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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，以取得良好效果。

细节决定成败,柴油发电机油料的选择上应该更细致 柴油发电机功率大、效率高、能耗低，因而得到了广泛的应用。也正是这些优点，现代柴油发电机反而显得“娇贵”，在油料的选择与使用上才应更细致，细节决定成败。正确选用柴油发电机的油料，既是值机人员应该养成的一种好习惯，做好这些细节，就能确保柴油发电机正常运行。 随着环境温度的变化，柴油发电机使用的柴油牌号也需要相应变化，否则，柴油发电机中的燃油系统就可能结蜡，堵塞油路，影响柴油发电机的正常工作。一般的选用原则就是，夏季使用夏季柴油，比如10#柴油；冬季必须根据环境温度使用相应牌号的冬季柴油。如因环境温度较低，柴油凝点的原因造成柴油发电机不易启动，可以向柴油中添加10％~40％的裂化煤油以降低其凝点，也可以在进气管中注入少量低温启动液进行启动。在柴油发电机的使用过程中，还需要特别注意以下几点： 其一，保证柴油的质量。劣质柴油可能对柴油发电机供油系统的精密部件造成严重的损坏，应该到正规的加油站加油。 其二，保持柴油的清洁。按规定的时间或里程对车辆进行保养，保证燃油弗列加滤清器的正常工作。更换柴油滤芯时，务必向弗列加滤清器中加注经过滤后的柴油，电控柴油发电机更应如此。 ，在任何情况下柴油都不能与柴油混合使用，否则，柴油发电机可能产生爆炸性故障。 要确保柴油发电机的使用寿命，不仅要选好柴油的种类和牌号，还要正确掌握柴油的使用方法，保持柴油的清洁、新鲜。每次开机运行之前，记得检查柴油，观查柴油的颜色、气味有无变化。一旦发现柴油的颜色、气味以及性能指标有较大变化时，应及时更换柴油，确保柴油发电机。加注柴油要适量，油量不足会加速柴油的变质，而且会造成零件的烧损；而柴油加注过多，不仅会使油耗增大，还容易造成燃烧室烧柴油，恶化混合气的燃烧。另外，要避免不同牌号的柴油混合使用。否则，不同牌号的柴油可能相互起化学反应，导致柴油质量变质，影响润滑质量。 对于工作负荷大、转速较低的柴油发电机，如工程机械、发电机组等，应选择粘度较大的柴油。这样是为了保证摩擦面有足够的油膜厚度，且摩擦阻力小，节省燃料。与此同时，还应根据地区、季节、环境温度的不同，选择不同粘度的柴油。柴油的粘度会随着温度的升高而发生变化，温度较高时，润滑油的粘度会有所下降，抗氧化性变差。因此，冬季寒冷地区，应选用粘度小、凝点低的多级柴油，以保证车辆冬季冷启动顺利，同时及时有效地供油到各润滑点；夏季温度较高，则需要选用粘度较大的柴油。而对于在沙漠等酷热地区使用的柴油发电机而言，就应该选用粘度级别更高的柴油，以保证足够的柴油压力。 随着共轨技术、电控技术、增压中冷、排气再循环等技术的广泛应用，柴油发电机的发展趋势已经形成。甚至有专家预测，在未来几十年中柴油发电机将成为世界的主流。如何 限度地发挥柴油发电机的这一优势，正确地选择与使用油料至关重要。油料品质的好坏直接关系到柴油发电机能否正常运转。如果使用品质差的油料，必然会导致功率不足，加剧机件磨损，降低柴油发电机的使用寿命。无论什么类型的柴油发电机，油料的选择和使用要求大体上都是一样的。 总之，选择正确、检查和更换机油是为了确保柴油发电机性能，延长使用的重要组成部分，值机人员必须引起重视