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?；钊|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。

發電機電控系統部件詳細介紹 噴油器 燃油共軌系統采用的是電控噴油器，它是根據電子控制單元的指令在適當的時候將適量的燃油噴射到燃燒室中。電控高壓噴油器主要由噴油器體、噴油器控制電磁閥、噴油器偶件、O形密封圈、QR code信息片、噴油器電磁閥接線柱等部分組成。 電控噴油器的工作原理、工作過程如下。 ①未噴油狀態。高壓油軌內的燃油進入噴油器，但電磁閥沒通電，TWV閥關閉，控制室壓力等于油軌壓力，噴嘴關閉。 ②噴油過程。ECU控制電磁閥通電，TWV閥打開，控制室壓力得到釋放，使控制活塞上移，噴嘴打開噴射燃油。 ③噴油結束。電磁閥斷電，TWV閥關閉，控制室壓力與油軌壓力同步，噴嘴關閉，噴油結束。 電子控制單元 電子控制單元是整個柴油機電控系統的“計算機與控制中心”，它是電控系統的“大腦”整個電控系統的核心。它承擔整個電控系統的信號采集與處理、數據運算與分析、控制策略的實現、控制指令的產生、數據的通信與交換等功能。 ECU通過各種傳感器和開關，采集到發動機當前的工作狀態信息，進行分析計算并按此狀態下預先標定好的 參數，控制發動機的噴油量、噴油時間及噴油壓力，從而調整發動機的工作狀態，達到省油、、低排放的目的。 傳感器 傳感器是一種轉換器，作用是進行信號變換。柴油機電控系統中常用的傳感器有溫度、壓力、轉速傳感器等。 電控共軌系統中的傳感器一般有加速踏板位置傳感器、曲軸轉速傳感器、壓力傳感器和溫度傳感器等。 ①加速踏板位置傳感器。加速踏板位置傳感器分為電位器式（早期使用）和霍爾式兩種，常稱為“電子油門”，其作用是通過檢測加速踏板的位置了解駕駛員的愿望，進而了解發動機的負荷狀況。位置傳感器把發動機的負荷信號轉變為電信號，負荷越高，電壓越大，然后把此信息ECU由其進行相關比較和計算后，發出指令控制相關的執行器（如增加噴油量）。 加速踏板信號是雙路信號，信號1的電壓值約為信號2電壓值的2倍。 ②曲軸轉速傳感器。曲軸轉速傳感器（Ne傳感器）可以確定活塞上止點位置，同時測量發動機曲軸的轉速。曲軸轉速傳感器安裝在飛輪殼體上。 傳感器信號產生的原理是：飛輪360°范圍內按6°間隔打58個孔!剩下2孔未打，形成聞隙，作為判斷活塞上止點的依據。傳感器中的磁通跟隨著通過的孔與間隙而變化，產生正弦交流電壓，其波幅隨著發動機轉速而變化。設定間隙到傳感器位置的角度，可確定一缸上止點。結合凸輪軸傳感器正時凸輪，確定一缸點火上止點。 ③凸輪軸位置傳感器。凸輪軸位置傳感器安裝在高壓油泵總成上，通過測量高壓油泵凸輪軸轉速和位置，來確定柴油機噴油正時時聞（凸輪軸轉速為曲軸轉速的1/2）。 ④進氣壓力傳感器。進氣壓力傳感器的安裝位置：進氣壓力傳感器為半導體壓敏電阻式壓力傳感器，其作用是把進氣壓力信號轉化為電壓信號，然后發送給ECU，由ECU計算進入發動機汽缸的空氣量，用來控制噴油量（空燃比）。 ⑤軌壓傳感器。軌壓傳感器安裝在共軌管的一端，用于實時測量共軌管中的燃油壓力，測量范圍為0～200MPa。其原理是把壓力信號轉化為電壓信號，再將信號放大后輸送到ECU，由ECU對壓力控制閥（PCV）實施反饋控制，通過增減油泵供油量來調節油壓，使油壓穩定在目標值。 ⑥冷卻液溫度傳感器。冷卻液溫度傳感器安裝在節溫器體上，是負溫度系數的熱敏電阻傳感器，使用范圍為-40～130℃。該傳感器主要用于測量發動機冷卻的溫度，把溫度信號轉化為電壓信號，從而進一步控制燃油噴射量。 進氣溫度傳感器。進氣溫度傳感器為負溫度系數的熱敏電阻，安裝于進氣歧管上，主要用于測量進氣管中的進氣溫度，從而進一步控制燃油噴射量。 執行器 ①主繼電器控制。電裝共軌系統的主繼電器控制電路。當打開點火開關到“ON”位置后，ECU端子中KEY/SW端子得電，M_REL端子就輸出低電平，導致主繼電器動作，+BP端子就輸入24V電壓供給整個ECU工作；當電源關斷或掉電時，M_REL端子由軟件控制，并不馬上變為高電平，而是維持一段時間，使得ECU有足夠時間保存數據。只有當延遲時間結束后，M_REL端子才由低電平轉變成高電平，從而切斷ECU的工作電源。 ②PCV繼電器控制。壓力控制閥用于控制從供給泵到共軌管內的燃油量，電裝共軌系統的PCV繼電器控制電路：當點火開關打到“ON”位置時，PCV繼電器動作，向PCV1和PCV2供電，當ECU發出PCV驅動指令后，三級管導通，PCV開始工作。 ③燃油計量閥。燃油計量閥安裝在高壓油泵的進油位置，ECU通過控制其通電時間來調整油泵的燃油供給量，從而控制共軌中的燃油壓力值。 燃油計量單元在斷電狀態下，靠彈簧作用力，閥處于全開位置當通電后電磁閥作用，克服彈簧力，將閥關閉。在柴油機啟動或柴油機運轉時，根據ECU的指令來執行電磁閥的動作，保證高壓軌內壓力穩定在規定要求。

引起發電機組水溫高的具體因素 　　柴油發電機組水散熱器的散熱片大面積倒伏，散熱片間有油泥雜物等堵塞，會阻止熱量的散發。特別是當水散熱器表面沾有機油時，塵土和機油形成的油泥混合物的導熱系數比水垢的更小，嚴重阻礙散熱效果。包括水溫傳感器故障;線路打鐵或指示表失靈，引起誤報警。此時，可采用表面溫度計測量水溫探頭處的溫度，觀察水溫表指示是否與實際溫度相符 　　柴油發電機組風扇膠帶過松會產生打滑，引起風扇速度偏低，送風效果減弱。如發現膠帶過松應予調整，若橡膠層老化，故障或纖維層折斷，則應更換。 　　柴油發電機組水泵本身故障，轉速偏低，泵體內水垢沉積過多，通路變窄都會使冷卻水流量變小，散熱性能降低，使柴油發電機組油溫升高。 　　檢測節溫器好壞的方法是;將節溫器拆下，將其懸置于裝有溫水的容器中，同時在水中置一溫度計，然后從容器底部加熱，觀察節溫器閥門開始開啟和完全開啟的水溫，若打不到上述要求或有明顯故障，則應立即更換節溫器。 　　預判發電機組氣缸墊是否燒損的方法是;將柴油發電機熄火，稍等片刻，然后重新起動柴油發電機并提高轉速。若此時水散熱器加液口蓋可看到有大量氣泡冒出，同時排氣管中有小水珠隨廢氣排出，則可斷定是氣缸墊損壞。 　　柴油發電機組噴油器工作不良。供油提前角過早或滯后，可致使燃燒時高溫氣體與汽缸壁接觸面積增大，且時間增長，傳遞給冷卻液的熱量增加，使冷卻液的溫度升高。此時，會伴有柴油發電機動力無勁且油耗增大等現狀。若噴油嘴的噴油壓力下降，霧花不良，會使燃油不能完全燃燒，排煙溫度增高間接導致水溫升高。 　　柴油發電機超負載運轉時會造成供油量過多，當產生的熱量超過柴油發電機的散熱能力時，也會使柴油發電機的冷卻水溫度升高。此時，柴油發電機多半有排黑煙，耗油增大，聲音不正常等情形。