李振旺

【摘 要】在當(dāng)前的農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展中，對(duì)農(nóng)機(jī)的修理技術(shù)要求越來越高。如何能夠快速找出農(nóng)機(jī)故障原因，并及時(shí)作出正確故障排除處理成為農(nóng)機(jī)修理人員最關(guān)心的問題。要想作出故障排除處理，首先就要對(duì)故障進(jìn)行鑒定判斷，這是最基本的維修技術(shù)?，F(xiàn)本文主要探討了農(nóng)機(jī)修理中對(duì)氣缸的鑒定問題。文章首先分析了氣缸的磨損特征及其各自的形成原因，繼而詳細(xì)探討了氣缸的鑒定方法，最后簡要論述了氣缸的簡單維修技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】農(nóng)機(jī)；修理；氣缸；故障；鑒定

隨著工業(yè)機(jī)械生產(chǎn)水平的不斷提升，越來越多的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械被逐漸研發(fā)應(yīng)用，為我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。但在農(nóng)機(jī)的使用過程中，常常會(huì)因?yàn)殚L期使用磨損等諸多原因而出現(xiàn)一些故障，影響到農(nóng)機(jī)的正常使用。尤其是農(nóng)機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)的氣缸出現(xiàn)問題時(shí)，會(huì)使農(nóng)機(jī)無法運(yùn)轉(zhuǎn)，降低了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的時(shí)效性，不利于農(nóng)作物的生長。為此，當(dāng)農(nóng)機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，必須要及時(shí)準(zhǔn)確的對(duì)故障進(jìn)行鑒定判斷，并采取最佳的處理方法，以盡快恢復(fù)農(nóng)機(jī)的正常運(yùn)行。以下本文就主要以拖拉機(jī)柴油機(jī)的氣缸修理鑒定問題進(jìn)行簡要探討。

1.農(nóng)機(jī)氣缸的磨損特征與成因分析

農(nóng)機(jī)的氣缸在長期的使用中，磨損最多的部位多在活塞的運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)，而其所形成的磨損通常會(huì)表現(xiàn)出不均勻的錐形與橢圓形的形狀特征。其中錐形多為上大下小的形狀，主要沿長度方向；而橢圓形則在活塞運(yùn)動(dòng)的圓周方向，氣缸中其他不與活塞相接觸的地方則不會(huì)發(fā)生較大磨損。經(jīng)過研究分析后，筆者認(rèn)為農(nóng)機(jī)氣缸之所以會(huì)出現(xiàn)這兩種磨損特征，主要的形成原因分別有以下幾點(diǎn)：

1.1氣缸磨損呈錐形特征的形成原因

在實(shí)際的農(nóng)機(jī)使用過程中，導(dǎo)致氣缸出現(xiàn)錐形磨損的原因是多方面的，并非是單一原因所造成的。首先，在氣缸的工作環(huán)境中，由于氣缸上部的油液溫度較高，使得其粘度較低，又或者是由于氣缸上部的油液已經(jīng)被燃燒掉，因此氣缸上部的潤滑性能最差，活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)在上部受到的摩擦力最大，因而對(duì)氣缸上部工作面的磨損程度也就越大。其次，在氣缸中，上部所承受的壓力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于下部，這也是造成上部磨損多而下部磨損少的錐形磨損的主要原因。第三，當(dāng)空氣中存在一定的磨料時(shí)，其在上部磨損時(shí)鋒利度最大，當(dāng)作用到下部時(shí)，則基本上已經(jīng)將尖角磨鈍，因而對(duì)下部的磨損并不嚴(yán)重。最后，氣缸內(nèi)存在的化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕也會(huì)對(duì)氣缸磨損形狀造成很大影響。燃料在氣缸內(nèi)燃燒時(shí)，燃料中的硫與水蒸氣化合生成硫酸，二氧化碳與水蒸氣化合生成碳酸。在高溫燃燒時(shí)，大氣中的氮與氧化合生成一氧化氮，繼而生成二氧化氮；二氧化氮與水蒸氣化合，則生成硝酸。此外，由碳?xì)浠衔锝M成的燃料在燃燒時(shí)，還會(huì)生成有機(jī)酸，如：蟻酸、醋酸等。這些酸類物質(zhì)使氣缸壁產(chǎn)生化學(xué)腐蝕。當(dāng)氣缸壁的溫度較低時(shí)，燃燒廢氣中的水蒸氣易于在缸壁上凝結(jié)為水滴，因而會(huì)產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。由于氣缸上部不能完全被油膜覆蓋，接觸酸類物質(zhì)和凝結(jié)水滴的機(jī)會(huì)多，所以氣缸越往上部，化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕就越嚴(yán)重。

1.2氣缸磨損呈橢圓形特征的形成原因

與錐形磨損一樣，橢圓形磨損的形成原因也有很多種。其中最主要的形成原因有三，其一，受潤滑條件與冷卻條件的影響，即在一般的條件下，氣缸的最大橢圓磨損多在上部潤滑作用最小的部位，而若沿徑向來看，則氣缸的最大橢圓磨損則多在進(jìn)氣門附近的汽缸壁處，這是因?yàn)樵撎幍睦鋮s效率較高，氣溫下降較快所造成的；其二，受活塞環(huán)壓力的影響，這是因?yàn)榛钊沫h(huán)壓力并不是均勻分布的，而是沿徑向環(huán)壓力有很大不同，例如在其開口處的環(huán)壓力就相對(duì)較高，甚至能高出平均壓力的3倍之多，這樣就會(huì)很容易造成氣缸形成橢圓形磨損；其三，受側(cè)壓力的影響。這是因?yàn)樵谡l件下，活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)的側(cè)壓力，會(huì)使氣缸在連桿擺動(dòng)平面（垂直于曲軸軸心線方向）產(chǎn)生較大的磨損，而側(cè)壓力較大的一邊磨損也較大。但是，由于側(cè)壓力最大的位置并不在氣缸上部，所以對(duì)氣缸上部最大橢圓度的形成，并不起主要作用。此外，在修理時(shí)，曲軸連桿機(jī)構(gòu)加工、裝配的質(zhì)量不符合要求，如活塞銷孔偏斜，連桿彎、扭曲，軸彎曲等，也會(huì)促使氣缸不均勻磨損的產(chǎn)生。

2.農(nóng)機(jī)修理中對(duì)氣缸的鑒定

在農(nóng)機(jī)修理中之所以要對(duì)氣缸進(jìn)行鑒定，主要是為了判斷氣缸的磨損程度，以判斷該氣缸是能夠繼續(xù)正常使用的，還是需要修理的，或者是需要報(bào)廢更換的，只有做出正確的鑒定判斷，才能在最短的時(shí)間內(nèi)完成氣缸修理，從而保證農(nóng)機(jī)盡快投入到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中去。而在鑒定氣缸的過程中，首先要做的就是觀察氣缸的外表面。即查看氣缸的工作面是否有刮傷、裂紋、穴蝕或其他方面的損傷，即而再利用精確的儀表測量氣缸在不同部位的內(nèi)徑。根據(jù)明顯缺陷的情況和測量所得出的氣缸的最大磨損量、圓度、圓柱度、活塞裙部與氣缸的間隙，做出鑒定處理意見。

在確定氣缸的測量位置，如對(duì)拖拉機(jī)柴油機(jī)的氣缸，一般測量平行于曲軸軸線和垂直于曲軸軸線的兩個(gè)方向，沿氣缸軸線取四個(gè)截面；汽車汽油機(jī)的氣缸，一般取四個(gè)截面部位。部位一是活塞處于上止點(diǎn)時(shí)第一道壓縮環(huán)所對(duì)應(yīng)的缸壁位置，部位二是第三道壓縮環(huán)所對(duì)應(yīng)的缸壁位置，部位三是活塞裙部下端所對(duì)應(yīng)的缸壁位置，部位四是活塞處于下止點(diǎn)時(shí)第三道壓縮環(huán)所對(duì)應(yīng)的缸壁位置。在一般情況下，部位一處磨損最為嚴(yán)重.此處所測得的最大直徑與未磨損處直徑之差，為氣缸的最大磨損量。

一般在部位二到部位四的范圍內(nèi)確定氣缸的圓度和圓柱度。在同一截面內(nèi)，橫直徑和豎向直徑之差的一半為該截面的圓度。三個(gè)截面取其圓度最大者為氣缸的圓度數(shù)值。分別計(jì)算兩個(gè)方向三個(gè)部位中最大與最小直徑之差，取其差值的一半，較大者為氣缸的圓柱度數(shù)值。在部位二到部位四的范圍內(nèi)確定氣缸的圓度和圓柱度，是因?yàn)檫@個(gè)范圍是第三道壓縮環(huán)的運(yùn)動(dòng)區(qū)間。而第三道壓縮環(huán)是阻止氣體通過的最后一道環(huán)，它對(duì)活塞和氣缸的密封性能起著決定性的作用。因此在它運(yùn)動(dòng)區(qū)間任何位置封閉不嚴(yán)，都將使發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作和功率受到極大影響。部位一的磨損量最大，也常是圓度最大的位置，但這個(gè)部位并非所有的壓縮環(huán)都通過，對(duì)氣缸的密封性能并不起決定作用。因此，如果將這個(gè)部位測量的結(jié)果也作為確定氣缸圓度和圓柱度的依據(jù)，必將造成氣缸的早期修理或報(bào)廢。在部位三測得的直徑與活塞裙部下端同一位置直徑之差，取其最大值，為活塞與氣缸的配合間隙。

汽車汽油機(jī)氣缸一般測量上、中、下三個(gè)部位。上、下兩個(gè)部位分別是活塞處于上止點(diǎn)和下止點(diǎn)時(shí)，第一道壓縮環(huán)和第三道環(huán)所對(duì)應(yīng)的缸壁位置。中間部位是活塞處于上止點(diǎn)時(shí)，活塞裙部下端所對(duì)應(yīng)的缸壁位置。汽車汽油機(jī)的圓度和圓柱度由上、中、下三個(gè)部位測量的數(shù)值來確定。活塞與氣缸的配合間隙是以中間部位測量數(shù)值來計(jì)算確定的。

氣缸鑒定測量后，根據(jù)計(jì)算出來的最大磨損量、圓度、圓柱度和活塞與氣缸的配合間隙，對(duì)照氣缸的技術(shù)要求確定處理意見。

3.氣缸的修理方法

經(jīng)鑒定后，需要修理的氣缸可更換氣缸套，還可用幢削的方法把氣缸的直徑加大，然后配用相應(yīng)修理尺寸的活塞和活塞環(huán)。柴油機(jī)的氣缸一般可以加大2-3次，每次加大0.5mm。汽油機(jī)的氣缸一般可加大3-6次，每次加大0.25mm或0.5mm。氣缸或氣缸套在加大到最后一次修理尺寸后，原是氣缸套的，可更換標(biāo)準(zhǔn)尺寸的氣缸套；原是整體式氣缸的，可將磨損的氣缸銼大，鑲配一個(gè)套筒，然后再銼削至標(biāo)準(zhǔn)尺寸。

【參考文獻(xiàn)】

[1]竇家剛.農(nóng)機(jī)修理中對(duì)氣缸鑒定的探討[J].黑龍江科技信息，2009（03）.

[2]李德忠.農(nóng)用機(jī)動(dòng)車柴油機(jī)供油系統(tǒng)的故障分析與排除[J].農(nóng)機(jī)使用與維修，2013（04）.