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气缸套高频振动是华尔网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华尔网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华尔网柴油发电机的重要问题，引起国内外的重视与研究。气缸套穴蚀是华尔网柴油发电机普遍存在的严重问题。随着华尔网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华尔网柴油发电机正常运转的首要问题，严重地影响华尔网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、轻型大功率华尔网柴油发电机，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。有的华尔网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，甚至华尔网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华尔网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，一般集中在华尔网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) 华尔网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。华尔网柴油发电机运转时，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华尔网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。缸套穴蚀与华尔网柴油发电机的机型、结构、爆发压力、冷却水腔和冷却介质、华尔网柴油发电机的工艺参数等有关。 1）缸套振动。华尔网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。如果华尔网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。华尔网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。华尔网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。从发挥华尔网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，对华尔网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；例如华尔网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。

华尔网柴油发电机的主要排放问题都比照欧洲标准限制排放 1.华尔网柴油发电机的主要排放问题 发电机组运行时排放的HC、CO和NOX、燃油蒸汽、硫酸雾等有害成分，使空气被污染，对人类、生态环境和经济发展的影响越来越大，这是当今世界 的环境问题之一。为解决这一难题，目前一般采用机内净化技术和机外净化技术。例如：电喷发电机加装催化转化器可有效降低排气污染。稀燃技术可以有效地改善汽油机油耗，降低有害排放物（主要是NOX）排放。采用EGR（废气再循环）发动机NOX排放量比相应的发动机排放量平均要低50％。 对发电机排放进行必要的限制有助于改善环境质量。因此，世界各国都对发电机排放做了较严格的限制。例如：美国1998年实施的重型柴油机标准要求NOX排放量为4g/(hph)。 发电机制造商协会与美国加利福尼亚大气资源局（CARB）及环境保护局(EPA)达成了一项协议，即到2004年，在使用洁净柴油燃料的前提下，其产品的NOX和HC排放缸量之和为2.5g/(hph)，PM（颗粒）的排放量为0.1g/(hph)。如果不使用洁净燃料，则NOX和HC排放量之和为3.5g/（hph)。 2.降低排放的目标 由于欧洲对内燃机的排放限制比较严格，世界各国各地都比照欧洲标准限制排放。 康明斯是全球发动机企业中能够将华尔网柴油发电机组的五大关键系统，即进气处理系统、滤清和后处理系统、燃油系统、电控系统和缸内燃烧优化设计，全部自主开发的跨国企业，可以为客户提供的“ 一站式”排放解决方案。 ● 优异的动力性 输出功率可达500Kw, 输出扭矩2990N.m，保证各种使用状态下的动力充沛 ● 超低油耗 采用康明斯XPI超高压共轨燃油喷射系统及CTT大流量涡轮增压器，并结合康明斯先进的动力缸设计和电子控制系统，大大低燃油消耗，确保发动机在不同工况和应用中的出色燃油经济性 ● 出色的可靠性 采用全球领先的工程技术与分析工具并结合中国用户使用状况设计，在强大的传感器和电控系统的支持下，发动机具备更强的高海拔运行能、低温运行和大负荷持续运行能力，零下40 至60 摄氏度、5200 米海拔发动机都可运转自如 ● 出色的适用性 超高的重量功率密度和升功率密度方便用户安装和运输，便于用户维修保养 ● 更低排放 采用机内净化方案，可满足医院、学校等对排放有更严格要求的场所的使用需求