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导致发动机拉缸的原因

发布日期:2018-07-26

        导致发动机拉缸的原因有很多,对于一般的用户甚至许多从事相关工作的技术人员而言,要迅速、准确地分析、判断故障产生的原因,并不是一件很容易的事。为此,本文拟就拉缸的几个主要原因加以分析,希望能对广大用户和维修人员有所帮助。 
  发动机在工作时,活塞及活塞环在汽缸内做高速往复运动。受混合气燃烧产生的巨大膨胀推力,活塞及活塞环通过机油所形成的油膜与汽缸内壁紧密接触。在正常情况下,由于油膜的隔离和缓冲作用,活塞及活塞环并不与汽缸直接接触,但是,在某些特定的情况下,两者会直接接触,发生滑动摩擦,并产生大量的热量,若散热条件得不到有效改善,可能会融化活塞、活塞环或汽缸内壁金属表面,使滑动摩擦面融合在一起,在活塞的高速运动中产生纵向拉痕,严重时两者抱死,即发生所谓的拉缸现象。其主要原因有以下几个方面。 
  1、发动机初期磨合不足,高速运行引起的拉缸 
  对于刚刚组装的新发动机,看似光滑的汽缸内表面和活塞、活塞环的外周表面,实际上是由无数微米级的高低不平的突起组成的,在发动机真正可以随心所欲地运转之前,必须对配合表面进行初期磨合,削去突起的尖峰,使表面光滑,受力均匀,滑动时不相互咬合,运转才能滑畅。因此,新发动机在组装后必须进行一定程度的磨合。否则,在活塞、活塞环与汽缸配合面上的较高的突起上,将承受集中载荷,其单位面积的压力非常之大,摩擦后温度上升,突起软化、融化、以致拉缸。 
  2、活塞过热引起的拉缸 
  当活塞过热时会发生局部的异常膨胀。由于活塞变形,活塞环槽扭曲成波浪状,活塞环与活塞环槽短暂地甚至长时间咬合在一起,造成活塞环无法正常工作。这时,活塞环的棱缘部以极高的单位面积压力与汽缸内壁直接接触摩擦,使活塞环不但丧失了密封燃烧气体的功能,并且破坏了汽缸内壁上的机油油膜,从而引起拉缸。 
  造成活塞过热的原因主要有: 
  ①汽油油质差,造成混合气异常燃烧而产生高温; 
  ②供油系统、点火设定或调整不良,造成混合气异常燃烧而产生高温; 
  ③活塞本体设计不良或活塞铝件致密度差,使从活塞向汽缸的热传递不充分而造成的活塞过热; 
  ④发动机外部冷却不充分而造成的过热。 
  3、活塞环游隙不当引起的拉缸 
  发动机在运转时,其燃烧室内往往不可避免地产生积碳。虽然机油和活塞环具有清除积碳的功能,但是,对于堆积在活塞环槽内,特别是第一道气环槽内的积碳的清除是非常困难的。当活塞环槽内的积碳逐渐增加时,就会给活塞环带来不当的侧隙和背隙,妨碍活塞环的活动,给活塞环施加异常的压力,使活塞环与汽缸内壁直接接触摩擦,从而引起拉缸。 
  燃烧室产生积碳的原因主要有以下几种情况: 
  ①使用的汽油油质较差; 
  ②混合气异常燃烧; 
  ③供油系统的混合气过浓; 
  ④点火系统特别是火花塞点火故障; 
  ⑤汽缸内壁上的机油残留过多; 
  ⑥从汽缸盖向燃烧室内渗漏机油。 
  4、活塞与汽缸的间隙不当引起的拉缸 
  由于汽缸内径和活塞、活塞环外径尺寸加工精度不良等原因,使得活塞与汽缸之间的间隙不当引起拉缸。间隙过小时,活塞与汽缸接触压力增加乃至抱死;间隙过大时,则活塞头部的摆动量加大,活塞头部及裙部与汽缸部分接触,或者活塞环棱缘部与汽缸部分接触,单位面积压力非常高,从而引起拉缸。 
  5、活塞和汽缸的表面形状不良引起的拉缸 
  在发动机工作时,活塞、汽缸两者的接触表面的理想形状应是圆柱形,使两者各处均匀接触,防止产生大面的压力。由于热胀冷缩的作用,在常温下,活塞裙部的形状在纵向上呈酒桶状,而在横向上则呈椭圆状。这种复杂的几何形状有着很高的精度要求。但是,由于设计、制造加工或材料等方面的原因,有可能引起形状不理想而造成拉缸。 
  其主要原因有: 
  ①活塞裙部加工精度不足造成形状变形; 
  ②汽缸内表面形状加工不良(圆度、圆柱度超差); 
  ③活塞销外径或者活塞销孔内径加工精度不足,导致两者之间的间隙太小,或两者之间夹有异物,使得发动机运转后活塞销膨胀而与销孔抱死,妨碍活塞裙部在销孔方向上的膨胀,从而致使裙部无法达到理想形状; 
  ④活塞裙部结构设计不良导致刚性不足时,裙部前后受力面受压变形凹陷,使得裙部侧面45°方向上局部受力增加而拉缸; 
  ⑤汽缸缸套结构设计不良或材料不良引起汽缸变形,使得活塞与汽缸在上止点附近配合过紧,摩擦力增大,从而引起拉缸。 
  6、表面处理不良引起的拉缸 
  从材料的角度看,活塞、活塞环在汽缸内高速运动,摩擦生热,严重时会使金属表面融化而粘接在一起,因此,一般要对活塞、活塞环甚至汽缸内表面进行各种表面处理,如镀铬、镀镍、喷钼、氮化、磷化、PVD(物理气相淀积)等,使其表面覆盖一层高熔点材料,从而达到不易产生高温融合的目的。但是,如果表面处理不良,如镀层厚度不足、附着性差等,则活塞及环与汽缸发生高温融合,便不可避免。 
  7、机油润滑失效引起的拉缸 
  发动机工作时,机油在汽缸和活塞、活塞环之间形成一层油膜,可有效避免两者的直接接触摩擦。但是,以下几种情况会使机油不能充分发挥其润滑的作用,从而导致拉缸: 
  ①机油量不足。显而易见,当机油量加入不足,发动机在运行过程中机油不断消耗而得不到及时补充时,无法建立其足够厚度的油膜而拉缸。 
  ②机油乳化。特别是在冬季,当发动机熄火后温度降低,汽缸筒下部和曲轴箱内(从通气管吸入)的空气中的水分凝结成水混入机油中,就会逐渐导致机油的乳化。同时,从燃烧室中泄漏的混合气也在不断地融入机油,促进机油的乳化。乳化后的机油浓度变稀,使机油变质,不易在汽缸和活塞、活塞环之间建立起有效的油膜。 
  ③机油牌号选择不当。根据地域、季节的不同应选择适当牌号的机油,如果选择不当,在冬季机油过粘,流动性差,或者在夏季机油过稀,都会导致润滑不良。 
  8、异物、杂质引起的拉缸 
  当汽缸与活塞、活塞环之间有硬质异物时,异物起到研料的作用,使两者表面加速磨损,严重时拉缸。 
  异物来源主要有以下几个方面: 
  ①发动机部品清洗不干净而带入的灰尘等异物; 
  ②发动机部品上残留的毛刺; 
  ③发动机运转过程中研磨下来的铁屑、铝屑; 
  ④空滤器过滤不良而随空气进入的灰尘; 
  ⑤机油、混合气燃烧不充分所产生的积碳; 
  ⑥消声器喷砂处理时残留在消声器内的铁砂被倒吸入燃烧室。