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只有正確的操作和保養(yǎng)才能減少柴油發(fā)電機(jī)氣缸套的異常磨損
柴油發(fā)電機(jī)氣缸套磨損的形式多樣而復(fù)雜，主要有：磨粒磨損、粘著磨損、腐蝕磨損、表面疲勞磨損和穴蝕等，通常是幾種磨損形式同時存在，互相影響，相互作用，從而加劇了氣缸套的磨損。柴油發(fā)電機(jī)氣缸套異常磨損與操作、保養(yǎng)方法有很大關(guān)系，只有保持正確的操作和保養(yǎng)方法，才能有效減少和柴油發(fā)電機(jī)氣缸套的異常磨損，延長使用壽命和大修間隔期，降低使用成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
氣缸套異常磨損的原因分析：氣缸套的磨損分為正常磨損和異常磨損。正常磨損是在正常工作條件下所發(fā)生的磨損，一般分3個階段，即：初始磨合期、穩(wěn)定磨損期和后期急劇磨耗期。正常磨損的磨損率較低，一般為0.01～0.08mm/1000h；異常磨損率則達(dá)到10～15mm/1000h。根據(jù)維修經(jīng)驗分析，在灰塵多的環(huán)境下工作的柴油發(fā)電機(jī)的氣缸套異常磨損主要與下列因素有關(guān)：
1.操作不正確造成的氣缸套異常磨損分為以下幾類：
超速超負(fù)荷作業(yè)：柴油發(fā)電機(jī)超速運(yùn)轉(zhuǎn)時，活塞運(yùn)動速度加快，缸套和活塞環(huán)間摩擦表面溫度隨速度增加而升高，當(dāng)缸套表面溫度升高至200℃左右時，缸套表面潤滑油膜遭到破壞，摩擦狀態(tài)也由邊界摩擦變?yōu)楦赡Σ?。同樣，超?fù)荷作業(yè)時，進(jìn)油量增多，燃燒室內(nèi)空氣充量相對較為不足，造成燃料燃燒不完全，導(dǎo)致排氣溫度高，缸套表面溫度隨之上升，潤滑油膜被燒蝕、破壞，使摩擦面間潤滑不良，產(chǎn)生干摩擦。燃燒不完全和潤滑油被燒蝕，使缸套表面積炭增多，產(chǎn)生了磨粒磨損；同時潤滑油的高溫擴(kuò)散性差，易產(chǎn)生高溫腐蝕。因此，長期超速超負(fù)荷作業(yè)，缸套異常磨損特別嚴(yán)重。
頻繁變換工況：當(dāng)發(fā)電機(jī)在變換工況下運(yùn)行時，如啟動、停機(jī)、變負(fù)荷等，缸套和活塞環(huán)表面間的潤滑油膜會隨之發(fā)生變化，容易使缸套磨損。
為以下幾類：
（1）“三濾”未清潔或失效而沒能及時更換：煙塵主要含有石英砂等，柴油發(fā)電機(jī)在含塵量較多的環(huán)境中作業(yè)時，灰塵易隨著空氣經(jīng)進(jìn)氣系統(tǒng)帶入氣缸中。此外也有可能是污染了灰塵的機(jī)油和燃油一道進(jìn)入發(fā)電機(jī)。當(dāng)空氣弗列加濾清器、燃油弗列加濾清器和機(jī)油弗列加濾清器因灰塵堵塞而未清潔或失效而無及時更換時，灰塵就較易進(jìn)入發(fā)電機(jī)，這些塵埃進(jìn)入摩擦面后，由于硬度比摩擦面高，引起磨粒磨損。有試驗表明，當(dāng)磨粒直徑在30m左右時，所造成的磨粒磨損為劇烈，而磨粒粒度太大或太小的磨粒磨損則較輕微。在弗列加濾清器過濾效果良好的情況下，弗列加濾清器一般能過濾掉10m以上的磨粒，因此經(jīng)常清潔弗列加濾清器和及時更換失效的弗列加濾清器，對減少磨粒磨損有很大作用。
（2）冷卻水溫度太低或太高：冷卻水溫度過低，則因燃燒生成的二氧化碳、硫的氧化物容易與凝結(jié)于缸壁的水滴結(jié)合成碳酸、硫酸和亞硫酸，對缸壁造成嚴(yán)重的酸腐蝕；同時溫度低，燃料不能完全燃燒，一部分成為廢氣排出，一部分則滲入并破壞缸壁的潤滑油，導(dǎo)致摩擦面間潤滑不良，磨損加劇。冷卻水溫度太高，則使?jié)櫥宛B(yǎng)化嚴(yán)重。有試驗表明，溫度每增加10℃，氧化速度將增加一倍，因此，缸套壁溫度過高，潤滑油膜氧化速度進(jìn)行得很快，此時潤滑油粘度降低，油膜容易破壞，加劇磨損，根據(jù)對許多柴油機(jī)的試驗表明，冷卻水溫度在75～80℃為宜，此時磨損量較低；另外，潤滑油在高溫氧化后生成的積炭使摩擦表面產(chǎn)生磨粒磨損，使磨損更加嚴(yán)重。造成冷卻水溫度太低和太高的原因主要有：發(fā)電機(jī)頻繁開開停停或啟動時節(jié)溫器失效致冷卻水始終未能進(jìn)行小循環(huán)使冷卻水溫度太低。水箱水量太少，水泵風(fēng)扇皮帶太松致風(fēng)扇風(fēng)力不足；冷卻水道堵塞水流不暢，水箱冷卻片污物多致散熱差；冷卻水道滲入高溫氣體；潤滑油變質(zhì)缸套積碳散熱差、磨損嚴(yán)重等，均會造成水溫偏高。
（3）燃燒室內(nèi)積炭多：柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)一段時間后，就會在活塞頂、進(jìn)排氣門、氣缸蓋的燃燒室上面積聚一定數(shù)量的積炭，若沒有及時清理，這些積炭就會在摩擦面間形成磨粒，使摩擦面產(chǎn)生磨粒磨損；同時因積炭造成表面散熱差，導(dǎo)致磨擦面間表面溫度升高，降低潤滑油的潤滑性能，也同樣加劇了氣缸套的磨損。
（4）潤滑油變質(zhì)：潤滑油變質(zhì)后對金屬表面的吸附力和分散力下降，從而使有腐蝕磨損表面更加嚴(yán)重，表面摩擦狀態(tài)也由于潤滑油的變質(zhì)而粘度下降，容易破壞潤滑油膜，使表面磨損加大，對此，應(yīng)定期更換潤滑油，確保表面處于良好潤滑狀態(tài)。
為防止氣缸套發(fā)生類似上面的異常磨損，應(yīng)做好以下幾點措施：
1）柴油發(fā)電機(jī)啟動后，應(yīng)適當(dāng)?shù)芈D(zhuǎn)一段較短時間，待溫度升高后，再帶負(fù)荷工作；柴油發(fā)電機(jī)在帶負(fù)荷工作時轉(zhuǎn)速應(yīng)均勻，不應(yīng)在超負(fù)荷情況下工作，工作溫度要保持在規(guī)定的范圍內(nèi)，不可過高或過低；
2）按時清潔更換失效的空氣弗列加濾清器、燃油弗列加濾清器和機(jī)油弗列加濾清器；按不同季節(jié)更換不同的潤滑油，定期添加或更換油底殼的潤滑油；定期清潔活塞頂、氣門及氣缸蓋上的積炭；經(jīng)常清洗水箱，清通冷卻水道，檢查、調(diào)整風(fēng)扇皮帶，檢查節(jié)溫器性能，失效應(yīng)及時更換。
3）發(fā)現(xiàn)柴油發(fā)電機(jī)有故障時要及時排除，避免因小故障而造成大的損失；
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柴油發(fā)電機(jī)的進(jìn)、排氣系統(tǒng)的作用是什么
進(jìn)氣系統(tǒng)的作用是保證柴油發(fā)電機(jī)的各氣缸在工作時得到充足的新鮮空氣和排出燃燒室內(nèi)燃燒后形成的廢氣。進(jìn)排氣系統(tǒng)主要由空氣濾清器、進(jìn)氣管、排氣管、消聲器、氣缸蓋進(jìn)氣道及氣缸蓋排氣道等組成。另外為了提高柴油發(fā)電機(jī)的輸出功率，增壓柴油發(fā)電機(jī)裝有增壓器，高級增壓系統(tǒng)中還裝有中冷器等。柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)、排氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。本文主要介紹防爆型柴油發(fā)電機(jī)組的進(jìn)氣和排氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及作用。
一、進(jìn)氣系統(tǒng)
防爆型柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)由進(jìn)氣管、進(jìn)氣阻火柵欄，空氣關(guān)斷閥及空氣濾清器等組成。
1、進(jìn)氣阻火柵欄構(gòu)造為疊片式，由多塊1.2mm厚，51mm寬的不銹鋼板疊加在一起制成的一組柵欄，柵欄片與片的間隙≤0.5mm專為熄滅火焰之用。是為了防止柴油機(jī)氣缸內(nèi)可能返回的火焰直接通向大氣、火焰經(jīng)它熄滅，不至引燃工作環(huán)境的易燃?xì)?。為了保證柴油機(jī)有足夠的進(jìn)氣量，應(yīng)經(jīng)常清理柵欄的表面和間隙間的雜質(zhì)。清理時應(yīng)保證柵欄間隙不被破壞?？諝怅P(guān)斷閥是為了而設(shè)置的，在柴油機(jī)發(fā)生“飛車”現(xiàn)象時，用作緊急停車用。在空氣關(guān)斷閥關(guān)閉狀態(tài)下進(jìn)氣被完全切斷，在5～10秒內(nèi)，柴油機(jī)即可停止運(yùn)轉(zhuǎn)。在正常工作狀況停機(jī)時，要使用停機(jī)開關(guān)，嚴(yán)禁使用空氣關(guān)斷閥停機(jī)。
2、空氣濾清器
空氣濾清器的作用是濾除掉空氣中的雜，以保證清潔的空氣進(jìn)人氣缸內(nèi)。否則會導(dǎo)致氣缸套和活塞組零件早期磨損，縮短柴油發(fā)電機(jī)的使用受命，空氣濾清器一般又分為干式濾清器和濕式濾清器。
紙質(zhì)干式空氣濾清器的結(jié)構(gòu)。它不需要加注機(jī)油，即可將空氣中的雜質(zhì)濾除，其原理是通過改變空氣流動方向或使空氣穿過具有微孔的濾芯，以達(dá)到凈化空氣的目的。干式空氣濾清器的濾芯一般有金屬網(wǎng)狀濾芯和紙質(zhì)濾芯兩種。這兩種濾芯一般使用150h后，需要濾芯中的雜質(zhì)。金屬網(wǎng)狀漶芯取出后應(yīng)放在汽油中清洗，并用壓縮空氣吹干。紙質(zhì)濾芯取出后，一般用手或木棒輕輕敲擊其端面，使其吸附在濾芯上的灰塵和雜質(zhì)脫落。
濕式濾清器殼的底部放置了一定量的機(jī)油，其日的是利用機(jī)油的黏性吸附進(jìn)人氣缸中空氣的灰塵和雜質(zhì)。目前，進(jìn)口和國產(chǎn)柴油發(fā)電機(jī)較多采用的是濕式空氣濾清器。
濕式空氣濾清器的結(jié)構(gòu)。濕式空氣濾清器濾芯所吸附灰塵和雜質(zhì)較多時，一般可將濾芯放置在汽油中清洗并用壓縮空氣吹干。更換機(jī)油后，再把吹干的濾芯裝人空氣濾清器。
3、進(jìn)氣管
進(jìn)氣管的作用就是按照柴油機(jī)的工作次序，分別供給各缸充足的新鮮空氣。進(jìn)氣管一般是用鑄鐵或鋁合金鑄造，如圖1所示。進(jìn)氣管和排氣管分別安裝在氣缸蓋的兩側(cè)，如果在一側(cè)裝配，會使排氣管的高溫傳給進(jìn)氣管，造成進(jìn)人氣缸內(nèi)的空氣密度減小，影響進(jìn)氣量。同時，為了減小空氣的流通阻力，進(jìn)氣管內(nèi)壁一般要做的比較平整和光滑。
圖1 四缸機(jī)進(jìn)氣管
二、 排氣系統(tǒng)
防爆型排氣系統(tǒng)由水夾層排氣管、水夾層彎管、水夾層波紋管、廢氣處理箱和排氣阻火柵欄以及補(bǔ)水箱等組成。
1、廢氣處理箱（如2所示）
(1) 水夾層排氣管、水夾層彎管和水夾層波紋管，水夾層中的水作為冷卻液與柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)聯(lián)通封閉循環(huán)冷卻，保證排氣管表面溫度不超150℃。各部件之間在連接處通過橡膠軟管將各水夾層聯(lián)通，使水夾層形成了一個通暢的循環(huán)水路。水夾層波紋管位于柴油機(jī)和廢氣處理箱之間，主要起減震的作用。
(2) 廢氣處理箱內(nèi)有排氣阻火柵欄、水浴箱和膨脹箱。用以處理由排氣管進(jìn)入的廢氣。主要用作熄滅廢氣中的火焰、進(jìn)一步冷卻和洗滌廢氣，炭煙及溶解廢氣中的部分有害物質(zhì)。經(jīng)過排氣阻火柵欄熄滅火焰和水浴處理后的廢氣經(jīng)膨脹箱、排氣尾管通向大氣。
(3) 排氣阻火柵欄構(gòu)造為疊片式，由多塊1.2mm厚，51mm寬的不銹鋼板疊加在一起制成的一組柵欄，柵欄片與片的間隙≤0.5mm專為熄滅火焰之用。要及時清理柵欄的表面和間隙間的雜質(zhì)和積炭，以保證排氣的暢通。排氣阻火柵欄，要做到每天一清理，清理時打開維修門，松動頂緊輪，抽出柵欄，清理兩表面上的積炭和雜質(zhì)，然后將柵欄裝回頂緊，關(guān)閉維修門并鎖住。維修清理時應(yīng)保證柵欄間隙不被破壞。
(4) 廢氣處理箱中的水量控制，廢氣處理箱中的水量約50升，與補(bǔ)水箱連通。廢氣處理箱中水量的大小由進(jìn)水浮球閥和水位報警浮球控制，進(jìn)水浮球閥控制 水位和在水量不足時由補(bǔ)水箱向廢氣處理箱中補(bǔ)水。水位報警浮球在水位降至 控制水位且補(bǔ)水箱無法正常向廢氣處理箱中補(bǔ)水時，啟動自動保護(hù)裝置報警并在1分鐘內(nèi)使柴油機(jī)自動停機(jī)。因此，每次工作前必須將補(bǔ)水箱加滿水，在工作中要隨時觀察補(bǔ)水箱的水位，及時加水保證防爆柴油機(jī)工作正常。
(5) 氣密封襯墊，在進(jìn)、排氣的管路中，各連接法蘭處都夾有密封襯墊，襯墊均采用特制的銅皮包封石棉板制成，具有良好的彈性、拆裝時若發(fā)現(xiàn)有損壞或失去彈性應(yīng)予更換，對各處的密封面不許有任何碰傷和劃痕。
防爆柴油機(jī)排氣系統(tǒng)-康明斯發(fā)電機(jī)組.png
廢氣處理箱的結(jié)構(gòu)示意圖
2、消聲器
消聲器的作用：主要是減少廢氣排出時的噪聲。消聲器一般用鋼板沖壓并經(jīng)焊接而成。在裝配時，消聲器帶有斜面的出口要朝下，以防止雨水或異物進(jìn)人。
3、排氣管
排氣管的作用是按照柴油機(jī)各缸的工作次序，分別把燃燒室燃燒后形成的廢氣從燃燒室中排出。排氣管一般采用鑄鐵鑄造。為了減小排氣阻力，排氣管內(nèi)壁要做的直徑較大且平整和光滑。同時，排氣外管的彎曲度要做的盡可能小，否則會影響柴油機(jī)的輸出功率。
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發(fā)電機(jī)組在溫度較低的情況下應(yīng)該注意的事項：
一、不能使用明火烘烤柴油發(fā)電機(jī)油底殼。這樣會使油底殼內(nèi)的機(jī)油變質(zhì)，甚至燒焦，潤滑性能降低或完全喪失，從而加劇機(jī)器磨損，冬季應(yīng)選用低凝點的機(jī)油。
二、冬季應(yīng)選用凝點低和發(fā)火性能好的輕柴油。因為冬季的低氣溫會降低柴油的流動性，使粘度增大，不容易噴散，會造成霧化不良，不能充分燃燒，導(dǎo)致柴油發(fā)電機(jī)的動力下降，造成浪費。一般要求柴油的凝點應(yīng)低于本地當(dāng)前季節(jié)低氣7-10℃。
三、柴油發(fā)電機(jī)組熄火以后，水溫在60℃以下，水不燙手，再熄火放水。機(jī)體在度較高時突然受冷空氣侵襲會產(chǎn)生驟縮，出現(xiàn)裂紋。水要徹底排凈。
四、空氣弗列加濾清器不能取下加熱，造成活塞氣缸等部件磨損。
冬季氣溫低，發(fā)電機(jī)組工作時冷卻過度。故保溫是冬季用好柴油發(fā)電機(jī)的關(guān)鍵。在北方地區(qū)，冬天使用的柴油發(fā)電機(jī)都應(yīng)配備保溫套和保溫簾等防寒設(shè)備常采用無水啟動（先啟動，后加冷卻水）的非正常啟動方法。這種做法會對機(jī)器造成嚴(yán)重?fù)p害，應(yīng)禁止使用。 預(yù)熱方法：先將保溫被罩在水箱上，打開放水閥，向水箱內(nèi)連續(xù)注入60-70℃的清潔軟水，用手觸摸放水閥流出的水有燙手感覺時，再關(guān)閉放水閥，向水箱灌入90-100℃的清潔軟水，并搖轉(zhuǎn)曲軸，使各運(yùn)動件得到適當(dāng)預(yù)先潤滑，然后再行啟動。
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