• 投稿邮箱:nfnj@nfnjzzs.com
  • 在线编辑QQ:2382331644
南方农机版权信息

主管单位:江西省农业农村厅

主办单位:江西省农业机械研究所,江西省农业工程学会

编辑出版:《南方农机》杂志社

国内刊号:CN 36-1239/TH

国际刊号:ISSN 1672-3872

邮发代号 :22-149

出版周期:半月刊

出版地:江西省南昌市

发行范围:国内外公开发行

投稿邮箱 :nfnj@nfnjzzs.com

在线编辑QQ :2382331644

论文鉴赏 当前位置:首页 > 论文鉴赏 > 正文

柴油机汽缸套常见故障原因与预防措施

发布时间:2020-03-26 阅读数:35

杨贵斌

摘 要:汽缸套磨损会造成柴油机作业时出现油耗增加、功率下降、排气冒黑烟等故障现象;缸套凸肩断裂会造成活塞、连杆、机体、水箱等零件失效。重点对这两种故障原因进行了分析,提出了预防措施。

关键词:柴油机;汽缸套;故障原因;预防措施

中图分类号:TK428文献标识码:A

doi:10.14031/j.cnki.njwx.2018.07.050

汽缸套是柴油机的主要易损件之一,上部内表面是燃烧室的组成部分。在工作过程中,其内壁除直接受高温高压燃气冲击外,还要承受活塞侧压力和高速往复运动的强烈摩擦;外壁与汽缸体内壁组成冷却水腔,受冷却水的冷却,在内外壁温差和爆发压力作用下,汽缸套受到很大的機械应力和热应力。其主要失效形式为:磨损、头部凸肩断裂、拉缸、穴蚀等。本文重点对柴油机汽缸套磨损和凸肩断裂故障进行分析。

1 汽缸套磨损

在拖拉机使用一段时间后,作业时会出现油耗增加、功率下降、排气冒黑烟等故障现象。引起此类现象的原因很多,其中一个重要的原因是汽缸的磨损量过大。汽缸套的磨损一般分为磨料磨损、熔着磨损和腐蚀磨损三类。小型柴油机汽缸套的主要磨损形式为磨料磨损。

1.1 磨损原因

理想状态下,在曲轴飞溅润滑及活塞环的作用下,汽缸套内表面会覆盖一层很薄的油膜,活塞、活塞环工作时不与缸套内表面直接接触。但在实际使用过程中,因操作、维护不当,常造成汽缸表面与活塞、活塞环局部接触,产生磨损。影响汽缸套磨损的主要原因有:

(1)使用不当。①新机或大修后的柴油机,磨合试运转过程中,不按规程进行,磨合不到位,会造成汽缸套磨损。②刚启动时就加负荷运转,汽缸表面的润滑油膜形成不好,会造成汽缸与活塞、活塞环的局部直接接触,产生磨损。③经常超速超负荷使用柴油机,会使柴油机工作温度过高,产生柴油机过热现象,造成润滑条件变差,必将加剧汽缸的磨损;超负荷还会使柴油机工作粗暴,排气管冒浓烟,产生大量积碳,形成磨粒,造成汽缸磨损。④柴油机长时间怠速空转,会造成燃烧不良,积碳严重,使汽缸上部产生严重的磨料磨损。

(2)保养不到位。①长期不保养空气滤清器、机油滤清器,造成进入柴油机中的空气和机油不清洁,摩擦副中存在较多的硬质磨粒,使柴油机汽缸产生磨料磨损。②对冷却系或润滑系故障没有及时发现或排除,造成发动机过热、润滑油变质而使汽缸磨损,或因发动机过热造成缸塞间隙过小,破坏了润滑油膜,使汽缸磨损。③发动机大修后,汽缸安装位置不当,使汽缸中心线和曲轴轴线不垂直,造成活塞与汽缸运动过程的偏摩擦,加剧汽缸的磨损。

(3)制造质量问题。①汽缸套材质和表面处理方法选择不合理,耐磨性较差;或汽缸套与活塞环硬度匹配不当。②汽缸套制造质量差。汽缸套内孔表面粗糙度、尺寸精度和形位公差达不到要求。装配不当或缸套、机体等零件刚度差,工作中产生较大变形。

1.2 减小汽缸套磨损的措施

(1)新车或大修后的发动机,必须严格按规范磨合试运转后才能投入作业;保持空滤器、机滤器的滤清效果,提高整机清洁度,使用清洁的润滑油并按期更换,避免硬质磨粒进入摩擦副;不要超载超速运行,保持柴油机良好的燃烧,减小燃烧积碳造成的磨损。

(2)合理选配缸套与活塞环。缸套与活塞环材质,硬化相种类、数量及显微硬度的合理匹配,可以使缸套和环摩擦副的磨损减小。因此,在考虑提高缸套耐磨性的同时,应注重缸套、活塞环的合理匹配,提高摩擦副的耐磨性能。

(3)保持柴油机良好的冷却和润滑。要经常清除冷却水腔中的结垢,保持机油滤清器畅通,按时添加冷却水和润滑油。良好的冷却和润滑条件是减小缸套磨损、延长使用寿命的重要方面。

(4)保证汽缸套的维修质量。应保证缸套内孔具有较高的表面粗糙度、尺寸精度,形状和位置公差应符合要求。缸套、机体等零件应有足够的刚度,以减小工作中的变形。

2 汽缸套凸肩断裂

湿式汽缸套的上部有一个凸肩,缸套依靠凸肩支承在机体中,压紧后防止冷却液外漏。使用中会出现汽缸套凸肩断裂故障,易造成活塞、连杆、机体等零件失效的恶性后果。所以说汽缸套凸肩断裂是一种恶性事故,要注意预防。

2.1 缸套头部凸肩断裂的主要原因

(1)因汽缸套安装不当,导致汽缸套支承肩断裂。①当机体止口平面不洁,存在杂物时,或机体支承肩承孔清理不彻底,汽缸套装不到底,或强行压紧,压装缸套未用专用工具,进行不合理敲击等。②汽缸盖螺栓(母)扭紧力矩过大或不均匀,导致缸盖压紧力达不到要求(过松或过紧)。③由于加工不合格,使汽缸套凸出机体平面的距离过大或凸出量周圈不均匀;或共用一只缸盖的多缸机,缸套凸出量差别过大;④汽缸盖垫片质量差,厚薄不均等,都会造成缸套头部凸肩断裂。

(2)结构设计不合理。根部加工过程中切削量过大,导致根部因受剪切力过大产生暗裂纹;清根不彻底,尺寸超差,余量过大,缸套装不到底。

(3)发动机冷却液或润滑油缺失。柴油机长期超速超负荷使用,使缸套承受的机械应力和热应力过大,或活塞发生熔顶而引起严重拉缸时,汽缸套与活塞之间互相粘结,活塞下行对汽缸套产生很大的拉力,引起汽缸套支承肩断裂。

2.2 预防凸肩断裂的措施

(1)汽缸套凸出机体平面的高度不应过高或过低,要达到图纸要求。维修中要文明拆装,按要求上紧汽缸盖螺栓(母)。

(2)安装前对机体止口平面度,机体内孔垂直度、椭圆度等相关尺寸进行测量,满足图纸要求;汽缸套支承肩退刀槽及清根后尺寸符合图纸要求。

(3)确保柴油机良好的冷却和润滑,避免长期超速超负荷使用,减小汽缸套实际工作时的机械应力和热应力。


文稿来源:南方农机编辑部 网址:www.nfnjzzs.com