氣缸套高頻振動是柴油發(fā)電機產(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。機件穴蝕破壞問題日益引起人們的關(guān)注，尤其是缸套穴蝕已是柴油發(fā)電機的重要問題，引起國內(nèi)外的重視與研究。氣缸套穴蝕是柴油發(fā)電機普遍存在的嚴(yán)重問題。隨著柴油發(fā)電機的功率增加、強載度提高和高速、輕型化，氣缸套穴蝕破壞就成為妨礙柴油發(fā)電機正常運轉(zhuǎn)的首要問題，嚴(yán)重地影響柴油發(fā)電機的工作可靠性和氣缸套的使用壽命。 一般說來，高速、輕型大功率柴油發(fā)電機，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)電機投入運轉(zhuǎn)不久(僅幾十小時)就會在氣缸套外圓表面上出現(xiàn)穴蝕小孔，甚至柴油發(fā)電機運轉(zhuǎn)不足千小時缸套就因穴蝕穿孔而報廢，此時缸套內(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；冷卻水進口、水流轉(zhuǎn)向處和水腔狹窄處對應(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。這兩種腐蝕同時存在或交替進行均會加重缸套的腐蝕。此外，冷卻水(海水或淡水)的水質(zhì)、含氣量、流速等均對穴蝕有影響。 2.氣缸套穴蝕機理 1）一般穴蝕機理：迄今為止，關(guān)于穴蝕機理的論述很多，其中較為普遍接受的一種理論認(rèn)為：機件發(fā)生穴蝕的先決條件是機件浸于液體中，并與液體有相對運動，或機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高壓或瞬時高真空。在瞬時高真空區(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；在另一瞬間形成高壓時，空泡、氣泡被壓縮，泡內(nèi)氣體迅速液化而使氣泡潰滅，這時周圍液體急速沖向潰滅處，產(chǎn)生極強的沖擊波作用在金屬表面。頻繁地沖擊，使機件表面金屬逐漸剝落。與此同時，金屬表面還產(chǎn)生微觀電化學(xué)腐蝕，兩種腐蝕交替進行共同作用致使機件穴蝕破壞。 2) 柴油發(fā)電機氣缸套外圓表面與氣缸體(或機體)構(gòu)成冷卻水空間，在狹小的環(huán)形通道中流動著淡水或海水。柴油發(fā)電機運轉(zhuǎn)時，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。缸套高頻振動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。膨脹時受拉伸作用形成瞬時低壓，被壓縮時形成瞬時高壓。此外，冷卻水進口和流動時產(chǎn)生渦漩使冷卻水通道內(nèi)壓力變化，也會形成瞬時高壓或低壓。在瞬時低壓時產(chǎn)生氣泡，瞬時高壓時氣泡潰滅，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)電機的機型、結(jié)構(gòu)、爆發(fā)壓力、冷卻水腔和冷卻介質(zhì)、柴油發(fā)電機的工藝參數(shù)等有關(guān)。 1）缸套振動。柴油發(fā)電機運轉(zhuǎn)中氣缸套高頻振動是產(chǎn)生穴蝕的根本原因，缸套振動強度與以下各點有關(guān)：（1）活塞與氣缸套之間的配合間隙：活塞在氣缸中運動時，活塞對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，則缸套振動增強。（2）缸套剛度：缸套剛度直接影響缸套的振動。剛度大，受活塞沖擊時缸套變形小，振動小，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(機體)之間的配合間隙對缸套的剛度亦有影響。如果柴油發(fā)電機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)電機設(shè)計時要求冷卻水腔內(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：冷卻水溫度過高將加速腐蝕的進程，但也不宜長期水溫過低。實驗表明，鋼鐵和鋁等金屬材料在淡水溫度為50～60oC時穴蝕嚴(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)上的改進來防止和降低缸套穴蝕外，對柴油發(fā)電機氣缸套穴蝕，還可采用以下措施： （1）缸套外圓表面覆蓋保護層或強化層。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)安裝鋅塊實施陰極保護防止電化學(xué)腐蝕；例如柴油發(fā)電機氣缸套外表面安裝鋅帶并堅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)保護膜，不僅可以防止電化學(xué)腐蝕，而且可以減弱空泡破裂時的沖擊波對缸套外表面的沖擊作用，從而減輕穴蝕。 結(jié)論：在實踐中防止或減輕穴蝕的方法很多，選用時依具體機型、結(jié)構(gòu)和產(chǎn)生穴蝕的原因而定，以取得良好效果。

如何通過排氣的顏色判斷發(fā)動機的技術(shù)狀態(tài) 柴油發(fā)電機工作時，燃料在氣缸內(nèi)燃燒后生成廢氣排出機外。當(dāng)發(fā)動機工作正常和燃料燃燒時，廢氣中主要有水蒸氣(H2O)、二氧化碳(CO2)和氮氣(N2)，廢氣一般呈淺灰色。當(dāng)燃料不燃燒或發(fā)動機工作不正常時，廢氣中還會有碳氫化合物(HC)、一氧化碳(CO)、氮氧化合物(NOx)和碳粒等有害物質(zhì)存在，使廢氣的顏色呈現(xiàn)白色、黑色或藍色?？梢?，發(fā)動機排氣的顏色能反映燃料燃燒狀況和發(fā)動機技術(shù)狀態(tài)。因此，維修人員可以通過發(fā)動機排氣的顏色判斷發(fā)動機的技術(shù)狀態(tài)。 一、 排氣冒黑煙 排氣中的黑煙主要是燃料不燃燒的碳粒。因此，燃油供給系統(tǒng)燃料的過量供給，進氣系統(tǒng)空氣量減少，缸體、缸蓋與活塞構(gòu)成的燃燒室的密封性差，噴油器噴射質(zhì)量差等因素都會使燃料燃燒不全，從而使排氣冒黑煙。排氣冒黑煙主要有以下原因： 1.高壓油泵供油量過大或各缸供油量不均勻 2.氣門密封不嚴(yán)，造成漏氣，氣缸壓縮壓力低 3.空氣濾清器進氣道阻塞、進氣阻力大，使進氣量不足 4.缸套、活塞、活塞環(huán)嚴(yán)重磨損 5.噴油器工作不良 6.發(fā)動機負(fù)荷運轉(zhuǎn) 7.噴油泵供油提前角過小，燃燒過程后移到排氣過程進行 8.汽油電噴系統(tǒng)控制失效故障等 對于冒黑煙的發(fā)動機可通過高壓油泵調(diào)校，噴油器噴射試驗檢查，氣缸壓縮壓力測量，進氣道清潔，供油提前角的調(diào)整、汽油電噴系統(tǒng)故障診斷等工作予以檢查和排除。 二、 排氣冒白煙 排氣中的白煙主要是未充分霧化和燃燒的燃油顆?；蛩?，因此，凡是導(dǎo)致燃油無法霧化或水進入氣缸內(nèi)都會使排氣冒白煙。歸納主要有以下原因： 1.氣溫低且氣缸壓力不足，燃油霧化不好，特別是冷起動初期排氣冒白煙 2.缸墊損壞，冷卻水滲入氣缸內(nèi) 3.缸體裂，冷卻水滲入氣缸內(nèi) 4.燃油中含水量大等 冷起動時排氣冒白煙，發(fā)動機暖機后白煙消失應(yīng)視為正常，若機組（修理服務(wù)）正常運行時仍冒白煙則為故障，應(yīng)通過觀察水箱內(nèi)冷卻水是否不正常消耗，各缸工作是否正常，油水分離器是否水量過多等進行檢查和分析，排除故障部位 三、排氣冒藍煙 排氣中的藍煙主要是機油過量竄入燃燒室參與燃燒的結(jié)果。因此，凡是導(dǎo)致機油竄入燃燒室的原因都會使排氣冒藍煙。歸納主要有以下原因： 1.活塞環(huán)斷 2.油環(huán)上回油孔被積碳堵塞，失去刮油作用 3.活塞環(huán)開口轉(zhuǎn)到一起，造成機油從活塞環(huán)開口上竄 4.活塞環(huán)磨損嚴(yán)重或被積碳卡滯在環(huán)槽內(nèi)，失去密封作用 5.氣環(huán)上下方向裝反，把機油刮入氣缸內(nèi)燒掉 6.活塞環(huán)彈力不夠，質(zhì)量不合格 7.氣門導(dǎo)管油封裝配不當(dāng)或老化失效、失去密封作用 8.活塞、缸筒嚴(yán)重磨損 9. 機油加入量過多，使機油飛濺過多，油環(huán)來不及刮下缸壁多余的機油等 排氣冒藍煙必然伴隨著油消耗增多，有的操作員稱“燒機油”。機油、燃油消耗比一般為0.5%～0.8%，機油消耗過此值時排氣中將有藍煙產(chǎn)生。發(fā)動機冒藍煙的故障，一般要通過發(fā)動機解體、檢查，才能找出原因并確定排除故障的方案。冷機狀態(tài)排煙發(fā)藍，但機油消耗正常的，與燃料有關(guān)，視為正常。 發(fā)動機排煙一般應(yīng)在發(fā)動機暖機狀態(tài)時檢查，通過發(fā)動機低速、中速、高速及加速過程中排煙顏色的變化進行分析