船舶柴油机Marinedieselengine
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机械疲劳(Mechanical fatigue) 底板内侧表面裂纹（水冷面），阀孔尖角处应力集中 严重,与发动机的累计转数有关，称高循环疲劳
腐蚀疲劳(Corrosive fatigue) 气缸盖在密封凸缘处冷却水侧容易发生腐蚀疲劳裂纹
2019/8/2
8
2.2.5 管理与维护(management and maintenance)
应过早停止冷却水循环，以避免产生冷却水“过后沸 腾”现象；起动柴油机时，应避免暖机不足而过猛增 加负荷。
2019/8/2
12
2.2.5 管理与维护(management and maintenance)
气缸盖的管理与维护（Failures and Reasons）
气缸套的管理与维护 活塞的管理与维护
2019/8/2
4
气缸盖的常见缺陷（2）
气缸盖翘曲(Warp) 现象：
塑性变形－密封失效
原因：
1缸盖螺栓预紧力过大或严重不均； 2柴油机长期超负荷或最高爆发压力过大； 3气缸盖制造加工残余应力严重。
2019/8/2
5
气缸盖的常见缺陷（3）
气缸盖裂纹(Crack)
最易发生在各阀座孔与喷油器座孔之间
(3)烟囱是否冒白烟 (4)吊缸时，活塞顶部有积水或锈痕，表明气
缸盖有裂穿现象。 可以采用渗透探伤和水压试验等方法检验
2019/8/2
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2.2.5 管理与维护(management and maintenance)
气缸盖的管理与维护（Failures and Reasons）
பைடு நூலகம்
气缸套的管理与维护
气缸盖的管理与维护（Failures and Reasons）
气缸套的管理与维护
活塞的管理与维护
常见缺陷
疲劳原因分析
检测方法
维护管理
2019/8/2
3
气缸盖的常见缺陷（1）
贴合面漏气(leak) 现象：
气泡-漏气、漏水和漏油-停止工作
原因：
1.缸盖螺栓预紧力不足或严重不均 2.密封垫片装反、老化或损坏 3.贴合面有杂质在局部梗垫，或贴合面本身有损伤伤痕 4.缸盖底面或机体支承面变形，平面度误差严重。
活塞的管理与维护
常见缺陷
原因分析
检测方法
维护管理
2019/8/2
11
维护管理中应注意的事项
（1）在柴油机投入运行前，彻底清洗冷却水腔，保证 水路畅通。
（2）运转中适时清除水垢和铁锈，保证传热条件良好。 （3）控制冷却水的品质，按说明书的规定控制好冷却
水的温度、温差和流量。 （4）避免长时间超负荷运转，防止过热。 （5）当采用外源驱动冷却水泵时，柴油机停车后，不
活塞组常见缺陷
1. 活塞裂纹 (低频热应力+高频热应力) 2. 活塞顶的烧损 (直流扫气和油冷活塞较多) 3. 活塞环的异常磨损、粘着和折断 4. 活塞销产生磨损和裂纹
1缸盖材质不合要求，抗热疲劳强度低。
2制造缺陷。没有消除残余应力，局部结构应力 集中严重等。
3因结构不当或水垢严重，冷却效果差。
4柴油机使用、操作不当。如突然加大喷油量， 突然向冷却系统补充大量冷水或者频繁起动， 停车。
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2.2.5 管理与维护(management and maintenance)
气缸盖的管理与维护（Failures and Reasons）
气缸套的管理与维护
活塞的管理与维护
常见缺陷
疲劳原因分析
检测方法
维护管理
2019/8/2
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疲劳原因分析（Causes）
热疲劳(Heat fatigue) “鼻梁区”热疲劳裂纹（触火面），发生蠕变，引起 局部塑性变形，取决于“冷热”循环次数的低循环疲 劳
2019/8/2
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三种磨损的比较
熔着磨损：（严重时会引起拉缸） 金属直接接触磨擦→局部高温→熔融粘着、脱落→扩大→熔着
磨损 活塞在上止点第一道活塞环附近最严重 材质\加工\外形尺寸\油孔布置\气缸油量和品质\缸套温度\对中 磨料磨损： 硬质颗粒进入磨擦面之间形成磨料 提高燃油净化质量，确保燃油良好燃烧 平行直线状的拉伤痕迹 腐蚀磨损（冷腐蚀或低温硫酸腐蚀） 油中含硫+氧化+低温 易在缸套中下部生成，刮到上部腐蚀 疏松的细小孔穴
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穴蚀
外表面蜂窝状小孔 电化学腐蚀（开式 ）：冷却水作电解质腐蚀阳极区 空泡腐蚀（闭式 ）：侧推力形成高真空和高压 措施： 1. 安装防腐锌板 2. 冷却水中加缓冲剂和防锈油 3. 增加壁厚 4. 提高支承刚度 5. 减少缸套的轴向支承距离 6. 减小活塞与缸套的装配间隙 7. 冷却水有合理的温度与压力
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2.2.5 管理与维护(management and maintenance)
气缸套的常见缺陷
1. 磨损（熔着、磨料和腐蚀） 2. 裂纹（易发生在安装凸肩与外圆转角处，或
在燃烧室内壁或气口间筋肋间）
3. 穴蚀（外表面蜂窝状小孔，由电化学腐蚀和 空泡引起）
4. 泄漏（密封圈失效）
气缸盖的管理与维护（Failures and Reasons）
气缸套的管理与维护
活塞的管理与维护
常见缺陷
疲劳原因分析
检测方法
维护管理
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气缸盖裂纹的检测方法
(1)开车前冲车时，观察示功阀有无水汽、水 珠喷出。
(2)运转中，观察冷却水压力，出口温度是否 升高，冷却水柜水位是否正常，滑油中是否有 水，油位是否升高。
《船舶柴油机》 Marine diesel engine
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1
2.2 燃烧室部件
2.2.1 燃烧室部件承受的负荷及结构特点 2.2.2 活塞组 2.2.3 气缸 2.2.4 气缸盖 2.2.5 管理与维护
2019/8/2
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2.2.5 管理与维护(management and maintenance)
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2.2.5 管理与维护(management and maintenance)
气缸盖的管理与维护 气缸套的管理与维护 活塞的管理与维护（Failures and Reasons）
常见缺陷
原因分析
检测方法
维护管理
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腐蚀疲劳(Corrosive fatigue) 气缸盖在密封凸缘处冷却水侧容易发生腐蚀疲劳裂纹
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2.2.5 管理与维护(management and maintenance)
应过早停止冷却水循环，以避免产生冷却水“过后沸 腾”现象；起动柴油机时，应避免暖机不足而过猛增 加负荷。
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气缸盖的管理与维护（Failures and Reasons）
气缸套的管理与维护 活塞的管理与维护
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气缸盖的常见缺陷（2）
气缸盖翘曲(Warp) 现象：
塑性变形－密封失效
原因：
1缸盖螺栓预紧力过大或严重不均； 2柴油机长期超负荷或最高爆发压力过大； 3气缸盖制造加工残余应力严重。
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气缸盖的常见缺陷（3）
气缸盖裂纹(Crack)
最易发生在各阀座孔与喷油器座孔之间
(3)烟囱是否冒白烟 (4)吊缸时，活塞顶部有积水或锈痕，表明气
缸盖有裂穿现象。 可以采用渗透探伤和水压试验等方法检验
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气缸盖的管理与维护（Failures and Reasons）
பைடு நூலகம்
气缸套的管理与维护
气缸盖的管理与维护（Failures and Reasons）
气缸套的管理与维护
活塞的管理与维护
常见缺陷
疲劳原因分析
检测方法
维护管理
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气缸盖的常见缺陷（1）
贴合面漏气(leak) 现象：
气泡-漏气、漏水和漏油-停止工作
原因：
1.缸盖螺栓预紧力不足或严重不均 2.密封垫片装反、老化或损坏 3.贴合面有杂质在局部梗垫，或贴合面本身有损伤伤痕 4.缸盖底面或机体支承面变形，平面度误差严重。
活塞的管理与维护
常见缺陷
原因分析
检测方法
维护管理
2019/8/2
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维护管理中应注意的事项
（1）在柴油机投入运行前，彻底清洗冷却水腔，保证 水路畅通。
（2）运转中适时清除水垢和铁锈，保证传热条件良好。 （3）控制冷却水的品质，按说明书的规定控制好冷却
水的温度、温差和流量。 （4）避免长时间超负荷运转，防止过热。 （5）当采用外源驱动冷却水泵时，柴油机停车后，不
活塞组常见缺陷
1. 活塞裂纹 (低频热应力+高频热应力) 2. 活塞顶的烧损 (直流扫气和油冷活塞较多) 3. 活塞环的异常磨损、粘着和折断 4. 活塞销产生磨损和裂纹
1缸盖材质不合要求，抗热疲劳强度低。
2制造缺陷。没有消除残余应力，局部结构应力 集中严重等。
3因结构不当或水垢严重，冷却效果差。
4柴油机使用、操作不当。如突然加大喷油量， 突然向冷却系统补充大量冷水或者频繁起动， 停车。
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2.2.5 管理与维护(management and maintenance)
气缸盖的管理与维护（Failures and Reasons）
气缸套的管理与维护
活塞的管理与维护
常见缺陷
疲劳原因分析
检测方法
维护管理
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疲劳原因分析（Causes）
热疲劳(Heat fatigue) “鼻梁区”热疲劳裂纹（触火面），发生蠕变，引起 局部塑性变形，取决于“冷热”循环次数的低循环疲 劳
2019/8/2
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三种磨损的比较
熔着磨损：（严重时会引起拉缸） 金属直接接触磨擦→局部高温→熔融粘着、脱落→扩大→熔着
磨损 活塞在上止点第一道活塞环附近最严重 材质\加工\外形尺寸\油孔布置\气缸油量和品质\缸套温度\对中 磨料磨损： 硬质颗粒进入磨擦面之间形成磨料 提高燃油净化质量，确保燃油良好燃烧 平行直线状的拉伤痕迹 腐蚀磨损（冷腐蚀或低温硫酸腐蚀） 油中含硫+氧化+低温 易在缸套中下部生成，刮到上部腐蚀 疏松的细小孔穴
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穴蚀
外表面蜂窝状小孔 电化学腐蚀（开式 ）：冷却水作电解质腐蚀阳极区 空泡腐蚀（闭式 ）：侧推力形成高真空和高压 措施： 1. 安装防腐锌板 2. 冷却水中加缓冲剂和防锈油 3. 增加壁厚 4. 提高支承刚度 5. 减少缸套的轴向支承距离 6. 减小活塞与缸套的装配间隙 7. 冷却水有合理的温度与压力
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2.2.5 管理与维护(management and maintenance)
气缸套的常见缺陷
1. 磨损（熔着、磨料和腐蚀） 2. 裂纹（易发生在安装凸肩与外圆转角处，或
在燃烧室内壁或气口间筋肋间）
3. 穴蚀（外表面蜂窝状小孔，由电化学腐蚀和 空泡引起）
4. 泄漏（密封圈失效）
气缸盖的管理与维护（Failures and Reasons）
气缸套的管理与维护
活塞的管理与维护
常见缺陷
疲劳原因分析
检测方法
维护管理
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气缸盖裂纹的检测方法
(1)开车前冲车时，观察示功阀有无水汽、水 珠喷出。
(2)运转中，观察冷却水压力，出口温度是否 升高，冷却水柜水位是否正常，滑油中是否有 水，油位是否升高。
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2.2 燃烧室部件
2.2.1 燃烧室部件承受的负荷及结构特点 2.2.2 活塞组 2.2.3 气缸 2.2.4 气缸盖 2.2.5 管理与维护
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2.2.5 管理与维护(management and maintenance)
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2.2.5 管理与维护(management and maintenance)
气缸盖的管理与维护 气缸套的管理与维护 活塞的管理与维护（Failures and Reasons）
常见缺陷
原因分析
检测方法
维护管理
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