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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、江苏连云港同城喷油泵注塞、江苏连云港同城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、江苏连云港同城强载度提高和高速、江苏连云港同城轻型化,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、江苏连云港同城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、江苏连云港同城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、江苏连云港同城含气量、江苏连云港同城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、江苏连云港同城气泡被压缩,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、江苏连云港同城右侧,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、江苏连云港同城结构、江苏连云港同城爆发压力、江苏连云港同城冷却水腔和冷却介质、江苏连云港同城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、江苏连云港同城穴蚀出发,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、江苏连云港同城渗氮、江苏连云港同城喷陶瓷、江苏连云港同城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、江苏连云港同城结构和产生穴蚀的原因而定,以取得良好效果。
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导致柴油发电机功率不足的八大原因
有时候在我们生产的过程当中,难免会因为不正确的操作,导致柴油发电机功率不足。那么遇到这样问题的时候,我们应该怎么解决呢?今天小编就给大家详细解析一下,导致柴油发电机功率不足的八大原因。
一、江苏连云港同城空气滤清器不清洁
空气滤清器不清洁会造成阻力增加,空气流量减少,充气效率下降,致使发动机动力不足。应根据要求清洗柴油空气滤清器芯子或纸质滤芯上的灰尘,必要时更换滤芯。
二、江苏连云港同城排气管阻塞
排气管阻塞会造成排气不畅通,燃油效率下降。动力下降。应检查是否由于排气管内积炭太多而造成排气导阻力增加。一般排气背压不宜超过3.3kPa,平时应经常清降排气管内的积炭。
三、江苏连云港同城供油提前角过大或过小
供油提前角过大或过小会造成油泵喷油时间过早或过晚(喷油时间过早则燃油燃烧不充分,过晚则会冒白烟,燃油也会燃烧不充分),使燃烧过程不是处于 状态。此时应检查喷油传动轴接合器螺钉是否松动,如果松动,则应重新按照要求调整供油提前角,并拧紧螺钉。
四、江苏连云港同城活塞与缸套拉伤
由于活塞与缸套拉伤严重或磨损过,以及活塞环结胶造成摩擦损失增大,造成发动机自身的机械损失增大,压缩比减小,着火困难或燃烧不充分,下充气增大,漏气严重。此时,应更换缸套、江苏连云港同城活塞和活塞环。
五、江苏连云港同城燃油系统有故障
1.燃油滤清器或管路内进入空气或阻塞,造成油路不畅通,动力不足,甚至着火困难。应进入管路的空气,清洗柴油滤芯,必要时更换。
2.喷油偶件损坏造成漏油、江苏连云港同城咬死或雾化不良,此时容易导致缺缸,发动机动力不足。应及时清洗、江苏连云港同城研磨或换新。
3.喷油泵供油不足也会造成动力不足,应及时检查、江苏连云港同城修理或更换偶件,并重新调整喷油泵供油量。
六、江苏连云港同城冷却和润滑系统有故障
柴油机过热,是由于冷却或润滑系统有故障所致,此种情况下会导致水温和油温过高,易出现拉缸或活塞环卡死现象。 当柴油机排气温度增加时,应检查冷却器和散热器,水垢。
七、江苏连云港同城缸盖组有故障
1.由于排气漏气引起进气量不足或进气中混有废气,继而导致燃油燃烧不充分,功率下降。应修磨气门与气门座的配合面,以提高其密封性,必要时换新。
2.气缸盖与机体的接合面漏气会使缸体内的气进入水道或油道,造成冷却液进入发动机体内,若发现不及时会导致“滑瓦”或冒黑烟,从而使发动机动力不足。由于气缸垫损坏,变速时会有一股气流从缸垫冲出,发动机运转时垫片处会有水泡出现,此时应按规定扭矩拧紧气缸盖螺母或更换气缸盖垫片。
3.气门间隙不正确会造成漏气,致使发动机动力下降,甚至着火困难。应重新调正气门间隙。
4.气门弹簧损坏会造成气门回位困难,气门漏气,燃气压缩比减少,从而造成发动机动力不足。应及时更换已损坏的气门弹簧。
5.喷油器安装孔漏气或铜垫损坏会造成缺缸,使发动机动力不足。应拆下检修,并更换已损坏的零件。若进水温度太低,会导致散热损失增大,此时应调整进入温度,使之符合规定的数值。
八、江苏连云港同城连杆轴瓦与曲轴连杆轴颈表面划伤
此种情况的出现会伴有不正常声音及机油压力下降等现象,这是由于机油油道堵死、江苏连云港同城机油泵损坏、江苏连云港同城机油滤芯堵死,或机油液压过低甚至没有机油等原因造成的。此时,可拆卸柴油机侧盖,检查连杆大头的侧而间隙,看连杆大头是否能前后移动,如不能移动,则表示已咬毛,应检修或更换连杆轴瓦。
此时,对于增压柴油机,除以上原因会使功率下降外,如果增压器轴承磨损、江苏连云港同城压力机及涡轮的进气管路被污物阻塞或漏气,也都可使柴油机的功率下降。当增压器出现上述情况时,应分别检修或更换轴承,清洗进气管路、江苏连云港同城外壳,揩净叶轮,拧紧接合面螺母和卡箍等。
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