維曼發(fā)電機(jī)租賃為您分析氣缸套高頻振動(dòng)是柴油發(fā)電機(jī)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(jī)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(jī)件穴蝕破壞問(wèn)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(jī)的重要問(wèn)題，引起國(guó)內(nèi)外的重視與研究。氣缸套穴蝕是柴油發(fā)電機(jī)普遍存在的嚴(yán)重問(wèn)題。隨著柴油發(fā)電機(jī)的功率增加、強(qiáng)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(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的首要問(wèn)題，嚴(yán)重地影響柴油發(fā)電機(jī)的工作可靠性和氣缸套的使用壽命。

一般說(shuō)來(lái)，高速、輕型大功率柴油發(fā)電機(jī)，不論是開(kāi)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(jī)投入運(yùn)轉(zhuǎn)不久(僅幾十小時(shí))就會(huì)在氣缸套外圓表面上出現(xiàn)穴蝕小孔，甚至柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不足千小時(shí)缸套就因穴蝕穿孔而報(bào)廢，此時(shí)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(jī)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(jī)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(jìn)口、水流轉(zhuǎn)向處和水腔狹窄處對(duì)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(shí)存在或交替進(jìn)行均會(huì)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(duì)穴蝕有影響。
2.氣缸套穴蝕機(jī)理
  1）一般穴蝕機(jī)理：迄今為止，關(guān)于穴蝕機(jī)理的論述很多，其中較為普遍接受的一種理論認(rèn)為：機(jī)件發(fā)生穴蝕的先決條件是機(jī)件浸于液體中，并與液體有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，或機(jī)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(shí)高壓或瞬時(shí)高真空。在瞬時(shí)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(lái)；在另一瞬間形成高壓時(shí)，空泡、氣泡被壓縮，泡內(nèi)氣體迅速液化而使氣泡潰滅，這時(shí)周?chē)后w急速?zèng)_向潰滅處，產(chǎn)生極強(qiáng)的沖擊波作用在金屬表面。頻繁地沖擊，使機(jī)件表面金屬逐漸剝落。與此同時(shí)，金屬表面還產(chǎn)生微觀電化學(xué)腐蝕，兩種腐蝕交替進(jìn)行共同作用致使機(jī)件穴蝕破壞。

  2) 柴油發(fā)電機(jī)氣缸套外圓表面與氣缸體(或機(jī)體)構(gòu)成冷卻水空間，在狹小的環(huán)形通道中流動(dòng)著淡水或海水。柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，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(dòng)。缸套高頻振動(dòng)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(shí)受拉伸作用形成瞬時(shí)低壓，被壓縮時(shí)形成瞬時(shí)高壓。此外，冷卻水進(jìn)口和流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生渦漩使冷卻水通道內(nèi)壓力變化，也會(huì)形成瞬時(shí)高壓或低壓。在瞬時(shí)低壓時(shí)產(chǎn)生氣泡，瞬時(shí)高壓時(shí)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(jī)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(jī)的機(jī)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(jī)的工藝參數(shù)等有關(guān)。

  1）缸套振動(dòng)。柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中氣缸套高頻振動(dòng)是產(chǎn)生穴蝕的根本原因，缸套振動(dòng)強(qiáng)度與以下各點(diǎn)有關(guān)：（1）活塞與氣缸套之間的配合間隙：活塞在氣缸中運(yùn)動(dòng)時(shí)，活塞對(duì)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(shí)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(duì)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(dòng)增強(qiáng)。（2）缸套剛度：缸套剛度直接影響缸套的振動(dòng)。剛度大，受活塞沖擊時(shí)缸套變形小，振動(dòng)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(jī)體)之間的配合間隙對(duì)缸套的剛度亦有影響。如果柴油發(fā)電機(jī)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(jī)設(shè)計(jì)時(shí)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(jī)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(guò)高將加速腐蝕的進(jìn)程，但也不宜長(zhǎng)期水溫過(guò)低。實(shí)驗(yàn)表明，鋼鐵和鋁等金屬材料在淡水溫度為50～60oC時(shí)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(jī)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(jìn)來(lái)防止和降低缸套穴蝕外，對(duì)柴油發(fā)電機(jī)氣缸套穴蝕，還可采用以下措施：

（1）缸套外圓表面覆蓋保護(hù)層或強(qiáng)化層。采用鍍鉻、滲氮、噴陶瓷、涂環(huán)氧樹(shù)脂或涂尼龍等工藝使金屬表面與冷卻水隔開(kāi)，或使缸套外圓表面強(qiáng)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(shí)施陰極保護(hù)防止電化學(xué)腐蝕；例如柴油發(fā)電機(jī)氣缸套外表面安裝鋅帶并堅(jiān)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(hù)膜，不僅可以防止電化學(xué)腐蝕，而且可以減弱空泡破裂時(shí)的沖擊波對(duì)缸套外表面的沖擊作用，從而減輕穴蝕。

結(jié)論：在實(shí)踐中防止或減輕穴蝕的方法很多，選用時(shí)依具體機(jī)型、結(jié)構(gòu)和產(chǎn)生穴蝕的原因而定，以取得良好效果。

影響柴油發(fā)電機(jī)燃油消耗率的5點(diǎn)因素與對(duì)應(yīng)措施
  柴油發(fā)電機(jī)以其熱效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)成為了重要的動(dòng)力機(jī)械。這一熱能機(jī)械，既使節(jié)約百分之一的燃料也會(huì)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。因此，降低柴油發(fā)電機(jī)的燃油消耗一直是企業(yè)追求的目標(biāo)。本公司根據(jù)這一問(wèn)題重點(diǎn)分析了影響柴油發(fā)電機(jī)燃油消耗率的原因，提出了降低燃油消耗率的措施。
影響柴油發(fā)電機(jī)燃油消耗率的因素與措施：
  1.柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)行組織是否合理對(duì)柴油發(fā)電機(jī)的燃油消耗有很大影響，運(yùn)行組織不合理能造成柴油發(fā)電機(jī)周轉(zhuǎn)率低，有火停留時(shí)間長(zhǎng)，燃油的無(wú)功消耗占總清耗量的比重大，顯然不合理的柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)用方式是燃油無(wú)功消耗的根源。措施：完善運(yùn)行方式合理調(diào)配和使用柴油發(fā)電機(jī)減少待發(fā)時(shí)間和單機(jī)走行時(shí)間提高柴油發(fā)電機(jī)利用率減少無(wú)功消耗。
  2.值機(jī)人員操縱水平不但是柴油發(fā)電機(jī)正點(diǎn)運(yùn)行的有力保證，同時(shí)對(duì)柴油發(fā)電機(jī)的功率發(fā)揮燃油消耗的經(jīng)濟(jì)性有較大影響。不同的操縱方法將導(dǎo)致不同的燃油消耗，熟悉線路縱斷面、準(zhǔn)確掌握柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)行速度及區(qū)間運(yùn)行時(shí)分、操縱平穩(wěn)、制動(dòng)時(shí)機(jī)恰當(dāng)?shù)闹禉C(jī)人員的操縱，燃油消耗就少，反之燃油消耗就會(huì)增加單耗上升。
  3.燃油供應(yīng)系統(tǒng)中，噴油泵及噴油器的質(zhì)量直接決定柴油發(fā)電機(jī)燃燒狀態(tài)。噴油泵流量不符合規(guī)定噴油器提前度偏大或偏小化不良是造成燃燒不良的主要原因。噴油泵壓力不夠，噴油器檢修不好或檢修不及時(shí)會(huì)造成柴油霧化不良，燃燒不干凈，將產(chǎn)生大量的燃油滴漏浪費(fèi)。這些滴漏的燃油不但造成浪費(fèi)，而且還會(huì)在柴油發(fā)電機(jī)燃燒部位產(chǎn)生大雖的積碳，影響柴油發(fā)電機(jī)和增壓器工作的效率，進(jìn)一步降低了柴油發(fā)電機(jī)的輸出功率增加了燃油的消耗。可見(jiàn)對(duì)噴油器檢修的及時(shí)性對(duì)節(jié)約燃油有重要的意義。措施：（1）提高備品檢修質(zhì)量，完善檢修工藝，按范圍對(duì)噴油泵、噴油器定期互換，上試驗(yàn)臺(tái)檢測(cè)、及時(shí)發(fā)現(xiàn)狀態(tài)不良的噴油泵、噴油器及時(shí)檢修。（2）對(duì)噴油器針閥偶件、彈簧、支座板等賣(mài)行壽命管理（3）盡可能使用長(zhǎng)效噴油器
  4.增壓器、中冷器、空氣弗列加濾清器工作狀態(tài)不良、均會(huì)造成柴油發(fā)電機(jī)的工作質(zhì)量下降。增壓空氣的壓力、溫度與進(jìn)氣量直接影響燃油在氣缸里能否有效、充分地燃燒?？諝飧チ屑訛V清器堵塞、中冷器冷卻效率過(guò)低、增壓器空氣壓力不足都會(huì)減少進(jìn)入氣缸的空氣量，造成燃燒不充分而使油的消耗增大。措施：（1）對(duì)增壓器的真空度進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)不良時(shí)及時(shí)拆下檢修或者更換。（2）定期清洗空氣弗列加濾清器根據(jù)狀態(tài)及時(shí)更挨弗列加濾清器，確保進(jìn)氣的通與足量（3）適時(shí)檢測(cè)中冷器的進(jìn)氣壓力、溫度、出口壓力、中冷水溫等指標(biāo)、對(duì)中冷器的性能進(jìn)行評(píng)定，發(fā)現(xiàn)不良及時(shí)更換。
  5.功率調(diào)整：柴油發(fā)電機(jī)功率受諸多因素影響。如果柴油發(fā)電機(jī)主發(fā)電機(jī)外特性調(diào)整點(diǎn)偏離曲線過(guò)多，柴油發(fā)電機(jī)功率就不能正常發(fā)揮。當(dāng)電功率高于柴油發(fā)電機(jī)功率時(shí)，柴油發(fā)電機(jī)就會(huì)出現(xiàn)壓轉(zhuǎn)速的現(xiàn)象。此時(shí)燃燒條件就會(huì)惡化，燃油燃燒就會(huì)不充分產(chǎn)生浪費(fèi)。措施：定期上水阻進(jìn)行功率調(diào)整，保證柴油發(fā)電機(jī)良好的牽引特性。
  通過(guò)以上分析，我們發(fā)現(xiàn)影響柴油發(fā)電機(jī)燃油消耗的因素主要有柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)行編排的因素，柴油發(fā)電機(jī)自身質(zhì)量狀態(tài)完好情況的因素，操縱方面的因素，燃油品質(zhì)以及線路質(zhì)量方面的因素，通過(guò)以上的原因分析與對(duì)策研究。綜合來(lái)看，只要采取的對(duì)策適當(dāng)，那么降低柴油發(fā)電機(jī)燃油消耗并維持在較低水平是沒(méi)有任何問(wèn)題的。
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