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    造成排氣閥燒損的主要原因分析


      

    造成排氣閥燒損的主要原因分析:

    1、燃油中含有不可燃燒的顆粒雜質(zhì)。

    當進(jìn)入燃燒室的油品中混有不可燃燒的雜質(zhì)顆粒物時(shí),這些雜質(zhì)顆粒會(huì )隨著(zhù)排氣排出氣缸,在排出的過(guò)程中會(huì )有一定的幾率在排氣閥關(guān)閉時(shí)被卡阻在排氣閥和閥座的密封面上。造成排氣閥不能完全關(guān)閉,這個(gè)卡住的顆粒雜質(zhì)的直徑有多大,氣閥的開(kāi)度就有多大。雖然能通過(guò)噴油器的噴孔進(jìn)入燃燒室的顆粒雜質(zhì)都較小,但在燃油混合氣體爆炸燃燒時(shí),燃燒室的爆炸壓力很高,微小的氣閥開(kāi)度也能造成高溫高壓燃燒氣體的竄出。這時(shí)候竄出的燃燒氣體的溫度很高,瞬間的峰值接近2000℃,遠遠高于排氣沖程中流經(jīng)排氣閥密封面的廢氣溫度。排氣閥的密封面材料可以經(jīng)得起正常排氣時(shí)的廢氣的沖刷,但經(jīng)不起如此高壓和高溫的燃燒氣體的沖刷,很短的時(shí)間就會(huì )造成排氣閥燒損。尤其閥門(mén)卡住的是混在重油中的氧化鋁和二氧化硅這些極硬顆粒,在造成排氣閥關(guān)閉不密的同時(shí),普通排氣閥密封錐面在工作溫度下硬度并不是很高,沉積的硬質(zhì)燃燒產(chǎn)物顆粒在閉閥的撞擊下,還可使顆粒嵌入密封面,并在高溫燃氣的沖刷和燒蝕下出現凹坑,凹坑貫穿密封面后形成漏氣從而燒損氣閥。如關(guān)閉不嚴引起的漏氣,是一些排氣閥的出廠(chǎng)時(shí)耐溫測試在500℃以上,但實(shí)際工作時(shí)的排溫沒(méi)有超過(guò)400℃就把氣閥燒損的主要原因。也是排氣閥使用壽命短的主要原因。

    2、燃油燃燒不良以及因此造成的結碳的影響。

    燃燒不良不但會(huì )引起排溫升高,而且會(huì )在燃燒室形成結碳。排溫升高使排氣閥的工作環(huán)境更加惡劣,疊加其它情況后加劇了排氣閥的燒損。燃燒室中的結碳會(huì )有一部分隨著(zhù)廢氣排出,它也會(huì )像前面說(shuō)的顆粒一樣卡在排氣閥和閥座的密封面上。尤其是重油的加熱溫度控制不佳,粘度太大造成噴入氣缸的燃油難以霧化,高壓油泵柱塞磨損造成的燃燒后移等原因引起的燃燒不良,會(huì )使排氣閥和閥座的密封面被積炭污染,加上燃油中含有的雜質(zhì)在經(jīng)過(guò)燃燒室內的各種復雜熱過(guò)程后,在排氣閥閥盤(pán)及閥座密封錐面沉積成一層混有碳粒的玻璃狀較硬較脆物質(zhì),其內混有硫酸鈉、硫酸鈣、氧化鐵等物質(zhì)。當此層玻璃狀沉積物沉積厚度過(guò)大時(shí),在氣閥關(guān)閉時(shí)的撞擊力下會(huì )發(fā)生裂紋,反復撞擊后進(jìn)而發(fā)展成剝落,從而形成高溫燃氣噴出通道使氣閥燒損。

    3、燃油中含有釩、鈉等易引起金屬高溫腐蝕的元素。

    目前在航運市場(chǎng)上普遍使用的劣質(zhì)燃油中含有大量釩、鈉和硫等元素。在燃燒過(guò)程中硫、釩和鈉等元素形成氧化硫、五氧化二釩和氧化鈉等(這些氧化物的化學(xué)成份取決于過(guò)量氧氣和燃燒溫度)。氧化物之間要發(fā)生反應,而且還要與滑油中的鈣反應,形成低熔點(diǎn)的鹽類(lèi),有硫酸鈉,硫酸鈣和不同成份的釩酸鈉等。這些鹽類(lèi)混合物熔點(diǎn)一般為535°C 左右,同時(shí)具有較強的腐蝕性。當零件溫度在550°C 以上時(shí),足以使釩、鈉化臺物處于熔化狀態(tài),附著(zhù)于零件表面。當排氣閥在工作中時(shí),因各種原因使氣閥溫度達到550°C 以上時(shí),使它以液態(tài)形式沉積在閥盤(pán)及閥座以及閥桿與閥面的過(guò)渡表面上。這時(shí)即使是非常耐腐蝕的硬質(zhì)合金鋼也會(huì )受到腐蝕,腐蝕結果是在密封錐面上形成凹坑,凹坑相連貫穿密封面后就會(huì )造成漏氣而燒損氣閥。尤其是氣閥和閥座的密封面出現前面所述的麻點(diǎn)后,容易沉積腐蝕溶液,更加快了凹坑的形成。由于上述腐蝕是高溫條件下產(chǎn)生的,所以稱(chēng)之為“高溫腐蝕”。在上述高溫腐蝕的有害元素中以釩的危害性為最大。

    4、氣閥的轉閥器失效。

    燃用重油的四沖程柴油機為了降低上述第1、2、3項原因對氣閥壽命的影響,設計了排氣閥的轉動(dòng)機構。使排氣閥每開(kāi)關(guān)一下都自動(dòng)旋轉了一個(gè)角度,以此清除卡在密封面的顆粒和結碳,避免顆粒和結碳在排氣閥密封面的堆積。如果這個(gè)排氣閥的轉閥器失效,不能使排氣閥在工作中保持不停地轉動(dòng),或轉動(dòng)和氣閥的關(guān)閉行程不協(xié)調,將會(huì )使排氣閥很快燒損,極大地縮短排氣閥的使用壽命。

    5、氣閥的質(zhì)量問(wèn)題。

    6、排氣閥和閥座研磨不良或者其它原因,使排氣閥與閥座的密封面存在漏氣。

    7、氣閥間隙調整不當,間隙過(guò)小導致排氣閥工作時(shí)無(wú)法關(guān)閉。


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