柴油机气缸套穴蚀及其预防

作者：西安科技学院 支剑锋

欢迎访问e展厅 展厅 1 发动机展厅 汽油发动机, 柴油机, 船用柴油机, 天然气发动机, 气缸及部件, ... 气缸套的穴蚀是柴油机常见的失效形式之一，研究其形成的原因，以便采取预防措施延缓穴蚀的产生，对减少机械故障和延长机械寿命，有着十分重要的意义。 1、气缸套穴蚀的产生及其危害 在柴油机气缸套与冷却水接触的表面，特点是在活塞主推力的一侧，常常出现一些针状孔洞，孔洞表面清洁，没有腐蚀生成物。随着时间的推移，这些针状孔洞逐渐扩大和深化，以致在缸套外壁形成蜂窝状的孔穴，严重时甚至将缸壁穿透，这种现象称为穴蚀。 柴油机工作时，水套内的冷却水在活塞侧压力的作用下高频振动，使得冷却水中的气体或空气均以气泡的形式被分离出来；当压力升高并达到一定值时，这些气泡发生崩溃（爆破）而产生强大的压力波，猛烈冲击和剥蚀缸套。这一过程反复进行，使缸套产生疲劳剥落，从而开成蜂窝状的小孔，小孔扩大、加深，直至破坏和穿透。 柴油机湿示缸套的穴蚀是一个较为普遍而又十分突出的问题，而且随着发动机强化指标（平均有效压力、活塞平均速度等）的提高，穴蚀的速度随之加快，甚至有的气缸套内壁远没有达到磨损极限，就因缸套外壁穴蚀难于控制和维修而使缸套提前报废。 2、影响气缸套产生穴蚀的因素 2.1结构 （1）气缸套结构 气缸套穴蚀的根源在于气缸套的振动，而振动强度与气缸套结构强度有关。增加气缸套的壁厚，可以提高其结构强度，从而使振动强度降低。一般认为，当壁厚达到0.08D（D为缸套的直径）以上时，穴蚀现象就很少发生。 （2）活塞结构 活塞销的位置影响活塞上下两 部分重量的分配比例。当上下两部分重量相差过大，活塞偏摆时产生较大的绕活塞销翻转的力矩。当活塞的上部重量较下部重量大时，增加了活塞上部对缸壁的撞击力，使局部的振动强度增大。活塞长度较长时，可以减弱翻转的影响，并使活塞与缸壁的接触面积增大，减少单位面积上的撞击力，从而使振动强度减小。 （3）水腔截面形式 水腔截面的形状影响着水流速度，从而使液体压力发生变化。在小截面处，水的流速高、压力小，容易蒸发而形成气泡；而在大截面处，水的流速相对较低、压力高，因而在小截面向大截面过渡处产生穴蚀的倾向增大。 2.2活塞与缸套的配合间隙 当活塞与缸套的配合间隙增大时，活塞对缸壁的冲击增大，因而使穴蚀加剧。 2.3冷却水 当冷却水中含有腐蚀介质时，会形成腐蚀与穴蚀的联合作用，使穴蚀产生速度成倍、甚至于成数十倍增长。 2.4使用条件 当柴油机工作过程粗暴，最大爆发压力增大时，引起的侧向撞击力也相应增大，从而使穴蚀增加。 3 防止气缸套穴蚀的措施 除了在设计、制造上提高气缸套的厚度和则度、减轻缸套的变形和高频振动等措施以增强缸套抗穴蚀的能力之外，在保状和使用中还应采取如下措施： （1）适当减小气缸套与其上下座也的配合间隙，以减小缸套的振动频率和振幅； （2）在保证正常动转条件的情况下，活塞和缸套的配合间隙应尽可能减小，以减轻活塞横摆动所引起的缸套运动； （3）及时清除燃烧室积碳，以免增高压缩比； （4）及时清除水套内的水垢，保证冷却水的清洁和正常温度，保证冷却系统机件的正常工作，避免水套变窄，水流短路，从而使局部过热或冷却系统水温过高，以减少"气沟"的产生，减缓金属腐蚀和穴蚀的发展； （5）在保证动力性和经济性的前提下，适当减小供油提前角，以减轻柴油机工作的粗暴程度，从而减轻缸套的振动； （6）保证柴油机平稳运转，以减小冷却水的流动速度和水压的反复变化，减小"气泡"的产生，减缓腐蚀和穴蚀的发展； （7）在冷却水中加入适量的乳化液，以减轻冷却水的表面张力，从而减轻"气泡"崩溃（爆炸）时所产生的冲击力，达到减缓穴蚀的作用。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (11/25/2004)