柴油机管理与故障处理

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1、柴油机管理与故障处理第一章 船舶柴油机零部件第一节 燃烧室组件第二节 柴油机重要部件第三节 喷油设备第四节 柴油机运转工况第五节 特殊应急措施第二章 柴油机动力系统第一节 燃油系统第二节 滑油系统第三节 冷却系统第四节 压缩空气系统第三章 柴油机增压系统第一节 废气涡轮增压器第二节 扫气箱着火第三节 空气冷却器第四章 柴油机操纵系统# / 21第一章 船舶柴油机零部件 本章以船舶柴油机的主要部件 -燃烧室组件、曲轴、轴承、重要螺栓等为对象，对各机构和其组成、基本工 作原理、维护管理要点、常见故障和特征、故障原因和其判断、故障处理等几个方面进行了介绍，并就柴油机发 生紧急故障提出了特殊应急措施。

2、第一节 燃烧室组件一、 气缸盖气缸盖一般采用锻钢、铸钢或铸铁来制造，它是构成柴油机燃烧室的重要部件之一。本节主要介绍船舶 柴油机气缸盖经常发生的故障、故障原因和故障排除。二冲程直流扫气式柴油机的气缸盖上装有排气阀、喷油器、起动空气阀、安全阀和示功阀，四冲程柴油 机的气缸盖上装有进气阀、排气阀、喷油器、起动空气阀、安全阀和示功阀，此外在气缸盖内部开有各种气道 和冷却水孔道，因此气缸盖结构复杂、孔道较多、壁厚不均。气缸盖的工作条件相当恶劣，气缸盖底直接与高温、高压燃气接触，承受较高的机械负荷、热负荷和腐蚀。当管理不当时， 就会使燃烧室的工作条件更加恶化， 导致气缸盖局部出现裂纹。 图 1-1 是

3、SULZER RTA58T 型柴油机的气缸盖。（一）气缸盖裂纹 随着现代科学技术少数民族地区发展，柴油机设计、制造技术已经日趋成熟。因设计不合理、 材料内部缺陷和加工制造原因造成气缸盖裂纹的现象已经很少见， 造成气缸盖裂纹的主要原因是轮机管理人员 的疏忽或操作不当，而且多发生在四冲程柴油机上。图1-2 是 MANB WMC 型号柴油机的气缸盖。气缸盖裂纹原因1）柴油机在超负荷下长期工作。2）气缸燃烧不良。3）气缸盖冷却水腔严重结垢。4）冷却水中断时立即供水。5）气缸冷却水温度调整不合适。6）气缸盖螺栓的预力不均匀。7）起动前暖面不够或加速过快。8）停车时过早中断冷却水循环。9）吊缸时在气缸内留

4、有遗物或气缸盖水击。10)排气阀泄漏。11)冷却水中有气体。2气缸盖贯穿性裂纹的情况 气缸盖内部的贯穿性裂纹一般通过打开气缸盖和其阀件进行检查时才能发现，发现裂纹后采用无损擦 伤法进行精检，以确定裂纹的部位和性质。3气缸盖出现贯穿性裂纹时的特征（1）起动前冲车时，示功阀有水汽或水珠喷出。（2）对于二冲程柴油机时，打开气缸检查口并盘车，可以发现活塞顶部有积水。（3）气缸冷却水耗量明显增加。（4）膨胀水柜有大量气泡。（5）气缸泠却水出口温度高。（6）四冲程柴油机的滑油循环柜中水分明显增加。4气缸盖出现贯性裂纹后应采取的措施（1）如有备件，换用备用气缸盖。（2）如无备件，应采取封缸运行的应急措施。（

5、3）运行滑油分油机并密切注意滑油品质变化。5管理要点（1）定期进行喷油量均匀性检查和调整，防止单缸超负荷。（2）加强燃油系统管理，保证柴油机正常燃烧。（3）注意气缸冷却水化验和投药处理。（4）根据海水温度变化和时调整气缸冷却水进口温度。（5）安装气缸盖时，应严格按照说明书的要求上紧缸盖螺栓。（6）起动前应充分暖机，尽量避免加速过快，停车时不要过早中断冷却水循环。6. 案例 :主机MAN K10Z84/160C型，航行中主机因气缸冷却水温度过高而自动降速，温度高达99C,检查发现气缸冷却水有大量气体， 冲车发现第六缸有水蒸汽喷出， 进一步检查发现缸盖喷油器与安全 阀间有一道贯穿性的 20cm长的

6、裂纹。主要原因是轮机员从来没有对冷却水进行化验和处理，没有 定期清理冷却水腔的积垢， 使柴油机在运转过程中缸盖过热再加上腐蚀的作用， 最后造成裂纹事故。2#副机吊缸检修后试车不久出现冷却水高温现象，轮机员立即检查冷却水系统， 发现冷却水泵进口阀没打开，于是立即打开淡水进口阀，没几分钟又出现冷却水高温，膨胀水箱中有大量气泡。停车 检查，冲车发现第 2、4缸有水汽冲出，打开检查则缸盖有贯穿性裂纹长约5cm。排气阀SULZER RTA58 型柴油机的排气阀。无论是四冲程还是二冲程柴油机，排气阀是最容易出现故障 的部件，特别是大型低速柴油机的排气阀，由于其零部件多、结构复杂、排气阀开闭是由液压驱动装

7、置控制的，更易出现故障。一）排气阀打不开或开度太小排气阀打不开或开度太小是柴油机常见的故障，对柴油机损害很大，因此必须引起足够重视。1 ， 排气阀打不开或开度不足的原因（1 ） 高压油管（排气阀端或驱动油泵端）的密封面损坏。（2）高压油管连接法兰处的推力块或推力法兰上的密封环失效。（3）高压油管连接法兰处的推力块密封面损坏。（4）排气阀气动活塞下部积油。（5）排气阀液压活塞密封环失效或表面损坏。（6）排气阀液压缸缓冲活塞失效。（7）排气阀驱动器活塞密封环失效或卸压阀严重泄漏。2主要症状（1）气阀顶部的开闭检查装置不动作或动作幅度小。（2）该缸不发火或排气温度异常。（3）增压器喘振。（4）扫气温

8、度升高或扫气箱着火。3管理要点（1）定期检查排气阀的工作状态，并注意排气阀气动、液压和缓冲三活塞，必要时更换密封环和弹簧。（2）定期检查排气阀驱动器的工作状态，并注意检查驱动活塞、弹簧，必要时更换密封环和弹簧。（3）每次安装高压油管前仔细检查高压连接法兰的密封面，必要时进行了研磨。（4）安装高压油管前检查测量推力衬套端部至高压油管端部距离，注意推力块密封环，必要时换新。二）排气阀导套过度磨损原因；排气阀导套间隙过大、导套润滑不良；排气阀冷却不良；密封空气孔堵塞， 密封空气不足；排气阀漏气。三）排气阀漏气：排气阀漏气时会引起气缸内漏气、燃烧不良、排气冒黑烟，甚至个别气缸不工作、起动困难、功率 下

9、降。其原因为；排气阀冷却水流量不足或中断；排气阀烧蚀；排气阀座烧蚀；排气阀磨损； 喷油器雾化不良；燃油中矶、钠含量偏高；喷油定时延迟；气阀定时不正确; 排气阀空气弹簧单向阀堵塞；控制空气压力太低；气阀间隙过小(四冲程机)；阀杆变形或气阀弹簧失效(四冲程机)。气缸套(一) 气缸套过度磨损；缸径(MM )缸套磨损率(mm/kh)活塞顶环磨损率(mm/kh)气缸油消耗率(g/kw*h )备注260-4200. 0370. 2571. 22缸套磨损率大于0.1为过度磨500-7000. 060. 481. 21损，磨损总量大于 0.4 0.8%700-8000. 0750. 461. 36缸套直径则必

10、须修理或换新。1.磨损原因(1) 换新活塞环或气缸套后没有有效初期磨合；(2) 活塞环槽过度磨损；活塞环失效；(3) 燃油含硫量、杂质、盐份过多；(4) 柴油机长期低负荷运转或单缸超负荷运转；(5) 气缸注油量过多或过少、气缸油总碱值不当；气缸注油孔堵塞、布油槽磨损；(6) 扫气空气中杂质、水分过多；(7) 缸套冷却水温调整不当；气缸套钻孔冷却孔堵塞；(8) 活塞组件或气缸套失中；(9) 空气冷却器没有放残或放残阀堵塞；喷油器雾化不良。2 .磨损的主要特征(1) 缸套与活塞的磨损率大超过正常磨损率；(2) 缸套工作表面脏污，有明显的划痕、擦伤、撕裂等拉缸或咬缸现象，或缸壁表面发蓝，有明显的 烧

11、灼现象；(3) 异常磨损的磨损产物颗粒较大直径达2530um。(4) 气缸内压缩压力降低，燃烧不良，排气冒黑烟，柴油机启动困难。3.管理要点(1) 定期打开观察孔检查气缸套、活塞、活塞环的状态；(2) 定期测量爆发压力表、示功图，防止单缸超负荷；(3) 尽量避免长期低负荷运转；(4) 正确选择气缸油，合理调整注油量；检查气缸注油孔和布油槽；(5) 加强冷却水的管理与化验处理，防止缸套钻孔冷却孔结垢或堵塞；(6) 根据油品和时采取必要措施净化燃油，定期进行喷油器试压和雾化检查；(7) 定期清理扫气空间的污垢并和时更换增压器空气进口滤器；扫气空气和时放残；(8) 注意调整气缸冷却水温。(二) 拉缸

12、拉缸是柴油机活塞组件与气缸套配合工作表面相互剧烈作用后，在工作表面产生拉毛、划痕、 擦伤甚至是咬死的现象。拉缸轻时，使活塞环组件、缸套受损，严重时会造成咬缸并引起扫气箱着 火或曲轴箱着火或爆炸等恶性事故。1.拉缸原因；(1) 气缸油注油量不足、中断或气缸注油孔堵塞；(2) 气缸中心失中，气缸套变形，活塞本体变形；(3) 活塞组件装配不正确，活塞环失效，活塞环与缸套磨合不充分，活塞与缸套间有异物；(4) 气缸冷却水流量不足或气缸冷却水腔内积垢太多，活塞组件冷却不良；（ 5） 气缸燃烧恶化。2 拉缸主要特征（ 1） 柴油机运转声音不正常，发出“吭吭”或“嗒嗒”声；（ 2） 柴油机转速自动下降或自动

13、停车；（ 3） 四冲程机曲轴箱通气管冒黑烟甚至着火，二冲程机扫气箱温度过高甚至着火；（ 4） 排烟温度、缸套冷却水温度、活塞冷却水温或油温、滑油出口温度明显升高；（ 5） 观察孔检查可发现活塞环断裂或烧熔在环槽内，气缸工作表面有拉痕，颜色为蓝色或暗红色；（ 6） 吊缸可发现缸套、活塞环工作表面变色，有明显的拉痕，活塞环断裂或烧熔在环槽内。3 拉缸后的应急措施（一旦发现拉缸后立即采取）（ 1） 降低车速加大注油量，立刻通知驾驶台，根据拉缸程度、海况、航道等采取进一步应急措施；（ 2） 不允许停车，单缸停油；允许停车，吊缸检查；（ 3） 缸套损坏不严重（宽度小于 0.2%缸径、深度小于 0.05%

14、缸径且小面积拉痕）则油石打磨缸套 表面光滑后继续使用，活塞环出现拉痕则换新；（ 4） 缸套损坏严重则缸套和活塞环均换新。无备件则减缸运行。4 管理要点（ 1） 注意气缸注油器的工作状态，吊缸时检查注油孔并注油试验；（ 2） 定期检查导板和滑块的磨损情况，避免气缸中心失中；（ 3） 定期检查缸套、活塞和活塞环的工作状态；（ 4） 更换活塞环或缸套后按说明书规定进行有效磨合；（ 5） 长期停车后起动力柴油机前应盘车；（ 6） 定期进行各缸高压油泵喷油量均匀性检查，避免单缸超负荷运转；（ 7） 定期检查缸套和活塞冷却密封装置的有效性，防止缸套或活塞过热；（ 8） 注意气缸工作状态，定期检查喷油器的雾

15、化质量。三） 气缸套裂纹1 缸套裂纹的主要原因（ 1） 柴油机燃烧不良，往往造成缸套上部裂纹；（ 2） 空气冷却器、空气滤网、扫气口脏堵；（ 3） 增压器、喷油设备故障；（ 4） 活塞环失效；（ 5） 排气阀泄漏；（ 6） 气缸套冷却水的水质处理不当，造成冷却水腔严重积垢或冷却孔堵塞。冷却水温过高或过低； 冷却水中含有气体；冷却水流量不足或中断；（ 7） 气缸过度磨损或拉缸；（ 8） 柴油机启动前没有充分暖机或加速或减速过快；（ 9） 装配过程中气缸套与气缸体配合间隙不当。2 气缸套贯穿性裂纹的主要特征（ 1） 启动前冲车时示功阀有水汽或水珠喷出；（ 2） 二冲程机通过观察孔可发现活塞顶部有积水；四冲程机的滑油循环柜中水分明显增加；（ 3） 气缸冷却水耗量明显增加，冷却水出口温度偏高；（ 4） 膨胀水箱有