氣缸套高頻振動是柴油發(fā)電機產(chǎn)生穴蝕的根本原因 導(dǎo)讀：發(fā)生穴蝕破壞的除了柴油發(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(guān)注，尤其是缸套穴蝕已是柴油發(fā)電機的重要問題，引起國內(nèi)外的重視與研究。氣缸套穴蝕是柴油發(fā)電機普遍存在的嚴重問題。隨著柴油發(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柴油發(fā)電機正常運轉(zhuǎn)的首要問題，嚴重地影響柴油發(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。有的柴油發(fā)電機投入運轉(zhuǎn)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，甚至柴油發(fā)電機運轉(zhuǎn)不足千小時缸套就因穴蝕穿孔而報廢，此時缸套內(nèi)表面尚未磨損。二沖程十字頭式低速柴油發(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，一般集中在柴油發(fā)電機的左右側(cè)方向，特別是承受側(cè)推力 一側(cè)的偏上方；冷卻水進口、水流轉(zhuǎn)向處和水腔狹窄處對應(yīng)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(yīng)忽視氣缸套和氣缸體材料的差異和材料內(nèi)部的各種電化學(xué)不均勻性導(dǎo)致的宏觀和微觀電化學(xué)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(zhì)、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(guān)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(nèi)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(xué)腐蝕，兩種腐蝕交替進行共同作用致使機件穴蝕破壞。 2) 柴油發(fā)電機氣缸套外圓表面與氣缸體(或機體)構(gòu)成冷卻水空間，在狹小的環(huán)形通道中流動著淡水或海水。柴油發(fā)電機運轉(zhuǎn)時，由于缸套和活塞之間的間隙，活塞在側(cè)推力作用下不斷地沖撞著缸壁的左、右側(cè)，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(yīng)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(nèi)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(xué)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。缸套穴蝕與柴油發(fā)電機的機型、結(jié)構(gòu)、爆發(fā)壓力、冷卻水腔和冷卻介質(zhì)、柴油發(fā)電機的工藝參數(shù)等有關(guān)。 1）缸套振動。柴油發(fā)電機運轉(zhuǎn)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(guān)：（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(zhì)量和活塞在氣缸中橫擺時的速度。活塞質(zhì)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(guān)外，還與缸套壁厚和縱向支承跨距的大小有關(guān)，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(jié)構(gòu) 冷卻水腔通道太窄，水流速度增高，容易產(chǎn)生空泡。柴油發(fā)電機設(shè)計時要求冷卻水腔內(nèi)水流速度應(yīng)小于2m/s，水腔寬度t為14%D (D為氣缸套內(nèi)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。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(jié)構(gòu)上的改進來防止和降低缸套穴蝕外，對柴油發(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(xué)腐蝕與穴蝕。 （2）在冷卻水腔內(nèi)安裝鋅塊實施陰極保護防止電化學(xué)腐蝕；例如柴油發(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(xué)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(jié)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(jié)構(gòu)和產(chǎn)生穴蝕的原因而定，以取得良好效果。

柴油發(fā)電機是如何運行的呢 1.柴油機啟動后在低速下暖機（走熱） 柴油機啟動后應(yīng)先在低速下進行暖機，一般為600r/min,然后才能逐漸提高轉(zhuǎn)速，絕不允許猛加油門使轉(zhuǎn)速突然升高，其原因是：（1)機器剛發(fā)動機溫低，機油粘度大，機油不能迅速進人各軸承間隙內(nèi)及活塞與汽缸套之間；（2）柴油機未運轉(zhuǎn)時，各軸頸是全部壓在軸承上，在常情況下，軸頸與軸承之間僅有極少量的油膜存在，剛啟動時，各軸頸與軸承之間幾乎處干磨擦狀態(tài)有機器逐漸走熱，機溫逐漸上升時，機油變稀機油才逐漸被壓人軸承內(nèi)和各運動件間隙之間，形成油膜得到潤滑；（3）柴油機剛啟動，若猛加油門將會引起下列后果：①猛加油門，供油量突增，轉(zhuǎn)速由低速猛增到高速，對曲軸連桿機構(gòu)產(chǎn)生一個沖擊力，有間隙的部位會產(chǎn)生敲擊，影響其強度，加大磨損；②由于油量猛增，而吸氣量短時間供應(yīng)不足，就會產(chǎn)生冒黑煙，既浪費油料又會產(chǎn)生積炭增加磨損；③猛開油門，轉(zhuǎn)速突增，調(diào)速器動作來不及起調(diào)速作用，往往會產(chǎn)生瞬間超速等后果。 柴油機啟動后，在 轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，空負荷運轉(zhuǎn)時應(yīng)注意下列問題： (1)檢查機油壓力表指示的壓力，應(yīng)在（200～500)kPa范圍，但不同型號柴油機各有具體規(guī)定，康明斯各系列柴油機機油壓力。 (2)檢查外部各管系與零件連接處有無漏油、漏水現(xiàn)象。 (3)觀察柴油機排煙是否正常，運轉(zhuǎn)中有無異常雜音。 (4)空載低速運轉(zhuǎn)時間不宜過長，以免燃燒室內(nèi)引起結(jié)炭結(jié)焦現(xiàn)象，因此，應(yīng)逐漸提高轉(zhuǎn)速，從60r/min提高到1000r/min左右進行暖機。 2．試運轉(zhuǎn) 當(dāng)柴油機的溫度、機油壓力等均已正常時，應(yīng)分別將轉(zhuǎn)速控制在低、中、高三種情況下進行試運轉(zhuǎn)，使柴油機在各種情況下能穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，不致于出現(xiàn)轉(zhuǎn)速忽高忽低現(xiàn)象。 3，負荷和轉(zhuǎn)速逐漸均勻上調(diào) 柴油機經(jīng)試運轉(zhuǎn)之后，負荷和轉(zhuǎn)速的增加應(yīng)逐漸均勻地上升，無特殊情況，不允許突增或突減柴油機的負荷。 4．柴油機轉(zhuǎn)入滿負荷運行 當(dāng)柴油機機油溫度達到45℃，水溫達到65℃，機油壓力達到規(guī)定要求范圍時，柴油機才允許轉(zhuǎn)人滿負荷運行。當(dāng)水溫不超過90℃時，進水與出水的溫度差應(yīng)不超過20℃。 康明斯柴油機運行時，機油溫度應(yīng)在（82～107）℃之間，在滿負荷時，機油溫度短時間達到108℃時不必驚慌，但是，機油溫度的突然增高，如果不是因為負荷增加所引起的，那就預(yù)示很可能有機械故障，應(yīng)立即進行檢查。冷卻水溫度在（74～91）℃之間為理想，此時柴油機的工作零件得到均勻的膨脹，從而獲得 油膜間隙。若采用柴油機冷卻液，其 溫度不得超過93℃。 康明斯柴油機的轉(zhuǎn)速，由于所有康明斯柴油機均裝有調(diào)速器以防止速度超過 額定轉(zhuǎn)速或預(yù)定的額定低速。調(diào)速器有兩方面的作用： ①當(dāng)油門在怠速位置時，供給柴油機所需要的怠速油量； ②當(dāng)柴油機轉(zhuǎn)速超過 額定轉(zhuǎn)速時，越過油門并切斷燃油供應(yīng)。各種型號柴油機 額定轉(zhuǎn)速。通常柴油機的使用轉(zhuǎn)速應(yīng)低于 額定轉(zhuǎn)速，詳見銘牌所示。柴油發(fā)電機組的轉(zhuǎn)速已經(jīng)預(yù)先調(diào)整好，使之在規(guī)定的調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速下工作。