ディーゼル発電機のシリンダーライナーキャビテーションの原因

シリンダーライナーのキャビテーション損傷の特徴は、局所的に深い穴が密集した形態をとることです。多くの場合、損傷面は清浄で、腐食生成物の堆積がなく、ライナーの圧力面の片側に現れます。ディーゼルエンジンの調整と強化の方向への発展に伴い、キャビテーションはますます深刻化しています。

シリンダーブロックとシリンダーライナーのキャビテーション損傷は、亀裂や貫通孔を引き起こし、冷却水がシリンダーとオイルに侵入してディーゼルエンジンの寿命と信頼性を著しく低下させます。キャビテーションを防止するために一般的に用いられる方法は、シリンダーとピストンの隙間を狭めてシリンダーライナーの振動を低減する、ピストンスカート部を長くする、冷却水流量を増加させ、冷却システムの流れ方向と構造を改善する、シリンダーライナーの支持剛性を高める、シリンダーライナーの材質とプロセスを改善してキャビテーション耐性を向上させる、などです。

キャビテーションの主な発生源はシリンダライナの振動です。ピストンが上死点に達すると、側圧の方向が変化し、ピストンがシリンダライナの片側から反対側へ揺動します。これがピストンスイング現象です。ピストンとシリンダライナの間には熱的隙間があるため、ピストンの揺動は衝撃となり、シリンダライナに強い振動を引き起こします。

ライナー壁が振動すると、水室内で交互に伸張と圧縮が発生し、外壁付近の水に局所的な高圧・真空気泡が発生します。高真空の作用により、冷却水は気泡に蒸発し、一部の真空気泡や気泡がシリンダーライナー外壁の微細なピンホールに発生するか、振動の作用によりピンホールに押し込まれます。真空気泡や気泡が高圧衝撃によって破裂すると、破裂部付近に圧力衝撃波が発生し、その圧力は数十気圧に達してシリンダー外壁に衝突するため、頻繁に繰り返し衝突し、シリンダーライナー表面が急速に損傷します。

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