柴油发动机缸体是如何被冻坏的

时间:2021-03-15点击次数:55

由于现在天气冷了,特别是北方,肯定又会冻坏一大批机体,以前我们在北方每年开春以后都会换一批机体。今天小编给大家解读一下机体是怎么冻裂开的。

大家有没有注意:比如气温在零下10度时,机体如果加的是水,大家都知道机体肯东会冻裂开。如果把水换成防冻液,同样防冻液的温度也是在零下10度,为什么机体就不会裂开呢?

物理学告诉我们:只要有温差就会产生热传递,环境温度零下10度,防冻液也同样会是零下10度。

其实在同样的温度下,加注防冻液和加水,他们的区别就在于是否结“冰”。

所以说:冰才是导致机体破裂的主要原因。

这是为什么呢?其中要牵扯到一个专业术语:反膨胀。

什么是反膨胀:大家都知道物体有一个物理现象,叫:热胀冷缩。这是正常的膨胀现象。但是水有反膨胀现象。就是热缩冷胀。

请看这个水的密度曲线图就会发现,水在0℃—4℃时有反膨胀现象,在4℃时密度达到较大,在温度**或者高于4℃后就开始慢慢变小了,一直到0℃。

水的冰点是0℃,所以在0℃时就开始由液体凝固为固体,

物质四种形态:固态、液态、气态、等离子态。

物质改变形态的现象:

固→液=融化。固→气=升华。

液→固=凝固。液→气=气化。

气→液=液化。气→固=凝华。

其中伴随的放热或吸热的现象自己去看物理学。

为什么出现反膨胀现象:这主要是由分子排列决定的。

由于水分子有很强的极性,能通过氢键结合成缔合分子。液态水,除含有简单的水分子(H2O,水的化学式,两个氢原子和一个氧原子组成成一个水分子,看化学式就知道分子的结构)外,同时还含有缔合分子(H2O)2和(H2O)3等,当温度在0℃水未结冰时,大多数水分子是以(H2O)3的缔合分子存在,当温度升高到3.98℃(101kPa)时水分子多以(H2O)2缔合分子形式存在,分子占据空间相对减小,此时水的密度较大。如果温度再继续升高在3.98℃以上,一般物质热胀冷缩的规律即占主导地位了。水温降到0℃时,水结成冰,水结冰时几乎全部分子缔合在一起成为一个巨大的缔合分子,在冰中水分子的排布是每一个氧原子有四个氢原子为近邻(两个共价键,两个氢键)。如上图所示。这样一种排布导致成一种敞开结构,也就是说冰的结构中有较大的空隙,所以冰的密度反比同温度的水小。

看到这里是不是晕了,是不是觉得当初应该好好学学物理和化学?其实数学才是物理和化学的基础。

密度的计算公式是:p=m/v。密度=质量除以体积。

注意:物体的重量在物理学中叫质量,不是评价东西好不好的意思。

看公式可以知道:质量不变的情况下,密度变小,体积就会增大。

冰在低温环境下体积会增大,硬度很高,-40℃时能达到4(莫式硬度,金刚石是10。),而发动机的机体硬度一般为HB200左右,还是铸铁材料料,含碳量高,属于脆性材料,抗拉强度低。

结论就是:冰的体积强行增大,强度超过了铸铁的材料强度,强行把机体撑坏了。

仔细看图上破裂位置的情况就能发现,破裂的地方都是向外扩张的,都是被撑坏的。

由于防冻液是经过某些化学元素的组合,所以他的凝固点很低,不会结冰,才能保护机体不会被撑坏。就如同海水一样,含盐量大,它的凝固点低,所以杰克其实是被冻死的,而露丝因为没跳入海里所以才活下来了。

但机器不能加海水的,酸碱盐都是有腐蚀性的。

所以当温度**4℃时就要考虑更换防冻液了,水在**0℃时是冰,高于0℃时是水,在0度时可以是水,也可以是冰,也可以是冰水混合物。

其实还是建议大家在全年都加注防冻液,因为这个产品不能只依靠名字去理解它的功能,它还有很多其他的功能:

1:防冻:这个不必说了。

2:防沸:大家都知道水的沸点是100℃,在100℃时开始沸腾蒸发,而防冻液沸点可达110℃-120℃,提高散热性能,防止夏天温度高时机器开锅的情况。温度达到100℃时,缸套冷却壁会出现沸腾产生气泡等现象,造成冷却效果进步降低,导致拉缸。更能有效防止缸套在高频振动的情况下气泡导致的穴蚀现象

3:防腐:发动机的冷却系统中有铁、铝、钢等材料,如果使用普通水,难免会出现腐蚀和生锈的现象,防冻液可以有效防止这些情况的发生。

4:防垢:水在冷却液道内流转,与各种材料产生化学反应,产生新的物质:水垢,会进一步影响冷却效果,并出现更严重的故障,导致日后维修困难,费用大。

就如上图,八个缸套,用了半天的时间以破坏性的方式拆下来一个,较终只能建议客户更换机体。实在难拆,就算拆下来了,对机体的破坏性也极大。


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