柴油机使用维修减缓缸套穴蚀的方法和初步几点设想

摘要：柴油机缸套减缓穴蚀，是柴油机制造行业重点研究的课题，本文重点就柴油机使用、维修中有效减低穴蚀的一些做法介绍给读者，望指正。

1、前言

NT855柴油机为山东推土机总厂生产的TY220\SD22的主机。由重庆发动机厂生产。NT855c280柴油机额定转速为1800rpm，属于高速柴油机，顶阀直接喷射、涡轮增压，活塞排量14.01L，该柴油机使用美国康明斯PT燃油系统。NT855c280柴油机缸套中部壁厚为10mm,

我们在二十多年的生产使用中体会，该柴油机缸套穴蚀是影响其使用寿命的一个原因，从2000年到现在有8例故障发生。柴油机因缸套穴蚀穿孔而漏冷却液；进入气缸内及燃烧室。轻者冷却液渗漏量小时，可随废气排出，烟色无水汽显示，造成冷却液缺失，一般不容易发现。（对于冷却液莫名其妙的缺失，应查其原因，此柴油机缸垫材质为冷轧钢扳，装配时只要按扭矩压紧，发生烧蚀罕见。机油冷却器本体及密封圈损坏罕见。怀疑机体内漏，可用"探底法"检查。盘车将活塞盘至不同位置，长时间静待。拧松油底放油螺丝查看是否渗有冷却液。也可观察散热器是否返气或有油花，但后者不明显）。重者渗漏量大时，因冷却水的缺乏促成高温，一般具有突然性。造成润滑油变质及顶缸、拉缸、轴承烧结，极具破坏性。所以说，穴蚀造成危害应严加防范，现代高速柴油机普遍使用，因为一部分柴油机机缸套内径没有发生明显磨损的情况下，缸套已经穿孔，直接或间接的缩短柴油机维修周期。因此，缸套外表防穴蚀应与内径防磨损同步。在防止穴蚀的进程中今后还要加强研究探讨、总结。

2、穴蚀产生的主要原因

关于穴蚀的产生原因有这样的描述；柴油机湿式汽缸套外圆表面与汽缸体构成冷却液空间，在狭小的环形通道内流动着冷却液。柴油机运转时由于连杆摆动的合力分解为拉压力和侧向力，缸套与活塞的间隙，活塞在侧推力的作用下，不断地冲撞汽缸壁的（直列发动机纵向左右）两侧。使得缸套产生高频振动，缸套的高频振动和枕壁的弹性变形，使冷却水体积交替的增大和减少，冷却水交替的膨胀和被压缩，膨胀时受拉伸作用形成瞬时低压，被压缩时形成高压，低压时产生气泡，高压时气泡溃灭，缸套外圆表面频繁受到冲击和微观电化学腐蚀作用而破坏。即空泡理论。

NT855C280缸套穴蚀外观为缸套纵向长条蜂窝状，长度在10mm以内，宽度在25mm之间分布，直径1mm-5mm，深度以穴蚀面中间部分最为严重。靠近防水圈位置为浅坑状。同台柴油机缸套穴蚀程度并不一样。

3、使用防护方法

鉴于缸壁震动及间隙增大与穴蚀加剧成正比，首先柴油机使用应在减缓震动和磨损上下功夫。缸壁间隙增大，活塞的横摆加速度大，冲击前壁的能量大，缸套中间部分振动增强。在长期的使用中，我们根据其同类长寿柴油机的生存经验及理论指导总结了一些该柴油机防穴蚀的措施

3.1正确使用减少震动磨损

a、缩短低温运行，防止"冷磨"造成的早期磨损。

低温运行是指机温低于40c下的运行。发动机在低温区由于燃料燃烧不完全，导致柴油机运转不平稳，敲击加重引起机身震动加剧，润滑油粘度高，不利于迅速楔入摩擦副间，必然加大缸与活塞的磨损速率，加快穴蚀。缩短低温运行，冬季启动时按操作规程暖机。暖机：即进气道加热、润滑油池加热。机身加热。启动后不急于加速，怠速升温。实践证明除了借助节温器，冬季寒冷，还应对机械的外表进行保温覆盖，例如：加盖保温被，散热器过风面积大、体积大，热散失快，背风面进行遮挡。这些措施，非常利于柴油机快速到达最佳运行点。有些机械夏季作业高温把节温器拆除，这是错误的，这样会造成发动机初期启动提温缓慢。

b、中上功率作业

资料显示柴油机转速越高，穴蚀速度越快。基于高频振荡，故此不使用最大功率作业，尤其是新机在作业以中上功率为佳（工程机械标定可1小时最大有效功率工作）。全功率作业，从燃烧的机理来分析，供油持续时间只有15-30CA（曲轴转角）。也就是1.7-4ms.这样短的时间燃油的喷油量即燃烧后产生的热能、噪声都是很大的，形成较强烈高频振荡源，是穴蚀加剧的一个主要原因。另外燃油消耗率显著增加。但柴油机不可长时间怠速。高速空转不超过20分钟。

c，防止高温。

柴油机高温也是加速穴蚀的一个因素。柴油机高温原因较多，NT855柴油机出现高温除了一般的常规原因外，故障主要出现在夏季。因此，保证柴油机安全过夏，必须保证冷却系统各总成件正常的功能运行，及时清理冷却系统内外附着物。柴油机高温会使零件热应力变大，机械强度降低，导致润滑油粘度下降，油液变稀，使各摩擦副润滑不良，如果造成干摩擦后果严重。运转产生高温，应及时降速、降负荷冷却。但不允许立即停车。

3.2使用符合标准的润滑油和冷却液

a、使用合格的润滑油，润滑油的黏度、分散性、氧化安全性、防腐性、起泡性、和极压性是衡量润滑油的重要指标，NT855C280必须使用CD级以上的机油，必须定期更换机油。以减缓缸套与活塞及环的磨损。SD22推土机使用SAE10W-30、SAE15W-40机油。为CF-4级

b、使用符合标准的燃油，作业停车后，关闭燃油箱开关。

c、防冻液的使用，使用优质的防冻液对于防穴蚀也起到一定的作用。坚决不能使用水做冷却液，水沸点低对穴蚀无防护作用，易生成水垢腐蚀冷却系统。防冻液相对粘度高，主要成分是乙二醇，不易使空气与缸套外壁接触，工作中提供双电离保护，有很好的防腐蚀效果，防穴蚀，对冷却系统有润滑作用。另外保持冷却液的清洁防止变质和混进杂质尤为关键。

4、维修作业中防穴蚀的措施

4.1装配发动机时，环境清洁，应保持在标准温度（21C-31C）。精密测量缸套与座孔的过盈量和间隙，找出最佳配合，压装缸套使用专用工具。严禁使用大锤敲入。对于活塞组件，使用同组活塞，活塞、连杆重量误差不得超过标准。精测活塞与缸套的间隙，活塞裙部受力侧不得有划痕。新品保持在0.28mm_0.33mm，缸壁间隙在允许的情况下取最小值，杜绝各类异响，各件使用正品。

4.2、正确的调整喷油器，使用丝表校正喷油凸轮正时。使用千分表法调整NT855c280柴油机喷油器行程为5.79毫米。行程过小启动振动大，过早使配油凸轮、推杆及喷油器损伤。行程过大喷油器雾化不良，易造成燃烧滞后，形成聚燃，造成燃烧室积碳，另外燃油冲刷缸壁破坏润滑加速磨损。

4.3准确调整气门间隙。NT855c280位四气门设置，利用《摇臂触压法》《预留间隙法》进行调整。检测配气正时，气门间隙的大小决定气门的密封性和气门的开度，气门间隙小容易漏气造成燃烧不良功率下降，气门间隙大造成气门的开度小，导致进气量不足、排气不彻底，积炭淤积，柴油机温度过高。个别情况还可以造成气门卡死或断裂

4.4精确测量各摩擦副的间隙，可用量具、压铅测量。减少柴油机动力输出元件因调正装配不当产生的振动（重点动力输出分动箱）。

4.5因为穴蚀基本发生在缸套迎水面，小修时对穴蚀较轻可再利用缸套，转换缸套迎水面。

5、结论

以上各方法促进我们的工作，在使用中取得了很好的效果。我分公司对八年前所购进三台SD22推土机进行比较，说明穴蚀的是可以减缓的。因为驾驶技术、日常保养和维修标准的不同，所收到的效果截然不同。有一台柴油机因操作者水平有限，在工作近5000小时缸套穴蚀穿孔，造成损失。而另外两台迄今为止，工作达到12000小时。并没有进行大修，另有多台柴油机严格按标准装配后，运行超过7000小时。从使用上说明精心操作、精心装配对防穴蚀的重要性。

6、结束语

从实际运行中我们感到高速柴油机穴蚀不可避免，减缓穴蚀是今后研究的重点。从缸套内径磨损到极限与防穴蚀同步，可确定对缸套外表进行高技术处理的经济性。现在防穴蚀的措施很多，如附加法采用镀铬，渗氮喷陶瓷涂环氧树脂等，还有的在冷却液中加缓蚀剂等等。都是很好的措施。

我们防穴蚀及危害的基点初步设想；

1）加装缸套穴蚀传感器，具备报警功能，防意外发生。

2）研制添加某种活性介质，在缸套表面与冷却液之间生成保护层，并有剥损补救功能。

3）设立冷却系防过热自调系统。做降温调节。杜绝发动机产生高温。

4）制作并设置冷却泵调速功能。平衡各工况冷却液的流速

5）缸套上口可加装耐高温橡胶缓冲垫，减弱共振。

6）研制添加机油抗震剂，以在减低活塞对缸套冲击。

参考文献：陆耀祖：《内燃机构造与原理》2004年3月

许鲁、廉锡伟《SHANTUI操作保养说明书》

本文信息来源自《设备管理大视野》杂志，由大庆油田物资公司让胡路仓储分公司朴凤元编著，转载请注明出处

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