6300型柴油机气缸套再制造技术研究.pdf

第卷第期南通航运职业技术学院学报
101Vol.10No.1
年月＆
20113JOURNALOFNANTONGVOCATIONALTECHNICALSHIPPINGCOLLEGEMar.2011
doi:10.3969/j.issn.1671—9891.2011.01.012

6300型柴油机气缸套再制造技术研究

徐亮1，权东2
（1.南通航运职业技术学院轮机工程系，江苏南通226010；2.江苏海事局船员考试中心，江苏南京210009）

摘要：针对6300型柴油机气缸套腐蚀磨损严重的情况，文章首先分析了6300型柴油机气缸套的失效机理，然后对
气缸套再制造进行了系统的方案设计，并进行了摩擦磨损实验，通过实验得出了涂层的使用性能。
关键词：6300型柴油机；气缸套；再制造技术
中图分类号：TK423.2文献标识码：A文章编号：1671-9891（2011）01-0044-04

0引言
再制造工程是正在发展的新兴研究领域，它是解决资源浪费、环境污染和废旧产品翻新改造等问题的最
佳方法和途径之一。再制造工程运用先进表面技术、复合表面技术等高新技术，使废旧产品得以高质量的再
生，创造新的价值，是产品全寿命周期管理的延伸和创新，也是符合国家可持续发展战略的系统工程。[1]气
缸套是柴油机的易损件之一，6300型柴油机气缸套的再制造就是在发动机气缸套的维修中引入再制造理
念，充分发挥先进表面技术的优势，通过制定再制造工艺规程及设计防腐耐磨涂层，将废旧气缸套产品恢复
到如新产品甚至比新产品性能更高的一个过程，从而解决气缸套的维修问题，延长发动机寿命。6300型柴
油机气缸套再制造不仅能够节约能源和自然资源，还能减少因材料重熔造成的空气污染。目前，我国在船舶
发动机零部件上采用先进的表面强化技术对其进行再制造还处于探索阶段。如何将先进的表面工程技术引
入到船舶发动机再制造领域，提升发动机零部件的服役性能，提高船舶发动机的使用寿命，是我们亟待解决
的重要问题之一。
1气缸套的工作状况和磨损失效分析
柴油机作为船舶的动力源泉，对船舶的重要性不言而喻。柴油机的可靠直接关系到船舶的正常运营与
使用。但柴油机的关键零部件工作环境恶劣，造成柴油机零部件过早失效报废，严重影响了发动机的正常使
用寿命，主要体现为：在工作过程中，燃气直接作用在缸套上；由于燃气温度高并有一定的腐蚀性，造成缸套
内侧磨成上大下小的漏斗状，缸套的磨损再加上活塞环的磨损，使两者之间不再具有气密性，造成活塞漏气、
烧机油等症状，使柴油机出现启动困难、功率降低、燃油和机油的消耗量增大、使用寿命缩短以及排气冒黑烟
等现象；各缸磨损不均匀时，还会导致发动机工作稳定性变差，容易产生振动危害等。实际应用表明，高温腐
蚀磨损是气缸套磨损失效的主要原因。
同时在工作过程中，缸壁表面的硬微凸体在摩擦作用下还会发生断裂，形成内源磨粒。内源磨粒在缸套
和活塞环这对摩擦副高速运转中对缸壁造成划伤，俗称“拉毛”，同时产生大量摩擦热，使金属表面软化。在
正压力作用下，摩擦副会发生大面积粘连，导致成片地撕下缸套内壁的金属，并粘附到活塞环表面，造成“拉
缸”。此时，发动机耗油量突增，气缸密封不严，排气量上升，发动机声音沉闷，从而严重影响发动机性能和传
递效率。“拉缸”是柴油机的主要故障之一，进一步发展会导致“咬死”。[2]这种事故一旦发生，气缸套和活塞

收稿日期：2010－10－25
作者简介：徐亮（1983－），男，山东泰安人，南通航运职业技术学院轮机工程系助教。
第期徐亮，权东：型柴油机气缸套再制造技术研究
1630045
环就要报废，这就使得“气缸套与活塞环”摩擦副成为影响发动机性能最致命的一个因素。
2气缸套的维修现状
柴油机到大修期后，缸套与活塞环摩擦副磨损严重，特别是缸套的上止点部位，由于剧烈磨损出现非常
明显的深坑，必须进行镗缸才能将磨损深坑消除。这种修复方法带来的不利是：镗缸将氮化处理层切削掉，
缸套的耐磨性下降，随后的磨损速率将迅速提高。正是由于这类局部关键零部件与发动机整体大修期的不
同步，大大降低了发动机的使用寿命，而且这种修理方式浪费极大，发动机活塞磨损不严重，但由于缸套在镗
缸后尺寸加大，使得发动机的活塞报废，造成极大浪费。[3]
从上面分析可知，目前气缸套大修模式存在的两大主要弊端为：①气缸套采用常规大修技术修理，不能
充分发挥其使用潜力，限制了气缸套的使用寿命；②旧发动机部件未能充分利用，浪费严重。因此，为延长
发动机使用寿命，需解决发动机气缸套的维修问题。
3表面工程技术及其气缸套的再制造工艺
3.1表面工程技术
表面工程是再制造工程的关键技术之一，是指经表面预处理后，通过表面涂覆、表面改性或多种表面工
程技术复合处理，改变固体金属表面或非金属表面的形态、化学成