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气缸套高频振动是菏泽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菏泽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菏泽柴油发电机的重要问题，引起国内外的重视与研究。气缸套穴蚀是菏泽柴油发电机普遍存在的严重问题。随着菏泽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菏泽柴油发电机正常运转的首要问题，严重地影响菏泽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、轻型大功率菏泽柴油发电机，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。有的菏泽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，甚至菏泽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菏泽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，一般集中在菏泽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) 菏泽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。菏泽柴油发电机运转时，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菏泽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。缸套穴蚀与菏泽柴油发电机的机型、结构、爆发压力、冷却水腔和冷却介质、菏泽柴油发电机的工艺参数等有关。
1）缸套振动。菏泽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。如果菏泽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。菏泽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。菏泽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。从发挥菏泽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，对菏泽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；例如菏泽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，以取得良好预防效果。
发电机组的日常维修需要结合当地气候
菏泽柴油发电机润滑、液压系统的维修
(1) 在所有的加油口和通气孔上加防沙罩。有条件的情况下，在机油滤清器到涡轮增压器的油管上加一个滤清器，使进入涡轮增压器的润滑油更加清洁，保证涡轮增压器的正常工作。
(2) 在液压系统的进油管上，可增设一套滤油装置， 设备管理维修技术定期用滤油机将液压油、传动油各进行一次过滤。
(3) 定期清洗液压油箱，定期清洗或更换液压油、润滑油及滤芯。
菏泽柴油发电机冷却系统的维修
西北地区水质硬、碱性大，发动机水箱必须加入性能好的防冻液。严禁加水，否则对缸体、缸套腐蚀很大，特别是对斯太尔发动机尤为重要。曾有1台斯太尔自卸车，头几年发动机水箱一直是用防冻液，后因水管接头破裂，防冻液漏失而临时加入了水，结果工作不到1个星期，发动机出现高温、翻水现象。拆卸机体后看到缸套已蚀穿，其他部位水垢也较厚。
菏泽柴油发电机绞接销套部位的维修
(1) 康明斯发电机组的绞接销套大都是半开式、采用润滑脂润滑的，沙尘极易黏附在销套上，加速其磨损。故应加强对销套的润滑，应该用耐高温、耐水、耐腐蚀的润滑脂，如二硫化钼。用清洁的润滑脂将受沙尘污染的润滑脂挤出，减少磨损。
(2) 对销套的两端用粗的O形圈或耐油橡胶垫进行密封，减少沙粒的侵入。
发电机组日常维修
(1) 在沙漠地区，一般情况下，对康明斯发电机组只进行日常保养和小修。对拆下的油管或部件要用干净、厚实的塑料布包好。严禁拆卸和修理发动机、液压系统，确要修理应送至远离风沙的场所进行，以防沙尘进入，使修理工作前功尽弃。
(2) 风冷发动机若出现冒黑烟、功率不足时，要配套更换新件，不能仍用肉眼和手感来判断活塞缸套有无磨损。如有1台FL912风冷发动机的振动碾，一加负荷便出现冒黑烟、工作无力的现象，经拆检观察、触摸缸套活塞均无明显磨损，油泵、进气系统也未发现问题。为降低成本，只换了一套新活塞，可装好后试机问题仍然存在。经再次分析判断，是活塞缸套间隙问题，遂更换了一组新的活塞缸套，试机后工作正常。
结语
发电机组在新疆沙漠地区作业时要结合当地的气候、自然条件的特点，注意采用正确合理的使用、维护措施，综合考虑各种因素的影响， 程度地提高机械
作业效率，以保证企业经济效益的不断增长。
菏泽柴油发电机组飞轮故障的分析
菏泽柴油发电机的飞轮是转动惯量很大的盘形零件，其作用如同一个能量存储器。在做功行程中柴油机传输给曲轴的能量，除对外输出外，还有部分能量被飞轮吸收，从而使曲轴的转速不会升高很多。在排气、进气和压缩三个行程中，飞轮将其储存的能量放出来补偿这三个行程所消耗的功，从而使曲轴转速不致降低太多。
菏泽柴油发电机组飞轮常见的损伤形式是齿圈裂、打坏，啮合面磨损过多以及飞轮工作表面磨损起槽。维修时应视飞轮损坏情况进行。下面就为大家分析一下：
1，飞轮齿圈如果是单面磨损，可翻面使用，但齿边需修正倒角。如果齿圈两面均已磨损严重，或牙齿打坏、断裂，则应更换齿圈。 更换齿圈可采用加热法进行。在装配前，将齿圈放入加热到300°C的机油中使齿圈膨胀，然后迅速将有倒角的一面朝向飞轮，趁热压入装好。
2，飞轮的工作表面磨损起槽或呈波浪状条纹，应进行磨削，其总磨削量应不大于1.2mm。
3，若齿圈内径与飞轮过盈量过小或无过盈量时，可采用焊接法定位。焊接时，焊点不可过多，一般在齿圈圆周均匀布置3~4点即可，焊点长度应在20~30mm范围内，焊点平滑，堆焊量应相等。
发电机组的连杆组由连杆体、连杆盖、螺栓和轴承组成
连杆组由连杆体、连杆盖、连杆螺栓和连杆轴承组成，有锰合金结构钢锻造而成，并经过淬火、回火和喷丸处理。
连杆小头用来安装活塞销。连杆小头内压有两个衬套，两个衬套之间的间隙行程凹槽，杆身的油道彼此相通，有杆身孔中进入的机油送到小头以润滑活塞销和衬套。小头呈楔形，可减轻连杆的重量，并且可使冷却活塞顶部的机油落下来再次润滑活塞销。
连杆杆身连接着连杆的小头和大头。杆身呈工字形断面，这样既减轻连杆的重量，又保证连杆有足够的刚度和强度。杆身中间有润滑小头的油道，油道在大头一端偏离连杆中心，其目的是提高轴承的承载能力，当活塞在上止点爆发压力 时，曲轴上的压油孔正好对准连杆杆身的油孔，这样能给活塞销以充足的润滑，可延长活塞销的使用寿命。
连杆大头为平切口式，连杆盖和连杆体有两个圆柱销定位，并由螺钉依靠精密加工的螺纹将其紧固在两杆体上（设锁紧装置），连杆螺钉的紧力矩为190～203N·m。
在康明斯柴油机上采用两种不同形式的连杆。这两种形式的连杆式完全能互换的，并能够安装到相同的发动机上。
早期设计的连杆在杆身和盖上装有两个装配定位环。这种连杆在杆身和盖上仅有一处平衡台。现在设计的连杆杆身和连杆盖上则装有四个单位环。这种连杆在杆身和盖上各有一处平衡台。
连杆大头中装有连杆轴承，采用耐磨合金轴瓦。钢背上面为铜铅合金层，其合金厚度为0.5mm。其次是捏层，厚度为0.01mm，用以提高覆盖层的结合性。上面为镀有铜铅合金层，提高了轴承承受负荷的能力和耐疲劳性，还具有良好的减磨性和耐蚀性。所以对于镀有电镀层的轴瓦，应不就行镗削或刮削，否则将镀层搪掉，就完全去原来加覆盖层的意义了。
在康明斯柴油机上采用了两种不同的连杆轴瓦。现在的连杆轴瓦比早期的连杆轴瓦具有更大的承载能力，不要将新的和旧的轴瓦混装在同一连杆上。不同的连杆轴瓦可以从连杆轴瓦背面的零件号来加以识别。永远不要再同一根连杆上混装不同型号的轴瓦。
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