氣缸套高頻振動(dòng)是柴油發(fā)電機(jī)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(jī)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(jī)件穴蝕破壞問(wèn)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(jī)的重要問(wèn)題，引起國(guó)內(nèi)外的重視與研究。氣缸套穴蝕是柴油發(fā)電機(jī)普遍存在的嚴(yán)重問(wèn)題。隨著柴油發(fā)電機(jī)的功率增加、強(qiáng)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(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的首要問(wèn)題，嚴(yán)重地影響柴油發(fā)電機(jī)的工作可靠性和氣缸套的使用壽命。 一般說(shuō)來(lái)，高速、輕型大功率柴油發(fā)電機(jī)，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(jī)投入運(yùn)轉(zhuǎn)不久(僅幾十小時(shí))就會(huì)在氣缸套外圓表面上出現(xiàn)穴蝕小孔，甚至柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不足千小時(shí)缸套就因穴蝕穿孔而報(bào)廢，此時(shí)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(jī)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(jī)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(jìn)口、水流轉(zhuǎn)向處和水腔狹窄處對(duì)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(shí)存在或交替進(jìn)行均會(huì)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(duì)穴蝕有影響。 2.氣缸套穴蝕機(jī)理 1）一般穴蝕機(jī)理：迄今為止，關(guān)于穴蝕機(jī)理的論述很多，其中較為普遍接受的一種理論認(rèn)為：機(jī)件發(fā)生穴蝕的先決條件是機(jī)件浸于液體中，并與液體有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，或機(jī)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(shí)高壓或瞬時(shí)高真空。在瞬時(shí)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(lái)；在另一瞬間形成高壓時(shí)，空泡、氣泡被壓縮，泡內(nèi)氣體迅速液化而使氣泡潰滅，這時(shí)周圍液體急速?zèng)_向潰滅處，產(chǎn)生極強(qiáng)的沖擊波作用在金屬表面。頻繁地沖擊，使機(jī)件表面金屬逐漸剝落。與此同時(shí)，金屬表面還產(chǎn)生微觀電化學(xué)腐蝕，兩種腐蝕交替進(jìn)行共同作用致使機(jī)件穴蝕破壞。 2) 柴油發(fā)電機(jī)氣缸套外圓表面與氣缸體(或機(jī)體)構(gòu)成冷卻水空間，在狹小的環(huán)形通道中流動(dòng)著淡水或海水。柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，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(dòng)。缸套高頻振動(dòng)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(shí)受拉伸作用形成瞬時(shí)低壓，被壓縮時(shí)形成瞬時(shí)高壓。此外，冷卻水進(jìn)口和流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生渦漩使冷卻水通道內(nèi)壓力變化，也會(huì)形成瞬時(shí)高壓或低壓。在瞬時(shí)低壓時(shí)產(chǎn)生氣泡，瞬時(shí)高壓時(shí)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(jī)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(jī)的機(jī)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(jī)的工藝參數(shù)等有關(guān)。 1）缸套振動(dòng)。柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中氣缸套高頻振動(dòng)是產(chǎn)生穴蝕的根本原因，缸套振動(dòng)強(qiáng)度與以下各點(diǎn)有關(guān)：（1）活塞與氣缸套之間的配合間隙：活塞在氣缸中運(yùn)動(dòng)時(shí)，活塞對(duì)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(shí)的速度?；钊|(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(duì)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(dòng)增強(qiáng)。（2）缸套剛度：缸套剛度直接影響缸套的振動(dòng)。剛度大，受活塞沖擊時(shí)缸套變形小，振動(dòng)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(jī)體)之間的配合間隙對(duì)缸套的剛度亦有影響。如果柴油發(fā)電機(jī)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(jī)設(shè)計(jì)時(shí)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(jī)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(guò)高將加速腐蝕的進(jìn)程，但也不宜長(zhǎng)期水溫過(guò)低。實(shí)驗(yàn)表明，鋼鐵和鋁等金屬材料在淡水溫度為50～60oC時(shí)穴蝕嚴(yán)重，隨著水溫的升高，穴蝕破壞減輕。從發(fā)揮柴油發(fā)電機(jī)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(jìn)來(lái)防止和降低缸套穴蝕外，對(duì)柴油發(fā)電機(jī)氣缸套穴蝕，還可采用以下措施： （1）缸套外圓表面覆蓋保護(hù)層或強(qiáng)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(qiáng)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(shí)施陰極保護(hù)防止電化學(xué)腐蝕；例如柴油發(fā)電機(jī)氣缸套外表面安裝鋅帶并堅(jiān)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(hù)膜，不僅可以防止電化學(xué)腐蝕，而且可以減弱空泡破裂時(shí)的沖擊波對(duì)缸套外表面的沖擊作用，從而減輕穴蝕。 結(jié)論：在實(shí)踐中防止或減輕穴蝕的方法很多，選用時(shí)依具體機(jī)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(jī)是如何運(yùn)行的呢 1.柴油機(jī)啟動(dòng)后在低速下暖機(jī)（走熱） 柴油機(jī)啟動(dòng)后應(yīng)先在低速下進(jìn)行暖機(jī)，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(jī)器剛發(fā)動(dòng)機(jī)溫低，機(jī)油粘度大，機(jī)油不能迅速進(jìn)人各軸承間隙內(nèi)及活塞與汽缸套之間；（2）柴油機(jī)未運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，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(dòng)時(shí)，各軸頸與軸承之間幾乎處干磨擦狀態(tài)有機(jī)器逐漸走熱，機(jī)溫逐漸上升時(shí)，機(jī)油變稀機(jī)油才逐漸被壓人軸承內(nèi)和各運(yùn)動(dòng)件間隙之間，形成油膜得到潤(rùn)滑；（3）柴油機(jī)剛啟動(dòng)，若猛加油門將會(huì)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(duì)曲軸連桿機(jī)構(gòu)產(chǎn)生一個(gè)沖擊力，有間隙的部位會(huì)產(chǎn)生敲擊，影響其強(qiáng)度，加大磨損；②由于油量猛增，而吸氣量短時(shí)間供應(yīng)不足，就會(huì)產(chǎn)生冒黑煙，既浪費(fèi)油料又會(huì)產(chǎn)生積炭增加磨損；③猛開油門，轉(zhuǎn)速突增，調(diào)速器動(dòng)作來(lái)不及起調(diào)速作用，往往會(huì)產(chǎn)生瞬間超速等后果。 柴油機(jī)啟動(dòng)后，在 轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，空負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)注意下列問(wèn)題： (1)檢查機(jī)油壓力表指示的壓力，應(yīng)在（200～500)kPa范圍，但不同型號(hào)柴油機(jī)各有具體規(guī)定，康明斯各系列柴油機(jī)機(jī)油壓力。 (2)檢查外部各管系與零件連接處有無(wú)漏油、漏水現(xiàn)象。 (3)觀察柴油機(jī)排煙是否正常，運(yùn)轉(zhuǎn)中有無(wú)異常雜音。 (4)空載低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，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(jìn)行暖機(jī)。 2．試運(yùn)轉(zhuǎn) 當(dāng)柴油機(jī)的溫度、機(jī)油壓力等均已正常時(shí)，應(yīng)分別將轉(zhuǎn)速控制在低、中、高三種情況下進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)，使柴油機(jī)在各種情況下能穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，不致于出現(xiàn)轉(zhuǎn)速忽高忽低現(xiàn)象。 3，負(fù)荷和轉(zhuǎn)速逐漸均勻上調(diào) 柴油機(jī)經(jīng)試運(yùn)轉(zhuǎn)之后，負(fù)荷和轉(zhuǎn)速的增加應(yīng)逐漸均勻地上升，無(wú)特殊情況，不允許突增或突減柴油機(jī)的負(fù)荷。 4．柴油機(jī)轉(zhuǎn)入滿負(fù)荷運(yùn)行 當(dāng)柴油機(jī)機(jī)油溫度達(dá)到45℃，水溫達(dá)到65℃，機(jī)油壓力達(dá)到規(guī)定要求范圍時(shí)，柴油機(jī)才允許轉(zhuǎn)人滿負(fù)荷運(yùn)行。當(dāng)水溫不超過(guò)90℃時(shí)，進(jìn)水與出水的溫度差應(yīng)不超過(guò)20℃。 康明斯柴油機(jī)運(yùn)行時(shí)，機(jī)油溫度應(yīng)在（82～107）℃之間，在滿負(fù)荷時(shí)，機(jī)油溫度短時(shí)間達(dá)到108℃時(shí)不必驚慌，但是，機(jī)油溫度的突然增高，如果不是因?yàn)樨?fù)荷增加所引起的，那就預(yù)示很可能有機(jī)械故障，應(yīng)立即進(jìn)行檢查。冷卻水溫度在（74～91）℃之間為理想，此時(shí)柴油機(jī)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(jī)冷卻液，其 溫度不得超過(guò)93℃。 康明斯柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速，由于所有康明斯柴油機(jī)均裝有調(diào)速器以防止速度超過(guò) 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(shí)，供給柴油機(jī)所需要的怠速油量； ②當(dāng)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速超過(guò) 額定轉(zhuǎn)速時(shí)，越過(guò)油門并切斷燃油供應(yīng)。各種型號(hào)柴油機(jī) 額定轉(zhuǎn)速。通常柴油機(jī)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(jī)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。