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浅析船用柴油机气缸破裂原因

来源:www.boxing186.cn发表时间:2017-10-10

汽缸盖裂纹问题是现代船用柴油机最为常见的一种故障,裂纹产生的根本原因在于机械性、热应力周期作用。对于船用柴油机而言,其汽缸盖裂纹通常出现在底面孔与孔、孔圆角位置。具体裂纹原因表现在以下几个方面:

1、冷却不良造成的裂纹

当船用柴油机汽缸盖冷却水侧产生铁锈、结垢问题时,触火侧温度会随之上升,如果周期性地与吸入低温的扫气空气相接触即产生热应力,导致汽缸盖阀孔周围产生严重的裂纹病害。由于冷却水流通不畅,经常会形成气袋,因此难以确保蒸汽、空气逸出,最终出现局部过热、产生热应力。一般而言,冷却水中含有大量的溶解氧,随之水温的不断升高,就会逐渐分离出来;如果冷却水温度再次升高,那么就会随着其急速蒸发而产生大量的蒸汽;如果难以从逸气管排出,就会在水流缓慢位置慢慢的滞留下来,最终形成气袋。

2、爆发压力太高

实践中可以看到,因船底污秽而导致阻力增加,主机长期应用后会降低功率,如果想要维持原来的功率,就要加大油门,从而导致柴油机超负荷运转,最终造成爆发压力太高。压缩、暖机压力不足时,因加大喷油量而造成缸内积油过多或者更换喷油器,一次点燃后会产生爆震现象,进而造成安全阀跳开。当喷油泵、喷器不良或定时不当时,导致燃烧不正常,因燃烧室发生爆震,爆发压力异常升高,进而造成柴油机出现震动。在该种情况下,冷却水侧肋骨、水流导向肋应力值会随之增大,导致热应力、以及机械应力等明显增大。

3、热负荷过大

对于船用柴油机而言,因长期在超负荷状态下运转,造成汽缸盖过热,产生汽缸盖裂纹。实践中可以看到,因各缸功率存在着严重的不均问题,这使得汽缸盖长期超负荷运行。由于喷油器自身的性能不良,导致喷射燃烧不完全、燃烧不良,进而导致汽缸盖触火侧大量积炭,缸盖底面因受到温度影响,在温度过热的环境下导致裂纹病害。实践中可以看到,由于排气阀出现泄漏,使得阀座周围产生了大量局部过热问题,因此导致阀孔周边、阀盘周围边缘产生严重的裂纹病害。

4、腐蚀影响

实际操作过程中,因冷却水处理不当而造成酸性腐蚀、碱性脆化,加之不同材料之间的电位差不同,经冷却水构成电化学腐蚀,导致船用汽缸盖裂纹病害。同时,因燃油中含有一定量的硫或硫化物,燃烧后成会产生二氧化硫,经氧化后又会产生一氧化硫;如果与燃烧室中的水分化合,就会形成硫酸,最终导致酸性腐蚀。船用柴油机运转过程中,燃烧室内高温高压燃气直接与汽缸盖阀件、活塞组件以及汽缸套想接触;同时,燃气中一些低熔点灰分熔化后会附着在相应的零件金属表层,在高温条件下发生化学作用会导致零件表层受损、受到严重的化学腐蚀。

  

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