1.穴蚀的特点
气缸套的穴蚀,是指发动机工作一段时间后,在气缸套与冷却水接触的外表面上产生许多光亮麻坑或孔穴的现象。穴蚀所形成的小孔直径较小,且孔的边缘较光洁;穴蚀严重时,可以穿透气缸壁,造成气缸漏水等严重事故。穴蚀与腐蚀不同,腐蚀是指零件表面在周围介质的化学或电化学作用下所产生的破坏现象,它使零件产生成片的物质脱落,即所谓的化学腐蚀和电化学腐蚀;而穴蚀则没有类似的腐蚀生成物,纯穴蚀的表面较光洁,见不到物质的脱落。有的气缸套上有穴蚀与腐蚀二者共存的现象。
2.产生穴蚀的原因
穴蚀主要是由气泡造成的,而气缸套的高频振动是气泡产生的主要原因。即发动机工作过程中,由于侧向推力的作用,引起活塞对气缸套拍击,使气缸套产生近音频或超音频的高频振动。气缸套的振动进一步引起水套内冷却水产生压力波动,同时使气缸套的外表面受拉、压作用而产生严重的弯曲变形。当振动使气缸套外表面受压而内收时,表面振离了冷却水而形成空间,压力下降到低于饱和蒸汽压力时就会形成空泡;反之,振动使气缸套外表面受拉而外胀时,使压力升高,空泡爆破,形成微小射流和冲击波。这种冲击波和微小射流反复地作用于气缸套的微小外表面上,就使其产生疲劳、碎裂而形成光亮的麻坑或孔洞,从而造成穴蚀。
除高频振动外,活塞与气缸套的配合间隙过大、水泵流量小、冷却水流速低、做功过程粗暴而使活塞撞击气缸严重、冷却水水质不佳(如硬水或碱性过大的水)、冷却水水套局部过热,以及某些偶然的侵蚀等因素也会引发穴蚀。
3.预防穴蚀的措施
(1)改进气缸套与活塞的设计
应着力提高气缸套的刚度和改善气缸套的支承方式,以减小振动的作用;要力图减小活塞对气缸的侧向拍击,如设计活塞时采用活塞销中心偏置,或应用热胀控制措施来适当减小活塞与气缸套的配合间隙等,以减小活塞对气缸套的压力,从而减轻摩擦和拍击,使磨损和穴蚀减少。
(2)对气缸套外表面进行镀铬
由试验的结果可以看出,外表面镀铬的气缸套在测量精度范围内几乎无质量损失(即质量没有减轻),说明镀铬方法是防止穴蚀发生的有效措施之一。
(3)加大水泵的流量,提高冷却水的流速
加大流量、提高流速以及改变冷却水进入机体水套的位置,都可对减少穴蚀起到良好的作用。
(4)发动机使用和维修过程中应注意的问题
修配时,要尽量减少活塞与气缸套的配合间隙,同时也要注意控制影响其配合间隙大小的因素,如连杆的弯曲变形、连杆铜套的偏斜和主轴颈的锥度等;要保证散热器的空气蒸汽阀工作性能正常,以减少穴蚀发生的可能性;在冷却水中可加入适量的防蚀剂,或者在冷却水中加入一些具有消气作用的添加剂等;对穴蚀不严重的气缸套可以换向使用,即将气缸套有穴蚀的部位旋转一个角度后继续使用,以提高气缸套的使用寿命。
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