การดึงกระบอกสูบหมายถึงปรากฏการณ์ของรอยขีดข่วนที่เกิดขึ้นในบริเวณที่พื้นผิวด้านในของซับสูบสัมผัสกับการเคลื่อนที่ไปกลับของลูกสูบ โดยทั่วไปการดึงกระบอกสูบมักเกิดขึ้นระหว่างการทำงานในช่วงหลังจากการยกเครื่องเครื่องยนต์ บางส่วนยังเกิดขึ้นระหว่างการทำงานปกติ เมื่อดึงกระบอกสูบ โดยทั่วไปจะมีคลื่นเล็กน้อย เช่น รอยดึงบนพื้นผิวด้านในของซับสูบ และจะมีรอยปะที่รุนแรงน้อยกว่า เช่น การบาดเจ็บจากการดึง พื้นที่ความเครียดส่วนใหญ่อยู่ทั้งสองด้านของพื้นผิวซับสูบในแนวตั้งฉากกับแกนสลักลูกสูบ ส่วนประกอบที่เสียหายของการดึงกระบอกสูบส่วนใหญ่เป็นปลอกสูบ (พื้นผิวด้านใน) ลูกสูบ (พื้นผิวด้านนอก) และแหวนลูกสูบ (พื้นผิวสัมผัสด้านนอก)
สาเหตุพื้นฐานที่ทำให้กระบอกสูบเสียหายคือแรงเสียดทานแบบแห้งเฉพาะจุดระหว่างซับสูบกับแหวนเสียดสีลูกสูบ เป็นผลให้ส่วนนูนขนาดเล็กบนพื้นผิวโลหะสัมผัสกัน ภายใต้ภาระที่สูง ตัวไมโครนูนจะเสียรูป และในระหว่างการเคลื่อนไหวร่วมกัน จะเกิดความร้อนจากการเสียดสีจำนวนมาก ส่งผลให้ตัวไมโครนูนละลายและหลอมละลาย จากนั้นเปิดออก ก่อให้เกิดรอยขีดข่วนและสร้างเศษสึกหรอ เศษโลหะฝังอยู่บนพื้นผิวลูกสูบ (โดยไม่มีน้ำมันหล่อลื่นชะล้างออกไป) ทำให้เกิดรอยขีดข่วนบนผนังกระบอกสูบ
มีหลายปัจจัยที่ส่งผลต่อการดึงกระบอกสูบ และสถานการณ์ก็ค่อนข้างซับซ้อนเช่นกัน โดยส่วนใหญ่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับการทำงานของเครื่องยนต์ (อุณหภูมิและน้ำหนักบรรทุก) ความพอดีระหว่างลูกสูบและซับสูบ และวัสดุที่เข้ากัน อย่างไรก็ตาม สภาพการทำงานของเครื่องยนต์ในช่วงระยะเวลาเดินเครื่องถือเป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อการดึงกระบอกสูบ มีปัจจัยพื้นฐานสามประการที่ทำให้เกิดการดึงกระบอกสูบ
1. อุณหภูมิระหว่างลูกสูบและซับสูบของเครื่องยนต์สูงเกินไป
1) โหลดความร้อนของเครื่องยนต์สูงเกินไป ส่งผลให้อุณหภูมิโดยรวมสูงเกินไป สภาวะความร้อนที่เหมาะสมของเครื่องยนต์คือการรักษาอุณหภูมิของน้ำหล่อเย็นให้อยู่ระหว่าง 75 องศา ถึง 85 องศา หากภาระความร้อนของเครื่องยนต์สูงเกินไปหรือผลการระบายความร้อนไม่ดี อุณหภูมิของเครื่องยนต์จะสูงเกินไป และการขยายตัวของลูกสูบและการเปลี่ยนรูปเนื่องจากความร้อนจะมีขนาดใหญ่เกินไป ระยะห่างระหว่างซับสูบและลูกสูบน้อยเกินไป ทำให้ยากต่อการสร้างฟิล์มน้ำมันหล่อลื่นที่ดีระหว่างทั้งสอง แม้ว่าเนื่องจากการคาร์บอไนเซชันหรือการเผาไหม้ของน้ำมันหล่อลื่นที่อุณหภูมิสูง แหวนลูกสูบจึงเกาะติดกับผนังกระบอกสูบ ทำให้เกิดการระเบิดอย่างกะทันหันและการจุดระเบิดเร็ว ส่งผลให้เกิดสภาวะเสียดสีแห้งและทำให้เครื่องยนต์สึกหรอมากขึ้น
2) ความแม่นยำ ความเรียบ และรูปร่าง (ความเรียวและวงรี) ของพื้นผิวด้านในของปลอกสูบเกินมาตรฐานที่กำหนด ผลการปิดผนึกของแหวนลูกสูบลดลง และก๊าซที่เผาไหม้ในกระบอกสูบไหลเข้าสู่กระโปรงลูกสูบ ทำให้อุณหภูมิกระโปรงสูงเกินไป และสถานการณ์การหล่อลื่นลดลง ส่งผลให้เกิดแรงเสียดทานแห้งเฉพาะที่
3) ตำแหน่งการติดตั้งลูกสูบในซับสูบถูกชดเชย ส่งผลให้เกิดการสึกหรอที่ผิดปกติ เนื่องจากการเสียรูปของลูกสูบ, การเยื้องศูนย์ของรูพินลูกสูบ, การวางแนวที่ไม่ตรงของปลอกสูบ, การงอหรือบิดของก้านสูบ, การเปลี่ยนเพลาข้อเหวี่ยง และความไม่ขนานกันระหว่างสลักข้อเหวี่ยงและเจอร์นัลหลัก ลูกสูบจึงสามารถโน้มตัวได้ ด้านหนึ่งของกระบอกสูบ ณ จุดนี้ แรงดันของแหวนลูกสูบบนผนังกระบอกสูบค่อนข้างเข้มข้นที่พื้นผิวเฉพาะที่ ทำให้ฟิล์มน้ำมันระหว่างซับสูบและแหวนลูกสูบบางลงหรือแตกได้ภายใต้แรงดันสูง เป็นผลให้ผลการหล่อลื่นหายไป ทำให้เกิดแรงเสียดทานแบบแห้งและอุณหภูมิเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว
4) การระเบิดของเครื่องยนต์อาจเกิดขึ้นเมื่อค่าออกเทนน้ำมันเชื้อเพลิงต่ำเกินไป เวลาจุดระเบิดเร็วเกินไป อัตราส่วนกำลังอัดสูงเกินไป หัวเทียนร้อนเกินไป และการสะสมของคาร์บอนในห้องเผาไหม้จะรุนแรงระหว่างการทำงานของเครื่องยนต์ ผลที่ได้คืออุณหภูมิเฉพาะที่ของผนังกระบอกสูบเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ทำให้เกิดความเสียหายต่อฟิล์มน้ำมันหล่อลื่นหรือถ่านโค้กกลายเป็นคอลลอยด์ที่มีความหนืด ซึ่งไปเกาะแหวนลูกสูบในร่องแหวนและทำให้อากาศรั่ว นอกจากนี้ ก๊าซเผาไหม้ที่เกิดจากการระเบิดยังกระทบผนังกระบอกสูบ ส่งผลให้ปลอกสูบมีแนวโน้มที่จะเกิดการเสียดสีและรอยขีดข่วนได้ง่าย
5) การหล่อลื่นไม่ดีบนพื้นผิวด้านในของซับสูบ เนื่องจากปัจจัยต่างๆ เช่น น้ำมันหล่อลื่นไม่เพียงพอ แรงดันน้ำมันต่ำ และคุณภาพน้ำมันไม่ดี จึงไม่สามารถรับประกันได้ว่าความร้อนที่เกิดจากพื้นผิวเสียดสีของโลหะจะถูกพาออกไปในระหว่างการหล่อลื่น ส่งผลให้เกิดการเสียรูปของโลหะที่อุณหภูมิสูง
6) ผลการระบายความร้อนไม่ดี เนื่องจากการขาดแคลนน้ำ, การอุดตันภายในของหม้อน้ำ, ตะกรันบนผนังด้านนอกของซับสูบมากเกินไป, การติดตั้งพัดลมที่ไม่เหมาะสม, สายพานพัดลมหลวม, ปริมาณพัดลมต่ำ, การกระจัดของปั๊มน้ำต่ำ และปัจจัยอื่น ๆ ทำให้เครื่องยนต์เย็นไม่ดี ทำงานส่งผลให้มีความร้อนสูงเกินไป อุณหภูมิของน้ำสูง และอุณหภูมิน้ำมันหล่อลื่น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงระยะเวลาการทำงาน จะเกิดความร้อนสูงเกินไป และมีแนวโน้มที่จะเกิดการดึงของกระบอกสูบ
2. การจับคู่วัสดุที่ไม่เหมาะสมของแหวนลูกสูบ ลูกสูบ และปลอกสูบ
ในประเทศของเรามีหลายหน่วยที่ผลิตชิ้นส่วนยานยนต์ และคุณภาพของชิ้นส่วนก็ไม่คงที่ ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวของลูกสูบของผู้ผลิตแต่ละรายแตกต่างกัน และความแข็งผิวของซับสูบและแหวนลูกสูบก็แตกต่างกันเช่นกัน สิ่งเหล่านี้อาจทำให้เกิดการดึงกระบอกสูบ เมื่อเปลี่ยนแหวนลูกสูบ ควรเว้นระยะห่างปลายให้เพียงพอตามมาตรฐาน อย่าติดตั้งแหวนลูกสูบชุบโครเมียมบนปลอกสูบที่ชุบโครเมียม เพื่อหลีกเลี่ยงการดึงกระบอกสูบอย่างแข็ง
3. ปัญหาการประกอบและกระบวนการ
1) ชุดประกอบพินลูกสูบแน่นเกินไปซึ่งอาจทำให้กระบอกดึงที่ปลายทั้งสองด้านของทิศทางแกนได้ง่าย
2) การหลุดของแหวนยึดหมุดลูกสูบอาจทำให้เกิดการดึงกระบอกสูบอย่างรุนแรงมาก
3) การจัดการแผลแหวนลูกสูบที่ไม่เหมาะสม การเปิดแผลของแหวนมีขนาดใหญ่เกินไป และขอบและมุมยื่นออกมาเมื่อยื่นปาก
4) การกวาดล้างใบหน้าขนาดใหญ่ของแหวนลูกสูบ;
5) เมื่อเครื่องยนต์สตาร์ทเย็น ความเร็วจะเพิ่มขึ้นเร็วเกินไปหรือโหลดเพิ่มเร็วเกินไป
กล่าวโดยสรุป การป้องกันปัญหาการดึงกระบอกสูบเป็นงานที่ซับซ้อนและพิถีพิถัน ประการแรก ควรเข้าใจประเด็นสำคัญของอุณหภูมิสูง ตามด้วยการเลือกวัสดุและช่องว่างขนาดของชิ้นส่วนผสมพันธุ์ และสุดท้ายมั่นใจได้ด้วยกระบวนการประกอบและทดสอบ ด้วยวิธีนี้เท่านั้นจึงจะสามารถลดหรือหลีกเลี่ยงปรากฏการณ์การดึงกระบอกสูบได้
