浅谈矿山柴油发动机缸体穴蚀的维修技术及防范措施

姚瑞平

（神华北电胜利能源有限公司，内蒙古 锡林浩特 026000）

我所论述的成果来源于2017年5月13日我矿发生的一起机械故障，在矿山大型柴油发动机的维修历史上，未曾发现过QSK-60发动机在大修周期内缸体穴蚀的故障，之前维修人员并没太多的相关经验。为了填补这一维修技术的空白，本文对缸体穴蚀故障的创新维修和防范措施做了详细的分析和说明，提出了预防缸套穴蚀的一系列措施并进行了具体运用，且达到了延长缸套使用寿命目的，提高了设备使用的可靠性。

1 造成柴油发动机缸体穴蚀的因素分析

矿用柴油机采用湿式气缸套、闭式循环淡水冷却。这种冷却的特点是循环流动的冷却水直接与高温的湿式气缸套外表面接触而带走热量。柴油发动机缸体穴蚀的形成是一个复杂的物理、化学过程。导致柴油发动机穴蚀故障的影响因素可归结为以下几条：①活塞和缸套由于磨损造成间隙增大，发动机震动加强。②冷却水品质的稳定性有待进一步提高。③缸套冷却水的压力达不到设计的压力值。降低了水的蒸发压力，增加了空泡形成机会。

2 柴油发动机缸体修复的应用

缸体修复的主要方法焊修法、添堵法、补钉法，通常暴露面较大，空间有利于打磨的位置采用焊修法；对于较长的裂纹，钻止裂孔再用打补丁的办法进行修复；水道通常采用填堵法进行修复。本次缸体修复方法为填补法，主要的维修原料是缸体修复剂，具体修复流程如下∶①首先将缸体水道损坏处柴油清洗，除杂再清洗。②用锉刀等工具、砂布将表面打磨处理平整。③将被胶粘表面用清洗剂清洗，直至无污渍、无锈迹。④按A、B组份体积比2∶1比例充分调均匀。⑤粘完后，用工具轻轻敲打，使其粘接充分。⑥如果裂纹或破损严重时应加铁(铜)板进行加强处理，效果更好。不严重时可用玻纤布进行加强处理。⑦涂敷完毕后24小时，20℃-25℃可在最大强度的60%～70%，若加热至80℃时，固化则可在最大强度。（使用热风枪加热）

3 发动机缸体穴蚀的防范措施

根据以上分析并结合我矿柴油发动机实际状况，为有效克服穴蚀，我们进行了一系类的研究，现总结出如下几点措施，根据具体情况，对措施进行了具体的实施，其具体内容如下：①合理检测发动机的运行工况和大修周期，推断缸套与活塞的配合间隙，降低发动机的震动对缸体的穴蚀。②提高冷却水品质，采取保护措施，减少电化学腐蚀.电化学腐蚀虽然不是穴蚀的直接原因，但是能够相互影响，相互促进。③加强对设备检测，方便定期检查，做好前期预防。

4 针对此类故障制定完善科学的管控措施

对我矿出现的缸体穴蚀故障发动机班组与专业技术人员进行深入的讨论，并结合大型柴油发动机的实际运行工况，研究制定了完善科学的管控措施。

（1）重点做好矿用柴油发动机的防冻液检测工作，检查的项目包括污染度、PH值、DCA4浓度、冰点、钠、铁、硅、铜、钼等元素含量的检测。科学的预防冷却液质量下降导致的发动机缸体、水道穴蚀的故障发生。

（2）发动机水滤制定准确的更换周期，并对水滤进行定期的切割，检查滤纸的污染程度。

（3）保养卡车发动机检查发动机冷却液的容量，关注发动机冷却液的压力在标准范围值内，如发动机冷却液异常立即检查。

（4）定期抽查发动机缸体水道与凸轮轴有道这一缸体的铸造薄弱处，检查水道有无穴蚀、密封件损坏、渗漏等情况。

（5）发动机班组自主创新制作了多功能柱塞，方便对发动机水道穴蚀的实时监测。

多功能柱塞的设计原理：首先选择了尼龙材质的柱塞棒，可以保证发动机运行温度升高，有一定的膨胀量来配合密封组件的使用，而且膨胀量不能过大，防止冬季外界温度偏低出现渗漏现象。

图1 多功能柱塞设计图

图2 多功能柱塞示意图

多功能柱塞的应用：前部四套等大的密封组件对发动机水道进行密封；多边形盖板与缸体固定防止冷却液压力将柱塞顶出，且有一条梯形密封与缸体密封，防止冷却水溢出进行二次保护；在柱塞中段和轴向打孔贯通，制作观察孔，不论是润滑机油还是冷却液渗漏都将从观察孔流出，方便快捷的检车缸体故障点的穴蚀情况。

5 项目创新价值说明

此方案实施后，成功的解决了MT-08发动机的缸体穴蚀故障，将缸体穴蚀被动式的维修转变为主动式的状态维修，可控的延长了大修理寿命。发动机班组也将把这项科研成果运用到所有矿山发动机上，MT-08发动机在运行检测中没有发现明显穴蚀痕迹和渗漏情况。证明上述措施实施后取得了明显的效果。按照该型柴油发动机先在发动机实际运行小时数16149H来计算。截至目前为止，该创新方案的应用，可延长使用小时数为2500小时，节约运行成本经费50余万元，节约维修成本50万元，可为其它发动机解决类似问题提供借鉴。

6 结语

矿用柴油发动机是卡车的心脏，它为卡车的良好提供动力。缸体作为柴油发动机的重要零件之一，缸体穴蚀是造成矿用柴油发动机整机失效的重要破坏形式。在研究穴蚀形成原因的基础上，制定了提高矿用柴油发动机气缸套抗穴蚀能力的有效管控措施，这项成果的实际应用对减少矿用柴油发动机的机械故障，延长柴油发动机的大修理机械寿命，卡车的安全运行有着十分重要的意义。