柴油發(fā)電機組發(fā)動機零件常見的失效形式

發(fā)動機零件的常見失效形式一般包括磨損、變形、疲勞斷裂和腐蝕。

一、磨損

磨損是指物體表面相互接觸并作相對運動時，材料從一個表面逐漸損失以致表面損傷的現(xiàn)象。通常將磨損按其表面破壞機理和特征分為四類：磨料磨損、黏著磨損、表面疲勞磨損和腐蝕磨損。

1、 磨料磨損

物體表面與磨料相互摩擦而引起表面材料損失的現(xiàn)象稱為磨料磨損。磨料磨損是機械磨損的一種，非常普遍，危害性很大，據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，磨料磨損要占各種磨損總數(shù)的50%以上。當(dāng)機組在野外工地供電時，因工作條件惡劣，常與泥砂、礦石和灰渣等直接接觸，會產(chǎn)生不同形式的磨料磨損。

磨料磨損是磨料顆粒機械作用的結(jié)果，包括兩種情況：一種情況是粗糙的金屬表面在相對較軟的金屬表面滑動時的磨損；第二種情況是硬金屬對軟金屬摩擦?xí)r表面有游離的硬磨料而引起的磨損，如軸承與軸瓦、氣缸的磨損。減少磨料磨損一般從兩方面采取措施：一是防止或減少磨粒進入摩擦表面間；二是增強零件的抗磨性能。

2、黏著磨損

摩擦表面相對運動時，由于摩擦在局部會產(chǎn)生大量的熱，導(dǎo)致溫度急劇升高致使表面金屬熔化，隨著熱量不斷向周圍傳遞，零件表面的溫度會逐漸下降而產(chǎn)生焊合作用，焊合處在隨后的運動中又被撕開，導(dǎo)致接觸表面的材料從一個表面轉(zhuǎn)移到另一個表面的現(xiàn)象稱為黏著磨損，如抱瓦、拉缸等。

3、表面疲勞磨損

兩接觸面作滾動或滾動滑動復(fù)合摩擦?xí)r，在循環(huán)接觸應(yīng)力的作用下，使材料表面疲勞而產(chǎn)生微小的裂紋。隨著裂紋擴展，又由于潤滑油在裂紋內(nèi)的高壓作用，繼而產(chǎn)生斑點狀的物質(zhì)耗損現(xiàn)象，稱為表面疲勞磨損。如軸承表面磨損、齒輪表面磨損。

4、腐蝕磨損

在摩擦過程中，金屬同時與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)。由于腐蝕和磨損的共同作用而導(dǎo)致零件表面物質(zhì)的損失，這種現(xiàn)象稱為腐蝕磨損。腐蝕磨損是一種機械化學(xué)磨損。單純的腐蝕現(xiàn)象不能定義為腐蝕磨損，只有當(dāng)腐蝕現(xiàn)象與機械磨損過程相結(jié)合時才能形成。腐蝕磨損和上述三種磨損的機理不同，它是一種極為復(fù)雜的磨損過程，經(jīng)常發(fā)生在高溫或潮濕的環(huán)境中，更容易發(fā)生在有酸、堿、鹽等特殊介質(zhì)條件下。

由于介質(zhì)的性質(zhì)、介質(zhì)在摩擦表面上的作用狀態(tài)以及摩擦材料性能的不同，摩擦表面出現(xiàn)的狀態(tài)也不同，故常將腐蝕磨損分為氧化磨損、特殊介質(zhì)腐蝕磨損和微動腐蝕磨損。

二、變形

發(fā)動機在使用過程中，由于受力的作用，使零件的尺寸或形狀產(chǎn)生改變的現(xiàn)象叫做零件的變形。

發(fā)動機零件，特別是氣缸體、氣缸蓋等基礎(chǔ)零件的變形，將嚴重影響相應(yīng)總成的性能和發(fā)動機的使用壽命。研究零件變形的機理及其影響因素，對預(yù)防零件變形及變形件的維修具有十分重要的意義。

零件的變形包括彈性變形和塑性變形兩種。彈性變形是指金屬在卸除外力后能完全恢復(fù)的那部分變形。彈性變形量很小，一般不超過材料原長度的0.1%～1.0%。塑性變形是指材料在外力除去后，不能恢復(fù)的那部分變形。

三、疲勞斷裂

疲勞斷裂是指零件在反復(fù)多次的應(yīng)力或能量負荷循環(huán)后才發(fā)生的斷裂現(xiàn)象。零件在使用過程中發(fā)生的斷裂，約有60%～80%屬于疲勞斷裂。其特點是斷裂時應(yīng)力低于材料的抗拉強度或屈服極限。不論是脆性材料還是塑性材料，其疲勞斷裂在宏觀上均為無明顯塑性變形的脆性斷裂。柴油發(fā)動機中齒輪輪齒的折斷、曲軸的折斷等多為疲勞斷裂的結(jié)果。

四、腐蝕

腐蝕是指金屬零件受周圍介質(zhì)的作用而引起失效的現(xiàn)象。腐蝕包括化學(xué)腐蝕、汽蝕和電化學(xué)腐蝕三種。在柴油發(fā)動機中腐蝕主要表現(xiàn)為化學(xué)腐蝕和汽蝕。

1、化學(xué)腐蝕

金屬零件與介質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)作用而引起的失效形式叫化學(xué)腐蝕。腐蝕產(chǎn)物直接生成于發(fā)生腐蝕的部位，并在金屬表面形成表面膜。膜的特性決定了化學(xué)腐蝕的速度，如膜完整嚴密，則有利于保護金屬零件而減慢腐蝕。在柴油發(fā)動機中，氣缸套內(nèi)壁受燃氣中酸性氣體的作用而產(chǎn)生的腐蝕即屬于化學(xué)腐蝕。

2、汽蝕

汽蝕（亦稱穴蝕）是當(dāng)零件與液體接觸并有高頻沖擊時，零件表面產(chǎn)生的一種失效形式。這種失效形式的特點是在局部區(qū)域出現(xiàn)麻點和針孔，嚴重時呈聚集的蜂窩狀的孔穴群。小孔的直徑可達1mm甚至幾毫米，深度可穿透零件。濕式氣缸套外壁、滑動軸承等都可能因發(fā)生穴蝕而被破壞。由于柴油發(fā)動機的強化作用，氣缸套的穴蝕現(xiàn)象比較嚴重，穴蝕已成為影響氣缸套壽命的重要因素之一。

3、電化學(xué)腐蝕

金屬表面與周圍介質(zhì)發(fā)生電化學(xué)作用并有電流產(chǎn)生的腐蝕稱為電化學(xué)腐蝕。