气缸套高频振动是山东烟台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山东烟台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山东烟台柴油发电机的重要问题，引起国内外的重视与研究。气缸套穴蚀是山东烟台柴油发电机普遍存在的严重问题。随着山东烟台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山东烟台柴油发电机正常运转的首要问题，严重地影响山东烟台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、轻型大功率山东烟台柴油发电机，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。有的山东烟台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，甚至山东烟台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山东烟台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，一般集中在山东烟台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) 山东烟台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。山东烟台柴油发电机运转时，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山东烟台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。缸套穴蚀与山东烟台柴油发电机的机型、结构、爆发压力、冷却水腔和冷却介质、山东烟台柴油发电机的工艺参数等有关。 1）缸套振动。山东烟台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。如果山东烟台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。山东烟台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。山东烟台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。从发挥山东烟台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，对山东烟台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；例如山东烟台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、润滑油、混合油的选用 柴油机使用前，应根据使用环境和条件选用适当牌号的柴油和机油。选用恰当与否对康明斯山东烟台柴油发电机发动机的性能、工作可靠性及使用寿命均有很大的影响。 （1)柴油的选用 柴油的牌号由辛烷值决定，同时柴油的牌号也是柴油抗爆性的指标。常用车用柴油按辛烷值的高低可分为90号、93号、97号三种牌号。 选用柴油时，主要考虑因素是发动机的压缩比。当然从全局上还应考虑燃烧室结构、材料、冷却强度、混合气浓度和点火提前角以及负荷和转速等。高原或高山地区空气稀薄，压缩终了的压力和温度也较低，选用较低辛烷值的柴油，也不易发生爆燃使用柴油应注意以下几点。 ①在炎热的夏季和高原高山地区，由于气温高、气压低、易发生气阻，应加强发动机的散热，并尽量使油管隔抹 ②不要将加铅的车用柴油作清洗油或溶剂油用，以防四乙基铅中毒。 ③不要使用经长期存放已变质的柴油，否则结胶积炭严重。 ④柴油的闪点低，是易燃易爆品，必须遵守使用、保管柴油的措施。 （2）润滑油的选用 润滑油的主要作用是润滑柴油机的运动部件，并使运动部件冷却散热、清洗，还能防止锈蚀。机油品质的好坏和使用正确与否，不仅影响柴油机的性能和使用寿命，还影响机油的使用期限。因此应根据柴油机的使用环境温度，选用适当牌号的机油。在机组工作的 环境温度下，机油应具有良好的流动性；在 温度时，应具有适当的运动黏度，这一点对风冷柴油机尤为重要。 山东烟台柴油发电机组所使用的润滑油，除按说明书规定的以外，还可根据所在地区及季节的不同，进行合理选择。 （3）混合油的配制 混合油是柴油与机油按一定比例混合而成的，通常用在二冲程油雾润滑的柴油机中。混合油中的柴油能满足正常燃烧条件，混合油中的机油能满足汽缸及运动部件的润滑要求，所以在曲轴箱中不需加注机油。 混合油一般按柴油、机油的容积比配制。柴油机的混合油容积比一般为22L柴油与1L机油混合，即其柴油与机油的体积混合比为22：1；在各机型的配制过程中，切记一定要认真阅读该机型说明书。 柴油和机油一定要搅和拌匀，让机油均匀地稀释在柴油中。若某一时刻进人汽缸中的机油过多，就会造成柴油机在工作过程中烧机油排气冒蓝烟，甚至导致燃油不易点燃并引起发动机停止运转，同时机油过多还会造成火花塞、活塞环处严重积炭；当机油过少时，汽缸壁得不到润滑，加剧其磨损，甚至导致“拉缸”的严重事故。