气缸套裂纹是如何形成的以及如何修理

柴油机气缸套裂纹损坏虽然相比气缸套过度磨损数量较少，但在大缸径强载的中低速柴油机中却较为常见。气缸套裂纹的形成多源于热疲劳和机械疲劳等破坏。导致这种疲劳裂纹的原因与气缸套的结构、材料、毛坯缺陷及维护管理等密切相关。在实际工作条件下，维护保养不良和管理不当往往是产生裂纹的直接原因。

气缸套裂纹通常发生在设计不合理、强度较低以及有应力集中的部位。其中，气缸套冷却侧裂纹在气缸套外表面上部支承凸缘的根部多发，严重时裂纹会扩展至气缸套内圆表面，甚至导致支承凸缘以下部分气缸套脱落。这种情况多因设计不合理、支承力点布置不当等因素引起。改进措施包括改变支承力点位置、减小弯曲应力、增大凸缘根部过渡圆角半径及控制气缸盖螺栓预紧力等。

气缸套冷却侧因流道设计不良导致冷却水流速过高，局部过度冷却产生过大的热引力，再加上流道圆根处应力集中，气缸套冷却侧容易产生裂纹，并向内圆表面扩展，导致气缸套内圆表面上部产生纵向裂纹。对于二冲程柴油机气缸套内铸冷却水管，如果铸造时与气缸套之间熔合不良或因冷却水压力波动及处理不佳发生腐蚀，也可能产生纵向裂纹。目前，新式二冲程柴油机的气缸套采用钻孔冷却方式，冷却效果好，热应力小，有效防止裂纹产生。

气缸套内圆表面裂纹在二冲程柴油机中较为常见，裂纹扩展到冷却侧时会导致气缸套局部过热或产生热疲劳裂纹。裂纹始于气缸套内圆表面，经过长时间后裂穿。燃油黏度过高或喷射压力较大时，炽热的火焰会侵袭气缸套内圆表面，导致局部过热产生裂纹。此外，排气温度过高、排气口附近金属过热和拉缸也会导致内圆表面产生纵向裂纹和气口处裂纹。

对于气缸套裂纹的修理，在航行中气缸套内圆表面产生少量纵向裂纹时，可采用波浪键和密封螺丝扣合法修理。例如，某船主柴油机2号缸的气缸套内圆表面产生2条约260mm的纵向裂纹，采用此法修理后使用2年以上。对于裂纹较严重或已穿透的情况，应更换新气缸套。若航行中气缸套裂纹严重且无备件，可采取封缸措施实行减缸航行。