柴油机汽缸套常见损伤分析与预防措施

姜宝军

摘 要：对柴油机汽缸套常见损伤产生的原因进行了分析，提出了预防措施，并阐述了延长汽缸套使用寿命的措施。

关键词：柴油机；汽缸套；常见损伤；检测鉴定

中图分类号：S232.8 文献标识码：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2017.12.069

汽缸套是柴油机重要零件之一。汽缸套上部是燃烧室的组成部分，润滑条件恶劣，下部是活塞做功的场所，承受高压、高温燃气的作用和活塞运动时侧向力及摩擦力的作用。外表面与冷却水接触，受到穴蚀和电化学腐蚀作用。汽缸套常见的损坏形式，有内圆表面磨损、裂纹和拉缸，外圆表面的穴蚀，影响发动机的动力性和经济性，严重时发动机甚至无法工作。

1 汽缸套常见损伤产生原因分析

（1）汽缸套内圆表面磨损。原因有：①长期使用后，缸塞组件磨损，使缸塞间隙增大，高温燃气下窜冲刷，润滑恶化，尤其是第一道活塞环处的汽缸壁处，油膜难以形成，活塞环与汽缸壁之间产生半干摩擦，磨損加剧。②汽缸内表面还会受到燃烧生成物中酸性介质的腐蚀，低温情况下工作，这种腐蚀性磨损更严重。③当曲轴连杆轴颈磨损成锥形，或曲轴、连杆弯曲，及活塞连杆安装上的误差，都会使活塞环与汽缸发生偏磨，造成内圆表面磨损。

（2）汽缸套裂纹。原因有：①柴油机长期超负荷运行，热负荷和机械负荷大增，当超过缸套允许强度，会产生裂纹。②寒冷冬天，停车后忘记放冷却水而冻裂缸套。因冷却水结冰而冻裂的汽缸套一般是纵向裂纹。③缸套与机体配合间隙超限，缸套凸缘与机体接触面有杂物，使缸套倾斜，缸套凸缘下平面或机体上平面（与缸套接触）不平，则在活塞侧推力作用下，会产生微小的摆动，易使缸套产生裂纹。

（3）拉缸。原因有：①活塞环密封性能降低，可燃气体下窜到活塞裙部，破坏了润滑油膜，使活塞、活塞环与汽缸发生干摩擦而造成拉缸。②发动机温度过高，润滑质量降低，使活塞局部烧熔，产生粘着；或活塞环受高温而卡死、折断，使缸壁受拉伤或划伤而发生拉缸故障。③润滑油变质失去润滑的作用，造成拉缸。④装配质量不过关，活塞环边间隙与端间隙过小，当活塞环受热膨胀卡滞折断后，锋利的断口会将缸壁拉伤。

（4）穴蚀。柴油机工作时，活塞对缸套产生撞击，使缸套高频振动，引起冷却液压力变化。当冷却液压力降到某一临界值时，冷却液中的气体以气泡的形式分离出来。当这些真空泡和气泡受高压作用而破裂时，产生很强的冲击波，作用在汽缸套外壁上。在这种力的反复作用下，缸套外表面产生疲劳而逐渐脱落，呈麻点状和针状小孔，并随着穴蚀的进行而逐渐扩展。

2 汽缸套内表面的检查鉴定

（1）检查缸套内表面的拉伤划痕情况，看拉伤深度是否能被手指甲感觉出来。如果手指甲能感觉到有拉伤、划痕就必须更换。

（2）检查汽缸套内孔的磨亮情况。①轻微的磨亮，在磨损的区域处产生出一种如光亮镜面的表面粗糙度，并留有磷化镀层的痕迹和留有原始珩磨加工的迹线。②中等程度的磨亮，在磨损的区域处产生出一种如光亮镜面的表面粗糙度，并有非常轻的原始珩磨痕迹，或某种蚀刻形状的明显斑痕。③严重程度的磨亮。在磨损的区域内产生出一种光亮镜面的表面粗糙度，不再有珩磨加工的痕迹或某种蚀刻形状的斑痕。缸套内孔表面，在活塞环移动区域内，有超过20%的严重磨亮部分，要予以更换。

（3）汽缸套内孔测量：用内径千分表（量缸表），在缸套上、中、下部位测量缸套内径。在每个测量部位互相成90°的两个位置测量。用内径千分表测量汽缸套内孔的不圆度：在离汽缸顶平面25.4 mm处，测量缸套内孔不圆度，不应超过0.08 mm，测量下部缸套内孔不圆度，不应超过0.05 mm。

（4）用内径千分表检查汽缸套的磨损：如果缸套磨损超过0.1 mm，应更换汽缸套或扩磨到下一级加大尺寸。对加大尺寸的汽缸套，活塞相应的有3级加大尺寸，即0.50 mm、0.75 mm和1.00 mm。通常换用新的标准尺寸的汽缸套要比搪磨到加大尺寸的汽缸套经济，并可继续使用标准的活塞和活塞环。如果汽缸套磨损没有超过使用限度，在没有重新搪磨前，汽缸套不应再次使用。

3 延长汽缸套使用寿命的措施

（1）新的或大修后的发动机，必须经过严格的磨合试运转后才能正式投入使用。注意磨合期不能长时间空负荷运转，这是因为燃油会稀释汽缸壁润滑油，可能引起拉缸。

（2）空气滤清器、机油滤清器和燃油滤清器保持良好的工作状态，对减轻汽缸套磨损至关重要。按时保养空气滤清器，使之经常处于良好的技术状态下工作。空气滤清器壳内必须加入适量的清洁机油，并定期更换。严禁不经过滤的空气直接进入汽缸。

（3）不允许发动机长期超负荷作业，发动机启动后，应预热一段时间，当水温升到60 ℃以上时才能起步。发动机温度不能过高或过低，正常的水温为75～95 ℃。尽可能不让发动机小油门空转，小油门空转机温低，会产生酸性腐蚀。

（4）发动机工作一段时间后（最好在高号保养或小修时），取出缸套，换上新阻水圈，旋转90°后再压入，这样可使其磨损均匀。活寒环开口间隙和边间隙应符合规定值，如超过磨损极限，应及时更换。经常保持喷油器在雾化良好的状态工作。供油提前角要正确，过晚冒烟，易产生积碳，加剧汽缸的磨损。endprint