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)周圍液體急速?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。活塞質(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(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。

如何通過(guò)排氣的顏色判斷發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)狀態(tài) 柴油發(fā)電機(jī)工作時(shí)，燃料在氣缸內(nèi)燃燒后生成廢氣排出機(jī)外。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作正常和燃料燃燒時(shí)，廢氣中主要有水蒸氣(H2O)、二氧化碳(CO2)和氮?dú)?N2)，廢氣一般呈淺灰色。當(dāng)燃料不燃燒或發(fā)動(dòng)機(jī)工作不正常時(shí)，廢氣中還會(huì)有碳?xì)浠衔?HC)、一氧化碳(CO)、氮氧化合物(NOx)和碳粒等有害物質(zhì)存在，使廢氣的顏色呈現(xiàn)白色、黑色或藍(lán)色?？梢?，發(fā)動(dòng)機(jī)排氣的顏色能反映燃料燃燒狀況和發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)狀態(tài)。因此，維修人員可以通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣的顏色判斷發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)狀態(tài)。 一、 排氣冒黑煙 排氣中的黑煙主要是燃料不燃燒的碳粒。因此，燃油供給系統(tǒng)燃料的過(guò)量供給，進(jìn)氣系統(tǒng)空氣量減少，缸體、缸蓋與活塞構(gòu)成的燃燒室的密封性差，噴油器噴射質(zhì)量差等因素都會(huì)使燃料燃燒不全，從而使排氣冒黑煙。排氣冒黑煙主要有以下原因： 1.高壓油泵供油量過(guò)大或各缸供油量不均勻 2.氣門密封不嚴(yán)，造成漏氣，氣缸壓縮壓力低 3.空氣濾清器進(jìn)氣道阻塞、進(jìn)氣阻力大，使進(jìn)氣量不足 4.缸套、活塞、活塞環(huán)嚴(yán)重磨損 5.噴油器工作不良 6.發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn) 7.噴油泵供油提前角過(guò)小，燃燒過(guò)程后移到排氣過(guò)程進(jìn)行 8.汽油電噴系統(tǒng)控制失效故障等 對(duì)于冒黑煙的發(fā)動(dòng)機(jī)可通過(guò)高壓油泵調(diào)校，噴油器噴射試驗(yàn)檢查，氣缸壓縮壓力測(cè)量，進(jìn)氣道清潔，供油提前角的調(diào)整、汽油電噴系統(tǒng)故障診斷等工作予以檢查和排除。 二、 排氣冒白煙 排氣中的白煙主要是未充分霧化和燃燒的燃油顆粒或水汽，因此，凡是導(dǎo)致燃油無(wú)法霧化或水進(jìn)入氣缸內(nèi)都會(huì)使排氣冒白煙。歸納主要有以下原因： 1.氣溫低且氣缸壓力不足，燃油霧化不好，特別是冷起動(dòng)初期排氣冒白煙 2.缸墊損壞，冷卻水滲入氣缸內(nèi) 3.缸體裂，冷卻水滲入氣缸內(nèi) 4.燃油中含水量大等 冷起動(dòng)時(shí)排氣冒白煙，發(fā)動(dòng)機(jī)暖機(jī)后白煙消失應(yīng)視為正常，若機(jī)組（修理服務(wù)）正常運(yùn)行時(shí)仍冒白煙則為故障，應(yīng)通過(guò)觀察水箱內(nèi)冷卻水是否不正常消耗，各缸工作是否正常，油水分離器是否水量過(guò)多等進(jìn)行檢查和分析，排除故障部位 三、排氣冒藍(lán)煙 排氣中的藍(lán)煙主要是機(jī)油過(guò)量竄入燃燒室參與燃燒的結(jié)果。因此，凡是導(dǎo)致機(jī)油竄入燃燒室的原因都會(huì)使排氣冒藍(lán)煙。歸納主要有以下原因： 1.活塞環(huán)斷 2.油環(huán)上回油孔被積碳堵塞，失去刮油作用 3.活塞環(huán)開口轉(zhuǎn)到一起，造成機(jī)油從活塞環(huán)開口上竄 4.活塞環(huán)磨損嚴(yán)重或被積碳卡滯在環(huán)槽內(nèi)，失去密封作用 5.氣環(huán)上下方向裝反，把機(jī)油刮入氣缸內(nèi)燒掉 6.活塞環(huán)彈力不夠，質(zhì)量不合格 7.氣門導(dǎo)管油封裝配不當(dāng)或老化失效、失去密封作用 8.活塞、缸筒嚴(yán)重磨損 9. 機(jī)油加入量過(guò)多，使機(jī)油飛濺過(guò)多，油環(huán)來(lái)不及刮下缸壁多余的機(jī)油等 排氣冒藍(lán)煙必然伴隨著油消耗增多，有的操作員稱“燒機(jī)油”。機(jī)油、燃油消耗比一般為0.5%～0.8%，機(jī)油消耗過(guò)此值時(shí)排氣中將有藍(lán)煙產(chǎn)生。發(fā)動(dòng)機(jī)冒藍(lán)煙的故障，一般要通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)解體、檢查，才能找出原因并確定排除故障的方案。冷機(jī)狀態(tài)排煙發(fā)藍(lán)，但機(jī)油消耗正常的，與燃料有關(guān)，視為正常。 發(fā)動(dòng)機(jī)排煙一般應(yīng)在發(fā)動(dòng)機(jī)暖機(jī)狀態(tài)時(shí)檢查，通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)低速、中速、高速及加速過(guò)程中排煙顏色的變化進(jìn)行分析