2.3活塞环与气缸套的摩擦磨损

三、活塞环与气缸套的磨合 2.影响环—套磨合质量的因素【9】 （1）润滑 磨合期所使用的滑油品质和数量有严格 的要求，用纯矿物油或低碱性气缸油，以便 获得一定的腐蚀磨损，加快磨合过程的进行。 在任何条件下不能用高碱值气缸油，碱值越 高拉缸发生率越大。 在磨合的不同阶段，适时换用不同碱值 的气缸油可获得良好的磨合效果。在磨合过 程中增加气缸供油量。磨合完成后，及时换 用碱值正常的气缸油。
磨合性能 抗拉缸性能
环外表面
喷钼
耐磨性 有效防止拉缸
工艺措施：
磷化处理 提高 对气 缸套 采用 内圆 表面 松孔镀铬 磨合效果 抗拉缸性能
珩磨加工 或 波纹切削
最隹初始 粗糙度的 特殊形貌
减少拉缸
加速磨合
三、活塞环与气缸套的磨合 2.影响环—套磨合质量的因素【9】
（3）磨合程序
科学合理的磨合程序的制订原则
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。
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。
练习： 船舶柴油机在经过修理后，如果更换了气缸套或活 塞环、或更换了轴瓦，当投入正常运转之前的磨合 过程______。 B A．可以省略 B．绝对不可省略 C．根据情况而定 D．随意 A 柴油机燃用重油时，磨合运转应选用______的气 缸油，以加速磨损。 A．低碱值 B．中度碱值 C．高碱值 D．不含碱性
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 导致 粘着 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℃
2.日常管理使用
（1）加强燃油和燃烧的管理 （2）加强良好的润滑 （3）注意气缸冷却水温度 加强燃油品质的选择和净化处理可有 对气缸润滑油品质的选择、净化处理 效地减少腐蚀磨损和磨粒磨损。使用劣质 冷却水温度过低和过高都是不利的。 及供油设备的维护等应按规定认真执行， 燃油时（粘度高、杂质和硫分大等）应采 注意水温的变化并使之保持在要求的温度 注意注油定时、注油率的选择。 取相应措施。保证燃油完全燃烧，减少由 范围内，同时加强对冷却水的管理，定期 于燃烧不良引起的缸套磨损。 进行水处理。
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。
练习： A 润滑油的______对筒状活塞式柴油机气缸套和活 塞环的磨损产生影响。 A．黏度 B．闪点 C．总碱值 D．抗氧化安定性 C 船舶主机运转期间，______能减少气缸套磨损， 防止产生异常磨损。 A．使用低碱值的气缸油 B．使用高碱值的气缸油 C．根据燃油含硫量选择气缸油的碱值 D．对气缸油的碱值无要求
三、活塞环与气缸套的磨合 2.影响环—套磨合质量的因素【9】 （2）摩擦表面形貌 通常环和套均采用耐磨的铸铁材料。为 了提高环和套磨合和抗拉缸性能，采用表面 改性处理和使缸套表面具有适于磨合的初始 粗糙度是很有效的工艺措施。
工艺措施：
镀锡 磷化 改善 镀铜 环 氧Fra Baidu bibliotek 提高
采用 环外圆表面 对 活 塞 环
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。
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
§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。
转速
制订 原则 负荷 时间
由低到高 由小到大 合理分配
四、减少气缸套磨损的途径【10】 1.制造安装工艺
高磷铸铁 材料（合金铸铁） 磷铬铸铁 含硼铸铁
缸套 高频淬火 激光表面淬火 强化处理 松孔镀铬 内外表面的离子渗氮 缸套强化处理应与环外圆表面相匹配
保证活塞组件和气缸套的装质量和它们之间的 正常配合间隙时不可忽视的。
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
（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)为缸套正常磨损情况。其原因【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：（b)与（c)并存。即空气灰尘、燃 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 其原因是：冷却水温过低，在 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4～6倍）。 磨损。 损；燃油中硫分燃烧产物引起硫酸腐蚀。
练习： 二冲程直流扫气柴油机的气缸套发生黏着磨损、磨 粒磨损、腐蚀磨损最大的部位在______。 A A．上止点附近 B．下止点附近 C．行程中点 D．全部行程
由于进入气缸的新气携有大量尘埃或燃烧不良，引 起气缸上部严重的______磨损。 C A．黏着 B．腐蚀 C．磨粒 D．二次磨粒
练习： 由于燃油的成分或柴油机经常冷车起动引起气缸套 上部和中部异常的磨损现象是由严重的______磨 D 损造成的。 A．黏着 B．磨粒 C．腐蚀 D．腐蚀和二次磨粒 B 燃油中含有较高的______是引起气缸套产生磨粒 磨损的重要原因。 A．钒钠含量 B．铝硅含量 C．硫含量 D．灰分含量
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SO2和 缸套磨损量在允许范围内（一般最大允许 磨损量为0.4%～0.8%缸套内径） 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 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 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。
练习： B 柴油机运转中______将对其缸套和活塞环的过度 磨损产生影响。 A．冷却水压力稍低 B．冷却水高温 C．气缸冷却腔结垢 D．冷却水处理不良
C 柴油机气缸套异常磨损是______不良的结果。 A．冷却 B．润滑 C．轮机管理 D．燃烧
三、活塞环与气缸套的磨合 新机或更换新缸套在投入正常运转前应进行磨 合，这一过程绝对不可省略。环与套未经磨合或 磨合不良就投入正常运行，必然会产生严重的粘 着磨损。新柴油机在厂台架试验须进行磨合运转， 装船后开航前还需进行严格的磨合运转。 【8】 1.环—套磨合良好的标志 ①缸壁润湿、光亮、清洁，油污不严 磨合良好 重且易清除。 的特征 ②工作表面无明显磨损、划痕等。 ③环在槽中活动自如，表面有一圈发 亮的磨合带。