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(kāi)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?chē)后w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?；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(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(shù)脂或涂尼龍等工藝使金屬表面與冷卻水隔開(kāi)，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。

廢氣渦輪增壓器在發(fā)電機(jī)組上的工作原理 在柴油機(jī)型號(hào)中，凡有“T”字的都表示該型號(hào)柴油機(jī)裝配了廢氣渦輪增壓器。 1.廢氣渦輪增壓器的工作原理 廢氣渦輪增壓器由渦輪和壓氣機(jī)兩個(gè)接觸部分組成。渦輪的進(jìn)氣口與柴油機(jī)的排氣管相連接，空氣壓縮機(jī)的出氣口與柴油機(jī)的進(jìn)氣管相連接。由于柴油機(jī)排出的廢氣仍有一定能量，便驅(qū)動(dòng)廢氣渦輪旋轉(zhuǎn)，同時(shí)為了又帶動(dòng)同軸上的空氣壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)，空氣壓縮機(jī)對(duì)吸進(jìn)的新鮮空氣進(jìn)行壓縮，使其密度提高，從而提高了進(jìn)氣壓力，增加了充氣量，以提高柴油機(jī)功率。由上述可以看出，廢氣渦輪增壓器是利用柴油機(jī)排出的廢氣來(lái)驅(qū)動(dòng)的，渦輪增壓器與柴油機(jī)之間無(wú)任何機(jī)械傳動(dòng)關(guān)系。 2.康明斯柴油機(jī)廢氣渦輪增壓器的構(gòu)造 實(shí)際的廢氣渦輪增壓器除了渦輪的空氣壓縮機(jī)外，還設(shè)有支撐裝置。密封裝置、潤(rùn)滑系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)?？得魉共裼蜋C(jī)所以廢氣渦輪增壓器雖然型號(hào)不同，但基本結(jié)構(gòu)相似。渦輪一端安裝在排氣岐管的凸緣上，空氣壓縮機(jī)一端安裝在進(jìn)氣岐管上。 固定在增壓器上的銘牌上有零件編號(hào)、系列編號(hào)、型號(hào)及其他說(shuō)明。 渦輪部分：由渦輪葉輪及軸、渦輪殼等零件組成。 空氣壓縮機(jī)葉輪是用防松螺母固定在廢氣渦輪軸上，構(gòu)成廢氣渦輪增壓器的轉(zhuǎn)動(dòng)部分稱(chēng)為轉(zhuǎn)子。 支撐裝置：由裝在中間殼中的分別靠近空氣壓縮機(jī)端和我聊端的軸承。護(hù)板、止推盤(pán)等所組成。支撐裝置使轉(zhuǎn)子可靠地定位于中間殼上，限定轉(zhuǎn)子工作時(shí)在軸向和徑向的活動(dòng)范圍。 密封裝置：由油封總成、氣封環(huán)等所組成。壓氣機(jī)端的密封裝置主要是密封壓氣機(jī)內(nèi)高壓空氣和防止油腔的機(jī)油進(jìn)入壓氣機(jī)。渦輪端密封裝置使防止高溫廢氣進(jìn)入油腔，以確保機(jī)油質(zhì)量。 潤(rùn)滑系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)：所以KTTA型柴油機(jī)的增壓器均有機(jī)油冷卻和潤(rùn)滑，機(jī)油通過(guò)軸承殼進(jìn)行循環(huán)。 增壓器采用浮動(dòng)軸承的原因是：當(dāng)增壓器轉(zhuǎn)速超過(guò)4000r/min時(shí)，如采用非浮動(dòng)軸承，則軸表面與軸承內(nèi)表面間的滑動(dòng)速度是相當(dāng)高的，軸承很容易磨損，普通的滑動(dòng)軸承難以勝任。采用浮動(dòng)軸承用鉛錫合金制作的軸承裝在軸承殼內(nèi)，而軸3支撐在軸內(nèi)作高速轉(zhuǎn)動(dòng)。軸承與軸之間、軸承與軸承之間均由間隙，具有壓力的潤(rùn)滑油從軸承殼上部的管接頭進(jìn)入軸承內(nèi)、外間隙。在柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，在軸承的內(nèi)、外間隙、在柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，在軸承的內(nèi)、外間隙中均形成油膜，起著軸承的作用。 浮動(dòng)軸承分全浮動(dòng)軸承和半浮動(dòng)軸承。全浮動(dòng)軸承以一定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，而半浮動(dòng)軸承則不轉(zhuǎn)動(dòng)，此次軸承常采用整體浮動(dòng)套，其一端為方形結(jié)構(gòu)。在同樣的情況下，半浮動(dòng)軸承的機(jī)械損失小于全浮動(dòng)軸承。浮動(dòng)軸承與普通滑動(dòng)軸承相比，具有溫度 低、摩擦功小、工作可靠、抗振性好及拆裝維修方便等優(yōu)點(diǎn)。 發(fā)動(dòng)機(jī)可有兩只或四只增壓器。如果發(fā)動(dòng)機(jī)有四只增壓器，則裝在排氣岐管上的兩只增壓器是高壓增壓器，安裝在支架上的兩只增壓器是低壓增壓器。