柴油機主要零件的檢修

1、<p>　　第八章柴油機主要零件的檢修</p><p>　　§8-1 氣缸蓋的檢修</p><p>　　氣缸蓋是柴油機的固定件和燃燒室的組成部分。氣缸蓋上安裝著噴油器、起動空氣閥、安全閥和示功閥等。筒狀活塞式柴油機缸蓋上還裝有進(jìn)、排氣閥，二沖程直流掃氣式柴油機氣缸蓋上裝有排氣閥。此外，氣缸蓋內(nèi)部有各種氣道和冷卻水空間。其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，孔道較多，壁厚不均勻；工作條件惡劣；高

2、溫，高壓，腐蝕，機械應(yīng)力集中，熱應(yīng)力集中。</p><p>　　損壞形式：底面和冷卻面的裂紋、腐蝕，氣閥座面和導(dǎo)套的磨損。</p><p><b>　　1 氣缸蓋裂紋檢修</b></p><p><b>　　1.1 裂紋部位：</b></p><p>　　1）氣缸蓋底面裂紋（熱疲勞、高溫疲勞和蠕變疲

3、勞），產(chǎn)生在閥孔的過渡圓角處，即有應(yīng)力集中之處，且沿徑向擴展；</p><p>　　Sulzer老式型柴油機RD、RND氣缸蓋裂紋大多發(fā)生在中央小缸蓋底面上噴油器孔、起動閥孔和安全閥孔四周的過渡圓角處，且沿徑向擴展；在大缸蓋底面上產(chǎn)生圓周向裂紋，如圖8-1所示。新式氣缸蓋多為鉆孔冷卻，冷卻效果好，一般較少產(chǎn)生裂紋。</p><p>　　船用四沖程柴油機氣缸蓋底面積小但孔多，氣缸蓋的強度被嚴(yán)

4、重削弱。所以在進(jìn)、排氣閥孔和噴油器孔等孔之間、閥座面上容易產(chǎn)生徑向裂紋，且大多自中央噴油器孔向其它閥孔擴展，如圖8-1所示。</p><p>　　2）氣缸蓋冷卻側(cè)裂紋（最大爆發(fā)壓力的作用），在冷卻水道的環(huán)形筋的根部應(yīng)力集中產(chǎn)生裂紋，并沿圓周方向和向觸火面擴展，導(dǎo)致缸蓋裂穿漏水或在閥孔壁上開裂。</p><p>　　1.2 氣缸蓋裂紋檢驗：</p><p>　　1）按

5、照CCS要求，5年一次的特檢；其中對柴油機氣缸蓋及其閥件等進(jìn)行打開檢驗；</p><p>　　2）按照主、副柴油機說明書維修保養(yǎng)大綱的要求進(jìn)行檢修氣缸蓋及其閥件等；</p><p>　　3）新造或修理的氣缸蓋，以及在航行中有以下異?，F(xiàn)象發(fā)生時：</p><p>　　氣缸或活塞冷卻水壓力表指針波動或膨脹水箱水位上下波動；冷卻水溫升高，淡水消耗量增加，掃氣箱有水流出；膨

6、脹水箱的透氣管有氣泡冒出和冷卻水有油星；起動前進(jìn)行轉(zhuǎn)車和沖車時，打開示功閥有水氣或水珠噴出；曲柄箱或滑油柜中滑油量不正常增多，滑油迅速乳化變質(zhì)；吊缸時，活</p><p>　　塞、氣缸套、氣缸蓋工作表面有銹痕，或活塞頂部積水。</p><p>　　1.3 裂紋產(chǎn)生原因：</p><p>　　根本原因：是氣缸蓋產(chǎn)生熱疲勞、機械疲勞、高溫疲勞；</p>&

7、lt;p>　　直接原因：是輪機員操作管理和維護保養(yǎng)不當(dāng)——柴油機冷車起動或起動后加速太快；頻繁起動、停車和長時間超負(fù)荷運轉(zhuǎn)；冷卻和潤滑不良或中斷、停車后立即切斷冷卻水；沒有定期吊缸檢修，及時發(fā)現(xiàn)問題；冷卻水沒有投藥處理或處理不當(dāng)；安裝氣缸蓋時，螺拴預(yù)緊力不符合說明書要求或各螺拴受力不均勻。</p><p>　　1.4 氣缸蓋裂紋的修理：</p><p>　　氣缸蓋上的穿透性裂紋和關(guān)鍵

8、部位的嚴(yán)重裂紋都必須采用換新辦法處置。如果船上無備件則只能采用封缸辦法，實行減缸航行的應(yīng)急措施。</p><p>　　為了延長氣缸蓋的使用壽命，需對缸蓋上的裂紋進(jìn)行修理。修理前先進(jìn)行無損探傷查明裂紋的部位、尺寸和深度等，然后再依此和缸蓋材料、結(jié)構(gòu)選用下列不同的修理方法。</p><p>　　1）裂紋微小時采用挫刀、油石或風(fēng)砂輪等工具打磨裂紋處予以消除，經(jīng)無損探傷或水壓試驗檢驗合格后繼續(xù)使用

9、。否則，繼續(xù)打磨、檢驗。若裂紋較深達(dá)壁厚的3％以上時，停止打磨改用其它方法修理或報廢換新。</p><p>　　2）金屬扣合法：可修理氣缸蓋底面和其他部位的裂紋，不僅保證零件的強度要求，還可滿足密封性要求。</p><p>　　3）焊補：當(dāng)裂紋較小時先鏟去裂紋再焊補。為了獲得良好的焊補質(zhì)量，應(yīng)制訂嚴(yán)格的焊補工藝和選用合適的焊補方法。</p><p>　　4）鑲套修理

10、：對于孔壁上的裂紋，如氣缸蓋上的進(jìn)、排氣閥孔和噴油器孔的裂紋采用鑲套修理，如圖8-2所示。此法效果好，可使零件繼續(xù)使用2年以上的時間。襯套的材料一般為不銹鋼或青銅，襯套端部與閥孔底部間墊以紫銅墊片以增強密封性。</p><p>　　5）膠粘劑修理：對于氣缸蓋、氣缸套上的裂紋或鑄造缺陷（砂眼），依其部位和工作條件選用有機或無機膠粘劑進(jìn)行修理。</p><p>　　6）覆板修理：用于修理氣缸蓋

11、外表面裂紋，修理時先在裂紋兩端鉆止裂孔，涂膠粘劑（如環(huán)氧樹脂）后將鋼板覆蓋其上，用螺釘將鋼板固緊在氣缸蓋上。</p><p>　　以上修理氣缸蓋裂紋的方法亦可用于修理其它有裂紋的零件，應(yīng)依零件的具體情況選用。修理后，對有密封性要求的零件進(jìn)行液壓試驗以檢驗修理質(zhì)量。例如，對氣缸蓋進(jìn)行0.7MPa壓力的水壓試驗。</p><p>　　2 氣缸蓋氣閥座面的檢修</p><p&

12、gt;　　損壞形式——氣缸蓋上的進(jìn)、排氣閥長期工作使閥座面產(chǎn)生磨損、燒傷和高溫腐蝕，破壞了閥與閥座的密封性，并影響柴油機的工作性能。</p><p>　　2.1 磨損檢修：氣閥座面磨損后閥線變寬、中斷、模糊，氣閥關(guān)閉不嚴(yán)，產(chǎn)生漏氣。</p><p>　　1）原因：高溫下氣閥座面不斷受到?jīng)_擊，氣閥座面金屬產(chǎn)生塑變和拉毛；高壓下閥與閥座的配合面有微小相對運動，產(chǎn)生磨損，配合面間有雜質(zhì)時磨損更嚴(yán)

13、重。</p><p>　　2）修理：在船上條件下，大型低速柴油機氣閥磨損用隨機專用磨床研磨修復(fù)，座面亦用專用工具研磨。中、高速柴油進(jìn)、排氣閥與閥座的配合面磨損后亦采用研磨修復(fù)。對于鑄鋼氣缸蓋閥座面磨損嚴(yán)重時，允許采用堆焊修復(fù)。中、小型柴油機氣閥配合面磨損較輕時采用互研：將氣缸蓋拆下，底面朝上放于平地上，氣閥插閥孔中，用橡皮碗吸住閥盤底平面，并在配合面閥間放人少量研磨劑或機油進(jìn)行互研；閥座面磨損較重時機械加工座面或

14、更換座圈后再與閥互研。并在互研后進(jìn)行密封性檢查：</p><p>　　⑴ 鉛筆劃線法；⑵ 敲擊法；⑶ 煤油滲透法</p><p>　　2.2 燒傷、腐蝕檢修：燒傷和腐蝕大多發(fā)生在排氣閥座面上，閥座面產(chǎn)生麻點、凹坑，甚至局部燒穿。</p><p>　　1）原因：主要是由于座面的變形、磨損、積炭和座面裂紋等引起氣閥關(guān)閉不嚴(yán)，高溫燃?xì)饴┬?；閥座過熱和金屬燒損；燃用重油發(fā)生

15、高溫釩腐蝕。</p><p>　　2）修理：閥盤錐面上的腐蝕和燒傷的麻點、凹坑可機械加工消除，然后用專用磨床修磨，或采用堆焊、噴焊工藝修復(fù)。閥座面的腐蝕、燒傷可機加工或手工鉸削，也可進(jìn)行堆焊、噴焊。損傷嚴(yán)重時應(yīng)更換座圈。</p><p>　　修復(fù)后氣閥與閥座配合面上的閥線寬度應(yīng)符合表8-1規(guī)定。</p><p>　　§8-2 氣缸套的檢修</p&g

16、t;<p>　　結(jié)構(gòu)：大型二沖程柴油機采用長沖程直流掃氣，氣缸套較長，中下部有一圈氣口。</p><p>　　工作條件：氣缸套上部內(nèi)表面組成燃燒室，高溫、高壓、腐蝕；受活塞摩擦和側(cè)推力作用；外圓表面與氣缸體內(nèi)壁組成冷卻水腔，受到穴蝕和電化學(xué)腐蝕。</p><p>　　損壞形式：內(nèi)圓表面的磨損、腐蝕、裂紋和拉缸；外圓表面的穴蝕和裂紋。</p><p>　

17、　根據(jù)中國船級社對營運船舶保持船級的特別檢驗要求，對船舶主、副柴油機氣缸套進(jìn)行打開檢驗；柴油機說明書維修保養(yǎng)大綱要求8000h對氣缸套進(jìn)行檢修一次，此外每當(dāng)?shù)醺讜r均應(yīng)檢測氣缸套的磨損情況。</p><p>　　1 氣缸套磨損檢修</p><p>　　新造氣缸套內(nèi)孔具有一定的尺寸精度、幾何形狀精度和粗糙度等級。一般幾何形狀的加工誤差，如圓度誤差和圓柱度誤差應(yīng)在0.015~ 0.045mm以

18、內(nèi)，粗糙度在Ra0.4μm~Ra1.6μm之內(nèi)。氣缸套安裝到氣缸體上后幾何形狀誤差增大，圓度誤差和圓柱度誤差應(yīng)控制在0.05mm以內(nèi)。柴油機運轉(zhuǎn)時，活塞運動部件在氣缸套內(nèi)作往復(fù)運動使氣缸套內(nèi)圓表面產(chǎn)生不均勻磨損，壁厚減薄，圓度、圓柱度誤差增加。當(dāng)氣缸套磨損量超過（0.4%~0.8%）D（缸徑）時，燃燒室就失去密封性，所以輪機員要按說明書的要求對氣缸套的磨損進(jìn)行檢測，掌握氣缸套的磨損情況，防止發(fā)生過度磨損。氣缸套內(nèi)孔磨損標(biāo)準(zhǔn)如表8-2所示

19、。</p><p>　　大型低速柴油機鑄鐵氣缸套的正常磨損率小于0.1mm/kh，鍍鉻氣缸套正常磨損率在0.01～0.03 mm／kh范圍之內(nèi)。</p><p>　　1.1 氣缸套內(nèi)圓表面磨損測量</p><p>　　1）工具：內(nèi)徑千分尺、內(nèi)徑百分表或隨機專用內(nèi)徑百分表，測量氣缸套內(nèi)徑，計算出圓度、圓柱度或內(nèi)徑增量和磨損率，并與有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)比較判斷能否繼續(xù)使用。<

20、/p><p>　　2）測量部位：同一橫截面上首尾方向和左舷方向，氣缸套縱向沿隨機測量定位樣板的定位孔，如圖8-3所示。</p><p>　　中、小型四沖程筒狀活塞式柴油機如無測量定位樣板又無明確規(guī)定時，可參照以下四個位置進(jìn)行測量：</p><p>　?。?）當(dāng)活塞位于上止點時，第一道活塞環(huán)對應(yīng)的缸壁位置；（2）當(dāng)活塞位于行程中點時，第一道活塞環(huán)對應(yīng)的缸壁位置；（3）當(dāng)活

21、塞位于行程中點時，未道刮油環(huán)對應(yīng)的缸壁位置；（4）當(dāng)活塞位于下止點時，未道刮油環(huán)對應(yīng)的缸壁位置。除以上四點外，可依缸套長短和要求在氣缸套適當(dāng)部位增加測量點。</p><p>　　大型二沖程柴油機氣缸套磨損測量部位一般在說明書中均有明確規(guī)定和隨機測量定位樣板。測量時，只需將樣板分別安裝在氣缸套首尾和左右方向即可依樣板上定位孔測量各截面上相互垂直的2個直徑。圖8-4為Sulzer RTA38/48型二沖程柴油機氣缸套

22、測量位置和樣板。表8-3為MAN-B&W MC/MCE型柴油機氣缸套磨損測量點的位置，依此測量各點的直徑或依此制作測量定位樣板。</p><p>　　3）記錄與計算：求出各截面的圓度并找出最大圓度；計算首尾、左右舷兩個縱截面的圓柱度并找出最大圓柱度；計算內(nèi)徑增量。與上一次測量比較，確定兩次測量的間隔時間以便計算出這一段時間內(nèi)缸套的磨損率。</p><p>　　將計算出的最大圓度、最

23、大圓柱度或最大內(nèi)徑增量與說明書或標(biāo)準(zhǔn)比較，進(jìn)而確定磨損程度。</p><p>　　1.2 氣缸套磨損的修復(fù)</p><p>　　當(dāng)氣缸套磨損量不大，未超過說明書或標(biāo)準(zhǔn)，只是內(nèi)圓表面有輕微拉痕或擦傷時，可在船上由輪機員自修：</p><p>　　1）輕微拉痕用粗粒度金剛砂磨石或砂紙打磨（與水平成20°～30°交叉打磨）形成交叉痕跡，拉痕也不必完全除

24、去。</p><p>　　2）較大擦傷和缸套上部的磨臺可鏜缸消除；當(dāng)擦傷較輕（深度< 0.5 mm）時用油石、錐刀、風(fēng)砂輪等手工消除。</p><p>　　氣缸套過度磨損或超過說明書或標(biāo)準(zhǔn)時，應(yīng)拆下缸套送船廠修復(fù)，主要方法有：</p><p>　　1）修理尺寸法：首先在保證缸套壁厚強度的前提下鏜缸，消除內(nèi)圓表面幾何形狀誤差和表面拉痕、擦傷、磨臺等，然后依鏜缸后

25、的直徑配制新的活塞組件，恢復(fù)氣缸套和活塞之間的配合間隙。</p><p>　　2）恢復(fù)尺寸法：首先鏜缸消除幾何形狀誤差和表面損傷，根據(jù)缸套要求增加的厚度值選用鍍鉻、鍍鐵或鍍鉻十鍍鐵，也可以采用噴涂工藝，恢復(fù)氣缸套原有缸徑和氣缸套與活塞之間的配合間隙。</p><p>　　氣缸套修復(fù)后裝機正常運轉(zhuǎn)前必須進(jìn)行磨合運轉(zhuǎn)，按說明書或視修理狀況進(jìn)行。</p><p>　　※

26、氣缸套修復(fù)后裝機正常進(jìn)行前必須磨合運轉(zhuǎn)。</p><p>　　2 氣缸套裂紋的檢修</p><p>　　在大缸徑、強載的中、低速柴油機的氣缸套中是常見的損壞形式。氣缸套裂紋大多數(shù)由于熱疲勞和機械疲勞破壞造成。引起疲勞裂紋的原因與缸套的結(jié)構(gòu)、材料、毛坯缺陷及維護管理等有關(guān)。在船上工作條件下往往維護保養(yǎng)不良管理不當(dāng)是產(chǎn)生裂紋的直接原因。一般來說，缸套裂紋總是發(fā)生在結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理、強度較差和有應(yīng)

27、力集中的部位。常見的缸套裂紋部位主要有：</p><p>　　2.1 氣缸套冷卻側(cè)裂紋</p><p>　　在氣缸套外表面上部支承凸緣的根部多發(fā)生周向裂紋，嚴(yán)重時擴展伸人到缸套內(nèi)表面，即裂穿，甚至整個圓周上裂紋連通，造成支承凸緣以下部分缸套脫落的嚴(yán)重事故，如圖8-5a）所示。例如國產(chǎn)9ESDZ43/82型柴油機、B&W型高增壓柴油機氣缸套均有此種損壞。</p><

28、;p>　　產(chǎn)生裂紋的原因多為設(shè)計不合理，如圖8-5a）即是由于設(shè)計時支承力點布置不當(dāng)致使缸套受力后在支承凸緣的根部產(chǎn)生過大的彎曲應(yīng)力，加上凸緣根部圓角處的應(yīng)力集中，使缸套不可避免的產(chǎn)生裂紋。目前，通過改變支承力點位置或減小彎矩、增大凸緣根部圓角半徑和控制氣缸蓋螺栓預(yù)緊力等措施均使裂紋情況得到改善。</p><p>　　柴油機氣缸套冷卻水側(cè)因流道設(shè)計結(jié)構(gòu)不良使冷卻水流速過高，局部過度冷卻引起過大的熱應(yīng)力，再加

29、上流道圓根處的應(yīng)力集中使缸套冷卻側(cè)上部產(chǎn)生裂紋并向內(nèi)表面擴展，造成缸套上部縱向裂紋，如圖8-5b)所示。</p><p>　　此外，如果二沖程柴油機氣缸套有內(nèi)鑄冷卻水管，會產(chǎn)生縱向裂紋，甚至裂穿至內(nèi)表面。這是由于鑄造缸套時內(nèi)鑄冷卻水管與氣缸套之間熔合不良或因冷卻水壓力波動，也可能因冷卻水處理不佳發(fā)生腐蝕等導(dǎo)致。</p><p>　　2.2 氣缸套內(nèi)表面裂紋</p><p

30、>　　二沖程柴油機氣缸套內(nèi)表面上部縱向裂紋或龜裂嚴(yán)重時會擴展到冷卻側(cè)。當(dāng)氣缸套冷卻側(cè)結(jié)垢較厚或有死水區(qū)時，會使缸套局部過熱或是過大交變熱應(yīng)力引起熱疲勞裂紋，裂紋始于缸套內(nèi)表面，經(jīng)較長時間運轉(zhuǎn)后裂穿。另外，如果燃油粘度過高，噴射壓力較大，使燃油噴射距離加長，炙熱的火焰侵襲缸套內(nèi)表面造成局部過熱，如圖8-6a）。</p><p>　　氣缸套排氣口附近裂紋是由于排氣溫度過高，排氣口附近金屬過熱導(dǎo)致；拉缸使缸套內(nèi)表

31、面產(chǎn)生縱向裂紋，氣口處產(chǎn)生裂紋，如圖8-6b)所示。</p><p>　　2.3 缸套裂紋的修理</p><p>　　航行期間缸套裂紋不太嚴(yán)重且較為分散時，可采用波浪鍵和密封螺絲扣合法修理，效果較好。例如某輪氣缸套內(nèi)表面有兩條約260mm縱向裂紋，采用此法修理使用2年以上。當(dāng)裂紋較嚴(yán)重或已裂穿，則應(yīng)換新，航行中缸套裂紋又無備件時，可采用封缸措施實行減缸航行。</p><

32、p><b>　　3 拉缸</b></p><p>　　拉缸是柴油機活塞組件與缸套配合工作面相互劇烈的作用（干摩擦），在工作表面產(chǎn)生拉毛、劃痕、擦傷、裂紋或咬死的損傷現(xiàn)象。它是在有潤滑條件下的程度不同的粘著磨損。拉缸輕時使缸套、活塞組件受損，嚴(yán)重時造成惡性機損事故。近年來，隨著柴油機增壓壓力和單缸功率的提高，缸套和活塞組件的熱負(fù)荷和機械負(fù)荷大增，再加上高粘度劣質(zhì)</p>&

33、lt;p>　　燃油的使用等使拉缸更易發(fā)生。</p><p>　　3.1 拉缸的主要癥狀</p><p>　　1）柴油機運轉(zhuǎn)聲音不正常，發(fā)出“吭吭”聲或“嗒嗒”聲；2）柴油機轉(zhuǎn)速下降乃至自動停車——因為氣缸內(nèi)摩擦功大增；3）曲柄箱或掃氣箱冒煙或著火——由于缸套和活塞組件溫度升高，使曲柄箱或掃氣箱空間加熱，油或積油蒸發(fā)成油氣，當(dāng)活塞環(huán)粘著或斷環(huán)失落使燃?xì)庑孤┮灾轮穑?）排煙溫度、冷卻水

34、溫度和潤滑油溫度顯著升高；5）吊缸檢查，可以發(fā)現(xiàn)氣缸套和活塞環(huán)、活塞工作表面呈藍(lán)色或暗紅色，有縱向拉痕；缸套、活塞環(huán)，甚至活塞裙異常磨損，磨損量和磨損率很高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過正常值。</p><p><b>　　3.2 拉缸種類</b></p><p>　　一般柴油機拉缸事故多發(fā)生在運轉(zhuǎn)初期的磨合階段和長期運轉(zhuǎn)以后。根據(jù)拉缸發(fā)生的時間和損傷特點分為以下兩類：</p>

35、;<p>　　1）柴油機運轉(zhuǎn)初期的磨合拉缸</p><p>　　這種拉缸事故發(fā)生在新造或修理后的柴油機磨合階段，損傷部位在氣缸套和活塞環(huán)工作表面，嚴(yán)重時波及活塞裙外面。</p><p>　　2）柴油機運轉(zhuǎn)中的拉缸</p><p>　　這種拉缸事故發(fā)生在柴油機穩(wěn)定運轉(zhuǎn)較長時間（數(shù)千小時）以后，拉缸使活塞裙外表面燒傷、磨損和氣缸套內(nèi)上止點附近壁面嚴(yán)重磨損及

36、氣口筋部裂紋。鑄鐵缸套與鋁合金活塞發(fā)生拉缸時，可使活塞材料熔化并與缸套表面焊接。</p><p><b>　　3.3 拉缸的原因</b></p><p>　　根本原因是工作表面間的油膜變薄或遭到破壞。其工藝原因是</p><p>　　1）材料不匹配，如鍍鉻環(huán)與鍍鉻缸套不匹配；</p><p><b>　　2）活

37、塞環(huán)斷裂；</b></p><p><b>　　3）磨合質(zhì)量不好；</b></p><p>　　4）潤滑、燃燒和冷卻不良</p><p>　　5）缸套和活塞環(huán)工作表面的粗糙度不合適，容易引起運轉(zhuǎn)初期的磨合拉缸；新造或經(jīng)修理的氣缸套內(nèi)表面粗糙度應(yīng)符合下列要求：高速柴油機 不超過Ra0.8μm；中速柴油機 不超過Ra1.6μm；低速

38、柴油機 不超過Ra3.2μm；</p><p>　　6）活塞運動裝置對中不良；新造柴油機活塞運動裝置與氣缸套對中性差，即安裝精度低，或者由于長期運轉(zhuǎn)導(dǎo)板、滑塊、軸承等磨損破壞了活塞運動部件在氣缸中的正確位置，致使柴油機運轉(zhuǎn)中活塞在氣缸中往復(fù)運動時產(chǎn)生擺動和敲擊氣缸，油膜被破壞導(dǎo)致拉缸事故。</p><p>　　活塞與氣缸之間的配合間隙反映二者的對中情況，配合間隙過大、過小或分配不均都會導(dǎo)

39、致拉缸。間隙過大，運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生燃?xì)庀赂Z，破壞油膜；間隙過小，金屬直接接觸甚至粘著，當(dāng)活塞往復(fù)運動時產(chǎn)生拉缸；間隙分布不均，活塞運</p><p>　　動部件在缸中傾斜，往復(fù)運動時產(chǎn)生擺動敲缸，破壞油膜，產(chǎn)生拉缸。</p><p>　　3.4 防止拉缸的工藝措施</p><p>　　1）保證裝配質(zhì)量，活塞運動裝置對中良好：要保證新機在船上的安裝質(zhì)量，使具有要求的配合間隙

40、值；運轉(zhuǎn)中的柴油機應(yīng)加強維護管理，減少導(dǎo)滑板、軸承等的磨損和定期檢測及時發(fā)現(xiàn)失中現(xiàn)象。</p><p>　　2）缸套內(nèi)表面采用波紋加工或珩磨加工，得到合適的粗糙度，而且形成溝紋交錯的網(wǎng)狀，減少活塞環(huán)與氣缸套接觸面積，提高單位面積壓力，加快磨合；因可儲油，減少拉缸。一般大型柴油機氣缸套采用波紋加工，中小型柴油機氣缸套采用珩磨加工或振動加工。大型氣缸套波紋切削使表面呈波紋狀，然后再進(jìn)行珩磨加工把波紋頂部磨去15％，使

41、磨合效果更佳，拉缸發(fā)生率大大降低，如圖8-7所示。</p><p>　　3）缸套內(nèi)表面強化處理，采用松孔鍍鉻、噴鉬、離子氮化等工藝，提高缸套內(nèi)表面耐磨性、抗咬合性以減少或防止拉缸；</p><p>　　4）活塞環(huán)外表面強化處理，鍍錫、鉛、鋅等在活塞環(huán)外表面鍍覆一層5μm～10μm金屬，可加快磨合，提高密封性、減少竄氣和油膜破壞；采用噴鉬，改善抗咬合性和耐磨性。</p><

42、;p>　　3.5 拉缸的應(yīng)急措施</p><p>　　航行中，柴油機一旦發(fā)生拉缸事故，輪機員應(yīng)沉著冷靜地分析情況，積極設(shè)法采取可行的應(yīng)急措施。根據(jù)拉缸程度、海況、海域或航道情況、柴油機結(jié)構(gòu)特點等依說明書指導(dǎo)或自行決定應(yīng)急措施。例如，當(dāng)拉缸尚不嚴(yán)重，海面情況不允許停車檢修或者距目的港（或任何港口）較近時，可采取簡單的減缸航行措施；拉缸較為嚴(yán)重——咬缸或自動停車，而距目的港較遠(yuǎn)，但海面平靜時可吊缸修理；若無備件

43、可采用完全減缸航行。</p><p>　　§8-3 活塞的檢修</p><p>　　1 活塞的損壞與檢修</p><p>　　活塞是柴油機的主要運動機件之一，燃燒室的組成部分，工作時承受很大的機械應(yīng)力和熱應(yīng)力，活塞的主要損壞形式：外圓表面及環(huán)槽的磨損、裂紋和破裂，頂部燒蝕。</p><p>　　1.1 活塞外表面的磨損檢修<

44、/p><p>　　1) 活塞外表面磨損部位與測量：</p><p>　　一般中、小型柴油機的筒形活塞裙部外表面容易發(fā)生磨損。這是由于運轉(zhuǎn)中活塞裙部起導(dǎo)向作用和承受側(cè)推力的結(jié)果。大型十字頭式柴油機活塞運動部件的運動是靠導(dǎo)板、滑塊起導(dǎo)向作用和承受側(cè)推力，況且活塞與氣缸之間的間隙較大，所以正常運轉(zhuǎn)中活塞外圓面是不會磨損的，只有在活塞運動裝置不正和拉缸等異常情況下才會發(fā)生。</p>&l

45、t;p>　　活塞裙部外表面磨損后，裙部直徑減小，活塞與氣缸的間隙增大；橫截面產(chǎn)生圓度誤差、縱截面產(chǎn)生圓柱度誤差，這些都直接影響活塞的工作性能和柴油機的功率。在船上是通過測量活塞直徑來檢驗活塞的磨損程度。</p><p>　　測量工具——外徑千分尺，游標(biāo)卡尺；</p><p>　　測量部位——活塞的上部、中部和裙部的外徑，有減磨環(huán)的還要測每道環(huán)的外徑。測量每一測量點的橫截面上互相垂直的

46、兩個直徑：首尾方向和左右舷方向。將測量值記錄在表格中，計算出每個橫截面的圓度、縱截面的圓柱度，以其中最大值與說明書或標(biāo)準(zhǔn)比較，以確定活塞的磨損程度。</p><p>　　2) 活塞外表面磨損的修復(fù)：</p><p>　　磨損不嚴(yán)重時，光車裙部外圓，消除幾何誤差，滿足活塞—缸套間隙的可繼續(xù)使用。否則按材料處理：鋁活塞換新；鑄鐵活塞熱噴涂、鍍鐵恢復(fù)尺寸；鑄鋼活塞鍍鐵、堆焊恢復(fù)尺寸；減磨環(huán)過度磨

47、損、嚴(yán)重拉傷或松動時應(yīng)換新。</p><p>　　1.2 活塞環(huán)槽磨損檢修</p><p><b>　　1）環(huán)槽磨損的原因</b></p><p>　　主要是由于環(huán)在環(huán)槽中相對運動：往復(fù)、徑向、回轉(zhuǎn)和扭曲；其次是新氣中灰塵硬粒、燃?xì)庵械奶苛＃貏e燃用重油，炭粒更大更堅硬；燃燒室高溫使活塞頭和環(huán)槽變形，材料性能下降，環(huán)與環(huán)槽之間的油膜破壞，環(huán)槽磨

48、損更加嚴(yán)重。</p><p>　　環(huán)槽磨損使其與環(huán)的配合間隙增大，活塞環(huán)的密封性下降，產(chǎn)生漏氣、壓縮壓力和爆發(fā)壓力降低和進(jìn)入環(huán)背面燃?xì)?lt;/p><p>　　增多，高壓燃?xì)鈱h(huán)壓向缸壁致使環(huán)容易折斷。環(huán)槽磨損使環(huán)槽截面形狀由矩形變?yōu)樘菪位虺霈F(xiàn)磨臺，且以第一、二道環(huán)槽為重為快，如圖8-8。一般活塞環(huán)槽的磨損率在0.01mm／kh以內(nèi)為正常磨損。</p><p>　　2）

49、槽磨損的測量與修復(fù)</p><p>　　環(huán)槽磨損情況是通過樣板和塞尺測量環(huán)槽高度的變化來確定。樣板是以新環(huán)環(huán)槽高度為準(zhǔn)制作的，也可以用一只新環(huán)作樣板。測量時，將樣板水平插入環(huán)槽并緊貼環(huán)槽下端面，用塞尺測量環(huán)與環(huán)槽上端面之間的距離，即配合間隙，稱為平面間隙。測量值與說明書或標(biāo)準(zhǔn)表8-6比較。當(dāng)超過極限值時，說明環(huán)槽磨損嚴(yán)重，應(yīng)予以修復(fù)。根據(jù)具體情況可選用以下方法：</p><p>　?。?）

50、光車或磨削環(huán)槽端面，依此修理尺寸配以相應(yīng)加大尺寸的活塞環(huán)，保證平面間隙符合要求。采用此法時應(yīng)考慮到環(huán)槽加大將使槽脊厚度減小、強度降低。為了不使槽脊過分減薄，要求槽脊減薄量不得超過原槽脊設(shè)計厚度的20％～25％。另外，要求同一活塞上不得有兩個環(huán)糟采用此法修理。因為各環(huán)槽的修理尺寸不同，新配活塞環(huán)尺寸不同，同一活塞上有多種規(guī)格的活塞環(huán)將給備件供應(yīng)和管理帶來麻煩。</p><p>　　（2）光車環(huán)槽端面后采用噴焊、堆焊

51、、鍍鉻等方法恢復(fù)原有尺寸。例如，MAN-B&W L60MC／MCE型柴油機環(huán)與環(huán)槽最大平面間隙超過0.7mm時采用恢復(fù)尺寸的方法修復(fù)，使平面間隙值恢復(fù)到0.4～0.45mm。</p><p>　?。?）環(huán)槽鑲墊環(huán)。低速柴油機鋼制活塞的環(huán)槽端面嚴(yán)重磨損可用鑲墊環(huán)修理：首先光車環(huán)槽端面消除幾何形狀誤差，然后在環(huán)槽下端面上鑲耐磨墊環(huán)使環(huán)槽恢復(fù)原始高度尺寸和恢復(fù)與環(huán)的配合間隙。墊環(huán)采用焊接工藝焊于環(huán)槽下端面上形成

52、永久性連接，稱為鑲死環(huán)法，此法連接牢固，使用中不會脫落，但墊環(huán)磨損后難于修理；采用過盈配合將環(huán)鑲于環(huán)槽端面上，稱為鑲活環(huán)法，由于環(huán)不固死在端面上便于再度磨損后更換，但也易于松動脫落到缸內(nèi)引起事故，圖8-9為環(huán)槽鑲墊環(huán)修復(fù)法。</p><p>　　1.3 活塞裂紋的檢修</p><p>　　1）活塞頭觸火面裂紋：</p><p>　　活塞頭部觸火面一般指在活塞頂面產(chǎn)生

53、的徑向或周向裂紋、起吊孔邊緣裂紋及第一道環(huán)槽根部裂紋，如圖8-10所示。</p><p>　　活塞頭部裂紋主要是熱應(yīng)力引起的，同時還有機械應(yīng)力的作用。柴油機運轉(zhuǎn)時，活塞頂部溫度分布不均：頂部中央或邊緣溫度最高，鑄鋼活塞可達(dá)450℃，鋁活塞可達(dá)300～375℃；頂面冷卻側(cè)和第一道環(huán)槽附近溫度在200℃左右。在正常工作條件下，活塞頭部各處存在著溫差應(yīng)力和高壓燃?xì)庾饔玫臋C械應(yīng)力等，而且這些應(yīng)力又都是周期性的；當(dāng)噴油定時

54、不正、燃油霧化不良或火焰直接觸及活塞頂面就會造成局部</p><p>　　過熱，引起熱應(yīng)力；當(dāng)柴油機超負(fù)荷運轉(zhuǎn)或活塞頂部冷卻不充分也會引起熱應(yīng)力。因此一旦柴油機頻繁起動、停車就會在活塞頭部產(chǎn)生熱疲勞裂紋?；钊斆娴钠鸬蹩缀铜h(huán)槽根部等處都存在應(yīng)力集中而產(chǎn)生裂紋。</p><p>　　活塞頂面冷卻不充分是水冷活塞冷卻側(cè)結(jié)垢嚴(yán)重或油冷活塞頂面積炭嚴(yán)重的結(jié)果。都會使活塞散熱不良引起局部過熱、導(dǎo)致裂

55、紋。通常，結(jié)垢層或積炭層厚度超過0.5mm時，就會使因過熱產(chǎn)生裂紋的可能性急劇增加。所以，柴油機應(yīng)定期吊缸檢修、保養(yǎng)，防止裂紋產(chǎn)生。</p><p>　　2）活塞冷卻側(cè)裂紋：</p><p>　　筒狀活塞的活塞銷座、頂部冷卻側(cè)產(chǎn)生裂紋很多見，主要是由于機械應(yīng)力過大引起。</p><p>　　修理——活塞頂部裂紋較輕時可采用焊補或鋼活塞頂部局部更換；活塞環(huán)槽根部裂紋、

56、活塞上穿透性裂紋及冷卻側(cè)裂紋因無法修復(fù)時應(yīng)換新。</p><p>　　1.4 活塞頂部燒蝕的檢修</p><p><b>　　1）燒蝕原因</b></p><p>　　首先由于活塞頂部直接與燃?xì)夂突鹧娼佑|，溫度很高，尤其當(dāng)噴油定時不正，噴油器安裝不良或冷卻側(cè)結(jié)垢時使頂部局部過熱，溫度更高；其次由于柴油機燃用重油中含釩、鈉過多，就會在活塞頂部達(dá)5

57、50℃以上的部位產(chǎn)生高溫腐蝕。同時，活塞材料過熱時發(fā)生氧化、脫碳而使其化學(xué)成分變化。在以上因素綜合作用下，活塞頂部金屬產(chǎn)生層層剝落使頂部厚度逐漸減薄，出現(xiàn)釩腐蝕的麻點或凹坑，大小、深淺不一地分布于活塞頂部，這種現(xiàn)象稱為活塞頂部燒蝕。嚴(yán)重時可使頂部燒穿。</p><p>　　活塞頂部燒蝕使頂部厚度減薄、強度降低，甚至影響氣缸壓縮比，降低柴油機的工作性能。</p><p><b>　

58、　2）燒蝕測量和修復(fù)</b></p><p>　　活塞頂部燒蝕的程度可用活塞頂部樣板和塞尺進(jìn)行測量，圖8-11為MAN-B&W S／L 60MC／MCE型柴油機活塞頂部燒蝕的測量。測量時，將樣板置于活塞頂部，用塞尺測量樣板與頂部之間的最大間隙。使樣板繞活塞軸線轉(zhuǎn)動、每轉(zhuǎn)過450角測量一次，取其最大值t。當(dāng)超過15mm時應(yīng)換新活塞。在缺乏備件或應(yīng)急情況下也可采用以下措施：</p>

59、<p>　?。?）改變活塞的安裝位置：當(dāng)燒蝕尚不嚴(yán)重時，在活塞結(jié)構(gòu)允許的情況下改變活塞安裝角度。例如，B&W型柴油機活塞頂部燒蝕部位對應(yīng)噴油器噴油方向，燃油在此部位集中燃燒和采用油冷效果不良導(dǎo)致該部位產(chǎn)生燒蝕。當(dāng)燒蝕尚不嚴(yán)重時將活塞安裝位置轉(zhuǎn)過900角，使燒蝕部位不對應(yīng)噴油方向而繼續(xù)工作。</p><p>　?。?）焊補修理：燒蝕嚴(yán)重時（最大燒損量接近規(guī)定值）可采用堆焊金屬工藝，機械加工使之恢復(fù)

60、活塞頂部原狀。</p><p>　　（3）換新：當(dāng)頂部最大燒損量超過說明書規(guī)定或使活塞頂部厚度減至設(shè)計厚度一半時應(yīng)報廢換新。</p><p><b>　　2 活塞的驗收</b></p><p>　　船上購置的成品活塞或?qū)ｉT配制的活塞在裝機前必須進(jìn)行驗收，確保質(zhì)量合格和裝機后的正常運轉(zhuǎn)。</p><p>　　當(dāng)所購置的成品

61、活塞是按照柴油機制造廠的備件編號冊訂購，由廠家供應(yīng)，不需專門驗收審查，廠家負(fù)責(zé)產(chǎn)品質(zhì)量，除此之外購置的成品活塞或配制活塞均應(yīng)對其材料成分、性能，尺寸、形狀和位置精度、表面粗糙度等進(jìn)行驗收。</p><p>　　2.1 材料成分和機械性能符合原機設(shè)計要求</p><p>　　由供應(yīng)商和制造廠提供活塞材料成分、機械性能檢驗報告，輪機員應(yīng)認(rèn)真審核。</p><p>　　2

62、.2 活塞的尺寸、形狀和位置精度及表面粗糙度等均應(yīng)符合設(shè)計圖紙的要求</p><p>　　輪機員除對活塞尺寸、形狀和表面粗糙度作一般性檢驗外，還應(yīng)對其位置精度進(jìn)行平臺檢驗。</p><p>　　1）活塞銷孔中心線與活塞中心線垂直度檢驗：采用間接測量法?；钊糜谄脚_上，活塞中心線垂直平臺時，檢測活塞銷中心線與平臺的平行度，則在L長度內(nèi)百分表讀數(shù)差值即為垂直度誤差，如圖8-12a)所示。<

63、;/p><p>　　2）活塞銷孔中心線與活塞中心線位置度檢驗：銷孔插有心軸3的活塞1垂直平臺放置，用內(nèi)徑千分尺分別測量立式直角平板5緊貼活塞左、右兩側(cè)時分別與心軸的距離。兩側(cè)距離平均值差的一半即為位置度誤差，如圖8-12b）所示，</p><p>　　3）活塞環(huán)糟平面與活塞中心線垂直度檢驗：在圖8-12a）上，用百分表沿環(huán)槽端平面轉(zhuǎn)動一周，其平面跳動量即為環(huán)槽平面與活塞中心線垂直度誤差。<

64、;/p><p>　　4）活塞頂面形狀的檢測：用樣板檢測活塞頂面形狀是否符合圖紙要求。</p><p>　　§8-4 活塞環(huán)的檢修</p><p>　　活塞環(huán)是柴油機燃燒室的組成部分之一，具有保持活塞與缸套之間密封性作用和將活塞熱量傳遞給氣缸壁的散熱作用以及調(diào)節(jié)氣缸潤滑油作用。活塞環(huán)是柴油機的易損件，主要損壞形式有：過度磨損，折斷，粘著和彈力喪失。活塞環(huán)的工作

65、性能直接影響氣缸和柴油機的工作性能。為此，應(yīng)定期地通過掃氣口檢查和判斷其工作情況。</p><p><b>　　1 掃氣口檢查</b></p><p>　　通過掃氣口檢查活塞環(huán)等零件是獲取柴油機運轉(zhuǎn)過程中氣缸工作信息的直接、簡便和經(jīng)濟的方法。</p><p><b>　　1.1 檢查方法：</b></p>&

66、lt;p>　　柴油機停車一段時間，通過掃氣箱操縱側(cè)的氣缸觀察孔觀察。將一長柄強光燈泡伸入缸中觀察，檢查中保持冷卻水或冷卻油循環(huán)，以便檢查有無泄漏。盤車使活塞處于下止點，再逐漸盤車使活塞上行。在這個過程中，通過掃氣口，察看氣缸壁、活塞頭部、活塞環(huán)、活塞裙工作面和活塞桿的情況。</p><p>　　1.2觀察活塞環(huán)的狀況</p><p>　　1）活塞環(huán)良好工作狀態(tài)——活塞環(huán)與氣缸工作表面

67、光亮、濕潤，環(huán)在環(huán)槽中活動自如，無過度磨損痕跡，環(huán)的棱邊可能有尖銳但無毛刺。</p><p>　　2）活塞環(huán)不正常狀態(tài)——環(huán)表面有輕微擦傷，對應(yīng)棱邊尖銳有毛刺，對應(yīng)缸壁也有輕微磨損；環(huán)表面有縱向拉痕；環(huán)槽內(nèi)積炭，環(huán)粘著；環(huán)斷裂；環(huán)漏氣，使環(huán)表面及缸套表面干燥發(fā)黑；活塞頭、頭幾道環(huán)和環(huán)槽內(nèi)有有色灰狀堆積物（氣缸油中堿性添加劑導(dǎo)致，可引起缸套嚴(yán)重磨損）；潤滑情況，環(huán)及缸套壁上油膜不充分。</p><

68、;p>　　2 活塞環(huán)的損壞與檢修</p><p>　　2.1 活塞環(huán)過度磨損</p><p>　　活塞環(huán)隨活塞在氣缸內(nèi)作往復(fù)運動，使活塞環(huán)外圓工作表面磨損，徑向厚度減小，工作開口即搭口間隙增大；活塞環(huán)在環(huán)槽內(nèi)運動使環(huán)的上、下端面磨損、軸向高度減小，環(huán)與環(huán)槽的間隙即平面間隙增大。通常，柴油機正常運轉(zhuǎn)時活塞環(huán)的正常磨損率在0.1～0.5mm／kh之內(nèi)，活塞環(huán)的壽命一般為8 000～10

69、000h。</p><p>　　正常磨損的活塞環(huán)沿圓周方向各處磨損均勻，并仍與缸壁完全貼合。所以，正常磨損的活塞環(huán)仍具有密封作用。但事實上，活塞環(huán)外圓工作表面多為不均勻磨損。</p><p>　　柴油機運轉(zhuǎn)時，如活塞環(huán)迅速產(chǎn)生較大的不均勻磨損，磨損率超過正常值，表明活塞環(huán)發(fā)生異常磨損?；钊h(huán)異常磨損大多由維護管理不良造成。例如活塞環(huán)換新后磨合不良甚至不進(jìn)行磨合就投入使用工況運轉(zhuǎn)；柴油機長時

70、間超負(fù)荷運轉(zhuǎn)；潤滑油品質(zhì)不佳或供油不充分；燃用劣質(zhì)燃油、燃燒不良和冷卻不足等。第一道活塞環(huán)的工作條件尤為惡劣，高溫燃?xì)馐垢妆跍囟冗^高，滑油氧化，潤滑條件變壞導(dǎo)致其異常磨損；高溫使活塞頭和環(huán)槽過熱變形，破壞環(huán)與環(huán)槽配合也會發(fā)生異常磨損。</p><p>　　活塞環(huán)磨損是通過以下測量來判斷：</p><p><b>　　1）搭口間隙測量</b></p>&l

71、t;p>　　搭口間隙是活塞環(huán)處于工作狀態(tài)時的開口大小。它是活塞環(huán)工作時的熱脹間隙，搭口間隙過小會使活塞環(huán)受熱膨脹在環(huán)槽內(nèi)對頂折斷；搭口間隙過大會使燃?xì)饴┬?。所以說明書或標(biāo)準(zhǔn)中有規(guī)定的最小值（裝配值）和極限值，如表8-6所示。</p><p>　　活塞環(huán)外圓磨損后，徑向厚度減小，環(huán)的直徑d變小，但彈力使環(huán)仍緊貼缸壁。所以環(huán)的直徑d脹大與缸徑D相等，活塞環(huán)搭口間隙δ變?yōu)棣摹?，如圖8-13所示。</p>

72、;<p>　　測量搭口間隙前，先將活塞自缸中吊出，取下活塞環(huán)并進(jìn)行清潔。將活塞環(huán)依其在活塞上的順序放人已清潔的缸套下部磨損最小部位或缸套上部，也可以把活塞環(huán)放到活塞導(dǎo)套中，并使環(huán)保持水平，然后用塞尺依次測量各道活塞環(huán)搭口間隙。將實測搭口間隙值與說明書或標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，超過極限值時應(yīng)換新活塞環(huán)。</p><p>　　MAN-B&W S／L 60MC／MCE柴油機活塞環(huán)搭口間隙裝配值為4mm，活塞

73、環(huán)外圓面的磨損極限依環(huán)的徑向厚度而定。一般要求活塞環(huán)搭口間隙大于或等于裝配值，小于極限值。</p><p><b>　　2）平面間隙測量</b></p><p>　　平面間隙俗稱天地間隙，它是活塞環(huán)緊貼環(huán)槽下端面時環(huán)與環(huán)槽上端面之間的間隙。當(dāng)活塞環(huán)與環(huán)槽端面磨損后將使端面配合間隙增大。平面間隙過小使環(huán)熱膨脹受阻和影響環(huán)在環(huán)槽中的運動；平面間隙過大會使燃?xì)饴┬?。說明書和

74、標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定平面間隙的最小值，即裝配值和極限值，如表8-6所示。</p><p>　　測量平面間隙時，首先將活塞自缸中吊出，取下活塞環(huán)并分別清潔活塞、環(huán)槽和環(huán)。如果活塞環(huán)尺寸較大，可將環(huán)依次裝入各道環(huán)槽中，并使環(huán)的下端面緊貼環(huán)槽下端面，用塞尺沿圓周或在圓周上幾點測量間隙；如果活塞環(huán)尺寸較小，重量較輕，測量者可一手持環(huán)，將環(huán)水平局部插入環(huán)槽，并使環(huán)與環(huán)糟下端面緊貼。另一手用塞尺測量二者間的間隙，可使環(huán)與環(huán)槽在圓周上對

75、應(yīng)幾處測量，如圖8-14所示。實測平面間隙值與說明書或標(biāo)準(zhǔn)比較，超過極限值時修復(fù)環(huán)槽或</p><p>　　換新活塞環(huán)；實測平面間隙變小說明環(huán)槽變形或因臟污影響測量的準(zhǔn)確性。通常，第一道環(huán)的平面間隙較大，其它環(huán)依次減小。</p><p>　　安裝新的活塞環(huán)時，要求活塞環(huán)平面間隙大于或等于安裝間隙，小于極限間隙。</p><p>　　3）活塞環(huán)徑向厚度的測量</

76、p><p>　　徑向厚度也是衡量活塞環(huán)磨損的參數(shù)，因為活塞環(huán)外表面磨損使其徑向厚度減小，可用外徑千分尺進(jìn)行測量。依說明書規(guī)定，當(dāng)活塞環(huán)徑向厚度小于一定值時換新活塞環(huán)。例如，MAN-B&W S／L 60 MC／MCE的活塞環(huán)徑向厚度最小值為17mm時換新活塞環(huán)（徑向厚度設(shè)計值為20mm）。</p><p><b>　　1.2 活塞環(huán)折斷</b></p>

77、<p>　　活塞環(huán)折斷是活塞環(huán)常見的損壞形式。一般多是第一、二道活塞環(huán)發(fā)生折斷，斷裂部位多在搭口附近，折斷后的活塞環(huán)有的折成幾段，有的呈現(xiàn)破碎狀態(tài)。二沖程柴油機的斷環(huán)可能被吹到排氣管或掃氣箱中，甚至吹入增壓器渦輪端打壞渦輪葉片?；钊h(huán)折斷的原因很多，除材料缺陷和加工質(zhì)量外，在使用中產(chǎn)生的損壞主要是輪機管理的問題所致，主要有：1）搭口間隙過?。捍羁陂g隙過小，運轉(zhuǎn)中活塞環(huán)因搭口處無充分膨脹余地而對頂彎曲，在搭口對面折斷。高增壓柴

78、油機因燃燒室溫度更高，尤其要注意搭口間隙；2）環(huán)槽積炭：當(dāng)積炭增多使環(huán)活動受阻時，環(huán)與缸壁強力作用刮下的滑油和金屬屑混合，在燃?xì)庾饔孟略诃h(huán)槽下端面形成局部堅硬積炭。環(huán)在此堅硬積炭上受到周期性燃?xì)鈮毫ψ饔冒l(fā)生彎曲疲勞折斷，如圖8-15a）?；钊h(huán)一處折斷后，燃?xì)饴┬沽吭黾?，積炭更加嚴(yán)重，并且活塞橫擺時的沖擊使環(huán)繼續(xù)折成多段或碎塊，環(huán)槽和氣缸的磨損更加劇烈；3）沖擊折斷：氣缸套磨損后在缸套上部出現(xiàn)磨臺。當(dāng)活塞上行至上止點時，第一道環(huán)碰撞磨臺

79、受沖擊折斷，如圖8-15b）所示；4）環(huán)槽過度磨損：環(huán)槽下端面過度磨損后呈傾斜狀，當(dāng)活塞在上止點附近時，燃?xì)鈮毫κ弓h(huán)緊貼傾斜的下端面，環(huán)發(fā)生扭曲</p><p><b>　　1.3 活塞環(huán)粘著</b></p><p>　　又稱固著，是環(huán)槽內(nèi)油污和積炭堆積使活塞環(huán)不能自由運動的現(xiàn)象。它會導(dǎo)致密封性能下降，氣缸竄氣，功率下降，活塞環(huán)折斷和缸套磨損加重的故障。</p&

80、gt;<p>　　其原因大多是由于活塞和氣缸套過熱、滑油過多和燃燒不良造成。過熱的活塞、缸套使滑油氧化或燒焦，燃燒不良使缸內(nèi)積炭嚴(yán)重，以致較多的積炭油污填滿環(huán)槽使活塞環(huán)粘固在槽內(nèi)。通常第一、二道環(huán)易粘著，嚴(yán)重時活塞上所有的環(huán)粘著。可以通過掃氣口觀察和用木棒觸動檢查；此外，環(huán)粘著引起燃?xì)庀赂Z使環(huán)表面變黑，也易識別?；钊h(huán)粘著后不易取出，切勿用扁鏟等工具強行取出，應(yīng)用木棒輕輕敲擊使之松動，或先用煤油浸泡使積炭變軟再用木棒敲擊，

81、松動后用專用工具取出。</p><p>　　防止活塞環(huán)粘著的方法是防止氣缸過熱和滑油過多，尤其防止多余滑油進(jìn)人氣缸上部。大型二沖程柴油機采用氣缸注油器注油潤滑，油量可調(diào)節(jié)故環(huán)粘著現(xiàn)象較少。但因缸徑大、溫度高使活塞頭部變形，環(huán)槽隨之變形致使環(huán)在槽內(nèi)卡死，如圖8-16所示。采用加強活塞冷卻和適當(dāng)增加平面間隙防止環(huán)卡死。</p><p>　　2.4 活塞環(huán)彈力喪失</p><

82、p>　　把活塞環(huán)裝人未經(jīng)磨損的氣缸內(nèi)，環(huán)靠彈力壓在缸壁上，由此產(chǎn)生的徑向壓力分布為正圓形，亦即活塞環(huán)實際彈力的分布狀態(tài)?；钊h(huán)的密封作用、壽命與其徑向壓力分布有關(guān)。通常有三種徑向壓力分布的活塞環(huán)：等壓環(huán)、蘋果形壓力環(huán)和梨形壓力環(huán)，如圖8-17所示。等壓環(huán)主要用于四沖程中速柴油機；蘋果形壓力環(huán)用于二沖程柴油機，特別是二沖程大型船用柴油機：梨形壓力環(huán)適用于高速柴油機，由于梨形壓力環(huán)裝人氣缸后開口處壓力較高，即使磨損后開口處仍保持一定的

83、徑向壓力，具有很好的密封性。</p><p>　　柴油機運轉(zhuǎn)時，處于工作狀態(tài)的活塞環(huán)徑向壓力是環(huán)本身彈力、氣體壓力和環(huán)受熱變形產(chǎn)生的附加徑向彈力之和。附加彈力是活塞環(huán)在氣缸內(nèi)受高溫產(chǎn)生熱膨脹，使環(huán)在自由狀態(tài)下曲率半徑增加，但在氣缸限制下產(chǎn)生的徑向應(yīng)力，即附加徑向彈力。活塞環(huán)搭口間隙只給予環(huán)受熱后圓周向熱膨脹的余地，而沒有考慮徑向變熱膨脹的影響，以致附加徑向壓力使搭口兩端局部壓力過大，容易引起擦傷和掛住氣口、竄氣等

84、。為此，目前國外采用減少活塞環(huán)直徑和冷態(tài)開口處有少許漏光等方法減少熱變形附加徑向壓力。</p><p>　　活塞環(huán)經(jīng)過長期使用產(chǎn)生不均勻磨損或由于過熱、粘著和疲勞等使其彈力部分或全部喪失，也就是徑向壓力降低或消失，造成活塞環(huán)的密封作用下降或消失。檢查彈力的方法有以下幾種：</p><p>　?。?）測量活塞環(huán)自由開口?；钊h(huán)自由開口是活塞在自由狀態(tài)下開口間的距離，其大小直接影響環(huán)的彈力。在

85、彈力</p><p>　　范圍內(nèi)，開口越小彈力也越小。反之，彈力越大。所以利用改變自由開口大小來調(diào)節(jié)環(huán)的彈力?；钊h(huán)的彈力受其材料和加工方法的限制。一般活塞環(huán)自由開口a0與環(huán)直徑口的關(guān)系為：</p><p>　　a0 = (0.10 ~ 0.13)D mm</p><p>　　實測活塞環(huán)的自由開口a實測＜a0或小于新環(huán)的自由開口，表明活塞環(huán)的彈力下降；若明顯減小，

86、表明活塞環(huán)彈力喪失。</p><p>　?。?）吊缸時將自活塞上取下的活塞環(huán)進(jìn)行清潔，人為使其自由開口閉合或擴大一倍，松開后測量變形后的自由開口大小。若變形后的開口增大量超過10% a0時，表明活塞環(huán)的彈力過小。</p><p>　　（3）對比法是用新舊環(huán)的彈力對比檢查彈力的方法。如圖8-18所示，將新舊環(huán)豎立在一起，用力使環(huán)開口閉合，如舊環(huán)開口已閉合，而新環(huán)還有一定間隙時，表明舊環(huán)彈力不

87、足。</p><p>　?。?）吊缸后將活塞環(huán)和氣缸分別清潔干凈，將環(huán)裝人氣缸并用手推動。一般正常彈力的活塞環(huán)是不容易裝人氣缸，裝人缸中也難以用手力使之移動。如果舊環(huán)易于裝人缸中且輕輕觸動環(huán)即沿缸壁移動，表明活塞環(huán)彈力過小。</p><p>　　活塞環(huán)彈力部分或全部喪失時應(yīng)換新活塞環(huán)。但在無備件的情況下可采用應(yīng)急方法暫時恢復(fù)環(huán)的部分彈力。具體作法是用小錘敲擊活塞環(huán)內(nèi)圓表面。自搭口對面部位開

88、始重敲，然后逐漸向兩側(cè)敲擊，用力逐漸減小，使環(huán)的開口增大，彈力增加。但應(yīng)注意不可用力過大，以免將環(huán)敲斷。</p><p>　　3 輪機員配換活塞環(huán)工藝</p><p>　　活塞環(huán)是易損件，損壞后一般采用換新處理。所以在船上輪機員配換活塞環(huán)工作是經(jīng)常性的檢修工作。為了保證裝配質(zhì)量，在配換活塞環(huán)時應(yīng)注意以下問題。</p><p><b>　　3.1 新環(huán)的檢查

89、</b></p><p>　　使用活塞環(huán)的備件前應(yīng)對其進(jìn)行必要的檢查：</p><p>　　1）外觀檢查：首先清潔新環(huán)表面的油脂和銹痕，仔細(xì)觀察活塞環(huán)有無變形和表面碰傷、裂紋等損壞。一般新環(huán)上有“直徑×寬×高”的尺寸標(biāo)記和上、下端面標(biāo)記，鍍鉻端面應(yīng)為下端面如無標(biāo)記，應(yīng)測量活塞環(huán)尺寸及確定下端面。</p><p>　　2）測量搭口間隙和

90、平面間隙：間隙過小時應(yīng)分別修銼搭口兩端和環(huán)的上端面，切不可修挫下端面，并防止修挫時損傷環(huán)表面和產(chǎn)生變形。</p><p>　　3）測量環(huán)的徑向厚度和環(huán)槽深度：要求環(huán)的徑向厚度比環(huán)槽深度小0.5～1.0mm，否則修銼環(huán)的內(nèi)圓表面使符合要求。</p><p>　　4）檢查環(huán)的彈力：可采用測量活塞環(huán)自由開口來檢查。</p><p><b>　　3.2 新環(huán)的修配

91、</b></p><p>　　1）修銼搭口：為了防止活塞環(huán)搭口兩端鋒利棱邊刮傷缸壁</p><p>　　及掛住氣口，應(yīng)將搭口兩端修挫成較大圓角，一般圓角半徑為3～5mm，如圖8-19a）所示。目前，有的新環(huán)在制造時已將搭口修銼好，故安裝前不需修銼。</p><p>　　2）修銼上、下兩端的棱邊：為了減少氣缸的磨損和擦傷及有利潤滑，應(yīng)修銼活塞環(huán)上、下端棱邊

92、的尖鋒和毛刺。</p><p>　　3）新環(huán)檢查后為保證各種間隙值而提出的修配工作。</p><p><b>　　3.3 新環(huán)的安裝</b></p><p>　　1）活塞環(huán)安裝在活塞環(huán)槽中應(yīng)采用隨機專用工具將環(huán)的開口擴大，如圖8-19c）；如無專用工具可用結(jié)實的繩子套在環(huán)開口兩端，手拉擴大開口，如圖8-19b）。切勿使開口過分開大，以免使環(huán)變形

93、或折斷。</p><p>　　2）應(yīng)把新環(huán)裝在第一、二道環(huán)槽中，舊環(huán)裝在其它環(huán)槽中。一般情況下，不應(yīng)一次更換所有舊環(huán)，更不可因一環(huán)損壞更換所有舊環(huán)。</p><p>　　3）裝到活塞上的各道環(huán)的開口位置應(yīng)錯開，以免燃?xì)庀赂Z。</p><p>　　4）裝好環(huán)的活塞在未吊入缸中之前，應(yīng)放于木板上妥善保管，以免損傷活塞和活塞環(huán)的工作表面。</p><p

94、>　　3.4 新環(huán)的磨合運轉(zhuǎn)</p><p>　　活塞環(huán)換新后必須經(jīng)磨合運轉(zhuǎn)才能投入使用工況運轉(zhuǎn)，一般需經(jīng)20～24h磨合運轉(zhuǎn)。例如MAN-B&W S／L 60 MC／MCE型柴油機換新環(huán)后的磨合運轉(zhuǎn)為：在2～4h內(nèi)轉(zhuǎn)速逐漸增加至最大轉(zhuǎn)速的80％；保持80％最大轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)6h；在12～14h內(nèi)轉(zhuǎn)速繼續(xù)增加至全速，并且逐漸增加負(fù)荷，總計磨合20～24h。在磨合期間應(yīng)使氣缸油供油量達(dá)最大值。</p&

95、gt;<p><b>　　4 驗收活塞環(huán)</b></p><p><b>　　活塞環(huán)產(chǎn)品驗收：</b></p><p>　　1）活塞環(huán)尺寸、形狀和位置精度及表面粗糙度應(yīng)符合圖紙要求；</p><p>　　2）活塞環(huán)材料、金相和硬度符合要求；</p><p>　　材料：高磷鑄鐵、釩鈦鑄鐵

96、。</p><p>　　金相組織：在細(xì)片狀珠光體基體上均勻分布著細(xì)直片狀或蜷曲狀的小片石墨，磷共晶體呈斷續(xù)塊狀分布，分散的細(xì)小鐵素體晶粒不超過試片總面積的5％。</p><p>　　硬度：在HB180～HB250之間，同一活塞環(huán)上硬度差不超過HB20。要求活塞環(huán)硬度比缸套硬度高HB10～HB20，目的是既保護缸套不被很快磨損又有較長的活塞環(huán)壽命。</p><p>　

97、　3）活塞環(huán)外觀、彈力檢查；</p><p>　　4）活塞環(huán)密封性檢查，采用漏光法，一處漏光弧度不超過30度，幾處漏光弧度總和不超過90度，搭口附近30度范圍內(nèi)不允許漏光。</p><p>　　§8-5 曲軸(Crankshaft)的檢修</p><p><b>　　1 概述</b></p><p>　　曲軸

98、是柴油機的重要零件。曲軸形狀復(fù)雜、剛性差，其重量占整臺柴油機重量的7～15％，造價占柴油機造價的10～20％。曲軸的技術(shù)狀態(tài)直接影響柴油機的正常運轉(zhuǎn)、船舶的安全航行和經(jīng)濟性。所以應(yīng)加強曲軸的維護保養(yǎng)，減少損傷，尤其應(yīng)減少曲軸的磨損，控制曲軸的變形和防止曲軸斷裂。</p><p>　　曲軸的主要損傷有：磨損、腐蝕、裂紋和斷裂、紅套滑移等。對曲軸的變形和斷裂是通過測量曲軸臂距差予以控制。</p><

99、;p><b>　　2 曲軸的檢修</b></p><p>　　2.1 軸頸磨損的檢修：</p><p>　　柴油機長期運轉(zhuǎn)使曲軸主軸頸和曲柄銷頸產(chǎn)生不均勻磨損：尺寸減小、幾何形狀精度降低，產(chǎn)生圓度和圓柱度誤差等。</p><p>　　圓度誤差：會使軸與軸瓦的配合間隙變化，影響油膜的建立；</p><p>　　圓柱

100、度誤差: 使軸承負(fù)荷縱向分布不均，引起活塞運動部件的失中。</p><p>　　圓度和圓柱度是衡量曲軸軸頸磨損程度的主要參數(shù)。所以，新造曲軸應(yīng)符合圖紙上的尺寸、幾何形狀精度要求；運轉(zhuǎn)中磨損的曲軸圓度，圓柱度誤差應(yīng)符合說明書或標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。</p><p><b>　　1）曲軸磨損的測量</b></p><p>　　采用外徑千分尺或游標(biāo)卡尺測量主軸

101、頸和曲柄銷頸的直徑，分別計算它們的圓度誤差、圓柱度誤差并與表8-7比較，判斷磨損程度。</p><p>　?。?）測量曲柄銷直徑：進(jìn)廠修船時，柴油機解體后可在船上或車間測量。航行期間在船上測量曲柄銷直徑則需拆除活塞連桿裝置。測量時，首先將待測曲柄銷轉(zhuǎn)至上止點或下止點位置，清潔軸頸后按圖8-20所示的三個截面，即曲柄銷軸頸兩端距曲柄臂10～30mm的兩個截面及中間截面，測量每個截面上的垂直與水平方向的直徑并記錄讀數(shù)

102、。（“3個點＋2個方向”）。</p><p>　　（2）測量主軸直徑：在船上測量主、副柴油機主軸直徑需拆去主軸承上蓋上瓦和盤出下瓦。測量時，將1號缸曲柄銷或待測主軸頸相鄰的任一曲柄銷轉(zhuǎn)至上止點，測量圖8-20所示三個截面上的垂直方向和水平方向的直徑。圖8-20b）為隨機專用外徑千分尺測量主軸頸直徑。</p><p>　　主軸頸和曲柄銷直徑測量后，分別計算圓度誤差和圓柱度誤差，并用最大圓度誤

103、差和最大圓柱度誤差與說明書或標(biāo)準(zhǔn)比較，作出磨損程度的判斷。</p><p>　　3）曲軸磨損的修理：</p><p>　　★ 中、小型曲軸可運到車間，在磨床或車床上進(jìn)行機械加工，按分級修理尺寸法進(jìn)行修理，換上與新尺寸對應(yīng)的軸瓦。軸徑減少量大于0.01d（軸徑）時進(jìn)行強度校核。依修理尺寸配制軸瓦，保證配合間隙恢復(fù)原值。</p><p>　　★ 大型曲軸，由于受設(shè)備的限

104、制，可就地進(jìn)行修復(fù)：手工修銼或采用原位修復(fù)裝置。一般按最小加工余量原則確定軸頸的修理尺寸。</p><p>　　★ 一般先修主軸頸，再修曲柄銷頸。</p><p>　　★ 軸頸過度磨損，接近最小極限直徑時，應(yīng)換新曲軸?？梢杂秒婂儯ㄥ冦t、鍍鐵）的方法，恢復(fù)尺寸。</p><p>　　2.2 軸頸擦傷、劃痕及腐蝕的修理：</p><p>　　曲軸

105、軸頸表面的劃痕、拉毛和擦傷等主要是潤滑油中的機械雜質(zhì)或磨損產(chǎn)物引起的。軸頸表面的腐蝕凹坑、銹斑、燒傷等是潤滑油中含水、酸過多產(chǎn)生的電化學(xué)腐蝕和靜電腐蝕。</p><p>　　當(dāng)擦傷、腐蝕不重，尚未影響軸頸尺寸和幾何精度時，一般可采用人工原地修磨方法消除：</p><p>　?。?）輕微擦傷采用麻繩或布條敷細(xì)砂紙（0號或00號）纏于軸頸上，人工往復(fù)拉動磨去傷痕，如圖8-21c）所示。<

106、/p><p>　　（2）傷痕較淺采用油石打磨消除傷痕，再用砂紙打光，如圖8-21a）所示。</p><p>　?。?）傷痕較深采用油光銼輕輕修銼，傷痕消除后再用砂紙打光，如圖8-21b）所示。</p><p>　　當(dāng)軸頸表面有輕微擦傷和幾何形狀誤差時可采用專用磨光夾具進(jìn)行修磨，如圖8-22所示。其中a）適用于小型柴油機曲軸，b）、c）適用大、中型柴油機曲軸。</p

107、><p>　　修磨加工前，應(yīng)用黃油將軸頸上的油孔堵塞住，以免落人臟物。修磨時注意不要破壞軸頸的幾何形狀精度，由于修磨量很小不會影響軸承間隙。</p><p>　　2.3 曲軸裂紋與折斷的檢修：</p><p><b>　　1）裂紋的檢驗</b></p><p>　　中國船級社的規(guī)范中規(guī)定：鍛鋼和鑄鋼的曲軸毛坯均要進(jìn)行無損探傷

108、檢驗。</p><p>　　曲軸鍛鋼件所有加工表面均應(yīng)進(jìn)行磁粉檢驗，并嚴(yán)格檢查整鍛曲軸的主軸頸、曲柄銷頸與曲柄臂連接過渡圓角處，半組合式曲軸的曲柄銷頸表面、曲柄銷與曲柄臂連接過渡圓角處。曲軸鍛鋼件還應(yīng)進(jìn)行超聲波檢測。</p><p>　　曲軸鑄鋼件均應(yīng)進(jìn)行超聲波檢測，其所有表面均應(yīng)進(jìn)行磁粉探傷。最終熱處理前和精加工后均應(yīng)進(jìn)行。</p><p>　　對于新購或修理的曲

109、軸依具體情況進(jìn)行著色、磁粉和超聲波探傷，以查明曲軸表面和內(nèi)部的缺陷情況。</p><p>　　2）曲軸裂紋、斷裂的修理</p><p>　?。?）裂紋較小時采用修磨除去裂紋，使裂紋部位修整光潔，與其它表面過渡圓滑，并經(jīng)著色或磁粉探傷確認(rèn)裂紋消失。否則應(yīng)繼續(xù)打磨。此項工作是在驗船師監(jiān)督下進(jìn)行和取得認(rèn)可。</p><p>　?。?）裂紋較深較長時采用換新曲軸，組合和半組

110、合式曲軸采用局部更換。</p><p>　?。?）曲軸斷裂須換新曲軸。航行中曲軸斷裂，尤其是主機曲軸斷裂采用應(yīng)急焊接修理，將斷裂曲軸焊成一體維持主機運轉(zhuǎn)達(dá)附近港口再徹底修理。例如，某輪發(fā)電機曲軸斷裂，斷裂部位如圖8-23a），恰巧該輪其它副機也發(fā)生故障，于是應(yīng)急焊接修理斷軸。在曲柄臂之間焊上100×100×120（mm3）鋼塊，曲柄臂兩側(cè)焊上200×200×25（mm3）鋼