氣缸套

氣缸套是一個圓筒形零件，置於機體的氣缸體孔中，上由氣缸蓋壓緊固定。活塞在其內孔作往復運動，其外有冷卻水冷卻。

基本介紹

• 中文名：氣缸套
• 屬性：一個圓筒形零件
• 位置：機體的氣缸體孔
• 作用：活塞在其內孔作往復運動

氣缸套的功用

氣缸套的功用有：

1．與缸蓋、活塞共同構成氣缸工作空間。

2．筒形活塞柴油機的氣缸套承受活塞側推力，成為活塞往復運動的導程。

3．將活塞組件及本身的熱量傳給冷卻水，使之工作溫度適當。

4．二衝程柴油機的氣缸套布置有氣口，由活塞啟閉，實現配氣。

氣缸套的工作條件

氣缸套內表受高溫高壓燃氣直接作用，並始終與活塞環及活塞裙部發生高速滑動摩擦。外表與冷卻水接觸，在較大溫差下產生嚴重熱應力，受冷卻水腐蝕。活塞對缸套的側推力不僅加劇其內表摩擦，並使其產生彎曲。側推力改變方向時，活塞還撞擊缸套。此外還受到較大的安裝預緊力。

氣體壓力使氣缸壁產生切向拉應力和徑向壓應力，並且在內表面最大，這種應力都是高頻脈動應力。

因缸壁內外溫差產生極大的熱應力，一般溫度下使內表面產生壓應力而冷卻面存在拉應力。但在特高氣溫下，近內表面金屬蠕變塑性變形，而冷卻後即在內表面形成殘餘拉應力，這種隨起動、停車變化引起的低頻應力會使材料疲勞。

對氣缸套的要求

氣缸套應有足夠的強度、剛度和耐熱性能，還應具有較好的耐磨性能。工作中應有良好潤滑和冷卻。

缸套一般採用含磷或含硼的耐磨合金鑄鐵作材料，如 HT25－47、HP-CuCrMo 等。缸套的內表有時還進行鍍鉻（松孔鍍鉻、貯油網點鍍鉻）, 氮化或磷化等處理，以提高耐磨性能。缸套內表硬度通常要求大於HB200，且與活塞環硬度有良好匹配。內表面還應有適當的粗糙度，使其具有一定貯油能力和磨合性能。內表面應有足夠的圓度和圓柱度精度，安裝支承面對內孔中心應有較高的位置精度。

氣缸套結構形式

氣缸內表面由於受高溫高壓燃氣的作用並與高速運動的活塞接觸而極易磨損。為提高氣缸的耐磨性和延長氣缸的使用壽命而又有不同的氣缸結構形式和表面處理方法。氣缸結構形式有三種：無氣缸套式、乾氣缸套式、濕氣缸套式。

無氣缸套式機體即不鑲嵌任何氣缸套的機體，在機體上直接加工出氣缸，優點是可以縮短氣缸中心距，使機體尺寸和質量減小。但成本較高。

乾式氣缸套不與冷卻液接觸，壁厚為2~3mm，外表面和氣缸套座孔內表面均須精加工，以保證必要的位型精度和便於拆裝。優點是機體剛度大，氣缸中心距小，質量輕，加工工藝簡單。缺點是傳熱較差，溫度分布不均勻，容易發生局部形變。

濕式氣缸套外壁與冷卻液直接接觸，壁厚5~8mm，利用上下定位環帶實現徑向定位，軸向定位靠氣缸套上部凸緣與機體頂部相應的支承面配合實現。濕式氣缸套的優點是機體上沒有密封水套，容易鑄造，傳熱好，溫度分布比較均勻，修理方便，不必將發動機從汽車上拆下就可更換氣缸套。缺點是機體剛度差，容易漏水。

氣缸套磨損的原因分析

氣缸套的工作環境十分惡劣，造成磨損的原因也很多。通常由於構造原因允許有正常的磨損，但使用和維修不當，就會造成非正常磨損。1構造原因引起的磨損

缸套磨損

1)潤滑條件不好，使氣缸套上部磨損嚴重。氣缸套上部鄰近燃燒室，溫度很高，潤滑條件很差。新鮮空氣和未蒸發的燃料沖刷和稀釋，加劇了上部條件的惡化，使氣缸上都處於乾摩擦或半乾摩擦狀態，這是造成氣缸上部磨損嚴重的原因。

2)上部承受壓力大，使氣缸磨損呈上重下輕。活塞環在自身彈力和背壓的作用下緊壓在缸壁上，正壓力越大，潤滑油膜形成和保持越困難，機械磨損加劇。在作功行程中，隨著活塞下行，正壓力逐漸降低，因而氣缸磨損呈上重下輕。

3)礦物酸和有機酸使氣缸表面腐蝕剝落。氣缸內可燃混合氣燃燒後，產生水蒸氣和酸性氧化物，它們溶於水中生成礦物酸，加上燃燒中生成的有機酸，對氣缸表面產生腐蝕作用，腐蝕物在摩擦中逐步被活塞環刮掉，造成氣缸套變形。

4)進入機械雜質，使氣缸中部磨損加劇。空氣中的灰塵、潤滑油中的雜質等，進入活塞和缸壁間造成磨料磨損。灰塵或雜質隨活塞在氣缸中往復運動時，由於在氣缸中部位置的運動速度最大，故加劇了氣缸中部的磨損。

2使用不當引起的磨損

1)潤滑油濾清器濾清效果差。若潤滑油濾清器工作不正常，潤滑油得不到有效的過濾，含有大量硬質顆粒的潤滑油必然使氣缸套內璧磨損加劇。

2)空氣濾清器濾清效率低。空氣濾清器的作用是清除進入氣缸的空氣中所含的塵土和沙粒，以減少氣缸、活塞和活塞環等零件的磨損。實驗表明，發動機若不裝空氣濾清器，氣缸的磨損將增加6-8倍。空氣濾清器長期得不到清洗保養，濾清效果差，將加速氣缸套的磨損。

3)長時間低溫運轉。長時間地低溫運轉，一是造成燃燒不良，積碳從氣缸套上部開始蔓延，使氣缸套上部產生嚴重的磨料磨損;二是引起電化學腐蝕。

4)經常使用劣質潤滑油。有的車主為圖省事省錢，常在路邊小店或向不法油販購買劣質潤滑油使用，結果造成缸套上部強烈腐蝕，其磨損量比正常值大1-2倍。

3維修不當引起的磨損

1)氣缸套安裝位置不當。在安裝氣缸套時，若存在安裝誤差，氣缸中心線和曲軸軸線不垂直，會造成氣缸套非正常磨損。

2)連桿銅套孔偏斜。在修理中，鉸削連桿小頭銅套時，鉸刀傾斜而造成連桿銅套孔偏斜，活塞銷中心線與連桿小頭中心線不平行，迫使活塞向氣缸套的某一邊傾斜，也會造成氣缸套非正常磨損。

3)連桿彎曲變形。由於飛車事故或其它原因，受撞擊的連桿會產生彎曲變形，若不及時校正而繼續使用，也會加速氣缸套的磨損。

減輕氣缸套磨損的措施

1.正確起動和起步

發動機冷車起動時，由於溫度低，機油粘度大，流動性差，使機油泵供油不足。同時，原氣缸壁上的機油在停車後沿氣缸壁下流，因此在起動的瞬間得不到正常工作時那樣良好的潤滑，致使起動時氣缸璧磨損大大增加。因此，初次起動時，應先使發動機空轉幾圈，待摩擦表面得到潤滑後再起動。起動後應怠速運轉升溫，嚴禁猛轟油口，待機油溫度達到40℃時再起步;起步應堅持掛低速檔，並循序每一檔位行駛一段里程，直到油溫正常，方可轉為正常行駛。

2.正確選用潤滑油

要嚴格按季節和發動機性能要求選用最佳粘度值的潤滑油，不可隨意購用劣質潤滑油，並經常檢查和保持潤滑油的數量與質量。

3.加強濾清器的保養

使空氣濾清器、機油濾清器和燃油濾清器保持良好的工作狀態，對減輕氣缸套的磨損至關重要。加強對“三濾”的保養，是防止機械雜質進入氣缸，減輕氣缸磨損，延長發動機使用壽命的一項重要措施，在農村和多風沙地區尤為重要。有的駕駛員為了節約燃料而不裝空氣濾清器是絕對錯誤的。

4.保持發動機正常工作溫度

發動機的正常工作溫度應處在80-90℃。溫度過低，不能保持良好的潤滑，會增大氣缸壁的磨損，氣缸內的水蒸氣易凝結成水珠，溶解廢氣中的酸性氣體分子，生成酸性物質，使氣缸璧受到腐蝕磨損。試驗表明，當氣缸璧溫度由90℃降到50℃時，氣缸磨損量為90℃時的4倍。溫度過高，會使氣缸強度降低而加劇磨損，甚至可能使活塞過度膨脹而造成“脹缸”事故。

5.提高保修質量

在使用過程中，及時發現問題及時予以排除，隨時更換或維修損壞和變形的配件。安裝氣缸套時要嚴格按技術要求檢驗和裝配。在保修換環作業中，要選用彈力適當的活塞環，彈力過小，使燃氣竄入曲軸箱吹落氣缸壁上的機油，增大氣缸壁磨損;彈力過大，直接加劇氣缸壁的磨損，或因氣缸壁上的油膜遭到破壞而加劇其磨損。

曲軸連桿軸頸和主軸頸不平行。發動機因燒瓦等原因，會使曲軸因受到劇烈的衝擊而變形，若不及時校正而繼續使用，同樣會加速氣缸套磨損。