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2020 1 22 商丘工学院商丘工学院 毕业论文 设计 毕业论文 设计 题目题目 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 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 错误 未定义书签 1 2 腐蚀磨损 错误 未定义书签 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 2 1 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 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 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 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 80 90 下 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 发动机气缸早期磨损的原因及预防措施 4 3 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 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修成本 换言之 汽车挣的少 或者在赔钱 3 延长维修周期 影响生产 正常的使用中增加维修次数 不仅增加了维修成本 还延长了车辆 的停场周期 降低车辆的出勤率 在用车紧张的时候直接影响了运输任务的完 成和路单结算 五 非正常磨损的预防措施 新车或大修后的车辆走合对发动机的影响最大 为保证汽车发动机 正常工作 必须进行必要的初驶磨合 磨合质量的直接影响发动机的使用时间 在磨损极限一定的条件下 按规定磨合的发动机寿命较长 否则短 对于初驶 磨合 不论进口车和国产车都明确了驾驶动作 制动方式 车速 装载量 加 注润滑油时机等各项规定 如不遵循则必然会使发动机在初驶期内不能良好地 磨合 甚至发生拉缸等严重事故 商丘工学院毕业论文 设计 5 1 减载 每一特定车型都应按规定实行合理载重 发动机的磨损就小 汽车 的使用寿命就长 如果在使用中超载 发动机的磨损会随之增加 要求车辆在走合期第一阶段一般应空载 2 3 整个走合期内 的载质量不应超过额定载荷的 75 不允许拖挂或牵引其他车辆或机械 2 限速 在一定载荷下 发动机有个最有利的工作转速范围 汽车行驶时 若能保证发动机在这个转速范围内工作 则单位行驶里程的气缸磨损量也最小 一般地说 发动机保持中速运转可以延长发动机的使用寿命 要求车辆在走合期内 汽油机应在化油器下装限速片 货车最高车速一般 不应超过 40 50 km h 轿车发动机转速不应超过 4200 4500 r min 3 保持发动机的正常工作温度 发动机工作在理想的温度范围内磨损最小 发动机的温度直接影响 腐蚀磨损程度 保持正常水温是差距少发动机磨损 延长车辆寿命的有效方法 启动时 预热温度应升至 50 60 行驶中 冷却系统水温不应 低于 80 4 选择优质燃料和润滑油 选择抗爆性好的优质燃油 以防汽油机爆燃 选择粘度较低的优质 润滑油或加有添加剂的专用润滑油 润滑油加注数量应略多于规定量 并应按 走合期维护的规定及时更换 5 严寒季节的正确使用 严寒季节的冷车启动 原则上都应预热 起动后 也不要猛轰油门 温度运不到起步温度不要起动 很多驾驶员缺乏这个认识 一方面低温下不进 行预热 用起动机反复起动 未等温度达到正常温度就急于起步加速冲车 所 以要想减少发动机的磨损 做到 冷摇慢转 就地升温 是非必要的 6 加强 三滤 的保养 一般的空气滤清器的滤芯都是纸质 滤清的效果比较高也容易堵塞 虽然说明书一般都规定行驶 6000 8000km 保养一次 但是为了保持良好的滤清 效果 如果能每行驶 2000km 保养一次 或在通过特殊地区 沙漠 后立即保养则 效果会更好 7 正确驾驶 起步 加速应平稳 换挡应平稳 及时 行驶中要注意选择路面 不在凹凸不平的路面上行驶 以减轻振动和冲击 8 加强维护 汽车走合期前 应检查汽车外部各种螺栓 螺母和锁销的紧固情况 检查润滑油 制动液的加注情况和轮胎气压 检查蓄电池放电情况和汽车的制 动效能 以防止汽车在走合期出现事故和损坏 汽车走合 150 时 应检查有 关机件的紧固程度和汽车传动系统 行驶系统的温度状况 并消除漏水 漏电 漏气现象 汽车走合 5