液体金属

如果引擎很热,你愿意接受烧化吗

发布时间:2023/12/12 15:32:22   
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众所周知,汽车发动机是一种热能转换机器,他可以通过燃烧释放燃料的化学能,然后将其转化为机械能。在这一过程中,燃料在发动机内燃烧,局部最高温度可达高达°C,足以熔化大部分金属。因此为了避免高温损坏发动机,设计了一个冷却系统,使发动机温度保持在85°C到95°C之间。如果冷却系统不能为发动机提供冷却,燃油燃烧的高温会融化发动机吗?

答案是可能的。然而这种熔化并不像你想象的那样,整个发动机都会融化成液体,但在发动机的某些部分,金属会熔化。这些零件主要包括活塞缸壁、曲轴轴瓦、气门座圈。

1、活塞-缸壁熔合

燃烧室由活塞气缸壁和气缸盖组成,燃料在燃烧室内燃烧并释放大量热量,最高温度可达高达°C。因此为了冷却活塞缸壁,缸套外有冷却水循环,除了活塞上的一部分热量通过活塞环传递到气缸壁外,其余的热量通过机油散失,从而保持发动机温度恒定。

如果冷却系统不能对活塞筒壁进行加热,活塞筒壁的温度会迅速上升到几百度甚至几千度。发动机活塞一般由铝制成,铝的熔点只有℃,因此在这样的高温下,铝活塞的头部会首先熔化,这就是所谓的“活塞化顶”,当活塞被加热膨胀时,活塞与气缸壁之间的间隙消失,二者发生严重摩擦,产生大量热量,导致金属熔化,然后发生粘着磨损,将气缸壁拉出他是一个很深的凹槽痕迹,这叫做“拉缸”。应该说,绝大多数发动机高温时,活塞气缸壁是金属熔化的首要部位,绝大多数发动机拉缸也是由发动机高温引起的。

2、曲轴轴瓦熔化

曲轴、主轴承和连杆轴承之间的间隙仅为0.03~0.06mm,他们之间存在高速相对运动,需要良好的润滑和散热。这部分的润滑和散热是由发动机油完成的,油在两部分之间形成油膜,将他们分开,形成液体润滑,并在其中循环,大大降低了摩擦阻力和摩擦热。

如果机油压力过低,或者发动机温度过高,两者之间的间隙就会消失,然后两者之间剧烈的摩擦会放出大量热量,直接导致曲轴和轴瓦上的金属熔化。由于轴瓦一般是巴氏合金,钨锡合金,熔点低,容易熔化;而曲轴是钢铁材质,虽然熔点较高,但熔化后的轴瓦会在曲轴轴颈表面划出一道沟槽痕,称为“发动机化瓦”。大部分机油过低,或者机油压力过高,无法解决问题。

3、气门座圈熔合

发动机燃烧后的高温废气(通常高达数百摄氏度甚至数千摄氏度)需要从排气阀排出,因此发动机的排气门需要承受高温和良好的散热。为了加强散热,排气门采用中空注钠设计,利用金属钠的低熔点吸热;此外,排气门座圈周围有冷却水循环流动,带走热量,避免排气门高温。

如果发动机冷却液不足或冷却液流速缓慢,气门座圈温度会急剧上升,导致气门与气门座圈之间在一起烧结,金属熔化,气门烧坏泄漏;或者气门间隙过小,阀门关闭不严,高温废气高速通过阀门,导致阀门烧蚀,称为“发动机烧气门”。

“拉缸、化瓦、烧气门”是发动机内部金属高温熔化的主要故障,也是发动机最严重的机械故障,当这种故障发生时,发动机会因强大的摩擦力而自动停机,这只能通过大修发动机来解决。因此将发动机保持在合适的温度是非常必要的,一般来说,发动机高温的主要原因是冷却液损失、水泵损坏、节温器损坏、水泵皮带断裂、水箱堵塞、水箱表面脏污、冷却风扇故障、缺油等。另外,在炎热的夏季,汽车长时间高负荷运行也会导致发动机温度过高,如攀爬大坡,严重超载等。



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