态存在。如排气阀的温度过高,呈熔融状态的这些生成物就容易粘附到排气阀上,这时即使是非常耐腐蚀的硬质合金或合金钢,也会受到腐蚀。腐蚀结果在密封锥面上形成麻点凹坑。凹坑相连就可能造成漏气。所以这也是造成气阀烧损的原因。由于上述腐蚀是在高温条件下产生的,所以称为高温腐蚀。上述产生高温腐蚀的有害元素钒、钠和硫当中,钒的危害性最大。
(3)气阀密封锥面磨损过快
由上述已知,在爆发压力作用下阀座及阀盘弹性变形,气阀落座撞击也会造成阀座及阀盘弹性变形,使阀盘锥面反复楔入,密封锥面产生相对运动,造成密封锥面磨损。气阀间隙过大(凸轮廓线的设计,使气阀落座时 速度迅速减至零,避免了严重冲击,撞击力较小。气阀间隙过大,当气阀速度还没减至很小时就撞上阀座,速度突然减至零,加速度变得很大,撞击力大大增加),阀盘和阀座刚度(包括气缸盖底板刚度)不足,气阀和阀座材料性能达不到要求或不匹配,重油含有较多的钒、钠和硫,超负荷运行或燃烧恶化,冷却不良,阀杆与导管间隙过大,气阀机构振动使气阀落座速度过大等,都会使磨损速率变大。
增压柴油机的进气阀容易发生快速磨损。这是因为增压柴油机进气阀密封锥面不象排气阀会形成一层非金属层而不发生金属接触,也不象非增压柴油机气阀导管下端气压为负,导管内的滑油往里吸,进气阀密封锥面可得到润滑。增压柴油机进气阀密封锥面的润滑条件恶劣,容易发生金属接触。因此有的增压柴油机向进气道喷滑油,以防止进气阀发生快速磨损。
燃用劣质重油柴油机的进气阀容易发生废气倒流导致低温腐蚀。
(4)阀盘和阀杆断裂
断裂主要发生在阀盘与阀杆过渡圆角处和阀杆装卡块的凹槽处。阀盘与阀杆过渡圆角处断裂的原因有:阀杆与导管的间隙过大;阀盘或阀座变形使局部受力过大;气阀间隙过大;气阀机构振动。阀杆装卡块的凹槽处是气阀最薄弱部位。如该凹槽加工不良或闭阀冲击力较重,会产生疲劳断裂。
为了延长排气阀检修期及寿命,新型柴油机普遍采取了几种提高气阀工作能力的措施。
2)提高气阀工作能力的措施
(1)采用水冷式阀座
气阀头部从燃气中吸收的热量中约有75%左右是经由阀座传导出去的。如果进入气阀的热量不能迅速传导出去,则气阀及阀座的温度将升高。这将导致燃烧产物沉积增加,高温腐蚀加剧,热变形增大和材料强度与硬度下降等。降低气阀组温度最有效的措施是采用冷却式阀座。烧重油的新型柴油机均采用了强制水冷式阀座。当前燃用劣质燃油的中速柴油机排气阀密封锥面温度均已能控制在410~430℃以下。新型低速机阀座采用钻孔冷却,密封锥面平均温度已达350℃。
最新型中速机加大了气缸盖高度,采用了双层底式结构或采用厚燃烧壁钻孔冷却,气阀座圈直接安装在气缸盖上并强制水冷。尽管增压度尤其是爆发压力大大提高,燃烧壁面的热应力和机械应力均可降低,将燃烧壁面的变形减至最小,这就意味着改善了气阀与气阀座的接触状态,从而延长了气阀的维修间隔。新设计还使拆装气缸盖工作量大大减少。因此最新型中速机已不用带阀壳的气阀。
(2)安装旋阀器
安装旋阀器由于每启闭一次均能使气阀转过一个角度,这样就可:①使阀盘均匀受热、