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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。

柴油发电机燃料供给系统的检查与调整 燃料供给系统是柴油机的主要部分，柴油机发动不起来，很名故障往往发生在这个系统，因此，在日常的工作中必须对柴油弗列加滤清器进行维护保养，保证柴油的清洁；除对系统中的各零部件进行技术保养外，还必须定期对系统中的零、部件进行检查和调整，以保证柴油机正常可靠地运行。 1.输油泵工作性能的检查 如果输油泵装配不当或主要零件磨损过甚、单向阀与阀座接触不密合或弹簧失效等，均会产生漏气、漏油或断油现象。若输油压力或输油量低于规定值（例如12V135型柴油机输油压力应大于49kPa，当喷油泵转速在750r/min时，输油量应大于或等于25m1/min），应拆卸检修，将单向阀与座进行研磨，若更换新件其结合面也应研磨。输油泵经拆修后应检查其输油压力和输油量。 （1）输油泵密封性检查检查时，将输油泵的手柄旋紧，并堵住出油口，将输油泵浸人清洁的煤油或柴油中，以（150～200）kPa的压缩空气从进油口通人，若泵体与推杆之间的缝隙处只有微量空气以气泡形式漏出，冒泡在50m1/min以内，表明输油泵密封性良好。 （2）输油泵吸油能力的检查用内径8mm、长2m的胶皮软管，从1m下的油箱来检查它的吸油能力，若输油泵在30个行程内能吸油和出油，表明它的吸油能力合格。 （3）输油量与输油压力的检查柴油机的输油量和输油压力的检查，一般应在喷油泵试验台上进行检测。检测时，启动试验台，以1000r,/min转速运转，此时观察其输油量和输油压力。其输油量应达到说明书的要求。在出油口全闭合情况下，出油压力应在（100～200）kPa以上为合格。 2.喷油泵的检查与调整 对于柴油机无论是国产的或是引进国外的，在燃料供给系统中，喷油泵是非常关键的部件。它工作的好坏，直接关系到燃油的喷油压力，喷雾质量。为了保证柴油机正常运行，必须进行定期检查、调整或检修。 (1)国产柴油机喷油泵的检查和调整如果柴油机在工作中发生振动，并有敲击声或排气管冒黑烟等现象，一般是由于喷油泵或燃油调速系统零件发生故障而引起的，因此，应进行仔细检查并分析原因。 喷油泵在使用过程中，喷油泵的柱塞偶件，出油阀偶件及操纵机件和传动机构零件均会有磨损。若这些机件的磨损量超过规定值时，就会使燃油供给系统的供油量降低，各缸供油不均匀度增加，供油时间不准确，造成柴油机工作粗暴，怠速转速不平稳，启动困难，功率降低，油耗率增高等不良情况，因此，柴油机长期使用后应进行检查。 ①分列式喷油泵喷油时间的检查 1)将 缸高压油泵的高压油管拆下，装上定时管，然后压人柴油，直到玻璃管内看见油面为止。 2)第1缸活塞在压缩冲程的上止点，再在飞轮上装一个360°的纸盘，并在飞轮壳上做一个记号，记下此记号相对位置，记号对准某一刻度（如0°）。 3)慢慢转动飞轮，当玻璃管内的柴油刚刚上升时，停止转动飞轮，再看原记号0°位置距飞轮壳记号的刻度读数，此读数在说明书技术要求范围内，表明喷油时间合适，否则应进行调整。 调整时，先将高压油泵的锁紧螺帽松开，然后调节调整螺丝，螺丝旋进，供油时间落后，螺丝旋出，则供油时间提前。调好后将锁紧螺帽固紧。 ②组合式喷油泵喷油提前角的检查与调整 组合式喷油泵由油泵体、分泵、传动机构及油量控制机构组成，其喷油提前角的检查和调整应按分泵和总泵顺序进行。 1）分泵的检查与调整。当调整某一汽缸喷油提前角时，应使该缸处于压缩冲程位置，同时该缸所对应的高压油泵的柱塞在上止点，即处于喷油位置。如何确定油泵处于喷油位置呢？可按下面方法进行判断。 （a）找飞轮上的记号。先使第1缸活塞处于上止点，再反转曲轴至上止点前喷油提前角的数值（直接喷射式燃烧室柴油机提前角约为28°～35°，分隔式燃烧室柴油机提前角为15°～20°），此时第1分泵柱塞应是喷油位置。 （b）检查油泵柱塞被顶起 位置，此时柱塞顶与出油阀座底平面之间间隙应为（0.4～1.0）mm，而活塞则处于压缩冲程上止点前28°～31°。由于机件在机器内部无法直接测量，可在外部间接测量，即在调整供油时间的基础上，用螺丝刀压缩柱塞弹簧，加在柱塞的压力，然后用（0.4～1.0）mm的厚薄规，在柱塞下端与调节垫块之间插试。若不符合要求，可增减垫块来调整。通过垫块每增加0.4nm，供油提前角约提前1～。第1分泵调整完后，以第1缸为基准，再按喷油泵的供油顺序和间隔角度调整其余各缸。