汽油发动机拉缸分析.docx

目录引言 1第 1 章 概述 2第 2 章 拉缸故障的原因 32.1 气缸套方面的原因 32.2 活塞组方面的原因 42.3 使用方面的原因 42.4 装配方面的原因 62.5 制造加工方面的原因 82.6 其他方面的原因 9第 3 章 拉缸故障的预防 错误!未定义书签3.1 司机操作必须严格遵守操作规程 113.2 在修理装配方面，必须严格遵守技术标准和工艺要求 11引言第 1 章 概述发动机在工作过程中常常遇到发动机拉缸现象，就是发动机的活塞环或活 塞与缸套的工作表面出现拉伤、拉毛、拉成沟槽的现象拉缸具有相当的危害， 拉缸时缸套的磨损率很高，最高可达正常的几百倍，使活塞、活塞环及缸套的寿 命大为降低，使活塞与缸套咬死，造成发动机损坏因此，认真分析造成拉缸的 原因，研究预防措施，对避免拉缸的产生具有重要的指导意义所谓“拉缸”是指气缸内壁被拉成很深的沟纹，活塞、活塞环与气缸壁摩 擦副丧失密封性，从而导致气缸压缩压力降低，动力性丧失；可燃混合气下窜使 曲轴箱压力增大，严重时会引起曲轴箱爆炸；润滑油上窜到气缸内引起烧机油现 象发生；排气管冒烟严重；发动机噪声异常；发动机不能正常工作甚至熄火。

拉 缸一般有两种情况：一种是急性的，此时发动机冒烟、着火声音突然不正常严 重时，活塞和缸套卡死，发动机熄火，试转曲轴，不能正常转动另一种是逐渐 的，发动机在工作中逐渐产生机械损伤，致使压缩力不足，窜机油，油耗增加， 启动困难，功率下降第 2 章 拉缸故障的原因发动机拉缸最主要的原因是发动机过热发动机在工作过程中会产生大量热 量，活塞顶部温度可达600〜700°C裙部温度也要达400°C左右活塞60%的的 热量由活塞环传给缸壁和冷却水，其余热量由润滑油带走或通过空气冷却如果 发动机冷却系缺水，发动机燃烧时产生的热量不能通过冷却水充分散发，发动机 温度会越来越高当活塞环来不及把活塞过多的热量散发走，则活塞温度会不断 上升，一方面活塞可能熔化，另一方面润滑油烧成碳粒沉积在环槽内卡住活塞环， 使活塞环不能与气缸壁有效贴合，热量也就无法传导出去，加速了活塞温度的上 升，直至活塞表面熔化，并沾附在气缸壁上或将气缸壁拉伤燃烧火焰还可能通 过活塞环缝隙下窜，而使活塞顶部及裙部烧化发动机长时间高速或超负荷运转， 也会使大量的燃烧热无法及时传导出去，而导致活塞过热、熔化而造成拉缸通 过对近百台拉缸发动机分析，绝大多数拉缸的活塞都有过热的痕迹，或是变为兰 色，或是有活塞外表面熔化现象。

由此可见，过热是拉缸的主要原因活塞环断、 活塞销卡圈脱落、异物掉入气缸也是拉缸常见的原因因此，保证冷却系统不缺 冷却水，发动机按工艺要求装配，不超载、超速运行，使发动机不过热是防止拉 缸的关键发动机拉缸具体原因大致有六方面2.1 气缸套方面的原因2.1.1 气缸套的圆度、圆柱度公差超出允许的范围气缸套的圆度，圆柱度公差超出允许的范围：使活塞与缸套密封性大大降 低，气缸内的高温气体下窜，破坏活塞与气缸壁之间的油膜，进而引起拉缸2.1.2 气缸套在装配过程中产生变形气缸套在装配过程中产生变形：如缸套上端面凸出量过大，安装气缸盖后将 缸套压的变形；缸套阻水圈太粗，压入机体后造成缸套变形等都容易引起拉缸2.2 活塞组方面的原因2.2.1 活塞环间隙过小 如果活塞环的开口间隙、边间隙或背隙过小，发动机工作时活塞环受热膨胀卡死，与汽缸壁压得很紧，或者活塞环折死，很容易在汽缸壁上拉出沟槽2.2.2 活塞销窜出 由于活塞销卡簧未装、脱落或折断，活塞销在运动中窜出，很容易拉伤汽缸 内壁，造成汽缸窜气至曲轴箱2.2.3 活塞的配缸间隙过大或过小 如果活塞的材质不良，制造尺寸误差过大，或者装配活塞销后活塞产生变形，造成活塞与汽缸的配合间隙过小，活塞受热膨胀后被卡住，进而拉伤汽缸壁。

2.2.4 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，会 在汽缸壁上磨成纵向沟槽2.2.5 活塞严重偏缸 由于连杆弯曲和扭曲变形，连杆轴颈、活塞销座的平行度和同轴度偏差过大， 引起活塞明显偏缸，会加速活塞环、活塞及气缸壁的磨损，破坏油膜的形成2.3 使用方面的原因2.3.1 空气滤清器不密封 空气滤清器不密封，过滤效果变差，空气中的尘埃、砂子等杂质吸入气缸内， 形成磨料磨损试验表明：假如每天吸进几克灰尘，气缸套的磨损量将增大 10 倍以上2.3.2 磨合不良新机或大修后的发动机，在气缸套,、活塞和活塞环等零件表面存在许多微 观凹凸不平，润滑油膜较难形成如果未经磨合立即投入大负荷运转，则容易引 起拉缸等事故2.3.3 经常低温启动发电机低温启动时，润滑油粘度大，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，柴油机在冷却水温30、C以下负荷作业时，气缸套等机 件的磨损量是正常水温时的 5~7 倍2.3.4 发电机过热 当冷却系统维护不善，或者超负荷作业时，过高的机温不仅使零件的机械强 度降低，而使气缸内壁的润滑油膜无法形成,活塞等零件受热膨胀后,容易卡死在 缸套内,其后果往往是活塞部分熔化,缸套内壁被拉坏,迫使发动机熄火。

2.3. 5 不按规定进行磨合 新车运行初期（包括大修后），由于零件加工表面较粗糙，加工后的形状和装 配位置都存在一定的误差，配合间隙也较小，因此零件磨损和机械损失很大在 这个时期内如果不按规定行驶，会造成发动机早期磨损，严重时发生拉缸事故 因此在磨合期内行驶时，必须严格遵守磨合规定，以保证磨合的质量主要规定 包括：减轻装载质量、限制车速、选择优质燃润料，在较好路面上行驶、正确驾 驶及加强磨合维护等2.3.6 润滑油使用不当 一般车用发动机热负荷大、温度高、工作条件苛刻，应按规定选用合适的润滑油如果不按规定要求选用润滑油或粘度不合适，将会导致发动机拉缸烧瓦 这是因为润滑油粘度过大，其流动性差，特别是在低温起动时，不易快速到达摩 擦表面，加速了发动机的磨损；润滑油的粘度过小，易造成润滑油自摩擦面流失， 不能形成可靠的油膜，也会加剧气缸的磨损因此，要求润滑油的粘度选择要恰 当另外，在更换润滑油时，同时更换机油滤清器，否则将直接影响和破坏油质， 使润滑油的润滑效果降低，造成拉缸事故2.3.7 机油压力过低 机油量不足或主油道压力过低，均可能造成机件表面失油、润滑油膜中断，造成各部位严重磨损，发生拉缸、烧瓦等严重事件。

引起机油压力过低的2 个主 要原因：一是发动机修理时一些杂物粘附在零件上，工作中被机油冲洗下来后吸 附在滤清器的滤网上；二是机油滤清器在更换密封垫时，粗心大意将油道孔堵住 在行车中要经常观察机油压力表或机油压力指示灯，如果发现比规定的压力低， 特别是压力突然急剧下降，要及时停车，妥善处理后再行驶2.3.8 发动机水温过高发动机工作时，冷却水的正常温度应保持在80°C〜90°C左右，此时发动机 可发出最大功率，燃油消耗最经济，机件磨损也不大如果冷却水的温度过高， 发动机金属零件长时间在高温作用下，强度、弹性和耐磨性会下降；同时高温使 活塞热膨胀量超过限值，将配缸间隙完全消除，造成活塞在气缸内卡死此外， 润滑油在高温下粘度变小，使气缸壁上不能形成可靠油膜，使活塞环与气缸壁间 形成干摩擦或半干摩擦而拉缸造成发动机水温过高的主要原因有：冷却系中水 量不足、节温器工作失灵、散热器和水套内壁水垢过多、水泵泵水效能欠佳等2.3.9 严重超载如果车辆超载行驶，就要求发动机输出功率增大，节气门开度增大，气缸内 平均指示压力增加，易引起水温、油温升高，机油粘度下降，气缸壁上的油膜因 缸壁温度的升高和机油的变稀而受到破坏，从而加剧气缸的磨损。

因此汽车应避 免超载行驶，以免发生拉缸事故2.3.10 驾驶员操作不当 发动机在过低温度下起动，易导致拉缸事故通常发动机冷起动后不应猛轰油门，发动机起动时，至少需经15〜30 s才能在润滑系中形成油流和油压，但在 大油门下起动，2s便可达到最高转速这就意味着摩擦表面将有一段时间处于无 润滑的状态，如以很高的速度和负荷运转，极易引起拉缸和烧瓦为了避免在起 动时拉缸烧瓦，节气门应处于怠速位置起动至少在起动30 s后发动机转速才允 许超过1 000 r/min一个素质良好的优秀驾驶员在驾驶操作过程中，经常采用 冷摇慢转、预热升温、轻踏缓抬、均匀中速、平稳行驶、及时换挡、正确滑行、 控制温度等一系列正确合理的操作方法2.4 装配方面的原因2.4.1 活塞选用不当在选配活塞时，如果选用的活塞硬度与气缸壁硬度配合不当，就容易引起拉 缸事故的发生特别是随着进口汽车数量不断增加，配件的需求量迅速增加，由 于市场上的活塞配件不足，有时只能选用国产代用活塞代用活塞与原车型发动 机活塞相比，往往在精度和表面粗糙度上不符合原厂规定要求如果活塞质软， 热膨胀系数大，高温时强度差，当发动机在高速运转、机温升高、机油稀薄的情 况下，活塞受力面的合金极易熔化而形成粘缸，最后发生拉缸。

2.4.2 活塞装配间隙过小活塞与气缸的装配间隙有严格规定，间隙大，冷车时会“敲缸”，同时可能 造成窜气、烧机油等现象；间隙小，热车时可能会“拉缸”因此装配活塞时应 严格控制其配缸间隙不同的车型有不同的间隙要求，如富康轿车发动机气缸套 与活塞的配合间隙为0. 08〜0. 10mm,切诺基轿车为0. 023〜0. 043 mm,而 上海桑塔纳轿车为0. 03〜0. 08 mm检测配缸间隙时，可将不装活塞环的活塞 倒置在气缸内,用规定厚度、长度、宽度的塞尺夹在活塞的长轴与缸壁之间,然 后用弹簧秤将塞尺向上缓缓拉起，拉力应符合规定2.4.3 活塞环的开口间隙太小 活塞环在气缸内受到高温影响会膨胀，而环的膨胀受气缸限制不能自由伸 展，只有向活塞环的开口间隙处伸展如果活塞环的开口间隙太小，便会发生断 环的现象，最后形成拉缸不同车型发动机活塞环端隙技术要求不一样，上海桑 塔纳轿车发动机活塞环的端隙一般为0. 30〜0. 45 mm,而北京切诺基汽车发动 机活塞环端隙为0. 25〜0. 65 mm装配活塞环时要注意检查其端隙是否符合技 术要求检查活塞环端隙的工艺要求是：将被检查的活塞环放入气缸中,用活塞 顶部将活塞环顶人气缸内,使活塞环的平面与缸口平面平行,然后用厚薄规测量 环的端隙。

检查时应注意在活塞行程内最小缸径处测量,不能在磨损最严重的上 部测量,否则活塞环有可能在行至最小位置时因端隙过小或端隙消失而卡死；也 不能在活塞行程区域以外测量,否则会使活塞环端隙在工作时过大,造成气缸漏 气从一些发动机拉缸的实际情况看,环的端隙过小是造成拉缸的不可忽视的原 因2.4.4活塞销与活塞装配过盈量过大 活塞销与活塞装配过盈量过大,会使活塞变形由于活塞在销座孔方向受到 压力,造成与销座孔平行的活塞裙部尺寸缩小,与销座孔垂直方向的裙部尺寸胀 大,致使活塞受热后无膨胀余地,卡死在气缸内如果活塞销与销座孔的配合间 隙过大,会使其在配合时松旷,继而会出现敲击声因此,装配活塞销时应检查 其配合间隙,方法是：用测微器和内径量表测量连杆衬套和活塞销座孔的内径及 活塞销外径,用衬套及座孔内径尺寸减去活塞销外径尺寸,即为配合间隙活塞 销与销座孔的配合要求：在常温下应有微量过盈，一般为0. 002 5〜0. 007 5 mm, 当活塞处于75°C〜85°C时，又有微量间隙，约为0. 005〜0. 008 mm2.4.5 活塞销卡环漏装或弹力不足 活塞销卡环的作用是卡住活塞销，防止活塞销轴向窜动若装配时忘记装此卡环，则工作中活塞销就会因轴向位移而刮伤气缸壁，形成拉缸。

另外，如果活 塞销卡环失去弹力后继续使用，卡环就不能靠其弹力紧紧贴合在卡环。