“拉缸”拉的是哪儿?“爆缸”爆的是什么?“顶缸”是怎么顶的?

我们去修理厂修车,经常会看到一些发动机在大修 。问修理工这些发动机大修的原因,无非就是“拉缸了”、“化瓦了”、“爆缸了”、“顶缸了”、“严重烧机油”等 。这些话对于我们这些汽修小白来说,无异于座山雕问杨子荣的“黑话” 。今天老侯用尽可能直白的语言,来给大家说说这些话都是什么意思,来看看“拉缸”拉的是哪儿?“爆缸”爆的是什么?“顶缸”又是怎么顶的?我们在日常使用中又该如何避免这些故障的发生 。

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要说明这个问题,首先要简单介绍一点汽车发动机的相关知识 。汽车上所使用的发动机,全称是“四冲程水冷往复活塞式发动机”,活塞在气缸中上下往复运动,完成进气、压缩、做功、排气四个冲程,并通过连杆把动力传递给曲轴,驱动曲轴旋转,把动力向外输出 。在这个过程中,一对“欢喜冤家”起到了至关重要的作用:活塞-气缸 。它们也是发动机中最大的运动摩擦副,是发动机最核心的机构 。
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【“拉缸”拉的是哪儿?“爆缸”爆的是什么?“顶缸”是怎么顶的?】首先来说说活塞 。活塞是在发动机气缸中上下运动的一个圆柱体,它与气缸盖、气缸壁共同组成燃烧室,燃料在其中燃烧,生成的高温高压气体推动活塞向下运动,并将这个推力通过连杆传递给曲轴,带动曲轴旋转做功 。活塞的工作环境是极其恶劣的,其顶部与高温、高压、具有腐蚀性的气体直接接触,承受巨大的气体压力与惯性力的作用,在高速运动时活塞表面与气缸壁之间不断发生摩擦 。所以,活塞必须有足够的强度和刚度,并且具有耐磨、耐高温的性能,质量越小越好 。
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活塞通常采用硅铝合金铸造而成,也有部分高强化的柴油机使用高级铸铁或者耐热钢制造 。活塞在结构上分为顶部、头部和裙部三部分 。顶部与气缸盖、气缸壁构成燃烧室,它的形状决定了燃烧室的形状,是影响燃料燃烧状态的重要因素;头部用来安装活塞环,主要作用是用来密封气缸,并把活塞的热量传递给气缸壁;裙部主要是给活塞运动导向,并承受气缸壁施加给活塞的侧压力,现在的家用汽油机通常采用拖板式活塞裙部 。活塞在形状上呈上小下大的锥形,工作时上部受热更多,膨胀更大,变成近似于圆形 。
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活塞在工作时会受热膨胀变形,但它的变形并不是均匀的 。活塞顶部在气体压力作用下会发生弯曲变形,在侧压力作用下会发生沿活塞销轴线方向的变形,在活塞销座孔处金属较多,受热会发生椭圆形变形,上部受热多变形大,下部受热少变形小 。活塞发生椭圆形变形会破坏与气缸壁之间的配合,使发动机工作异常 。因此,活塞在结构上还会做一些隔热与补偿措施,比如开隔热槽、膨胀槽、采用椭圆锥形裙部、在活塞中镶嵌恒范钢片等 。
此外,加强活塞的冷却与润滑也是非常重要的,有些高强化发动机有专门的机油喷嘴,给活塞喷射机油冷却降温,用油环在气缸壁上布油形成油膜润滑活塞,活塞表面做磷化处理,或者涂抹石墨,喷涂聚四氟乙烯涂层等,以提高活塞的耐磨性与耐高温性等 。
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再来说说发动机气缸 。气缸是发动机中引导活塞上下运动的圆柱形空腔 。它也是燃烧室的组成部分,要承受巨大的气体压力和高温、腐蚀等,所以要求它具有足够的强度和耐热、耐磨性 。为了节约材料,降低成本,保证发动机使用寿命,在绝大多数的发动机中,都会在气缸中镶入气缸套来形成气缸工作表面 。
气缸套采用耐热性较好的合金铸铁或者合金钢制造,气缸体采用比较廉价的普通铸铁或者铝合金铸造,当气缸套过度磨损后还可以单独维修或者更换,这样可以降低使用和维修成本 。有些铝合金发动机不镶嵌缸套,而是在气缸壁上电化学加工一层硬质铁合金涂层 。此外,把气缸套内壁加工成网格状,可以形成一个个微小的储油池,以增强对活塞的润滑 。
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