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工程机械柴油机气缸套穴蚀及其预防

放大字体  缩小字体 发布日期:2016-03-23  来源:混凝土机械网  作者:混凝土机械网  浏览次数:313
核心提示:工程机械柴油机气缸套穴蚀及其预防: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。

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。

 
 
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