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发电机汽缸锥形磨损的原因分析

发布时间:2018.08.09 新闻来源:星光 浏览次数:

 

活塞、活塞环和汽缸是在高温、高压和润滑不足的条件下工作的,由于活塞、活塞环在发电机汽缸内高速往复运动,使汽缸工作表面发生磨损。今天星光发电设备就来为大家分析发电机汽缸锥形磨损的原因。


1、活塞环的背压力。发电机在压缩和做功冲程中,气体窜入活塞环后面,因而剧烈地增加了活塞环在发电机汽缸壁上的单位压力,如图3-22所示,为某型号柴油机在燃烧过程中各道活塞环背面压力分布情况,当发电机汽缸内的燃烧压力为7.5MPa(75kgf/cm²)时,第一道活塞环的背压力为6MPa(60kgf/cm²),第二道活塞环的背压力为1.5MPa(15kgf/cm²),第三道活塞环的背压力0.5MPa(5kgf/cm²)。
 
 
发电机气体压力示意图
 
 

由于在第一道活塞环处汽缸壁的单位压力最大,将润滑油挤出,润滑不良;同时,活塞环对汽缸壁的压力也是上大下小,因此,发电机汽缸的磨损也是上大下小,形成“锥形”,而且汽缸磨损最大处应在活塞处于上止点时,与第一道活塞环相对应的位置才对,但在高速发电机中,由于活塞环背面最高压力的产生落后于汽缸内最高压力的产生,所以汽缸沿长度方向的最大磨损发生在活塞处于上止点时,与第一道活塞环相对的汽缸壁稍下处(距汽缸体顶平面10mm左右)。

2、润滑油的影响。汽缸上部由于靠近燃烧室,温度高,润滑油在燃烧气体作用下有部分被燃烧掉。同时,发电机汽缸上部形成油膜的条件差,受高温影响,润滑油变稀,黏度下降油膜不易保持,再者,可燃混合气进入汽缸时,混合气中所含的细小油滴不断冲刷缸壁,使油膜强度减弱,从而使活塞与汽缸间形成半干摩擦、边界摩擦甚至干摩擦条件下工作,从而使汽缸上部的磨损较大,沿长度方向成“锥形”。

此外,活塞与活塞环运动速度的变化,也使发电机汽缸工作表面不能形成稳定的润滑油膜。活塞工作时,在上、下止点的速度为零,而中间速度很大,另外发动机在启动、息速和正常工作时,速度变化范围也很大,这有可能使润滑油膜遭到破坏,加速汽缸工作表面的磨损。而汽缸上部润滑油不易达到,所以磨损更大。
 
 
发电机
 

3、腐蚀磨损。发电机汽缸内可燃混合气燃烧后、产生的水蒸气与酸性氧化物发生化学反应生成矿物酸,此外燃烧过程中还生成有机酸如蚁酸、酷酸等,它们对汽缸工作表面产生腐蚀作用,发电机汽缸表面经腐蚀后形成松散的组织,在摩擦中逐步被活塞环刮掉。

矿物酸的生成及对磨损的影响与其工作温度有直接关系。当冷却水温低于80℃时,在发电机汽缸壁表面易形成水珠,酸性氧化物溶于水而生成酸,对汽缸壁产生腐蚀作用,温度越低酸性物质越容易生成,腐蚀作用也就越大。

再者,当供油量过大,没有燃烧完的燃油转变成气体时,使发电机汽缸内的温度降低很多,同时,对汽缸壁油膜的冲刷作用也较大,造成汽缸的磨损。由于越靠近汽缸上部,上面所讲的三个因素的影响作用也越大,所以造成了发电机汽缸上部的磨损比下部大,沿长度方向呈“锥形”。

4、磨料磨损。若空气滤清器和机油滤清器保养不当,空气中的灰尘便进人发电机汽缸或曲轴箱,形成有害磨料;与此同时,发电机在工作过程中,自身也要产生一些磨照,这些磨料大都黏附在汽缸壁上,而且在cm²汽缸上部空气带入的磨料多,其棱角也锋利,造成cm²汽缸上部摩损比较严重,使cm²汽缸沿长度方向呈“锥形”。

 
 
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