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柴油机穴蚀的产生及预防

现代柴油机的有效压力、转速、比功率不断提高,比质量越来越小,结构日益紧凑,气缸套壁厚有减薄的趋势,这使其抗穴蚀的能力有所下降。我们在维修实践中发现,现代柴油机的穴蚀损坏非常严重,许多柴油机的气缸套不是因为超过了磨损极限而更换,往往是因穴蚀损坏被迫换新。穴蚀已成为影响现代柴油机使用寿命和可靠性的重要因素。

   1、穴蚀的产生

穴蚀是指柴油机湿式缸套外壁与冷却液接触的表面被破坏成一些针状的孔洞,这些孔洞逐渐扩大、加深,最后形成深孔或裂纹;孔洞一般很清洁,没有腐蚀生成物。湿式缸套直接与冷却液接触,不可避免地逐渐被穴蚀;而干式缸套虽然不与冷却液直接接触,但缸套座同样受到穴蚀,缸套座被逐渐穴蚀成通孔或裂纹后,就会进一步破坏干式缸套。

    一般认为,穴蚀由缸套高频振动引起。机械振动引起冷却液压力变化,使冷却液中产生气泡并破裂,此过程就是穴蚀产生的原因。由于冷却液中溶有气体,当气缸高频振动使冷却液的局部压力降到某一临界值时,溶于冷却液中的气体便以气泡的形式分离出来,这些气泡流到高压区,当压力超过气泡压力时便发生溃灭。处于气泡状态的气体重新液化或溶于冷却液中,体积骤然减小,冷却液向气泡中心高速运动而产生水击现象,产生极大的冲击力和高温,并以压力波的形式超音速向四周传播,当作用在气缸套外表面时,产生很大的冲击、挤压和高温。在这种力的反复作用下,缸套外表面产生疲劳而逐渐脱落,呈麻点状和针状小孔,并随着穴蚀的进行而逐渐扩展。

    2、穴蚀的预防

    (1)使用因素  a.最易发生穴蚀的冷却液温度是40℃-60℃,因此使用中要尽量使冷却液保持正常的工作温度(80℃-85℃)。b.要加用厂家规定的冷却液,不用硬水或含杂质较多的冷却水(液)。实验表明,含有盐类、碱类的硬水比清洁的软水穴蚀速度大几十倍。c.尽量减少怠速、大负荷和超负荷运转的时间。d.按规定加用燃油,减轻由燃烧引起的柴油机工作粗暴。

    (2)维修因素  a.按规定更换冷却液,并及时清洗冷却系,使冷却系经常保持良好的技术状态。b.按规定调整供油提前角及燃料系各总成,保持燃料系良好的工作性能,减轻不正常燃烧造成的危害。c.保持良好的配缸间隙、曲轴轴承间隙和连杆轴承间隙,以减轻敲缸和振动。d.安装气缸套、活塞、连杆等机件时,要尽量达到垂直度、平行度的要求,减小活塞对气缸套的不正常冲击。

    (3)制造因素  a.在水套侧壁涂防穴蚀材料和吸振物质。b.提高气缸套外表面的硬度;尽量降低外表面的粗糙度;选用抗穴蚀能力强的材料。c.选用合适的气缸套壁厚,增加其刚度,以避免共振。

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