柴油机气缸套四点磨损分析及机体结构优化

李玉强，王有治，宋娇，朱海燕，戴雨华，周涛，张红雨

1.内燃机可靠性国家重点实验室，山东 潍坊 261061; 2.潍柴动力股份有限公司，山东 潍坊 261061

0 引言

气缸套和活塞环是柴油机最重要的摩擦副之一，活塞在气缸套表面高速运动，活塞环外壁和气缸套内壁受到强烈的摩擦，因此需要活塞环与气缸套建立良好的润滑油膜减轻磨损[1-3]。柴油机工作过程中，气缸套一环位置承受燃气的高温和高爆压，工作环境最为苛刻，很容易发生异常磨损，导致柴油机压缩压力降低、功率下降、燃油和机油消耗增加、积碳严重、柴油机振动加剧、噪声增大等问题，甚至造成连杆、活塞、气缸套损伤等可靠性问题。因此，研究气缸套和活塞环的异常磨损很有必要。本文中针对某六缸柴油机气缸套一环上止点处的异常磨损，分析异常磨损原因，提出改进方案并进行试验验证。

1 故障描述

某六缸柴油机在完成1000 h耐久试验后拆检，发现6个气缸套一环上止点附近的前端、主推力侧、后端和副推力侧都存在不同程度的磨损(简称四点磨损)。本文中以磨损较为严重的第5缸为研究对象进行分析，第5缸气缸套磨损情况如图1所示，图中红圈所示为缸套磨损区。

a)前端 b)主推力侧 c)后端 d)副推力侧图1 第5缸气缸套四点磨损情况

2 故障原因分析

气缸套磨损的主要影响因素有气缸套变形、活塞积碳和活塞环磨损[4-5]，现从这几个方面对气缸套磨损进行分析。

2.1 气缸套变形

2.1.1 冷态工况

气缸套通过缸盖螺栓把紧在机体上。……