|
新闻主题 |
柴油发电机气缸套磨损量正常范围 |
摘要：柴油机气缸套磨损的形式多样而复杂，主要有磨粒磨损、粘着磨损、腐蚀磨损、表面疲劳磨损和穴蚀等，通常是几种磨损形式同时存在，互相影响，相互作用，从而加剧了气缸套的磨损。气缸套异常磨损与柴油发电机操作、保养方法有很大关系，只有保持正确的操作和保养方法，才能有效减少和消除气缸套的异常磨损，延长柴油发电机使用寿命和大修间隔期，降低柴油发电机使用成本，提高企业的经济效益。
一、气缸套异常磨损的原因分析
气缸套的磨损分为正常磨损和异常磨损，良好性可用目测查看，状态区分如图1所示。正常磨损是在正常工作条件下所发生的磨损，一般分3个阶段，即：初始磨合期、稳定磨损期和后期急剧磨耗期。正常磨损的磨损率较低，一般为0.01～0.08mm/1000h；异常磨损率则达到10～15mm/1000h。根据维修经验分析，在灰尘多的环境下工作的柴油机的气缸套异常磨损主要与下列因素有关：
1、操作不正确造成的气缸套异常磨损
（1）超速超负荷作业
气缸套高温状态下受热部位模拟图如图2所示。柴油机超速运转时，活塞运动速度加快，缸套和活塞环间摩擦表面温度随速度增加而升高，当缸套表面温度升高至200℃左右时，缸套表面润滑油膜遭到破坏，摩擦状态也由边界摩擦变为干摩擦。同样，超负荷作业时，进油量增多，燃烧室内空气充量相对较为不足，造成燃料燃烧不完全，导致排气温度高，缸套表面温度随之上升，润滑油膜被烧蚀、破坏，使摩擦面间润滑不良，产生干摩擦。燃烧不完全和润滑油被烧蚀，使缸套表面积炭增多，产生了磨粒磨损；同时润滑油的高温扩散性差，易产生高温腐蚀。因此，长期超速超负荷作业，缸套异常磨损特别严重。
（2）频繁变换工况
当柴油机在变换工况下运行时，如启动、停机、变负荷等，缸套和活塞环表面间的润滑油膜会随之发生变化，容易使缸套磨损。
2、保养不到位导致的气缸套异常磨损
（1）“三滤”未清洁或失效而没能及时更换
烟尘主要含有石英砂等，柴油机在含尘量较多的环境中作业时，灰尘易随着空气经进气系统带入气缸中。此外也有可能是污染了灰尘的机油和燃油一道进入发电机。当空气滤清器、燃油滤清器和机油滤清器因灰尘堵塞而未清洁或失效而无及时更换时，灰尘就较易进入发电机，这些尘埃进入摩擦面后，由于硬度比摩擦面高，引起磨粒磨损。有试验表明，当磨粒直径在30m左右时，所造成的磨粒磨损最为剧烈，而磨粒粒度太大或太小的磨粒磨损则较轻微。在滤清器过滤效果良好的情况下，滤清器一般能过滤掉10m以上的磨粒，因此经常清洁滤清器和及时更换失效的滤清器，对减少磨粒磨损有很大作用。
（2）冷却水温度太低或太高
冷却水温度过低，则因燃烧生成的二氧化碳、硫的氧化物容易与凝结于缸壁的水滴结合成碳酸、硫酸和亚硫酸，对缸壁造成严重的酸腐蚀；同时温度低，燃料不能完全燃烧，一部分成为废气排出，一部分则渗入并破坏缸壁的润滑油，导致摩擦面间润滑不良，磨损加剧。冷却水温度太高，则使润滑油养化严重。有试验表明，温度每增加10℃，氧化速度将增加一倍，因此，缸套壁温度过高，润滑油膜氧化速度进行得很快，此时润滑油粘度降低，油膜容易破坏，加剧磨损，根据对许多柴油机的试验表明，冷却水温度在75～80℃为宜，此时磨损量较低；另外，润滑油在高温氧化后生成的积炭使摩擦表面产生磨粒磨损，使磨损更加严重。造成冷却水温度太低和太高的原因主要有：发电机频繁开开停停或启动时节温器失效致冷却水始终未能进行小循环使冷却水温度太低。水箱水量太少，水泵风扇皮带太松致风扇风力不足；冷却水道堵塞水流不畅，水箱冷却片污物多致散热差；冷却水道渗入高温气体；润滑油变质缸套积碳散热差、磨损严重等，均会造成水温偏高。
（3）燃烧室内积炭多
柴油机运转一段时间后，就会在活塞顶、进排气门、气缸盖的燃烧室上面积聚一定数量的积炭，若没有及时清理，这些积炭就会在摩擦面间形成磨粒，使摩擦面产生磨粒磨损；同时因积炭造成表面散热差，导致磨擦面间表面温度升高，降低润滑油的润滑性能，也同样加剧了气缸套的磨损。
（4）润滑油变质
润滑油变质后对金属表面的吸附力和分散力下降，从而使有腐蚀磨损表面更加严重，表面摩擦状态也由于润滑油的变质而粘度下降，容易破坏润滑油膜，使表面磨损加大，对此，应定期更换润滑油，确保表面处于良好润滑状态。
|
图1 缸套磨损状态示意图 |
图2 气缸套部位受热温度极限模拟图 |
二、气缸套磨损预防措施
为防止气缸套发生类似上面的异常磨损，除了减少气缸磨损除在设计制造上采用抗腐蚀、耐磨损的措施外，还可以从下面几点中做到减少气缸磨损。
1、保持发动机的正常温度
因为温度过低，不能保持良好的润滑，增大缸壁磨损，气缸内的水蒸气易于凝结成水珠溶解废气中的酸性气体分子生成酸性物质，使气缸壁受到腐蚀磨损，试验证明，当气缸壁温度由90℃下降到50℃时，气缸磨损量为90℃时的4倍，反之温度过高，会使气缸强度降低而加剧磨损，甚至可能使活塞过度膨胀而造成“胀缸”事故，使气缸套报废。
2、保持良好的润滑
（1）除要求保持机油正常温度外，还应保证机油压力符合原厂说明书的规定。
（2）经常检查和保持机油的数量，质量，按季节选用适当粘度的机油。
（3）在保修换环作业中选用弹力适当的活塞环。弹力过小会使燃气窜入曲轴箱吹落缸壁上的机油，增大缸壁磨损，弹力过大会直接加剧缸壁的磨损或因缸壁上的油膜遭到破坏而加剧磨损。
3、加强“三滤”维护
加强空气滤清器，机油滤清器和柴油滤清器的保养工作，应经常检查滤清器是否堵塞。这是防止机械杂质进入气缸，减轻缸壁磨损延长发动机使用寿命的一项重要措施，这在多风沙地区尤为重要。有的用户为了片面追求节约维护成本，直接卸掉空气滤清器装置，采取完全不过滤的空气进入，对柴油机的故障增加了很大的风险。
4、提高装配质量
严格按照康明斯柴油发电机组的技术标准进行保修作业，防止因修理和装配不当而加速活塞与气缸壁的磨损，因此应注意：
（1）选用与气缸套分组记号相同的气缸套，以保证气缸套与其座孔的配合间隙正常，防止气缸套变形或工作时产生振动，减轻气缸套磨损和“穴蚀”损坏。同时，活塞也要相应选配，以保证活塞与气缸套的配合间隙符合要求。
（2）应清除气缸体内的铁锈，污垢及其它杂质，并用细沙布轻擦气缸体与气缸套的结合处，使其露出金属光泽，特别是与密封胶圈的接触处必须光滑、平整、以免漏水。新缸套内外表面的防锈油和杂质应洗净擦干。
（3）检查气缸套圆度公差（内腔同一平面选取三点测量）不超过0.01mm。
（4）将气缸套装入气缸体气缸孔中检查其凸肩高出气缸体顶面的高度是否符合要求（一般为0.02—0.13mm），以保证气缸垫有良好的密封作用。并检查各气缸套高出缸体上平面高度差（不大于0.05mm），以免拧紧缸盖螺栓时缸盖变形或密封不严。
5、正确安装气缸套
检查机体机面各止口是否有铁屑，污物，毛刺，磕碰伤等。若有污物用毛巾擦净，铁屑用毛刷清扫，毛刺和轻微磕碰伤用油石打磨，用干毛巾擦拭干净并用755清洗剂清洗干净，先把各胶圈装入缸套相应环槽内，各胶圈应完好无损，不得扭曲，并在密封圈和环槽处涂适量润滑油。在机体缸孔密封带涂适量润滑油，各止口处涂密封胶然后把缸套装入机体，用玻璃胶枪在机体顶面止口处涂厚度为2.5左右均匀连续的密封胶。
（1）干式气缸套的镶换步骤
① 第一次镶套应选用标准尺寸的气缸套。若气缸体上已镶有缸套，可用专用工具将缸套拉出，或用镗缸机镗削掉缸套。根据气缸套的外形尺寸和表面粗糙度以保证气缸与缸套的良好结合。
② 镶配时，应在气缸套的外壁涂以润滑油，放正气缸套，垫以平整垫木，用压床徐徐压入，或用手操纵专用压具压入新缸套。
在压入20～30mm的过程中，可松压几次，使缸套的少许偏斜自行得到校正。压力应逐渐增加，不能过大或过小。为了防止气缸体变形，应隔缸压入。
③ 气缸套压入后，应与气缸体上平面平齐，不得低于气缸体上平面；如有高出，不得超过0.10mm，如不符合要求可用镗削或磨削修平。气缸套压入后，按气缸需要的修理尺寸进行镗削和磨削。
（2）湿式气缸套的换配步骤
① 拆卸旧缸套时，可轻轻敲击缸套底部，用手或专用工具取出。清理气缸体内的污垢，保证气缸体与气缸套的结合处光滑。
② 气缸套在压入前，应装入新的涂以白漆的防水橡胶密封圈。
③ 压入气缸套，检查气缸套端面高出气缸体顶面的距离是否符合规定（0.05～0.15mm）。距离过大或过小，可用调换气缸套的铜垫片来调整。
提示：柴油机气缸套内壁与活塞顶部、气缸盖底面共同构成燃烧工作容积，承受燃烧气体的高温与压力，尤其是气缸套顶部台肩与台肩下侧凸缘之间的环形冷却区内腔为活塞行程上止点，爆燃温度高，必须确保上述环形冷却区域不发生漏水现象，才能保证冷却循环系统对其进行正常冷却，从而保证柴油机整机正常运转，因此气缸套机镶配结束后应进行水压试验。
|
图3 柴油机气缸套的拆卸方法 |
图4 柴油机气缸套的镶换方法 |
三、气缸套水压试验
气缸套是柴油机中的重要部件之一，其主要功能是提供活塞与气缸之间的密封，并承受高压和高温的工作环境（气缸密封结构如图5所示）。为了确保气缸套的质量和性能符合设计要求，进行水压试验是必不可少的环节（试验台如图6所示）。
1、测试目的
（1）确定气缸套在高压水下是否能够保持良好的密封性；
（2）评估气缸套是否能够承受设计工作条件下的高温和高压；
（3）检测气缸套是否存在漏水或渗漏现象。
2、测试方法
（1）准备工作：
① 确保测试设备完好，并进行校准；
② 清洁并检查待测试的气缸套，确保表面无明显损伤或磨损。
（2）测试步骤：
① 将待测试的气缸套安装到专用夹具上，并固定好；
② 将夹具与高压水源连接，确保连接口严密；
③ 开启高压水源，逐渐增加水压，记录不同水压下的测试结果；
④ 持续保持最高水压一段时间后，逐渐降低水压，记录不同水压下的测试结果。
（3）数据记录：
① 记录每个测试点的水压值和相应的时间；
② 观察气缸套表面是否有漏水或渗漏现象。
通过气缸套水压试验，可以确认待测试的气缸套符合康明斯发电机组厂家要求，并具备良好的密封性和耐受能力。这为进一步使用和生产提供了可靠的依据，并确保了柴油机的正常工作。
|
图5 柴油机气缸密封结构平面示意图 |
图6 气缸套水压试验工装设备 |
总结：
综上所述，康明斯发电机厂家通过售后工作中的经验，并结合官方技术资料，认真、详细分析了问题的原因，从一个侧面反映了影响发动机气缸套磨损的因素，其中相当一部分是人为因素，应引起同行特别是新手的重视，并由此采取相应的措施来避免。只要在操作和装配中，能认真做到发动机及柴油发电机组的正确启动和起步，保持好正常温度和良好的润滑，加强“三滤”的保养以及发动机保修和气缸套的正确装配，那么气缸套的磨损将大大减，从而提高发动机的使用寿命。
----------------
以上信息来源于互联网行业新闻，特此声明！
若有违反相关法律或者侵犯版权，请通知我们！
温馨提示：未经我方许可，请勿随意转载信息！
如果希望了解更多有关柴油发电机组技术数据与产品资料，请电话联系销售宣传部门或访问我们官网：https://www.11fdj.com
