24707.com
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。
教你找出发电机外部漏水的原因 发 柴油发电机漏水是指散热器中的冷却水经散热器、水泵、汽缸套等处漏出的故障。柴油发电机外部渗漏的常见原因有：机体或缸盖裂纹漏水、水箱裂纹漏水、机体和水箱砂眼漏水、水堵漏水、水箱螺栓漏水，一般可用紧固螺栓，焊补及涂密封胶的方法加以解决。 1.散热器漏水。散热器漏水大都是因为被冷却液腐蚀造成的，尤其使用寿命超过十年以上的散热器漏水，基本都是因被腐蚀造成的。因此说冷却液的质量很重要，影响散热器使用寿命。另外，如果发电机性能不好，冷却系统和润滑系统、燃烧系统窜气，就更容易腐蚀水箱，而一旦腐蚀到锈烂的地步，在压力、温度较高的状态下就会漏水。 2.水泵水渗漏。水泵壳体裂纹，可在裂纹两端钻止裂孔，然后开“V”形坡口，用铸铁焊条进行焊补。轴承或衬套座孔磨损，可镗大座孔镶入衬套，再按标准尺寸加工。水泵壳体与密封衬垫接触平面有擦痕、麻点、沟槽或不平时，可在车床上车平。水封损坏。采用水封螺帽下压石墨、石棉填料形式的水封漏水，可逐步拧紧水封螺母压紧填料，如仍漏水，则应更换水封填料。采用密封圈、水封碗等零件进行封水的水封，如果漏水，可能是橡胶老化，弹簧变软或耐磨圈磨损严重导致的，此时则应更换水封总成。磨损了的密封圈端面，应进行研磨，密封座面磨损，也应磨平。 3.发电机水封有的采用陶瓷材料，耐磨，密封性能好，但这属脆性材料，工作过程中如缺水，在高温情况下马上加进凉水，水封就会脆裂，造成漏水。必须让发电机空转，温度下降后才能慢慢增添冷却水，并时常调整风扇皮带的张紧度。 4.机体、缸盖裂纹引起的漏水。发电机缺水过热状态下突然加入冷却水，会引起机体、缸盖炸裂而漏水。冬季夜晚停车忘记放掉冷却水，也易将机体冻裂。 康明斯柴油发电机润滑系统中，机油是在高温、大负荷和高速条件下工作，主要对运动件起到润滑、冷却、密封、净化的作用。影响机油性能的因素很多，如粘度、酸值和闪点，而水分的影响尤为严重，水分超标会对金属件产生强的腐蚀作用，同时易使机油呈泡沫状而破坏金属表面的油膜，严重破坏机油润滑性能，如不及时排除，则可能引发机损事故，因此机油中不允许含有水分。 机油中含有水分，主要是由于柴油发电机的冷却水漏入机油系统造成的，而冷却水漏入机油的成因很多，主要有缸套安装不正确、选购的缸套阻水圈质量有问题或安装不当、阻水圈安装后未进行密封性检漏或检漏方法不当，造成缸套密封不严而发生漏水。缸套或机体质量有问题时，缸套或机体便会在发电机发生敲缸、拉缸、超负荷、缸套润滑不良、冷却水温度突变等因素影响下产生裂纹或变形，造成冷却水经裂纹渗至曲轴箱内：缸体与缸套配合间隙过大，容易造成阻水圈庄紧度不足，在机体振动等因素作用下，也易使冷却水在密封圈处发生渗漏。另外，机油冷却器、增压器、气缸盖发生裂纹等故障现象，也会引起冷却水漏入机油。 在使用发电机过程中，必须加强科学管理、合理使用、及时维修，特别要注重对发电机冷却系统和机油系统的管理，便更好发挥发电机的工作性能。如何有效、准确、快速地对柴油发电机的漏水进行检验，则康明斯发电机技工部达到这一目的的一项研究课题。
