2.3活塞环与气缸套的摩擦磨损解析
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二、活塞环与气缸套的磨损 3.活塞环与气缸套的异常磨损 (2)异常磨损的规律★ ★
气缸套沿中心线方向的磨损规律图
(为缸套正常磨损情况。其原因 b) ( 为缸套异常磨粒磨损情况。其原因是: c) (为缸套异常磨粒磨损情况。其原因是: d) ( 为缸套异常磨粒磨损情况。其原因 e) ( 为缸套异常粘着磨损情况。其特 f)为缸套异常腐蚀磨损情况。其 (g)为缸套异常腐蚀磨损情况。 (a) 【3】有:边界 缸套上部因新鲜空气携带大量灰尘进入气 滑油中的机械杂质过多,筒形活塞式柴油 是:( 点是:上止点第一道活塞环对应的缸 原因是:燃油含硫量高或柴油机经 b)与( 其原因是:冷却水温过低,在 c)并存。即空气灰尘、燃 润滑或油膜过薄发生粘着磨损;各种杂质(灰 缸和燃烧不良产生的大量积炭所致。 机缸套自下而上布油造成下部严重磨损。 烧积炭和滑油中的机械杂质过多所致。 壁磨损异常增大,甚至出现大面积的 常冷车起动致使缸套上部产生严重 缸套下部形成严重的低温腐蚀 尘、炭粒、氧化物、机械杂质等)引起磨粒磨 拉伤现象。 的腐蚀磨损(正常的 磨损。 4~6倍)。 损;燃油中硫分燃烧产物引起硫酸腐蚀。
二、活塞环与气缸套的磨损 3.活塞环与气缸套的异常磨损 (3)异常磨损的原因 ③润滑油腔滑的管理【7】 根据使用经验: 对润滑油的管理、使用不当、碱值不当、油 使用高硫分(含硫大于2.5﹪)的燃油, 压不足、滑油变质不及时更换、气缸注油率不 气缸油的TBN(总碱值)应为65~70。 合适、滑油中混入机械杂质,都会引起活塞环 燃油中硫的含量小于2.5﹪,气缸油的 和缸套的异常磨损。 TBN( 总碱值)约为40。 在恶劣工况下选优质矿物油再加入各种效能 的添加剂。 使用劣质高硫燃油时,气缸油的碱值应与其 匹配,以降低酸腐。
练习: 柴油机正常运转时气缸套-活塞环的摩擦表面间可 能出现的摩擦类型有______ B 。 Ⅰ.边界摩擦,Ⅱ.液体摩擦,Ⅲ.干摩擦,Ⅳ.半干 摩擦,Ⅴ.半液体摩擦 A.Ⅰ+Ⅱ+Ⅳ B.Ⅰ+Ⅱ+Ⅴ C.Ⅰ+Ⅲ+Ⅴ D.Ⅰ+Ⅳ+Ⅴ 为了提高柴油机气缸油在高温下保持油膜的能力, 在气缸油中加入了______ D 。 A.极压添加剂 B.油性添加剂 C.抗腐蚀剂 D.抗氧化添加剂
二、活塞环与气缸套的磨损 磨粒磨损:在缸、活塞环和环槽进入硬 粘着磨损是由于油膜破坏导致干摩擦引起。 腐蚀磨损:燃油中的硫燃烧生成 缸套磨损量在允许范围内(一般最大允许 SO2和 磨损量为 部位:缸壁第一道环上止点位臵最严重;二 SO3 杂质引起。第一道环最严重;缸套上部 ,在有水蒸气存在时会生成酸而腐蚀 0.4%~0.8%缸套内径) 较严重,在缸套内表面沿活塞运动方向 冲程机排气口筋部和四周易发生。现象:局 缸套。缸套上部最严重,会加剧磨粒磨 1.活塞环与气缸套的磨损种类 有平行直线状的拉伤痕迹来识别。 部金属熔融,有不均匀、不规则的沟纹。危 损。柴油机在低速运转或冷车起动,尤 害:油耗高、漏气,甚至发生“拉缸”或 其是润滑油不足时腐蚀强烈,由硫酸引 (1)磨粒磨损 “咬缸” 起的腐蚀称为硫酸低温腐蚀或“低温” 腐蚀。 种类 (2)粘着磨损 (3)腐蚀磨损
二、活塞环与气缸套的磨损 2.活塞环与气缸套的正常磨损【2】
(1)活塞环正常磨损的特征:环厚度基本均匀, 外表面光滑无毛刺,较清洁,无硬化层,其外形呈 鼓形。环正常磨损速度≤0.1~0.5mm/kh。 (2)缸套正常磨损的特点:最大磨损部位在活 塞上止点第一道环附近,并沿缸壁向下磨损量逐渐 减小,内孔呈喇叭状,左右舷磨损大于首尾向。缸 套工作表面清洁光滑,无明显划痕、擦伤等磨损痕 迹。
二、活塞环与气缸套的磨损 3.活塞环与气缸套的异常磨损 (1)异常磨损的特征【4】 ①活塞环和缸套异常磨损率很高:一般铸 铁>0.1mm/kh;活塞环>0.5mm/kh。 ②缸套表面脏污、划痕、擦伤、撕裂等拉缸 或咬缸现象,或缸壁表面发蓝,有明显烧灼。 ③磨损产物颗粒较大。一般正常磨损的磨 屑Φ<1µm;异常磨损的磨屑Φ达25~30µm。 另外:吊缸时,通过测量计算磨损率、圆 度、圆柱度来判断。
§2.3
活塞环与气缸套的摩擦磨损
一、活塞环与气缸套的摩擦形式
二、活塞环与气缸套的磨损
三、活塞环与气缸套的磨合 四、减少气缸套磨损的途径
一、活塞环与气缸套的摩擦形式【1】 典型的滑动摩擦形式:缸套与 活塞环“往复运动”。 在高温高压作用下,特别是 在上、下止点位置附近运动速度 低,工作表面间只能形成极薄的 油膜,实现边界润滑;在行程中 部形成液体润滑;其它部位则处 于半液体润滑状态。 为了增加高温下保持油膜的能 力,现代气缸滑油中添加抗氧化 性的添加剂。
二、活塞环与气缸套的磨损 2.活塞环与气缸套的正常磨损【2】 (3)气缸套正常磨损的参数: ①圆度误差、圆柱度误差,内径增量(缸径 最大增量)小于说明书或有关标准的规定值。 ②缸套正常磨损率: 铸铁<0.1mm/kh; 镀铬在0.01~0.03mm/kh。
(4) 气缸套的正常磨损原因【3】
(1)处于边界润滑部位的局部金属直接接触引起 的黏着磨损。或因过薄的油膜被工作表面的尖锋刺破, 或因高温、速度低等使油膜未能形成或遭破坏。 (2)进入气缸的新鲜空气中的灰尘,燃油或滑油 燃烧生成的各种氧化物、炭粒和灰分,润滑油中的 机械杂质及运动副的摩擦产物等均会引起磨粒磨损, 且以气缸上部最为严重。 (3)燃油中硫分的燃烧产物对缸壁的硫酸腐蚀。 由于活塞在上止点时第一道环对应缸壁处含酸量最 大,为缸套下部的4倍,造成缸套上部严重的腐蚀磨 损。气缸上部燃气温度与压力对硫酸露点的影响, 使上部凝结较多的酸。
二、活塞环与气缸套的磨损 3.活塞环与气缸套的异常磨损 (3)异常磨损的原因 ②冷却水温的管理【6】 壁温 出口冷却水温过低 H2SO4露点 低于
低温腐蚀
出口冷 缸壁冷却不良 粘着 导致 却水温 粘度下降,油膜破坏 磨损 过高 油氧化严重,炭垢增加 适当提高冷却水温,有利于防止酸腐。一般 冷却水温度控制在85~90℃
பைடு நூலகம்
二、活塞环与气缸套的磨损 3.活塞环与气缸套的异常磨损 (3)异常磨损的原因 ①燃油和燃烧的质量【5】 燃油质量对缸套磨损的影响主要取决于燃油 中的含硫量,当含硫量高于0.7~1.0﹪时,磨 损量将急剧增加。 低质燃油中的灰分、机械杂质以及燃油裂化 使用的含硅、铝的催化剂等以硅酸铝颗粒存在, 会使缸套和活塞部件发生异常磨粒磨损。 燃油燃烧不良会使炭粒增加,积炭严重。