船舶柴油机活塞环故障分析与检修
船舶柴油机烧机油故障分析与排除
船舶柴油机烧机油故障分析与排除柴油机烧机油通常表现为排气冒蓝烟、机油消耗增大，烧机油影响柴油机正常运行。
分析了引起柴油机烧机油的主要原因，提出了适量添加机油、加强活塞组件技术保养、及时更换气门组件三个解决措施。
标签：柴油机；机油消耗；排气；故障柴油机工作中机油消耗是正常现象，正常情况下，一台技术状态良好的柴油機额定工况下机油消耗率小于或等于408-476g/Kw·h，但目前某些船舶柴油机在使用中普遍存在机油超耗现象。
机油超量消耗，主要原因是部分机油窜入燃烧室被烧掉。
烧机油不仅造成机油的浪费，而且容易造成柴油机积碳严重，使柴油发动机运转不稳，功率明显下降，活塞环与气缸磨损加剧还可能导致活塞环粘结、折断、拉缸等事故。
为保证柴油机可靠运行，降低故障率，提高使用寿命，应重视并有效解决这一问题。
1 故障特征柴油机出现烧机油，表现为三方面：（1）机油消耗异常增大；（2）排气冒蓝烟，在低速、空车和低负荷时更明显；（3）排气管向外喷机油，低速低负荷时，可观察到排气管喷出大量油粒。
2 故障分析一般来说，柴油机的机油窜入燃烧室引起烧机油，主要有四个方面原因。
2.1 曲轴箱（或油底壳）内机油过多曲轴箱（或油底壳）内油位过高，曲拐转动时将大量的机油飞溅到气缸壁上，由活塞和活塞环带入燃烧室内。
2.2 气缸壁上的滑油窜入燃烧室活塞环与缸套为一对摩擦副，靠机油飞溅润滑，通常有四个方面可能引起窜油。
（1）活塞环泵油。
由于活塞往复运动的惯性，活塞环在活塞环槽中上下振动造成的泵油不可能杜绝，只能依靠改善密封性及环宇环槽之间的间隙来限制窜油量，环端面及与之配合的环槽粗糙度、环的不平度及活塞环与环槽的间隙将直接关系到窜油的大小。
（2）活塞环开口间隙。
由于往复运动，机油靠惯性通过缸套表面和活塞环开口间隙窜到燃烧室，通过活塞环开口间隙的机油量由活塞与缸套的间隙和环的开口间隙来决定。
因此，活塞与缸套的间隙越大，活塞环开口间隙越大，机油窜油量就越大。
船舶柴油机磨损的故障模式分析及故障处理
船舶柴油机磨损的故障模式分析及故障处理郑卫锋(中山市金辉船舶修造厂有限公司，广东中山528447)脯要]船舶主柴油机的故障对于船舶的安全舷行构成了极大的威胁，在柴油机出现故障时需要采用必要的手段来防止事故的扩大。
本文对通过对船舶柴油机磨损故障模式的分析，结合一次典型的船舶N TA一855型康明斯柴油机的磨损故障进行分析，同时提出具体的故障处理方法。
陕键词】船舶；柴油机；磨损；故障模式；故障处理船舶柴油机本身工作条件差，它是在高温、低速、振动等条件下运行，其结构复杂，结构系统多，船舶在不同的海况航行，各种零部件处于较为恶劣的工况下工作。
同时由于海水和其它酸性或碱性物质的腐蚀，各种金属颗黻生的摩擦或磨损。
船舶襄由机各个系统发生故障的可能性较大。
有些故障可以在主机运行中根据故障症状直接检修排除。
有些故障必须停机或紧急停航进行抢险才能排除，这无疑会给船东或承租人带来较大的经济损失。
因此对该船舶柴油机进行运行情况调研及掌握必要的故障处理方法。
尤其是对其常发故障的船舶主机进行总结和分析，有助于积累船舶柴油机维修管理的经验，也有利于船舶公司机务管理部门进行备件采购，建立科学的维修保养体系，为整个公司船队的轮机管理人员提供及时的技术保障和支持。
基于此，本文对一次船舶N T A一855型康明斯柴油机的磨损故障进行分析并提出相应的处理方法。
论文的分析过程和结果有利于充实船舶柴油机的监测和诊断技术储备，这对于刚氏船舶维修费用、提高经济性、可靠性、提高营运经济性有着重要的意义。
1船舶柴油机故障主要模式分析针对船舶柴油机及系统设备的使用情况笔者进行全面调查，收集到了具体故障案例。
综合起来分析，可得出结论发现：柴油机的常见故障原因不是一个具体的单一的，而通常是由各种原因综合造成。
结合故障实例可具体分为如下故障模式：A：过度磨损：B：材料强度不够；C：腐蚀：D：振动；E：人为管理因素；F：其它模式。
按以上的故障模式，对躬由机统计，进而分析得出其故障出现率，见表1所示表I船舶主柴油泉故#々模式统计及其比率模式A B C D E F∑I统计次数128235232I比率f％)3752562941576．2100通过表1结果分析看，虽然这种统计不完全，但可得出故障发生的趋势，因而可初步得出如下结论：1)柴油机的故障比率较高的是磨损引起的，其比率达到了375％。
船舶柴油机的常见故障及排除策略
船舶柴油机的常见故障及排除策略摘要：随着柴油机应用范围的不断扩大，有必要根据柴油机应用特性建立合理化的故障处理机制，及时发现问题并采取相应的控制措施，最大程度地维持其应用效能，减少故障带来的安全隐患。
关键词：船舶柴油机；故障；排除策略引言随着我国科技的不断发展和智能增益的自动化，柴油机故障诊断技术有了很大的进步，柴油机故障诊断也与其他机器相似。
研究柴油机故障机理后，根据故障信号的检测和处理，找出柴油机故障的实际原因，并对柴油机故障进行处理。
1船舶柴油机机械故障诊断方式(1)振动分析，检测船舶柴油机故障的主要方法是振动分析。
在测试过程中，通过检查柴油机等测试项目，分析柴油机在运行过程中是否出现问题，可以分析船舶在运行过程中的实际故障。
通过振动分析进行分析，结果精度高，可为解决问题提供参考。
这是实用的方法。
(2)油分析方法，船舶、机械设备故障过程中磨损是最常见的故障。
在众多机械设备零部件中，磨损的可能性最大。
对于船舶机械设备的润滑，根据油的实际情况，根据监测数据确定润滑油的实际质量和含量，分析设备维修或更换时的污染程度和频谱趋势。
(3)治疗分析，这是船舶机械设备检查中常用的方法。
利用该方法检测柴油机的内部工作状态，可以掌握实际压力的宽度，分析设备的实际工作状态。
这种分析方法在一定程度上是动态的，因此在检测过程中非常广泛。
2常见故障和原因2.1自行熄火对于船舶柴油机而言，在实际运行过程中出现自行熄火的情况较为常见，这不仅会影响设备的常规化应用，也会制约设备的使用效能，缩短柴油机使用寿命。
为建立更加科学的故障处理机制，要着重分析故障产生的原因，确保柴油机能顺利恢复正常的使用状态。
经分析发现，故障产生的原因主要有以下情况:①船舶柴油机仅出现熄火的症状，重新启动后仍能正常工作，这表明船舶柴油机处在负荷不正常的运行环境中，负荷剧增导致其突然熄火;②船舶柴油机熄火且无法正常工作，表现为柴油滤清器堵塞、喷油嘴针阀咬死和油路混入空气等，其原因主要是设备维护人员缺乏规范性的日常维护，导致出现油路堵塞、喷孔运行补偿不足和供油不及时等问题。
某船舶柴油机拉缸机械故障分析及处理措施
关键词
活塞 缸套 机械故障
ｌ 事 故 发 生 的 过 程
某船 自蓬 莱新 港 备 车准 备 离港 时 ， 主机 因故 障 停车 。对 主机各 缸 曲轴 室 进 行 了检查 ， 现 ４号 缸 发 缸套底 部 产生 ２道 贯穿 纵 向 的细 裂 纹 ， 约 ２ ｃ 长 ０ ｍ， 缸 内活塞裙 部可 见部位 严重 拉伤 。 由于 当时 主机 盘 车较灵 活 ， 未见盘 车机 电流 过大 ， 计 活塞 与缸套 没 估 有抱死 ， 并且 缸套 下部 未 见 漏 水 现象 。据 船 方 事 发 过程陈 述及 检查 ， 现 主机 ４号 缸 附 近 曲轴 室 冒烟 发 后 即 同驾驶 台联 系停车 ， 停车后 即开始 盘车 ， 开启另
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第２ ４卷 第 ４期
２０ ０ ７年 Ｏ ８月
江苏船舶
ＪＡＮ Ｕ Ｓ Ｐ Ｉ ＧＳ ＨＩ
Ｖｏ ． ４ ’ ｏ ４ １２ Ｎ ． Ａｕ ．０ Fra bibliotek ｇ’ ０ ２
某 船舶 柴油 机 拉 缸 机械 故 障分 析及 处理 措 施
周延 松 赵 殿 军
一
（） ５ 校测连杆 ， 连杆若产生扭 曲变形或拉长现
象 ， 造成 活塞 运动 失 中 ， 会 连杆 大 、 端 瓦偏 磨 。 小 （ ）缸套安 装 校 中 ， ６ 由于航 修 时间短 ， 于缸套 对 校 中工 艺 复杂难 于现 场 解 决 。在航 修 中 ， 般 更 换 一 缸 套后 ， 测量 缸套 内径数 据 ， 断定 是否 符合安 装 仅 来 公 差范 围标 准 。 （ ） 塞常规装 配 尺寸测 量 。 ７活 根 据 以上 对 缸 套拉 缸 原 因 的总 结 ， 原机 拆 卸 将 活 塞连杆 总成 和 备用 连 杆 一 并 运 到航 修 车 间解 体 ， 利用 平 台初步 对连 杆 进 行 校 测 ， 且 对 连 杆 进 行称 并 重检 测 。完 成 ４号缸 的 缸套 、 活塞 、 活塞 销 、 连杆 总 成及 大端 瓦的换 新装 配及 测量 工作 。
柴油机活塞环故障分析及处理
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。
论船舶柴油机活塞环断裂的原因及应对方法
论船舶柴油机活塞环断裂的原因及应对方法摘要：活塞环是柴油机燃烧室最为重要的组件之一，具有维持活塞和气缸套间的有效密封与将活塞热量传递给气缸壁的散热功能。
本文就船舶柴油机活塞环断裂的原因及应对方法进行深入地研究。
关键词：活塞环；断裂；原因；应对方法1 引言当前在船舶柴油机中运用的活塞环多种多样，其本质区别便是活塞环的原料、外表涂层、搭口方式以及断面形状的差异。
所有活塞环均具备自身独有的优势与缺陷，各种柴油机需按照本身的特征选取相应的活塞环组合，实现良好的刮油与密封效果。
2 活塞环简介活塞环是一种运用于嵌入到活塞槽沟内侧的金属环，活塞环主要有机油环与压缩环两种形式。
压缩环能够运用于密封燃烧室当中的可燃混合气体；机油环则能够运用于刮除汽缸中多余的机油。
活塞环是一类具备较大向外扩张形变的金属弹性环，其被安装至剖面及其对应的环形槽中。
旋转与往复运动的活塞环，依托液体又或是气体间的压力差，在环外圆面与气缸及环与环槽的侧面间产生密封。
3 船舶柴油机活塞环断裂的原因分析3.1 活塞的原因因为环槽加工质量较差又或是长期工作或者磨合不佳导致环槽的上下外表面的不平整；又或长期性的高温作用造成环槽出现高温蠕变；或活塞头部因为热膨胀形变而产生鼓形或者扇形；环槽被磨损为喇叭状，导致环槽面的支承较差，在燃气压力重复作用状况下环遭受重复的弯曲与扭转作用而产生疲劳断裂。
3.2 汽缸套的原因由于缸套运用时间较久，润滑不良以及磨合不良等缘由导致气缸出现较为严重的磨损。
在上下死点部位形成阶梯形状的磨损造成凸肩，在连杆大端形成非常大的磨损又或是连杆大小端轴承维修以后导致最初死点部位出现变化的时候，在惯性力影响下导致撞击断环。
除此之外，由于缸套磨损使得轴向产生锥度又或是呈鼓形，在圆周方向呈现为椭圆形又或者是不规则的棱圆形，活塞环在上下运动的过程中形成局部应力，使得受力不均匀造成疲劳断裂或者是冲击断裂。
3.3 活塞环的原因第一，环的开口缝隙较小，在受热膨胀以后没有任何膨胀余地，导致内部热应力不断加大，导致环在开口周围又或开口对面发生断环。
论船用柴油机活塞环断裂原因和管理
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。
船用柴油机活塞环断环原因分析及管理
・"# 年 $ 月
重磨损， 从而强度下降而断环。 环槽下端面的积碳尚 软时， 环仍可活动和保持气缸密封性。 当积碳增多使 环活动受阻时，环与缸壁强力作用刮下的滑油和金 属屑混合，在燃气作用下在环槽下端面形成局部坚 硬积碳。环在此坚硬积碳下受到周期性燃气压力作 用， 发生弯曲疲劳折断。 %& 由于缸套使用时间过长， 磨合不良或润滑不 良，润滑油品牌使用不当等原因造成缸套的严重磨 损。在上、 下死点位置产生阶梯状磨损引起凸肩， 在 连杆大端产生较大磨损或连杆大小端轴承修理后使 原来死点位置发生变化时，在惯性力作用下造成撞 击断环。 ’& 使用燃油的经常变动。船上使用的燃油由于 加油港经常变动， 不同国家、 厂家的燃油由于其产地 和冶炼工艺的不同， 其性能指标也有很大差异。 如果 在净化燃油时不采取措施， 将影响燃油处理的质量。 燃油中的灰分过高，将造成活塞环和缸套间的磨损 加剧， 这些因素必然影响柴油机的燃烧过程， 造成燃 烧室内温度过高。同时由于某些柴油机长期在低转 速、 低负荷下工作或进出港频繁用车， 而气缸注油量 不作调整， 造成气缸注油量增加， 过多的气缸油由于 泵油作用在环槽处形成积聚，当气缸内温度过高时 积聚的滑油形成燃烧， 为活塞环的折断创造了条件。 (& 滑油和燃油的配合问题。从燃油的性质上来 分析， 有的燃油所含的硫分较高， 如雷氏 ) """ * 燃 油。因此当燃油燃烧时所产生的 +,! 和 +,- 也就比 较多。 而 +,! 和 +,- 在高温下呈气态， 直接与金属作 用会引起气体腐蚀，并促使积碳和胶质沉积物坚硬 化， 增加了缸套、 活塞环的磨损。 按要求， 当柴油机使 用高硫分的燃油时， 应使用强的或高碱性专用滑油， 因高碱性的润滑油可以中和由于以上原因所生成的 酸， 并能减少机件的磨损。 如果主机在运行中没有使 用与燃油相匹配的气缸油，有时甚至用机油来代替 气缸油。这样， 滑油中和燃烧生成酸的能力下降， 造 成酸性物质对活塞、 活塞环的腐蚀更加严重， 导致经 常发生活塞环折断现象。 .& 针对二冲程的柴油机，由于活塞环会挂住气 口， 将导致二冲程柴油机扫气口处倒角不够， 活塞环 也会被气口挂断造成断环。
船用柴油机故障诊断技术及维护案例解析
结合当前我国船用柴油机故障诊断技术的发展变化情况来看，现代科学技术水平的不断提高，使得柴油机从最先的事后维修发展到了定时维修，再到视情维修，有效提高了柴油机故障诊断技术水平，提高了柴油机运行时的安全性与可靠性，防止船用柴油机在正常运行中突发故障，影响对船舶的正常动力供给，确保船舶正常运行。
一、船用柴油机故障诊断分析1、船用柴油机油液成分以及状态分析在船舶运行过程中，柴油机需要长期持续运行，在此状态下，设备内部的各个零件磨损不可避免，长此以往，金属零件磨损程度越高，会逐渐在润滑油当中形成不少微粒，一旦船舶运行过程中，船用柴油机发生动力系统异常现象，那么相关人员可以从柴油机的油液入手，对柴油机的故障进行分析，明确柴油机内各个零件的实际磨损情况。
结合目前我国柴油机油液成分分析情况来看，常见的分析方法有光谱、铁谱两类。
铁谱分析仪在工作过程中首先会由蠕动泵采集油样，随后样品进入玻璃基片，在玻璃基片的周边有左磁极、右磁极等物，在基片中会完成油液分析工作。
油液铁谱分析仪工作原理如图1所示。
图1 油液铁谱分析仪工作原理在应用铁谱对船用柴油机进行分析时，可以获取柴油机内相关金属微粒的大小、成分以及形状，但是对于柴油机当中的有色金属很难开展高灵敏度的判别。
当采用光谱分析法在柴油机油液进行分析时，主要检测内容是对柴油机润滑油中磨损元件的含量进行检测，但是却没有办法有效获取柴油机的微粒形状以及磨损类型。
2、船用柴油机异常噪音以及振动分析根据船用柴油机的运行状态来看，柴油机在正常运行时，其设备内部的各个机械构件会进行有规律的振动与运转，因此在其正常运行状态下，可以利用传感器对其进行监控，检测发动机是否存在异常状态。
当柴油机在正常运行的情况下出现异常噪音，或者出现运转振动异常现象时，可以应用传感器设备对柴油机的运行信息进行采集，随后再通过相关处理器对柴油机信息进行分析与判断，在此过程中，一定要充分结合柴油机的运行动力学、工作原理、机械结构等技术参数，以便能够判断出柴油机的运行状态。
活塞环的作用和故障分析
5、机油质量太差或使用时间过长，机油中草药杂质含量增加，粘度下降，不易形成均匀的油膜，都有会使用权环与缸套表面磨擦增加，环的磨损加快；
6、空气滤清器没有按要求装好，油料不干净，致使用权缸套的灰尘、杂质不被吸入发动机，形成研磨膏，也会加快活塞 环的磨损；
7、发动机长时间在超负荷的状态下工作，造成温度过高，散热不良，也会加快活塞 环的磨损；
8、发动机在冷态刚启动就高速运转，也会加快机件特别是活塞 环的磨损；
9、根据有关资料统计，活塞 环非正常磨损的诸多原因中，使用不当、过滤不佳期是造成成磨损加快的主要原因。约有40%以上的活塞 环注意
1）活塞环平装入气缸套内，接口处要有一定的开口间隙。
2）活塞环应装在活塞上，在环槽中，沿高度方向要有一定的边间隙。
3）镀铬环应装在第一道，开口不要对着活塞顶部的涡流凹坑方向。
4）各活塞环开口在互相错开120℃，均不准对着活塞销孔。
9、 冷却系统质量不好，过热导致活塞环的早期磨损较大，环表面及缸壁拉伤，使发动机冒蓝烟 因此我们建议用户更换活塞环时，在装车前，一定要对气缸进行检测，尺寸超差、表面有明显拉伤、沟槽的缸一定要修理后再使用，不要使用权用质量太差的气缸，润滑油要定期更换，质量要可靠，空滤器要定期清理，使其工作正常，要保证发动机散热良好，不能长时间超负荷工作，在新装活塞环后，要跑好磨合期。
10、油环采用钢带组合式，上下刮片及衬环经氮化处理，刮油能力强，经久耐用，适应性好，能很好的适应气缸的不均匀磨损和活塞变形等造成的影响，防止积渣、结胶，具有良好的控油能力。
二、活塞环不耐磨和 烧机油的原因分析
客户在活塞环销售过程中，有时会遇到退货的现象，主要原因是活塞 环不耐磨和烧机油。
轮机维护与修理第8章 柴油机主要零件的检修 活塞环
六、轮机员配换活塞环工艺
1．新环的检查 (1) 外观检查 (2) 测量搭口间隙和平面间隙 (3) 测量环的径向厚度和环槽深度 要求环的径向厚度比环槽深度小0.5mm～1.0mm ； (4) 检查环的弹力 2．新环的修配 (1)修锉搭口 (2)修锉上、下两端的棱边 (3) 新环检查后为保证各种间隙值而提出的修配工作
活塞环磨损测量： 1）搭口间隙测量 搭口间隙是活塞环处于工作状态时的开口大小。它是活 塞环工作时的热胀间隙，搭口间隙过小会使活塞环受热膨 胀，搭口间隙消失，环两端对顶，严重时引起拉缸、环卡 死和折断；搭口间隙过大会使燃气漏泄。
柴油机主要零件的检修
2) 平面间隙测量 平面间隙俗称天地间隙，它是活塞环紧贴环槽下端面时环 与环槽上端面之间的间隙。当活塞环与环槽端面磨损后将 使端面配合间隙增大。平面间隙过小使环热膨胀受阻和影 响环在环槽中的运动；平面间隙过大会使燃气漏泄。 3）活塞环径向厚度测量 三、活塞环折断的原因 活塞环折断是活塞环常见的损坏形式之一。 一般多是第一、二道活塞环容易发生折断，断裂部位多在 搭口附近。 活塞环折断会使气缸磨损加剧，二冲程柴油机的断环可能 被吹至排气管或扫气箱中，乃至吹入增压器涡轮端打坏涡轮 叶片，造成严重事故。
柴油机主要零件的检修
3．新环的安装 (1) 活塞环安装在活塞环槽中应采用随机专用工具将环 的开口扩大，如无专用工具可用结实的绳子套在环开口两端， 手拉扩大开口。 (2) 应把新环装在第一、二道环槽中，旧环装在其它环槽 中。既便于新环磨合又能发挥旧环的密封作用。 (3) 装到活塞上的各道环的开口位臵应错开，切勿使开口 在同一位臵，以免燃气下窜。 (4) 装好环的活塞在未吊入缸中之前，应放于木板上妥善 保管，以免损伤活塞和活塞环的工作表面，小型柴油机尤为 重要。 4．新环的磨合运转 活塞环换新后必须经磨合运转才能投入使用工况运转，一 般需经20h～24 h磨合运转。
浅谈船用柴油机故障与修复
处理方法
一 油中有冷却水 1.缸盖垫片气缸套胶圈渗漏或冷却水密封圈 渗漏。
检查气缸盖垫片接合面有无渗漏和 将柴油机的机油放掉， 拆出 油低壳 对冷却系统进行密性试验。
拆下机油冷却器检查盖板与芯子的垫片是否损坏， 对芯子进行密性试验。
. 2 机油冷却器故障 二.曲轴箱气体过多 1.活塞、 活塞环或缸套磨损过大 气门与气门导管磨损过大 2. 曲轴箱 呼吸器通气管不畅通 . 3 增压器密封漏
故陈症状
油是否有水或燃油混合物， 柴油机的振动是否异常。 “ 听”仔细听柴油机运转时的声音，用螺丝批或 细长的金属棒作为 “ 听诊器”接触柴油机外表面相应 的部位进行 “ 听诊” 对柴油机运转部件发生的声音 ， 是否正常进行分析。 “ 摸”用手指的感觉检查柴油机振动情况和各部 件的工作情况是否正常。 “ 嗅”用感官的嗅觉，嗅出柴油机是否有异常的 气味及气味发出的所在位置。 3. 当柴油机突然发生故障或已判断出故障的原 因或故障已 影响到柴油机的正常工作， 应马上以 低速 空载运行或及时停车进行详细的检查。 4. 对故障应进行严密而系统的分析， 把故障的 征兆与柴油机系统和基本零部件建立有机联系， 把最 近的维修或修理与目 前的故障进行相联系。在开始拆 检之前要作加倍的检查， 不能随便下结论。排除故障 首先从最容易和最明显的问题着手对故障进行透彻的 分析， 是成功进行故障诊断和排除的关键。修理结束 后开动柴油机进行运转证实故障是否已经彻底排除。 现以 康明斯柴油机一些常见故障症状与处理方法
检查并修复泄漏处 检查并修理或排除管路堵塞
3.燃油回 油管堵塞 . 4 节流阀泄漏、 设定错误或惰转零件不对 5.燃油滤器或进油管堵塞 六.柴油机空载时不能达到额定转速
浅析船舶柴油机常见的故障
第11卷第9期中国水运V ol.11N o.92011年9月Chi na W at er Trans port Sept em ber 2011收稿日期：6作者简介：黄宗兴，广州航通船业有限公司。
浅析船舶柴油机常见的故障黄宗兴（广州航通船业有限公司，广东广州510290）摘要：船舶的柴油机是船舶上的动力来源，是船舶的重要组成部分。
由于柴油机的组成及结构异常的复杂，因此在运行过程难免有时会出现一些故障。
为保证柴油机的正常工作，及早的发现和排除这些故障是非常重要的。
文中从几个方面来分析了船舶柴油机的故障。
关键词：柴油机；故障；预防中图分类号：U 672.2文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2011）09-0098-02一、前言船舶柴油机故障是指柴油机在规定的条件下，丧失规定的功能。
它可能是由于某个机构或零部件过度磨损、破断、卡死等原因造成了整机功能的破坏，也可能是某个系统装置因漏泄、堵塞等原因造成机器故障。
船舶的柴油机的结构异常复杂，在运行的过程中在很多的部位会产生故障，这对柴油机急船舶的正常工作都不利。
但是这些故障又是很复杂的，故障与征兆之间关系的不确定性。
一种故障可能引起多个征兆，而一个征兆可能有多个故障引起，而且经常可能是多个故障同时发生。
二、船舶柴油机的常见故障1．柴油机气缸的磨损船舶柴油机气缸缸套和活塞环的磨损直接关系到柴油机的工作状态和使用寿命。
按照磨损机理，活塞环和气缸套的磨损主要包括以下三种磨损：粘着磨损，磨粒磨损及腐蚀磨损。
粘着磨损是柴油机气缸在高温、活塞运动速度低使润滑油膜未能形成或缸壁上形成的非常薄的边界油膜。
这些极薄的油膜很容易被工作表面个别特峰刺破遭破坏，因此会导致处于边界润滑部位的局部金属直接接触而引起粘着磨损。
当接触处相对滑动速度较高时，工作表面温度增高，使接触表面不平整的峰顶材料产生塑性变形，并导致材料产生粘焊现象，并因相对滑动使粘焊处被撕脱，在工作表面沿滑动方向形成沟痕。
船用柴油机拉缸故障分析
一、拉缸现象和形成机理1、常见的柴油机拉缸现象拉缸是指活塞裙、环、缸套三者往复运动而形成的表面摩擦损坏。
此时，运动部位的润滑油膜受到局部破坏，柴油机多会出现划伤、拉缸和咬缸等现象。
从广义看，三者均属于拉缸故障。
船用柴油机出现拉缸现象时，无论是外部还是内部都会有一些异常的迹象，人们可以通过听、触、嗅、看等方法来观察。
例如，气缸冷却水出口温度和活塞冷却液出口温度明显升高；可以听到活塞环与气缸壁间干摩擦的异常声响，发动机声音闷沉，有嗒嗒或吭吭的异常响声；曲轴箱和扫气箱的温度会升高，严重的甚至会有烟气产生。
压缩和做功的行程中会发生串气或串机油的现象，使得耗油量增加；排气温度和润滑油的温度明显提高，转速不稳定，功率下降。
2、发生拉缸现象的机理活塞、气缸、气缸盖等部件组成封闭的燃烧室。
其工作环境极为恶劣，受到高温、高压、化学腐蚀和烧蚀的作用，高速运转，承受着燃气压力和往复力所带来的负荷。
如果保养不好，拉缸故障的出现可能没有预兆。
研究表明，在混合润滑模型的状态下，柴油发动机的活塞和气缸有时处在流体润滑状态，有时处在边界润滑状态。
拉缸故障的内部成因是活塞环、壁和环三者互相作用，受某种因素影响，润滑油膜变稀薄或受到破坏，如果润滑条件不好，其会出现干摩擦或半干摩擦，将会形成高温黏着磨损。
气缸套和活塞两者间的润滑油膜恶化断绝是形成拉缸的必要条件。
气缸套和活塞间的油膜万一断绝，二者间表层的金属由原本的液体摩擦变为固体干摩擦或半干摩擦，这是因为摩擦副表面的快速运转产生热量，这些热量不断累积，形成的温度会高出金属熔点，引发三者表面产生细微熔化，划落并最后连接在一块。
假如油膜能及时修复，进行清洗和冷却，温度下降后，细小的部分熔着不会因脱落而扩展。
假如油膜恢复缓慢，那扩展的部分将导致大规模的异常磨损，而缸壁、活塞、活塞环迅速遭受严重损坏，缸体表面出现流动形态的熔融，呈现不均匀、又无规律的边缘纹痕和褶皱，如果不加以控制而任其继续发展，将会产生拉缸。
某船用柴油机拉缸故障分析
柴油机作为船舶动力和电力供应的关键装备，被称为船舶的“心脏”。
但由于工作负荷强度大、工作环境恶劣等原因，使得柴油机在船舶运行中的故障率较高，其中拉缸故障出现最为频繁。
拉缸是柴油机运行中的严重故障之一，是活塞、活塞环或活塞销在缸套中运动时，因某种原因造成零件损坏形成干摩擦，使缸套表面或者活塞因相互作用被拉伤、拉毛或划出沟纹而影响柴油机正常运转的严重磨损损伤现象[1]。
造成拉缸的可能原因主要有：汽缸润滑故障、冷却和排气故障、活塞环或活塞销卡环故障、活塞或缸套单体故障、柴油机设计缺陷以及其他运行维护等方面的问题。
本文以实际工作中遇到的某船用柴油机拉缸故障为例，分析了故障产生的原因机理，并对事故背后潜在的装备管理问题进行了剖析，就装备管理方法的优化改进谈几点思考意见。
一、故障现象及原因分析1、装备基本情况柴油机型号为16V396TE54，其维修频次采取W等级修理模式，总共分为W1~W6的6个等级。
故障发生时柴油机工作时间16000h左右，距离上一次等级修理时间（W5，12000h）间隔4000h，距离规定的W6等级修理时间相差2000h。
日常监测方面，柴油机主要采取油水气温度、压力等参数在线监测与滑油定期取样离线监测相结合的模式，截止故障发生前，滑油、淡水以及排气的温度压力变化均无明显异常。
柴油机滑油主要磨损元素历史监测数据如表1所示。
2、故障现象柴油机在使用过程中润滑油压力突然下降，触发报警装置后机器自动停机，拆检后发现柴油机B7缸出现严重拉缸故障，柴油机B7缸现场故障图如图1所示。
根据现场勘察情况，了解到该缸故障为：①活塞在活塞销孔位置大致沿横向断裂；②两活塞销孔铜衬套外表面有明显咬合磨损痕迹，且靠近缸壁外端有明显的撞击变形；③气缸套内壁有严重的拉痕且底部出现撞击缺损；④机体上活塞冷却油喷嘴及主油道被连杆打坏。
由于机体损坏的润滑油道难以修复，该柴油机修理将采取整机更换的措施。
3、故障原因分析经专家组初步分析判断，认为该机出现拉缸故障具有2种可能：一种可能是活塞铸造中活塞销孔位置具有先天缺陷，该缺陷在持续交变的机械载荷和热载荷作用下逐步扩展出现疲劳裂纹，导致活塞销孔尺寸逐渐增大，造成活塞销孔铜衬套松动；第二种可能是活塞销孔铜衬套与活塞装配过程中的过盈量偏大，在使用中出现铜衬套松动。
船舶柴油机活塞环常见故障分析及处理措施
船舶柴油机活塞环常见故障分析及处理措施
梁 恩 胜
（ 江苏海事职业技术 学院 ， 江苏 南京 ２ １ １ １ ７ ０ ） 摘 要： 本 文针 对船舶 柴油机 活塞环的常见故障 ， 首先 对其 四大常见故障进行分析 ， 然后对故 障的处理措施 以及 日常 维护要 点进行 分析探 究， 以期望为船舶轮机人 员提供 一些有效 的维护活塞环依 据。 关键词 ： 船 舶柴油机 ； 活塞环 ； 故 障分析 ； 处理措施
１ 概述 长期工作中受到不同程度的磨损或柴油机润滑不良使活塞环过热、 黏着 也就是活塞环 随着航运市场的持续低迷 ， 大量的船舶公司开始减少支出， 开始缩 和疲劳等造成活塞环弹力不符合使用标准或完全不符合 ， 使活塞环的密封不 良或者没有密封。 减船员的｛ 量， ｒ 以及 — 储 员 可以胜 汨 多项 旧 务， 因 此船 舶的 设备的 保养 的径向压力减小或者完全没有， 成了 探讨的问题。 大多数的 远洋船舶配备的都是Ｉ ｝ 吕 ＝ Ｉ 机， 而柴油机 燃 ３活塞环常见故障的处理措施 烧室又是由气缸盖、 气阀、 缸套、 活塞、 和活塞环组成。而平时最需要更换 ３ ． １活塞环黏着处理措施 及保养的部分就属活塞环， 因此活塞环的维护与保养是昭员们必不可少 （ １ ） 大型二冲程低速柴油机， 要防止气缸过热和气缸油过多 ， 尤其防 的—项知识 ， 并 且对于活塞环的常见故障船员们也必须能够正确的处理 ， Ｉ Ｅ 多余气缸油进 入 气缸 Ｅ 部。 （ ２ ） 大型二冲程低速柴油机采用的是气缸注 调节注油器对活塞环加大冷却防止高温造成 这样船舶在运行中才能有效的减少并防止柴油机出现故障， 保证船舶的 油器注油润滑冷却活塞环， 正常运 行。 活塞研 导致活塞环发生黏着。（ ３ ） 力 嘣＆ 对活塞组件的冷却， 适当增加 ２活塞环常见故障分析 活塞环的平面间隙， 防止活塞环在运动中膨胀卡死。 ２ｌ活塞环黏着故障分析 ３ ． ２ 活塞环异常磨损处理措施 活塞环的黏着又称为活塞环固着 ， 是活塞环懵内受到油的污染和高 （ １ ） 轮机人员在操作柴油机时， 操作方法要正确； （ ２ ） 轮机屁 在检修安 调整好与钢壁间 的间隙； （ ３ ） 加大 温使积碳堆积是活塞环不能 自由运动的现象。它会导致活塞环密封性能 装活塞环时要 严格根据规程来安装 ， 下降， 气缸喘气， 功率下降， 活塞环折断和缸套磨损加剧的重要故障。 活塞 对燃油的过滤使燃油品质提高 ， 尽可能的处理好重油的品质 ； （ ４ ） 选用品 环的黏着主要是由于活塞环和气缸套过热、 润滑油过多和燃烧不 良导致 质较好的机油 ， 特别是使甩含硫量较低的燃油时要采用高碱性机油。（ ５ ） 的。 过载或者长时间工作的活塞和缸套使滑油氧化或焦灼， 燃油的燃烧不 对活塞环举行镀铬的处置增添活塞环的耐磨性 ； （ ６ ） 在活塞环的外表面镀 良又会＿ 在缸 内形成移 碳， 以至于较多的积碳杂质阻塞研槽 ， 使活塞环黏着 铜 ， 能让活塞环在工作中更好的磨合 ； （ ７ ） 在选用材质的时辰要选用合金 在环懵内使活塞环不能正常的工作 。通常第一、 第二道活塞环最容易黏 铸铁； ｉ 着， 严重时所有活塞环都会发生黏着。 ３ － ３活塞环断裂处理措施 （ １ ） 增大活塞环的搭扣间隙， 增大活塞环搭扣间隙是让活塞环在受热 ２ ２活塞环异常磨故障分析 活塞环在长时间的工作 中径向厚度会受到—定的磨损 、 使活塞环与 膨胀时候留有一定的伸张空间 ； （ ２ ） 定期的清理燃烧室中的积碳 ， 从而减 缸套之间的间隙增大， 而不能正常的使用。 活塞环的磨损隋势又分为疲 少活塞环在运行中受到积碳的阻碍 ； （ ３ ） 在气缸套 匕 部分留有—定的缓冲 劳磨损 、 偏 向磨损、 工作面擦伤等。（ １ ） 疲劳磨损 主要特 点是活塞环在恶 空间 ， 从而防止活塞环的第一道环碰撞到磨台防止冲击折断； （ ４ ） 修锉活 劣、 高温高压的工作环境中， 活塞环的上下工作表面有严重的 划痕 目 磨损 塞环的 搭扣， 棱边倒角； （ ５ ） 防止活塞环过度磨损 ， 过度磨损后的活塞环在 严重 ， 活塞环在高温高压的环境中色泽暗淡； 活塞环工作面磨损最为严重 运动中很容易发生疲劳折断 ； （ ６ ） 定期对缸壁的检查 ， 防止缸壁磨损过度 的就属离燃烧室最近的第一道活塞环（ 压缩环 ） ， 大多数气缸活塞环沿轴 导致活塞环工作中受到高压燃气膨胀， 缸冷活塞环收缩， 反复导致活塞环 线方向的外径都会有不同程度的细小的划痕； 燃油品质不好 、 燃油过滤不 径向 膨胀收缩而疲劳折断。 ３ ． ４ 活塞环弹力丧失处理措施 清洁， 造成回 油孔周围积聚有大量的油渍 、 泥渣和漆膜造成活塞环严重磨 损。引起活塞环疲劳陛损伤的直接原因是柴油棚 ０ 装人 新的活塞环在活 （ １ ）对于—些活塞环只是弹力稍微减少的没有其他问题的活塞环可 塞环碴哈期间运转模式 及轮机员维护管理Ｉ 不当而造 或的磨损。 （ ２ ） 偏向磨 以经过修整后继续使用， 对于—些严重的活塞环工作人员要根据情况跟 损 主要特点是活塞环的 匕 端与下端有较小的磨损， 单侧面或在圆周方向 换或修整活塞环； （ ２ ）在安装活塞环的时候要严格按照要求安装活塞环 ， 面上有不同 程度的磨损。 造成活塞环偏向 磨损的直接原因 是 由于两岸 在柴油机工作期间要多注意观察新安装的活塞环以免事故的发生； （ ３ ） 在 这样可以有效的增加活塞环的弹眭。 轴瓦在长期工作中磨损过大使得活塞在气缸中的位置不当所至。 （ ３ ） 工作 活塞环的内表面进行开纹路处理， 面擦伤 主要特点是活塞环单侧或圆周工作面 Ｅ 有纵向沟槽； 接触面出现 ４ 结论 金属剥离或大面积划伤 ； 工作面擦伤与粘环现象往往同时出现。 其主要影 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 因此 ， 我们在密切关注航运事业的同时不能忽略活塞环在 响因素有 ： 轮机 ＾ 、 员在选用不符合标准尺寸的大活塞环使气缸与缸套之 着重要的作用。 间的配合间隙变小 ； 在安装活塞环时方法不正确或在安装活塞环时随意 船舶运行中出现的各种故障。活塞环故障的控制墼 觅 ｊ 生 瀚 机工作 人 减小或增大环 口而引起的错误 作变形； 安装气缸套或固定气缸盖的方 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 对于发现的问题能够有效的进行 法不正确 ， 使缸套发生变形 ； 长期高温工况下运转柴油机， 造成润滑油油 油机在运行 中出现的不同程度的问题 ， 膜的破坏。 分析和解决 ， 防止故障的发生造成严重的影响。 同时， 在 日常的保养中， 不 ２ ３活塞 障 昕 仅要注意到活塞环的工作状况 ， 还要注意柴油机整体以及其他辅助机械 活塞环断裂是活塞环常见的失效形式； 造成活塞环断裂的直接因素 的运行隋况， 以防出现道渤嫩 等觋象。 是轮机员在使用柴油机以及在维修柴油机时操作不当造成的。其主要影 参考文献 响因素有： 柴油机长期在高温高匿 重 转， 造成活塞环卡在气缸 内不能运 Ⅲ １ 丁宏船舶柴油枳操作与管理眦 上海 上海浦江教育出版社’ ２ Ｏ １ ４ 转； 轮机 人员在选择滑油的时候选用粘度较高的滑油； 选择不合理的活塞 ｃ ２ 】 周卫杰． 船舶柴油机结构与维修【 Ｍ １ ． 上海 上海浦江教育出版社２ ０ １ ４ 环或安置活塞环的方式不正确， 使活塞环在气缸内工作产生应力汇集在 【 ３ 】梁恩胜． 灰色关联分析法在船舶柴油机故障诊断中的应用 般船科学 ２ ０ １ ４ Ｏ ＿ ４ Ｚ 处； 活塞与缸套的营合间隙太小； 柴油机长时间在爆 工况下工作等。 技术’ ２ ． ４活塞环弹力丧失故障分析 『 ４ ］ 陈艳 唐前鹏． 内燃机 活塞材料及其强化工艺研究现状与展望口 ｌ 热加工 活塞环弹力丧失的主要特点是轮机员在拆检活塞环时发现活塞环 Ｙ － － ￣， ２ ０ １ ３ （ １ ４ ） ： ５ ６ － ５ ８ ． 端口 变大， 在装 ＾ 环槽时无法与 槽的轴向面贴合。 其主要原因是活塞环在
船舶柴油机活塞环故障分析与检修
磨 损 率 为 0.1~0.5mm/kh ， 厚 度 均 匀 ， 寿 命 可 达
8000~10000h。
2）厚度极不均匀（在开口对侧磨损更严重），或者磨损速 度过快的磨损是过度（异常）磨损
5
正常磨损： 表面光滑无毛刺， 较清洁，无硬化层， 外表面呈鼓形
被硬质颗粒划伤： 表面有均匀划痕， 无光泽，无硬化层 正在变好的过度 磨损：沿棱边已 经出现了平滑且 较软的带状区， 中心环带尚有磨 痕和硬化层。若 继续加强润滑， 运转一个阶段， 就会转变成正常 磨损状态。
可能原因是燃烧不良生成的炭粒或不完全燃烧产物气缸注油量太?处理方案第一紧急停车立即组织第一缸吊缸清洁检查扫气道和排烟管发现
《船舶柴油机活塞环故障分析与检修》
Marine diesel engine
主讲：巩存政 Email:sdjzygcz@
1
【课程回顾】
1、什么是活塞环： 开口环状物
2、活塞环的功用：
密封、散热、刮油、布油。
3、活塞环的工作环境
高温、高压、高速运动、润滑差。
如何能让活塞环避免故 障，保持正常运行？
2
第四节
活塞环的检修
一、故障种类： 活塞环是柴油机的易损件，主要损坏形式有：过度 磨损，折断，黏着和弹力丧失。
3
• 折断
弹力丧失
• 粘着
4
二、活塞环的过度磨损
1、定义：
16
【课程总结】
• 活塞环损坏形式（故障）？故障原因？ • 如何避免这些故障？设计、制造、管理？ • 通过这节课你学了什么？学会了什么？你 还想学什么？
17Biblioteka 8装配值≤平面间隙
﹤ 极限值
7
2）搭口间隙测量
船用柴油机故障分析及解决办法
船舶柴油机的工作性能是否良好，会影响到船舶的劳动生产效率和船舶的运行质量，而且船舶的经济效益与安全行驶息息相关。
为避免船舶的经济损失与人员伤亡问题，技术人员必须定期诊断柴油机的运行情况，并加以维修，可以有效的提升柴油机的运行安全性，避免柴油机在运行的过程中突然发生安全事故，能够为柴油机的运行提供保障。
一、船用柴油机故障检测方法与故障分析1、柴油机故障检测方法1）热力参数分析法。
根据船用柴油机运行过程中产生的热力参数可以制定动态的图示，参数的变化程度就可以成为技术人员判断柴油机工作状态的依据，柴油机的参数因素有许多，如排气的温度、润滑油的温度等，这些参数反映出柴油机的工作状态，技术人员也可以通过参数的变化诊断柴油机出现的各类故障，所以热力参数分析法在船用柴油机故障检测中应用的程度较高。
2）磨粒检测分析。
在润滑油的油样和油品的化验中，都可以形成磨粒检测分析的体系，柴油机中的油品含铁量可以成为柴油机故障检测诊断的根据，如果柴油机的零件发生磨损，或者部件的工作状态失常，技术人员都可以通过磨粒检测分析的方法来判断故障的类型。
3）声振检测。
柴油机故障时发出的声音和振动的频率，技术人员可以将其统计为数据进行系统的分析，并判断出柴油机零件的故障状态。
在声振检测中，柴油机的运行并不会受到影响，而且技术人员得到的数据较为真实，近几年声振检测分析的方法也得到了巨大的发展。
4）油液分析法。
柴油机的润滑油中可能会存在微量的磨损粉末，技术人员将其提取出来进行检测，再利用化学理论可以分析润滑油的质量和状态，核心的内容主要是针对润滑油的污染情况及变质情况，也包含了机械磨损物的检测分析数据，这些数据可以反映出柴油机的运行状况。
5）人工检测分析。
柴油机在运行的过程中，会因为声音、气味及温度的现象出现变化而反映出故障的情况，技术人员通过对柴油机运行情况的观察就可以判断其是否具有故障，或者哪些地方存在故障。
人工检测分析的方法可以用于柴油机故障的初步检测，能够对柴油机的工作状态进行直观的判断的[1]。
浅谈船舶主机缸套异常磨损和活塞环折断故障排除
珠江水运 2022 18浅谈船舶主机缸套异常磨损和活塞环折断故障排除◎ 马健作 中远海运特种运输股份有限公司摘 要：主机是船舶的心脏，用于提供船舶航行动力。
当主机缸套出现异常磨损时，无法提供充足动力，船舶将被迫降速或者滞航，尤其是船舶在大风浪或者复杂航区航行时，将严重威胁人、船、货的安全。
通过科学研究和针对性分析，彻底排查故障，确保了船舶安全，避免了船期损失，减少了备件费用支出，减轻船员工作强度。
关键词：主机缸套；磨损；活塞环；故障某船舶的二冲程低速主机的六个缸全部出现缸套异常磨损和活塞环折断故障，由主机厂家、润滑油公司、透平厂家、备件厂家、船东等技术人员成立专家组团队进行诊断排除故障，故障较典型，排查项目较多，排查时间较长，前后一年时间左右，最终找到故障根源并成功排除，本文详细介绍了本次故障排除过程。
1.主机基本资料该轮2010年建造，夏季载重吨为32000吨，主机制造厂家为“Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.Kobe Shipyard&Machinery Work”，主机型号为“6UEC43L S II”，额定功率为6300 kw，额定转速为160 rpm，主机为二冲程低速柴油机，机械汽缸油注油器的MC机。
2.主机故障情况（1）该轮航行途中，主机六个缸先后发出排烟和扫气温度高报警，停车进行扫气口检查，发现活塞环槽和环带结碳严重，其中第1、2、3道活塞环折断或者卡滞，第4道活塞环弹性明显变弱密封不良导致后燃，排烟温度和扫气温度异常变高。
（2）主机故障出现后，查询主机部件运转时间和检修记录，主机总运转时间大约为35000小时，六个缸套均为原机缸套，之前没有更换过；上次吊缸测量记录显示缸套内径没有超标；六个缸自上次吊缸后的工作时间大约在600-2500小时之间，没有超过说明书6000-8000小时的吊缸周期。
（3）主机故障出现后，应急吊缸，换新活塞环，主机恢复了正常，但是检修过大约运转了300-500小时后，又再次出现断环故障，海况好时继续停航抢修；海况不好时只能单缸减油门，加大汽缸注油率，维持主机运转，然后选择机会吊缸检修。
柴油机活塞环折断原因分析与预防措施
柴油机活塞环折断原因分析与预防措施柴油机活塞环折断是柴油机工作中常见的故障之一，如果出现这种情况，将会导致柴油机性能下降、工作不稳定甚至严重破坏发动机。
及时分析折断原因并采取预防措施显得尤为重要。
本文将就柴油机活塞环折断的原因进行分析，并提出相应的预防措施，希望对相关行业的从业人员有所启发。
1.1 运行条件导致的原因柴油机的活塞环折断与柴油机在运行过程中的工作状态密切相关，如果运行条件不佳，将会对活塞环造成一定的损伤，进而导致折断。
主要的原因有：（1）柴油机长期超负荷运行，造成活塞环磨损过快，失去了原有的弹性，容易出现折断现象。
（2）柴油机长期在高速状态下运转，由于活塞环存在着在连续变形的状态，容易产生疲劳断裂。
（3）缺乏实时维护和检查，导致活塞环长时间工作在磨损严重的状态下，加速了活塞环的老化和折断。
柴油机的正常运行离不开良好的润滑状态，而润滑不良将会对活塞环的使用寿命造成严重损害，导致折断。
主要的原因有：（1）柴油机长期使用劣质润滑油，导致活塞环摩擦增大，产生过热，从而导致活塞环的变形和折断。
（2）润滑系统故障或者油路堵塞，导致活塞环无法获得足够的润滑，加剧了活塞环的磨损和折断的可能性。
柴油机的活塞环主要是由金属材料制成，如果选择的活塞环材料质量不好，将会直接影响活塞环的使用寿命，甚至导致折断。
主要的原因有：（1）活塞环使用的材料质量不达标，硬度不足或者强度不够，容易在高负荷或高速状态下发生变形或折断。
（2）活塞环的加工工艺不合理，导致活塞环表面存在裂纹或者内部存在气孔等缺陷，容易导致活塞环的疲劳破坏。
1.4 安装位置不良导致的原因（1）活塞环安装时受到了一定程度的变形或者损坏，导致活塞环在工作中承受不均匀的力，增加了折断的风险。
（2）活塞环的安装位置不正确，导致活塞环处于不适合的工作状态，增加了活塞环的磨损和折断的可能性。
为了减少柴油机活塞环折断的可能性，在使用柴油机的过程中，应保证其运行在合理的负荷和转速范围内，避免过度磨损和疲劳破坏。
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六 活塞环故障检修
1、扫气口检查 停车→拆盖板→清洁→两人配合检查 2、吊缸检查 活塞组件吊出后清洁、测量、检修
3、换环： 4、磨合：低负荷运转一段时间，保证充分的磨合时 间和充分的润滑。
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故障实例
• 故障现象 某轮主机型号SULZER 6RTA62，已运转约7千小时。某航次开航第 一天就发生了主机第一缸扫气箱着火爆炸，排烟温度超乎异常的升高， 涡轮增压器转速迅速上升并发出啸叫声。 • 分析原因 根据检修现象可以初步判断是扫气箱油气浓度太高，活塞环密封不 好。 可能原因是燃烧不良生成的炭粒或不完全燃烧产物、气缸注油量太 大。 • 处理方案 第一 紧急停车，立即组织第一缸吊缸，清洁检查扫气道和排烟管， 发现:有两道活塞环磨损已超出极限(尽管主机仅运行7千小时);其余的也 已磨损1. 3mm;活塞环槽严重积碳;第一道和第二道活塞环搭口粘在一起; 四周呈不均匀磨损状态;扫气箱油泥沉积高达20cm。 第二 清理扫气箱，准备换新活塞环。 第三 换新活塞环后，磨合运行。 第四 时刻监控运行，到港全面检修。
搭口间隙是活塞环处于工作状态时的开口大小。它是活 塞环工作时的热胀间隙。
外圆表面磨损 径向厚度减小 搭口间隙增大
搭口间隙过小
活塞环折断
搭口间隙过大
燃气漏泄
8
用塞尺测量各道活塞环搭口间隙。将实测搭口间隙 值与说明书或标准进行比较，超过极限值时应换新 活塞环。
装配值
≤
搭口间隙
﹤ 极限值
9
3）活塞环径向厚度的测量
活塞环磨损情况比较（定性分析）
6
2、定量分析
1）平面间隙测量
平面间隙俗称天地间隙，它是活塞环紧贴环槽下端面时环 与环槽上端面之间的间隙。
上下端面磨损
轴向高度减小
平面间隙增大
平面间隙过小 平面间隙过大
运动受阻 燃气漏泄
通常，第一道环的平面间隙 较大，其它环依次减小。
装配值
≤
平面间隙
﹤ 极限值
7
2）搭口间隙测量
2
第四节
活塞环的检修
一、故障种类： 活塞环是柴油机的易损件，主要损坏形式有：过度 磨损，折断，黏着和弹力丧失。
3
• 折断
弹力丧失
• 粘着
4
二、活塞环的过度磨损
1、定义：
1）正常磨损：
磨 损 率 为 0.1~0.5mm/kh ， 厚 度 均 匀 ， 寿 命 可 达
8000~10000h。
2）厚度极不均匀（在开口对侧磨损更严重），或者磨损速 度过快的磨损是过度（异常）磨损
径向胀缩疲劳
3、影响：
• 燃烧室的密封性 • 增压器损伤情况下：上下运动、径向运动、圆周向运动
•
活塞环粘着：活塞环槽内有沉积物和积炭使活塞环在环槽中不能自由运动
• 原因： – 活塞或气缸过热 – 滑油过多 – 滑油不净
–燃烧不良
• 后果：导致气缸漏气、活塞环断裂，严重时形成拉缸
《船舶柴油机活塞环故障分析与检修》
Marine diesel engine
主讲：巩存政 Email:sdjzygcz@
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【课程回顾】
1、什么是活塞环： 开口环状物
2、活塞环的功用：
密封、散热、刮油、布油。
3、活塞环的工作环境
高温、高压、高速运动、润滑差。
如何能让活塞环避免故 障，保持正常运行？
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五、 活塞环弹力丧失
1、活塞环密封作用下降
测量变形后自由开 口
2、弹力检查
新旧环对比法 滑动试验法
自由开口闭合或扩大一倍，松开后开口大小。
吊缸清洁后，将环装入气缸用手推动，轻轻触动环即沿缸壁移动， 13 表明活塞环弹力过小。
3、活塞环弹力丧失的处置
原因：
1、长期使用产生不均匀的磨损 2、过热、粘着、疲劳使其弹力部分或全部丧失
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【课程总结】
• 活塞环损坏形式（故障）？故障原因？ • 如何避免这些故障？设计、制造、管理？ • 通过这节课你学了什么？学会了什么？你 还想学什么？
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正常磨损： 表面光滑无毛刺， 较清洁，无硬化层， 外表面呈鼓形
被硬质颗粒划伤： 表面有均匀划痕， 无光泽，无硬化层 正在变好的过度 磨损：沿棱边已 经出现了平滑且 较软的带状区， 中心环带尚有磨 痕和硬化层。若 继续加强润滑， 运转一个阶段， 就会转变成正常 磨损状态。
因缺油磨损仍继续： 表面平直有不规则的 斑点且有毛刺和硬化 层，棱边锐利
径向厚度用外径千分尺进行测量。当活塞环径向厚度小 于一定值时换新活塞环。
外圆表面磨损
径向厚度减小 原因： 大多是管理不当：磨合不良、超负荷运转、润滑油不足或品质
不佳、燃用劣质燃油、燃烧不良和冷却不充分。第一道环磨损最
严重。
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三、 活塞环折断
1、现象：断成几段甚至小碎块 2、原因： 搭口间隙过小 环槽积炭 磨台冲击折断 活塞环折断原因 环槽过度磨损 活塞环挂住气口