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气缸套高频振动是江西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江西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江西柴油发电机的重要问题，引起国内外的重视与研究。气缸套穴蚀是江西柴油发电机普遍存在的严重问题。随着江西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江西柴油发电机正常运转的首要问题，严重地影响江西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、轻型大功率江西柴油发电机，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。有的江西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，甚至江西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江西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，一般集中在江西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) 江西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。江西柴油发电机运转时，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江西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。缸套穴蚀与江西柴油发电机的机型、结构、爆发压力、冷却水腔和冷却介质、江西柴油发电机的工艺参数等有关。 1）缸套振动。江西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。如果江西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。江西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。江西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。从发挥江西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，对江西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；例如江西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。

江西柴油发电机组的三大系统 （1）润滑系统 柴油机的润滑系统由油底壳、机油泵、机油弗列加滤清器、机油冷却器、活塞冷却喷嘴、主油道调压阀及管路组成。柴油机的润滑采用压力润滑与飞溅滑润相结合的复合润滑方式。凸轮轴上的凸轮靠油浴润滑，齿轮啮合面是飞溅润滑，惰轮齿轮轴是压力润滑。 柴油机的润滑系统具有如下特点。 ①机油泵由凸轮轴上的齿轮传动，机油泵上设有限压阀。当机油泵出口压力超过784kPa时，该阀开启。 ②由于增压及增压中冷机型机械负荷大且设有活塞冷却喷嘴，故三种机型机油泵流量不同（主要是机油泵齿轮厚度不同），自然吸气机油泵流量小，而增压中冷机型 。 ③增压和增压中冷机型机油冷却器散热面积较自然吸气机型大（冷却器总成冷却芯片为3片，而自然吸气机型为2片）。 ④凸轮轴无油道。 ⑤活塞冷却喷嘴用以冷却活塞和活塞环。 （2）冷却系统 柴油机的冷却系统由水泵、机油冷却器、节温器、风扇、放水开关和汽车上的散热水箱等组成。离心式水泵将散热器水箱内的冷却水泵入缸体左侧进水孔，流经机油冷却器后分别进入各机体水腔再流入汽缸盖， 流入汽缸盖前端的节温器室。节温器室内装有节温器，节温器为蜡式，当节温器全开时，其开启升程不小于8mm。当节温器失灵打不开时，柴油机出水温度将急剧升高造成故障，所以节温器应及时更换。 可将节温器放入水中逐步加热来检查节温器工作正常与否。节温器座上装有水温感应塞，与驾驶室上的水温表连接，以显示柴油机出水温度。水泵为离心式叶片泵，水泵转速为2000r/min时，流量为140L/min，扬程不小于2.3m。 冷却风扇的直径和风叶数根据各机型功率大小及配套车型的设计要求选用，冷却风扇均为吸风式，安装时不能装反。节温器则根据不同的使用条件选用不同开启温度的类型。 （3）燃油供给系统 燃油供给系统由柴油弗列加滤清器、喷油泵、高压油管、喷油器、回油管和汽车上的油箱及柴油粗滤器等组成。从油箱到输油泵的进油口为负压管路，从输油泵的出油口到高压油泵入口为低压管路，而从柱塞泵油开始到喷油器则为高压管路。 排除燃油供给系统中的空气时，先将手油泵上下往复抽动，并旋松柴油弗列加滤清器上的放气螺塞，直至放气螺塞处出来的柴油内无气泡时为止，再旋紧放气螺塞。接着将手油泵上下往复抽动，并旋松喷油泵油腔上的放气螺塞，直至出来的柴油中无泡沫为止再旋紧。 旋松高压油管接头，将供油齿条推在 供油位置，利用启动机转动发动机曲轴，至高压油管接头出来的柴油无泡沫为止，再拧紧油管接头。

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