引起柴油機磨損的原因是什麼及預防措施

徐立剛

拖拉機産生故障的主要原因是機械零件的失效，而導緻機械零件失效的主要原因，是零件工作配合面的磨損。磨損占零件損壞的比例最大，磨損是指組合件的動配合副(或稱為摩擦副)的工作表面，由于相互接觸面之間的摩擦作用，而使零件的尺寸和幾何形狀發生了變化，導緻組合件之間的配合關系發生了改變。如配合件之間産生的敲擊聲故障，就是因配合面之間的磨損導緻配合間隙變大，而發生的金屬撞擊聲。

1 柴油機磨損影響因素分析

1． 1 磨料

對柴油機來說，80% 的損壞零件是由磨料磨損造成的，可見磨料磨損的普遍性。柴油機在工作中，必須供給足夠的空氣、柴油及機油，而磨料(灰塵顆粒)普遍存在于(或混合在)空氣、柴油及機油中間，若在使用中濾清效果不佳，甚至失效，使磨料進入柴油機，柴油機壽命會大大的縮短。

(1)柴油中的磨料對三大精密偶件磨損的影響。柴油中含有大量的機械雜質，在生産、運輸、保養、添加等過程中，還會滲入一些灰塵、沙粒、水分等雜質，每噸含量可達 0． 067 ～0． 075 kg。這些雜質(或磨料)主要成分是石英和礬土等，具有很高的硬度和強度，在機械摩擦運動中難被破碎，尤其石英砂的硬度超過了柴油機中精密偶件的硬度很多，其危害也最大。試驗表明，一般濾芯隻能濾去0. 04 ～0. 09 mm 粒度的雜質，其餘小于 0． 04 mm 粒度的雜質仍可進入三大偶件。如果不經沉澱，使這些硬度極高的磨料進入精密偶件的工作表面，将使磨損急劇增加。據研究資料表明:當在一噸柴油中存在有 300 g 大小為 30 μm的石英砂時，則柱塞工作 10 h 磨損達1. 5 μm，柱塞副就會失效。可見，塵土、磨料對柴油機的危害極大。

(2)機油中的磨料對柴油機磨損的影響。機油與柴油一樣，也容易混入雜質磨料。加上在工作中機油不斷被許多機械混合物所髒污。機械混合物是由運動零件磨損産生的合金粉末(鐵屑)、外界混入的塵土，以及機油變質、受高溫而氧化産生的漆膜、膠質、油渣和積碳等不溶物組成。在使用中如保養和技術維護不及時，使濾芯發生堵塞，會導緻機油壓力增加安全閥開啟，使機油不經過濾直接進入主油道，加劇運動零件表面的磨損，若從磨料磨損轉變為抓粘磨損，是很危險的。

(3)空氣濾清器失效後對柴油機的影響。空氣中含有不同成分的塵土，在一般城市中每立方米空氣中的含塵量為 0． 001 ～ 0． 002 g，在農村的含塵量比城市還要多，高達每立方米含有 0． 1 ～ 0． 2 g 的塵土，塵土中有 75% 左右是硬度很大的氧化矽微粒。如果空氣濾清器保養維護不當，使之過髒或失效，空氣中的塵土顆粒不能被過濾掉，進入氣缸後，活塞和缸套的磨損量要增加 3 ～5 倍，活塞環的磨損量增加 8 ～ 10 倍，第一道活塞環開口間隙增加到4 mm以上，機油消耗率提高 80%，曲軸箱内廢氣壓力提高1． 6 倍，汽缸壓力降低 1． 5%，功率降低 2 倍。據測定:柴油機如果在每小時吸入 40 g 左右的塵土，工作幾十小時就得大修，或者發生其他故障。

1． 2 腐蝕

柴油機零件的磨損和腐蝕都是制造者和使用者重視的問題。但我們往往對磨損比較注意，而對腐蝕問題容易忽視。根據腐蝕的特點，分為化學腐蝕與電化學腐蝕。這裡以一些具體實例講述腐蝕損壞的後果。如燃油在燃燒過程中産生的二氧化碳、二氧化硫等氣體和水蒸氣形成酸類，也會對汽缸壁和氣門産生腐蝕。如機油中含有酸堿雜質或機油被氧化産生有機酸，能将軸承腐蝕損壞。機油嚴重變質或錯用機油牌号(如柴油機錯用了汽油機機油)，油中的腐蝕性成分與合金中的鉛發生反應，析出了鉛，使軸瓦的表面形成孔穴。

電化學腐蝕。不同的金屬材料和含有合金或非金屬雜質的同一種金屬材料都存在着不同的電極電位。柴油機工作時，缸體、缸套中的鐵與碳化鐵在汽缸套上部溫度較高部位會形成微電池(腐蝕電池)，産生電化學腐蝕。

再加上沖擊波的作用，加速了腐蝕，加快了濕式汽缸套外壁的腐蝕速度。汽缸套的腐蝕磨損，是腐蝕和磨損同時起作用的一種磨損。據資料記載，腐蝕磨損約占汽缸總磨損量的 40%左右。由此可見，因腐蝕而造成的損壞和損失所占的比例也相當大。

1． 3 氧化

由于摩擦表面産生塑性變形，在變形層的滑移面處，形成氧的固熔體薄膜，受摩擦力作用而剝割成微粒。當氧繼續向變形層深處擴散，便生成脆硬的金屬氧化物(Fe 2 O 3 、Fe 3 O 4 、FeO)，這些脆弱的氧化物是周期性生成和壓潰，氧化層的磨損量大。凡零件摩擦表面易發生塑性變形，抗氧化能力差，根據其工作條件(如負荷、溫度、潤滑等)，都易産生不同程度的氧化磨損。

2 減少磨損的措施

(1)加強潤滑系統的維護保養。為了使潤滑系統始終處于正常的工作狀态，注重維護保養措施不容忽視，如經常檢查油路、清洗濾芯及時更換失效濾芯等以避免油路堵塞;利用各種監控技術，定期檢查潤滑油質量。

(2)加強“三濾”部件的保養。定期清洗空氣濾清器、柴油濾清器、機油濾清器，對髒堵的濾芯要及時更換，保證其正常工作。

(3)預防腐蝕磨損。腐蝕介質的存在是産生腐蝕磨損的根源，應避免低溫下頻繁啟動，堅決禁止内燃機長期在低溫下運轉，因為内燃機正常負荷作業時的水溫為80 ℃左右，這時酸性物質随廢氣排出，不會形成腐蝕磨損。

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