柴油机活塞故障案例
活塞故障现象及原因分析
（4） 装 配 间 隙 不 合 理 、气 缸 套 磨 损 出 台阶时损伤，使活塞正常的运动受阻， 第一环碰撞， 造成活塞环岸疲劳断裂； （5） 环 槽 底 存 在 加 工尖 角 或 环 有 尖 角 而 引 起 应 力 集 中 ，环 岸 疲 劳 断 裂 ，一 般 会出现批量事故。
2.3 环 槽 早 期 磨 损 故障现象及分析 ： 环槽变宽，环磨损严重或环槽平面出现台 阶 造 成 功 率 低 、 耗 机 油 、窜油、窜气。 （ 1 ） 活 塞 环 与 环 槽 之 间 润 滑 不 良 ，发 生 金 属接触， 粘着磨损； （2）环槽表面粗糙度差、硬度低、耐磨性 差，从而引起环槽磨损； （ 3 ）装 配 间 隙 不 对 ， 活 塞 环 在 运 动 中 发 生 颤振； （ 4 ）积 炭 过 多， 环 槽 内 有 磨 粒 ， 形 成 环 槽 下侧面磨损； （ 5 ）“三滤”不清洁 ，引 起异常早期磨损损坏。
（ 3） 燃 油 系 统 （ 混 合气）不正常燃烧或频 繁启动引起活塞顶面的 温度梯度增大，造成活 塞顶面的热裂；
（ 4） 活 塞 顶 面 存 在 铸造缺陷使应力集中或 活塞材质不合格，导致 高温强度降低；
（ 5 ）如 果 燃 料 中 含 有硫、钒等元素，则会 引起高温腐蚀，从而加 速裂纹的发展。
（3） 活 塞 拉 、抱 缸迹象或超负荷运 行，使活塞销孔承 受的压力过大，易 造成活塞销孔疲劳 开裂；
（4） 活 塞 销 断 裂 导致销孔处产生划 伤 及 裂 纹 ，甚 至 打 坏活塞。
（5） 润 滑 不 良 ， 销 孔 磨 损 异 常 ，烧 蚀拉伤等会引起活
3．2 挡 圈 槽 磨 损 ， 外 侧 开 裂 故障现象及分析 ：卡簧槽变宽，外侧出现 裂纹或脱落。 （1） 活 塞 销 弯 曲 量 变 大 ， 活 塞 销 端 部 的 推 力 反 复 作 用 于 卡 簧 ， 使 卡 簧 槽 磨 损 ，槽 外 侧 损 坏； （2） 活 塞 销 挡 圈 损 坏 烧 伤 等 其 它 原 因 事 故； （3）因 活 塞 销 装 配 不 当 ， 使 活 塞 的 一 侧 挡 圈 或槽受到撞击力，易造成挡圈槽外侧掉边或 产生隐形裂纹； （4）连 杆 弯 曲 作 用 在 活 塞 销 方 向 的 推 力 使 挡 圈向槽外推进，造成档圈槽磨损。
柴油发动机活塞失效分析
柴油发动机活塞失效分析材料科学与工程学院金属材料工程专业笑嘻嘻指导教师：学习1.前言柴油机作为各种机械的动力装置，活塞是其主要配件之一，由于它在气缸内以高速度作不匀速往复运动，且又在高温、高压和液体润滑困难等条件下工作，所以是一种容易磨损的配件。
在一般正常使用情况下，只有在柴油机大修时才更换新活塞。
活塞主要失效形式有：环岸断裂，严重时整圈脱落；环槽，销座和裙部的严重磨损；销座内侧上部出现裂纹以及燃烧室边缘烧蚀【1】。
在实际工作中，活塞除了正常磨损外，还有早期损坏失效的可能。
如其顶部与气门相碰形成印痕、活塞被捣碎及活塞顶部被顶出一个锥坑等【2】。
柴油机因运转不正常，排气声音显著变化而停车后，若正转不动，反转易，则极有可能发生上述故障，至于故障产生的原因，可能多种多样的，但归纳起来，不外乎使用、维修不当所致。
2.柴油发动机活塞的主要失效形式2.1环槽的磨损钢顶铝裙活塞在运行中经常出现活塞环槽严重磨损的情况，尤其是货运车更加突出，其原因主要有：首先是活塞环与缸套的匹配不好，故寿命太短．随着大修间隔时间的延长，特别是激光淬火缸套的使用，使与之配对的活塞环更不耐磨，活塞环后期已进入剧烈磨损阶段，活塞环组已不能正常封气、控油，机油消耗明显上升，这样就会使活塞环、活塞环槽及缸套剧烈磨损。
另外，空气及机油滤清器的滤清效果不佳，机油没有按规定更换，机油内磨料过多，大修间隔时间过长，发动机高速、重载、柴油机运行条件恶化，喷油器雾化不良，燃烧质量差等都是加速活塞环槽、缸套和活塞环磨损的因素【3】。
2.2活塞顶部开裂活塞顶开裂主要是由于柴油机载荷反复变化而产生的热应力循环，气缸内燃烧压力周期性变化而产生的机械应力循环，活塞顶表面的高温，以及钢顶和铝裙装配间隙不当而产生的附加应力等因素综合作用的结果。
2.2.1钢顶周向薄壁处开裂图一钢顶铝裙支承面如图一所示，当活塞顶和铝裙装配成一对时，对铝裙上产生A、B两个支承面。
支承面A 在自由状态下不起支承作用，按设计要求，二者问有一定的配合间隙，支承面A有～个坡度，在竖直方向上有一个高度差，这是为了更好地解决活塞顶和铝裙间在气体压力、惯性力和温度作用下的综合变形。
柴油机活塞被捣碎故障常见原因
柴油机活塞被捣碎故障常见原因柴油机工作时活塞顶与气门相碰是引起活塞顶被捣碎的主要原因，由于此因易使气门在头部或安装锁片的细颈处折断进而造成气门窜人气缸内，此时若不及时停机危害极大能导致活塞裙部挤裂。
柴油机活塞被捣碎原因——气门摇臂及衬套严重磨损以495柴油机为例进气摇臂圆弧面若严重磨损呈倾斜形的圆凹坑，与此同时气门摇臂衬套的磨损量也超过极限规定值，这样必然导致气门小头有可能卡滞在气门摇臂圆弧面的凹坑内并使气门杆受到弯矩作用，加之衬套松旷正常传动被破坏经过多次循环应力的作用就易引起气门杆的折断。
柴油机活塞被捣碎原因——气门座圈脱落更换气门座圈时必须使气门座圈与气缸盖的座孔保持一定的过盈配合值。
以485柴油机为例进气门没有气门座圈直接与气缸盖上的气门座相配合，而排气门座圈是用硅铬钢制成过盈值为0. 073~0.125mm。
安装时要求将气缸盖在机油中加热至80~100℃并将排气门座圈经固体二氧化碳或其他干冰低温冷却后才可迅速压人气缸盖座孔内。
其目的在于使座圈的外径因受冷而收缩变小减小装配时的过盈量从而避免配合表面擦伤拉毛.有些维修人员若因无化工药品将座圈收缩且又不将气缸盖加热而仅采用加大过盈量而后将气门座圈在常温下敲压入座孔内即有可能发生气门座圈脱落打烂活塞事故的发生。
柴油机活塞被捣碎原因——气门导管严重磨损或安装不当气门导管严重磨损,超过极限值气门座虽经过铰磨却难以保证气门杆与气门导管同心，气门摇臂工作时工作面呈弧线运动作用于气门尾端迫使气门小头尾端向气门摇臂座方向倾斜气门大头则向另一端倾斜气门杆身紧靠气门导管下方直至气门最后被折断，气门导管磨损量越大气门杆所受的内折力也随之增加因而也越容易折断，气门导管的更换往往是在导管内径与气门杆外径配合间隙过大的情况下才进行的，安装气门导管时若用手锤直接将气门导管打入座孔中则其内径常由于锤击而变形破坏与气门杆的配合间隙易引起气门杆咬死在气门导管内，当气门在开启状态下卡死在活塞上行时就会剧烈地敲击气门头部.经过反复敲击即易引起气门杆弯曲。
柴油发动机故障案例精选
柴油发动机故障案例精选通过对车用柴油发动机故障现象、诊断原则和主要方法的分析,阐述了通过人工经验诊断柴油发动机故障的基本技巧,为柴油机使用维修人员在遇到柴油机故障时,缩短查找故障的时间,及时地排除故障,提供了行之有效的技术措施。
以下是店铺为大家整理的关于柴油发动机故障案例精选，供大家阅读!柴油发动机故障案例精选篇1：故障代码：①P0306—6缸可识别到的不点火事件次数超过限值;②P034—错误的凸轮轴传感器信号柴油机突然不能提速，随之熄火，经检查泵油后可以起动，但有进空气的嘎嘎响声，加不起油，约1～2min后熄火，检查低压油路正常，从油箱另接油管无效。
检查柴油机线束和过渡线束，又检查柴油机线路，拆下工作台查线、检查柴油机及过渡线束均正常，又重新逐步查找低压油路发现燃油输油泵卡滞不转，经拆检输油泵盖与齿轮之间拉伤，引起无法转动，经修磨后齿轮泵转动正常，安装后起动运行恢复正常。
柴油发动机故障案例精选篇2：象：有一台BF8L413F柴油机在使用过程中，出现起动机不能带动柴油机启动的故障现象。
起动时，起动机可以带动柴油机缓慢转动半圈左右即停止，之后可听到起动机转子打滑的旋转声响。
原因分析：根据上述故障现象，起动机不能带动柴油机旋转，可能的原因是：⑴柴油机部分：一是环境温度较低，机油粘度较大，旋转阻力大使起动机转子打滑;二是运转及传递系统的机件损坏造成运转过程中的卡滞，致使柴油机不能够旋转。
⑵起动系统部分：一是蓄电池蓄电不足;二是线路接触不良有;三是起动机本身电刷、换向器接触不良;四是单项离合器打滑。
故障诊断：为查找故障的真正原因，由上述几个方面入手进行故障的诊断与排除。
⑴检查柴油机的旋转情况，看柴油机旋转是否正常，其方法是：用旋转曲轴的专用工具，顺时针方向转动曲轴。
检查结果曲轴旋转正常，没有卡滞和听到异常声响。
⑵用高率放电计，检查蓄电池的蓄电情况，其方法是：将高率放电计的触针，分别检测两个蓄电池。
检测时，一极紧压在蓄电池的“+”极，另一极紧压在蓄电池的“-”极，保持5s。
柴油机活塞烧顶故障原因浅析
柴油机活塞烧顶故障原因浅析柴油机在使用的过程中活塞烧顶是常见的现象，本文将主要从以下几个方面讲述柴油机活塞烧顶的原因，希望用户在使用柴油机时加强维护，使柴油机一直保持良好的状态。
柴油机活塞烧顶的主要原因：1.喷油器滴油或者雾化不良，柴油机内燃油长时间再活塞顶部燃烧，造成活塞顶部高温，从而使活塞烧顶。
2.柴油机活塞严重磨损或断裂，机油上浮，导致活塞顶部燃烧。
3.选用劣质润滑油，加速柴油机气缸磨损，增加曲轴箱排气压力，增加燃烧室积碳，导致活塞顶燃。
4.柴油机各缸供油量和供油时间不均匀，使部分汽缸燃烧过程恶化，形成积炭或者严重后燃，柴油燃烧的热量使部分汽缸内的活塞顶温度过高，导致柴油机材料热疲劳而烧熔，导致活塞烧顶。
5.活塞缸套质量有问题，如果柴油机的活塞在铸造时存在气孔、疏松、微裂纹、夹渣等缺陷，在高温高压作用下，这些缺陷就会成为疲劳源而导致活塞疲劳损坏；活塞中的夹渣首先熔化，造成活塞烧熔。
所以柴油机在选择活塞时一定要注意选用原厂或质量过硬的活塞。
6.活塞顶间隙不当，装配柴油机时，如果活塞顶间隙调整不当，就会影响柴油机的压缩比，导致活塞拉缸或者活塞烧顶，这就要求柴油机在装配时要严格按照要求调整。
7.超载柴油机长时间高速运转，破坏发动机冷却。
活塞具有长期的热应力和机械应力，容易疲劳烧蚀。
8.活塞环损坏或折断。
活塞环损坏或折断导致活塞环装配不能密切割气缸壁时，活塞顶部不能散发大量热量，还会导致高温气体窜流。
因此，顶部活塞和活塞环槽过热并燃烧。
许多中小型柴油发动机由于汽缸直径较小，要完成活塞复杂的内、外部结构布置存在较多困难，故大部分活塞都不设加强筋，都从增加活塞顶的厚度来满足强度要求，但过厚的活塞顶结构，一方面增加了活塞顶的热容量，另一方面散热速度较慢，这两方面都会增加活塞顶的温度，使活塞顶有较高的热应力，容易导致活塞顶的热疲劳损坏。
在450℃左右，Si-Al合金的力学性能急剧下降，并因材料变化而发生热疲劳损伤。
活塞故障现象及原因分析
1．2 顶 面 开 裂 故 障 现 象 及 分 析： 顶 面 出 现 裂 纹 , 燃 烧 室 底 部 发 生 穿 孔 。 （ 1 ）喷 油 器 工 作 异 常 发 动 机 超 负 荷 运 转 或 爆 震 所 产 生 的 非 稳 定 热 应 力 造 成 活 塞 顶 面 温 度 梯 度 过 大 疲 劳 开 裂 ，严 重 时 燃 烧 室 底 部 发 生 穿 孔 ；
（ 2 ） 发 动 机 长 期 在 大 负 荷 下 工 作 ， 使 机 温 升 高 ， 活 塞 热 量 不 能 及 时 排 出 ；顶 岸 出 现 蚀 点 及 顶 岸 至 环 区 域 出 现 熔 蚀 ；如 图 一b
（ 3 ）喷 油 嘴 工 作 异 常 ，燃 油 雾 化 不 良 、滴 油 或 二 次 喷 射 后 燃 引 起头 部 烧 蚀 缺 损 ； （ 4 ） 活 塞 材 料 的 化 学 成 份 或 金 相 组 织 不 合 格 。
( 2 )调 整 不 当 、正 时 齿 轮 安 装 有 误 ， 配 气 相 位 调 整 不 好 ， 当 活 塞 达 到 上 止 点 时 ， 气 门 未 及 时 关 闭 或 排 气 门 过 早 地 打 开 ， 造 成 活 塞 顶 碰 撞 。
（ 3 ） 曲 轴 磨 损 后 轴 瓦 与 轴 颈 、 活 塞 销 与 销 座 及 连 秆 行 程 发 生 变 化 与 气 门 惯 性 相 撞 ； （ 4 ） 凸 轮 轴 与 轴 套 之 间 的 间 隙 过 大 ， 使 其 相 对 位 置 被 曲 轴 正 时 齿 轮 推 高 ， 从 而 增 大 了 气 门 向 下 移 动 的 距 离 ；
二、 环 岸 和 环 槽 的 损 伤 2．1 环 粘 着 故 障 现 象 分 析 ： 活 塞 环 嵌 在 活 塞 环 槽 内 与 活 塞 粘 在 一 起 ；环 岸 、 头 部 有 拉 痕 。 （１） 由 于 不 正 常 的 燃 烧 造 成 环 糟 的 积 炭 增 多 ， 从 而 造 成 活 塞 环 与 环 槽 粘 着 ； （２） 活 塞 环 槽 倒 角 过 小 或 没 有 倒 角 而 引 起 活 塞 环 与 环 槽 粘 着 ； （３） 活 塞 顶 面 持 续 受 到 撞 击 或 烧 机 油 而 引 起 活 塞 环 卡 死 。 （4） 头 部 高 温 烧 熔 变 形 头 部 配 合 间 隙 过 小 造 成 粘 缸 ，经 过 往 复 运 动 ，严 重 时 局 部 头 部 还 会 拉 断 或 掉 块 ； （5） 由 于 燃 油 内 胶 质 严 重 和 气 缸 长 期 未 清 除 积 炭 ， 使 积 炭 掉入气 缸 与 活 塞 组 磨 擦 面 ， 造 成 拉 缸 现 象 。
柴油机故障诊断排除及案例汇总
维修方法
拆除空滤检测进气压力，如故。检查增压器及中冷器， 发现中冷器下端裂开了大概15cm的口子（后附图）， 因被一个橡胶垫圈挡住，所以有点不容易看到。拆下中 冷器铝焊，之后用户试车动力恢复正常。
1.4 曲轴信号和凸轮轴信号丧失
➢两信号全部丢失可能的原因 ①传感器损坏，线束短路或断路。 ②传感器固定不牢，造成传感器与感应齿之 间间隙过大或过小。(一般为1±0.5mm)
排除方法：检查传感器是否损坏，线束是 否连接良好， 传感器是否松动等。
注：拆装高压油泵及飞轮后的安装应严格按 照相关工艺文件执行，以确保信号同步。
故障一：柴油机不起动 故障二：起动困难 故障三：发动机功率不足 故障四：发动机1000 故转障五：跛行回家 故障六：运行过程中忽然熄火
➢检查油箱油位是否过低 ➢检查手压泵是否工作正常 ➢检查低压油路是否有气，并排空气(有时低压油 路泄漏不明显，需要仔细检查)。
排气方法：主要排粗滤里面的空气。松开粗滤 上的放气螺栓，用手压动粗滤器上的手压泵，直 至放气螺栓处持续出油为止。
手压泵
回油空心螺 栓
放气螺 栓
1.2 轨压无法建立（起动机正常，但无法起动）
附：这批车都为中通博发系列，客户提了3台车，截至目前三台车 的中冷器全部破裂，造成的结果就表现在发动机功率不足。
常见故障类型
故障一：柴油机不起动 故障二：起动困难 故障三：发动机功率不足 故障四：发动机1000 故转障五：跛行回家 故障六：运行过程中忽然熄火
故障四：发动机1000转
油门失效：ECU通过踏板电位计给出的信号来判断 负荷，当踏板出故障时，出于安全考虑，ECU会控 制柴油机会自动回到1000转的怠速。
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。
柴油机重大事故性损坏故障分析二例
柴油机重大事故性损坏故障分析二例1、柴油机活塞杆断裂故障分析设备描述：本次故障发生在某船舶的主机柴油机上，主机型号为MAN B&W 5S60ME-C，功率为11520 kW。
故障引擎为第2号缸，发动机因断塞而停车，具体步骤如下：步骤1：在第2号缸的检查孔内，观察到活塞的上部残留着一部分活塞杆；步骤2：将外围配件拆卸下来，发现第2号缸的活塞杆断裂；步骤3：分离第2号缸的活塞组件，发现活塞在缸内位移针对气门于切口处造成了严重的损伤；步骤4：将发动机活塞组件拆卸，并将活塞杆及其零部件拍照并标记；步骤5：将根据国内大型柴油机制造商MAN B&W路修加载器进行检测，并采用光学显微技术进行显微痕迹检测。
故障分析：根据故障现象以及故障后的检修情况，可以推断出主要的故障原因如下：（1）活塞杆的氧化磨损：在主机运行中，活塞杆工作处于极端恶劣的工作环境中，因此，在柴油机工作的过程中，活塞杆会产生氧化腐蚀、磨损等现象，最终导致杆断裂。
（2）活塞传递力过大：在柴油机的工作过程中，活塞的传递力度过大，而普级配件材料无法承受这样的力量，则容易造成断塞。
（3）疲劳损坏：长期在柴油机高温高压条件下工作的活塞杆，会发生循环疲劳，长时间工作后，会出现疲劳断裂。
为了避免这种故障的发生，在柴油机运行的过程中，应该根据实际情况，采取一些合适的保养措施，如对柴油机进行定期检修和维护、更换合适的活塞杆配件、对活塞杆进行疲劳计算等。
2、高速顶替故障分析步骤1：第1号缸的活塞顶被顶掉；步骤2：检查孔内的检查发现，第1号缸的气门齿带有明显的磨损；步骤3：将旋转框架拆卸后，发现第1号缸的活塞和柴油机排气阀座都出现了磨损的现象；步骤5：最终，对引擎重新安装所有组件，并进行测试。
在引擎工作的过程中，由于第1号缸活塞端部与气门及其配件接触，导致高速顶替故障发生。
其他的故障原因如下：（1）轮毂检查孔的设计不当：在某些情况下，轮毂检查孔的设计不当，也会引起高速顶替故障的发生。
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。
大型特种设备柴油发动机活塞敲缸故障原因及诊断方法
故障维修大型特种设备柴油发动机活塞敲缸故障原因及诊断方法毋文涛（中交第二航务工程局有限公司第六工程分公司，湖北 武汉 430000）摘 要：世界经济的全面发展，能源形势非常的严峻，环境污染、能源枯竭的问题日益显现出来，各个国家都发布了严格的排放规定，而大型特种设备燃料使用更是消耗很高，面对大型特种设备上所用的大功率柴油发动机由于动力性能好、热效率高等优势特点，被大量的应用到高铁、公路及其他施工实践中。
但是柴油发动机在工作中也会因使用维保或者年限而出现各类故障，活塞敲缸是其中问题之一，也是比较严重的一类问题，如果有一定迹象而不及时判断处理，长期使用会导致气缸打碎，进而导致设备施工过程安全性无法保证，尤其对于正在进行特殊作业过程中，如果出现动力突然中断将有可能造成较严重后果。
因此，需要分析掌握活塞敲缸的故障原因与诊断方法，从而可以及时进行维修处理，促进柴油发动机的顺利运行。
关键词：大型特种设备； 柴油发动机；活塞敲缸故障原因；诊断方法大型特种设备柴油发动机内部的活塞为发动机关键性组成部件，与活塞环、活塞销组合成为整体活塞组，和气缸盖形成燃烧室，燃气的作用之下让活塞销、连杆将动力传输给曲轴，从而完成发动机的动作过程。
只要是活塞出现故障问题，就会导致燃烧室的工作无法进行，设备难以正常运行。
一般来说，分析柴油发动机的活塞敲缸的原因，是因为设备在正常运行环节，活塞在气缸内往复运动，其偏离了原定的轨道与方式，造成活塞头部与裙部连通气缸壁都发生了不定时的碰撞，产生“当当”等类似的声音。
从运行情况分析，活塞敲缸出现这些声音，大多数是因为气缸壁润滑性能不足而产生的，也可能是由于气缸壁间隙超出规定要求。
因此，有必要分析柴油发动机活塞敲缸的故障原因以及诊断方法，进而可以采取必要的维修方法，促进运行质量的提升和确保设备安全性。
1柴油发动机活塞敲缸故障分析1.1活塞敲缸故障表现柴油发动机活塞敲缸发生的主要原因就是活塞在运动时，其侧面和气缸壁出现了碰撞而导致的异常声响问题，会因为温度的不同产生不同的声响。
8DK28 柴油机活塞碎裂原因分析
导读8DK28柴油机广泛用于船舶主机、辅机、负荷电站，单机功率为2500 kW/750 ( r .min-¹ ) 。
但是在运行过程中，频繁出现活塞碎裂、裂纹现象，造成了严重的经济损失和名誉损失，我们就该型机活塞碎裂、缸套异常磨损故障的现象产生原因具体分析，并给出相应的对策。
一、事故的现象描述首例事故出现在天津福盛9号9000t散货船上。
2005年1月25日，当该船行驶到距厦门港3海里时，船员发现8DKM-28柴油机第8缸检查孔盖被击穿1个洞。
轮机长下令停机检查，发现第8缸活塞碎裂、表面异常磨损;活塞销异常磨损;曲柄销轴承上有许多铁末;滑油滤器也有铁末存在。
该船从交船到出现时仅仅运行了1700多个小时。
在随后的3年时间里又先后有180件出现此类情况，造成直接经济损失近200万元。
二、故障原因分析为了查明事故真相，避免此类故障的再次发生，本公司服务人员于2005年1月27日对该台柴油机所有活塞、连杆、缸套、主轴承、连杆轴承、活塞销都进行了全面检查，发现1~8缸活塞都有不同程度的裂纹。
其中第8缸活塞在活塞销座全部碎裂;对曲柄销轴瓦拆卸检查，发现轴瓦上有金属末,滤器滤芯上也有大量金属末出现，活塞销、活塞环有积碳并且出现异常磨损。
经分析，活塞出现裂纹、碎裂、活塞销异常磨损原因如下。
1、滑油品质不良统计发现，凡是出现此类事故的船的滑油品质均未达到规定要求，铝、钒等杂质严重超标。
铝、钒等杂质颗粒进入曲柄销衬套与活塞销之间的间隙中，在外力作用下，最终导致轴活塞销衬套、活塞销异常磨损。
2、活塞结构不合理，制造质量不合格a.自8DKM-28柴油机交货运行以来，共有180多件活塞出现裂纹或碎裂现象，由断裂及出现裂纹情况观察，均出现在活塞销座弹性支撑部位。
该部位理论壁厚较薄，只有3.5 mm;铸造后毛坯壁厚不均匀，经解剖发现最薄处只有3 mm左右，在侧推力作用下导致活塞出现裂纹或断裂。
这是活塞碎裂的原因之一。
一起柴油主机活塞头裂纹的故障分析和对策
继续 减 速 ， 并通 报 船 长 ， 向船 长 说 明 情 锚 链 刹 不 住 ， 驾 驶 台 强行 用 车 ， 试 图 稳
１ ． 故 障 现 象及 处 理 某轮主机， 型号６ ＵＥ Ｃ ５ ２ Ｌ Ｓ ， ６ 缸；
况 和 必 须 尽 快 停 车 吊 缸 抢 修 。由于 当 住 船 身。最 后 ～车 因 停 车 时 间 较 长 ， 排 时风 浪 很 大 ， 海况恶劣， 船 长 要 求保 持 气 管 内 滑 油 油 气 较 多发 生 排 气 总 管 内
小时后， 船 长 开 油 气 爆 燃 现 象 。 增 压器 型号 ： ＭＥ Ｔ ５ ３ Ｓ Ｄ。 航 行 途 中， 凌 船 舶 动 力 。继 续 航 行 １ 晨０ ５ ： ２ ０ ， 大 管 轮 检 查 发 现 主 机 曲 拐箱 始 择 地 掉 头 抛 锚 。 期 间 ＮＯ． １ 缸 活 塞 冷
油 路 同时 保证 十 字 头润 滑 。 活 塞 进 油管 透 平 转 速 瞬 间 极 大 增 高 ， 转子轴 、 轴 承 路 没有 阀 门 对 油 量 和 油 压 进 行 调 节 。
摩 擦 副的润 滑状况也 变差 ， 透 平 端 轴
１ ６ ： ５ ０ 锚 起 续 航 。当主 机 从 前进 三 加 速 单 缸停 油 导 致 滑 油 进 排 气 总 管 并 挥 发 承 ， 压 气 端 轴 封 也受 到 损 伤 。 到 海速 时 ， 主机 增 压器 有 喘振 ， 为 保 油 气 发 生 爆 燃 是 这 件 事 件 的 直 接 原
７ ８
学术
Ａ ＧＡＤＥ ＭＥ
空 间有限 ， 无 法 检 查 喷 嘴 环 内侧 转 子 内 滑 动 套 管 导 入 活 塞 头 顶 部 冷 却 ， 该 爆 燃 集 聚 大 量 的 能 量 形 成 的 冲 击 波 使 叶 片情况 ， 喷嘴 环 局 部 换 挡 轻 微 变 形 。 船舶 主机试 车正常 ， １ ６ ： ３ ５ 开始绞 锚 ，
船用柴油机活塞损坏原因分析
一活塞的材料由于工作环境的恶劣等原因，活塞的材料应该符合：足够的强度、硬度、优秀的热传导、耐腐蚀、耐磨损及出色的热稳定性等特点。
为了减小运动所产生的惯性力，同时要求相对密度较小，随着发动机强化程度不断提高，各国已愈来愈多地采用过共晶硅铝合金，含硅量为17%-26% 不等。
由钢顶或球墨铸铁顶与铝合金裙或球铁裙两部分组成的组合式活塞有着许多优点。
船用柴油机活塞的材料大多是选择铝合金、铸铁和铸钢。
中低速柴油机活塞的材料为铸铁。
活塞的硬度大概在HB180至220之间。
中高速柴油机活塞的材料为铝合金，Si 含量12%左右的ZL108是国内采用最多的材料。
低速二冲程活塞的材料为ZG25铸钢和ZG25Mo、ZG35CrMo 合金铸钢。
裙部的材料不选铸钢，而选择灰铸铁HT25-47和HT30-54。
二活塞的损坏原因分析在船用低速二冲程主机工作时，活塞与汽缸盖、气缸套组成燃烧室，直接受到高温、高压燃气和往复惯性力的作用，所以活塞承受很高的热应力与机械应力。
由于发动机的工作原理导致的活塞常处于高温、高压和高速的工作环境内。
活塞顶部的燃烧室是活塞工作环境最恶劣的地方，由于不正常工作，例如爆燃、燃烧不充分，容易导致活塞顶部发生损坏。
活塞在超负荷工作时进行无数次的往复运动，极易产生金属疲劳，导致活塞发生形变和裂纹。
1.活塞顶部损坏原因分析(1)活塞顶部烧蚀损坏的情况活塞顶部发生烧蚀现象，会有薄层发生脱落，导致顶部厚度变小，强度降低，形状发生改变，以至于对活塞柴油机的正常运转产生影响。
(2)活塞顶部的烧蚀损坏分析在船用低速二冲程主机工作时，活塞承受很高的热应力与机械应力。
活塞在往复运动中承受着摩擦与撞击，在润滑不良时更为严重。
在内燃机工作过程中，燃烧室内与活塞顶面直接接触的燃气，最高温度达到2000℃左右，循环平均温度也在800℃左右，使活塞承受很大的热负荷。
柴油机活塞顶部烧蚀损坏较为常见，因为柴油机活塞头部与柴油燃烧时直接接触，极易产生热腐蚀，尤其当船舶发生颠簸、柴油机不能正常工作时。
活塞故障现象及原因分析
（3）曲轴磨损后轴瓦与轴颈、活塞销与销座及连 秆行程发生变化与气门惯性相撞；
（4）凸轮轴与轴套之间的间隙过大，使其相对位 置被曲轴正时齿轮推高，从而增大了气门向下移动
的距离；
二、 环 岸 和 环 槽 的 损 伤 2．1 环 粘 着 故障现象分析：活塞环嵌在活塞环槽内与活塞粘在一起； 环岸、头部有拉痕。 （１） 由 于 不 正 常 的 燃 烧 造 成 环 糟 的 积 炭 增 多 ， 从 而 造 成 活 塞环与环槽粘着； （２） 活 塞 环 槽 倒 角 过 小 或 没 有 倒 角 而 引 起 活 塞 环 与 环 槽 粘
（3） 活 塞 拉 、抱 缸 迹 象 或超负荷运行，使活塞销 孔承受的压力过大，易造 成活塞销孔疲劳开裂；
（4） 活 塞 销 断 裂 导 致 销 孔 处 产 生 划 伤 及 裂 纹 ，甚 至打坏活塞。
（5） 润 滑 不 良 ，销 孔 磨 损 异 常 ，烧 蚀 拉 伤 等 会 引
起活塞裂纹。
3．2 挡 圈 槽 磨 损 ， 外 侧 开 裂 故障现象及分析 ：卡簧槽变宽，外侧出现裂纹或脱落。 （1） 活 塞 销 弯 曲 量 变 大 ， 活 塞 销 端 部 的 推 力 反 复 作 用 于 卡 簧 ， 使 卡 簧 槽 磨 损 ，槽 外 侧 损 坏 ； （2） 活 塞 销 挡 圈 损 坏 烧 伤 等 其 它 原 因 事 故； （3）因 活 塞 销 装 配 不 当 ， 使 活 塞 的 一 侧 挡 圈 或 槽 受 到 撞 击 力，易造成挡圈槽外侧掉边或产生隐形裂纹； （4）连 杆 弯 曲 作 用 在 活 塞 销 方 向 的 推 力 使 挡 圈 向 槽 外 推 进 ，造成档圈槽磨损。
断裂。
（4） 装 配 间 隙 不 合 理 、气 缸 套 磨 损 出 台 阶 时 损 伤 ， 使 活 塞 正 常 的 运 动 受 阻 ，第 一 环 碰 撞 ， 造 成 活 塞 环 岸疲劳断裂；
大型低速柴油机活塞环常见故障分析及处理
毕业论文（设计）大型低速柴油机活塞环常见故障分析及处理Fault Analysis and Processing of Large Low-speed Diesel Engine PistonRings学生姓名：邹德崇指导教师：邢丰铄合作指导教师：专业名称：轮机工程所在学院：航海与船舶工程学院二〇一六年六月目录摘要 (I)Abstract (Ⅱ)第一章前言 (1)第二章柴油机活塞环故障的检修 (2)2.1检修过程中的发现的现象 (2)2.2分析状况产生的原因 (2)2.3处理及解决方法 (2)第三章活塞环发生粘着故障及处理方法 (3)3.1活塞环粘着的产生 (3)3.2活塞环发生粘着的原因 (3)3.3活塞环是否发生黏着的判别 (3)3.4黏着活塞环的处理 (3)3.5防止活塞环产生粘着的措施 (3)第四章活塞环发生异常磨损及处理方案 (5)4.1活塞环的异常磨损 (5)4.2活塞环不正常磨擦损坏的特点和原因 (5)4.3活塞环磨损外观的示意图 (6)4.4减弱磨损措施 (6)第五章活塞环发生弹力减弱和折断故障及相关处理方法 (8)5.1活塞环弹力丧失 (8)5.2活塞环弹力的检查方法 (8)5.2.1测量活塞环自由开口 (8)5.2.2闭合或扩大自由开口 (8)5.2.3对比法 (8)5.3活塞环弹力丧失的处理方法 (9)5.4活塞环折断后的工作状态 (9)5.5活塞环断环原因分析及处理 (9)第六章活塞环日常维护和管理 (11)第七章结束语 (12)致谢 (13)参考文献 (14)摘要活塞环是大型低速柴油机中最重要的运动部件之一,有密封气缸、导热、布油作用，活塞环的工况对油燃烧程度和工作状态起着相当重要的作用。
活塞环在燃烧室中受到热应力和机械应力作用会使其处于苛刻的工作环境,如果管理不当会出现故障，一旦出现故障就会破坏主机的正常工作，严重时候还会引起一系列的连锁反应，影响柴油机的运行，因此，正确了解并且认识活塞环产生断裂的原因，并采取有效预防措施，对于提高船舶安全性提高机械设备经济性及使用寿命有重要的意义。
柴油发动机活塞失效分析
柴油发动机活塞失效分析材料科学与工程学院金属材料工程专业笑嘻嘻指导教师：学习1.前言柴油机作为各种机械的动力装置，活塞是其主要配件之一，由于它在气缸内以高速度作不匀速往复运动，且又在高温、高压和液体润滑困难等条件下工作，所以是一种容易磨损的配件。
在一般正常使用情况下，只有在柴油机大修时才更换新活塞。
活塞主要失效形式有：环岸断裂，严重时整圈脱落；环槽，销座和裙部的严重磨损；销座内侧上部出现裂纹以及燃烧室边缘烧蚀【1】。
在实际工作中，活塞除了正常磨损外，还有早期损坏失效的可能。
如其顶部与气门相碰形成印痕、活塞被捣碎及活塞顶部被顶出一个锥坑等【2】。
柴油机因运转不正常，排气声音显著变化而停车后，若正转不动，反转易，则极有可能发生上述故障，至于故障产生的原因，可能多种多样的，但归纳起来，不外乎使用、维修不当所致。
2.柴油发动机活塞的主要失效形式2.1环槽的磨损钢顶铝裙活塞在运行中经常出现活塞环槽严重磨损的情况，尤其是货运车更加突出，其原因主要有：首先是活塞环与缸套的匹配不好，故寿命太短．随着大修间隔时间的延长，特别是激光淬火缸套的使用，使与之配对的活塞环更不耐磨，活塞环后期已进入剧烈磨损阶段，活塞环组已不能正常封气、控油，机油消耗明显上升，这样就会使活塞环、活塞环槽及缸套剧烈磨损。
另外，空气及机油滤清器的滤清效果不佳，机油没有按规定更换，机油内磨料过多，大修间隔时间过长，发动机高速、重载、柴油机运行条件恶化，喷油器雾化不良，燃烧质量差等都是加速活塞环槽、缸套和活塞环磨损的因素【3】。
2.2活塞顶部开裂活塞顶开裂主要是由于柴油机载荷反复变化而产生的热应力循环，气缸内燃烧压力周期性变化而产生的机械应力循环，活塞顶表面的高温，以及钢顶和铝裙装配间隙不当而产生的附加应力等因素综合作用的结果。
2.2.1钢顶周向薄壁处开裂图一钢顶铝裙支承面如图一所示，当活塞顶和铝裙装配成一对时，对铝裙上产生A、B两个支承面。
支承面A 在自由状态下不起支承作用，按设计要求，二者问有一定的配合间隙，支承面A有～个坡度，在竖直方向上有一个高度差，这是为了更好地解决活塞顶和铝裙间在气体压力、惯性力和温度作用下的综合变形。
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柴油机活塞故障案例
柴油机活塞故障是指柴油机活塞在工作过程中出现的异常情况，这种故障会影响柴油机的正常运转并导致性能下降。
下面列举了十个柴油机活塞故障案例。
1. 活塞磨损：柴油机活塞在工作过程中，由于润滑不良或使用时间过长等原因，活塞与缸套之间的摩擦增大，导致活塞磨损严重，出现磨损痕迹和麻点，进而影响密封性能和运动精度。
2. 活塞烧蚀：柴油机活塞在工作过程中，由于高温和高压力的作用，活塞表面可能出现烧蚀现象，表现为活塞头部和缸套之间出现烧蚀斑点，严重时可能导致活塞卡死或无法正常运动。
3. 活塞断裂：柴油机活塞由于负荷过大或设计缺陷等原因，可能发生断裂现象，这会导致活塞无法正常工作，并且可能引起其他部件的损坏，进而导致发动机停机。
4. 活塞环磨损：柴油机活塞环在工作过程中，由于摩擦和磨损，可能出现磨损或者断裂，这会导致活塞环无法正常密封，进而影响柴油机的压缩效果和燃烧效率。
5. 活塞卡死：柴油机活塞在工作过程中，由于润滑不良或杂质进入导致活塞与缸套之间卡死，这会导致活塞无法正常工作，进而引起柴油机的停机。
6. 活塞敲击：柴油机活塞在工作过程中，由于设计缺陷或负荷过大等原因，可能导致活塞与缸套之间产生敲击声，这会导致活塞的工作不稳定，进而影响柴油机的正常运转。
7. 活塞密封不良：柴油机活塞在工作过程中，由于活塞环磨损或活塞与缸套之间的间隙过大等原因，会导致活塞密封不良，这会导致燃烧室压力下降，进而影响柴油机的动力输出。
8. 活塞积碳：柴油机活塞在工作过程中，由于燃烧不完全或机油进入燃烧室等原因，活塞表面可能会积碳，这会导致活塞重量增加和热传导不良，进而影响柴油机的燃烧效率和动力输出。
9. 活塞冷却不良：柴油机活塞在工作过程中，由于冷却系统故障或冷却液不足等原因，活塞的冷却效果不良，这会导致活塞温度过高，进而影响活塞的工作性能和寿命。
10. 活塞膨胀不均匀：柴油机活塞在工作过程中，由于温度变化或材料问题等原因，活塞可能会出现膨胀不均匀的情况，导致活塞与缸套之间的间隙变大或变小，进而影响活塞的工作稳定性和密封性能。