氣缸套高頻振動是柴油發電機產生穴蝕的根本原因 導讀：發生穴蝕破壞的除了柴油發電機氣缸套零件外，還有軸瓦、噴油泵注塞、螺旋槳槳葉及離心泵葉輪等。機件穴蝕破壞問題日益引起人們的關注，尤其是缸套穴蝕已是柴油發電機的重要問題，引起國內外的重視與研究。氣缸套穴蝕是柴油發電機普遍存在的嚴重問題。隨著柴油發電機的功率增加、強載度提高和高速、輕型化，氣缸套穴蝕破壞就成為妨礙柴油發電機正常運轉的首要問題，嚴重地影響柴油發電機的工作可靠性和氣缸套的使用壽命。 一般說來，高速、輕型大功率柴油發電機，不論是開式冷卻還是閉式冷卻，氣缸套都有不同程度的穴蝕。有的柴油發電機投入運轉不久(僅幾十小時)就會在氣缸套外圓表面上出現穴蝕小孔，甚至柴油發電機運轉不足千小時缸套就因穴蝕穿孔而報廢，此時缸套內表面尚未磨損。二沖程十字頭式低速柴油發電機氣缸套基本不發生穴蝕破壞。 1．穴蝕部位：缸套穴蝕發生在濕式氣缸套外圓表面上，一般集中在柴油發電機的左右側方向，特別是承受側推力 一側的偏上方；冷卻水進口、水流轉向處和水腔狹窄處對應的缸壁上；缸套下部密封圈附近缸壁。缸套冷卻水腔除缸套穴蝕外，不應忽視氣缸套和氣缸體材料的差異和材料內部的各種電化學不均勻性導致的宏觀和微觀電化學腐蝕。這兩種腐蝕同時存在或交替進行均會加重缸套的腐蝕。此外，冷卻水(海水或淡水)的水質、含氣量、流速等均對穴蝕有影響。 2.氣缸套穴蝕機理 1）一般穴蝕機理：迄今為止，關于穴蝕機理的論述很多，其中較為普遍接受的一種理論認為：機件發生穴蝕的先決條件是機件浸于液體中，并與液體有相對運動，或機件在液體中受到某種能量的傳遞作用，形成液體中的局部瞬時高壓或瞬時高真空。在瞬時高真空區，液體汽化形成氣泡，或溶于水中的空氣以空泡形式從液體中分離出來；在另一瞬間形成高壓時，空泡、氣泡被壓縮，泡內氣體迅速液化而使氣泡潰滅，這時周圍液體急速沖向潰滅處，產生極強的沖擊波作用在金屬表面。頻繁地沖擊，使機件表面金屬逐漸剝落。與此同時，金屬表面還產生微觀電化學腐蝕，兩種腐蝕交替進行共同作用致使機件穴蝕破壞。 2) 柴油發電機氣缸套外圓表面與氣缸體(或機體)構成冷卻水空間，在狹小的環形通道中流動著淡水或海水。柴油發電機運轉時，由于缸套和活塞之間的間隙，活塞在側推力作用下不斷地沖撞著缸壁的左、右側，使氣缸套產生高頻振動。缸套高頻振動和缸壁的彈性變形使冷卻水空間的容積交替地增大和減小，冷卻水相應交替地膨脹與被壓縮。膨脹時受拉伸作用形成瞬時低壓，被壓縮時形成瞬時高壓。此外，冷卻水進口和流動時產生渦漩使冷卻水通道內壓力變化，也會形成瞬時高壓或低壓。在瞬時低壓時產生氣泡，瞬時高壓時氣泡潰滅，缸套外圓表面頻繁受到沖擊和微觀電化學腐蝕作用而破壞。 3．影響缸套穴蝕的因素：生產中并非所有的筒狀活塞式柴油發電機氣缸套都發生穴蝕破壞，即使是發生穴蝕破壞其程度也各不相同。缸套穴蝕與柴油發電機的機型、結構、爆發壓力、冷卻水腔和冷卻介質、柴油發電機的工藝參數等有關。 1）缸套振動。柴油發電機運轉中氣缸套高頻振動是產生穴蝕的根本原因，缸套振動強度與以下各點有關：（1）活塞與氣缸套之間的配合間隙：活塞在氣缸中運動時，活塞對氣缸壁的沖擊能量的大小取決于活塞質量和活塞在氣缸中橫擺時的速度。活塞質量固定不變，但速度隨著活塞與缸套之間的配合間隙的增加而增大。所以，活塞對缸壁的沖擊能量取決于活塞與缸套配合間隙的大小。配合間隙大，活塞橫擺加速度大，沖擊前壁能量大，則缸套振動增強。（2）缸套剛度：缸套剛度直接影響缸套的振動。剛度大，受活塞沖擊時缸套變形小，振動小，可有效地防止穴蝕。缸套剛度除與其材料有關外，還與缸套壁厚和縱向支承跨距的大小有關，缸壁厚度增加，支承跨距縮短，缸套剛度增大。氣缸套與氣缸體(機體)之間的配合間隙對缸套的剛度亦有影響。如果柴油發電機缸套與缸體鑄成一體，缸套剛度增大，可有效地防止穴蝕。（3）冷卻水腔結構 冷卻水腔通道太窄，水流速度增高，容易產生空泡。柴油發電機設計時要求冷卻水腔內水流速度應小于2m/s，水腔寬度t為14%D (D為氣缸套內徑)或不小于10mm，各處均勻一致，水流暢通不形成死水區和渦流區，有利于降低缸套穴蝕。柴油發電機把冷卻水腔窄處由1.5mm增至7mm，大大降低缸套穴蝕。 2）冷卻水溫度與壓力：冷卻水溫度過高將加速腐蝕的進程，但也不宜長期水溫過低。實驗表明，鋼鐵和鋁等金屬材料在淡水溫度為50～60oC時穴蝕嚴重，隨著水溫的升高，穴蝕破壞減輕。從發揮柴油發電機的效能和降低腐蝕、穴蝕出發，冷卻水腔淡水溫度在80～90oC為好。冷卻水壓力高可以抑制空泡的形成，減少穴蝕的發生。但冷卻水壓力提高將使其溫度升高而加速穴蝕。 4．防止缸套穴蝕的措施 除從材料和結構上的改進來防止和降低缸套穴蝕外，對柴油發電機氣缸套穴蝕，還可采用以下措施： （1）缸套外圓表面覆蓋保護層或強化層。采用鍍鉻、滲氮、噴陶瓷、涂環氧樹脂或涂尼龍等工藝使金屬表面與冷卻水隔開，或使缸套外圓表面強化，可有效地防止電化學腐蝕與穴蝕。 （2）在冷卻水腔內安裝鋅塊實施陰極保護防止電化學腐蝕；例如柴油發電機氣缸套外表面安裝鋅帶并堅持定期更換取得防止穴蝕的良好效果。 （3）在冷卻水中加入緩蝕劑；例如乳化油緩蝕劑或被膜緩蝕劑，使在缸套外表面上形成一層較薄的連續保護膜，不僅可以防止電化學腐蝕，而且可以減弱空泡破裂時的沖擊波對缸套外表面的沖擊作用，從而減輕穴蝕。 結論：在實踐中防止或減輕穴蝕的方法很多，選用時依具體機型、結構和產生穴蝕的原因而定，以取得良好效果。

發電機的分類、原理、結構、使用方法，告別小白，一文全明白 　　發電機在工農業生產、國防、科技及日常生活中有廣泛的用途。發電機的形式很多，但其工作原理都基于電磁感應定律和電磁力定律。因此，其構造的一般原則是：用適當的導磁和導電材料構成互相進行電磁感應的磁路和電路，以產生電磁功率，達到能量轉換的目的。 　　發電機是指將其他形式的能源轉換成電能的機械設備，它由水輪機、汽輪機、柴油機或其他動力機械驅動，將水流，氣流，燃料燃燒或原子核裂變產生的能量轉化為機械能傳給發電機，再由發電機轉換為電能。 　　一、發電機的分類 　　柴油發電機組中的發電機是將柴油機的機械能轉變為電能的裝置，是電力的輸出部分。柴油發電機組的種類較多，通常可按以下方法進行分類: 　　①按使用條件不同，柴油發電機組可分為陸用和船用兩大類，陸用機組又可分為固定式和移動式(拖車式)兩類。 　　②按陸用機組使用要求的不同，柴油發電機組可分為普通型、自動化型、低噪聲型和低噪聲自動化型。 　　③按發電機輸出電流性質的不同，柴油發電機組可分為交流發電機組和直流發電機組。 　　④按交流同步發電機勵磁方式的不同，柴油發電機組可分為裝備旋轉交流勵磁機勵磁系統的機組和裝備靜止勵磁機勵磁系統的機組; 　　⑤按柴油發電機組用途的不同，柴油發電機組可分為常用發電機組、備用發電機組、應急發電機組。 　　二、發電機的工作原理 　　1、柴油發電機 　　柴油機驅動發電機運轉，將柴油的能量轉化為電能。在柴油機汽缸內，經過空氣濾清器過濾后的潔凈空氣與噴油嘴噴射出的高壓霧化柴油 充分混合，在活塞上行的擠壓下，體積縮小，溫度迅速升高，達到柴油的燃點。柴油被點燃，混合氣體劇烈燃燒，體積迅速膨脹，推動活塞下行，稱為‘作功’。 　　2、汽油發電機 　　汽油機驅動發電機運轉，將汽油的能量轉化為電能。在汽油機汽缸內，混合氣體劇烈燃燒，體積迅速膨脹，推動活塞下行作功。 　　無論是柴油發電機還是汽油發電機，都是各汽缸按一定順序依次作功，作用在活塞上的推力經過連桿變成了推動曲軸轉動的力量，從而帶動曲軸旋轉。將無刷同步交流發電機與動力機曲軸同軸安裝，就可以利用動力機的旋轉帶動發電機的轉子，利用‘電磁感應’原理，發電機就會輸出感應電動勢，經閉合的負載回路就能產生電流。 　　三、發電機的結構 　　發電機通常由定子、轉子、端蓋及軸承等部件構成。定子由定子鐵芯、線包繞組、機座以及固定這些部分的其他結構件組成。轉子由轉子鐵芯(或磁極、磁扼)繞組、護環、中心環、滑環、風扇及轉軸等部件組成。由軸承及端蓋將發電機的定子，轉子連接組裝起來，使轉子能在定子中旋轉，做切割磁力線的運動，從而產生感應電勢，通過接線端子引出，接在回路中，便產生了電流。 　　四、發電機的使用方法 　　發電機組的電壓變化率約為20～40%。一般工業和家用負載都要求電壓保持基本不變。為此，隨著負載電流的增大,必須相應地調整勵磁電流。雖然調整特性的變化趨勢與外特性正好相反，對于感性和純電阻性負載，它是上升的，而在容性負載下，一般是下降的。 　　(1)機組啟動前的準備： 　　1.檢查潤滑油的油位、冷卻液液位、燃油量; 　　2.檢查柴油機的供油、潤滑、冷卻等系統各個管路及接頭有無漏油漏水現象; 　　3.檢查電氣線路有無破皮等漏電隱患，接地線電氣線路是否松動，機組與基礎的連接是否牢固; 　　4.若環境溫度低于零度時，須在散熱器內添加一定比例的防凍劑; 　　5.柴油發電機組 次啟動或停機較長時間后再次啟動，應先用手壓泵排盡燃油系統內的空氣。 　　(2)啟動： 　　1.合上控制箱內的保險后，按啟動按鈕，按下按鈕3~5s，若啟動不成功，應等20s左右再次啟動。若多次啟動不成功，應停止啟動操作，排除電瓶電壓或油路等故障因數后，再次啟動; 　　2.啟動時應觀察幾油壓力，若油壓無顯示或很低時，應立即停車檢查。 　　(3)運行： 　　1.機組啟動后，檢查控制箱模塊各項參數;機油壓力、水溫、電壓、頻率等; 　　2.通常情況下，機組啟動后轉速直接達到額定轉速;有怠速要求的機組，怠速時間一般為3~5min，怠速時間不易過長，否則可能燒壞發電機相關元器件; 　　3.檢查機組油路、水路及電器的滲漏情況; 　　4.檢查機組各連接處的緊固情況，看有無松動和劇烈振動; 　　5.觀察機組各種保護和監視裝置是否正常; 　　6.當轉素達到額定轉速，起空載運行的各項參數穩定后，合閘供電; 　　7.檢查確認控制屏各項參數是否在允許的范圍內，再次檢查機組的振動，有無三漏及其他故障; 　　8.機組運行時嚴禁超載。 　　(4)正常停機： 　　停機前必須先分閘，一般情況卸載后需運行3~5min停機。 　　(5)緊急停機： 　　1.發電機組運轉出現異常情況時，必須立即停機; 　　2.緊急停機時，按下急停按鈕或將噴油泵停機控制手柄迅速推倒停車位置。 　　(6)保養事項： 　　1.柴油機濾芯更換時間為300H;空氣濾芯更換時間為每400H;機油濾芯 次更換時間為50H，以后為250H。 　　2.機油 次更換時間為50H，以后機油正常更換時間為每250H。