Кавитация на гильзах цилиндров

Описание повреждения

Ярко выраженные проявления кавитации на водяной рубашке мокрой гильзы цилиндра (рис. 1 и 2).
Протекание охлаждающего средства в камеру сгорания.

Оценка повреждения

Кавитация возникает преимущественно в плоскости наклона поршня (нагруженная или ненагруженная сторона) под действием высокочастотных колебаний стенки цилиндра. Колебания вызываются боковыми усилиями поршня, давлением сгорания и перекладкой поршня в нижней и верхней мертвых точках. Если охлаждающая жидкость больше не может повторять колебания стенки цилиндра, водяная пленка приподнимается с гильзы цилиндра. Образуется зона разрежения с пузырьками пара, которые при обратном движении стенки цилиндра разрушаются (имплозия) с очень высокой скоростью. Вытесненная пузырьками вода резко ударяется о поверхность цилиндра. Под действием энергии столкновения от нее отрываются мельчайшие частицы, вследствие чего постепенно образуются (вымываются) дыры.

Особенность кавитации заключается в том, что происходит расширение дыр вовнутрь (рис. 3), из-за чего в материале образуются полости.

Факторы, вызывающие кавитацию

Слишком высокая температура охлаждающей жидкости.
Слишком низкое давление охлаждающей жидкости.
Слишком низкая точка кипения охлаждающей жидкости.
Сочетание вышеназванных факторов.

Возможныe причины

Несоблюдение правильного зазора между юбкой поршня и стенкой цилиндра, например, при повторной установке уже работавших поршней или при использовании цилиндров слишком больших размеров.
Погрешность формы опоры буртика гильзы – некачественная или неточная посадка гильзы цилиндра в картере (см. главу «Отломавшийся буртик гильзы цилиндра»).
Отсутствие предписанного средства для защиты от замерзания и коррозии или соответствующих присадок в охлаждающей жидкости. Антикоррозионное средство содержит ингибиторы, предотвращающие вспенивание. Поскольку ингибиторы со временем теряют свою эффективность, необходимо заменять антикоррозионное средство каждые 2 года и устанавливать правильное соотношение компонентов смеси.
Использование неподходящих охлаждающих средств, например, соленой воды (морской воды), агрессивной или содержащей кислоту воды или других жидкостей.
Недостаточное начальное давление в системе охлаждения. Причина: неподходящая пробка радиатора (недостаточная герметизация из-за неисправного предохранительного клапана) или негерметичная система охлаждения. При надлежащем начальном давлении в системе охлаждения температура кипения охлаждающего средства выше, чем при атмосферном давлении. Начальное давление не устраняет причину образования пузырьков пара, но во всяком случае препятствует их образованию.
Неподходящие уплотнительные кольца и/или неподходящая уплотнительная паста или силикон на буртике гильзы.
Неверное количество уплотнительных колец.
Слишком низкая рабочая температура двигателя: если двигатель из-за определенных условий эксплуатации или из-за неисправности термостата не достигает обычной рабочей температуры, то в системе охлаждения не может образоваться избыточное давление по причине более низкого теплового расширения охлаждающего средства. Из-за слишком низкой рабочей температуры поршни также не достигают надлежащего теплового расширения и поэтому работают с повышенным зазором между юбкой поршня и стенкой цилиндра. И то, и другое способствует образованию пузырьков и тем самым кавитации.
Монтаж дополнительных уплотнительных колец в выточке на буртике гильзы (рис. 4): На этом месте уплотнительные кольца можно монтировать только в том случае, если это однозначно предусмотрено изготовителем.

Выступ гильзы
Кольцо из томпака
Выточка
Кольцо круглого сечения