氣缸套高頻振動是四川甘孜柴油發(fā)電機產(chǎn)生穴蝕的根本原因 導讀：發(fā)生穴蝕破壞的除了四川甘孜柴油發(fā)電機氣缸套零件外，還有軸瓦、噴油泵注塞、螺旋槳槳葉及離心泵葉輪等。機件穴蝕破壞問題日益引起人們的關注，尤其是缸套穴蝕已是四川甘孜柴油發(fā)電機的重要問題，引起國內外的重視與研究。氣缸套穴蝕是四川甘孜柴油發(fā)電機普遍存在的嚴重問題。隨著四川甘孜柴油發(fā)電機的功率增加、強載度提高和高速、輕型化，氣缸套穴蝕破壞就成為妨礙四川甘孜柴油發(fā)電機正常運轉的首要問題，嚴重地影響四川甘孜柴油發(fā)電機的工作可靠性和氣缸套的使用壽命。 一般說來，高速、輕型大功率四川甘孜柴油發(fā)電機，不論是開式冷卻還是閉式冷卻，氣缸套都有不同程度的穴蝕。有的四川甘孜柴油發(fā)電機投入運轉不久(僅幾十小時)就會在氣缸套外圓表面上出現(xiàn)穴蝕小孔，甚至四川甘孜柴油發(fā)電機運轉不足千小時缸套就因穴蝕穿孔而報廢，此時缸套內表面尚未磨損。二沖程十字頭式低速四川甘孜柴油發(fā)電機氣缸套基本不發(fā)生穴蝕破壞。 1．穴蝕部位：缸套穴蝕發(fā)生在濕式氣缸套外圓表面上，一般集中在四川甘孜柴油發(fā)電機的左右側方向，特別是承受側推力 一側的偏上方；冷卻水進口、水流轉向處和水腔狹窄處對應的缸壁上；缸套下部密封圈附近缸壁。缸套冷卻水腔除缸套穴蝕外，不應忽視氣缸套和氣缸體材料的差異和材料內部的各種電化學不均勻性導致的宏觀和微觀電化學腐蝕。這兩種腐蝕同時存在或交替進行均會加重缸套的腐蝕。此外，冷卻水(海水或淡水)的水質、含氣量、流速等均對穴蝕有影響。 2.氣缸套穴蝕機理 1）一般穴蝕機理：迄今為止，關于穴蝕機理的論述很多，其中較為普遍接受的一種理論認為：機件發(fā)生穴蝕的先決條件是機件浸于液體中，并與液體有相對運動，或機件在液體中受到某種能量的傳遞作用，形成液體中的局部瞬時高壓或瞬時高真空。在瞬時高真空區(qū)，液體汽化形成氣泡，或溶于水中的空氣以空泡形式從液體中分離出來；在另一瞬間形成高壓時，空泡、氣泡被壓縮，泡內氣體迅速液化而使氣泡潰滅，這時周圍液體急速沖向潰滅處，產(chǎn)生極強的沖擊波作用在金屬表面。頻繁地沖擊，使機件表面金屬逐漸剝落。與此同時，金屬表面還產(chǎn)生微觀電化學腐蝕，兩種腐蝕交替進行共同作用致使機件穴蝕破壞。 2) 四川甘孜柴油發(fā)電機氣缸套外圓表面與氣缸體(或機體)構成冷卻水空間，在狹小的環(huán)形通道中流動著淡水或海水。四川甘孜柴油發(fā)電機運轉時，由于缸套和活塞之間的間隙，活塞在側推力作用下不斷地沖撞著缸壁的左、右側，使氣缸套產(chǎn)生高頻振動。缸套高頻振動和缸壁的彈性變形使冷卻水空間的容積交替地增大和減小，冷卻水相應交替地膨脹與被壓縮。膨脹時受拉伸作用形成瞬時低壓，被壓縮時形成瞬時高壓。此外，冷卻水進口和流動時產(chǎn)生渦漩使冷卻水通道內壓力變化，也會形成瞬時高壓或低壓。在瞬時低壓時產(chǎn)生氣泡，瞬時高壓時氣泡潰滅，缸套外圓表面頻繁受到?jīng)_擊和微觀電化學腐蝕作用而破壞。 3．影響缸套穴蝕的因素：生產(chǎn)中并非所有的筒狀活塞式四川甘孜柴油發(fā)電機氣缸套都發(fā)生穴蝕破壞，即使是發(fā)生穴蝕破壞其程度也各不相同。缸套穴蝕與四川甘孜柴油發(fā)電機的機型、結構、爆發(fā)壓力、冷卻水腔和冷卻介質、四川甘孜柴油發(fā)電機的工藝參數(shù)等有關。 1）缸套振動。四川甘孜柴油發(fā)電機運轉中氣缸套高頻振動是產(chǎn)生穴蝕的根本原因，缸套振動強度與以下各點有關：（1）活塞與氣缸套之間的配合間隙：活塞在氣缸中運動時，活塞對氣缸壁的沖擊能量的大小取決于活塞質量和活塞在氣缸中橫擺時的速度。活塞質量固定不變，但速度隨著活塞與缸套之間的配合間隙的增加而增大。所以，活塞對缸壁的沖擊能量取決于活塞與缸套配合間隙的大小。配合間隙大，活塞橫擺加速度大，沖擊前壁能量大，則缸套振動增強。（2）缸套剛度：缸套剛度直接影響缸套的振動。剛度大，受活塞沖擊時缸套變形小，振動小，可有效地防止穴蝕。缸套剛度除與其材料有關外，還與缸套壁厚和縱向支承跨距的大小有關，缸壁厚度增加，支承跨距縮短，缸套剛度增大。氣缸套與氣缸體(機體)之間的配合間隙對缸套的剛度亦有影響。如果四川甘孜柴油發(fā)電機缸套與缸體鑄成一體，缸套剛度增大，可有效地防止穴蝕。（3）冷卻水腔結構 冷卻水腔通道太窄，水流速度增高，容易產(chǎn)生空泡。四川甘孜柴油發(fā)電機設計時要求冷卻水腔內水流速度應小于2m/s，水腔寬度t為14%D (D為氣缸套內徑)或不小于10mm，各處均勻一致，水流暢通不形成死水區(qū)和渦流區(qū)，有利于降低缸套穴蝕。四川甘孜柴油發(fā)電機把冷卻水腔窄處由1.5mm增至7mm，大大降低缸套穴蝕。 2）冷卻水溫度與壓力：冷卻水溫度過高將加速腐蝕的進程，但也不宜長期水溫過低。實驗表明，鋼鐵和鋁等金屬材料在淡水溫度為50～60oC時穴蝕嚴重，隨著水溫的升高，穴蝕破壞減輕。從發(fā)揮四川甘孜柴油發(fā)電機的效能和降低腐蝕、穴蝕出發(fā)，冷卻水腔淡水溫度在80～90oC為好。冷卻水壓力高可以抑制空泡的形成，減少穴蝕的發(fā)生。但冷卻水壓力提高將使其溫度升高而加速穴蝕。 4．防止缸套穴蝕的措施 除從材料和結構上的改進來防止和降低缸套穴蝕外，對四川甘孜柴油發(fā)電機氣缸套穴蝕，還可采用以下措施： （1）缸套外圓表面覆蓋保護層或強化層。采用鍍鉻、滲氮、噴陶瓷、涂環(huán)氧樹脂或涂尼龍等工藝使金屬表面與冷卻水隔開，或使缸套外圓表面強化，可有效地防止電化學腐蝕與穴蝕。 （2）在冷卻水腔內安裝鋅塊實施陰極保護防止電化學腐蝕；例如四川甘孜柴油發(fā)電機氣缸套外表面安裝鋅帶并堅持定期更換取得防止穴蝕的良好效果。 （3）在冷卻水中加入緩蝕劑；例如乳化油緩蝕劑或被膜緩蝕劑，使在缸套外表面上形成一層較薄的連續(xù)保護膜，不僅可以防止電化學腐蝕，而且可以減弱空泡破裂時的沖擊波對缸套外表面的沖擊作用，從而減輕穴蝕。 結論：在實踐中防止或減輕穴蝕的方法很多，選用時依具體機型、結構和產(chǎn)生穴蝕的原因而定，以取得良好效果。

柴油機活塞環(huán)的介紹說明 柴油機活塞環(huán)游三道河一道油環(huán)。 道氣環(huán)由可鍛鑄鐵制成，斷面為梯形，與氣缸接觸的環(huán)表面為筒形并鍍鉻。這種環(huán)為筒面梯形環(huán)，其主要特點是活塞環(huán)的外圈表面制成凸圓弧形。運轉良好的活塞環(huán)，使用后的環(huán)周表面多呈現(xiàn)圓弧形，所以新環(huán)也可加工成這樣的形狀。筒面梯形環(huán)的優(yōu)點是：當活塞上下運行時都可以形成楔形油膜，保證良好的潤滑；環(huán)面和缸壁是圓弧接觸，能很好地適應活塞擺動；環(huán)與氣缸接觸面極小，有利于密封；工作時環(huán)隙變化，環(huán)與環(huán)槽的相對運動可防止環(huán)積炭結膠，密封性好 ，耐磨，壽命長。 第二道氣環(huán)由球墨鑄鐵制成，斷面為梯形扭曲面，環(huán)外表面有2°錐角，。 這種環(huán)工作時扭曲，扭曲后環(huán)與環(huán)槽上下側面為線接觸。其特點是，密封性好，并可減輕對環(huán)槽的沖擊；環(huán)扭曲后，以底棱邊和缸壁接觸，再加上環(huán)外面呈錐形，這就能改善磨合狀況并使活塞下行時刮油作用良好，活塞上行時易于在氣缸壁上行程油膜，從而提高其耐磨性。除此外，還具有上述梯形環(huán)的優(yōu)點。 第三道氣環(huán)的材料亦為球墨鑄鐵，斷面為梯形扭曲面，與港幣接觸面呈2°錐角。 在安裝上述活塞環(huán)時，都需特別注意，切勿裝反，否則會引起機油消耗量劇增。氣環(huán)上標有記號或“TOP”字樣的活塞環(huán)，安裝時應將記號或“TOP”的一面朝向活塞頂，不可裝反。 油環(huán)為合金鑄鐵制成，兩面有較大的倒角，與缸壁相接觸的環(huán)外表面鍍鉻，在油環(huán)的內面安裝有螺旋彈簧脹圈。 這種環(huán)可提高環(huán)的徑向壓力，保證油環(huán)與氣缸壁之間均勻而穩(wěn)定的貼合，特別是當環(huán)外圓磨損時，彈力不會急劇下降，所以加強了刮油的能力及工作耐久性。兩件組合或刮油環(huán)裝上后，脹圈的開口于油環(huán)的開口應當相隔180°。安裝活塞環(huán)時，各活塞環(huán)開口不得對準活塞銷軸線方向，并且應相互錯開。 工廠礦業(yè)、商場超市、地產(chǎn)酒店、建筑施工、橋梁隧道、活動演出、娛樂會所演唱會供應緊急和長期后備應急電源，根據(jù)四川甘孜柴油發(fā)電機組其功能區(qū)分為：移動式、固定式、超靜音式、車載式發(fā)電設備。 常見功率（千瓦）范圍：50KW,100KW,150KW,200KW,250KW,300KW,400KW,500KW,800KW,1000KW等功率段。