摘要：柴油機氣缸套穴蝕的產(chǎn)生，嚴(yán)重地影響著柴油機的工作可靠性和使用壽命。在柴油機發(fā)展日益強化的今天，分析氣缸套穴蝕的影響因素，找出產(chǎn)生穴蝕的原因和提出防止氣缸套發(fā)生穴蝕的措施，已是當(dāng)務(wù)之急。下面論文就穴蝕的原因和預(yù)防作一小談。
　　主題詞：氣缸套穴蝕，原因，預(yù)防
　　氣缸套是柴油機的重要零件之一，它的作用有：1）與氣缸蓋、活塞組成燃燒室，承受壓縮壓力和爆炸壓力；2）引導(dǎo)活塞作往復(fù)直線運動，承受活塞的側(cè)推力；3）把燃燒后多余的熱量傳給冷卻水，保持正常工作溫度。
　　柴油機氣缸套的穴蝕，就是指水冷卻的氣缸套外表面所產(chǎn)生的局部破壞，這種破壞外觀上看為蜂窩狀凹坑，當(dāng)凹坑密集時，類似海棉狀組織，多集中在氣缸套中、下部位置，嚴(yán)重的穴蝕很深甚至透過氣缸壁。氣缸套穴蝕是由于“穴泡腐蝕”、“電化學(xué)腐蝕”和其它腐蝕的綜合作用而引起的。
　　一、氣缸套穴蝕破壞的原因
　　1、氣缸套的振動：氣缸套振動是發(fā)生穴蝕現(xiàn)象的主要原因。柴油機運轉(zhuǎn)中，活塞經(jīng)上、下止點時，其位置從氣缸套的一側(cè)改變到另一側(cè)，由于活塞側(cè)傾擺動撞擊氣缸套壁，就會引起氣缸套壁振動和變形。如果氣缸套與活塞的間隙愈大，則活塞撞擊缸壁的速度愈大，撞擊能量就愈大，發(fā)生穴蝕也就愈嚴(yán)重。氣缸套外壁冷卻水附層因振動而產(chǎn)生瞬時的高壓和高真空，局部高真空區(qū)冷卻水蒸發(fā)成氣泡，有的氣泡受振動擠入或者發(fā)生在氣缸套外壁最小的針孔中。當(dāng)氣泡收縮以致消失時，產(chǎn)生壓力沖擊波，其壓力可達數(shù)千個大氣壓，它在極短的時間內(nèi)沖擊氣缸套外壁，使之承受很高的沖擊、擠壓應(yīng)力，使缸套鑄鐵材料中的石墨首先剝落。這個過程反復(fù)進行，促使材料疲勞破壞，從氣缸套外壁上一粒一粒地剝落下來，形成針孔。越是在狹窄的空洞里，沖擊波的能量也越大，造成的破壞力越強，穴蝕向縱深發(fā)展也越快。
　　2、冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)：在開式冷卻系統(tǒng)中往往沒有調(diào)溫器，進入柴油機的水溫隨工作環(huán)境條件及季節(jié)的不同而劇烈地變化著。柴油機常是以過冷狀態(tài)工作，從而增加了間隙及缸套振動。在閉式冷卻系統(tǒng)中，循環(huán)的冷卻水是清潔的淡水，穴蝕的破壞力較開式冷卻系統(tǒng)小。
　　3、柴油機工況的影響：不同工況時缸套活塞組的間隙及側(cè)推力的大小隨時在改變，在具體的柴油機中，轉(zhuǎn)速的提高使慣性力增加，并增加了在單位工作時間內(nèi)活塞撞擊缸壁的次數(shù)，所以增加了穴蝕破壞。
　　4、冷卻液特性的影響：經(jīng)常更換冷卻水因冷卻水中含有大量的空氣而加快穴蝕破壞。氣缸套的外壁受到電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕。電化學(xué)腐蝕是由于缸套與缸體材料合金組織的差異而引起局部電解現(xiàn)象，電化學(xué)腐蝕后仍存留氧化鐵、碳化鐵等多相氧化層，腐蝕后的氣缸套壁面多呈蜂窩形狀。化學(xué)腐蝕是由于冷卻水中含有氯化鎂，它和水與鐵氧化反應(yīng)后產(chǎn)生氫氧化鐵而附著在氣缸套外壁。
　　二、氣缸套穴蝕的預(yù)防
　　影響氣缸套穴蝕的因素非常廣泛而又復(fù)雜，為了防止氣缸套產(chǎn)生穴蝕，必須采取措施避免發(fā)生氣泡，或者使氣泡不致集中在一起，或者限制氣泡潰滅時的最小尺寸。可以從如下幾方面著手：
　　1、減少氣缸套的振動。減少氣缸套的振動是消除穴蝕現(xiàn)象最有效的辦法。
　　1）盡可能減少活塞和氣缸套的間隙：間隙小則活塞對氣缸套的沖擊能量也小。提高活寒加工精度、采用膨脹系數(shù)大體上與氣缸套相同的材料制造活塞、對活塞進行有效的冷卻、改進活塞外形輪廓等都可以使活塞和氣缸套的間隙減少。
　　2）加長活塞尺寸：長活塞橫擺時與缸套的接觸面積大，振動頻率低，可以減少穴蝕。
　　3）提高氣缸套的剛度：增加氣缸套的壁厚、縮短氣缸套支承間的跨距、增加輔助支承等以提高其剛度，從而減少振動，可以使穴蝕大為降低。
　　2、選擇適當(dāng)?shù)臍飧滋缀蜋C體間的配合尺寸：氣缸套定位環(huán)帶和機體的配合面間因為有間距存在，所以往往是穴蝕較為嚴(yán)重的地方。某些柴油機在這些配合面處采用了較小的過盈配合，取得了良好效果。也有的在配合處接近水腔的端面，裝置橡膠密封圈以防止水進入配合面縫隙。
　　3、改善冷卻水在水套中的流動：冷卻水流道應(yīng)該是暢通的、不存在“死水區(qū)”、渦流區(qū)和局部的狹窄區(qū)。最好采用切向進水口，因為冷卻水切向流動會使空泡離開強烈振動區(qū)，由于沒有足夠的時間擠入氣缸套表面的微小針孔中去，因而不致產(chǎn)生嚴(yán)重的穴蝕。此外，提高冷卻水溫度對減輕穴蝕也有一定好處。當(dāng)系統(tǒng)中壓力1.1~1.2個大氣壓溫度為85~90℃和壓力約2個大氣壓溫度為90~95℃時能有效防止穴蝕。冷卻水溫度55℃時穴蝕最強。水腔中的水流速度不應(yīng)超過2米/秒，水套進出口處不應(yīng)有劇烈的壓力降，在進水管道中水流速度不能大于5米/秒。在冷卻水中添加乳化油1%，由于表面張力小從而減少了沖擊壓力，穴蝕破壞也減少。
　　4、氣缸套外表面加覆蓋層：
　　1）在氣缸套外壁鍍一層厚約0.02~0.03mm的乳白色鉻鍍層，可以有效地防止穴蝕。因為鉻層具有較高的機械性能和良好的防腐能力，故能抵制穴泡浸蝕和電化學(xué)腐蝕。
　　2）在氣缸套外表面涂敷環(huán)氧一酚醛脂，使其吸收空泡的沖擊能量，也可減輕穴蝕破壞。
　　3）用海水直接冷卻的柴油機氣缸套，在其外表面易穴蝕處包裹鋅帶、電鍍隔鈦合金層，還有氣缸套外表面進行擴滲鉻一錳處理也能取得較好的防穴蝕效果。
　　總傷論文所述，影響氣缸套穴蝕的因素很多，預(yù)防穴蝕的措施也不少。技術(shù)人員在進行柴油機產(chǎn)品設(shè)計時，必須充分考慮防止氣缸套穴蝕的問題，使用維護人員在管理上盡量做好減少氣缸套穴蝕的措施。
　　參考文獻
　　[1]武漢水運工程學(xué)院船機工藝教研室編《船舶機械制造與修理工藝學(xué)》人民交通出版社1987年
　　[2]廣東省水產(chǎn)學(xué)校主編《漁船柴油機管理與維修》農(nóng)業(yè)出版社1981年