摘要：气缸套是柴油发电机的重要零件，通常用灰铸铁或合金铸铁制成。它的技术状态，对柴油发电机的动力性和经济性影响很大。柴油发电机是否需要大修，主要取决于气缸套的磨损程度。因此，研究气缸套磨损原因，掌握磨损规律，对减小汽缸套磨损速度，延长柴油发电机的使用寿命有着重要意义。

 

一、气缸套磨损对柴发的影响

 

  气缸套磨损的影响是连锁式的，会波及整个发电机组的主要系统。

1、对动力性和经济性的影响

（1）压缩比下降：缸套与活塞、活塞环间隙增大，导致压缩行程结束时压力和温度不足。

（2）燃烧恶化：压缩压力和温度不足，导致燃油雾化不良，燃烧不完全。

（3）后果：

① 输出功率下降：发电机组带不动应有的负载。

② 燃油消耗率增加：能量转换效率降低，运行成本显著上升。

③ 排放超标：黑烟、碳氢化合物（HC）和一氧化碳（CO）排放增加。

2、对润滑系统的影响

（1）机油上窜：磨损的间隙变大，机油更容易通过活塞环（特别是油环）进入燃烧室。

（2）燃气下窜：高温高压的燃烧气体“吹”入曲轴箱。

（3）后果：

① 机油消耗量急剧增加（“烧机油”）。

② 机油稀释和污染：下窜的燃气中含有硫化物、水分和碳烟，加速机油变质，使其润滑性能下降。

③ 整个发动机润滑不良：变质的机油会导致曲轴、凸轮轴等所有运动部件的磨损加剧。

3、对发动机机械寿命的影响

（1）磨料磨损的扩散：缸套磨损产生的金属碎屑会污染机油，成为磨料，随润滑油循环到曲轴轴承、连杆轴承等部位，造成这些精密部件的磨损。

（2）活塞组件的二次损坏：不正常的配合间隙可能导致活塞环断裂、活塞拉缸甚至抱死等严重机械故障。

（3）整体寿命缩短：气缸是发动机的心脏，心脏衰竭会直接导致整机大修提前。

4、对发电机组可靠性的影响

（1）启动可靠性降低：在需要紧急供电时，可能因压缩不足无法启动，造成重大损失（例如，医院、数据中心）。

（2）运行稳定性差：无法稳定维持额定转速和电压，导致供电质量下降，影响用电设备的安全。

 

图1  柴油发动机气缸套位置标注

 

二、气缸套磨损的特征

 

  气缸套内壁工作表面常在活塞环运动区域内形成不均匀磨损，一般是在往复运动方向上形成锥形，在圆周方向上磨成不规则的椭圆形。在缸套磨损量最大的位置，椭圆度往往也最大。气缸套与活塞不接触部位不磨损，因而出现明显的磨损台阶。

1、气缸套磨损成锥形的原因

（1）高压高温条件下活塞环对缸壁的摩擦。

  在作功冲程中，活塞环在燃烧气体的高压作用下，对气缸壁的压力急剧增大。高压使缸壁难成形成油膜，高温又使缸壁上的润滑油粘度降低或烧掉，润滑状况恶化。当活塞到达上止点位置，第一道气环所对应的缸壁磨损最为严重，在此位置以下，随着温度和压力的降低，缸壁的磨损也相应减小，形成上大下小的锥形。

（2）电化学腐蚀。

  燃烧生成物中的酸性物质，在冷却水温高于80摄氏度时，呈气态随废气排出；当冷却水温度低于80摄氏度时，酸性物质便在缸壁上凝结引起电化学腐蚀，加速气缸壁的磨损。当柴油发电机常在低温下工作时，气缸套上部磨损则更为严重。

2、气缸套磨成椭圆的原因

（1）在正常情况下，气缸套径向的最大磨损常发生在温度最低的部位，因为此处电化学腐蚀作用最强。

（2）在作功冲程中，燃气压力迫使活塞向下止点运动，运动由往复转换为转动，活塞环对缸套侧压力在曲柄运动平面方向最大，造成缸套偏磨，即垂直于曲轴方向的缸套磨损量最大。

（3）曲轴弯曲、连杆弯曲、气缸套中心线与曲轴轴心线不垂直活塞销孔与裙部不垂直等，均能使活塞环与气缸套产生偏磨。

 

三、气缸套磨损的修复

 

1、操作技术员自修

  当气缸套磨损后各项指标均末超过说明书或标淮的要求，只是气缸套内圆表面有轻微拉痕或擦伤时，可在机房由操作技术员自修予以修复。

（1）轻微纵向拉痕（宽≯0.2%D、深≯0.05%D\数量≯3条，D为缸径）可用砂纸或油石打磨，使拉痕表面光滑后继续使用。当气缸套内圆表面纵向拉痕超过上述规定时，则应送厂采用机加工方法予以消除或减轻。

（2）较轻擦伤（深度<0.5mm）时可采用油石、键刀或风砂轮等手工消除，使表面光滑后继续使用。

2、返厂修复

  气缸套产生较大拉痕、擦伤、磨台和过度磨损时应拆下气缸套送康明斯工厂修复，主要方法有:

（1）镗缸修复

  气缸套内圆表面产生较大拉痕、擦伤和磨台，或者气缸套的圆度、圆柱度超过标准，但内径增量尚符合标准时，采用机械加工（即镗缸）方法消除表面损伤和几何形状误差但镗缸后的内径增量仍应在标准之内。

（2）修理尺寸法

  当气缸套内径增量超过标准时，在保证气虹套壁厚强度的筋提下进行镗缸，消除气缸套内圆表面的几何形状误差和拉痕、擦伤、磨台等损伤，再依镗缸后的缸径配制新的活塞组件，以恢复气缸套与活塞之间的配合间隙。

（3）恢复尺寸法

  当气缸套内径增量超标时，先镗缸消除气缸套内圆表面的几何形状误差和表面损伤，再根据气缸套壁厚要求增加的厚度可选用镀铬、锻铁或镀铁加镀铬的工艺，也可采用喷涂工艺，恢复气缸套原有的直径和与活塞之间的配合间隙。

  气缸套修复后装机正常运转前必须进行磨合运转，按说明书要求或视修理状况进行。

 

总结：

气缸套磨损对柴油发电机组的影响是灾难性且成本高昂的。它不仅是单个部件的损坏，更会引发动力下降、油耗增加、润滑系统污染和整机寿命缩短等一系列连锁反应。预防远胜于治疗，通过严格的日常维护、规范的操作和定期的专业检查，可以最大限度地延缓气缸套磨损，确保柴油发电机组在关键时刻能够可靠、高效地运行。

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