浅谈柴油机汽缸套穴蚀防治和处理

浅谈柴油机汽缸套穴蚀防治和处理

汪凯林

（长沙公交智慧大数据科技有限公司，湖南 长沙  410000）

摘  要：柴油发动机的气缸套穴蚀的定义，产生穴蚀后防治处理。穴蚀产生的根本原因，气缸套的振动、水流速度、冷却水工作温度、活塞与缸套的配合间隙、使用条件，柴油机气缸套穴蚀的防治措施。

    关 键 词：柴油机；穴蚀；原因；振动；防治措施。

长期以来，对于柴油发动机的汽缸套产生穴蚀怎么防治处理，是一个非常棘手的问题，汽缸套在柴油机的气缸体孔，可以说汽缸套是柴油发电机活塞的战场，在汽缸套里，活塞瞬间上下运行有条不紊的往复运动。柴油机工作时，水套内的冷却液在活塞侧压力的作用下高频振动，使得冷却液中的气体或空气均以气泡的形式被分离出来。当压力升高并达到一定值时，导致这些气泡发生崩溃(爆破)而产生强大的压力波，猛烈冲击和剥蚀缸套。这一过程反复进行，使缸套产生疲劳剥落，从而形成蜂窝状的小孔，小孔逐步扩大、加深，直至破坏和穿透。柴油机湿式气缸套的穴蚀是一个较为普遍而又十分突出的问题，而且随着柴油机强化指标的提高，穴蚀的速度随之加快，甚至有的气缸套内壁远没有达到磨损极限，就因缸套外壁穴蚀难以控制和维修而使缸套提前报废。

一、气缸套穴蚀的定义

在柴油机气缸套与冷却液接触的表面，特别是在活塞主推力的一侧，常常出现一些针状孔洞，孔洞表面清洁，没有腐蚀生成物。随着时间的推移，这些针状孔洞逐渐扩大和深化，以致在缸套外壁形成蜂窝状的孔穴，严重时甚至将缸壁穿透，这种现象称为穴蚀。

有实验表明，受穴蚀破坏，柴油发电机的汽缸套的使用寿命面临缩短0.5到5年风险，所以要提高机组可靠性和延长其使用寿命，就要对柴油发动机汽缸套的穴蚀进行预防与修理。当汽缸套的穴蚀深度超过壁厚的1/2时，一般都作报废处理。穴蚀深度小于壁厚的1/2时，可用胶补的办法进行修理。在这期间穴蚀破坏速度加快还会出现缸套击穿的情况，所以说无论是对于缸套还是柴油发动机寿命而言，穴蚀是极大的威胁。

特别是当穴蚀跟腐蚀一起出现之时，造成的一系列损害对柴油发动机来说更是可怕的危害，总之穴蚀会导致汽缸套出现穿透漏水，而且穴蚀当中也很有可能加剧会有裂纹情况。所以我们应该预防穴蚀，不要小看穴蚀的危害力量。

二、影响气缸套产生穴蚀的因素

1.气缸套结构：气缸套穴蚀的根源在于气缸套的振动，而振动强度与气缸套结构强度有关。增加气缸套的壁厚，可以提高其结构强度，从而使振动强度降低。一般认为，当壁厚达到0.08D(D为缸套的直径)以上时，穴蚀现象就很少发生。可以说减小振动是一个很好的预防穴蚀方法，而且振动实际上也是穴蚀产生的根本原因。

2.活塞结构：活塞销的位置影响活塞上下两部分重量的分配比例。当上下两部分重量相差过大，活塞偏摆时将产生较大的绕活塞销翻转的力矩。活塞上部重量较大时，增加了活塞上部对气缸壁的撞击力，使局部的振动强度增大。活塞高度增加时可减弱翻转的影响，使活塞与缸壁的接触面积增大，减少单位面积上的撞击力，进而使振动强度减小。

3.水腔截面形式：水腔截面的形状影响着水流速度，从而使液体压力发生变化。在小截面处，水的流速高，压力小，容易蒸发而形成气泡；而在大截面处，水的流速相对较低，压力高，因而在小截面向大截面过渡处产生穴蚀的倾向增大。

4.提高冷却水工作温度：冷却水温度不能过低，水温较高极易转变成蒸汽，对空泡的溃灭有阻尼作用，减轻穴蚀有利。冷却水温度为85℃时，对减轻穴蚀有效果。

5.活塞与缸套的配合间隙：在保证装配质量时，我们可以将活塞与汽缸套间隙尽量减少，就能可以减少柴油发动机的振动。当活塞与缸套的配合间隙增大时，活塞对气缸壁的冲击增大，因而使穴蚀加剧。

6.冷却液：当冷却液中含有腐蚀介质时，会形成腐蚀与穴蚀的联合作用，使穴蚀产生速度成倍，甚至于成数十倍增长。改善腐蚀环境和冷却水中的介质是减轻穴蚀简单有效的办法，在冷却水中加入添加剂，可起到防腐蚀、防穴蚀、防垢和防冻等作用。

7.使用条件：当柴油机工作过程过于粗暴，最大爆发压力增大时，引起的侧向撞击力也相应增大，从而使穴蚀增加。

三、柴油机气缸套穴蚀的防治措施

关于气缸套穴蚀的防治，除了从设计、制造上提高气缸套的抗穴蚀的能力之外，在使用保养中还应采取如下措施：

1.适当减小气缸套与其上下座间的配合间隙，以减小气缸套的振动频率和振幅。

2.在保证正常运行的前提下，活塞和缸套的配合间隙应尽可能减小，以减轻活塞横摆动所引起的缸套运动。

3.及时清除燃烧室积炭，以免增高压缩比。

4.及时清除水套内的水垢，避免因水套变窄、水流短路而使局部过热或冷却系统温度过高，以减少“气泡”的产生，减缓金属腐蚀和穴蚀的发展。

5.在保证动力性和经济性的前提下，适当减小供油提前角，以减轻柴油机工作的粗暴程度，从而减轻缸套的振动。

6.保证柴油机平稳运转，以减小冷却液的流动速度和水压的反复变化，减小“气泡”的产生，减缓腐蚀和穴蚀的发展。

7.在冷却液中加入适量的乳化液，以减轻冷却液的表面张力，从而减轻“气泡”崩溃(爆炸)时所产生的冲击力，达到减缓穴蚀的作用。

8.采用阴极保护：阴极保护是一种电化学保护技术，基本原理是利用金属电位来阻止金属结构和设备表面的腐蚀。在腐蚀现场建立两个电位极不同的电极，其中一个极为正极，另一个为负极，正极放在需要保护的金属结构表面，而负极放在另一个不受腐蚀的金属体上。当外部电位差产生时，负极表面的电流会从正极流出，抵消外部电位差，有效地阻止了正极表面的腐蚀。通常是在柴油机汽缸套左右两侧采用安装锌带的办法，既减轻汽缸套的穴蚀，又防止电化学腐蚀。

结语：发动机缸套穴蚀情况，在原湖南巴士公共交通有限公司三分公司运营的申沃牌城市客车的发动机（型号为：WP6.200E50）出现得比较普遍，通过对发动机的使用、维护进行调整及在水套内加装锌块保护，能及时消除该故障隐患，运行情况良好。