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水冷式发动机在使用过程中,缸套常会出现“冒、滴、漏”水,致使发动机不能正常工作。通过试验,发现所有缸套溃破的部位和方向均相同,经分析,这是由于缸套表面的“点蚀”而引起。下面就“点蚀”的原因及预防进行分析。
  1 试验
  在一台日产AMR370空压机的三菱6DB-10P柴油发动机上更换一组新缸套,使用三个月后(南京地区),拉出缸套即发现六个缸套靠出水管的承压侧(从前向后看的左侧)出现垂直方向的线状不规则小孔,其余部位未出现。且1缸(靠近水泵)缸套出现的小孔密而深,依次往后逐渐减轻;装复原缸套继续使用,18个月后,豆缸缸套出现向油底壳滴水现象,,发动机不能使用。经解体后,拉出六个缸套,发现1缸缸套已“点蚀”严重,形成一个通孔,还有很多较深陷的孔穴,将要通漏;其余各缸套孔穴也比原来加大变深,仍为l-6缸依次减轻状况。
  2 “点蚀”的原因分析
  水冷式发动机缸套周围的冷却水以一定的压力进行循环;一定压力的循环水在流动过程中,液滴对缸套表面产生撞击作用,在这些负载作用下,缸套表面层发生塑性变形和冷作硬化,直至局部丧失变形能力,这样就形成裂纹并逐渐扩展,最终出现了磨屑的脱落,在受负荷的表面层上留下孔穴。这些孔穴如针状、点状或小孔状。由于靠近出水管一侧冷却水流速较高,靠近水泵的一缸水流速度更快,水滴对缸套的撞击作用力大,同时,缸套承压侧温度较高,使水滴易形成空泡,这一液体空泡的溃灭必然对缸套表面形成冲击负荷的作用,从而导致缸套出现孔穴。
  当金属表面出现孔穴后,腐蚀速度逐渐加快。根据电极过程动力学原理可以看出,金属和酸溶液的氢离子反应生成金属离子和氢气,即金属氧化成金属离子(失去电子),而氢离子还原为氢(取得电子)。其反应式为:
  阳极反应:M→M+n+ne 金属腐蚀成化合物
  阴极反应:2H+2e→H2↑ 析出氢气
  式中:M――金属元素;e――电子;n――电子数。
  失电子的金属离子在孔内出现高浓度的M+CI-,水解的结果,又产生高浓度的H+, H+和CI-都能够促进大多数金属和合金的溶解,而且整个过程随时间而加速。
  从图中可以看出,孔内氯离子和氢离子不断增加,从而加速“点蚀”的发展过程。
  3“点蚀”的预防
  内燃机湿式缸套,工作环境差。它内压外浸,内热外冷,内磨外蚀;冲击负荷大,冷热不均,“点蚀”快。为了提高缸套外表面的耐“点蚀”性能,建议采取以下措施:
  (l)提高缸套外表面的加工光洁度,Ra值不应大于6.3μm;
  (2)选择耐“点蚀”的合金材料;
  (3)减少冷却水中卤化物的含量;
  (4)提高冷却水的循环速度,保证水的稳定流动,减少液滴对缸套表面的撞击;
  (5)提高冷却水的循环压力,避免液体产生空泡;
  (6)在缸套外表面涂一层最经济最有效的缓蚀剂――红丹;
  (7)利用牺牲阳极保护法,在缸套外表面镀一层保护层。

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