【文章內(nèi)容簡介】 說明書上有關(guān)標準值。 氣缸工作表面清潔光滑，無明顯劃痕、擦傷等磨損痕跡。 異常的磨損 氣缸套異常磨損的特征 (1)缸套和活塞環(huán)的磨損率均很高，大于標準值，大大超過正常磨損率。一般把鑄鐵氣缸套磨損率＞ ，活塞環(huán)磨損率＞ ， 氣缸套磨損超過正常標準(﹪～ ﹪缸徑）時，便為異常磨損。 (2)異常磨損的磨損產(chǎn)物顆粒比正常值較大。一般正常磨 損的磨屑直徑＜ 1μm，而異常磨損的磨粒屑直徑可以達 25μm～ 30μm。 (3)氣缸套工作表面明顯臟污，有明顯的劃痕、擦傷、撕裂等傷痕，甚至咬缸和拉缸現(xiàn)象，或者氣缸壁表面發(fā)藍有明顯的燒灼現(xiàn)象。甚至缸套工作表面形貌和金相組織發(fā)生變化。 氣缸套異常磨損在吊缸檢修時可以憑借直觀判斷，或者通過測量缸徑，計算出的磨損率、圓度誤差和圓柱度誤差等來判斷。 圖 31 氣缸套磨損后縱截面形狀及磨損量示意圖 其中圖 31 中： a 為氣缸套正常磨損后缸壁縱截面形狀和磨損量的示意圖， b～ g 為缸套異常磨損后縱截面形狀和磨損量的示意圖。 其中 b 為缸套上部因新氣攜大量塵埃進入氣缸和燃燒不良產(chǎn)生大量積炭引起的磨損。 c 為潤滑油中機械雜質(zhì)過多，筒狀活塞式柴油機缸套潤滑自下向上布油，造成下部 4 嚴重磨損。 兩者均為典型的異常磨粒磨損。 d 為上述兩種因素并存時造成的嚴重磨損。 e 為缸套異常粘著磨損，特點是活塞位于上止點時第一道活塞環(huán)對應(yīng)缸壁磨損異常增大，甚至出現(xiàn)大面積拉傷的拉缸現(xiàn)象。 f 是燃油含硫量高或柴油機經(jīng)常冷車起動使缸套上部腐蝕磨損嚴重，磨損量 為正常磨損量的 1～ 2 倍。腐蝕產(chǎn)物脫落引發(fā)二次磨粒磨損，使缸套中部磨損嚴重，磨損量為正常磨損的 4～ 6 倍。 g 是冷卻水溫過低導(dǎo)致的缸套下部嚴重腐蝕磨損。 f）、 g） 兩者均是是典型的腐蝕磨損。 以上各種情況是典型的，原因是單一的，然而實際船舶柴油機缸套磨損情況則是復(fù) 雜的，原因是多方面的。柴油機的異常磨損往往是兩種或兩種以上的典型磨損的組合。 異常磨損的種類及原因分析 1）疲勞磨損 氣缸套，活塞，活塞組發(fā)生疲勞磨損，主要體現(xiàn)在活塞環(huán)上，由于活塞環(huán)交替的接觸氣缸套表面產(chǎn)生交變的接觸應(yīng)力，使活塞 環(huán)和氣缸套表面產(chǎn)生剪切應(yīng)力。在剪切應(yīng)力的作用下活塞產(chǎn)生嚴重的變形，并在表面有缺陷的地方產(chǎn)生應(yīng)力集中，導(dǎo)致活塞環(huán)因疲勞過度而剝離嚴重的甚至失去彈性折斷，同樣氣缸套內(nèi)部的剪切應(yīng)力也會使其在內(nèi)部缺陷的地方產(chǎn)生應(yīng)力集中，從而引發(fā)裂紋，并逐漸擴展并最終導(dǎo)致材料的斷裂和剝落。 2）腐蝕磨損 這種磨損占主導(dǎo)地位，在上止點位置最大幾乎是正常磨損的一到兩倍，并出現(xiàn)較小的洞穴。腐蝕磨損是由于氣缸套和活塞環(huán)在接觸過程中，材料表面與周圍介質(zhì)發(fā)生化學反應(yīng)或電化學反應(yīng)。柴油機氣缸內(nèi)燃油混合氣體燃燒時會產(chǎn)生酸性的腐蝕性氣體，在柴油機 運轉(zhuǎn)過程中，如果冷卻水溫度太低，此時氣缸套內(nèi)壁溫度過低，如果氣缸壁溫低于 水蒸氣露點溫度，酸性氣體和水蒸氣化合生成腐蝕性的生成礦物酸和有機酸，附在并凝結(jié)在氣缸壁表面，與缸壁發(fā)生化學或者電化學反應(yīng)，造成氣缸壁表面，活塞，活塞環(huán)組的腐蝕。其中，有機酸是碳氫化合物燃料燃燒時生成的，礦物酸則是燃燒時生成的氣體溶于燃燒時生成并附于缸壁上的水分形成的。當活塞和活塞環(huán)往復(fù)運動時，腐蝕的表面剝落，暴露出的金屬又重新被腐蝕，從而加重了缸套的磨損。因此柴油機在運行過程中，要控制好冷卻水的溫度，應(yīng)禁止在水溫過低時長時間運行；在使用 過程中加注的潤滑油不符合標準，酸堿性高，也會對缸套有腐蝕作用。 3） 磨粒磨損 磨料磨損主要是外部進入的機械硬質(zhì)顆?；蛘吣バ迹ㄟ^各種途徑進入氣缸、氣缸套、活塞、活塞環(huán)的潤滑面間隙，當它們相互運動時，對摩擦表面產(chǎn)生磨料的作用，特別是空氣帶入的磨料對氣缸套磨損的影響最大，在摩擦表面由于滑動而出現(xiàn)犁溝或產(chǎn)生 5 塑性變形，從而引起零部件之間的異常磨損，機油中含有雜質(zhì)也會導(dǎo)致磨粒磨損。一般情況下，氣缸內(nèi)吸入的空氣過臟以及嚴重積炭造成的磨損，其磨損最大部位在氣缸套的中上部；潤滑油中含有大量的硬質(zhì)微粒而造成 的磨損，其磨損最大部位在氣缸套的中下部。 空氣帶入的磨料磨損是柴油機最常見的，也是最難控制的一種磨損。空氣濾清器清潔效果差，如果存有較多塵?；蛘吆杏操|(zhì)顆粒的不清潔的空氣被吸人柴油機進氣系統(tǒng)中，這些塵埃硬質(zhì)顆粒隨著進氣最終進入氣缸，在滑動面間隙中對產(chǎn)生相對運動的摩擦表面就產(chǎn)生磨料作用，造成氣缸套活塞環(huán)組發(fā)生磨粒磨損。實施維護保養(yǎng)過程中如果操作現(xiàn)場的風沙、粉塵很大，零件清潔不干凈，那些有損傷的零部件進行現(xiàn)場打磨等工作后沒有及時進行清理或者晚點才完成裝配，在裝配時就會將不潔顆粒帶入柴油機內(nèi)部，這些雜質(zhì)一 旦進入氣缸，就會導(dǎo)致發(fā)生磨料磨損。潤滑條件惡劣，機油濾清器濾清效果差遺漏的雜質(zhì)，柴油機積炭嚴重，燃油臟污，都能加速活塞環(huán)的磨粒機械磨損。 柴油機初期未經(jīng)充分磨合，缸套和活塞環(huán)、活塞間的摩擦表面尚未處在良好配合狀態(tài)，此時就高轉(zhuǎn)速、高負載運轉(zhuǎn)，再加上沒有良好的潤滑會發(fā)生磨粒磨損；噴油器霧化不良的情況下，柴油沖刷氣缸壁，導(dǎo)致削弱了機油的潤滑怍用，也會引起氣缸套的異常磨損。柴油機供油角提前角過大供油太早，燃燒粗暴，熱負荷大，導(dǎo)致缸套熱量傳不出去，會導(dǎo)致異常磨損。供油過多，過多的潤滑油進入燃燒室燃燒會產(chǎn)生大量 積炭，積炭顆粒也是造成磨料磨損的重要因素。 另外活塞材料不符合要求如整體鑄造活塞油冷內(nèi)腔型砂清洗不徹底，氣缸蓋冷卻水腔型砂清洗不干凈，氣缸套研磨后內(nèi)部清理不徹底，這些小砂顆粒一旦進入氣缸，在摩擦副表面就成為了磨料，發(fā)生磨粒磨損。 4）粘著磨損 氣缸套內(nèi)壁與活塞環(huán)是在高溫、高壓工況下工作的，高溫使?jié)櫥驼扯冉档蜕踔翢龘p，高壓使油膜不易形成；同時，氣缸套和活塞環(huán)兩者之間的相對速度變化很大 (O一 30m/s)。因此，在維修過程中粗心疏忽，就會使缸壁與活塞環(huán)形成半干摩擦或干摩擦狀態(tài)，使兩金屬 表面直接接觸而產(chǎn)生粘著，形成粘著磨損。 粘著磨損也可稱為熔著磨損，俗稱拉缸，是氣缸套、活塞、活塞環(huán)最嚴重的損傷現(xiàn)象（圖 31， e 圖）。拉缸故障直接損傷氣缸套內(nèi)壁、活塞、活塞環(huán)表面，造成粗糙度下降，使光滑的摩擦表面變得粗糙，從而造成更加嚴重的磨損，甚至咬死造成抱缸，導(dǎo)致活塞斷裂，拉斷缸套，嚴重的抱缸故障還會造成連桿、曲軸、機體的損壞。它是由于活塞頂部受到過高的熱量，無法及時地傳遞出去，活塞頂部局部熔化，粘著在氣缸套內(nèi)壁上導(dǎo)致的。造成粘著磨損的原因有以下幾種。 (1)活塞、活塞環(huán)和氣缸套這對摩擦副間的潤滑油膜因各種原因難以建立完整，或遭到破壞，形成局部滑動面的干摩擦，產(chǎn)生大量的摩擦熱，導(dǎo)致熔點較低的活塞發(fā)生局部熔化。 (2)熱負荷過大引起活塞頂部燒蝕、熔化。具體為：①供油角過大，此時滯燃期很大， 6 造成爆發(fā)壓力和燃燒溫度過高，活塞無法承受過高的熱負荷而被燒壞；②供油量過大或柴油機超負荷運轉(zhuǎn)，導(dǎo)致燃燒室頂部局部熱負荷過大，造成活塞頂部燒蝕、熔化；③噴油器嚴重霧化不良。此情況導(dǎo)致活 塞頂存積燃油，積聚在燃燒室，一旦燃燒通常會產(chǎn)生很高的燃燒壓力和燃燒溫度，將活塞燒壞。④噴油器伸出缸蓋平面太多，使噴霧的霧柱噴到活塞頂閥坑邊緣（此處傳熱不好）燃燒后產(chǎn)生熱量過大，造成活塞頂部燒蝕。⑤活塞、活塞環(huán)積炭嚴重，或水溫太高，散熱不良導(dǎo)致活塞頂部因熱負荷過大而燒蝕熔化。 (3)①活塞本身原因引起活塞頂部熔化。例如，活塞本身材質(zhì)不合格，耐熱性差，從而引起活塞頂部燒蝕；②活塞的冷卻油路堵塞或冷卻油嘴偏離，噴出的冷卻油不能準確進入活塞進油孔，使活塞熱量不能及時散出，造成活塞頂部燒蝕熔化；③活塞油冷腔不暢，冷卻油量不足，也會造成活塞頂部燒蝕熔化。 活塞環(huán)組的因素。活塞環(huán)是在潤滑條件（飛濺潤滑）非常惡劣條件下工作的，所以非常容易出現(xiàn)異常磨損現(xiàn)象?；钊h(huán)的主要功能是保證活塞與氣缸套之間的可靠密封。第一道活塞環(huán)，又稱為氣環(huán)，承載著巨大的燃氣壓力，起著密閉氣缸，防止高溫燃氣下串入活塞與缸套之間，破壞建立的潤滑油膜，產(chǎn)生局部干摩擦，從而引起異常磨損。 5)復(fù)合磨損 復(fù)合磨損是指同時出現(xiàn)兩種以上的異常磨損，如首先出現(xiàn)疲勞磨損，活塞環(huán)產(chǎn)生嚴重變形，表層材料因疲