湖北程力油罐车气缸套壁有蜂窝状凹坑故障分析

油罐车气缸套壁有蜂窝状凹坑
   一辆油罐车行驶近30万km后,在维护该车的柴油发动机时,发现一些干式气缸套侧面(即活塞销垂直方向上的主推力侧缸壁)表面呈现出密集的蜂窝状凹坑。它距气缸套上方80-110mm处,凹坑部位长约60mm,宽约30mm.
   这种现象也是穴蚀,国内外关于湿式气缸套的穴蚀原因(主要是高频振动引起冷却水产生交变压力所致),有过相当多的研究报道。而对干式气缸套的穴蚀原因却极少关注。本实例说明,如果应用不当,干式气缸套同样也会出现穴蚀现象。
   经检查得知,发生穴蚀的柴油机气缸套,都存在早期磨损现象,气缸磨损量达0.02-0.03mm。由于气缸和活塞之间的配合间隙加大,必使活塞对气缸的敲击力增大。与此同时,该柴油机采用直喷式W型燃烧室工作较力粗暴,活塞要承受燃料燃烧、爆发所产生的高压,而气缸承受侧压力交变负荷的冲击,从而造成敲击能量增大,活塞撞击缸壁所产生的高频振动也随之增加。柴油机活塞长度为132mm、直径为125mm两者比值为1.056,小于正常比值1.4.所以在活塞与气缸套之间间隙增大情况下,活塞侧倾量更大,致使活塞棱缘与缸套接触而对缸套的撞击力增大,从而引起高频振动,导致穴蚀现象的形成。
   此外,柴油机的气缸孔内径与气缸套外径,分别标有记号为“0”和“1”两组加工尺寸。为保证两者具有适当的过盈配合,只允许“0”组气缸体与“0”或“1”组缸套,“1”组气缸体与“1”组缸套配合。如果在维修中不慎将“1”组缸体与“0”组缸套相配,形成过渡配合(+0.02--0.01mm),将导致较强的高频振动,时间一久也易引起穴蚀现象的出现。
   除机械作用是穴蚀的原因外,冷却水的化学腐蚀和电化学腐蚀作用,也会加剧穴蚀的形成。在行车途中若无法使用软水,而是临时添加泉水或井水,由于水中含矿物质多,久而久之就会在缸体水套内部生成水垢。水垢在高频振动作用下出现裂纹,冷却水渗入裂纹中与金属表面直接接触,在缝隙中受高温作用而发生汽化,从而形成气泡。气泡破裂时又将发生高压微爆炸,其冲击波不断作用于缸体水腔内壁上,使之产生疲劳损伤。若气泡发生在缸体水套内壁的轻微铸造缺陷(例如砂眼、疏松、缩孔、裂纹等)处即更易产生穴穴蚀现象。
   为此,从使用角度讲,预防干 式气缸套穴蚀的要点在于维修装配时,必须严格按照有关技术规定操作,保持柴油机的良好技术状况,并注意冷却水的作用,即可取得良好效果。

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