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)電機正常運轉的首要問題，嚴重地影響柴油發(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)電機的左右側方向，特別是承受側推力 一側的偏上方；冷卻水進口、水流轉向處和水腔狹窄處對應的缸壁上；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)部的各種電化學不均勻性導致的宏觀和微觀電化學腐蝕。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，關于穴蝕機理的論述很多，其中較為普遍接受的一種理論認為：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)電機運轉時，由于缸套和活塞之間的間隙，活塞在側推力作用下不斷地沖撞著缸壁的左、右側，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、結構、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。 1）缸套振動。柴油發(fā)電機運轉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：（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。活塞質(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外，還與缸套壁厚和縱向支承跨距的大小有關，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）冷卻水腔結構 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)電機設計時要求冷卻水腔內(nèi)水流速度應小于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 除從材料和結構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、結構和產(chǎn)生穴蝕的原因而定，以取得良好效果。

教你找出發(fā)電機外部漏水的原因 發(fā) 柴油發(fā)電機漏水是指散熱器中的冷卻水經(jīng)散熱器、水泵、汽缸套等處漏出的故障。柴油發(fā)電機外部滲漏的常見原因有：機體或缸蓋裂紋漏水、水箱裂紋漏水、機體和水箱砂眼漏水、水堵漏水、水箱螺栓漏水，一般可用緊固螺栓，焊補及涂密封膠的方法加以解決。 1.散熱器漏水。散熱器漏水大都是因為被冷卻液腐蝕造成的，尤其使用壽命超過十年以上的散熱器漏水，基本都是因被腐蝕造成的。因此說冷卻液的質(zhì)量很重要，影響散熱器使用壽命。另外，如果發(fā)電機性能不好，冷卻系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)竄氣，就更容易腐蝕水箱，而一旦腐蝕到銹爛的地步，在壓力、溫度較高的狀態(tài)下就會漏水。 2.水泵水滲漏。水泵殼體裂紋，可在裂紋兩端鉆止裂孔，然后開“V”形坡口，用鑄鐵焊條進行焊補。軸承或襯套座孔磨損，可鏜大座孔鑲入襯套，再按標準尺寸加工。水泵殼體與密封襯墊接觸平面有擦痕、麻點、溝槽或不平時，可在車床上車平。水封損壞。采用水封螺帽下壓石墨、石棉填料形式的水封漏水，可逐步擰緊水封螺母壓緊填料，如仍漏水，則應更換水封填料。采用密封圈、水封碗等零件進行封水的水封，如果漏水，可能是橡膠老化，彈簧變軟或耐磨圈磨損嚴重導致的，此時則應更換水封總成。磨損了的密封圈端面，應進行研磨，密封座面磨損，也應磨平。 3.發(fā)電機水封有的采用陶瓷材料，耐磨，密封性能好，但這屬脆性材料，工作過程中如缺水，在高溫情況下馬上加進涼水，水封就會脆裂，造成漏水。必須讓發(fā)電機空轉，溫度下降后才能慢慢增添冷卻水，并時常調(diào)整風扇皮帶的張緊度。 4.機體、缸蓋裂紋引起的漏水。發(fā)電機缺水過熱狀態(tài)下突然加入冷卻水，會引起機體、缸蓋炸裂而漏水。冬季夜晚停車忘記放掉冷卻水，也易將機體凍裂。 康明斯柴油發(fā)電機潤滑系統(tǒng)中，機油是在高溫、大負荷和高速條件下工作，主要對運動件起到潤滑、冷卻、密封、凈化的作用。影響機油性能的因素很多，如粘度、酸值和閃點，而水分的影響尤為嚴重，水分超標會對金屬件產(chǎn)生強的腐蝕作用，同時易使機油呈泡沫狀而破壞金屬表面的油膜，嚴重破壞機油潤滑性能，如不及時排除，則可能引發(fā)機損事故，因此機油中不允許含有水分。 機油中含有水分，主要是由于柴油發(fā)電機的冷卻水漏入機油系統(tǒng)造成的，而冷卻水漏入機油的成因很多，主要有缸套安裝不正確、選購的缸套阻水圈質(zhì)量有問題或安裝不當、阻水圈安裝后未進行密封性檢漏或檢漏方法不當，造成缸套密封不嚴而發(fā)生漏水。缸套或機體質(zhì)量有問題時，缸套或機體便會在發(fā)電機發(fā)生敲缸、拉缸、超負荷、缸套潤滑不良、冷卻水溫度突變等因素影響下產(chǎn)生裂紋或變形，造成冷卻水經(jīng)裂紋滲至曲軸箱內(nèi)：缸體與缸套配合間隙過大，容易造成阻水圈莊緊度不足，在機體振動等因素作用下，也易使冷卻水在密封圈處發(fā)生滲漏。另外，機油冷卻器、增壓器、氣缸蓋發(fā)生裂紋等故障現(xiàn)象，也會引起冷卻水漏入機油。 在使用發(fā)電機過程中，必須加強科學管理、合理使用、及時維修，特別要注重對發(fā)電機冷卻系統(tǒng)和機油系統(tǒng)的管理，便更好發(fā)揮發(fā)電機的工作性能。如何有效、準確、快速地對柴油發(fā)電機的漏水進行檢驗，則康明斯發(fā)電機技工部達到這一目的的一項研究課題。