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        氣缸套裂紋的成因及修理

        時間:2021/3/21 14:12:49 點擊:

          內容提示:氣缸套裂紋損壞雖然比氣缸套過度磨損的數量少,但在大缸徑強載的中低速柴油機的氣缸套中是最常見的損壞形式...
        柴油機氣缸套裂紋損壞雖然比氣缸套過度磨損的數量少,但在大缸徑強載的中低速柴油機的氣缸套中是最常見的損壞形式。氣缸套裂紋大多為熱疲勞和機械疲勞等破壞。引起疲勞裂紋的原因與氣缸套的結構、材料、毛坯缺陷及維護管理等有關。在船上工作條件下,維護保養不良、管理不當往往是產生裂紋的直接原因。一般來說,氣缸套裂紋總是發生在結構設計不合理、強度較差和有應力集中的部位。常見的氣缸套裂紋部位主要有:

        (一)氣缸套冷卻側裂紋
        氣缸套裂紋的成因及修理
        在氣缸套外表面上部支承凸緣的根部多發生周向裂紋,嚴重時擴展到氣缸套內圓表面,即裂穿,甚至整個圓周上裂紋連通,造成支承凸緣以下部分氣缸套脫落的嚴重事故,如圖2-8(a)所示。產生這種裂紋的原因多為設計不合理,支承力點布置不當,致使氣缸套受力后在其支承凸緣根部產生過大的彎曲應力,加之,凸緣根部過渡圓角太小引起應力集中,在氣缸套凸緣根部必然產生裂紋。后經過改進,即改變支承力點位置,減小或消除彎曲應力,增大凸緣根部過渡圓角半徑和控制氣缸蓋螺栓預緊力等措施,使氣缸套產生此種裂紋的情況得到改善。

        氣缸套冷卻側因流道設計結構不良使冷卻水流速過高,局部過度冷卻引起過大的熱引力,再加上流道圓根處如有應力集中,在氣缸套冷卻側就會產生裂紋,并向內圓表面擴展,造成氣缸套內圓表面上部產生縱向裂紋,如圖2-8(b)所示。

        此外,當二沖程柴油機氣缸套有內鑄冷卻水管時,會產生縱向裂紋,甚至裂至內圓表面。這是由于氣缸套鑄造時,內鑄冷卻水管與氣缸套之間熔合不良或因冷卻水壓力波動,也可能因冷卻水處理不佳發生腐蝕等導致。目前,新式二沖程柴油機的氣缸套均為鉆孔冷卻,冷卻效果好,熱應力小,能有效地防止裂紋的產生。

        (二)氣缸套內圓表面裂紋
        二沖程柴油機氣缸套內圓表面上部縱向裂紋或龜裂嚴重時會擴展到冷卻側。這是由于冷卻側結垢較厚或有死水區時,會使氣缸套局部過熱產生裂紋,或者由于過大的交變熱應力引起的熱疲勞裂紋。裂紋始于氣缸套內圓表面,經過較長時間后裂穿。此外,如果燃油黏度過高或噴射壓力較大,使燃油噴射距離加長,熾熱的火焰侵襲氣缸套內圓表面造成局部過熱時,也會使氣缸套內圓表面上部產生裂紋,如圖2-9(a)。
        氣缸套排氣口附近的裂紋是由于排氣溫度過高,排氣口附近金屬過熱所致。此外,拉缸會使內圓表面產生縱向裂紋和氣口處產生裂紋,如圖2-9(b)、2-9(c)

        (三)氣缸套裂紋的修理
        氣缸套裂紋的成因及修理

        航行中氣缸套內圓表面產生有一定間隔的少量縱向裂紋時,可采用波浪鍵和密封螺絲扣合法修理,效果較好。例如,某船主柴油機2號缸的氣缸套內圓表面產生2條約260mm的縱向裂紋,采用此法修理后使用2年以上當裂紋較嚴重或已穿透時,則應換新氣缸套。航行中氣缸套裂紋嚴重又無備件時,采用封缸措施實行減缸航行。

        作者:不詳 來源:船舶講武堂

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