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柴油机汽缸套常见故障分析

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  摘 要:汽缸套穴蚀、早期磨损和拉缸是柴油机的常见故障,直接影响柴油机的经济性、动力性和使用寿命。对这几个故障产生的主要原因进行了分析,并介绍了故障排除和预防方法。
  关键词:汽缸套;穴蚀;拉缸
  中图分类号:S219.07        文献标识码:A
  doi:10.14031/j.cnki.njwx.2019.06.055
  1 缸套穴蚀
  缸套穴蚀表现为在缸套外壁局部聚集着蜂窝状的细小穴眼,冷却水从穴眼中渗进油底壳。穴蚀的发生大大缩短了柴油机的使用寿命,对穴蚀不可轻视。
  故障原因:(1)冷却水含碱量过大或使用不合格柴油。柴油在汽缸内燃烧后,产生一种酸性气体,这种酸性气体对缸套加工表面进行腐蚀,使汽缸壁产生麻坑。不断腐蚀,麻坑深度越来越深,最后将缸壁蚀通产生小孔。穴蚀产生的孔眼不易发现,增加了故障排除的难度。碱性冷却水从水套一侧腐蚀缸套外壁,未穴通前肉眼无法观察到。缸套使用时间过长,或经常加入含碱量大的冷却水,缸套腐蚀严重。缸套被腐蚀产生孔眼后,停车熄火检查时,未发现穴眼渗水。但发动机工作时,水泵进行泵水循环,冷却水道中产生压力,则冷却水从孔眼渗入油底壳。停车熄火时,水道中压力消失,穴眼被水套中的水垢、淤泥等杂质堵塞,故难以发现。往往在故障排除时,误判为缸套阻水圈老化或损坏,造成多次反复拆卸仍不能排除油底壳进水故障,必须引起注意。(2)活塞与缸套配合间隙的影响。活塞在汽缸套内做上下往复运动,活塞与汽缸套之间一定要存在配合间隙,但因受曲轴旋转运动的影响,活塞在横摆时对汽缸壁有冲击力的作用。活塞对缸套的冲击随活塞与缸套间的间隙的增大而增大,间隙越大,越容易发生穴蚀。
   排除与预防方法:(1)更换穴蚀的汽缸套,严禁使用不合格柴油,禁止加含碱量大的冷却水。(2)缩小活塞与缸套的间隙是降低缸套振动强度的有效措施之一。(3)提高缸套刚度,如增加缸套壁厚或采用不等厚缸壁,缩短上、下支承间的跨距等。(3)选择合适的缸套定位环带与机体的配合,或者装橡胶密封圈以吸收振动能量。
  2 汽缸套早期磨损
  汽缸套磨出台肩,使缸套活塞配合间隙很快增大,发动机压缩无力,功率下降,启动困难。
   故障原因:(1)空气滤清器未及时保养或空气滤清器性能不良。未按规定要求保养空气滤清器,则在旋风器进气管道和集尘杯等处,集结和粘附着很厚的尘土,使进气阻力增加,涡流运动速度降低,惯性力减弱,导致空气中的尘土不能被惯性抛出,尘土跟随空气进入集尘盘,盘中尘土即逐渐加厚,使滤清效果进一步减弱。当过滤不净的空气把尘土带进汽缸后,尘土成为研磨剂,促使缸套早期磨损。空气滤清器性能不良,则直接导致空气中的尘土进入汽缸。如一些老式发动机,配用的旋风式空气滤清器,滤清器效果较差,使缸套磨损较快,使用寿命缩短。如果将旋风式空气滤清器改用油浴式空气滤清器,只需在安装上进行简单改装。在一般灰尘含量的空气中工作,每年只需拆卸一次,然后用柴油对滤网进行冲洗。在尘土特别多的环境中工作时,每半年拆卸清洗一次。(2)汽缸套采用的是飞溅润滑,汽缸套上部供油条件极差,又邻近燃烧室,温度较高,润滑油在高温作用下变稀,黏度下降。同时可燃混合气进入汽缸时,混合气中所含的小油滴不断冲刷汽缸套壁上的润滑油。这些因素都造成了汽缸套上部润滑不良。如果润滑系统工作不良,润滑油压力低,或机油黏度不合格等,汽缸套易产生边界摩擦或干摩擦,磨损进一步恶化。(3)发动机水温不正常。如果冷却水的温度较低,容易造成燃油燃烧不充分,积碳增加,形成磨粒磨损;如果冷却水的温度过高,发动机零件受热膨胀变形,润滑油变稀,容易造成润滑不良从而加速汽缸套磨损。
  排除与预防方法:为了防止汽缸的过快磨损,在使用中要注意,不要在低温或高温时频繁启动;做好三滤系统的清洗和保养,定期保养空气滤清器,性能不良的空气滤清器则尽可能进行改装或更换,避免空气、燃油、润滑油中的磨料粒子进入汽缸中;提高发动机大修质量,以延长汽缸的使用寿命。
  3 拉缸
  活塞、活塞环与汽缸壁之间因摩擦热,引起微观的熔化、黏着及撕裂。在汽缸表面产生了拉伤、拉毛或拉成沟槽的现象,称为拉缸。柴油机发生拉缸后,汽缸密封性能下降,压缩压力不足,启动困难,工作无力。另外,柴油机发生拉缸后,窜烧机油现象严重,排气冒蓝烟。
   故障原因:(1)缸套与活塞裙部配合间隙过小,运动摩擦热加剧,使活塞膨胀后与缸套卡死或刮伤缸套表面;(2)活塞銷卡簧断脱,活塞销窜动而刮伤缸套;(3)活塞环折断也会造成拉缸。(4)汽缸润滑不良。润滑系统故障,如机油泵内部零件磨损严重工作状态不佳,或润滑油路有漏油和堵塞的地方,造成机油压力过低,机油供给不足;柴油机所使用的润滑油牌号不符合要求或混入了其它油品,或因柴油机过热造成润滑油变质老化等,使汽缸得不到良好的润滑而发生干摩擦而加剧磨损,引发拉缸。
  排除与预防方法:缸套与活塞的装配间隙必须符合要求,测量汽缸套、活塞和活塞环的制造尺寸精度,必要时可以选配组装,以保证所规定的配合间隙。定期检查活塞销卡簧的固定情况,如有变形或弹力不足应更换。使用中注意柴油机的冷却和润滑情况,避免长期超负荷运转,以防柴油机过热而发生活塞膨胀后与缸套卡死或刮伤缸套表面。如果缸套刮伤严重,应镗磨缸套更换加大尺寸的活塞或更换缸套。如果是轻微拉伤,可用细砂布修磨汽缸套和活塞表面,消除拉伤沟痕。
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