工程機械柴油機氣缸套穴蝕及其預防方法

氣缸套的穴蝕是柴油機常見的失效形式之一，研究其形成的原因，以便采取預防措施延緩穴蝕的產生，對減少機械故障和延長機械壽命，有著十分重要的意義。

1、氣缸套穴蝕的產生及其危害

在柴油機氣缸套與冷卻水接觸的表面，特點是在活塞主推力的一側，常常出現(xiàn)一些針狀孔洞，孔洞表面清潔，沒有腐蝕生成物。隨著時間的推移，這些針狀孔洞逐漸擴大和深化，以致在缸套外壁形成蜂窩狀的孔穴，嚴重時甚至將缸壁穿透，這種現(xiàn)象稱為穴蝕。

柴油機工作時，水套內的冷卻水在活塞側壓力的作用下高頻振動，使得冷卻水中的氣體或空氣均以氣泡的形式被分離出來;當壓力升高并達到一定值時，這些氣泡發(fā)生崩潰(爆破)而產生強大的壓力波，猛烈沖擊和剝蝕缸套。這一過程反復進行，使缸套產生疲勞剝落，從而開成蜂窩狀的小孔，小孔擴大、加深，直至破壞和穿透。

柴油機濕示缸套的穴蝕是一個較為普遍而又十分突出的問題，而且隨著發(fā)動機強化指標(平均有效壓力、活塞平均速度等)的提高，穴蝕的速度隨之加快，甚至有的氣缸套內壁遠沒有達到磨損極限，就因缸套外壁穴蝕難于控制和維修而使缸套提前報廢。

2、影響氣缸套產生穴蝕的因素

2.1結構

(1)氣缸套結構

氣缸套穴蝕的根源在于氣缸套的振動，而振動強度與氣缸套結構強度有關。增加氣缸套的壁厚，可以提高其結構強度，從而使振動強度降低。一般認為，當壁厚達到0.08D(D為缸套的直徑)以上時，穴蝕現(xiàn)象就很少發(fā)生。

(2)活塞結構

活塞銷的位置影響活塞上下兩 部分重量的分配比例。當上下兩部分重量相差過大，活塞偏擺時產生較大的繞活塞銷翻轉的力矩。當活塞的上部重量較下部重量大時，增加了活塞上部對缸壁的撞擊力，使局部的振動強度增大?；钊L度較長時，可以減弱翻轉的影響，并使活塞與缸壁的接觸面積增大，減少單位面積上的撞擊力，從而使振動強度減小。

(3)水腔截面形式

水腔截面的形狀影響著水流速度，從而使液體壓力發(fā)生變化。在小截面處，水的流速高、壓力小，容易蒸發(fā)而形成氣泡;而在大截面處，水的流速相對較低、壓力高，因而在小截面向大截面過渡處產生穴蝕的傾向增大。

2.2活塞與缸套的配合間隙

當活塞與缸套的配合間隙增大時，活塞對缸壁的沖擊增大，因而使穴蝕加劇。

2.3冷卻水

當冷卻水中含有腐蝕介質時，會形成腐蝕與穴蝕的聯(lián)合作用，使穴蝕產生速度成倍、甚至于成數(shù)十倍增長。

2.4使用條件

當柴油機工作過程粗暴，最大爆發(fā)壓力增大時，引起的側向撞擊力也相應增大，從而使穴蝕增加。

3　防止氣缸套穴蝕的措施

除了在設計、制造上提高氣缸套的厚度和則度、減輕缸套的變形和高頻振動等措施以增強缸套抗穴蝕的能力之外，在保狀和使用中還應采取如下措施：

(1)適當減小氣缸套與其上下座也的配合間隙，以減小缸套的振動頻率和振幅;

(2)在保證正常動轉條件的情況下，活塞和缸套的配合間隙應盡可能減小，以減輕活塞橫擺動所引起的缸套運動;

(3)及時清除燃燒室積碳，以免增高壓縮比;

(4)及時清除水套內的水垢，保證冷卻水的清潔和正常溫度，保證冷卻系統(tǒng)機件的正常工作，避免水套變窄，水流短路，從而使局部過熱或冷卻系統(tǒng)水溫過高，以減少"氣溝"的產生，減緩金屬腐蝕和穴蝕的發(fā)展;

(5)在保證動力性和經濟性的前提下，適當減小供油提前角，以減輕柴油機工作的粗暴程度，從而減輕缸套的振動;

(6)保證柴油機平穩(wěn)運轉，以減小冷卻水的流動速度和水壓的反復變化，減小"氣泡"的產生，減緩腐蝕和穴蝕的發(fā)展;

(7)在冷卻水中加入適量的乳化液，以減輕冷卻水的表面張力，從而減輕"氣泡"崩潰(爆炸)時所產生的沖擊力，達到減緩穴蝕的作用。