Trong toàn bộ hành trình của pít-tông ta thấy các vị trí trên thành xy lanh làm việc dưới điều kiện ma sát không giống nhau. Đặc điểm này dẫn đến hao mòn xy lanh không giống nhau.
* Mòn hình côn theo hướng trục, phần trên mòn nhiều hơn. (Hình dưới) biểu thị mòn hình côn của xy lanh có chiều dài khoảng 180 mm từ ĐCT đến ĐCD.
(a) Mòn theo hướng trục; (b) Mòn theo hướng kính.
Trên hình ta thấy trị số hao mòn lớn nhất của xy lanh cách ĐCT khoảng (8-10%) hành trình của pít-tông còn trên đó là khu vực không hao mòn. Nguyên nhân gây mòn hình côn là do áp lực của xéc măng đè lên xy lanh ở các vị trí không giống nhau trong đó có xéc măng thứ nhất chiếm 76%, thứ hai là 20%, thứ ba chỉ còn 4%.
- Nhiệt độ của các vị trí trên mặt xy lanh khác nhau.
Ví dụ: đối với động cơ làm mát bằng nước nhiệt độ ở ĐCT khoảng (180-250)oC còn ở ĐCD khoảng 100oC.
Đối với động cơ làm mát bằng không khí ở các vị trí: ĐCT khoảng 250oC ở ĐCD 180oC.
Khi nhiệt độ cao ảnh hưởng đến độ nhớt và tính nhờn của dầu bôi trơn, việc tạo thành màng dầu bôi trơn lên phía trên rất khó, ngoài ra nó có thể đốt cháy màng dầu phía trên nên làm cho xy lanh ở phía trên mòn nhiều hơn.
- Do tính ăn mòn của các sản phẩm cháy như CO2, SO2, NO… kết hợp với hơi nước tạo thành các axít ăn mòn trực tiếp trên thành xy lanh.
*Mòn hình ô van theo chiều đường kính ta nghiên cứu ở vị trí mặt cắt ngang nơi hao mòn lớn nhất sẽ thấy hao mòn hình ô van được thể hiện ở hinh 1-6b.
Nguyên nhân gây hao mòn hình ô van:
- Do tác dụng xối dội của luồng hơi hỗn hợp cháy ở phía đối diện với xupáp nạp làm loãng dầu bôi trơn hoặc rửa sạch lớp dầu bôi trơn, đồng thời hạ thấp nhiệt độ của thành xy lanh, và do ăn mòn hóa học nên gây mòn nhiều.
- Do điều kiện làm mát của xy lanh không đều, phía nào có nhiệt độ thấp nhiên liệu khó hóa hơi đọng thành giọt làm loãng dầu nhờn phía đó bị mòn nhiều hơn.
- Trong cùng một động cơ, đặc điểm hao mòn của xy lanh căn bản giống nhau nhưng trị số tuyệt đối về hao mòn của chúng không giống nhau. Những xy lanh đầu và cuối vì lạnh hơn nên mòn nhiều hơn. Tuy vậy ngoài những nguyên nhân trên còn có những nguyên nhân ngẫu nhiên gây nên hao mòn xy lanh. Nếu những nguyên nhân ngẫu nhiên đóng vai trò chủ yếu thì kết quả hao mòn sẽ không phù hợp với các đặc tính mòn ở trên. Ví dụ trong hỗn hợp cháy có nhiều cặn bẩn, hạt mài thì mòn do hạt mòn có tác động chính trong quá trình mòn và nơi mòn nhiều nhất sẽ là nơi có tốc độ di trượt lớn nhất của pít-tông.
* Biện pháp chống hao mòn xy lanh
- Lắp thêm một đoạn ống lót phụ có độ chống mòn cao là hợp kim crôm-niken ở phía trên còn ở phía dưới là gang hợp kim thường làm như vậy có thể tăng tuổi thọ của xy lanh lên 1,5 lần.
- Hạ thấp tỉ số S/D (S: hành trình pít-tông ; D: đường kính xy lanh) mục đích làm giảm tốc độ trượt trung bình của pít-tông để có khả năng tăng tốc độ quay của trục khuỷu.
Thí dụ: cũng tốc độ trượt của pít-tông là 10 m/s, động cơ zil 120 có S/D = 1,13 ở vòng quay trục khuỷu là 2600 vòng/phút, còn động cơ zil 130 có S/D = 0,95 ở vòng quay trục khuỷu là 3200 vòng/phút.
Xu hướng chung để cải tiến động cơ là giảm tỉ số S/D ở các động cơ ô tô hiện đại có S/D <1.
* Mòn hình côn theo hướng trục, phần trên mòn nhiều hơn. (Hình dưới) biểu thị mòn hình côn của xy lanh có chiều dài khoảng 180 mm từ ĐCT đến ĐCD.
Đặc điểm mòn xy lanh động cơ V8
Trên hình ta thấy trị số hao mòn lớn nhất của xy lanh cách ĐCT khoảng (8-10%) hành trình của pít-tông còn trên đó là khu vực không hao mòn. Nguyên nhân gây mòn hình côn là do áp lực của xéc măng đè lên xy lanh ở các vị trí không giống nhau trong đó có xéc măng thứ nhất chiếm 76%, thứ hai là 20%, thứ ba chỉ còn 4%.
- Nhiệt độ của các vị trí trên mặt xy lanh khác nhau.
Ví dụ: đối với động cơ làm mát bằng nước nhiệt độ ở ĐCT khoảng (180-250)oC còn ở ĐCD khoảng 100oC.
Đối với động cơ làm mát bằng không khí ở các vị trí: ĐCT khoảng 250oC ở ĐCD 180oC.
Khi nhiệt độ cao ảnh hưởng đến độ nhớt và tính nhờn của dầu bôi trơn, việc tạo thành màng dầu bôi trơn lên phía trên rất khó, ngoài ra nó có thể đốt cháy màng dầu phía trên nên làm cho xy lanh ở phía trên mòn nhiều hơn.
- Do tính ăn mòn của các sản phẩm cháy như CO2, SO2, NO… kết hợp với hơi nước tạo thành các axít ăn mòn trực tiếp trên thành xy lanh.
*Mòn hình ô van theo chiều đường kính ta nghiên cứu ở vị trí mặt cắt ngang nơi hao mòn lớn nhất sẽ thấy hao mòn hình ô van được thể hiện ở hinh 1-6b.
Nguyên nhân gây hao mòn hình ô van:
- Do tác dụng xối dội của luồng hơi hỗn hợp cháy ở phía đối diện với xupáp nạp làm loãng dầu bôi trơn hoặc rửa sạch lớp dầu bôi trơn, đồng thời hạ thấp nhiệt độ của thành xy lanh, và do ăn mòn hóa học nên gây mòn nhiều.
- Do điều kiện làm mát của xy lanh không đều, phía nào có nhiệt độ thấp nhiên liệu khó hóa hơi đọng thành giọt làm loãng dầu nhờn phía đó bị mòn nhiều hơn.
- Trong cùng một động cơ, đặc điểm hao mòn của xy lanh căn bản giống nhau nhưng trị số tuyệt đối về hao mòn của chúng không giống nhau. Những xy lanh đầu và cuối vì lạnh hơn nên mòn nhiều hơn. Tuy vậy ngoài những nguyên nhân trên còn có những nguyên nhân ngẫu nhiên gây nên hao mòn xy lanh. Nếu những nguyên nhân ngẫu nhiên đóng vai trò chủ yếu thì kết quả hao mòn sẽ không phù hợp với các đặc tính mòn ở trên. Ví dụ trong hỗn hợp cháy có nhiều cặn bẩn, hạt mài thì mòn do hạt mòn có tác động chính trong quá trình mòn và nơi mòn nhiều nhất sẽ là nơi có tốc độ di trượt lớn nhất của pít-tông.
* Biện pháp chống hao mòn xy lanh
- Lắp thêm một đoạn ống lót phụ có độ chống mòn cao là hợp kim crôm-niken ở phía trên còn ở phía dưới là gang hợp kim thường làm như vậy có thể tăng tuổi thọ của xy lanh lên 1,5 lần.
- Hạ thấp tỉ số S/D (S: hành trình pít-tông ; D: đường kính xy lanh) mục đích làm giảm tốc độ trượt trung bình của pít-tông để có khả năng tăng tốc độ quay của trục khuỷu.
Thí dụ: cũng tốc độ trượt của pít-tông là 10 m/s, động cơ zil 120 có S/D = 1,13 ở vòng quay trục khuỷu là 2600 vòng/phút, còn động cơ zil 130 có S/D = 0,95 ở vòng quay trục khuỷu là 3200 vòng/phút.
Xu hướng chung để cải tiến động cơ là giảm tỉ số S/D ở các động cơ ô tô hiện đại có S/D <1.
