柴油机缸套磨损

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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

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%。

柴油机活塞故障案例

柴油机活塞故障案例

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。

单缸柴油机常见故障及排除

单缸柴油机常见故障及排除

单缸柴油机常见故障及排除单缸柴油机作为机械设备,在使用过程中难免会遇到各种问题和故障。

如果及时发现问题并进行正确的排除,可以避免故障扩大,同时也可以延长机器的使用寿命。

本文将介绍几种常见的单缸柴油机故障及排除方法。

1. 缸体和气缸盖漏油排除方法:(1)检查油封是否磨损或硬化。

如有损坏,更换油封。

(2)检查气缸盖四角螺栓是否拧紧。

(3)检查气缸盖及缸体连接面是否平整,如有磨损或凸起,应进行研磨或更换面密封垫。

(4)检查、维修或替换必要的减压阀、排气阀、油塞以及其它可能导致漏油的部件。

2. 手动启动困难或不启动(1)检查电瓶电荷是否充足,如果不够,应及时充电或更换电瓶。

(2)检查喷油器是否堵塞或喷嘴是否受损,如有问题,应清洗或更换。

(3)检查油泵是否正常,如有故障,应检修或更换。

(4)检查气缸内的压缩是否足够,如不足,应检查汽缸、活塞环和活塞等零部件是否磨损,修理或更换不良部件。

3. 发动机运转时噪音较大(1)检查曲轴轴承、连杆轴承、凸轮轴及气缸套表面是否磨损严重。

(2)检查故障的部件并进行修理或更换。

(3)如果发动机运转时噪音仍然存在,应进行精细调整或联系专业技术人员进行检修。

4. 发动机缺乏动力(1)检查燃油系统是否正常,确保燃油满足需求并正常进入喷油器。

(4)清洗或更换过滤器。

(5)检查减速机、离合器和传动系统是否存在问题。

总的来说,针对单缸柴油机出现的故障,我们要及时进行检查诊断,从而选择正确的方法来排除问题。

在平时的使用和维护中,我们也需要做好作业之前的检查和注意保养,以确保机器的安全和稳定运行,减少故障的出现。

同时,我们也需要注意使用环境和操作方式,避免不必要的损坏和故障。

柴油机气缸套内圆表面磨损的测量

柴油机气缸套内圆表面磨损的测量

柴油机气缸套内圆表面磨损的测量
柴油机气缸套内圆表面磨损的测量主要可以通过以下几种方法进行:
1. 理论法:根据柴油机气缸套的尺寸、材料和磨损程度,通过计算或参考理论曲线,推算出气缸套内圆的磨损程度。

2. 视觉检查法:使用裸眼或显微镜直接观察气缸套内圆表面的磨损情况。

通常会使用刻度卡片或者特定的标尺来辅助测量磨损深度。

3. 参数测量法:利用测量仪器如千分尺、示波器等,对气缸套内圆的直径或者磨损区域进行测量,从而确定具体的表面磨损程度。

4. 高精度测量法:利用光电测量、激光扫描等高精度测量技术,对气缸套内圆表面进行三维测量,获得准确的磨损数据。

需要注意的是,在进行测量时应该保持测量仪器的精度和准确性,在清洁的环境下进行测量以避免误差,并结合实际应用条件进行判断磨损程度是否需要进行修复或更换。

船舶柴油机气缸套的磨损及管理对策

船舶柴油机气缸套的磨损及管理对策

船舶柴油机气缸套的磨损及管理对策摘要:气缸套是船舶柴油机的重要零件之一,因其内壁工作条件十分恶劣,很容易发生磨损,其磨损情况将直接影响气缸套与活塞环之间的密封性能,对柴油机的启动、功率损耗、燃油和润滑油的消耗、使用寿命以及排气的颜色等都有着重大的影响。

本文探讨了船舶柴油机气缸套磨损的特征及形成规律,全面而系统地分析了船舶柴油机气缸套磨损的类型及其产生的机理,并在此基础上,提出了在使用和保修中减少船舶柴油机气缸套磨损的预防措施。

关键词:船舶柴油机;气缸套;磨损;管理对策引言对于船用柴油机来说,目前无论是二冲程的低速机还是四冲程的中速机,热效率均能达到50﹪以上,但能量消耗在运动副的摩擦约占10﹪左右。

船舶机器运转时,机器上具有相对运动的运动副零件会发生配合表面的摩擦,引起磨损,气缸套是船舶柴油机燃烧室部件中的主体,由于其工作条件恶劣,极易磨损,其主要失效模式为磨损,尤其是气缸套表面的异常磨损更应加以重视。

1 气缸套磨损的机理及种类气缸套的磨损是一个非常复杂的过程,其原因既有物理方面的因素,也有化学方面的因素。

根据磨损机理的不同,可将气缸套的磨损分为粘着磨损、磨粒磨损、腐蚀磨损、撞击磨损及复合磨损等。

当柴油机在不同工况下工作时,某种磨损类型会起主导作用。

2 气缸套异常磨损的特征及原因2.1 气缸套异常磨损的特征1)气缸套和活塞环的磨损率均很高,大大超过正常磨损率。

一般把铸铁气缸套磨损率>0.1mm/kh,活塞环磨损率>0.5mm/kh视为异常磨损。

2)缸套工作表面脏污,有明显的划痕、擦伤、撕裂,甚至咬缸和拉缸现象,或者缸壁表面发蓝,有明显的烧灼现象。

缸套工作表面形貌和金相组织发生变化。

3)异常磨损的磨损产物颗粒较大。

一般正常磨损的磨屑直径<1μm,而异常磨损的磨屑直径达25μm~30μm。

2.2 气缸套异常磨损的原因气缸套异常磨损的具体原因有:1)活塞在气缸中对中的偏差太大,使活塞和气缸套产生偏磨损。

老龄船舶柴油机缸套异常磨损的分析

老龄船舶柴油机缸套异常磨损的分析

一缸套磨损机理缸套的磨损是一个非常复杂的过程,其典型的磨损机理可分成三大类,即腐蚀磨损、磨料磨损和粘着磨损。

在正常运转的柴油机里,这三类磨损都可能同时出现,至于某一特定时间内哪类磨损机理占主导地位,由许多因素而定,其中操作条件是最为重要的。

在一般情况下,以上三种磨损是同时存在且相互关联相互影响的;但在一定的条件下有可能以一种磨损形式为主,为了正确判断和采取有效措施,必须根据实现情况仔细分析。

(1)粘着磨损经过精加工的表面用肉眼看起来是很光滑的,但是用显微镜检查,就可以观察到它的表面是由锯齿形的峰和谷所组成。

在薄膜润滑(边界润滑)的条件下,摩擦面间只有一层极薄的油膜,摩擦表面的部分尖峰会刺破油膜发生直接接触,或由于润滑条件差、局部高温等造成滑动表面缺乏充足的润滑油膜,也使摩擦表面间发生金属的直接接触。

当存在压力时,两滑动表面极微小的金属直接接触摩擦时,由于强烈的塑性变形导致了局部高温,使两者熔融粘着、脱落,逐步扩大形成熔着磨损。

(2)磨粒磨损由于柴油机进气中夹带有坚硬的外来物质,或由燃油及润滑油中所形成的炭粒、沥青质以及其他机械杂质等硬质颗粒进入气缸套,在气缸套的摩擦面和活塞的摩擦面之间形成磨料,磨料与两摩擦面产生挤压、滚撞,使金属从气缸及活塞表面脱落下来,成为碎粒(磨损产物)等物质,并使金属的一个表面或二个表面受到损伤,这就是磨料磨损。

在海上,虽然进气中的磨料很少或几乎没有,但有效的空气过滤器仍然是十分重要的。

以筒状活塞式柴油机来说,确保系统润滑油有完善、有效的过滤器和离心式分油机也是同等重要的,因为这些措施可以去除刮损气缸,也刮损轴承的绝大部分外来物质。

(3)腐蚀磨损腐蚀磨损是由于燃油中所含的硫分在燃烧时生成了二氧化硫(SO₂),然后又转化为三氧化硫(SO₃)。

燃油中的氢燃烧后生成水蒸气,三氧化硫与水蒸气反应则生成了对金属有严重腐蚀的硫酸。

此外,燃油中存在的钒、铁、钠、镍等微量元素也各自生成自己的氧化物。

船用柴油机缸套磨损失效问题分析与解决方案研究

船用柴油机缸套磨损失效问题分析与解决方案研究

船用柴油机缸套磨损失效问题分析与解决方案研究船用柴油机作为船舶的重要动力装置,扮演着至关重要的角色。

然而,在长时间的工作过程中,柴油机出现缸套磨损失效问题是不可避免的。

本文将针对船用柴油机缸套磨损失效问题展开分析,并提出相应的解决方案。

首先,我们需要了解船用柴油机缸套磨损失效的原因。

一方面,柴油机运行时高温、高压的工作环境会引起缸套热膨胀,从而产生缸套间隙,导致摩擦,最终造成磨损。

另一方面,柴油机在工作时产生的机械振动也会加剧缸套的磨损。

此外,柴油机冷却系统不正常,导致缸套温度过高或过低,也会对缸套造成损坏。

在解决船用柴油机缸套磨损失效问题时,我们可以采取以下措施:1. 加强润滑与冷却系统的管理:合理选择柴油机润滑油和冷却液,并严格按照厂家要求进行更换和维护。

定期检查和清洗润滑系统和冷却系统,确保其正常运转,有效降低缸套温度和摩擦,减少磨损。

2. 提高柴油机运行质量:加强对柴油机的日常检查和维护,及时更换老化和损坏的零部件。

定期进行柴油机的完整性检查、气缸压力测试和缸内检查,发现问题及时解决,减少运行过程中可能导致缸套磨损的因素。

3. 优化柴油机润滑系统:合理选择润滑油的品牌和型号,确保润滑油的质量符合要求。

采用摩擦副材料配方、添加剂等措施,改善润滑性能,减少磨损影响。

4. 加强柴油机振动隔离措施:柴油机振动是导致缸套磨损的重要原因之一。

通过加装减震器、隔振垫等装置,有效减少振动传递,降低磨损程度。

5. 采用优质缸套材料:选择质量可靠、具有良好的热膨胀性能和耐磨性能的缸套材料,提高其耐高温、耐磨损的能力,延长使用寿命。

总之,船用柴油机缸套磨损失效问题是需要引起重视的。

在实际运行过程中,通过加强润滑与冷却系统管理、提高柴油机运行质量、优化润滑系统、加强振动隔离措施以及采用优质缸套材料等措施,可以有效减少缸套磨损问题的发生,提高柴油机的可靠性和稳定性。

此外,船舶企业还应加强对船用柴油机操作和维护人员的培训,提高他们的技术水平和维护意识。

局域波时频法在柴油机缸套活塞磨损诊断中的应用研究

局域波时频法在柴油机缸套活塞磨损诊断中的应用研究

大 都基 于线 性理 论 , 探 讨 较适 于 此类 信 号 分析 的新 故 方法 时 , 降低 分析 中带来 的误差 , 之能 够满 足分析要 使
求即 可 。局域 波 时频分 析方法 基于对 信 号局部特 征进 行分解 的理论 以对非 平稳 信号进 行有 效分析 中 可 从 获取 表达信 号特 征的信 息口 。一般 来说 , 谱并 不能 频

E = l I P( )t , “f dd 验室 中的故 障模拟 试验 , 过人 为地制 通 造各 种故 障 , j 和 用各 种测 试 和 分析方 法 来 说 明故 障存 在 的特 征 信息 , 以此 作 为柴 油机 故 障诊 断 的理 论依 并 据。 这种测 试手 段在 实际生产 中固然非 常重要 , 由于 但 实验 室与 现场工 作环 境的差 异及外 界不 确定 因素 的影 响, 使得 实 验室 中测 试 和分 析结 果 往往 与 现场 测 试 和 分析结果 存 在一定 的差异 。柴 油机缸套 活 塞间的磨损
时频 分 布的提 出是为 了更好 地描 述信号 的时 变特
性 , 映 信 号 的 局 部 特 性 , 就 是 建 立 起 一 个 时 间 和 反 ]也 频 率 的 联 合 函 数 P(, ) f, .
r— t r+ ∞
给 出关 于信 号是 单 分量还 是 多 分量 的判据 . 因为 频谱
中 图 分类 号 : TK 2 41 文献 标 识 码 : A
引 言
多年来, 柴油机 故 障检 测 与诊 断一 直是个 亟 待解
决 的 难 题 . 此 有 关 研 究 工 作 者 进 行 了 大 量 而 深 入 的 为
使 P(, ) 仅能够 描述 信 号的能 量密 度 分布 , f, 不 即其 分 布的 总能量 为信 号的总能量 E.

船用柴油机缸套摩擦磨损特点研究

船用柴油机缸套摩擦磨损特点研究

船用柴油机缸套摩擦磨损特点研究船用柴油机是船舶主要的动力装置之一,其关键部件之一就是缸套。

缸套是连接发动机的气缸与曲轴箱的重要部件,同时也是发动机气缸内燃筒形成系统的主要元件。

然而,长期使用后,船用柴油机的缸套会面临摩擦磨损,这对船舶的正常运行产生非常大的影响。

因此,对船用柴油机缸套的摩擦磨损特点进行研究具有十分重要的理论和实际意义。

首先,船用柴油机缸套的摩擦磨损特点主要表现为磨粒磨损和润滑油膜磨损。

磨粒磨损指的是缸套与活塞环摩擦产生的磨粒进入润滑系统,并在润滑系统中进行磨损,从而加重了缸套的磨损程度。

润滑油膜磨损则是指由于摩擦产生的能量消耗,使缸套表面润滑油膜过薄或失去润滑,导致缸套表面出现严重的金属磨损。

其次,船用柴油机缸套摩擦磨损的特点还包括温度和压力的影响。

在高温高压环境下,缸套表面形成的金属氧化物膜会被剥落,导致摩擦磨损问题进一步加剧。

此外,在高速运转状态下,缸套表面的温度会进一步升高,这会带来更严重的润滑问题和金属磨损。

再次,船用柴油机缸套的材质也会对摩擦磨损产生影响。

常见的缸套材料有铸铁、镀铬合金铸铁等。

不同材料的缸套表面硬度和强度不同,对摩擦磨损的抗性也不尽相同。

因此,在进行缸套选用时,需考虑到船用柴油机的使用环境和工况,选择合适的缸套材料以降低摩擦磨损。

最后,减少船用柴油机缸套的摩擦磨损可采取多种措施。

首先,定期更换润滑油,保持润滑油的良好性能,有效减少缸套摩擦磨损问题。

其次,合理使用船舶柴油机,避免过高的运行温度和压力,减少摩擦磨损的产生。

此外,注意船用柴油机的维护保养,及时清洁和更换磨损严重的缸套,延长缸套的使用寿命。

总之,船用柴油机缸套摩擦磨损是船舶运行过程中不可避免的问题。

通过深入研究缸套摩擦磨损的特点,可以为船舶维护保养和设备选用提供重要的理论依据和实际指导,保障船舶的正常运行。

气缸套的磨损原因及正确维护

气缸套的磨损原因及正确维护

气缸套的磨损原因及正确维护发动机气缸套和活塞环是在高温、高压、交变载荷和腐蚀的情况下工作的一对摩擦副。

长期在复杂多变的情况下工作,其结果是造成气缸套磨损变形,影响了发动机的动力性、经济性和使用寿命。

认真分析气缸套磨损变形的原因,对于提高发动机的使用经济性有十分重要的意义。

一、气缸套磨损的原因分析气缸套的工作环境十分恶劣,造成磨损的原因也很多。

通常由于构造原因允许有正常的磨损,但使用和维修不当,就会造成非正常磨损。

1 构造原因引起的磨损1)润滑条件不好,使气缸套上部磨损严重。

气缸套上部邻近燃烧室,温度很高,润滑条件很差。

新鲜空气和未蒸发的燃料冲刷和稀释,加剧了上部条件的恶化,使气缸上都处于干摩擦或半干摩擦状态,这是造成气缸上部磨损严重的原因。

2)上部承受压力大,使气缸磨损呈上重下轻。

活塞环在自身弹力和背压的作用下紧压在缸壁上,正压力越大,润滑油膜形成和保持越困难,机械磨损加剧。

在作功行程中,随着活塞下行,正压力逐渐降低,因而气缸磨损呈上重下轻。

3)矿物酸和有机酸使气缸表面腐蚀剥落。

气缸内可燃混合气燃烧后,产生水蒸气和酸性氧化物,它们溶于水中生成矿物酸,加上燃烧中生成的有机酸,对气缸表面产生腐蚀作用,腐蚀物在摩擦中逐步被活塞环刮掉,造成气缸套变形。

4)进入机械杂质,使气缸中部磨损加剧。

空气中的灰尘、润滑油中的杂质等,进入活塞和缸壁间造成磨料磨损。

灰尘或杂质随活塞在气缸中往复运动时,由于在气缸中部位置的运动速度最大,故加剧了气缸中部的磨损。

2 使用不当引起的磨损1)润滑油滤清器滤清效果差。

若润滑油滤清器工作不正常,润滑油得不到有效的过滤,含有大量硬质颗粒的润滑油必然使气缸套内璧磨损加剧。

2)空气滤清器滤清效率低。

空气滤清器的作用是清除进入气缸的空气中所含的尘土和沙粒,以减少气缸、活塞和活塞环等零件的磨损。

实验表明,发动机若不装空气滤清器,气缸的磨损将增加6-8倍。

空气滤清器长期得不到清洗保养,滤清效果差,将加速气缸套的磨损。

柴油机气缸套磨损的形式及预防对策

柴油机气缸套磨损的形式及预防对策
痕 和 皱 褶 以及 擦 痕 、 形 凹坑 。 当发 磨 损相 互 促 进 , 坏性 极 大 。 锥 破
生 “ 缸 ” “ 缸 ” 在 缸 壁 上 可 看 到 拉 、抱 时 活 塞 咬 死 的 痕 迹 和 沿 长 度 方 向 较 深
的粘 着 痕 迹 。
磨 损 特 征 : 般 发 生 在 活 塞 环 运 一
发生 磨 损 。 当气 缸 套 磨 损 严 重 时 就 会
使气 缸内壁与活塞环密封性降低 . 压 配 套 高 质 量 、 高 效率 的 柴 油 滤 清 器 .
缩 不 良 、 气 及 机 油 上 窜 燃 烧 . 气 并 及 时 检 查 保 养 , 保 滤 清 效 果 。 日 漏 排 确 冒 黑 烟 , 最 终 将 导 致 发 动 机 启 动 困
动 区 域 内 ,而 气 缸 套 上 部 更 为 严 重 , 可 以观 察 到 貌 似 裂纹 的线 条 . 别 是 特 在打光后更为明显。 预 防 对 策 : 先 . 避 免 低 温 下 首 应
的擦 伤 . 重 时 整 个 表 面布 满 “ 死 ” 内 表 面 上 有 较 疏 松 的 细小 蚀孑 . 的 严 咬 L有 预 防 对 策 : 先 , 购 或 大 修 后 首 新
要的磨损形式。
配件 、 道进行彻底清洗 . 免沙土 、 油 避
铁 屑 等 杂 质 进 入 缸 套 内 。 证 活 塞 环 保
与 气 缸 的密 封 性 . 缸 筒 的椭 圆 度 、 锥
度 及 最 大 磨 损 值 均 应 小 于 允 许 不 修
磨损 特 征 :气 缸 套 内 壁沿 活 塞运
维普资讯
成 半 干摩 擦 或 干 摩 擦 , 成 两 金 属 表 造
等 原 因 , 方 面 因 发 动 机 工 作 粗 暴 而 一

车辆柴油机缸套-活塞环动载荷磨损分析与计算

车辆柴油机缸套-活塞环动载荷磨损分析与计算
的影响 ,基于稳定 载荷及动载荷磨损试件表面形貌 S E M分析 ,提 出缸套 一活塞环动载荷磨 损简化机制。依据 响应面拟 合 的方法和磨损试验数据 ,建立 A r c h a r d磨损模型 中磨损系数 K基于载荷工况参数与形貌特征参数 的预测公式 ,并通过 两组动载荷磨损试验对磨损计算模型进行验证 ,结果表 明:表 面粗糙度计算误差为 5 . 9 % ,磨损量计算误差为 7 . 3 9 %, 磨损计算模型具有一定精度 ,能够用于车辆柴油机缸套 一 活塞环磨损仿真计算 。
Ab s t r a c t : I n o r d e r t o r e a l i z e t h e s i mu l a t i o n c a l c u l a t i o n o f t h e d y n a mi c l o a d we a r o f h e a v y v e h i c l e d i e s e l e n g i n e c y l i n d e r — p i s t o n r i n g, t he d y n a mi c l o a d wo r k c o n d i t i o n c h a r a c t e r i s t i c a n d i t s e f f e c t o n we a r o f d i e s e l e n g i n e we r e a n a l y z e d, b a s e d o n t h e we a r s a mp l e s u r f a c e t o p o g r a p h y S EM a n a l y s i s O f t h e s t e a d y l o a d a n d d y n a mi c l o a d c o n d i t i o n, t he s i mp l i ic f a t i o n d y n a m- i c l o a d a b r a s i o n me c h a n i s m f o r c y l i n d e r — p i s t o n r i n g wa s s u g g e s t e d . Ac c o r d i n g t o t h e me t h o d o f r e s po n s e s u r f a c e it f t i n g a n d t h e we a r t e s t d a t a, t h e p r e d i c t o r f o r mu l a f o r t h e c o e f f i c i e n t o f w e a r i n t h e Ar c h a r d we a r mo d e l wa s c r e a t e d b a s e d o n t h e l o a d i n g wo r k c o n d i t i o n p a r a me t e r s a n d t h e t o p o g r a p h y c h a r a c t e r i s t i c p a r a me t e r s . Th e we a r c a l c u l a t i n g mo d e l wa s v a l i d a t e d b y t wo g r o u p d y n a mi c l o a d we a r t e s t d a t a . Th e r e s u l t s s h o w t h a t t h e c a l c u l a t i o n e r r o r o f s u fa r c e r o u g h n e s s i s 5 . 9 % . t h e c a l — c u l a t i o n e r r o r o f we a r e x t e n t d e g r e e i s 7 . 3 9 % . t h e we a r c a l c u l a t i n g mo d e l i s p r e c i s e a n d c a n b e u s e d or f c y l i n d e r — p i s t o n r i n g we a r s i mu l a t i o n c a l c u l a t i o n i n v e h i c l e e n g i n e .

船用柴油机故障诊断技术及维护案例解析

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。

潍柴发动机常见故障

潍柴发动机常见故障

潍柴发动机常见故障分析潍柴发动机常见故障分析一、机体裂纹原因分析在使用中,有时碰到机体( 尤其是气缸体、气缸盖)出现裂纹,其原因有下列几方面:(1)制造缺陷。

如砂眼、缩松、气孔等,还有时效不好,有应力集中区等质量缺陷引起的机体裂纹。

(2)使用不当。

如在发动机高温缺水状态下,突然加入大量冷水;在严冬季节早晨起动时,加入大量高温水;先起动发动机,温度升高后才加冷水;在冬季未使用防冻液,停车时间较长,未将冷却水放净,造成冷却水结冰胀裂缸体。

(3)保养修理不当。

没有按规定拧紧主螺栓和副螺栓;换用的自制水堵过盈量太大;因无专用维修工具,在机身翻转时碰裂等。

在使用和维修时,应注意上述问题,以防止缸体裂纹故障的发生。

二、发动机曲轴断裂分析曲轴断裂是发动机严重的机件故障,断裂一般发生在曲柄销和主轴颈与曲柄臂的连接圆角处或轴颈油孔等应力集中部位。

曲轴断裂的主要原因:(1)个别用户由于选用机油不当,或者是不注意“三滤”的清洗更换,机油长期使用变质;严重的超载、超挂,造成发动机长期超负荷运行而出现烧瓦事故。

由于发动机烧瓦,曲轴受到严重磨损。

WD61系列发动机曲轴采用换修修理,即购一根新曲轴装机,将损坏曲轴送制造厂修理后备用。

部分用户在车辆出现了曲轴磨损的问题后,出于费用、时间的考虑,在本地找一些小厂修理加工,将严重磨损的曲轴进行堆焊,加工,整体热处理后磨削加工。

由于修理手段及工艺问题,曲柄销和主轴颈与曲柄臂的连接圆角发生了变化,造成局部应力集中;由于曲轴为精45 号钢模锻,堆焊又使曲轴的金相织发生了变化。

上述两项是造成曲轴断裂的主要原因。

(2)发动机修好后,装车没经过磨合期,即超载超挂,发动机长期超负荷运行,使曲轴负荷超出容许的极限。

(3)在曲轴的修理中采用了堆焊,破坏了曲轴的动力平衡,又没有做平衡校验,不平衡量超标,引起发动机较大的振动,导致曲轴的断裂。

(4)由于路况不佳,车辆又严重超载超挂,发动机经常在扭振临界转速内行,减振器失效,也会造成曲轴扭转振动疲劳破坏而断裂。

气缸套的磨损规律、测量方法、维修与安装

气缸套的磨损规律、测量方法、维修与安装

气缸套的磨损规律、测量方法、维修与安装气缸套的磨损规律、测量方法、维修与安装气缸套的功用是引导活塞作往复运动,其上部与气缸盖和活塞顶之间构成燃烧室,燃料在其中燃烧、膨胀。

在发动机工作中承受高温、高压和活塞侧压力。

是压缩系的一个重要组件。

气缸套与活塞、活塞环在工作中作相对运动,产生自然磨损。

磨损后使活塞与气缸套的配合间隙、活塞环的端间隙增大,使压缩系统出现漏气。

发动机启动困难;功率不足;工作不平稳;排气冒白烟、蓝烟或两种烟兼有;耗油率高;水温和机油温度偏高,气缸盖、排气管等零件过热等现象。

一、气缸套的磨损由于活塞位于不同位置时的工作条件不同,其磨损量有明显区别。

磨损的一般规律是:活塞在上止点后8~12°(曲轴转角)位置时,第一道活塞环与气缸壁的接触部位磨损最严重。

在一个大修里程的使用期中,最大径向磨损可达0.2~0.3mm。

由上往下磨损量逐渐减小,这种上大下小的磨损使气缸成为"锥形",即不柱度。

在特殊情况下,如机油中未被滤清的金属屑和杂质,随机油溅到缸壁表面产生磨料磨损时,则磨损成类似"腰鼓形",这是因为这些金属屑和杂质,随活塞在气缸中部运动速度最大,因而对缸壁的磨削作用也最大。

在缸壁上部不与活塞环接触的部位几乎没有磨损,故形成一明显的台阶,俗称"缸肩"。

气缸的磨损除上述规律外,还会使气缸失去正圆形状而成椭圆形,即"不圆度"。

气缸失圆的原因随车型、结构及维护、使用条件的不同而不同。

柴油机一般是由于缸套侧面冷却效率较高(因冷却水从侧面进入)及活塞侧压力较大,使气缸壁的横向磨损大于纵向磨损而造成失圆。

此外,多缸发动机各缸的磨损量也不均匀,一般是冷却强度比较高的缸磨损量比较大。

二、气缸套的测量方法气缸套的磨损情况通常用量缸表测量。

量缸表就是在普通百分表的下面装一套联动的测量装置。

其测量方法如下:1.弄清磨损缸径的尺寸,并根据缸径尺寸选择合适的测量接杆,在测量杆上固定螺帽,将其拧入量缸表下端。

柴油机气缸套磨损的主要成因分析

柴油机气缸套磨损的主要成因分析
5超 负 荷 工 作 冷 却 不 良 。柴 油 机 长 时 间 处 于 超速 、 负 . 超 荷 状态 下工 作 . 气 缸 套 早 期 磨 损 的 重 要 原 因 之 一 。 长 时 间 是 使 用含 碱 水 、 污水 冷 却 , 成缸 套 多表 面 垢 。 业 时 的 碎 屑 或 造 作 灰 尘 等进 入 冷 却 系 , 成 水 道 堵 塞 等 。 致 气 缸 套 散 热 不 良 , 造 导
( 宁 省 建 平县 富 山街 道 办 事 处农 业 站 ) 辽
严重 的影 响了柴油机的使用 寿命 。为此 , 对柴油机 的气缸磨
损 原 因 进 行 正确 分 析 .并采 取相 应 的技 术 对 策 加 以 预 防 . 是
延 长 柴 油 机使 用 寿 命 ,节 约农 用 机 械 生产 成 本 的关 键 环 节 , 应 在 生 产 中 加 以推 广 应 用 。 气 缸 套 的磨 损 类 别 1 碳 磨 损 。积 碳 磨 损 是 指进 入 气 缸 的 空 气 中 的 灰尘 和 . 积
农机管理
No g i u nl n jg a i
柴使用 运 行 过 程 中 。 为 常 见 的 磨 损 是 柴 油 机 气 最 缸套 磨 损 。 气缸 套 磨损 后 , 柴油 机 械 的 工 作 能 力 急 剧下 降 。 使

还 开 裂 。 些 采 用 单 级 A型 空 气 滤 清器 的与 进 气 管连 接 处 无 某 密 封 垫 , 钉 紧 固常 有 歪 斜 。 这 些 不 正常 现 象 的 存 在 造成 了 螺 进 气 管 路 不 密封 , 油 机 工 作 过 程 中大 量 的 空气 不 经 滤 清 而 柴 直接 进 入 气 缸 , 致 气 缸 套 早 期磨 损 。 导 3空 气 滤 清 器 位 置 不 正 确 。在 三 轮 农 用 运 输 车 上 . 以 . 可 见到 有 的空 气 滤 清 器 置 于 车 厢下 面 , 的 置 于低 矮 的 车 底 架 有 上 , 的置 于 不 密 封 的 驾 驶 室 后 下 角处 。 时排 气 管 的排 气 有 同 口则斜 向地 面 , 致使 柴 油 机 的废 气 及 车 轮 扬 起 的 灰 尘 大 量 吸 入 气缸 , 速 了 气缸 的磨 损 。 当指 出 , 加 应 在环 境 恶 劣 状 况 下 工 作 的移 动机 械 ( 如农 用车 、 型 联 合 收割 机 等 ) 提 高 空 气 滤 小 应 清器的安装位 置, 量避开灰尘 ; 固定机械 ( 粉 碎机 、 尽 配 如 锯 术 机 或 泥浆 泵 等 ) 柴 油 机 , 可 采 用 与 现场 隔离 的方 法 , 的 还 即 延 伸进 气管 使 空 气 滤 清 器 远 离 扬尘 场 所 , 保 证 进 入 气 缸 内 以 空 气 的 清 洁度 。此 外 , 可考 虑 换 用 三级 空 气 滤 清 器 。 还 4维 护 保 养 和操 作 不 当 。使 用和 保 养 不 当对 气 缸 的磨 损 . 影 响 很 大 。 柴 油 机在 工 作 环 境 差 的 场 所 工 作 时 , 必 要 经 营 有 地 进 行 维 护 保 养 、 试 表 面 尘 土 等 , 别 是 对 空 气 滤 清 器 的 擦 特 保 养 要 严 格 按 照 产 品使 用 说 明书 的 要 求 , 保 养 、 保 养 . 早 勤 及 时 清 洁 进 气 管道 并 注 意检 查 各 接 口处 是 否 密 封 。 不按 技 术 规 程 操 作 或 操 作 不 当也 是 引起 柴 油 机 气 缸 早 期 磨 损 的 主 要 成 因, 如频 繁低 温 启 动 , 时 陡变 转 速 , 温 启 动后 不 预 热 即投 瞬 低 入 负荷 作 业 , 工作 中使 转 速 忽 高忽 低 等 。

浅谈船舶柴油机缸套磨损故障性能分析与处理

浅谈船舶柴油机缸套磨损故障性能分析与处理

浅谈船舶柴油机缸套磨损故障性能分析与处理摘要院本文就船舶柴油机缸套非正常磨损的现象,进行故障性质分析,对各种可能产生的磨损现象分析和总结,结合笔者在船工作的实践经验,提出了相应的预防和解决措施,以供同行参考。

Abstract: Based on the abnormal wear and tear phenomenon of marine diesel engine cylinder liner, this paper carries out the analysisand summary for all kinds of possibly generating abnormal wear of diesel engine cylinder liner, combines theauthor's practical workexperience for many years on board, and puts forward the corresponding preventing and solving measures as reference.关键词院船舶柴油机;缸套;磨损故障;性能分析;解决方法Key words: marine diesel engine;cylinder liner;wear-out failure;performance analysis;solutions中图分类号院U664.121 文献标识码院A 文章编号院1006-4311(2014)10-0074-020引言众所周知,船舶柴油机是船舶安全航行营运中最主要的动力装置,因而,其安全可靠的管理使用是航运企业或船舶管理公司一项重要的工作。

而柴油机的性能故障中———缸套磨损,最直接地影响着柴油机的工作性能,船舶营运的经济性和可靠性,气缸套的磨损在船舶柴油机的相对运动部件正常工作时是难以避免的。

据统计,大型低速柴油机气缸套的正常磨损率一般为0.01-0.03mm/kh,最大磨损率应不超过0.1mm/kh,这是可以接受的正常磨损范围。

柴油机缸套的磨损测量及园柱度

柴油机缸套的磨损测量及园柱度

-柴油机缸套的磨损测量及园柱度.园度的计算评估要点:评估时间:15min评估标准:1.量具的选取校验,熟练、正确使用5分2.测量位置符合要求5分3.测量工艺方法得当,符合技术规范20分4.测量数据结论正确10分5.测量数据分析结论正确10分总分50分每超时1分钟扣 2.5分本文来源:测量前的准备及方法:采用内径千分尺或内径百分表测量缸套的内径(直接测量)。

测量是在缸套内圆确定的部位上进行同一截面内的首尾(以船舶首尾方向或机器自由端及飞轮端的)方向(Y-Y)和左右舷方向(X-X)的缸径方位测量。

3、缸套内圆面的清洁尤为重要,一定在用抺布擦抺干净,以免引起附加误差。

4、握表、尺的方法一定要正确、读数、记录要同步,因为要与上一次测量比较和计算。

测量操作:通常,中小型柴油机测量部位是固定的。

如135型柴油机的气缸测量部位是:从上向下35mm、150mm、260mm三个深度的纵、横方向部位进行测量。

依这三个深度做定位样板卡。

如无明确规定时可参照以下四个部位进行缸径测量:1)当活塞位于上止点时,第一道活塞环相对应的气缸套缸壁位置;2)当活塞位于行程中点时,第一道活塞环相对应的气缸套缸壁位置;3)最后一道刮油环,在活塞行程中点时相对应的气缸套缸壁位置;4)当活塞位于下止点时,最后一道刮油环相对应的气缸套缸壁位置。

对于二冲程柴油机,在气缸气口上、下各增加一个测量部位.(一个气口、有两个测量部位;二个气口,有三个测量部位)。

对于大型低速二冲程柴油机气缸套,也可依上述四点部位按气缸套的长短和气缸套的布置形式,根据说明书中的说明规定和随机测量定位样板进行测量。

量缸表的使用1、测量前的准备测量前,需先进行内径量缸表的装配的调校。

内径量缸表的调校方法如下:1.按所要测量的缸径选用合适的可换量头,方法是使要测量的缸径值在活动量头与可换量头内端距离的量程内。

将可换量头外螺纹端装入滚花螺母后拧入三通管的螺孔中,旋动可换量头,调节到量头间距比缸径尺寸值大1~2mm宜。

柴油机汽缸套常见故障分析

柴油机汽缸套常见故障分析

柴油机汽缸套常见故障分析
柴油机汽缸套是柴油机最重要的部件之一,它承担着汽缸内高温高压气体的压力和磨损,因此极易出现故障。

以下是柴油机汽缸套常见故障的分析。

1. 缸内套防冻不足
缸内套防冻液不足会导致冷却不良,使其在高温高压下易于变形甚至爆裂。

因此,保证缸内套内防冻液的充足非常重要。

使用时应注意防冻液的选择和更换周期。

2. 套筒磨损
套筒磨损是由于长期使用引起的。

当柴油机在行驶中出现“冒白烟”或“漏汽油”时就要提高警惕,可能是缸内套筒出现了磨损,需要尽快更换。

3. 套筒卡斯托尔过松
由于卡斯托尔和缸套之间的松动,导致压缩燃气泄露,会降低动力和效率,严重时会造成爆震。

因此,在更换缸套时,卡斯托尔与缸套之间的间隙应严格控制,以确保两者之间的紧固度。

4. 空气、水等杂质进入
杂质进入缸套中会加快套筒的磨损,导致缸套泄漏失效。

因此,装载缸套前要进行必要的清洗。

5. 部件磨损不均匀
磨损不对称可能会导致缸内漏气,影响动力和效率,严重时甚至会导致爆震。

此时应及时更换缸套。

综上,我们需要加强对柴油机汽缸套的维护,定期检查和更换缸套,确保柴油机的正常运行。

同时,我们也应该选择优质配件,根据柴油机工作环境进行适当的装载和调节,这样才能提高柴油机的工作效率和寿命。

轮机维护与修理第8章 柴油机主要零件的检修 气缸套1

轮机维护与修理第8章 柴油机主要零件的检修 气缸套1

还可以根据气缸套磨损规律在以下部位测量缸径: (1)活塞位于上止点时,第一道活塞环对应的缸壁位臵; (2)第一道环分别在活塞行程的10%、50%和100%的位臵; (3)第一道环在距气缸套下端5-lOmm的位臵。
2)测量、记录与计算
柴油机主要零件的检修
2.气缸套磨损的修复 1)轮机员自修 气缸套磨损后各项指标均未超过说明书或标准的要求,只 是气缸套内圆表面有轻微拉痕或擦伤时,可在船上由轮机 员自修予以修复。 (1)轻微纵向拉痕(宽≯0.2%D、深≯0.05%D\数量≯3条,D 为缸径)可用砂纸或油石打磨,使拉痕表面光滑后继续使 用。当气缸套内圆表面纵向拉痕超过上述规定时,则应送 厂采用机加工方法予以消除或减轻。 (2)较轻擦伤(深度<0.5mm)时可采用油石、锉刀或风砂轮 等手工消除,使表面光滑后继续使用。
4.防止拉ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的工艺措施
1)保证活塞运动装臵良好的对中性 2)气缸套内圆表面采用波纹加工或衍磨加工 3)气缸套内圆表面强化处理 4)活塞环外表面强化处理
柴油机主要零件的检修
5.拉缸时的应急措施
航行中,柴油机一旦发生拉缸事故,轮机员应沉着冷 静地分析情况,积极设法采取可行的应急措施。根据拉缸 程度、情况、海域或航道情况、柴油机结构特点等按说明 书指导或自行决定应急措施。 例如: 当拉缸尚不严重,海面情况不允许停车检修或者距目的港 (或任何港口)较近时,可采取简单的减缸航行措施; 拉缸较为严重——发生咬缸或自动停车时,虽距目的港较 远,但海面平静则可停车吊缸修理; 若无备件,可采用减缸航行。
柴油机主要零件的检修
2.气缸套内圆表面裂纹 二冲程柴油机气缸套内圆表面上部纵向裂纹或龟裂 严重时会扩展到冷却侧。这是由于冷却水侧结垢较厚或 有死水区时,会使气缸套局部过热产生裂纹,或者由于 过大的交变热应力引起的热疲劳裂纹。裂纹始于气缸套 内圆表面,经过较长时间后裂穿。此外,如果燃油粘度 过高或喷射压力较大,使燃油喷射距离加长,炽热的火 焰侵袭气缸套内圆表面造成局部过热时,也会使气缸套 内圆表面上部产生裂纹。 气缸套排气口附近的裂纹是由于排气温度过高,排 气口附近金属过热所致。此外,拉缸会使内圆表面产生 纵向裂纹和气口处产生裂纹。
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船舶柴油机气缸套的磨损及管理对策(标题:三号黑体,可以分为1或2行居中打印,题目下空一行打印摘要)[摘要] 气缸套是船舶柴油机的重要零件之一,因其内壁工作条件十分恶劣,很容易发生磨损,其磨损情况将直接影响气缸套与活塞环之间的密封性能,对柴油机的启动、功率损耗、燃油和润滑油的消耗、使用寿命以及排气的颜色等都有着重大的影响。

因此,正确地认识气缸套磨损的类型及其产生的机理,并采取积极的预防措施和修复工艺,对于提高船舶柴油机的整机寿命和机械设备的使用效益有十分重要的意义。

本文探讨了船舶柴油机气缸套磨损的特征及形成规律,全面而系统地分析了船舶柴油机气缸套磨损的类型及其产生的机理,并在此基础上,提出了在使用和保修中减少船舶柴油机气缸套磨损的预防措施及修复工艺。

[关键词] 船舶柴油机;气缸套;磨损;管理对策0 引言-------------------------------------------------------------------1 11.1 粘着磨损1.2 磨粒磨损1.3 腐蚀磨损1.4 撞击磨损1.5 复合磨损2 气缸套正常磨损规律3 气缸套异常磨损的特征及原因3.1 气缸套异常磨损的特征---------------------------------------------83.2 气缸套异常磨损的原因--------------------------------------------10 4 防止气缸套异常磨损的预防措施------------------------------------------114.1 气缸油的选择与注油率的确定--------------------------------------114.2 燃油的预处理----------------------------------------------------134.3 主机运行时的管理------------------------------------------------134.4 主机的日常维护保养----------------------------------------------145 气缸套磨损的修复工艺--------------------------------------------------145.1 气缸套正常磨损的修复--------------------------------------------145.2 气缸套异常磨损的修复--------------------------------------------15 结论---------------------------------------------------------------------15 致谢语-------------------------------------------------------------------16 参考文献0 引言据资料介绍:世界能源的1/3~1/2是以不同形式消耗在克服机械零件对偶表面相互作用的摩擦上。

船舶机器运转时,机器上具有相对运动的运动副零件会发生配合表面的摩擦,引起磨损。

对于船用柴油机来说,目前无论是二冲程的低速机还是四冲程的中速机,燃油消耗率已降至163g/(kW·h)左右,热效率达到50﹪以上,但能量消耗在运动副的摩擦约占10﹪左右。

而气缸套是船舶柴油机燃烧室部件中的主体,由于其工作条件恶劣,极易磨损,其主要失效模式为磨损,尤其是气缸套表面的异常磨损更应加以重视。

如果气缸套磨损超过正常标准(0.4﹪~0.8﹪缸径)时,燃烧室就会失去密封性,使气缸套的工作性能变坏,柴油机性能急剧下降,出现启动困难,功率下降,燃油和润滑油的消耗量增大,使用寿命缩短以及排气冒黑(蓝)烟等现象。

而船舶在航行期间,柴油机气缸套发生异常磨损主要是轮机管理不良的结果。

因此,轮机人员必须在提高管理水平,加强管理的同时,充分了解船舶柴油机气缸套异常磨损的类型及其产生机理、磨损规律,并采取积极的预防措施和修复工艺,以提高气缸套的耐磨性,从而使柴油机保持良好的性能。

1 气缸套磨损的机理及种类气缸套的磨损是一个非常复杂的过程,其原因既有物理方面的因素,也有化学方面的因素。

根据磨损机理的不同,可将气缸套的磨损分为粘着磨损、磨粒磨损、腐蚀磨损、撞击磨损及复合磨损等。

当柴油机在不同工况下工作时,某种磨损类型会起主导作用。

1.1 粘着磨损1)粘着磨损的成因精加工的表面用肉眼看起来是很光滑的,但是用显微镜检查,就可以观察到它的表面是由锯齿形的峰和谷所组成。

在边界润滑(模型如图1所示)的条件下,摩擦面间只有一层极薄的油膜,摩擦表面的部分尖锋会刺破油膜发生接触,如由于润滑条件差,局部高温等,使滑动表面缺乏充足的润滑油膜,就使摩擦表面间发生金属的直接接触加剧。

当两滑动表面在压力下有极微小部分的金属直接接触时,便形成局部高温,使两者熔粘着、脱落、逐步扩大形成粘着磨损[1]。

图1 边界润滑模型另外,在大修柴油机时,由于所选配的气缸套和活塞的膨胀系数不同,也易造成粘着磨损。

一般来说,粘着磨损的速度很快,严重时还会发生“咬死”、“拉缸”和“抱缸”等事故。

所以,粘着磨损是缸套内壁最危险的破坏形式。

2)粘着磨损的特征粘着磨损一般在气缸套上部靠近第一道活塞环上止点位置处较为严重,有局部金属粘着现象,可以观察到带有不规则边缘的沟痕、皱折以及擦痕和锥形凹坑等。

当发生“拉缸”或“抱缸”时,在缸壁上可看到活塞咬死的痕迹和沿长度方向较深的擦伤,严重时整个表面布满“咬死”的粘着痕迹。

3)粘着磨损的影响因素粘着磨损的影响因素如下:(1)气缸套材质不良或壁厚不均匀以及气缸盖螺栓预紧力不均匀。

(2)燃料品质太差,使燃烧室积炭严重。

(3)磨合期内大负荷、高速运转以及温度过高。

(4)润滑油选用不当或油量不足。

(5)柴油机经常超负荷运转。

1.2 磨粒磨损1)磨粒磨损的成因硬质颗粒进入气缸套的摩擦面和活塞的摩擦面之间形成磨粒,磨粒与两摩擦面挤压、滚撞,使金属脱落,便造成磨粒磨损。

磨粒主要来源于:燃油在催化过程中留下的催化剂粉末;燃油在贮存和运输过程中进入的锈、砂和其他硬质颗粒;磨屑;燃烧生成的灰分和炭粒;随空气进入气缸的粉末以及被污染的润滑油等。

在活塞的高速运转下,这些坚硬的凸起或微粒造成气缸套表面材料的移动或脱落。

大量的研究表明,引起气缸套磨粒磨损的主要原因是由于气缸内混入微小坚硬的固体颗粒物所致。

2)磨粒磨损的特征气缸套内壁沿活塞运动方向有微细的、长短不一的直线形擦痕,严重时会出现较深的刮伤、沟槽。

当空气滤清器效果较差或不用滤清器时,因进气中灰尘较多,则活塞上止点第一道气环所对应的气缸壁处磨损量最大;当润滑油中杂质较多时,则活塞下止点第一道油环所对应的气缸壁处磨损较严重。

一般情况下,气缸内吸入的空气过脏以及严重积炭造成的磨损,其磨损最大部位在气缸套的中上部;因润滑油中含有大量硬质微粒而造成的磨损,其最大磨损部位在气缸套的中下部。

3)磨粒磨损的影响因素(1)磨粒尺寸对磨损的影响磨粒尺寸大小对磨损量的影响已有了许多研究,如美国著名的M.A.Moore博士给出定量化关系式[2]:V∝σLNd2/H(1)式中,V为磨损体积,σ为外加应力,L为磨损行程,N为磨粒数目,d为磨粒直径,H为被磨材料的硬度。

由上式中可以得出:线磨损值W L∝d2/3,这表明磨粒磨损的线磨损量是随着磨粒直径的增加呈2/3次指数增加。

在理论上,对于铸铁材质材料的磨粒磨损,当磨粒颗粒和材料表面接触时发生两个主要过程:形成塑性粹压性沟槽,不包括材料的直接磨损;以一次显微切削的形式产生磨损颗粒而导致磨损,磨损时产生微切屑与犁沟。

由此可知材料磨粒磨损的两个主要过程直接与σ,N,d(其它条件一定)有关,而σ,N一定时,d就起着决定性作用。

当磨粒粒度小于油膜厚度时,磨粒浮游于润滑油膜之中,这时外加载荷由油膜承担,磨粒不直接承载,不能导致磨粒磨损。

当磨粒粒度等于或大于油膜厚度时,则破坏油膜,直接承载而参与磨粒磨损。

另外,当磨粒粒度在1~10μm范围时,由于其大小与正常磨损颗粒大小相当,因而其磨粒引起异常磨损的作用不太大。

当磨粒在润滑油中的质量分数一定时,磨粒粒度越大则其数量越少,则活塞环、缸套的磨损表面都随磨粒质量分数增大其磨损沟槽变深变宽,而其沟槽的数量相应减少。

(2)磨粒质量分数对磨损性能的影响由V∝σLNd2/H可以得出:线磨损值W L∝N1/3,当磨粒质量分数增加,其磨损表面的沟槽也相应增加,其表面变得逐渐平滑。

当质量分数增大到一定程度后,磨损增加的速率就会趋于缓慢。

这是因为当质量分数增大到一定程度之后,直接与磨损表面接触的磨粒数就趋于一定值,故磨损增加速率就会缓慢下来。

1.3 腐蚀磨损1)腐蚀磨损的成因含硫的燃油在燃烧时,燃油所含的硫分将生成二氧化硫,而燃油中的氢燃烧后生成水蒸气。

此外,燃油中存在的钒、铁、钠、镍等微量元素也各自生成自己的氧化物。

五氧化二钒和氧化铁是二氧化硫再氧化成三氧化硫的活泼的催化剂。

实验表明,在废气中有1﹪~15﹪的二氧化硫经进一步氧化成三氧化硫。

二氧化硫、三氧化硫和水蒸气在温度降到各自的露点以下时,就会分别凝结成亚硫酸和硫酸。

硫酸比亚硫酸对铁和铁合金腐蚀性强,危害性大。

因此,在柴油机工作中,由于燃烧中的硫所产生的酸性燃烧产物的凝结,会使气缸套严重腐蚀,从而造成腐蚀磨损。

此外,当进入气缸中的燃油、空气和气缸润滑油中含有海水或盐时,会使气缸套遭到盐酸腐蚀。

腐蚀磨损是腐蚀和磨损同时起作用的一种磨损,柴油机工作时气缸工作温度过高或过低、使用的燃油含硫量过大、润滑油中残留的有害化学物质以及被水或废气侵蚀、电化学腐蚀等因素是引起气缸套腐蚀磨损的主要因素。

研究证明,冷启动频繁以及使用燃油含硫量过高时,气缸套磨损较严重,气缸壁因受到强烈的酸蚀,磨损量比正常磨损大2~3倍。

同时,腐蚀下来的金属物在气缸的中部又造成严重的磨粒磨损。

另外,柴油机经常在低温状态下运转时的磨损也较严重,特别是气缸壁温度低于55℃时,气缸壁下部会残留大量的化学腐蚀物,再加之废气(指弯流扫气)等因素的腐蚀作用,使气缸套下部磨损严重。

2)腐蚀磨损的特征一般腐蚀磨损发生在活塞环运动区域内,而气缸套上部尤为严重,内表面上有较疏松的细小蚀孔,有的可以观察到似裂纹的线条,特别是在打光后更为明显。

1.4 撞击磨损1)撞击磨损的成因随着现代科技的发展,柴油机各性能参数不断提高,或增大冲程缸径比,或改变活塞结构,在这种柴油机气缸套中,会出现一类新的异常磨损现象,它并不同于气缸套的早期磨损,在正常磨损后期,会突然形成较大速度的磨损,这就是撞击磨损。

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