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气缸套高频振动是柴油发电机产生穴蚀的根本原因 导读：发生穴蚀破坏的除了柴油发电机气缸套零件外，还有轴瓦、喷油泵注塞、螺旋桨桨叶及离心泵叶轮等。机件穴蚀破坏问题日益引起人们的关注，尤其是缸套穴蚀已是柴油发电机的重要问题，引起国内外的重视与研究。气缸套穴蚀是柴油发电机普遍存在的严重问题。随着柴油发电机的功率增加、强载度提高和高速、轻型化，气缸套穴蚀破坏就成为妨碍柴油发电机正常运转的首要问题，严重地影响柴油发电机的工作可靠性和气缸套的使用寿命。 一般说来，高速、轻型大功率柴油发电机，不论是开式冷却还是闭式冷却，气缸套都有不同程度的穴蚀。有的柴油发电机投入运转不久(仅几十小时)就会在气缸套外圆表面上出现穴蚀小孔，甚至柴油发电机运转不足千小时缸套就因穴蚀穿孔而报废，此时缸套内表面尚未磨损。二冲程十字头式低速柴油发电机气缸套基本不发生穴蚀破坏。 1．穴蚀部位：缸套穴蚀发生在湿式气缸套外圆表面上，一般集中在柴油发电机的左右侧方向，特别是承受侧推力 一侧的偏上方；冷却水进口、水流转向处和水腔狭窄处对应的缸壁上；缸套下部密封圈附近缸壁。缸套冷却水腔除缸套穴蚀外，不应忽视气缸套和气缸体材料的差异和材料内部的各种电化学不均匀性导致的宏观和微观电化学腐蚀。这两种腐蚀同时存在或交替进行均会加重缸套的腐蚀。此外，冷却水(海水或淡水)的水质、含气量、流速等均对穴蚀有影响。 2.气缸套穴蚀机理 1）一般穴蚀机理：迄今为止，关于穴蚀机理的论述很多，其中较为普遍接受的一种理论认为：机件发生穴蚀的先决条件是机件浸于液体中，并与液体有相对运动，或机件在液体中受到某种能量的传递作用，形成液体中的局部瞬时高压或瞬时高真空。在瞬时高真空区，液体汽化形成气泡，或溶于水中的空气以空泡形式从液体中分离出来；在另一瞬间形成高压时，空泡、气泡被压缩，泡内气体迅速液化而使气泡溃灭，这时周围液体急速冲向溃灭处，产生极强的冲击波作用在金属表面。频繁地冲击，使机件表面金属逐渐剥落。与此同时，金属表面还产生微观电化学腐蚀，两种腐蚀交替进行共同作用致使机件穴蚀破坏。 2) 柴油发电机气缸套外圆表面与气缸体(或机体)构成冷却水空间，在狭小的环形通道中流动着淡水或海水。柴油发电机运转时，由于缸套和活塞之间的间隙，活塞在侧推力作用下不断地冲撞着缸壁的左、右侧，使气缸套产生高频振动。缸套高频振动和缸壁的弹性变形使冷却水空间的容积交替地增大和减小，冷却水相应交替地膨胀与被压缩。膨胀时受拉伸作用形成瞬时低压，被压缩时形成瞬时高压。此外，冷却水进口和流动时产生涡漩使冷却水通道内压力变化，也会形成瞬时高压或低压。在瞬时低压时产生气泡，瞬时高压时气泡溃灭，缸套外圆表面频繁受到冲击和微观电化学腐蚀作用而破坏。 3．影响缸套穴蚀的因素：生产中并非所有的筒状活塞式柴油发电机气缸套都发生穴蚀破坏，即使是发生穴蚀破坏其程度也各不相同。缸套穴蚀与柴油发电机的机型、结构、爆发压力、冷却水腔和冷却介质、柴油发电机的工艺参数等有关。 1）缸套振动。柴油发电机运转中气缸套高频振动是产生穴蚀的根本原因，缸套振动强度与以下各点有关：（1）活塞与气缸套之间的配合间隙：活塞在气缸中运动时，活塞对气缸壁的冲击能量的大小取决于活塞质量和活塞在气缸中横摆时的速度。活塞质量固定不变，但速度随着活塞与缸套之间的配合间隙的增加而增大。所以，活塞对缸壁的冲击能量取决于活塞与缸套配合间隙的大小。配合间隙大，活塞横摆加速度大，冲击前壁能量大，则缸套振动增强。（2）缸套刚度：缸套刚度直接影响缸套的振动。刚度大，受活塞冲击时缸套变形小，振动小，可有效地防止穴蚀。缸套刚度除与其材料有关外，还与缸套壁厚和纵向支承跨距的大小有关，缸壁厚度增加，支承跨距缩短，缸套刚度增大。气缸套与气缸体(机体)之间的配合间隙对缸套的刚度亦有影响。如果柴油发电机缸套与缸体铸成一体，缸套刚度增大，可有效地防止穴蚀。（3）冷却水腔结构 冷却水腔通道太窄，水流速度增高，容易产生空泡。柴油发电机设计时要求冷却水腔内水流速度应小于2m/s，水腔宽度t为14%D (D为气缸套内径)或不小于10mm，各处均匀一致，水流畅通不形成死水区和涡流区，有利于降低缸套穴蚀。柴油发电机把冷却水腔窄处由1.5mm增至7mm，大大降低缸套穴蚀。 2）冷却水温度与压力：冷却水温度过高将加速腐蚀的进程，但也不宜长期水温过低。实验表明，钢铁和铝等金属材料在淡水温度为50～60oC时穴蚀严重，随着水温的升高，穴蚀破坏减轻。从发挥柴油发电机的效能和降低腐蚀、穴蚀出发，冷却水腔淡水温度在80～90oC为好。冷却水压力高可以抑制空泡的形成，减少穴蚀的发生。但冷却水压力提高将使其温度升高而加速穴蚀。 4．防止缸套穴蚀的措施 除从材料和结构上的改进来防止和降低缸套穴蚀外，对柴油发电机气缸套穴蚀，还可采用以下措施： （1）缸套外圆表面覆盖保护层或强化层。采用镀铬、渗氮、喷陶瓷、涂环氧树脂或涂尼龙等工艺使金属表面与冷却水隔开，或使缸套外圆表面强化，可有效地防止电化学腐蚀与穴蚀。 （2）在冷却水腔内安装锌块实施阴极保护防止电化学腐蚀；例如柴油发电机气缸套外表面安装锌带并坚持定期更换取得防止穴蚀的良好效果。 （3）在冷却水中加入缓蚀剂；例如乳化油缓蚀剂或被膜缓蚀剂，使在缸套外表面上形成一层较薄的连续保护膜，不仅可以防止电化学腐蚀，而且可以减弱空泡破裂时的冲击波对缸套外表面的冲击作用，从而减轻穴蚀。 结论：在实践中防止或减轻穴蚀的方法很多，选用时依具体机型、结构和产生穴蚀的原因而定，以取得良好预防效果。
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发电机组的保养及柴油发电机组未来发展情况 发电机有关专家介绍进气管路不得有漏气现象，换油和清洗应在无风无尘土的地方进行；吹滤网要用高压空气，在湿度低的环境进行，吹气方向要与空气进入滤网的方向相反；安装时，相邻滤网折纹方向应相互交叉。假如达不到上述指标，说明安装分歧格，应重新装配。 排尘口的方向应以能排出尘粒为准。 机油滤清器维护保养要点。空气滤清器维护保养要点。空气滤清器除了当真按使用仿单的划定时间和操纵要求进行保养外，还应留意以下几点：拖拉机和农用运输车的发念头上，都装有空气滤清器、机油滤清器和柴油滤清器，俗称“三滤器”。保养离心式细滤器要特别留意拆洗后的安装：①不应有阻卡现象。检查方法是，当把转子装复后，用手用力滚动转子，放手后转子能自由转2-3圈后休止，即为合格；②还可以把细滤器装在车上，起动发念头，在额定转速下运转几分钟，当油温达到70℃后熄火，这时在外壳外倾听转子仍在继承滚动，可达1.5分钟以上，即为安装合格。机油滤清器必需按划定时间保养，并留意以下几点：离心式机油滤清器。“三滤器”的工作好坏，直接影响发念头的工作机能和使用寿命。叶片表面不得掉漆，以防氧化颗粒进入气缸。 细滤器中的金属网(丝)代用的，其孔眼或金属丝直径只能稍小，不能增大，装填量也不得减少，否则会降低滤清效果。保养中要清理通透气网孔；对有集尘杯的，尘粒不得超过1／3的高度，否则应及时清除；集尘杯口密封应严密，橡皮密封条不得坏损或丢失。细滤器油面高度应附合尺度划定，过高导致机油进入气缸而积炭，过低则降低滤清作用，使之磨损加快。目前有相称多的驾驶员，不按仿单中要求的时间和划定进行“三滤器”的保养和维护，致使发念头故障频发，过早地进入检验期。空气滤清器的导流栅板要保持不变形、不锈蚀，其倾斜角度应为30～45°，过小则阻力增大，影响进气，过大则气流旋转减弱，分离灰尘能力减小。 1.柴油机新技术1——各种机构不断完善并采用涡轮增压与空气中发电机组冷等新技术 国内外在20世纪60年代生产的柴油机大都是四冲程水冷式，且多数柴油机为自然吸气型，只有少数为增压型，如上柴发电机135系列、110系列、济柴发电机190系列和120系列等柴油机，它们的特点是体积大，功率小，耗油量大。20世纪80年代以后，各发动机生产厂家为了缩小柴油机的体积，提高功率，降低耗油量，同时也为了降低生产成本，在40kW以上的柴油机上普遍采用涡轮增压技术和空气中冷技术少数厂家还采用了多气门技术，使柴油机的比功率进一步得到强化。柴油机进气系统、燃油供给系统、活塞组、曲轴连杆组件的材料不断完善和改进，生产工艺水平也有了很大的提高。 2.柴油机新技术2——采用电子调速器、电子液压调速器和电喷技术 为了进一步提高燃油的利用率，降低柴油机的排放、噪声等对环境的污染，提高柴油发电机组的供电质量，人们又在柴油机燃油系统的组成部件中增加了电喷技术、电子调速技术或电子液压调速技术。目前在柴油发电机组上使用较多的是ESD5500E电子调速器， 3.柴油机新技术3——采用高压共轨式燃油供给系统 使用精密电子控制燃油喷射装置，自动控制燃油喷射的时刻、喷油量和喷油压力，从而降低柴油机的噪声并有效控制有害气体的排放。
