越严重。但是,如果发动机工作温度正常时, 上述两种情况就可以避免。因此,在车辆使用中要特别注意保持发动机的正常工 作温度。发动机气缸早期磨
12、损的原因及预防措施 43.4 油路调整不当。点火提前角不但影响发动机工况和最大动力性的发挥, 还会影响发动机的工作温度。点火特性与发动机的良好匹配,是发动机正常工作 的一个重要因素。如果点火提前角过大,混合气的压力、温度过高极容易引起发 动机爆燃而造成气门烧蚀、活塞烧损、断环以及拉缸,导致缸体早期磨损。如果 油、气路调整不当,混合气过浓,燃烧不完全,废气中含有未完全燃烧的油气直接 窜入曲轴箱,稀释润滑油,使气缸的磨损增加。 3.5 空气、燃料以及润滑油的滤清效果差。 空气中悬浮着很多尘土，其 主要成份是二氧化硅（Si02）一种比金属更硬的物质。1克尘土进入气缸， 可以使气缸上部磨损0.0l毫米
13、，安装空气滤清器能减少气缸，活塞和活塞环等 零件的磨损。据有关资料报道：轿车不安装空气滤清器，气缸磨损将增加7倍， 活塞磨损过滤增加3倍，活塞环磨损增加8倍。燃油滤清器、机油滤清器等零 件如果质量达不到要求，滤清效果变差。过多的杂质进入油路汽缸内，加剧缸 体的磨损，增加故障发生的可能性，如严重堵塞，还会导致车辆不能正常工作。 如果空气滤清器的工作好,可以把空气中的灰尘过滤掉,使较大的尘埃进不了气 缸,从而减少了气缸的磨损。在空气滤清器的失效与有效相比,气缸磨损相差很 大。5.汽车的长期高速、超载行驶超速行驶时发动机输出功率增加，单位里程内发动机的转速增加， 水温、油温升高，润滑油的粘度下降，气缸上的油膜因为缸壁温度的升高和润 滑油的粘度下降而受到破坏，造成气缸的早期磨损。同样严重超载运行，发动 机长期超负荷运转，引起气缸的早期损坏，发生拉缸四、发动机气缸非正常磨损的危害1. 降低使用寿命发动机气缸的非正常磨损，首先表现在降低使用寿命。由于各种原 因，气缸不仅磨损速度快，而且磨损量很大，难以修复，使用寿命只有原来寿 命的几分之一，达不到最初预定的使用时间。2.增加维修成本当出现非正常磨损，并且达到临界磨损线以后，发动机就不能继 续使用，必须进行大修。发动机在没有达到预定的使用周期就进行维修，维修 费用也较其他总成高，这样无疑增大了车辆的维
