柴油机主要零件的检修

1武汉理工大学能源与动力工程学院第八章柴油机主要零件的检修第八章柴油机主要零件的检修授课学时：6学时重点：气缸盖的检修、气缸套的检修难点：曲轴的检修知识点：①气缸盖损坏形式、部位、修理方法②气缸套损坏形式、部位、修理方法③曲轴损坏形式、修理方法2武汉理工大学能源与动力工程学院《轮机维护与修理》主讲：田野联系方式：027-6225130113971501122E-mail:[e-mail]第八章柴油机主要零件的检修3武汉理工大学能源与动力工程学院第八章柴油机主要零件的检修第一节气缸盖的检修气缸盖结构气缸盖的工作条件气缸盖常见的损坏形式有底面和冷却侧表面的裂纹、冷却侧表面的腐蚀、气阀座面和导套的磨损等一、气缸盖裂纹的检修1.气缸盖裂纹的部位1)气缸盖底面裂纹2)气缸盖冷却侧裂纹4武汉理工大学能源与动力工程学院第八章柴油机主要零件的检修2.气缸盖裂纹的检验(1)根据中国船级社(CCS)的规范规定:营运船舶每5年进行一次保持船级的特别检验，其中对柴油机气缸盖及其阀件等进行打开检验:(2)按照主、副柴油机说明书维修保养大纲的要求检修气缸盖及其阀件等；(3)新造、修理的气缸盖或怀疑有裂纹的气缸盖采用观察法粗检，采用无损探伤如渗透探伤、磁扮探伤、超声波探伤和水压试验法等进行精检，判断气缸盖上有无裂纹。5武汉理工大学能源与动力工程学院第八章柴油机主要零件的检修航行中判断燃烧室组成零件有无穿透性裂纹(1)柴油机运转中，轮机员可根据气缸或活塞冷却水压力表指针波动或膨胀水柜水位上下波动判断零件有无穿透性裂纹。(2)起动前进行转车和冲车时，轮机员应打开示功阀观察有无水气或水珠喷出。如有水气或水珠喷出，表明燃烧室零件有穿透性裂纹或喷油器冷却水漏泄。(3)曲柄箱（或循环油柜）中滑油量不正常增多或滑油中水分明显增加，或滑油迅速乳化变质，均表明由于燃烧室组成零件有穿透性裂纹使冷却水大量混入。(4)吊缸检修时，轮机员应认真仔细观察各个零件，如发现活塞、气缸套或气缸盖工作表面有锈痕，或活塞顶部积水等，说明燃烧室组成零件有穿透性裂纹。6武汉理工大学能源与动力工程学院第八章柴油机主要零件的检修3.气缸盖产生裂纹的原因1)操作管理不当2)维护保养不良4.气缸盖裂纹的修理(l)裂纹微小时采用锉刀、油石和风砂轮等工具打磨.(2)金属扣合法。(3)焊补。(4)镶套修理。(5)胶粘剂修理。(6)覆板修理。7武汉理工大学能源与动力工程学院第八章柴油机主要零件的检修二、气缸盖气阀座面的检修1.气阀座面磨损的检修气阀座面磨损后阀线变宽、中断或模糊不清，气阀关闭不严，产生漏气。原因：1）高温下阀座面不断受到撞击，座面金属产生塑性变形和表面拉毛;2）高压下阀与阀座的配合面产生微小相对运动使之磨损，当配合面间有炭粒和金属屑等机械杂质时磨损更加严重。8武汉理工大学能源与动力工程学院第八章柴油机主要零件的检修中、小型柴油机气阀与阀座互研后密封性的检查方法(1)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。(2)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。(3)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。9武汉理工大学能源与动力工程学院第八章柴油机主要零件的检修2.气阀座面烧伤、腐蚀的检修烧伤和腐蚀大多发生在排气阀座面上，主要是由于座面的变形、磨损、积炭和座面裂纹等引起气阀关闭不严，高温燃气漏泄使阀座过热和金属元素烧损;或因阀座过热和燃用重油发生高温钒腐蚀，阀座面产生麻点、凹坑，甚至局部烧穿。阀盘座面上的腐蚀和烧伤的麻点、凹坑可机械加工消除，然后用专用磨床修磨，或采用堆焊、喷焊工艺修复。阀座面的腐蚀、烧伤可用机加工或手工铰削修复，大型柴油机的排气阀座面也可采用堆焊、喷焊修复。损伤严重时应更换座圈。10武汉理工大学能源与动力工程学院第八章柴油机主要零件的检修第二节气缸套的检修结构:气缸套上部内表面是燃烧室的组成部分，直接受到燃气的高温、高压和腐蚀作用，与活塞组件的相对运动使其承受侧推力和强烈地摩擦，气缸套外圆表面与气缸体内壁组成冷却水腔，受到穴蚀和电化学腐蚀作用。气缸套损坏形式:内圆表面的磨损、腐蚀、裂纹和拉缸;外圆表面的穴蚀和裂纹。检验: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，此外吊缸时均应检测气缸套的损坏情况。11武汉理工大学能源与动力工程学院第八章柴油机主要零件的检修一、气缸套磨损检修大型低速柴油机铸铁气缸套的正常磨损率应小于0.1mm/kh，镀铬气缸套正常磨损率在0.0l-0.03mm/kh范围之内。1)测量点:横截面上测量首尾方向（y-y，即平行曲轴方向）和左右方向(x-x，即垂直曲轴方向)的气缸直径。中、小型四冲程筒形活塞式柴油机缸套磨损测量。(1)当活塞位于上止点时，第一道活塞环对应的缸壁位置;(2)当活塞位于行程中点时，第一道活塞环对应的缸壁位置;(3)当活塞位于行程中点时，末道刮油环对应的缸壁位置；(4)当活塞位于下止点时，末道刮油环对减的缸壁位置。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。2)测量、记录与计算12武汉理工大学能源与动力工程学院第八章柴油机主要零件的检修2.气缸套磨损的修复1)轮机员自修当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。13武汉理工大学能源与动力工程学院第八章柴油机主要零件的检修2.气缸套磨损的修复2)造船厂修复(1)镗缸修复气缸套内圆表面产生较大拉痕、擦伤和磨台，或者气缸套的圆度、圆柱度超过标准，但内径增量尚符合标准时，采用机械加工(即镗缸)方法消除表面损伤和几何形状误差但镗缸后的内径增量仍应在标准之内。(2)修理尺寸法当气缸套内径增量超过标准时，在保证气虹套壁厚强度的前提下进行镗缸，消除气缸套内圆表面的几何形状误差和拉痕、擦伤、磨台等损伤，再依镗缸后的缸径配制新的活塞组件，以恢复气缸套与活塞之间的配合间隙。(3)恢复尺寸法当气缸套内径增量超标时，先镗缸消除气缸套内圆表面的几何形状误差和表面损伤，再根据气缸套壁厚要求增加的厚度可选用镀铬、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。气缸套修复后装机正常运转前必须进行磨合运转，按说明书要求或视修理状况进行。14武汉理工大学能源与动力工程学院第八章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。15武汉理工大学能源与动力工程学院第八章柴油机主要零件的检修3.气缸套裂纹的修理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，采用封缸措施实行减缸航行。16武汉理工大学能源与动力工程学院第八章柴油机主要零件的检修二、拉缸l.拉缸的主要症状(l)柴油机运转声音不正常，发出吭吭声或嗒嗒声;(2)柴油机转速下降乃至自动停车——因为气缸内磨擦功大增;(3)曲柄箱或扫气箱冒烟或着火——由于缸套和活塞组件温度升高，使曲柄箱或扫气箱空间加热，油或积油蒸发成油气，当活塞环粘着或断环失落时使燃气泄漏以致着火;(4)排烟温度、冷却水温度和润滑油温度显著升高；(5)吊缸检查可以发现气缸套和活塞环、活塞工作表面呈蓝色或暗红色，有纵向拉痕；气缸套、活塞环，甚至活塞裙异常磨损，磨损量和磨损率很高，远远超过正常值。17武汉理工大学能源与动力工程学院第八章柴油机主要零件的检修2.柴油机拉缸种类1）柴油机运转初期的磨合拉缸发生在新造或修理后的柴油机磨合阶段，损伤部位在气缸套和活塞环工作表面，严重时波及活塞裙外表面。2）柴油机运转中的拉缸发生在柴油机稳定运转较长时间(数千小时)以后，拉缸使活塞裙外表面烧伤、磨损和气缸套内上止点附近壁面严重磨损及气口筋部裂纹。铸铁气缸套与铝合金活塞发生拉缸时，可使活塞材料熔化并与气缸套表面焊接。18武汉理工大学能源与动力工程学院第八章柴油机主要零件的检修4.防止拉缸的工艺措施1)保证活塞运动装置良好的对中性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19武汉理工大学能源与动力工程学院第八章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。20武汉理工大学能源与动力工程学院第八章柴油机主要零件的检修第三节曲轴的检修作用：是把活塞的往复运动变成曲轴的回转运动,汇集并输出各缸功率等。主要损伤:磨损、腐蚀、裂纹和断裂、红套滑移等(曲轴的变形和断裂可通过测量曲轴臂距差)21武汉理工大学能源与动力工程学院第八章柴油机主要零件的检修一、曲轴损伤的检修l.曲轴轴颈的磨损检修1)曲轴磨损的测量2)曲轴磨损的修复(1)修理尺寸法(2)恢复尺寸法22武汉理工大学能源与动力工程学院第八章柴油机主要零件的检修2.曲轴轴颈擦伤与腐蚀的检修曲轴轴颈表面的划痕、拉毛和擦伤等主要是润滑油中的机械杂质或磨损产物引起的。轴颈表面的腐蚀凹坑、锈斑、烧伤等是润滑油中含水分和酸过多产生的电化学腐蚀或漏电等杂散电流引起的静电腐蚀造成的。（1）轻微擦伤（2）较浅伤痕（3）较深伤痕23武汉理工大学能源与动力工程学院第八章柴油机主要零件的检修3.曲轴裂纹与断裂的检修1）裂纹的检验中国船级社的(规范》中规定，锻钢和铸钢的曲轴毛坯进行无损探伤检验。曲轴锻钢件所有加工表面均应进行磁粉检验，按严格检查整锻曲轴的主轴颈、曲柄销颈与曲柄臂连接处过渡圆角，半组合式曲轴的曲柄销颈表面、曲柄销与曲柄臂连接过渡圆角处。曲轴锻钢件还应进行超声波检测。曲轴铸钢件应进行超声波探伤，曲轴所有表面均应进行磁粉探伤，在最终热处理和精加工后分别进行。对于新购成品曲轴或修理的曲轴依具体情况进行着色探伤、磁粉探伤或超声波探伤，以检查曲轴表面和内部的缺陷状况，24武汉理工大学能源与动力工程学院第八章柴油机主要零件的检修2）曲轴裂纹和断裂的修理(1)裂纹较小时采用修磨除去裂纹，并将裂纹部位修整光洁，与其他表面之间过渡圆滑，最后经着色探伤或磁粉探伤确认裂纹消失，否则应继续打磨和探伤。当打磨至规定深度仍有裂纹时，则停止打磨，依具体情况改用其他办法处理。此项工作应有验船师的监督和认可。(2)裂纹较深时换新曲