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汽車發動機活塞環的減磨措施

出處:網易汽車頻道
責任編輯:ranee

[03-12-5 18:06] 作者:佚名


  另外,為減少活塞環的磨損,對汽缸套和活塞的結構要進行合理的設計,如斯太爾WD615發動機汽缸套采用平臺網紋結構,在磨合過程中,汽缸套和活塞環的接觸面積減少,能保持液體潤滑,磨損量極小;再者,網紋起貯油槽作用,提高了汽缸套保持潤滑油的能力,因此,對減少活塞環和汽缸套的磨損十分有利。現在發動機普遍采用了這種汽缸套結構形狀。為減少活塞環上下端面的磨損,活塞環和環槽的端面要保持適當的間隙,以避免過大的沖擊負荷。另外,在活塞上環槽鑲嵌耐磨奧氏體鑄鐵襯圈,也可以減少上下端面的磨損,但這種方法除特殊情況外沒必要全面推廣。因它的工藝較難掌握,成本也較高。

  3.表面處理

  能比較明顯減少活塞環磨損的方法是進行表面處理。現在采用的表面處理方法很多,就其作用而言,可歸納為以下三大類:

  *提高表面硬度以減少磨料磨損。即在環的工作表面上形成一種非常硬的金屬層,使松軟的鑄鐵磨料不易嵌入其表面,提高環的耐磨性。現在最廣泛采用的是松孔鍍鉻,不僅鍍鉻層硬度很高(HV800~1000),摩擦系數很小,而且松孔鍍鉻層具有良好的貯油結構,因此能顯著提高活塞環的耐磨性。另外,鍍鉻成本低,穩定性好,在大多數情況下均具有較好使用性能。因此,現代汽車發動機的第一道環都使用鍍鉻環,而油環也幾乎百分之百使用鍍鉻環。實踐證明,活塞環鍍鉻后,不僅其本身的磨損小,而且其它沒有鍍鉻的活塞環和缸套磨損也小。

  對高速或強化發動機來說,其活塞環不僅要外圓表面鍍鉻,而且上下端面也要鍍鉻,減少端面磨損,所有環組外園面最好全部鍍鉻,以減少整個活塞環組的磨損。

  *改善活塞環工作表面的貯油能力和抗熔著能力以防熔著磨損。活塞環工作表面上的潤滑油膜在高溫下被破壞,有時會形成干摩擦,如果在活塞環表面施加一層具有貯存機油及抗熔著的表面覆層,則能減少熔著磨損,提高環的抗拉缸能力。活塞環噴鉬就具有極高的抗熔著磨損能力。一方面由于噴鉬層是多孔組織的貯油結構覆層;另一方面鉬的熔點比較高(2630℃),干摩擦時仍能有效地工作。在這種情況下,噴鉬環比鍍鉻環有更高的抗熔著能力。如R4100型柴油機,開始時采用鍍鉻環,發現活塞環拉缸,采用噴鉬環后基本上解決了該問題。但噴鉬環耐磨料磨損能力比鍍鉻環差,另外,噴鉬環成本較高且結構強度難以穩定。因此除非十分需要噴鉬外,最好采用鍍鉻。

  *改善初期磨合的表面處理。這種表面處理是在活塞環表面覆蓋一層適當軟度、富有彈性的易損物質,使環與汽缸套突出部分相接觸而加速磨損,從而縮短磨合期,使環良好地進入穩定的工作狀態。目前較普遍采用的是磷化處理。在活塞環表面上形成一種質地柔軟、易于磨損的磷化膜,由于磷化處理所需設備簡單、操作方便、成本低、效率高,所以在小型發動機的活塞環工藝上普遍采用。另外,鍍錫和氧化處理也可改善初期磨合。

  在活塞環表面處理中,鍍鉻和噴鉬是最普遍采用的方法。另外,根據發動機種類、結構、用途及工況不同也有采用其他的表面處理方法的,如軟氮化處理、硫化處理、填充四氧化三鐵等。

  活塞環的磨損是一種比較復雜的現象,形成因素很多,而且往往復雜交織在一起,因此,在解決活塞環磨損問題時,必須全面分析各種因素,以便在設計、材料、制造工藝、表面處理和潤滑劑等方面合理安排,最終達到滿意的效果。

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