第三节船用柴油机活塞修理

一船用柴油机常见故障分析1.喷油嘴滴油柴油机发生喷油嘴滴油故障的具体表现为由于喷油断断续续、喷孔长时间堵塞，使燃油做不到雾化，喷油量减少、启动性较差、排气冒烟、积灰加多，导致发动机基本功率持续下降、油耗增多、磨损严重。

关于此种故障原因的分析，主要由以下几种：首先是柴油机的针阀和针阀体封闭锥面的磨损情况比较严重，出现较大面积的积痕，从而使得锥面封闭环带的接触面积加宽，表面出现变形，粗糙度加大，导致喷油嘴出现滴油现象，喷孔周围极易出现积灰，甚至严重堵塞喷孔。

其次，当高压油管内的剩余压力（即高压油管在喷油嘴发生连续喷油间隙的压力）越高，喷油嘴滴油越严重，影响剩余压力的主要因素是出油阀的偶件。

喷油嘴滴油故障并不单单只是发生在喷油嘴上，而是和出油阀偶件的封闭性有着极为密切的关系。

出油阀的过度磨损，是会导致喷油嘴发生滴油状况的。

最后，喷油嘴的针阀和针阀体之间的导向面摩擦性较差，或针阀与针阀体导向面发生严重磨损、针阀体和喷油嘴体过度接触，或针阀和针阀体密封锥面含有大量杂质，致使其高度升高，封闭性降低，也会使喷油嘴发生滴油。

2.柴油机气缸套穴蚀问题柴油机处于工作状态时，湿式气缸套的外表面冷却壁上会产生不同于常规腐蚀与机械磨损的局域小孔群聚集腐蚀。

气缸套穴蚀对柴油机的基本功能和使用寿命产生较大的影响。

气缸套穴蚀的形成原因非常复杂。

柴油机若采取开式冷却的方法，因为冷水温度比较低，且在柴油机发生高速运转时，因为受热不均，导致缸套、活塞等部件间隙热量不平衡，使得缸套发热不均，极易造成穴蚀现象。

除此之外，冷却所用冷水中含有较多的矿物质和其他杂质，这些都会导致冷却水具备一定的腐蚀性，而腐蚀作用恰恰也是导致柴油机穴蚀的一大原因。

另外，曲柄连杆联动活塞在发生高速往返运动时, 在往返运动过程中，活塞对气缸套会产生巨大的冲击力，引发气缸套共鸣。

气缸套共鸣时，缸壁的化学材料在活塞推力的作用下向两边发生弹性变形。

当活塞返回时，缸壁的化学材料向两边发生凹凸变形。

柴油机活塞环故障分析及处理摘要：活塞环作为柴油机燃烧室重要组成之一，在柴油机正常的运行占据着重要的作用。

因此，我们在密切关注航运事业的同时不能忽略活塞环在船舶运行中出现的各种故障。

活塞环故障的控制主要体现在轮机工作人员在日常的工作中对于柴油机的日常维护与保养以及及时的发现船舶柴油机在运行中出现的不同程度的问题，对于发现的问题能够有效的进行分析和解决，防止故障的发生造成严重的影响。

关键词：柴油机活塞环；故障；处理在工业产业运行及发展的背景下，船用柴油机作为设备使用中较为重要的组成，在活塞环使用的过程中，将其运用在密封燃烧室之中，可以在活塞达到一定位置之后，保证燃烧室内有充足的温度及压力，提高燃烧处理的整体效果。

对于柴油机活塞环的技术形式，其状态直接影响柴油机的工作可靠性、动力性和经济性。

而且，在活塞、活塞环工作条件相对恶劣的环境下，机械设备的磨损会增加损失功率，由于活塞环是活塞组件中最容易损坏的零件，其工作情况会对燃烧油的完整度受到损失，所以，在柴油机活塞环运用中，应该注意对活塞的管理，结合柴油机的运行特点，保证设备系统运行的安全性。

一、活塞环为保证密封可靠和防备个别环折断，一个活塞环上设多道气环，多道环还可以形成曲径式密封，环数越多，气体的泄露越少。

但是环的数目会使活塞的摩擦损失增加。

另一方面，活塞运动速度与漏气的多少成反比。

所以在设计上还是应尽可能地减少气环的数目。

通常高速机采用 2～3 道气环，中速机采用3～4 道气环，低速机采用5～7道气环。

结合柴油机系统的运行特点，活塞环的工作环境相对较差，如，在第一道活塞环运行中，受到高温、高压因素的影响，会降低缸体内的密封效果。

第二，在第二道环下方气体压力分析中，需要将气缸压力控制在 10% 的状态，通过密封系统的处理及调整，提高活塞环运行的效果，充分满足活塞环的工作需求。

在气体压力的影响下，活塞环在往复运动的惯性力影响下，活塞环及气缸套会产生摩擦力。

当前，船舶的使用范围不断扩大，对柴油机的使用需求也不断增多。

为确保船舶的持续发展，就要保证柴油机安全性和稳定性。

近年来，针对柴油发动机的研究逐渐增多，其应用范围也在扩大。

但是，设备频繁出现故障问题会对柴油机的运行产生影响，需落实更加科学合理的维修管理方案[1]。

一、船舶柴油机的组成结构1、机体组件和曲柄连杆结构在船舶柴油机基础系统中，动力结构为主要组成部分，骨架是基础组件，能为柴油机的运转创造良好的应用平台。

柴油机系统还涉及气缸盖、气缸体等基础零部件，其中曲柄连杆结构是维持各个节点应用的关键，主要包括活塞组、曲轴飞轮组以及连杆组等。

2、进排气与燃油供给结构船舶柴油机只有维持良好的排气效果，才能保证柴油机运行，排气系统能为柴油机提供充足且干净的空气。

在排气系统中，排气门等部件为主要组成部分，配合柴油供给系统就能形成核心控制体系，提高其稳定性能，最大程度上保证柴油机运转的可靠性。

3、润滑、冷却和启动结构在船舶柴油机各个系统中，润滑系统也是非常关键的部分，以固定的压力为柴油机各个零部件和系统输送相匹配的润滑油，最大程度减少摩擦造成的影响，也能实现部件损耗管理的最优化。

另外，船舶柴油机还具备冷却系统，能维持柴油机在常规温度环境下运行，降低长时间高温环境运行产生的损耗，最大程度确保柴油机运行的安全性和可靠性[2]。

二、船舶柴油机维修需注意事项1、结构余隙的高度1）缸体平面修理通过对船舶柴油机日常管理工作的总结可知，缸体上部需要采取平面修理的方式，柴油机使用的缸体设施本身属于较大的零部件结构，受到机械力以及热应力等作用，会出现翘曲或者是变形现象。

一旦出现变形问题，会对气缸盖和缸体对准效果形成负面作用，严密性和应用安全性等基础性能都会受到影响（见图1），甚至会出现漏气和动力不足等问题。

图1 余隙容积对性能的影响如图1所示，余隙高度的减少会受到结构产生的限制，S o在1mm区间内，一旦S o偏小，就会引起活塞和气门的碰撞。

技术创新63船用柴油机活塞环折断是船舶轮机 管理中常见的故障，本文深度认识活塞 环结构原理以及工作中折断损坏的原 因，提出了相应的预防措施和对策，对 活塞环的日常管理和维护提出实用和有 效的建议。

活塞环（图1)是内燃机燃烧室组成 的重要部件之一，有气环和刮油环之分。

图1活塞环气环的主要作用是：①密封气缸工作 空间的气体。

柴油机机工作时进气冲程进 入的新鲜空气，在压缩冲程进行脚’为 活塞到达上死点时满足燃油的自燃，压缩 终点温触须■要求，而气缸的密封非 常重要，气环的密封则是柴油机工作燃烧 质量好甚至是能否起动的关键。

②导出活 塞热。

柴油机在燃烧膨胀过程中，仅有20%至40%的热能转换为机械能，剩余的 60%至80%的热能积聚在气缸中，大型低 速柴油机舰冷却液带走气缸和活塞热， 中小型柴油机则通过气环的传递，把活塞套，再酣冷却水_而带走气缸和活塞热。

③保持活塞运动的中心。

中小型柴油机的活鲥料錢是铭合金， 而缸套的材料主要是铸铁，设计时为避免 活塞受热膨胀拉缸，甚至咬缸，活塞夕啦 比缸套内径要小，为保证活塞在气缸中运 行时，不会碰撞和拉扯，由气环固定活塞 的中心线，上下运行时，活塞与缸套的中 心线一致。

油环的主要作用有：①活塞上行时， 将滑油均匀分布于气缸壁，保持活塞环与缸套之间处于临界摩擦，因为油太多会使 滑油窜缸燃烧，油太少会加大活塞磨损和 干磨发热。

②活塞下行时，将润滑油刮回 油池，防止润滑油滞留在所气缸中燃烧。

活额贼油m i 作过程中，工作条件十分恶劣。

气缸内燃烧时最高温度可淑000t ,压力10 MPa ,这就使得活塞产生冲 击，并承受侧压力的作用；活塞在气缸内 以很高的速度（8 m/s ~ 12 m/s )往复运 动，且速度在不断地变化，这就产生了很 大的惯性力，使活塞受到很大的附加载 荷。

活塞在这种恶劣的条件下工作，会产 生变形并加速磨损，还会产生附加载荷和 热应力，同时受到燃气的化学腐蚀作用。

船用柴油机常见故障的维修及技术分析柴油机的故障维修是船舶维修中的重要内容，也决定了柴油机的使用寿命的长度。

文章总结了柴油机常见的故障问题，分析了故障出现的原因，并指出了相应的解决措施。

标签：柴油机；故障维修；船舶柴油机是目前船舶上使用最广泛的主机，绝大部分大型、中型和小型船舶都使用柴油机作为主机，因此柴油机的工作可靠性是保证船舶长时间正常工作的重要条件。

柴油机经过一段时间的使用后，往往会出现各种故障，如果不及时对这些故障进行检修，会缩短柴油机的使用寿命，甚至造成柴油机的报废。

柴油机最常见的故障有排烟温度过高、气缸套穴蚀、滑动轴承的故障、主机安全阀故障、主机“拉缸”现象等。

1 船舶柴油机排烟温度过高老龄船舶在使用过程中，有时会出现主机排出来的废气温度异常高的情况，这种状况下就需要检测是所有气缸的废气温度都很高，还是个别气缸出现这种情况。

根据检测结果来分析原因并采取不同的措施。

如果是所有的气缸都出现这种故障，那么很可能是下面的原因造成的：透平前格栅和透平叶轮太脏，透平喷嘴堵塞造成进气不畅；废气锅炉堵塞造成排气不畅；空冷器由于脏污太严重，造成进气不顺。

如果是个别气缸的废气温度过高，其原因很可能有以下几个：这个气缸的排气阀损坏，造成漏气；活塞密封有问题，造成漏气；气口堵塞造成进气不顺。

在了解到底是所有气缸的排气温度还是个别气缸的排气温度过高后，要进行故障的检查，查明原因后，就可以采取相应解决措施。

若是透平有问题，就是可以拆卸透平，清洁透平前格栅和叶轮，疏通或者更换透平喷嘴，也可以更换透平里面的油封和气封等元件。

如果是废气锅炉堵塞造成的，就必须清洗火管，清除里面的脏污。

若是空冷器的压差过大，则说明空冷器出现问题，这时就得请专业的厂家拆卸清洗。

2 柴油机气缸套穴蚀问题柴油机工作时，湿式气缸套外圆表面冷却壁上产生的不同于一般腐蚀和机械磨损的局部聚集小孔群腐蚀。

气缸套穴蚀对柴油机的工作性能和使用寿命造成很大的影响。

第三节活塞的检修活塞是柴油机的主要运动机件之一，燃烧室的组成部分。

活塞工作时承受着很大的机械应力和热应力，同时还承受着摩擦。

因此，在使用中活塞容易损坏，特别是高速柴油机的活塞。

活塞的主要损坏形式有：外圆表面及环槽的磨损、裂纹和破裂，顶部烧蚀等。

一、活塞的损坏与检修1．活塞外表面的磨损检测1）活塞外表面磨损部位与检测一般中、小型柴油机的筒形活塞裙部外表面容易发生磨损。

这是由于运转中活塞裙部起导向作用和承受侧推力的结果。

大型十字头式柴油机活塞运动部件的运动是靠导板、滑块起导向作用和承受侧推力，况且活塞与气缸之间的间隙较大，所以正常运转中活塞外圆面是不会磨损的，只有在活塞运动装置不正和拉缸等异常情况下才会发生。

活塞裙部外表面磨损后，裙部直径减小，活塞与气缸的间隙增大，活塞横截面产生圆度误差、纵截面产生圆柱度误差。

这些都直接影响活塞的工作性能和柴油机的功率。

在船上是通过测量活塞直径来检验活塞的磨损程度。

通常采用外径千分尺、游标卡尺进行测量。

测量部位为活塞的上部、中部和裙部的外径，有承磨环的活塞应测量每道环的外径。

测量每一测量点的横截面上相互垂直的两个直径：平行曲轴方向的直径和垂直曲轴方向的直径。

将测量值记录在表格中，计算出每个横截面的圆度、纵截面的圆柱度，以其中最大值与说明书或标准比较，以确定活塞的磨损程度。

表8-5为活塞裙部外表面的圆度，圆柱度的磨损极限。

活塞裙部外圆表面磨损不太严重时，采用光车裙部外圆，消除几何形状误差。

光车后仍满足表10-1所列活塞与气缸间隙时可继续使用。

否则依活塞材料不同采用不同的对策，铝活塞采用换新；铸铁活塞采用热喷涂、镀铁等工艺恢复尺寸；铸钢活塞采用镀铁、堆焊金属等恢复尺寸。

承磨环适度磨损、严重拉伤或松动时应换新。

2．活塞环槽的磨损检修1）环槽磨损的原因活塞环槽端面磨损是活塞常见的损坏形式，尤其以铝合金活塞为多。

环槽端面磨损主要是由于环在环糟中的相对运动，包括环在环槽中往复运动(即环上、下运动)、环的径向胀缩运动、环在环槽中的转动和扭曲运动。

目前，国内的船舶建造普遍使用船用柴油机作为动力装置，对此，需要重视柴油发电机的故障诊断与定期检修工作。

做好船用柴油机的故障处理工作对保障船舶航行安全和船员人身安全具有重要意义。

从船舶柴油机的结构角度看，对其进行维修并不是单纯地换装、拆装，而是对机器内部的整体结构进行分析，针对故障部件进行处理。

所以，诊断船舶柴油机的常见故障，对提升其故障检修效果具有重要影响。

随着科学技术的进步，各种新的检测技术被应用到柴油机的故障诊断中，国内该领域研究者为保障船舶运行安全，针对柴油机常见故障，提出了多种诊断技术。

但在实践中，由于维护人员技术水平的限制和柴油机自身故障具有隐蔽性与复杂性特点，产生维护费用高昂和资源浪费的现象。

为保障船舶运行安全，从船用柴油机的结构入手，对其常见故障进行了分析，提出有效的故障诊断和维护措施。

一、船用柴油机的基本构成1、机体组件与曲柄连杆系统船用柴油机由各机械和动力部件构成，其中，机体总成系统是船用柴油机的基本构架，可以保障柴油机在船舶上正常工作。

发动机总成系统包括缸盖、缸体等，由多个部件构成，是整个发动机系统的一个有机整体。

此外，船用柴油机的曲柄连杆系统也是柴油机和其他动力系统的重要组成部分。

曲柄机构包含活塞组、连杆组、曲轴飞轮组等部件，其作用是将活塞的逆向运动转化成曲轴的转动，从而保证整个船舶的运行安全。

2、进气和燃料供应系统柴油机的进气和排气系统是柴油机的呼吸器，能为柴油机提供新鲜的空气和氧气，保证柴油机的工作状态。

同时，进气和排气系统也起到了排烟的作用，可以净化发动机内部工作环境，使发动机内的各系统部件能够正常运作。

由此可知，进气和排气系统是柴油机实现经济高效运行的保证。

此外，燃料供应系统包括高压油泵、喷油器等部分，是船舶柴油机的重要组成部分。

燃料供应系统的稳定性，对柴油机的总体性能和船舶高效运行有着重要的影响。

该系统的主要功能是根据船舶柴油机的特定载荷，对其进行燃料供应，并将合适的燃料注入发动机汽缸中，以确保整个系统正常运转。