项目一船舶柴油机燃烧室部件维修侯淑芳崇海楼北课件

侯淑芳崇海楼北309项目一

船舶柴油机燃烧室部件维修项目一内容导航维修任务一：气缸盖的维修1维修任务二：气缸套的维修2维修任务三：活塞的维修3维修任务四：活塞环的维修4

气缸盖裂纹部位气缸盖底面裂纹原因缸盖裂纹检查气阀与阀座密封性检查气阀座面的磨损气阀研磨气阀座面的裂纹裂纹修复维修任务一气缸盖的维修气阀座面的烧伤学习目标识别气缸盖和气阀座面常见的损坏形式；识别气缸盖裂纹，并分析原因；掌握气缸盖裂纹的检验和修复方式；掌握气缸盖气阀座面维修方法。了解零件修复的原则和意义。结构(constructure)结构复杂、孔道较多、壁厚不均。工况(operatingcondition)1.机械负荷—高压气体和安装应力；2.热负荷—高温燃气；3.腐蚀—冷却水和燃气；4.磨损—气阀与阀座。维修任务一气缸盖的维修知识回顾气缸盖损坏形式气缸盖损坏形式缸盖裂纹气阀座面损坏部位磨损原因裂纹检查烧伤修理一、背景知识气缸盖裂纹Crackinthecylindercover四冲程柴油机－孔阀处应力集中处气缸盖底面二冲程小缸盖—过渡圆角处,沿径向扩展二冲程大缸盖—圆周向裂纹RD型柴油机小缸盖底面裂纹四冲程气缸盖裂纹冷却水道的环形筋根部——沿圆周方向向深度扩展，乃至裂穿应力集中处气缸盖冷却侧气缸盖裂纹维护保养不良根本原因直接原因热疲劳+机械疲劳+腐蚀气缸盖裂纹产生原因设计不合理及材料缺陷1装配质量的影响2操作管理不当34

座面磨损气阀座面的损伤表现：气阀座面上拉毛的伤痕；磨损严重时，气阀座严重下陷。Wearofvalveseatsurface气阀座面的损伤座面

烧伤◆表现——烧损阀座面产生麻点及凹坑◆原因——气阀座扭曲变形和积炭，气阀与气阀座接触面暴露于高温燃气中引起.Burntvalveseat气阀座面的损伤气阀座裂纹◆原因

气阀座在高温下受强烈的冲击载荷引起。◆发生场合排气阀座的工作条件差，多发生在排气阀座。Crackinvalveseat气缸盖裂纹检查观察法visualinspection粗检观察穿透性裂纹1.冷却水压力波动（或冷却水温升高、淡水消耗量增加、扫气箱有水流出、膨胀水柜透气管有气泡冒出或冷却水中有油星等）；2.冲车示功阀有水汽或水柱；3.油底壳的油位升高或乳化；4.吊缸时观察零件表面是否有水锈。气缸盖裂纹检查水压实验pressuretest

无损探伤—超声波，磁粉、渗透探伤。精检non-destructive-testing

着色探伤镶套法螺钉法焊补法扣合法复板法胶合法气缸盖发生了穿透性的裂纹或裂纹的程度严重——换新◆裂纹修理后，应对冷却水腔进行水压试验，确保修理质量。缸盖裂纹修理缸盖裂纹修理1.波浪键—螺钉密封扣合法方法：在波浪键扣合的基础上，再沿裂纹钻孔攻丝（有一定的重叠），将涂有粘结剂的密封螺钉旋入。螺钉：直径6～8mm,重叠量0.5～1.5mm。应用：有强度要求和密封要求的场合。如缸体、机体裂纹的修理。波浪键—螺钉密封扣合法焊补法螺钉法镶套法复板法镶套法、复板法胶合法绞刀修正

手工研磨

气阀绞刀的导向心杆，插在气阀导管孔内定位，绞出锥面。缸盖倒置，光整过的气阀盘锥面与阀座间涂上一层研磨剂，然后互相研磨。堆焊法堆焊修复。焊后应保温→缓冷→机加工→互研→密封检查。

镶套修理

镶套的实质是附加一个零件，恢复气阀座的尺寸。

气阀座面的修理气阀研磨气阀座面的修理铰阀座示意图阀座研磨阀座研磨气阀与阀座密封性的检查

在气阀锥面上用铅笔每隔3-5mm画一条线，然后将阀装入阀座，压住阀盘并转动90º。取下气阀观察其上的铅笔线，若全部被擦掉，表明密封性良好，研磨质量高。将气阀装入阀座，手动使之起落数次敲击阀座，若座面上呈现一连续光环，表明气阀与阀座密封性良好。

将气阀装入阀座，在阀座坑内阀盘底面上倒入煤油，5min后擦净煤油并迅速提起气阀，观察配合面上有无渗入煤油，没有煤油渗漏，表明密封性良好。铅迹法敲击法煤油检漏法ThankYou!维修任务二气缸套的维修

气缸套损坏形式气缸套磨损形式

气缸套异常磨损

气缸套的磨损气缸套的测量位置气缸套的磨损修复气缸套的裂纹修复气缸套的液压试验气缸套的拉缸能够对缸套磨损的种类和部位进行判断；针对缸套磨损、裂纹提出修理意见；能够判别拉缸的主要症状，拉缸的种类及拉缸的工艺原因,掌握防止拉缸的工艺措施。学习任务气缸套内圆表面磨损的测量；气缸套磨损、裂纹等故障的检修方法；气缸套拉缸的表现形式及预防措施；磨损零件修复原则。测量气缸套磨损量；计算圆度和圆柱度。气缸套受到燃气的作用和冲刷,产生机械应力与热应力内圆表面与活塞组件还存在相对运动，承受侧推力和摩擦气缸套外圆表面与气缸体组成冷却水腔，受到穴蚀等腐蚀作用功能工况

要求材料保证结构保证作用是柴油机燃烧室的组成部分之一筒形机，引导活塞组件往复运动并承受侧推力二冲程机，气缸中下部设气口，布置气道工作条件四、气缸套破坏形式气缸套结构四冲程柴油机气缸套气缸套损坏形式气缸套破坏形式气缸套裂纹拉缸部位检查修理修理定义检测部位磨损征兆种类措施缸套的磨损种类原因:进气灰尘滑油中的硬粒杂质燃烧产物积炭等形貌:纵向有平行划痕手可摸到磨料磨损腐蚀磨损原因:活塞环和缸套为边界摩擦和半干摩擦形貌:轻微的粘着磨损与正常磨损相仿严重的有拉毛拉伤划痕凹坑等

粘着磨损原因:燃油中含硫分Ｓ燃烧，产生硫酸腐蚀缸套形貌:缸壁表面有疏松的细小洞穴气缸套的磨损根据中国船级社对营运船舶保持船级的特别检验要求，对船舶主、副柴油机气缸套进行打开检验；柴油机说明书维修保养大纲要求8000h对气缸套进行一次检修；吊缸时均应检测气缸套的损坏情况。检测大型低速柴油机铸铁气缸套的正常磨损率小于0.1mm/kh，镀铬气缸套正常磨损率在0.0l-0.03mm/kh范围之内；测量点方向和位置；圆度与圆柱度的测量、记录与计算。检验气缸套的测量位置气缸套测量位置中、小型四冲程筒形活塞式柴油机缸套磨损测量。（1）上止点，第一道活塞环对应的缸壁位置；（2）行程中点时，第一道活塞环对应的缸壁位置；（3）行程中点时，末道刮油环对应的缸壁位置；（4）下止点时，末道刮油环对减的缸壁位置。还可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置；（2）第一道环分别在活塞行程的10%、50%和

100%的位置；（3）第一道环在距气缸套下端5-lOmm的位置。气缸套的磨损气缸套内孔磨损极限（mm）CB/T3503-93

气缸套内径内径增量圆度、圆柱度85-2000.600.10>200-3001.000.15>300-4001.500.23>400-5002.000.28>500-6003.000.35>600-7004.000.45>700-8005.000.60>800-9005.700.65>900-10006.400.70>1000-11006.800.75气缸套异常磨损

气缸套异常磨损在吊缸检修时可以直观判断,或通过测量缸径计算出的磨损率、缸径最大增量(或圆柱度误差)和圆度误差等来判断。气缸套异常磨损(b)为缸套上部因新气携大量尘埃进入气缸和燃烧不良产生大量积炭引起的磨损。(c)为润滑油中机械杂质过多,筒状活塞式柴油机缸套润滑自下向上布油,造成下部严重磨损。(d)为上述两种因素并存时造成的严重磨损。气缸套异常磨损(e)为缸套异常粘着磨损。特点是活塞位于上止点时第1道活塞环对应缸壁磨损异常增大,甚至出现大面积拉伤的拉缸现象。(f)是燃油含硫量高或柴油机经常冷车起动使缸套上部腐蚀磨损严重,磨损量为正常磨损量的1～2倍。腐蚀产物脱落引发二次磨粒磨损,使缸套中部磨损严重,磨损量为正常磨损的4～6倍。(g)是冷却水温过低导致的缸套下部严重腐蚀磨损。气缸套异常磨损原因燃油和燃烧的质量

高含硫量导致腐蚀磨损，含硫量高的燃油燃烧时生成较多的炭粒,并促进积炭的形成、加重磨粒磨损。

灰分含量高时,燃烧后生成金属氧化物或金属盐,增加缸套的磨粒磨损。冷却水温的管理

气缸套冷却水温控制不佳使缸套磨损增加。实践证明,适当提高缸套冷却水出口温度,可有效地防止腐蚀,减少磨损。润滑油的管理

润滑油品质不良或不适,碱值不当或润滑油管理、使用不善,如油压不足、断油、长期使用不化验不更换滑油等,均会引起缸套异常磨损。气缸套的磨损修复轻微纵向拉痕（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。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，使表面光滑后即可。镗缸修复

镗缸后形位公差符合标准修理尺寸法

镗缸，再依镗缸后的缸径配制新的活塞组件恢复尺寸法

先镗缸再镀铬、锻铁或镀铁加镀铬的工艺，也可采用喷涂工艺，恢复气缸套原有的直径和与活塞之间的配合间隙。轮机员自修船厂修复气缸套裂纹检修柴油机气缸套裂纹损坏虽然比缸套过度磨损的数量少,但在大缸径、强载的中、低速柴油机的气缸套中是常见的损坏形式。气缸套裂纹大多为热疲劳和机械疲劳等破坏。一般来说,缸套裂纹总是发生在结构设计不合理、强度较差和有应力集中的部位。

气缸套外表面的裂纹图气缸套内表面裂纹气缸套的裂纹修复裂纹部位修复气缸套冷却侧气缸套内表面航行中气缸套内表面产生有一定间隔的少量纵向裂纹，可采用波浪键和密封螺丝扣合法修理。

当裂纹较严重或己裂穿时，则应换新气缸套。航行中气缸套裂纹严重又无备件时，采用封缸运行。气缸套的液压试验气缸套的拉缸磨合拉缸；运转时拉缸。声音不正常，发出“吭吭”声或“嗒嗒”声；转速下降乃至自动停车；曲柄箱或扫气箱冒烟或着火；排烟温度、冷却水温度和润滑油温度显著升高；吊缸检查可以发现活塞等工作表面呈蓝色或暗红色。活塞组件与气缸套由于干摩擦引起粘着，产生拉毛、划痕、擦伤、咬死甚至裂纹的现象。拉缸定义拉缸症状拉缸种类气缸套的拉缸防止措施

保证活塞运动装置良好的对中性；气缸套内圆表面采用波纹加工或衍磨加工；气缸套内圆表面强化处理；活塞环外表面强化处理。

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。应急措施ThankYou!谢谢！维修任务三活塞的维修

活塞的磨损活塞外表面磨损检修活塞环槽磨损的检修活塞裂纹检查与修理活塞顶部烧蚀检修活塞顶部烧蚀活塞的裂纹识别活塞常见破坏形式；掌握活塞常见破坏形式的检修方法.活塞磨损检测和修复；活塞顶部烧蚀检测和修复；活塞裂纹识别、原因分析和修理。活塞外圆表面的磨损检测；活塞环槽的磨损检测；

知识回顾结构头部、裙部，薄壁强背，强制冷却。工况◆机械负荷—高压气体和惯性力◆热负荷—高温燃气◆烧蚀—顶部燃气◆磨损—环槽，裙部（四冲程）活塞损坏形式磨损裂纹检查修理部位原因部位烧蚀原因检验修理检测修理背景知识活塞的磨损中小型筒状活塞柴油机，由于活塞裙部起导向作用和承受侧推力而磨损；大型十字头式柴油机在活塞运动位置不正或拉缸时发生磨损。活塞外表面磨损活塞环槽磨损活塞环往复、回转、扭曲运动，燃气中的炭粒、高温等使环槽磨损。１）触火面裂纹部位

顶面、起吊孔边缘、第一道环槽根部原因

主要是热应力引起；同时还有机械应力２）冷却侧裂纹部位活塞销座、顶面冷却水侧原因主要是机械应力过大，水腔结垢严重活塞的裂纹活塞裂纹裂纹部位活塞顶活塞环槽冷却侧活塞销座处机械应力＋应力集中机械应力＋应力集中热应力＋机械应力1－周向裂纹２－径向裂纹３－冷却侧裂纹4－顶部尖角处裂纹５－环槽裂纹裂纹部位图活塞的裂纹活塞头部裂纹◆原因——过热+高温燃气的腐蚀（V）◆形貌——顶面出现金属层层减薄，出现麻点或凹坑，严重时顶面可烧穿。活塞顶部烧蚀活塞顶烧蚀局部过热：喷油定时不正确

雾化不良

火焰直接接触１）测量部位活塞磨外圆面磨损检查２）测量活塞外圆面磨损检查活塞外表面磨损的修复１）测量１－样板，２－间隙活塞环槽磨损测量2)环槽磨损修理方案１光车或磨削环槽端面，配加大的新环方案２环槽堆焊+光车＝环槽恢复原始尺寸方案３先光车+镶垫环＝环槽恢复原始尺寸活塞环槽磨损修理活塞环槽磨损修理活塞环槽镶垫环环槽镶垫环法a)镶死环法；b)镶活环法类似缸盖裂纹检查１）检查方法着色探伤观察法水压试验活塞裂纹检修２）修理钢质、铝质活塞顶部裂纹较轻时可采用焊补工艺修理钢活塞顶部局部更换环槽部裂纹穿透性裂纹冷却侧裂纹无法修理而应换新活塞裂纹修理１）检查活塞顶部烧蚀的检修塞尺活塞顶部烧蚀修复不严重，活塞结构允许，改变活塞位置B&W转90°１堆焊+光车２更换（顶部厚度减至一半时）。３活塞顶部烧蚀修复验收外购成品活塞或配制活塞的材料成分与性能、尺寸、形状和位置精度、表面粗糙度等符合设计图纸的要求。当所购置的成品活塞是按照柴油机制造厂的备件编号册订购,由厂家供应,不需专门验收审查,厂家负责产品质量。轮机员认真审核检验报告单。必要时对材料成分、机械性能等项目进行复检。活塞验收要求对新造船或新购活塞，轮机员除对活塞的尺寸、形状作一般性检验外,还应对其位置精度进行平台检验。验收检验活塞销孔中心线与活塞中心线垂直度与位置度活塞顶面形状的检测活塞验收要求活塞环槽平面与活塞中心线垂直度检验验活塞销孔中心线与活塞中心线垂直度与位置度测平板与心轴距离差的一半为位置度误差。测量l长度内百分表的读数差即为垂直度误差。心轴活塞立式直角平板谢谢！ThankYou!维修任务四活塞环的维修

过度磨损活塞环折断

活塞环粘着

活塞环弹力丧失

扫气口检查

搭口间隙测量

平面间隙测量

径向厚度测量活塞环弹力检查环的检查与更换能够检测活塞环的磨损、折断、粘着、弹力丧失并分析原因；能够配换活塞环。活塞环平面间隙、搭口间隙的测量活塞环配换活塞环的磨损检测活塞环弹力的检查活塞环与缸套密封性检验承压耐磨件，开有切口的扁形圆环结构工况高温高压气体力、往复惯性力作用横向振动、气口挂碰、张合运动润滑条件差，产生摩擦和磨损知识回顾活塞环损坏形式过度磨损弹力丧失折断粘着原因原因测量措施原因检测部位后果检验措施部位措施检测

背景知识原因

主要原因维护管理不当。部位第一密封面——活塞环外圆面第二密封面——活塞环下端面正常指标磨损率为0.1～0.5mm/kh，寿命达8000～10000h。搭口间隙、天地间隙、径向厚度正常。活塞环过度磨损位置原因环槽过度磨损43磨台冲击折断活塞环挂住气口56活塞环径向胀缩疲劳搭口间隙过小12环槽积炭除材料缺陷、加工质量低外，主要是维护管理不良和装配质量差所致。活塞环折断一般是第一、二道活塞环搭口附近折断活塞环折断图a）环槽积碳断环b）缸套磨台断环c）环槽磨损断环1.活塞环2.积碳3.磨台4.气缸套5.活塞活塞环粘着

影响活塞环粘着使其密封作用丧失，引起气缸窜气、功率下降、活塞环折断和缸套磨损加重等故障。活塞环粘着或称固着，是环槽内油污和积炭堆积使活塞环不能自由运动的现象。活塞环粘着大多是由于活塞和气缸套过热、滑油过多和燃烧不良等造成。

调节滑油量尤其防止多余滑油进入气缸上部。改善冷却，避免过热；适当加大平面间隙。定义原因防治措施活塞环粘着使环卡死分布径向压力等压环—四冲程中速柴油机苹果形——二冲程柴油机梨形——高速柴油机弹力丧失1本身弹力2热变形产生附加弹力3气体压力活塞环径向压力分布扫气口检查活塞环与气缸工作表面光亮、湿润，环在环槽内活动自如，无过度磨损痕迹，环的棱边可能尖锐但无毛刺。环工作状态良好环对应棱边尖锐有毛刺，对应缸壁也有轻微磨损。局部轻微擦伤扫气口检查

冷却水或冷却油保持循环关闭主起动阀和起动空气啮合盘车机从下向上观察气缸套下部活塞杆活塞头活塞环活塞裙气缸壁活塞头部打开长柄强光灯环表面有纵向拉痕。磨粒磨损活塞环槽内积炭较厚、硬，木棒不能触动粘着环表面发黑，缸壁大面积干且黑漏气活塞环和环槽内有颜色(稍白、黄、褐色等）的灰状堆积物碱性添加剂扫气口检查活塞环粘着检查粘着木棒触动环观察扫气口看活塞环表面活塞环粘着更换专用工具取环木棒敲松煤油浸泡+木棒敲松切勿用扁铲、凿子等工具，以免损坏环槽。

活塞环外圆磨损与搭口间隙的关系

径向厚度↓活塞外圆面磨损搭口间隙↑磨损后环的直径胀大到缸径D搭口间隙测量

Ⅳ.