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            柴油發電機組氣缸套穴蝕是怎樣形成的,應當如何預防


            瀏覽:736次   添加時間:2021-06-26 15:32:55

            新聞內容

              什么是柴油機的穴蝕?穴蝕是指柴油機濕式缸套外壁與冷卻液接觸的表面被破壞成一些針狀的孔洞,這些孔會越來越大,加深,最后發展成裂紋甚至出現通孔,使冷卻水進入氣缸和機油中,顯著降低了柴油機的壽命及工作可靠性。而干式缸套雖然不與冷卻液直接接觸,但缸套座同樣受到穴蝕。

              柴油發動機運轉一個時期(情況嚴重時,往往在高負荷下運轉幾十個小時后),在缸套外表面沿連桿擺動方向兩側,出現直徑為1-5mm,深達2mm左右的蜂窩狀孔群,有時在缸壁尚未到磨損極限時,即被穴蝕孔所擊穿。

              部分人認為,缸套穴蝕主要原因是缸套材料引起,如材料內存有微觀小孔、裂紋、溝槽。但研究表明缸套穴蝕是由發動機振動引起的,研究人員在柴油機工作時進行了試驗,把加速度傳感器固定在缸套的承壓、非承壓側,測振信號經放大后,即可進行顯示和分析,和氣缸壓力信號一起可以看出缸套振動和曲軸轉角的關系。這個關系可以測出該機工作時的缸套振動頻率、振幅、振動速度和振動加速度。所以,穴蝕產生的原因是振動。

              在同一臺柴油機上,試驗時用不同方案的活塞、活塞環、活塞銷位置、缸套支承距離、缸套厚度、缸套結構等進行比較,可以定量地分析不同的方案和缸套振動的關系。這種測試方法容易實現,同時也比較直觀。缸套受活塞沖擊力最大時,其位置在主承壓側上部到中間附近,也就是活塞側壓力的換向區域,這個位置正好與缸套穴蝕群對應。因此,可以確定穴蝕是振動引起的。

              柴油機在運轉中,由于燃料燃燒爆發對活塞產生較高壓力,活塞往復運動變向時的沖擊,使氣缸套受到活塞周期性交變側壓力,由于氣缸套與活塞間存在間隙,再加活塞的倒傾,則不可避免地隨著發動機運轉產生交變沖擊,引起高頻振動及變形,從而使缸套外壁冷卻水附著層產生局部瞬時高真空和高壓、高溫。在高真空情況下,冷卻水汽化成空泡;在高壓情況下,使空泡爆破。空泡爆破的強度,決定于氣缸套振動的頻率與振幅,其強度可達10-4大氣壓,溫度高達幾百度,這樣高的局部壓力和溫度會造成材料塑性變形和疲勞破壞。

              預防柴油機的穴蝕,建議以下幾點,大家一起學習:

              (1)要盡量保證活塞與缸套的合適配合間隙。我們在實際建議把活塞裙部的上部與氣缸間隙改為0.28~0.30 mm,下部與氣缸間隙改為0.25~0.27 mm,能使缸套穴蝕有所減輕。一旦發現輕微穴蝕,可將缸套安裝方向調轉90°(即將被穴蝕表面轉到與連桿擺動面的垂直方向,繼續使用)。以減輕敲缸和振動。

              (2)按規定更換冷卻液,并及時清洗冷卻系統,使冷卻系統經常保持良好的技術狀態。改善冷卻水在水套中的流動。冷卻水流應該是暢通的,不存在“死水區”、“渦流區”和局部狹窄處。最好采用切向進水口,因為冷卻水切向流動會使空泡離開缸套表面附近的強烈振動區。由于空泡破滅時已隨水流而去,沒有足夠的時間擠人氣缸套外壁的微小針孔中去,因而不致產生嚴重的穴蝕。此外,提高冷卻水溫對減輕穴蝕有一定好處。最易發生穴蝕的冷卻液溫度是40℃-60℃,盡量使溫度保持在(80℃-85℃)。

              (3)避免產生穴蝕的有效方法,就是在冷卻液中加注一定量的DCA4(防腐劑),這是康明斯的專利技術,這種防腐劑被溶解在冷卻液中,并隨著液體的流動不斷沖刷生成于氣缸套外表面的氣泡,從而大大降低產生穴蝕的機率。提高了發動機的可能性和耐久性。

              (4)選擇著火性能較好的柴油,并合理選擇噴油提前角,使著火落后期較短,保持燃料系工作性能,減輕不正常燃燒造成的危害

              (5)氣缸套外表面加覆蓋層。在氣缸套外表面鍍一層厚約0.02~0.03mm的乳白色鍍鉻層,可以有效地防止穴蝕。因為鍍鉻層具有較高的機械性能和良好的耐腐蝕能力,故能抵制穴蝕和電化學腐蝕。但鉻鍍層不宜太厚,否則會因振動而碎裂并剝落。硬的光澤鉻層由于脆性大及存在有細微裂紋,是不能可靠地防護氣缸套的,因此不宜使用。此外,鍍鉻工藝較復雜、成本高,質量不易保證,再兼之對環境有一定污染,使之在應用上受到一定限制。

              關于柴油發電機組柴油機穴蝕產生原因以及預防措施就介紹這里,如果穴蝕太深或銹痕不能用細金鋼砂布擦掉,則需更換氣缸套,為了保證發揮柴油發電機組正常功能,定期維護和保養工作必不可少。



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