Износ цилиндровых втулок на судовых машинах

Цилиндровые втулки имеют следующие основные виды дефектов и повреждений: естественное или аварийное изнашивание; деформации; риски, натиры, задиры; разрушение поверхности охлаждения; трещины и обрыв опорного фланца втулки.

Естественное изнашивание цилиндровых втулок (эксплуатационная скорость изнашивания, установившаяся после приработки) определяется рядом факторов, из которых наиболее важными являются: эксплуатационная нагрузка и тепловое состояние деталей ЦПГ; условия смазки, сорта топлива и масла; конструктивные особенности дизеля. Степень износа втулок определяют путем их обмера в плоскостях качания шатуна («по ходу») и осей цилиндров («по оси») в нескольких поясах с точностью до 0,01 мм. По высоте втулки изнашиваются неравномерно. Наибольший износ в верхней части, что объясняется высоким давлением верхнего поршневого кольца на стенки цилиндра топливной аппаратуры, неблагоприятными условиями смазки из-за коксования масла в области высоких температур и высоким коррозионным действием продуктов сгорания. Характер изнашивания втулки по высоте находится также в прямой зависимости от распределения масла по ее зеркалу.

При смазке цилиндров разбрызгиванием нижняя часть втулки смазывается обильно, а верхняя - только за счет «насосного» действия поршневых колец, которое ограничивается маслосъемными кольцами. В соответствии с распределением масла и параметрами газов по ходу поршня и происходит изнашивание цилиндровой втулки.

При лубрикаторной смазке ее распределение по зеркалу цилиндра за­висит от расположения масляных штуцеров и кинематической схемы привода лубрикатора.

У дизелей с контурными схемами газообмена износ в поясе окон (особенно выпускных) часто оказывается повышенным вследствие деформации втулки, вызванной реакцией жесткой опорной части блока, а также абразивного изнашивания частицами нагара в выпускных газах и худших условий смазывания. Повышенный износ перемычек и деформация втулки приводят к появлению над поясом окон наработка в виде ступеньки. Большой наработок у окон вызывает частую поломку колец и необходимость за­мены втулки независимо от состояния всей остальной рабочей поверхности.

Износ втулок, которые входят в устройство судна, «по ходу» и «по оси» как в тронковых, так и в крейцкопфных дизелях не подчиняется никакой закономерности и определяется главным образом перекосами в сочленениях КШМ и соотношением сил трения на торце поршневого кольца при возвратно-угловых («паразитных») перемещениях поршня. Паразитные перемещения поршня могут прижать кольцо через силы трения на нижнем его торце на любой дуге окружности. Однако на судах с постоянным кормовым дифферентом обычно износ «по оси» оказывается больше, чем «по ходу».

Нормальный износ втулки за 1000 ч работы после ее приработки у четырехтактных дизелей составляет 0,02-0,04 мм, у двухтактных-0,06-0,12 мм. Допустимый предельный износ втулки составляет 0,5-0,8% ее диаметра, а эллиптичность - не более 1% диаметра, после чего втулка подлежит замене. Интенсивное аварийное изнашивание цилиндровых втулок (и поршневых колец) обычно возникает внезапно и наиболее часто у дизелей с высокими параметрами индикаторного процесса; при этом скорость изнашивания превышает нормальную в 3-4 раза. Характерные признаки возникновения интенсивного изнашивания: появление на зеркале втулки и на кольцах вертикальных темных полос и рисок; срабатывание «тельняшки» на втулке и фасок на кольцах; образование на головке поршня нагара, содержащего много металлических частиц; появление металлической пыли в отработанном цилиндровом масле, стекающем в подпоршневое пространство (при этом масло приобретает черную окраску). Появление полос и рисок на втулке можно определить при периодических осмотрах цилиндров через окна. Во время работы дизеля можно отбирать пробы отработанного масла и определять наличие металлических частиц в нем при помощи магнита.