0 引言

在船用中速柴油机和高速柴油机当中，气缸套穴蚀是普遍存在的严重问题，它严重影响着柴油机的气缸套的使用寿命和整台柴油机可靠性，甚至影响到船舶航行安全。所以有必要对船用柴油机气缸套的穴蚀现象进行研究，以采取适当预防措施，以延长气缸套的使用寿命进而提高柴油机的可靠性。

1 船用柴油机气缸套穴蚀的特征及危害

气缸套穴蚀的又叫气缸套空泡腐蚀或气缸套气蚀，船用气缸套穴蚀的特征：是在气缸套外圆表面上局部区域形成聚集的小孔群成分散状或蜂窝状，小孔直径可达1-5mm，腐蚀严重的，也可达到30mm，深度因腐蚀程度不同，可达2-3mm，直至更深，甚至把整个气缸缸壁穿透，如此，必将带来严重危险。船用气缸套穴蚀的危害：这不仅将造成缸套的寿命缩短，强度降低。而且还会带来更严重的情况：一旦穴蚀穿透气缸套缸壁，会造成汽缸漏气，使汽缸套报废，这不仅影响到柴油机气缸套的使用寿命，还影响到柴油机的可靠性，如在航行大风浪天，恰遇气缸套穴蚀缸壁穿透漏气，将直接危及到船舶及航行安全，甚至是财产和人命安全。

2 船用柴油机气缸套穴蚀的概念及发生部位

概念：穴蚀是液力机械或机件与液体之间存在相对高速时，在机件表面上产生破坏的现象。气缸套穴蚀：气缸套的外圆表面和缸套冷却水之间存在相对高速时，在气缸套的外圆表面上产生的破坏气缸套的现象。

发生部位分析：

①从气缸套受力情况分析来看，气缸套穴蚀的发生部位主要有以下几个部位：

1）四冲程柴油机气缸套外圆表面；对于四冲程柴油机和二冲程柴油机相比，气缸套穴蚀的发生较为严重的是筒形柴油机汽缸套或者说是四冲程柴油机气缸套，因为是冲程柴油机气缸套在工作时比二冲程柴油机承受的侧推力大得多，振动就大，易产生穴蚀。而二冲程柴油机汽缸套因侧推力极小，且转速低，振动轻。基本不发生穴蚀，所以本文重点讨论四冲程柴油机汽缸套穴蚀）。

2）四冲程柴油机气缸套外圆表面的左右两侧：由于四冲程柴油机汽缸套承受活塞的侧推力，所以它的左右方向比前后方向振动格外剧烈，气缸套的外圆表面和缸套冷却水之间存在高频速度变化，出现高速，这就导致左右方向外圆表面穴蚀比前后方向穴蚀严重。

3）四冲程柴油机气缸套外圆表面的承受膨胀冲程侧推力的一侧：同理在左右方向上，左右两侧的穴蚀情况也不尽相同，这是因为膨胀冲程侧推力比压缩冲程侧推力要大，所以承受膨胀冲程侧推力的一侧，要比承受压缩冲程侧推力的一侧振动剧烈，穴蚀更严重。

4）四冲程柴油机气缸套外圆表面左右两侧的上半部分：由于气缸内压缩终点压力比压缩初期压力高，气缸内膨胀初期压力比膨胀末期压力高，而压缩终点和膨胀初期都在气缸的上部，所以气缸套上部振动大，上部外圆表面穴蚀比下部外圆表面穴蚀更为严重。

②另外从气缸套冷却水的流动速度方面分析，液体流动速度高的部位易产生穴蚀，所以对于缸套来讲，每个缸气缸套冷却水腔中，对着冷却水进口处的地方和水流转弯处、和水腔中流道变窄处所对应的汽缸外圆表面上，水流速度会升高，更容易发生穴蚀；而其穴蚀深度不及气缸套上部，因侧推力的振动引起的气缸套穴蚀更严重。

总之，四冲程柴油机气缸套上部左右两侧外圆表面上半部分穴蚀最为严重，因穴蚀而穿透气缸套的现象，多发生在四冲程柴油机气缸套上部左右两侧。如图1。

图1

3 船用柴油机气缸套穴蚀产生影响的因素

影响气缸套穴蚀的因素是多方面的，包括柴油机的机型、结构、柴油机的运行工况和柴油机冷却水腔的结构、冷却介质的类型、冷却介质的化学成分、以及柴油机的设计工作参数等。

①柴油机的机型：前面讨论过，四冲程柴油机气缸套因承受侧推力，而比二冲程柴油机气缸套穴蚀严重，高速柴油机机要比低速柴油机振动剧烈，气缸套穴蚀严重；最高爆炸压力高的柴油机，要比最高爆炸压力低的柴油机，更易产生穴蚀。

②柴油机的结构：对于四冲程筒形柴油机结构而言，短冲程的比长冲程的侧推力大，振动剧烈，气缸套穴蚀严重。气缸套的刚度小，振动就大，更容易产生穴蚀。

③柴油机的运行工况：1）柴油机频繁启停、频繁变速、频繁变负荷运行,甚至超速超负荷运行，要比在额定负荷内稳定运行，振动剧烈，气缸套穴蚀严重；2）柴油机长时间使用后，活塞和缸套之间的配合间隙逐渐增大，甚至超过说明书的要求，这样柴油机运行时，工况变差，活塞会撞击缸套加剧，使缸套振动加剧，从而加剧了气缸套穴蚀的产生。

上一篇：桥梁施工中裂缝预防策略研究
下一篇：没有了