柴油发动机缸套的穴蚀

柴油发动机缸套的穴蚀，是指水套内的冷却水因缸套受活塞侧压力作用而高频振动时所形成的“气泡”，在爆破时产生强大压力波，猛烈冲击缸套使其表面产生麻点，进而扩展成泡沫或海绵状穴蚀的一种腐蚀磨损现象。

缸套穴蚀主要发生在连杆摆动平面内的承受压力较大的一边，并呈蜂状孔穴群，有时也发生在水套间隙最窄处。在装用湿式缸套的柴油发动机上，汽缸套穴蚀是一个较普遍而且十分突出的问题，这大大缩短了汽缸套的使用寿命。

发动机工作时，活塞在汽缸内不停地运动，缸套在活塞换向运动时的撞击作用下将发生振动。当缸套壁向内振动时，靠近缸套壁的冷却、容积增大，使压力降低而产生真空气泡，当缸壁向外振动时，对刚刚产生的真空气泡作用了一个很大的压力，真空气泡在这一压力作用下立即破灭，产生极大的压力脉冲和高温，缸套外壁在这种瞬时的和连续不断的高压、高温作用下，即产生上述的穴蚀现象。

为减少或预防汽缸套穴蚀，在使用与维修方面应采取以下措施：

1.提高活塞连杆组的装配质量，若各零件的形位公差不符合要求，将使活塞在汽缸中倾斜、偏缸，从而使活塞撞击缸壁加剧、振动强度加大、穴蚀加快。

2.尽量避免发动机工作粗暴，因为柴油机工作过程本身就比较粗暴，最高燃烧压力和压力升高比都很大，使缸壁振动加剧、穴蚀加快。

3.活塞与缸套的配合间隙使活塞横摆时带有冲击性。间隙越大，缸套受活塞的冲击力就越大，越易产生振动与造成缸套穴蚀。

4.保证冷却水的温度处在正常的范围之内。一般柴油机最易产生穴蚀的冷却水温度是40～60℃左右，工作中应经常检查发动机冷却系的技术状况，确保发动机冷却水温度在80～90℃。

5.及时清除水套内的水垢，避免水套变窄。当缸套侧压面的水套夹层变窄时，水的可压性、适应性变差，易产生空气泡。水夹层太窄，空气泡破灭产生的冲击波可以在狭窄处反复传递，从而加速缸套的穴蚀。

6.保持冷却水的清洁。冷却水含杂质多，水容易被分离开，有利于空气气泡的形成。含有盐类、碱类的硬水与清洁的软水相比，穴蚀速度要快几十倍。

7.保持发动机稳定运转，减少冷却水流动速度和水压的变化，以减少气泡的产生。

再补充几点:

1. 可增加缸套厚度和采用弹性模数大的材料减少振动;

2. 缸套较长的情况下, 可增加辅助支衬来提高刚度;

3. 冷却水压偏低或因局部流道堵窄、流速加快时，都易产生穴蚀破坏(本人曾遇到副机原自带水泵换用独立水泵导致缸套穴蚀很严重)

4. 缸套外表面镀层或涂层可减轻穴蚀.

穴蚀的根本原因是缸套的横向振动.

关于穴蚀的机理论述很多.其中,较为普遍接受的一种理论认为,机件发生穴蚀的先决条件是浸于液体中,并与液体有相对运动,或机件在液体中受到某种能量的传递作用,形成液体中的局部瞬时高压或瞬时高真空,在瞬时高真空区,液体气化形成气泡,或溶于水中的空气以空泡形式从液体中分离出来;在形成的瞬时的高压时,空泡或气泡被压缩,泡内气体迅速液化而溶于水,气泡溃灭,周围液体急速冲向溃灭处,产生极强的冲击作用,作用并作用在金属表面.频繁冲击,使机件表面金属逐渐剥落,与此同时金属表面还发生微观电化学腐蚀,这两种腐蚀交替进行,致使机件穴蚀破坏.

对于缸套来说,穴蚀的根本原因是在柴油机运转时缸套的高频振动,即由于活塞连杆的圆周运动,使活塞对缸套造成交替循环的侧推力,使缸套产生高频率振动,和局部瞬时高压或瞬时高真空.此外缸套恶劣的高温环境破坏和电化学腐蚀也是和穴蚀一起伴随发生的.

缸套振动的影响因素:活塞与缸套的配合间隙,缸套的刚度,冷却水腔的结构有关.配合间隙大,震动强度大;缸套的刚度大,冲击时变形小,受冲击强度小;冷却水腔流道窄,水速高易产生气泡,水流速度应小于2M/S.此外还与冷却水温和压力有关,水温50-60摄氏度穴蚀严重,80-90摄氏度穴蚀较轻.压力提高将抑制气泡的产生,但另一方面会使水温升高而加速穴蚀.

防止缸套穴蚀的措施:

1改进材料,提高材料的抗腐蚀特性.

2在缸套的外表面覆盖保护层或强化层.

3冷却水腔内安装防腐锌块实施阴极保护,防止电化学腐蚀发生.

4在冷却水中添加乳化防锈油(由于污染环境,现已弃用)或无机添加剂.

对于轮机人员来说,加强机器设备的维护保养和控制好冷却水的投药浓度是防止缸套穴蚀的最好方法.