关于桑塔纳轿车活塞环早期磨损的原因分析

　　活塞环是活塞组中的重要组件，工作环境恶劣，损坏形式主要是磨损。正常的磨损应能使用到发动机的大修期，如果磨损导致它的寿命大幅缩减，这种磨损就属早期异常磨损简称早期磨损，早期磨损会使发动机动力性和经济性下降，从而缩短发动机大修期限。以上海桑塔纳轿车为例，活塞环的使用寿命多则30万公里，少则10 多万km，同一型号的发动机活塞环寿命为什么有这样大的差别，原因何在? 笔者通过对徐州上海大众4S 店的发动机维修记录分析、部分客户的调查及活塞环的检测后发现，活塞环的材质选择、制造质量、油的品质、使用和维护方法等是导致其早期磨损的主要原因，具体分析如下：
　　1 活塞环的材质选择不当
　　桑塔纳轿车发动机活塞环原为德国柯茨公司生产。目前，国产桑塔纳轿车零部件均实现国产化， 活塞环质量与柯茨公司产品比较，存在一定的差距，因而不同程度的影响了活塞环的使用寿命。主要存在如下问题：
　　1.1 有的厂家将第一道环的材质由球墨铸铁改为钢质环， 并经氮化处理，硬度提高了，耐磨性极好。但其径向厚度由原来的3.450.10 变为3.000.10，由于钢的弹性模量值大，球墨铸铁的弹性模量值小，为了达到同样的弹力值迫使径向厚度减小，装入活塞环槽后，环的背隙增大了，背隙的增大使活塞环的背压增大，加大了活塞环与气缸壁的径向压力，加剧了活塞环的磨损。另一方面，活塞环在环槽中的侧隙过大，容易使活塞环在环槽中产生颤动，造成活塞环的疲劳破坏。此外，这种活塞环一旦外圆周边磨损， 将直接导致开口间隙和背隙的增大，背隙的增大必然会引起背压的减小，活塞环的背压减小使得活塞环的密封性能大幅度下降，甚至失效。
　　1.2 对于第二道环来说， 国内大多数厂家用普通低合金材料来顶替柯茨公司的磷化铸铁环，这种普通低合金材料一般为多元合金，石墨较细小，使环具有较高的强度和较高的弹性模量，虽使耐磨情况有所改善，但与柯茨公司的产品相比仍有较大差距，所以二道环往往成为活塞环组的薄弱环节。
　　2 活塞环的制造质量下降
　　2.1 第一道环的镀铬质量不够稳定，镀铬层不均匀且又薄(个别的铬层厚度仅为0.04 0.06mm)，硬度值往往较低，明显不耐磨。
　　2.2 柯茨公司的第一道环椭圆度为正圆， 其高点值在-0.3mm--0.2mm 范围之内。国产的活塞环常为正椭圆，高点在0.05mm 0.85mm之间，很明显国产活塞环的高点值高出柯茨公司许多。台架试验表明凡正椭圆值在上限者，一般容易在环的开口及其附近处出现不同程度的拉缸现象，这一点常是活塞环生产厂家所忽视或不易觉察的要害之外，从而影响活塞环的使用寿命。
　　2.3 钢带组合油环的情况相对较好些， 但由于国内材料及制造水平不一，差距也较大，也直接影响整个环组使用寿命。
　　3 不注重燃油、润滑油的规格和品质
　　桑塔纳轿车发动机对燃油和润滑油的规格和型号有明确的要求，特别是桑塔纳2000 豪华型电喷发动机要求更高， 但往往不为车主重视，一旦出现问题，对发动机的损害是很严重的。
　　3.1 桑塔纳轿车发动机必须使用无铅汽油。桑塔纳轿车发动机的压缩比高，低牌号、低质量的燃油容易产生发动机爆燃和过热，发动机长期过热又会引起活塞顶和活塞环岸、排气门烧蚀甚至穿透等严重故障，并且容易产生积炭，加剧活塞环的磨损。
　　3.2 桑塔纳轿车发动机必须使用API 标号的SF 级或SG 级润滑油或VW5000 改良润滑油，不可使用其它型号润滑油及劣质机油，不同牌号机油不可混合使用，并按规定定期更换润滑油。新车或大修后的车辆，最初行驶走合期为1500km，行驶1500km 后，必须每7500km 定期更换润滑油。加注润滑油不能加得过多，否则，不仅增加曲轴转动阻力，发动机功率下降，而且容易导致机油窜入燃烧室烧掉，造成排气管冒蓝烟，机油消耗量增加，同时使燃烧室积炭增多，引起活塞环与气缸壁的快速磨损。
　　4 使用与维护方法不当
　　4.1 不注意三滤装置的清洁工作
　　发动机的空气滤清器、燃油滤清器和机油油滤清器的三清作业是必不可少的。在正常情况下，桑塔纳轿车每行驶2000 3000km，空气滤清器滤芯需要清除一次，在多尘的道路上，清除滤芯灰尘的周期要适当缩短，滤芯堵塞情况严重，要及时更换为合格的滤芯。三滤装置的所有管路通道都必须保持密封状态，稍许破损、泄漏，形同虚设，尘土都会侵入气缸，加大活塞环与气缸壁间的磨损。
　　4.2 私自改动发动机的通风装置
　　桑塔纳轿车发动机的曲轴通风装置将来自曲轴箱的废气通过气门室罩上的通气孔引进空气滤清器下的小孔中，绝大部分工况下的曲轴箱排放物全部回收进发动机气缸。但车辆经行驶一定里程之后，通风管会因油污而堵塞，特别是PVC 通风阀极易堵塞，不少修理工和驾驶员把这一通管从空滤器下的小口上拔下， 直接通到发动机外侧，排到大气之中，不仅造成环境污染，同时，空气中的灰尘从空滤器的小孔处长驱直入，导致活塞环和气缸壁的快速磨损。
　　4.3 不重视发动机的初期磨合，造成活塞环的异常磨损
　　现代汽车的初期磨合十分重要，发动机通过初期磨合，活塞和气缸臂的粗糙度会发生变化，磨合后，活塞环-气缸壁这一摩擦副相对均称、平衡，从而改善摩擦副表面间的接触质量，使其润滑油膜易于形成，并且提高油膜的承载能力，达到良好的润滑状态，使其获得最佳的摩擦匹配。所以车辆应根据磨合期的润滑及要求，严格执行磨合期的规定，限速减载，避免猛踩加速踏板和突发载荷。
　　4.4 走合期过后的长时间高速运转
　　桑塔纳发动机最高转速允许高达6300r/min， 但其最佳转速应在3500r/min 4000r/min 左右，走合期过后，若发动机长时间处于高速运转状态，则热负荷严重，极易引起高温下活塞环和气缸壁之前的油膜建立，导致润滑质量下降。
　　4.5 冷车起动频繁或使发动机处于长时间的怠速运转状态
　　冷车起动时，机油的温度低，粘度大，润滑性能差。另一方面，发动机温度较低时，燃料雾化不良，液态的燃料会稀释润滑油，破坏润滑油在汽缸壁活塞环之间形成的保护膜，影响润滑效果，加剧活塞环和气缸壁之间的磨损，也会促使机油的老化变质。
　　4.6 操作方法不当
　　发动机的温度在未到正常温度之前就全速行驶或强行超车，在行驶中高挡低车速或低挡高车速运行。发动机在达到正常工作温度之前，润滑油的润滑性能未能达到最佳，此时发动机大负荷运行，气缸和气缸壁之间因润滑不良而加速磨损。在行驶途中，高挡位低车速运行，发动机输出扭矩大，要求曲和活塞等运动件的速度要低，但此时变速箱处于高挡位，运动件的速度较高必然会导至活塞、曲轴之间的冲击严重，使得活塞环与缸臂之间的侧向力加大，加剧磨损;低挡位高车速行驶时，因挡位低，发动机只高速运转，功率损失大，油耗高，积炭严重，加剧活塞环与缸壁之音磨损。
　　活塞环的早期磨损严重影响发动机的动力性和经济性，作为使用者一定要养成良好的用车习惯，掌握合理地使用、维护和保养方法，特别是出车前的燃油、机油及冷却水液面的检查，正常后，方可起动发动机，对桑塔纳轿车而言，在寒冷季节要让发动机怠速运转约30s 后，使润滑油到达各摩擦副的润滑部位后，方可平稳起步，尽量减少超短程和短程用车，这些也是减少活塞环早期磨损的重要措施。