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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，以取得良好预防效果。

柴油发电机起动后排气管冒黑烟具体原因是什么 柴油发电机起动后排气管冒黑烟的故障，一般是由于柴油喷人燃烧室后燃烧不完善，造成大量的游离碳和废气一起排出所致。柴油发电机组排气冒黑烟的具体原因与排除方法如下： 1.供油提前角太小 （1）故障分析。当柴油发电机组供油提前角过小时，会造成喷油器喷油延迟，使喷入燃烧室的柴油来不及充分燃烧就被排出，即柴油机后燃严重而使排气冒黑烟。当供油提前角过小时还会导致排气温度增高，耗油量增大，功率不足等故障现象。 （2）故障排除方法。维修人员在遇到排气冒黑烟现象时，首先应检查供油提前角是否正确。 2.柴油发机组超负荷工作 （1）故障分析。柴油发电机组在运转过程中，若出现超负荷工作时，会导致喷入燃烧室的柴油增多，在燃烧室空气量不变的情况下，就会使多余的柴油得不到充分的燃烧而出现排气冒黑烟现旁 （2）故障排除方法。上述情况导致的排气冒黑烟现象，只要降低负荷使用就可。对于使用时间较长而又得不到正常维护的柴油发电机组，应降低负荷使用。 3.柴油发电机组各缸供油量不均匀 （1)故障分析。柴油发电机组在额定负荷下工作时，若各缸供油量不均匀，就会使柴油机出现冒黑烟现象，这主要是因为各缸供油量所承担的负荷是一定的，若出现个别缸供油量减少时，相比其他的缸就要超负荷工作，供油量多的缸喷人燃室的柴油多，柴油得不到充分燃烧后，就出现冒黑烟的故障现象。 （2）故障排除方法。检查是哪一缸供油量过大，可采用隔断法检查。方法是：机组起动后，分别断开喷油泵各缸的高压油管。心若某一缸断开后，黑烟消失或明显减弱，且转速下降比其他缸断油时明显，这说明该缸供油量过大。 排除方法是：拆下喷油泵到校泵中心调整各缸的供油量，使各缸供油量符合技术要求。 4.喷油器故障 （1）故障分析。喷油器若出现滴油、窜油或雾化不良时，会导致喷人燃烧室内的柴油燃烧时间延迟而出现排气冒黑烟的故障现象。 （2）故障排除方法。排除上述故障时，可用隔断法确定冒黑烟的缸，然后拆下喷油器装配到另一个气缸中，若故障转移到该缸，则说軔此喷油器有故障，应拆下在喷油器校验台上进行检查。若出现滴油、窜油或雾化不良时，应更换喷油嘴偶件并将喷油压力调整到规定要求。 5.燃烧室密封不良 （1）故障分析。燃烧室内部密封不良时，会导致气缸内部压缩空气量减少，且压缩终占时的温度和压力降低，喷人燃烧室内部的柴油由于得不到充足的空气而不能完全燃烧，使得柴油发电机组排气冒黑烟。造成燃烧室密封不良的因素较多，如活塞、活塞环和气缸套出现过度磨损，活塞环安装对口，气缸垫漏气，气门关闭不严等。 （2）故障排除方法。当柴油发电机组出现这种故障时，维修人员应拆下气缸盖和活塞连杆组件进行认真的检查并更换过度磨损的零部件。 6.进气量不足 （1）故障分析。燃烧室内部的进气量是一定的，若由于空气滤清器保养不到位、燃烧室内部积炭增多、排气管阻塞或涡轮增压器损坏等，就会使燃烧室内部的进气量减少，从而影响柴油与空气的充分燃烧，造成大量的游离碳和废气一起从排气管中排出。 （2）故障排除方法。上述故障的排除，首先应清洗空气滤清器，匿有必要，再拆下气缸盖或排气管进行检查和保养。