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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。

高原条件下柴油机发电机组排除故障及维修保养的方法 摘要分析增压工频柴油发电机组在地处高寒、缺氧地区难启动，故障率高，可靠性不易保证的原因，简要介绍高原条件下柴油机发电机组排除故障及维修保养的方法。 增压工频发电机组构成 （1 )传动系统机组以柴油机为动力，通过弹性圈、柱销、联轴器驱动发电机，由控制屏控制、监视、调整发电机的输出电压，并向外供电。 （2）电气系统机组电气系统视所配发电机的电气原理（或发电机组型号）而定。 主电路作为机组电能输送电路，由发电机定子输出端（U、V、W、N）引出于接线板上。 测量电路由工频电流表、工频电压表、频率表、转换开关等组成，用于量测电路中的电流、电压和频率值，转换开关的手柄转至不同位置，可以从电压表上量得主电路中对应相位上的线电压值。 柴油机电路由蓄电池、起动电动机、充电发电机、继电调节器、电锁开关、启动按钮等部件经导线连接组成，用做机组的启动和正常工作时自动稳压、过载保护和对蓄电池充电。 发电机组工作条件 机组在下述高原条件下能输出额定功率的47％，并能可靠工作：海拔4000、4800m；环境温度为4℃；机组应可靠接地，接地线应和发电机接地螺钉连接牢固。检查各电气连接部位接触是否良好，并排除发柴油机应采取低温启动措施，发电机低速运转min左右，待机油油温高于45℃、水温升至55℃时，发电机才能正常工作 冷机启动前的准备和检查机组如果几小时或几天没有启动，必须检查蓄电池是否还有足够的电能。检查散热器是否有足够的防冻液。如果加水，以加热水为好，防止冲结。 机组内外各部件上的灰尘和污垢，重点是控制屏内仪表板及发电机炭刷、集电环等，灰尘时严禁用带油物擦拭。尽量以填代挖，以减少对原地面热扰动。禁止损毁施工处所的植被。钻机底座下发动机散热部分铺设聚苯烯泡沫塑料隔热板，以减少对地基土的热侵人护筒埋人多年冻土一定深度，成桩后不拆除护筒，保护桩基的稳定性在钻孔桩附近设移动式钢制泥浆沉淀池避免泥浆外流，废浆运至设计或地力环保部门指定的地点妥善处理混凝土拌和站应设置在距线路200以远的亻氐含冰量地带，避免冬季原材料加温造成热效应破坏多年冻土环境，混凝土掺入低温早强耐久混凝上外加剂，降低冰点，减小热机组维护 检查机组各连接紧固件是否可靠，有无松动或缺件。检查控制屏内各电气元件连接线是否牢固，排除松动或脱焊现像。用5開V兆欧表（额定电压低于1佣v者用250 v兆欧表）检查机组各独立电气回路对地电阻及回路间的绝缘电阻，测量时，各开关处于接通位置，半导体器件、电容器等均应拆除或短接。测得电阻应不小于2 (C),如发电机受潮在运行前必须进行干燥处理检查柴油机油底壳内机油的存量及机油是否变质，油量不足时应添加至规定油面位置，变质或污浊的应更换。 现的故障和不正常现象，接触不良、短路或断路等各种事故发生。 排除机组故障壳体带电原因是接触不良、绝缘电阻过低，相线与机壳相碰排除方法：0用5開V兆欧表测量绝缘电阻，电阻值低于1MO时应检查机组内线路绝缘有无损坏使接地线、接零线接触良好检查线路，接好断线处或更换导线。 空负荷时，电压表无读数或达不到额定值用万用表测量发电机输出端，判断是否有额定电压，如有，说明电表损坏或接线有断处。励磁电路故障检查并测量励磁元件及线路熔断器芯烧断接线处接触不良或断路。电刷磨损过大压力不够造成发电机电刷接触。测量发电机内硅整流管是否正常元件、接点、触点过热接点、接头松脱，接触不良触点或接点烧伤氧化。绝缘电阻过低导线或元件损坏后碰地，绝缘层电阻为发电机线圈受潮，应烘干线圈配电线路受潮电瓶不能止常充电调节器损坏，更换调节器充电。 实践表明，在首藏高原维修发电机查找故障难度大，故障点多，启动机械困难，主要是因为高寒、缺氧使用中应加强保养下作，并经常检修。暂时不用的机组，或需要停机3个月以内的可不进行油封但在风沙、大雪低温（平均气温在一30℃）条件下，必须放下净冷却水或防冻液、机油，彻底整理和清洁机组之，在电刷面用厚牛皮纸衬垫，用塑料布将柴油机的进气口、排气口和发电机端盖上的通风孔包扎好，将机组底盘垫高、垫稳；将蓄电池取下，单独存放及时充电在机组上用帐篷盖严 存放在库房，注意防潮所用油品应在相应标准十提，为确保止常供电，建议增加备用机组数量。