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气缸套高频振动是柴油发电机产生穴蚀的根本原因 导读：发生穴蚀破坏的除了柴油发电机气缸套零件外，还有轴瓦、喷油泵注塞、螺旋桨桨叶及离心泵叶轮等。机件穴蚀破坏问题日益引起人们的关注，尤其是缸套穴蚀已是柴油发电机的重要问题，引起国内外的重视与研究。气缸套穴蚀是柴油发电机普遍存在的严重问题。随着柴油发电机的功率增加、强载度提高和高速、轻型化，气缸套穴蚀破坏就成为妨碍柴油发电机正常运转的首要问题，严重地影响柴油发电机的工作可靠性和气缸套的使用寿命。 一般说来，高速、轻型大功率柴油发电机，不论是开式冷却还是闭式冷却，气缸套都有不同程度的穴蚀。有的柴油发电机投入运转不久(仅几十小时)就会在气缸套外圆表面上出现穴蚀小孔，甚至柴油发电机运转不足千小时缸套就因穴蚀穿孔而报废，此时缸套内表面尚未磨损。二冲程十字头式低速柴油发电机气缸套基本不发生穴蚀破坏。 1．穴蚀部位：缸套穴蚀发生在湿式气缸套外圆表面上，一般集中在柴油发电机的左右侧方向，特别是承受侧推力 一侧的偏上方；冷却水进口、水流转向处和水腔狭窄处对应的缸壁上；缸套下部密封圈附近缸壁。缸套冷却水腔除缸套穴蚀外，不应忽视气缸套和气缸体材料的差异和材料内部的各种电化学不均匀性导致的宏观和微观电化学腐蚀。这两种腐蚀同时存在或交替进行均会加重缸套的腐蚀。此外，冷却水(海水或淡水)的水质、含气量、流速等均对穴蚀有影响。 2.气缸套穴蚀机理 1）一般穴蚀机理：迄今为止，关于穴蚀机理的论述很多，其中较为普遍接受的一种理论认为：机件发生穴蚀的先决条件是机件浸于液体中，并与液体有相对运动，或机件在液体中受到某种能量的传递作用，形成液体中的局部瞬时高压或瞬时高真空。在瞬时高真空区，液体汽化形成气泡，或溶于水中的空气以空泡形式从液体中分离出来；在另一瞬间形成高压时，空泡、气泡被压缩，泡内气体迅速液化而使气泡溃灭，这时周围液体急速冲向溃灭处，产生极强的冲击波作用在金属表面。频繁地冲击，使机件表面金属逐渐剥落。与此同时，金属表面还产生微观电化学腐蚀，两种腐蚀交替进行共同作用致使机件穴蚀破坏。 2) 柴油发电机气缸套外圆表面与气缸体(或机体)构成冷却水空间，在狭小的环形通道中流动着淡水或海水。柴油发电机运转时，由于缸套和活塞之间的间隙，活塞在侧推力作用下不断地冲撞着缸壁的左、右侧，使气缸套产生高频振动。缸套高频振动和缸壁的弹性变形使冷却水空间的容积交替地增大和减小，冷却水相应交替地膨胀与被压缩。膨胀时受拉伸作用形成瞬时低压，被压缩时形成瞬时高压。此外，冷却水进口和流动时产生涡漩使冷却水通道内压力变化，也会形成瞬时高压或低压。在瞬时低压时产生气泡，瞬时高压时气泡溃灭，缸套外圆表面频繁受到冲击和微观电化学腐蚀作用而破坏。 3．影响缸套穴蚀的因素：生产中并非所有的筒状活塞式柴油发电机气缸套都发生穴蚀破坏，即使是发生穴蚀破坏其程度也各不相同。缸套穴蚀与柴油发电机的机型、结构、爆发压力、冷却水腔和冷却介质、柴油发电机的工艺参数等有关。 1）缸套振动。柴油发电机运转中气缸套高频振动是产生穴蚀的根本原因，缸套振动强度与以下各点有关：（1）活塞与气缸套之间的配合间隙：活塞在气缸中运动时，活塞对气缸壁的冲击能量的大小取决于活塞质量和活塞在气缸中横摆时的速度。活塞质量固定不变，但速度随着活塞与缸套之间的配合间隙的增加而增大。所以，活塞对缸壁的冲击能量取决于活塞与缸套配合间隙的大小。配合间隙大，活塞横摆加速度大，冲击前壁能量大，则缸套振动增强。（2）缸套刚度：缸套刚度直接影响缸套的振动。刚度大，受活塞冲击时缸套变形小，振动小，可有效地防止穴蚀。缸套刚度除与其材料有关外，还与缸套壁厚和纵向支承跨距的大小有关，缸壁厚度增加，支承跨距缩短，缸套刚度增大。气缸套与气缸体(机体)之间的配合间隙对缸套的刚度亦有影响。如果柴油发电机缸套与缸体铸成一体，缸套刚度增大，可有效地防止穴蚀。（3）冷却水腔结构 冷却水腔通道太窄，水流速度增高，容易产生空泡。柴油发电机设计时要求冷却水腔内水流速度应小于2m/s，水腔宽度t为14%D (D为气缸套内径)或不小于10mm，各处均匀一致，水流畅通不形成死水区和涡流区，有利于降低缸套穴蚀。柴油发电机把冷却水腔窄处由1.5mm增至7mm，大大降低缸套穴蚀。 2）冷却水温度与压力：冷却水温度过高将加速腐蚀的进程，但也不宜长期水温过低。实验表明，钢铁和铝等金属材料在淡水温度为50～60oC时穴蚀严重，随着水温的升高，穴蚀破坏减轻。从发挥柴油发电机的效能和降低腐蚀、穴蚀出发，冷却水腔淡水温度在80～90oC为好。冷却水压力高可以抑制空泡的形成，减少穴蚀的发生。但冷却水压力提高将使其温度升高而加速穴蚀。 4．防止缸套穴蚀的措施 除从材料和结构上的改进来防止和降低缸套穴蚀外，对柴油发电机气缸套穴蚀，还可采用以下措施： （1）缸套外圆表面覆盖保护层或强化层。采用镀铬、渗氮、喷陶瓷、涂环氧树脂或涂尼龙等工艺使金属表面与冷却水隔开，或使缸套外圆表面强化，可有效地防止电化学腐蚀与穴蚀。 （2）在冷却水腔内安装锌块实施阴极保护防止电化学腐蚀；例如柴油发电机气缸套外表面安装锌带并坚持定期更换取得防止穴蚀的良好效果。 （3）在冷却水中加入缓蚀剂；例如乳化油缓蚀剂或被膜缓蚀剂，使在缸套外表面上形成一层较薄的连续保护膜，不仅可以防止电化学腐蚀，而且可以减弱空泡破裂时的冲击波对缸套外表面的冲击作用，从而减轻穴蚀。 结论：在实践中防止或减轻穴蚀的方法很多，选用时依具体机型、结构和产生穴蚀的原因而定，以取得良好效果。

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影响柴油发电机燃油消耗率的5点因素与对应措施 柴油发电机以其热效率高、结构紧凑、机动性强、运行维护简便等优点成为了重要的动力机械。这一热能机械，既使节约百分之一的燃料也会带来巨大的经济效益。因此，降低柴油发电机的燃油消耗一直是企业追求的目标。本公司根据这一问题重点分析了影响柴油发电机燃油消耗率的原因，提出了降低燃油消耗率的措施。 影响柴油发电机燃油消耗率的因素与措施： 1.柴油发电机运行组织是否合理对柴油发电机的燃油消耗有很大影响，运行组织不合理能造成柴油发电机周转率低，有火停留时间长，燃油的无功消耗占总清耗量的比重大，显然不合理的柴油发电机运用方式是燃油无功消耗的根源。措施：完善运行方式合理调配和使用柴油发电机减少待发时间和单机走行时间提高柴油发电机利用率减少无功消耗。 2.值机人员操纵水平不但是柴油发电机正点运行的有力保证，同时对柴油发电机的功率发挥燃油消耗的经济性有较大影响。不同的操纵方法将导致不同的燃油消耗，熟悉线路纵断面、准确掌握柴油发电机运行速度及区间运行时分、操纵平稳、制动时机恰当的值机人员的操纵，燃油消耗就少，反之燃油消耗就会增加单耗上升。 3.燃油供应系统中，喷油泵及喷油器的质量直接决定柴油发电机燃烧状态。喷油泵流量不符合规定喷油器提前度偏大或偏小化不良是造成燃烧不良的主要原因。喷油泵压力不够，喷油器检修不好或检修不及时会造成柴油雾化不良，燃烧不干凈，将产生大量的燃油滴漏浪费。这些滴漏的燃油不但造成浪费，而且还会在柴油发电机燃烧部位产生大虽的积碳，影响柴油发电机和增压器工作的效率，进一步降低了柴油发电机的输出功率增加了燃油的消耗。可见对喷油器检修的及时性对节约燃油有重要的意义。措施：（1）提高备品检修质量，完善检修工艺，按范围对喷油泵、喷油器定期互换，上试验台检测、及时发现状态不良的喷油泵、喷油器及时检修。（2）对喷油器针阀偶件、弹簧、支座板等卖行寿命管理（3）尽可能使用长效喷油器 4.增压器、中冷器、空气弗列加滤清器工作状态不良、均会造成柴油发电机的工作质量下降。增压空气的压力、温度与进气量直接影响燃油在气缸里能否有效、充分地燃烧。空气弗列加滤清器堵塞、中冷器冷却效率过低、增压器空气压力不足都会减少进入气缸的空气量，造成燃烧不充分而使油的消耗增大。措施：（1）对增压器的真空度进行检测，检测不良时及时拆下检修或者更换。（2）定期清洗空气弗列加滤清器根据状态及时更挨弗列加滤清器，确保进气的通与足量（3）适时检测中冷器的进气压力、温度、出口压力、中冷水温等指标、对中冷器的性能进行评定，发现不良及时更换。 5.功率调整：柴油发电机功率受诸多因素影响。如果柴油发电机主发电机外特性调整点偏离曲线过多，柴油发电机功率就不能正常发挥。当电功率高于柴油发电机功率时，柴油发电机就会出现压转速的现象。此时燃烧条件就会恶化，燃油燃烧就会不充分产生浪费。措施：定期上水阻进行功率调整，保证柴油发电机良好的牵引特性。 通过以上分析，我们发现影响柴油发电机燃油消耗的因素主要有柴油发电机运行编排的因素，柴油发电机自身质量状态完好情况的因素，操纵方面的因素，燃油品质以及线路质量方面的因素，通过以上的原因分析与对策研究。综合来看，只要采取的对策适当，那么降低柴油发电机燃油消耗并维持在较低水平是没有任何问题的。