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增压型柴油机简介 1）发电机依靠缸内燃烧发出功率。因此，进入缸内的燃油和空气是基本的两大要素，两者要合理调配，燃烧才能完全，使之达到功率大而燃油省的目的。 2）燃油的输入量是可以控制的，关键是空气吸入量。一般发电机靠自然吸气，空气吸入量受发电机进气系统阻力的限制，仅能吸入70%～80%（（以1个大气压计。吸入气缸的空气体积与气缸容积的百分比）。因此功率难以提高。 3）增压型柴油机的基本特征就是采用了“增压器”。因此。进入气缸的空气不是依靠自然吸气，而是由增压器强制将空气压入或“填入”气缸，从而使空气量增多，喷射的燃油量也相应增加，不但发电机功率大大提高，而且由于燃烧完全，相应降低了耗油量，尾气烟度也有所改善。 4）废气涡轮增压器利用发电机排气压力推动涡轮，带动另一端的叶轮压气机“鼓充”进气，叶轮转速每分钟一般达10万转左右。采用这种内燃机增压技术的发电机为增压型，其功率比自然吸气型提高20%～40%，燃油消耗率也显著下降。 5）进气气缸的空气通过废气涡轮增压器后，由于受压缩功的影响，其温度大幅度提高（全负荷时一般达到12℃左右），空气密度却显示下降，限制了功率的进一步的提高，因此出现了“增压中冷”是将发电机的冷却液或汽车前端的进风通过“中冷器”（即热交换器）对已增压过的发电机进气进行“中间冷却”。水冷型可将进气温度降至90℃左右，空气冷却型可将进气温度降至50℃左右。采用增压中冷技术的发电机为增压中冷型，其功率比增压型进一步提高，油耗也相应地进一步减少，其工作原理如图1-1所示。 6）B系列柴油机有3种吸气形式--自然吸气型、增压型和增压中冷型。依靠这种技术，B系列柴油机在缸径、冲程和转速不变的情况下，可逐级提高它的功率和转矩，因而明显扩大了系列内柴油机的功率范围。以B系列6缸机为例：自然吸气型（代号6B)的额定功率为96KW,增压型（代号6BT）的额定功率为118KW，增压中冷型（代号6BTA）的额定功率140KW，它们的转矩和燃油量也分别不同程度地逐级得到提高和减少。 7）B系列柴油机是通过采用增压和增压中冷技术来扩大功率范围，而不是通过采用扩大缸径的方法来达到的。由于缸径不变，缸体、缸盖等零部件完全通用，就大大降低了工厂生产成本，减少了市场备件平中；又由于设计时不必考虑保留扩大缸径的余地，使发电机能尽量紧凑，体积和质量明显减小;更由于增压技术的优点，不仅提高了动力性的经济性，而且有利于降低噪音和使排放达标。此外，如在高原地区使用，动力可保持不变或损失较少。B系列柴油机的结构强度是按 功率和转矩的需要设计的，因此保证了全系列机型的可靠性和耐久性。 8）发电机配HIC增压器主要按中、高速端匹配，因而低速端增压压力不足。为了不使烟度排放性能等恶化，不得不限制供油量（通过冒烟限制器），从而牺牲了低速转矩并影响整车低速行驶性能。这种匹配主要适于汽车经常高速行驶的使用条件。 旁通涡轮增压器正是针对解决低速动力性不足而开发的，它以低速端进行 匹配，低速增压压力高，冒烟限制器不起作用，因此低速转矩大、排放低，并通过旁通阀来解决由此产生的高速端增压压力过高的问题，从而兼顾了高速端的性能，可以看出，旁通阀和曲柄连成整天转动，并通过推杆与执行器（用支架固定在增压器壳体上）中弹簧的一端相连，执行器的另外一端则通过软管与压气机出口增压压力想通。当旁通阀处于关闭状态时执行器中的弹簧具有一定的预紧力。 当增压压力达到一定程度而足以克服弹簧预紧力时，作用力将通过推杆，曲斌使旁通阀打开，将进入涡轮的部分废气经旁通阀流入总排气管，从而减少了进入涡轮的能量，使转速和增压压力随之下降。

气缸套高频振动是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。气缸套穴蚀是柴油发电机普遍存在的严重问题。随着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柴油发电机正常运转的首要问题，严重地影响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) 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。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。缸套穴蚀与柴油发电机的机型、结构、爆发压力、冷却水腔和冷却介质、柴油发电机的工艺参数等有关。 1）缸套振动。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。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。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，以取得良好预防效果。