在氣缸套與冷卻液接觸的外表面,特別是在氣缸套承壓面的一側, 會(huì )產(chǎn)生許多光亮麻坑或針狀孔洞的現象。長(cháng)時(shí)間使用后,這些針狀孔洞逐漸擴大和深化,以致在氣缸套外壁形成蜂窩狀的孔穴,嚴重時(shí)甚至將氣缸璧穿透,從而導致冷卻液進(jìn)入氣缸和機油中,顯著(zhù)降低柴油機的壽命及工作可靠性。
1.產(chǎn)生穴蝕的原因
柴油機工作時(shí),水套內的冷卻液在活塞側壓力的作用下產(chǎn)生高頻振動(dòng)引起冷卻液壓力變化,當壓力降到某一臨界值時(shí),冷卻液中的氣體以氣泡的形式分離出來(lái),這些氣泡流到高壓區會(huì )破裂,冷卻液向氣泡中心高速運動(dòng)而產(chǎn)生強大的壓波使氣缸套受到猛烈沖擊和剝蝕。氣缸套的振動(dòng)進(jìn)一步引起水套內冷卻液產(chǎn)生壓力波動(dòng),當振動(dòng)使氣缸套外表面受壓而向內收縮時(shí),表面離開(kāi)了冷卻液而形成空間,壓力下降到低于飽和蒸汽壓力時(shí)就會(huì )出現空泡;反之,振動(dòng)使氣缸套外表面受拉而外脹時(shí),使壓力升高,空泡爆破,形成微小射流和沖擊波。這一過(guò)程反復進(jìn)行,使氣缸套外表面產(chǎn)生疲勞剝落,呈麻點(diǎn)狀和針狀小孔, 并隨著(zhù)穴蝕的進(jìn)行而逐漸擴展,直至破壞和穿透。
影響穴蝕的因素還包括:
(1) 冷卻液電化學(xué)腐蝕加速了氣缸套穴蝕的程度。
(2) 振動(dòng)的強度與結構剛度有直接關(guān)系。
(3) 活塞與氣缸套的配合間隙過(guò)大、柴油機工作粗暴,使活塞撞擊氣缸嚴重, 容易引發(fā)氣缸套穴蝕。
(4) 散熱器壓力蓋和節溫器對氣缸套穴蝕有較大影響,性能優(yōu)良的散熱器壓力蓋可以保持冷卻液的壓力比蒸汽壓力高,氣缸套穴蝕不易產(chǎn)生;節溫器使冷卻液保持在合適的溫度范圍內,可以減少壓力波對氣缸套的沖擊。
(5) 柴油機冷卻系統水道堵塞嚴重、循環(huán)水泵流量小、冷卻液流速低、水套局部過(guò)熱等因素也會(huì )引發(fā)氣缸套穴蝕。
2.診斷和維修的方法
(1)氣缸套因穴蝕穿孔而漏水,可用生石灰水診斷法來(lái)判斷。首先將散熱器溢水管堵死,用橡膠管一端連接散熱器加水口,另一端插入盛有生石灰水的玻璃杯中,當柴油機運轉時(shí)浸入生石灰水的一端如果不斷有氣泡冒出, 并使生石灰水由透明變成乳白色,說(shuō)明氣缸有裂紋或穴蝕穿孔,水套內竄入了燃燒廢氣。
(2) 如果氣缸套穴蝕區域面積不大、凹坑較淺或穿孔數目較少時(shí),可用下面幾種簡(jiǎn)單方法修補:
①用粘結牢固的專(zhuān)用修補劑來(lái)修補?捎铆h(huán)氧樹(shù)脂膠調拌鑄鐵粉 (用量為樹(shù)脂重量的10%~20%),先將其調勻,然后填充、涂抹在穴蝕區上。
②用氧乙烘焰焊補。釬料為黃銅絲,溶劑為硼砂,焊前用氧乙快焰將穿孔處表面的石墨燒掉, 然后用氧乙快焰修補。
③用電弧冷焊法直接焊補。選用鑄408焊條,直徑為 3.2mm,交流電焊機的電流為100~110A,焊前焊條要在烤箱經(jīng)120~150℃ 烘烤2h。
(3)如果氣缸套穴蝕面積較大,凹坑較深或穿孔數目較多時(shí),必須更換氣缸套。
3.預防穴蝕的措施
(1)保持柴油機正常的工作溫度。最易發(fā)生氣缸套穴蝕的冷卻液溫度是40~60℃,因此使用中要盡量使冷卻液保持正常的工作溫度 (80~95℃)。
(2)選用廠(chǎng)家規定的冷卻液,不用硬水或含雜質(zhì)較多的冷卻液。
(3)保證柴油機平穩運轉,盡量減少怠速、大負荷和超負荷運轉的時(shí)間,以降低氣缸套的振動(dòng),減小冷卻液的流動(dòng)速度和水壓的劇烈反復變化,減緩腐蝕和穴蝕的發(fā)生。
(4)按規定選用符合柴油機性能和季節要求的優(yōu)質(zhì)燃油,按規定調整供油提前角及燃油系統各總成,及時(shí)消除燃燒室積碳,減輕由燃燒引起的柴油機工作粗暴程度。
(5)及時(shí)清洗冷卻系統,保證冷卻液的清潔和溫度正常,減緩金屬腐蝕和氣缸套穴蝕的產(chǎn)生; 在冷卻液中加入適量的防蝕劑, 抑制冷卻液的電化學(xué)腐蝕作用,達到減緩氣缸套穴蝕的作用。
(6)經(jīng)常檢查散熱器的空氣蒸汽閥,并保證其工作正常,以減少氣缸套穴蝕發(fā)生的可能性。
(7)安裝氣缸套、活塞、連環(huán)桿等機件時(shí),要達到垂直度﹑平行度的要求,保持適當的缸壁間隙、曲軸軸承間隙和連桿軸承間隙,減小活塞對氣缸套的不正常沖擊。
(8)在氣缸套外側涂抹防穴蝕的材料和吸振物質(zhì),或對氣缸套外表面進(jìn)行鍍鉻處理,可減少空泡的形成和爆破,吸收空泡爆破時(shí)所產(chǎn)生的沖擊波能量,減輕缸套穴蝕。
(9)提高氣缸套表面硬度,盡量降低氣缸套外表面的粗糙度;選用抗穴能力強的材料;選用合適的氣缸套壁厚,增加其剛度,以減少振動(dòng)。
|