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技術(shù)維修與安全知識 |
減輕柴油發(fā)電機干式和濕式氣缸套的磨損措施 |
摘要：發(fā)動(dòng)機氣缸套和活塞環(huán)是在高溫、高壓、交變載荷和腐蝕的情況下工作的一對摩擦副。長(cháng)期在復雜多變的情況下工作，其結果是造成氣缸套磨損變形，影響了發(fā)動(dòng)機的動(dòng)力性、經(jīng)濟性和使用壽命。采用有效的降低氣缸套磨損方法，對于提高發(fā)動(dòng)機的使用經(jīng)濟性有十分重要的意義。
一、氣缸套的分類(lèi)
某些康明斯發(fā)動(dòng)機上使用兩種不同設計的缸套。具體一種發(fā)動(dòng)機所采用的設計取決于其生產(chǎn)的年代。康明斯發(fā)動(dòng)機序列號(ESN)在14022615之前裝配的發(fā)動(dòng)機使用槽頂缸套。它們采用特有的缸套法蘭頂面槽。ESN為14022615及以后裝配的發(fā)動(dòng)機使用平頂缸套。它們采用特有的平頂缸套法蘭，但防火圈除外。柴油發(fā)電機的汽缸套的結構水冷式發(fā)動(dòng)機的氣缸套有以下兩種。
1、濕式缸套
濕式缸套外壁與冷卻水直接接觸，其特點(diǎn)是散熱效果好，制造方便，但冷卻水對汽缸套外壁腐較嚴重，而且要有可靠的密封措施。濕式汽缸套裝入汽缸體后，其外壁直接與冷卻水接觸，汽缸套僅在上、下各有一圓環(huán)地帶和汽缸體接觸，壁厚一般為5~9mm。它散熱良好，冷卻均勻，加工容易，通常只需要精加工內表面，而與水接觸的外表面不需要加工，拆裝方便。但缺點(diǎn)是強度、剛度都不如干式汽缸套好 ，而目容易產(chǎn)牛漏水現象 ，故應該采取—些防漏措施。
2、干式缸套
干式汽缸套裝入汽缸體后，其外壁不直接與冷卻水接觸而和汽缸體的壁面直接接觸，壁厚較薄，一般為1～3 mm。它具有整體式汽缸體的優(yōu)點(diǎn)，強度和剛度都較好，但加工比較復雜，內、外表面都需要進(jìn)行精加工，拆裝不方便，散熱不良。
缸套的分類(lèi)
二、氣缸套磨損規律
汽缸套由于磨損的緣故，測量上、下、左、右的尺寸就不相同。如錐度和橢圓度大于0．8mrn，磨損量大于0．35、0．，就不能繼續使用。汽缸修理尺寸通常按標準直徑加大0，25mm作為一級修理尺寸，加大到1﹒5～2mm時(shí)則報廢。汽缸套正常磨損情況，其最大磨損位置在活塞位于上止點(diǎn)時(shí)第一道活塞環(huán)附近，這是因為該處溫度最高，摩擦力最大，塵土隨空氣從上部吸人，積炭也是在上部產(chǎn)生，故磨損最甚，中部次之，下部最小。缸壁與活塞之間潤滑的機油是從下向上送到汽缸壁上，硬質(zhì)雜質(zhì)顆粒較重，多附于汽缸套的下部，故使下部磨損嚴重。汽缸套與活塞環(huán)在高溫和潤滑不良的情況下相對滑動(dòng)，產(chǎn)生熔著(zhù)磨損。
1、潤滑條件較差
潤滑條件較差，使氣缸套上部磨損嚴重。氣缸套上部鄰近燃燒室，溫度很高，潤滑條件很差。新鮮空氣和未蒸發(fā)的燃料沖刷和稀釋?zhuān)觿×松喜織l件的惡化，使氣缸上基本都處于干摩擦或半干摩擦狀態(tài)，這是引起氣缸上部磨損嚴重的原因。
2、上部承受壓力大
上部承受壓力大，使氣缸磨損呈上重下輕?；钊h(huán)在自身彈力和背壓的作用下緊壓在缸壁上，正壓力越大，潤滑油膜通過(guò)發(fā)展變化而成和維持越困難，機械磨損加劇。在作功行程中，隨著(zhù)活塞下行，正壓力逐漸下降，因而氣缸磨損呈上重下輕。
3、氣缸表層腐蝕剝落
氣缸內可燃混合氣燃燒后，造成水蒸氣和酸性氧化物，它們溶于水中生成礦物酸，加上燃燒中生成的有機酸，對氣缸表層造成腐蝕作用，腐蝕物在摩擦中逐步被活塞環(huán)刮掉，引起氣缸套變形。
4、雜質(zhì)進(jìn)入
雜質(zhì)進(jìn)入使氣缸中部磨損加劇?？諝庵械膲m土、潤滑油中的雜質(zhì)等，進(jìn)到活塞和缸壁間引起磨料磨損。塵土或雜質(zhì)隨活塞在氣缸中往復運動(dòng)時(shí)，因為在氣缸中地方位置置的運動(dòng)速度最大，故加劇了氣缸中部的磨損。
5、機油濾清器失效
若潤滑油濾清器工作不正常，潤滑油得不到有效果的過(guò)濾，含有廣泛硬質(zhì)顆粒的潤滑油必定使氣缸套內璧磨損加劇。
6、空氣濾清器過(guò)濾效率低
空氣濾清器的作用是清除進(jìn)到氣缸的空氣中所含的塵土和沙粒，以縮短氣缸、活塞和活塞環(huán)等零部件的磨損。實(shí)驗表明，發(fā)動(dòng)機若不裝空氣濾清器，氣缸的磨損將添加6-8倍?？諝鉃V清器長(cháng)期得不到清洗保養，濾清效果差，將加速氣缸套的磨損。
三、氣缸套磨損的測量方法
柴油發(fā)電機氣缸套的磨損是相當復雜、緩慢而目非常微/小的磨損。其復雜性是由干柴油發(fā)電機活塞副的運動(dòng)特點(diǎn)和動(dòng)力特性造成的。在整個(gè)工作過(guò)程中不僅活塞的運動(dòng)速度和受力的方向及大小是瞬時(shí)變化的.而且活塞的兩側則（主推力邊和次推力邊）所受的力的大小也是不同的。也就是說(shuō)不僅沿氣缸T套母線(xiàn)方向的速度和力的大小是變化的，而且沿氣缸套的圓周方向其值也是變化的。這就使得氣缸套的內表面形成了三維不均勻磨損，即沿氣缸套的母線(xiàn)方向形成了錐度，而沿圓周方向則造成了失圓。當錐度和失圓度超過(guò)了限定值就造成了氣缸套的漏氣失效。
柴油發(fā)電機氣缸套的磨損是相當緩慢而且微小的過(guò)程。這是由于活塞環(huán)與氣缸壁之間的潤滑狀態(tài)基本上是處于流體動(dòng)力潤滑狀態(tài)。磨損狀態(tài)的測量必須有較高的精度 、有較好的重復性并且要求測點(diǎn)多、位置確定。以往人們所用過(guò)的測量方法如稱(chēng)重法、刻痕法和放射性同位素法以及光譜法和鐵譜法。
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因疏忽保養導致氣缸套磨損 |
氣缸套磨損測量 |
四、減輕汽缸蓋磨損措施
汽缸壁上端由于溫度高、潤滑差、活塞環(huán)壓力大，故上端較下端容易磨損，同時(shí)又因側壓力的影響，左右方向的磨損較前后方向嚴重，其結果使缸套內壁形成橢圓形和錐形。為了減小汽缸套磨損，在使用柴油發(fā)電機時(shí)．應注意做到以下幾點(diǎn)。
1、正確起動(dòng)發(fā)動(dòng)機
冷車(chē)起動(dòng)時(shí)，由于溫度低，機油粘度大，流動(dòng)性差，使機油泵供油不足。同時(shí)，原氣缸壁上的機油在停車(chē)后沿氣缸壁下流，因此在起動(dòng)的瞬間得不到正常工作時(shí)那樣良好的潤滑，致使起動(dòng)時(shí)氣缸璧磨損大大增加。因此，初次起動(dòng)時(shí)，應先使發(fā)動(dòng)機空轉幾圈，待摩擦表面得到潤滑后再起動(dòng)。
2、正確選用潤滑油
要嚴格按季節和發(fā)動(dòng)機性能要求選用最佳粘度值的潤滑油，不可隨意購用劣質(zhì)潤滑油，并經(jīng)常檢查和保持潤滑油的數量與質(zhì)量。
3、加強濾清器的保養
使空氣濾清器、機油濾清器和燃油濾清器保持良好的工作狀態(tài)，對減輕氣缸套的磨損至關(guān)重要。加強對“三濾”的保養，是防止機械雜質(zhì)進(jìn)入氣缸，減輕氣缸磨損，延長(cháng)發(fā)動(dòng)機使用壽命的一項重要措施，在農村和多風(fēng)沙地區尤為重要。
4、保持發(fā)動(dòng)機正常工作溫度
發(fā)動(dòng)機的正常工作溫度應處在80-90℃。溫度過(guò)低，不能保持良好的潤滑，會(huì )增大氣缸壁的磨損，氣缸內的水蒸氣易凝結成水珠，溶解廢氣中的酸性氣體分子，生成酸性物質(zhì)，使氣缸璧受到腐蝕磨損。試驗表明，當氣缸璧溫度由90℃降到50℃時(shí)，氣缸磨損量為90℃時(shí)的4倍。溫度過(guò)高，會(huì )使氣缸強度降低而加劇磨損，甚至可能使活塞過(guò)度膨脹而造成“脹缸”事故。
5、提高維修質(zhì)量
在使用過(guò)程中，及時(shí)發(fā)現問(wèn)題及時(shí)予以排除，隨時(shí)更換或維修損壞和變形的配件。安裝氣缸套時(shí)要嚴格按技術(shù)要求檢驗和裝配。在保修換環(huán)作業(yè)中，要選用彈力適當的活塞環(huán)，彈力過(guò)小，使燃氣竄入曲軸箱吹落氣缸壁上的機油，增大氣缸壁磨損;彈力過(guò)大，直接加劇氣缸壁的磨損，或因氣缸壁上的油膜遭到破壞而加劇其磨損。曲軸連桿軸頸和主軸頸不平行。發(fā)動(dòng)機因燒瓦等原因，會(huì )使曲軸因受到劇烈的沖擊而變形，若不及時(shí)校正而繼續使用，同樣會(huì )加速氣缸套磨損。
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