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ガソリンエンジンのシリンダー引きの原因

シリンダー引きとは、ピストンの往復運動によりシリンダーライナー内面が接触する部分に傷や擦り傷が発生する現象のことを指します。 一般に、シリンダーの引き抜きは、エンジンのオーバーホール後の慣らし運転中に発生することがよくあります。 一部は通常の動作中にも発生します。 シリンダーを引っ張ると、一般にシリンダーライナー内面に軽度の波紋のような引っ張り跡が残り、パッチ状の重度の引っ張り傷は少なくなります。 歪み領域は主に、ピストン ピンの軸に垂直なシリンダ ライナー表面の両側にあります。 シリンダーの引っ張りによる損傷部品は主にシリンダーライナー(内面)、ピストン(外面)、ピストンリング(外接触面)です。
シリンダー損傷の基本的な原因は、シリンダーライナーとピストンフリクションリングの間の局所的な乾燥摩擦です。 その結果、金属表面の微小凸体同士が接触することになる。 高負荷がかかると微小凸体が変形し、相互運動中に多量の摩擦熱が発生し、微小凸体が溶融、開いて傷がつき、摩耗粉が発生します。 金属の破片がピストンの表面に埋め込まれ(潤滑油がそれらを洗い流さないまま)、シリンダーの壁に傷を与えます。
シリンダーの引きに影響を与える要因は数多くあり、状況も非常に複雑です。 これは主にエンジンの動作(温度と負荷)、ピストンとシリンダーライナーの嵌合、および適合する材料に密接に関係しています。 ただし、慣らし期間中のエンジンの慣らし状態は、シリンダーの引きに影響を与える重要な要素です。 シリンダーの引っ張りを引き起こす基本的な要因は 3 つあります。
1. エンジンのピストンとシリンダーライナーの間の温度が高すぎる
1) エンジンの熱負荷が高すぎるため、全体の温度が高くなりすぎます。 エンジンの最適な熱状態は、冷却水温度を 75 度から 85 度の間に維持することです。 エンジンの熱負荷が高すぎたり、冷却効果が悪い場合、エンジン温度が高くなりすぎ、ピストンの膨張や熱変形が大きくなりすぎます。 シリンダーライナーとピストンの隙間が小さすぎて、両者の間に良好な潤滑油膜を形成することが困難です。 さらに、高温での潤滑油の炭化や燃焼により、ピストンリングがシリンダ壁に固着し、突発爆発や早期発火を引き起こし、空摩擦状態となり、エンジンの摩耗を悪化させます。
2) シリンダライナ内面の精度、平滑度、形状(テーパ、楕円率)が規定の基準を超えていること。 ピストンリングのシール効果が低下し、シリンダー内の燃焼ガスがピストンスカート部に流入し、スカート部の温度が上昇しすぎて潤滑状況が悪化して局部的な乾摩擦が発生します。
3)シリンダライナにおけるピストンの取付位置が偏り、偏摩耗が発生する。 ピストンの変形、ピストンピン穴のズレ、シリンダーライニングのズレ、コンロッドの曲がりやねじれ、クランクシャフトのシャフトの変更、クランクピンとメインジャーナルの平行度のずれなどにより、ピストンが傾く場合があります。シリンダーの片側にあります。 このとき、シリンダー壁にかかるピストンリングの圧力は局部的に比較的集中し、高圧下ではシリンダーライナーとピストンリングの間の油膜が薄くなったり、場合によっては破断したりすることがあります。 その結果、潤滑効果が失われ、乾燥摩擦が発生し、温度が急激に上昇します。
4) エンジンの爆発は、燃料のオクタン価が低すぎる場合、点火時間が早すぎる場合、圧縮比が高すぎる場合、点火プラグが過熱している場合、およびエンジン動作中に燃焼室内の炭素堆積がひどい場合に発生する可能性があります。 その結果、シリンダー壁の局部温度が急激に上昇し、潤滑油膜の損傷やコーキングによる粘性コロイドの発生により、ピストンリングがリング溝に固着してエア漏れが発生します。 さらに、デトネーションによって発生した燃焼ガスがシリンダー壁に衝突し、シリンダーライナーに乾燥摩擦や傷がつきやすくなります。

5) シリンダーライナー内面の潤滑不良。 潤滑油不足、油圧低下、油質不良等により、潤滑時に金属摩擦面の発熱が奪われ、金属が高温変形する場合がございます。
6) 冷却効果が低い。 水不足、ラジエター内部の詰まり、シリンダーライナー外壁のスケール付着、ファンの取り付け不良、ファンベルトの緩み、ファンの音量低下、ウォーターポンプの排気量の低下などによりエンジンの冷えが悪くなる。走行中にオーバーヒート、水温、潤滑油温度が高くなることがあります。 特になじみ期間中はオーバーヒートが発生し、シリンダー抜けを起こしやすくなります。
2. ピストンリング、ピストン、シリンダーライナーの材質の不一致
我が国には自動車部品を生産する企業が数多くあり、部品の品質は不安定です。 各メーカーのピストン膨張係数は異なり、シリンダーライナーやピストンリングの表面硬度も異なります。 これらはシリンダーの引きを引き起こす可能性があります。 ピストンリングを交換するときは、規格に従って十分なエンドクリアランスを残す必要があります。 シリンダーが強く引っ張られるのを避けるため、クロムメッキのピストンリングをクロムメッキのシリンダーライナーに取り付けないでください。
3. 組み立てとプロセスの問題
1) ピストンピンアセンブリがきつすぎるため、軸方向の両端でシリンダーの引っ張りが容易に発生する可能性があります。
2) ピストンピンのリテーニングリングが外れると、非常に深刻なシリンダーの引っ張りを引き起こす可能性があります。
3) ピストンリングの切開部の取り扱いが不適切で、リングの切開部の開口部が大きすぎ、口をやすりで削る際に端や角がはみ出します。
4) ピストンリングの端面クリアランスが大きい。
5) エンジン冷間始動時、速度の上昇が早すぎる、または負荷が急激に加わりすぎる。

つまり、シリンダー抜けの問題を防止することは、複雑かつ細心の注意を要する作業です。 まず、高温という重要な問題を把握し、次に嵌合部品の材質とサイズギャップを選択し、最後に組み立てとテストのプロセスによって確認する必要があります。 この方法によってのみ、シリンダーの引っ張り現象を軽減または回避できます。