维曼发电机租赁为您分析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。

柴油发电机更换黏度高的机油成为夏季养护的重点之一

         随着柴油发电机使用时间的延长，柴油发电机机油质量也逐渐降低。因此，必须定期检查，发现质量不合使用要求时，应立即更换。机油品质的好坏对发电机的正常运转有看非常重要的影响。如果选择不当或只图一时便宜购买品质低劣的产品，会造成发电机早期磨损、降低发电机的使用寿命，严重时还会造成“拉缸、抱瓦”等恶性事故。炎炎夏日，换季更换黏度高的机油成为了广大柴油发电机用户夏季养护的重点之一。

到底夏季该如何选用机油？在保证润滑的条件下，根据使用时的气温范围、发电机温度以及实际机况，尽可能选用黏度小的机油。对机况好、磨损比较小的发电机，则可以选择黏度小的机油，而对磨损已比严重、间隙已比大的发电机，可适当选用黏度稍大的机油。此外，中于夏冬温差比大，夏天油压表普遍偏低。如果油压表离奇偏高或偏低，比正常情况偏离太多或者不在含理范围之内，那么就要彻底裣查一下，看看是不是发电机出了什么问颗，比如说传感器坏了、油路堵了等。切忌看到油压表偏低，就拼命选用极高黏度的机油。一船情况下，好的机油随看温度的廾高，黏度的变化会比平缓，而且不会迅变稀。如某知名品牌，虽然表面“看”起来黏度并不是非常高，但是使用起来黏度表现非常突出而有些品牌则表面“看”起来非常“黏”，但使用起来却不尽如此，出现强烈的反差。看来，广大柴油发电机用户选用机油还是得认牌子。一般知名的机油厂家都会提供产品比齐全的、不同黏度别的机油供各种用户选用，只要按照正常的使用习惯选择适当质量级别和黏度级别的润滑油品即可。

对机油的检查，通常是观察机油外观和油斑痕迹来确定机油能否继续使用。判断机油好坏的方法主要有以下两种(1)直观法。凭经验观察机油是否变质。如从外观上发现机油中呈白色乳化油膜，说明机油中已混有大量水分，使添加剂遭到了破坏，并己使黏度降低。(2)试验法。把机油尺擦净后插入曲轴箱再取出，把黏附在油标尺上的机油滴落在白色滤纸上，观察油滴扩散情况和油斑核心部分的颜色，以判明机油品质。如油滴扩散范围较大，且外围的颜色较浅，既机油已被燃油稀释如果油滴核心部分是黑色，表明机油已变质。柴油发电机机油使用过久，由于金属屑和外界杂质的混入以及机油本身理化性质的变化，会逐渐失去润滑作用，必须及时更换。厂牌不同的汽车，对于换油周期的规定常有差异。机油更换不应以使用时间长短来衡量，而应以机油品质来确定。更换机油时，应趁热车放出油底壳和粗、细弗列加滤清器内的机油。严格按柴油发电机的使用要求、工作环境选用规定牌号的机油，严禁使用劣质机油男外，使用机油时，应选用同一牌号的机油，在选用非同一牌号机油时，应将柴油发电机内的机油放尽，并用柴油清洗干净柴油发电机后，方可换用其他牌号的机油。同时，要清洗机油弗列加滤清器，并更换滤芯，清洁曲轴箱通风装置，拆下通风管和阀门，清洗后用压缩空气吹净。装复后检查各接头有无漏气现象。

柴油发电机机油使用中变质的原因：柴油发电机油底壳里的机油，在使用中由于空气接触及因柴油发电机压缩比较大，受热程度高于柴油发电机中的机油，易被氧化。随着油中的酸性物质、胶质、铁屑、沥青等增多，机油的颜色变黑，黏度也会变化，因而到了规定的换油期，需换新油。但有时换油不久，机油很快变质，颜色由深蓝变黄，或是先变黑，后突然变灰。造成这种情况的原因多是机油中渗进了水分。油底壳中的机油渗入水后，由于机器的振动、运动机件的搅拌及发热等因素，会由机油和水溶合而变质，降低其润滑性。实践证明，当水分达到1％时，机件磨损率提高2.5倍。

除了混入水分外，机油早期变质的原因还有以下几个方面：

(1) 曲轴箱通气性差，使机油散热不良。活塞汽缸套之间虽有活塞环使之配合密封。但工作时难免会有一些燃烧气体进入曲轴箱内。若活塞环严重磨损，则此现象更为严重。这样一来，曲轴箱内的气压会升高。若曲轴箱内压力高于外界大气压力，会对活塞运行有一定阻力，且会使机油从油底壳与汽缸体结合处向外渗漏。另外，由于泄漏到曲轴箱的气体中含有Z-氧化硫。故易使机油变质。要防止上述情况的发生，只有使曲轴箱内的气压与外界大气压相等。

(2) 维护不当。在清洗曲轴箱的过程中，如果机油弗列加滤清器或散热器清洗不够彻底，或漏装弗列加滤清器的密封垫圈，则在加入新机油后，即使使用时间只有几个小时，也会使机油变得又黑又脏。此外，若机油弗列加滤清器的滤芯堵塞或损坏。又不及时加以清洗或更换，也会因滤清能力减弱而使机油变质。

(3) 机油牌号选用不对。

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