淺談礦山柴油發動機缸體穴蝕的維修技術及防范措施

姚瑞平

（神華北電勝利能源有限公司，內蒙古 錫林浩特 026000）

我所論述的成果來源于2017年5月13日我礦發生的一起機械故障，在礦山大型柴油發動機的維修歷史上，未曾發現過QSK-60發動機在大修周期內缸體穴蝕的故障，之前維修人員并沒太多的相關經驗。為了填補這一維修技術的空白，本文對缸體穴蝕故障的創新維修和防范措施做了詳細的分析和說明，提出了預防缸套穴蝕的一系列措施并進行了具體運用，且達到了延長缸套使用壽命目的，提高了設備使用的可靠性。

1 造成柴油發動機缸體穴蝕的因素分析

礦用柴油機采用濕式氣缸套、閉式循環淡水冷卻。這種冷卻的特點是循環流動的冷卻水直接與高溫的濕式氣缸套外表面接觸而帶走熱量。柴油發動機缸體穴蝕的形成是一個復雜的物理、化學過程。導致柴油發動機穴蝕故障的影響因素可歸結為以下幾條：①活塞和缸套由于磨損造成間隙增大，發動機震動加強。②冷卻水品質的穩定性有待進一步提高。③缸套冷卻水的壓力達不到設計的壓力值。降低了水的蒸發壓力，增加了空泡形成機會。

2 柴油發動機缸體修復的應用

缸體修復的主要方法焊修法、添堵法、補釘法，通常暴露面較大，空間有利于打磨的位置采用焊修法；對于較長的裂紋，鉆止裂孔再用打補丁的辦法進行修復；水道通常采用填堵法進行修復。本次缸體修復方法為填補法，主要的維修原料是缸體修復劑，具體修復流程如下∶①首先將缸體水道損壞處柴油清洗，除雜再清洗。②用銼刀等工具、砂布將表面打磨處理平整。③將被膠粘表面用清洗劑清洗，直至無污漬、無銹跡。④按A、B組份體積比2∶1比例充分調均勻。⑤粘完后，用工具輕輕敲打，使其粘接充分。⑥如果裂紋或破損嚴重時應加鐵(銅)板進行加強處理，效果更好。不嚴重時可用玻纖布進行加強處理。⑦涂敷完畢后24小時，20℃-25℃可在最大強度的60%～70%，若加熱至80℃時，固化則可在最大強度。（使用熱風槍加熱）

3 發動機缸體穴蝕的防范措施

根據以上分析并結合我礦柴油發動機實際狀況，為有效克服穴蝕，我們進行了一系類的研究，現總結出如下幾點措施，根據具體情況，對措施進行了具體的實施，其具體內容如下：①合理檢測發動機的運行工況和大修周期，推斷缸套與活塞的配合間隙，降低發動機的震動對缸體的穴蝕。②提高冷卻水品質，采取保護措施，減少電化學腐蝕.電化學腐蝕雖然不是穴蝕的直接原因，但是能夠相互影響，相互促進。③加強對設備檢測，方便定期檢查，做好前期預防。

4 針對此類故障制定完善科學的管控措施

對我礦出現的缸體穴蝕故障發動機班組與專業技術人員進行深入的討論，并結合大型柴油發動機的實際運行工況，研究制定了完善科學的管控措施。

（1）重點做好礦用柴油發動機的防凍液檢測工作，檢查的項目包括污染度、PH值、DCA4濃度、冰點、鈉、鐵、硅、銅、鉬等元素含量的檢測。科學的預防冷卻液質量下降導致的發動機缸體、水道穴蝕的故障發生。

（2）發動機水濾制定準確的更換周期，并對水濾進行定期的切割，檢查濾紙的污染程度。

（3）保養卡車發動機檢查發動機冷卻液的容量，關注發動機冷卻液的壓力在標準范圍值內，如發動機冷卻液異常立即檢查。

（4）定期抽查發動機缸體水道與凸輪軸有道這一缸體的鑄造薄弱處，檢查水道有無穴蝕、密封件損壞、滲漏等情況。

（5）發動機班組自主創新制作了多功能柱塞，方便對發動機水道穴蝕的實時監測。

多功能柱塞的設計原理：首先選擇了尼龍材質的柱塞棒，可以保證發動機運行溫度升高，有一定的膨脹量來配合密封組件的使用，而且膨脹量不能過大，防止冬季外界溫度偏低出現滲漏現象。

圖1 多功能柱塞設計圖

圖2 多功能柱塞示意圖

多功能柱塞的應用：前部四套等大的密封組件對發動機水道進行密封；多邊形蓋板與缸體固定防止冷卻液壓力將柱塞頂出，且有一條梯形密封與缸體密封，防止冷卻水溢出進行二次保護；在柱塞中段和軸向打孔貫通，制作觀察孔，不論是潤滑機油還是冷卻液滲漏都將從觀察孔流出，方便快捷的檢車缸體故障點的穴蝕情況。

5 項目創新價值說明

此方案實施后，成功的解決了MT-08發動機的缸體穴蝕故障，將缸體穴蝕被動式的維修轉變為主動式的狀態維修，可控的延長了大修理壽命。發動機班組也將把這項科研成果運用到所有礦山發動機上，MT-08發動機在運行檢測中沒有發現明顯穴蝕痕跡和滲漏情況。證明上述措施實施后取得了明顯的效果。按照該型柴油發動機先在發動機實際運行小時數16149H來計算。截至目前為止，該創新方案的應用，可延長使用小時數為2500小時，節約運行成本經費50余萬元，節約維修成本50萬元，可為其它發動機解決類似問題提供借鑒。

6 結語

礦用柴油發動機是卡車的心臟，它為卡車的良好提供動力。缸體作為柴油發動機的重要零件之一，缸體穴蝕是造成礦用柴油發動機整機失效的重要破壞形式。在研究穴蝕形成原因的基礎上，制定了提高礦用柴油發動機氣缸套抗穴蝕能力的有效管控措施，這項成果的實際應用對減少礦用柴油發動機的機械故障，延長柴油發動機的大修理機械壽命，卡車的安全運行有著十分重要的意義。