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气缸套高频振动是云南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云南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云南柴油发电机的重要问题，引起国内外的重视与研究。气缸套穴蚀是云南柴油发电机普遍存在的严重问题。随着云南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云南柴油发电机正常运转的首要问题，严重地影响云南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、轻型大功率云南柴油发电机，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。有的云南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，甚至云南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云南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，一般集中在云南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) 云南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。云南柴油发电机运转时，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云南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。缸套穴蚀与云南柴油发电机的机型、结构、爆发压力、冷却水腔和冷却介质、云南柴油发电机的工艺参数等有关。
1）缸套振动。云南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。如果云南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。云南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。云南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。从发挥云南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，对云南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；例如云南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。
新手该如何掌握云南柴油发电机的类别知识呢
引言：云南柴油发电机组的种类很多，按照发动机燃料可分为云南柴油发电机组和复合燃料发电机组：按照转速可分为高、中、低速机组，按功率分可分为大、中、小型机组。此外的分类方法还有很多，下面介绍常用的发电机组的分类方法。
云南柴油发电机组若按用途分类，可分为长行和备用两类。
1.长行用途
此种类型机组主要作为自备电源，对非恒定负载提供连续的电力供应，对连续运行时间没有限制，并允许每12h有lh在过载10％以内运行，适用于偏远、无市电供应或市电供应不稳定的地区，作为与市电完全独立的电源，满足所在地方的生产和生活用电。这类机组因运行时间较长、负荷较重，因此，相对于机组的极限功率，其许用功率可被调至皎低点。
2.备用用途
此类机组作为备用电源，对非恒定负载提供连续的电力供应，对连续运行时间没有限制，并允许每12h有lh在过载10％以内运行，适用于高层建筑、医院、机场、电信部门或供电紧张的生产企业等必须保持电力连续供应的用电单位。此类机组随时保持备用状态，当市电失效时启动运行，供应电力，满足用户的基本生产和生活需要。
云南柴油发电机组若按控制方法分类，可分为手动、自动、遥控及并车等几种。
1.手动机组
此类机组控制系统较简单，要求现场配备操作人员进行启动、合闸、分闸、停机等操作。
2.自动机组
此类机组多半同时也为备用机组，具有自动启动、停机的功能，只要配备了ATS自动切换系统便可实现负载在市电和机组之间的切换，保证电力的持续供应。此类机组的优点是大大减少了对操作人员的依赖性，并缩短了人工在市电失效时启动、切换至发电机组供电之间的电力真空阶段，即缩短了从市电失效到机组供电的时间。
3.追控机组
远程监控自动化云南柴油发电机组或带智能接口的机组，采用微机控制技术对云南柴油发电机组实行自动控制，并由串行通信接口（RS232、RS485或RS422）实现中心站对分散于各处的机组进行遥控、遥信、遥测，从而达到无人值守，适用于作为通信设备的应急备用电源，亦可用作智能化大楼的应急备用电源。
当某些情况要求多台机组甚至机组与市电并联供电耐，就需要采用并车机组。此类机组除了具备自动机组的全部功能外，还具有全自动的并车控制系统。并车机组通过先进的全自动并车控制系统，实现机组与机组、机组与市间的自动同步、并联，以便联合对负载供应电力。
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