活塞、活塞環(huán)和汽缸是在高溫、高壓和潤(rùn)滑不足的條件下工作的,由于活塞、活塞環(huán)在發(fā)電機(jī)汽缸內(nèi)高速往復(fù)運(yùn)動(dòng),使汽缸工作表面發(fā)生磨損。今天發(fā)電設(shè)備就來(lái)為大家分析發(fā)電機(jī)汽缸錐形磨損的原因。
1、活塞環(huán)的背壓力。發(fā)電機(jī)在壓縮和做功沖程中,氣體竄入活塞環(huán)后面,因而劇烈地增加了活塞環(huán)在發(fā)電機(jī)汽缸壁上的單位壓力,如圖3-22所示,為某型號(hào)柴油機(jī)在燃燒過(guò)程中各道活塞環(huán)背面壓力分布情況,當(dāng)發(fā)電機(jī)汽缸內(nèi)的燃燒壓力為7.5MPa(75kgf/cm²)時(shí),第一道活塞環(huán)的背壓力為6MPa(60kgf/cm²),第二道活塞環(huán)的背壓力為1.5MPa(15kgf/cm²),第三道活塞環(huán)的背壓力0.5MPa(5kgf/cm²)。
由于在第一道活塞環(huán)處汽缸壁的單位壓力最大,將潤(rùn)滑油擠出,潤(rùn)滑不良;同時(shí),活塞環(huán)對(duì)汽缸壁的壓力也是上大下小,因此,發(fā)電機(jī)汽缸的磨損也是上大下小,形成“錐形”,而且汽缸磨損最大處應(yīng)在活塞處于上止點(diǎn)時(shí),與第一道活塞環(huán)相對(duì)應(yīng)的位置才對(duì),但在高速發(fā)電機(jī)中,由于活塞環(huán)背面最高壓力的產(chǎn)生落后于汽缸內(nèi)最高壓力的產(chǎn)生,所以汽缸沿長(zhǎng)度方向的最大磨損發(fā)生在活塞處于上止點(diǎn)時(shí),與第一道活塞環(huán)相對(duì)的汽缸壁稍下處(距汽缸體頂平面10mm左右)。
2、潤(rùn)滑油的影響。汽缸上部由于靠近燃燒室,溫度高,潤(rùn)滑油在燃燒氣體作用下有部分被燃燒掉。同時(shí),發(fā)電機(jī)汽缸上部形成油膜的條件差,受高溫影響,潤(rùn)滑油變稀,黏度下降油膜不易保持,再者,可燃混合氣進(jìn)入汽缸時(shí),混合氣中所含的細(xì)小油滴不斷沖刷缸壁,使油膜強(qiáng)度減弱,從而使活塞與汽缸間形成半干摩擦、邊界摩擦甚至干摩擦條件下工作,從而使汽缸上部的磨損較大,沿長(zhǎng)度方向成“錐形”。
此外,活塞與活塞環(huán)運(yùn)動(dòng)速度的變化,也使發(fā)電機(jī)汽缸工作表面不能形成穩(wěn)定的潤(rùn)滑油膜。活塞工作時(shí),在上、下止點(diǎn)的速度為零,而中間速度很大,另外發(fā)動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)、息速和正常工作時(shí),速度變化范圍也很大,這有可能使?jié)櫥湍ぴ獾狡茐模铀倨坠ぷ鞅砻娴哪p。而汽缸上部潤(rùn)滑油不易達(dá)到,所以磨損更大。
3、腐蝕磨損。發(fā)電機(jī)汽缸內(nèi)可燃混合氣燃燒后、產(chǎn)生的水蒸氣與酸性氧化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成礦物酸,此外燃燒過(guò)程中還生成有機(jī)酸如蟻酸、酷酸等,它們對(duì)汽缸工作表面產(chǎn)生腐蝕作用,發(fā)電機(jī)汽缸表面經(jīng)腐蝕后形成松散的組織,在摩擦中逐步被活塞環(huán)刮掉。
礦物酸的生成及對(duì)磨損的影響與其工作溫度有直接關(guān)系。當(dāng)冷卻水溫低于80℃時(shí),在發(fā)電機(jī)汽缸壁表面易形成水珠,酸性氧化物溶于水而生成酸,對(duì)汽缸壁產(chǎn)生腐蝕作用,溫度越低酸性物質(zhì)越容易生成,腐蝕作用也就越大。
再者,當(dāng)供油量過(guò)大,沒(méi)有燃燒完的燃油轉(zhuǎn)變成氣體時(shí),使發(fā)電機(jī)汽缸內(nèi)的溫度降低很多,同時(shí),對(duì)汽缸壁油膜的沖刷作用也較大,造成汽缸的磨損。由于越靠近汽缸上部,上面所講的三個(gè)因素的影響作用也越大,所以造成了發(fā)電機(jī)汽缸上部的磨損比下部大,沿長(zhǎng)度方向呈“錐形”。
4、磨料磨損。若空氣濾清器和機(jī)油濾清器保養(yǎng)不當(dāng),空氣中的灰塵便進(jìn)人發(fā)電機(jī)汽缸或曲軸箱,形成有害磨料;與此同時(shí),發(fā)電機(jī)在工作過(guò)程中,自身也要產(chǎn)生一些磨照,這些磨料大都黏附在汽缸壁上,而且在cm²汽缸上部空氣帶入的磨料多,其棱角也鋒利,造成cm²汽缸上部摩損比較嚴(yán)重,使cm²汽缸沿長(zhǎng)度方向呈“錐形”。
名稱欄目:發(fā)電機(jī)汽缸錐形磨損的原因分析
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