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气缸套高频振动是西藏阿里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西藏阿里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西藏阿里柴油发电机的重要问题，引起国内外的重视与研究。气缸套穴蚀是西藏阿里柴油发电机普遍存在的严重问题。随着西藏阿里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西藏阿里柴油发电机正常运转的首要问题，严重地影响西藏阿里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、轻型大功率西藏阿里柴油发电机，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。有的西藏阿里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，甚至西藏阿里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西藏阿里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，一般集中在西藏阿里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) 西藏阿里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。西藏阿里柴油发电机运转时，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西藏阿里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。缸套穴蚀与西藏阿里柴油发电机的机型、结构、爆发压力、冷却水腔和冷却介质、西藏阿里柴油发电机的工艺参数等有关。 1）缸套振动。西藏阿里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。如果西藏阿里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。西藏阿里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。西藏阿里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。从发挥西藏阿里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，对西藏阿里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；例如西藏阿里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。

介绍组成西藏阿里柴油发电机的两大组件和五大系统 西藏阿里柴油发电机是一种比较复杂的机器，它由许多组件和系统组成，这些组件和系统共同保证柴油机进行工作循环，实现能量转换，并使其能连续正常运转。目前，柴油机的结构形式很多，具体构造也有很多不同之处，但柴油机无论怎样变化，其基本构造和组成形式是相同的。下面结合国内使用广泛的135系列柴油机的结构，首先介绍组成西藏阿里柴油发电机的两大组件和五大系统，以便于读者进一步认识和熟悉西藏阿里柴油发电机。 四冲程柴油机由下列组件和系统组成。 一、燃烧室组件 燃烧室组件主要由固定不动组件组成，包括机体、汽缸盖、汽缸套、活塞组件和汽缸垫。在组成燃烧室的各个部件中除活塞组件能运动外，其他部件均为固定不动组件。这些部件的主要作用是组成密封的燃烧室并完成柴油机的能量转换。 二、动才传动组件 动力传动组件主要由运动部件组成，包括连杆组件、曲轴飞轮组件和活塞组件。动力传动组件的作用是将活塞的往复直线运动转变为曲轴的旋转运动，并将作用在活塞顶部的燃气压力转变为扭矩，通过曲轴向外输出动力，使热能转变为机械能。 三、燃科供系统 燃料供给系统的主要作用是保证活塞由下止点向上运动到压缩上止点一定上止点前一定度数时，定时、定量、定质地向燃烧室内喷入高压雾化燃油。柴油机燃料供给给系统主要包括油箱、低压油管、输油泵、柴油滤清器、喷油泵、调速器、高压油管和喷油器等。 四、润滑系统 润滑系统的作用是将机油（润滑油）输送到柴油机各运动部件的摩擦表面，以减轻零件表面摩擦，带走零件所吸收的部分热量，冲洗零件表面，提高燃烧室的密封效果，防止部件生锈。润滑系统主要由油底壳、吸油盘、机油泵、机油散热器、机油粗滤器、机油细滤器、缸盖内部油道和机体内部油道等组成。 五、冷却系统 冷却系统主要由水泵、风扇、水散热器、水温表、节温器、机体内部水道以及缸盖内部水道等组成。冷却系统的主要作用是将柴油机运转时各零部件所吸收的多余热量迅速传导出去，以保证柴油机在正常温度下运转，不致因各种零件过热而损坏：同时还要对机油（润滑油）进行强制冷却。 六、配气系统 配气系统主要包括进气管、排气管、空气滤清器、排气消声器、进气阀、排气阀、挺杆、配气凸轮和传动齿轮等机件。配气系统的主要作用是定时打开和关闭各汽缸的进、排气门，以使燃烧室内进气充足、排气干净，且达到密封良好的目的。 七、起动和充电系统 起动和充电系统的作用是保证柴油机准时起动和按时给蓄电池充电。起动和充电系统主要包括蓄电池、起动机、磁力开关（电磁马达）、控制按钮、充电调节器、交（直）流发电机、充电线路、用电负载和控制开关等。 一台完整的柴油机必须具备以上两大组件和五大系统才能正常工作。