低速载货汽车使用维修经验与技巧集锦
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发动机拉缸的产生原因及防治技术

发动机“拉缸”,是指气缸内壁在活塞的运动范围内,出现明显的机械划痕和刮伤,严重时形成熔着性磨损,即活塞金属与气缸壁粘连、熔接在一起,导致发动机难以起动或者自行熄火的故障。

“拉缸”是发动机的一种严重故障,一旦发生“拉缸”,将被迫对发动机进行大范围的修复工作,严重影响低速货车的使用和经济效益。

1.发动机“拉缸”的原因分析

发动机出现“拉缸”的根本原因,是气缸内壁与活塞环、活塞之间难以形成润滑油膜,甚至出现干摩擦。引起这种严重故障的原因是多方面的,现归纳如下。

(1)活塞组和气缸方面的原因

①活塞环间隙过小。如果活塞环的开口间隙、边间隙或背间隙过小,当发动机运转时,活塞环因受热膨胀而卡死,与气缸壁压得很紧,加剧了气缸壁的磨损,严重时拉伤气缸壁。

②活塞环严重积炭。过多的积炭造成活塞环粘结或咬死在环槽内,同时积炭是一种硬质磨料,于是在活塞运动中气缸壁形成沟槽状磨痕。

③活塞销窜出。因活塞销卡簧折断或脱落,活塞销在运动中窜出,很容易拉伤气缸壁。

④活塞的配缸间隙过小。由于活塞的尺寸误差、材质不良或者装配不当,造成活塞裙部与气缸内壁的配合间隙过小,活塞受热膨胀后被卡住,进而拉伤气缸壁。

图1-9 侧压力导致“拉缸”示意图

⑤过大侧压力的影响(图1-9)。由于活塞、活塞销与连杆特殊的连接形式,在气缸燃烧气体压力的作用下,活塞在运行过程中往往发生“换向”现象,于是形成侧压力(即推力),从而造成气缸在与活塞销垂直的方向上产生明显磨损,促成“拉缸”。

(2)使用方面的原因

①磨合不良。新机或大修后的发动机,在气缸、活塞和活塞环等零件的表面存在许多微观凹凸不平,机油膜难以形成。如果未经磨合立即投入大负荷运转,将造成气缸等零件的过度磨损,甚至“拉缸”。

②经常在低温下运转。发动机低温运转时,机油的粘度大,流动性差,在气缸内壁难以形成有效的油膜。据研究部门测试,柴油机在冷却液温度30℃以下负荷运转时,气缸的磨损量是正常冷却液温度时的5~7倍。

③发动机过热。如果冷却系统维护不善,或者超负荷运转,过高的机体温度不仅使零件的机械强度降低,而且破坏气缸壁上的机油膜。在发动机过热的情况下,活塞受热膨胀后,容易卡死在气缸内,其后果往往是活塞金属部分熔化,气缸壁被拉坏,发动机熄火。

④空气滤清器密封不良。由于过滤效果差,空气中的灰尘等杂质混入气缸内,形成磨料磨损。有试验表明,发动机即使每天吸进几克灰尘,气缸的磨损量将增大10倍以上。

在维修实践中,发动机“拉缸”往往是由于几种因素共同影响的结果。例如,未经磨合的发动机冷机起动后立即投入满负荷运转,在这种情况下,很容易发生“拉缸”故障。

2.预防发动机“拉缸”的主要措施

(1)在使用环节上

1)合理操作发动机,起动前摇转曲轴10多圈,使气缸壁上布满机油膜。避免长时间超负荷运转,不要空踩加速踏板。

2)对新机和大修后的发动机,一定要先经过磨合,即在保证良好润滑的条件下,按照“转速从低到高、负荷从小到大”的原则,认真按照规程进行磨合操作,并经过检查、调整、清洗和更换机油以后,才能投入正常的负荷运转。

3)按照《使用说明书》的规定,正确选配活塞裙部与气缸壁之间的间隙,检查和调整活塞环的开口间隙和边间隙。

4)避免发动机过热,这是防止发动机“拉缸”的关键所在。为此,应当注意以下几点:

①要正确调整冷却风扇传动带的松紧度,防止传动带折断,检查节温器的工作状况,定期清除冷却系统的积垢,使冷却液温度维持在70~95℃,总之要保持冷却系统良好的工作状态。

②在高温并缺水的情况下突然熄火时,要及时用手摇柄摇转曲轴和活塞,直到气缸体温度有所降低,防止活塞与气缸壁粘结在一起。

图1-10 机油喷嘴示意图

③使机油喷嘴保持畅通(图1-10)。有的发动机设置了活塞冷却喷嘴,它安装在气缸体的主轴承座上,从冷却喷嘴中喷出的机油喷向活塞侧压力较大的一侧,对活塞进行冷却,用于降低活塞周围的热负荷,减少发动机“拉缸”的风险。一旦机油油路堵塞,将导致冷却喷嘴不能正常喷机油,可能引起发动机“拉缸”事故。

5)维护好润滑系统,防止机械杂质和积炭混入机油中,消除气缸壁的磨料磨损。

6)严禁脱水运行

①每天作业前应检查和加注冷却液。

②禁止先起动发动机后加冷却液。

③要特别警惕在满负荷运转中发生水泵轴突然断裂、放水开关脱落、散热器漏水等现象。

7)加强空气滤清器的维护,严防灰尘进入气缸内。

(2)在修理环节上

①选用高质量的铝活塞、活塞环以及气缸套做配件。

②正确选配活塞裙部与气缸壁的配合间隙。95型柴油机活塞与气缸壁的间隙应为0.19~0.225mm,4125型柴油机为0.25~0.29mm。合适的配缸间隙能够有效防止铝活塞膨胀后因间隙过小而产生“拉缸”现象。

③注意检查活塞销、主轴颈、连杆轴颈等的平行度和同轴度,以及活塞销与连杆衬套的间隙,防止因活塞“偏缸”而发生“拉缸”故障。

④当发动机出现冒蓝烟、烧机油时,应当考虑气缸内壁的圆度、圆柱度已经超标,需要及时检查和修复,不可带病行驶。