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(zhuǎn)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(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(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(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：（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。

發(fā)電機的維護和保養(yǎng)工作的基本要求是一樣的嗎 發(fā)電機組上用到的各類電機，如交流同步發(fā)電機（有刷、無刷）、充電發(fā)電機、啟動電機和勵磁機等，它們的維護和保養(yǎng)工作的基本要求是一樣的，內(nèi)容也大同小異，在修理前均應進行整體檢查，查明故障原因，并預先估計出必要的修理工作范圍，確定電機修理工作的內(nèi)容和工作量。 當電機故障性質(zhì)已大體確定，明確修理工作范圍之后，如有必要方可把電機拆卸。拆卸過程中還要進一步確定故障點，地確定電機修理工作內(nèi)容。 拆卸前，首先要做好準備工作，如各種工具，以及做好拆卸前的記錄和檢查工作，然后再進行正確的拆卸。 一、拆卸前的檢查與記錄 電機拆卸前應先初步對繞組的狀態(tài)、絕緣電阻、軸承的狀態(tài)、換向器和滑環(huán)、電刷和刷握及轉(zhuǎn)子和定子的配合等情況進行檢查和記錄，以便對被檢修電機的原有故障有所了解，確定檢修方案及備料，保證檢修工作正常進行。 一、同步發(fā)電機的拆裝 正確合理地進行同步發(fā)電機的拆卸、安裝和調(diào)整，是維護保養(yǎng)好同步發(fā)電機的重要環(huán)節(jié)之一。在拆裝發(fā)電機時，首先應了解發(fā)電機的構造，然后采用適當?shù)姆椒ê拖鄳牟鹧b工具，即可順利地進行電機的維護保養(yǎng)與修理。下面介紹無刷發(fā)電機的拆裝方法，其他各類電機可參照下述方法進行。 （一）拆卸步驟 ①卸下勵磁機后罩，拆開整流器直流輸出線的接頭，用旋具將軸上的彈簧圈取下，順軸向可看到勵磁機轉(zhuǎn)子軸套上有個螺孔，準備幾根雙頭螺桿將勵磁機轉(zhuǎn)子拉出。對于勵磁機轉(zhuǎn)子安裝在兩軸承之間的，一般不需拆下。 ②卸下后軸承外蓋，拆開勵磁機定子與主發(fā)電機接線板之間的連線，再卸下電機后端蓋上的4顆螺栓，將后端蓋連同勵磁機定子一起卸下來。 ③卸下前軸承外蓋，再卸下前端蓋的4顆螺栓，用撬杠或龍頭敲打端蓋四角，使端蓋退出止口，卸下前端蓋。 ④小型電機的轉(zhuǎn)子可用手取出，值得注意的是不要擦傷鐵芯和繞組。轉(zhuǎn)子風扇若大于定子內(nèi)孔時，應從右側(cè)取出。有滑環(huán)或換向器的電機，應從有滑環(huán)或換向器的一側(cè)取出。對于較大型電機，取出轉(zhuǎn)子要使用吊車，轉(zhuǎn)軸一端套人適當內(nèi)徑的鋼管。吊起轉(zhuǎn)子，將其慢慢移出定子。 ⑤下軸承彈簧圈按照方法，用拉爪將兩軸承拉下。 （二）裝配步驟 裝配時，首先要檢查定子內(nèi)有無雜物，將各部件上的配合面徹底擦拭干凈，同步發(fā)電機的裝配過程與其拆卸過程大致相反。特別注意：將轉(zhuǎn)子裝入定子時不可碰到定子線圈，以免損壞其絕緣。 （三）拆裝注意事項 ①拆開各連線接頭時，應注意線頭標號，如標號遺失或模糊不清，應重新做好標號。當重新裝配時按線路圖原位重接，不可調(diào)錯。 ②卸下的零部件應妥善保藏，不可隨意亂放，以免丟失，零部件應小心輕放，避免因撞擊造成變形或損壞。 ③在更換旋轉(zhuǎn)整流器元件時，注意整流元件的導通方向應與原元件方向一致。用萬用表測量其正向及反向電阻，可判斷硅整流元件是否損壞。整流元件的正向（導通方向）電阻應該很小，用萬用表測量應當小于數(shù)千歐，而反方向電阻應該很大，一般大于10kΩ。 ④如更換發(fā)電機的勵磁繞組，接頭時應注意磁極的極性。磁極線圈應一正一反依次序串聯(lián)，勵磁機定子上的 磁鐵，面對轉(zhuǎn)子的一端極性為N，磁鐵兩旁的磁極為s，主發(fā)電機勵磁繞組的端部仍應打上鋼絲箍。鋼絲的直徑及匝數(shù)應與原來相同。絕緣處理后，發(fā)電機轉(zhuǎn)子應在動平衡機上校正動平衡。校正動平衡的方法是：在發(fā)電機的風扇上以及非拖動端的平衡環(huán)上加重。 ⑤拆卸軸承蓋及軸承時，注意將拆下的零件用干凈的紙張妥善遮蓋，避免塵土飛入，如有塵土侵人軸承脂，應將軸承脂全部更換。 ⑥重新裝配端蓋及軸承蓋時，為使再次拆卸方便，應在端蓋止口上及緊固螺栓上加少許機油。端蓋或軸承螺栓應逐個交叉旋入，不能先緊一個再緊其余。 ⑦發(fā)電機裝配完畢后，用手或其他工具慢慢轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子應轉(zhuǎn)動靈活，無擦碰現(xiàn)象。