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          工程機械柴油機氣缸套穴蝕及其預防
          www.idgather.com   2012-07-11  中國工程機械信息網
          導讀:  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 ...

            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,穴蝕現象就很少發生。

            (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。活塞長度較長時,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,從而使液體壓力發生變化。在小截面處,水的流速高、壓力小,容易蒸發而形成氣泡;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合作用,使穴蝕產生速度成倍、甚至于成數十倍增長。

            2.4使用條件

            當柴油機工作過程粗暴,最大爆發壓力增大時,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水溫過高,以減少"氣溝"的產生,減緩金屬腐蝕和穴蝕的發展;

            (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。

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