柴油机活塞环磨损的原因及预防

朱’华’赵’勇

（安徽蚌埠汽车管理学院综合实验室’安徽蚌埠!%%"&& 555）

摘要：对柴油机活塞环磨损的形式及原因进行了分析，并提出了材料的合理选型、进行表面处理和结构形状的改进等减少磨损的措施。

关键词：活塞环；磨损；原因；预防

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’活塞环是柴油机中形状简单而作用十分重要的零部件，它密封燃烧室中产生的高压气体以保证柴油机正常工作。同时它的工作条件又是发动机所有配合副中最苛刻的，如存在高温、高压以及运动方向、运动速率和润滑油粘度都在高速变化。另外，活塞环又是易损件，柴油机活塞环的磨损会使活塞环的工作表面擦伤或腐蚀，甚至断裂，造成柴油机性能恶化，使用寿命缩短。

&’柴油机活塞环的损坏形式

活塞环的磨损通常是由拉毛磨损、磨粒磨损、腐蚀磨损和疲劳磨损等共同作用的结果。

&-&’拉毛磨损

拉毛是一种熔接过程，即在相互移动表面的高出部分因温度很高，间隙很小，相互严重摩擦，活塞环的小片金属暂时熔化，发生熔接、拉毛。活塞环的拉毛通常发生在第一道气环到达气缸上止点的位置，因为此处的温度最高，润滑最差，而且环相对缸壁有短暂的停顿，所以最容易发生拉毛。拉毛产生后，就会迅速扩张。当拉毛继续扩展，气环和油环的密封作用遭到破坏，就会出现漏气和润滑油消耗增加。拉毛磨损的显著特点是在于磨损部位有小面积的粘结或熔结的痕迹，致使活塞环摩擦表面产生划伤、擦痕和卡死。

&-!’磨粒磨损

磨料磨损主要是由进入气缸的尘土、摩擦产生的金属屑和燃油及润滑油中的杂质等引起的。这些尖锐的杂质附在缸壁上，发生活塞环和活塞的磨料磨损，并通过润滑油传递到其它摩擦副处。磨损的程度取决于磨粒与活塞环摩擦表面的相对硬度和摩擦表面间的工作间隙。

&-%’腐蚀磨损

腐蚀磨损是由大气中的./

，润滑剂中的活性物及燃油中的硫燃烧时生成的硫衍生物对活塞环腐蚀而引起的。通常，活塞环摩擦面初期受到腐蚀作用，腐蚀磨损很快，随着金属表面上保护薄膜的形成，腐蚀速度就降低了。当反应产物因摩擦作用而从表面脱落时，表面重新裸露，腐蚀性破坏继续延伸。

&-)’疲劳磨损

疲劳磨损是由于表面的交变接触应力使内部产生剪切应力，在剪切应力作用下，活塞环产生重复变形，导致表层材料疲劳而剥离的现象。

!’活塞环磨损部位

活塞环的磨损部位主要位于滑动表面和上、下端面。滑动表面的磨损，一般在活塞环开口附近磨损最大，开口的对面最小。这是由于开口附近漏气，油膜容易遭到破坏的缘故。活塞环上、下端面的磨损，开口对面比开口附近严重，其原因是上、下端面的压力差在开口对面比开口附近大，因而使环的下端面磨损加剧。

一般活塞环滑动表面的磨损比上、下端面的磨损大。在整个活塞环组中，磨损量最大的是第一道环，第二道环大约为第一道环的一半，最末一道环的磨损量最小。但是，最末一道环有时比中间的几道环磨损还大，这是由于受到气缸套表面润滑油分布和表面吸附的杂质的影响。

%’影响活塞环磨损的各种因素

%-&’柴油机扭矩及其平均有效压力

任何柴油机的扭矩及其平均有效压力的增加，都会因温度增高而使磨损增加。

%-!’不正常燃烧

柴油机的不正常燃烧提高了循环温度以及活塞环的温度，由此产生的突发压力进一步恶化了边界润滑条件，从而使磨损增加。

%-%’压缩比

在其它条件相同时，燃烧压力与压缩比成正比，提高压缩比，意味着使磨损增加。

%-)’温度

温度是磨损最重要的因素。活塞环区域温度的升

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润滑与密封

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