內(nèi)容提要：針對8NVD48A-2U型柴油機竄氣故障問題，從理論上分析了缸套、活塞以及活塞環(huán)等三大部件對柴油機竄氣的影響。并且通過對三大部件的檢測，找出了造成該機竄氣的根本原因。
關(guān)鍵詞：柴油機 竄氣 氣缸 活塞 活塞環(huán) 磨損 密封
本文分析筆者在某輪工作期間遇到的一起柴油主機氣缸竄氣故障的原因及解決辦法，敬請同行指正。
1故障現(xiàn)象
8NVD48A-2U型柴油主機。額定轉(zhuǎn)速410 r／min。曲軸箱有抽逐裝置，柴油機運行時利用部份增壓空氣將油氣排至室外。
某次航行途中，主機按額定轉(zhuǎn)速410 r／min運行，大量油氣從曲軸箱量油孔冒出，甚至曲軸箱油氣抽逐裝置有時間歇噴射狀排出大量白色煙霧。
2故障原因分析和消除
該機曲軸箱裝有油氣抽逐裝置，柴油機運轉(zhuǎn)中，曲軸箱始終保持負壓，曲軸箱本不會集聚大量油氣。而本故障中量油孔噴出大量油氣，說明有大量燃氣竄人曲軸箱。據(jù)此，排除曲軸箱油氣抽逐裝置故障的可能，判定為主機氣缸竄氣。
(1)應(yīng)急措施
當即降負荷，油門減至六檔，轉(zhuǎn)速減至300r／min，量油孔噴出油氣減少，維持航行。
(2)檢查
然后，針對氣缸竄氣的可能原因，檢查缸套、活塞、活塞環(huán)。
(A)檢查、測量各缸套：
·未見破損，
·數(shù)據(jù)顯示，直徑、橢圓度等均未超過規(guī)定范圍。
(B)檢查、測量各缸筒形鋁活塞：
·未見破損：
·活塞裙部。直徑、橢圓度、不柱度、與缸套間隙等，均未超過規(guī)定范圍；
·活塞環(huán)槽，未見異常磨損，上下平面平整光滑，無明顯喇叭口狀。
(C)檢查、測量各缸活塞環(huán)：
·天地間隙。各缸各環(huán)都在規(guī)定范圍內(nèi)；
·搭口間隙。各缸各環(huán)均在3—4 mm之間，雖然較大，但未超過磨損極限(該機說明書要求，活塞環(huán)搭口的裝配間隙1．05～1．50mm，磨損極限5．0mm)。
看來，缸內(nèi)竄氣另有原因。
(3)故障原因
故障前最近的一次維修時，活塞環(huán)全部換新并充分磨合。其后運行中主機排溫、淡水溫度、滑油溫度、滑油壓力等各參數(shù)均在正常范圍內(nèi)，滑油(定期檢查)正常，空氣濾器無破損(不會有顆粒狀異物進入燃燒室)，亦未有過拉缸。故障前最近的一次維修至此故障發(fā)生，柴油機僅運轉(zhuǎn)2 400小時(吊缸維護周期6 000小時)，雖然各缸各活塞環(huán)外圓磨損未超過磨損極限，但磨損速率大于正常范圍?；钊h(huán)為什么異常磨損呢?不得不懷疑活塞環(huán)質(zhì)量不良。
找來一根故障前最近的一次維修使用的活塞環(huán)檢查彈力。用力壓活塞環(huán)至端口間隙為0后釋放，再用力張開活塞環(huán)后釋放，有明顯的塑性變形，與柴油機制造廠購進的活塞環(huán)不同。
再查發(fā)現(xiàn)，提供故障前最近的一次維修所使用活塞環(huán)的供應(yīng)商，進貨渠道不明。
可見，故障前最近的一次維修所使用的活塞環(huán)彈力不足，再經(jīng)磨損，環(huán)外圓面于缸套貼合不緊，是這次故障的主要原因。
用從柴油機制造廠購進的備件，更換該機各缸全部壓縮環(huán)和刮油環(huán)，缸內(nèi)竄氣故障消除。
3影響柴油機缸內(nèi)竄氣的因素和防范
柴油機燃燒室燃氣的密封。由缸蓋、活塞、缸套和活塞環(huán)配合形成。除缸蓋外，活塞、缸套和活塞環(huán)等都可能影響燃燒室的密封引起氣缸竄氣。
3．1缸套
(1)缸徑增大
缸套，與活塞環(huán)摩擦，內(nèi)徑不斷增大，因而與活塞、活塞環(huán)之間的間隙也會增大，導致燃氣從它們的間隙竄人曲軸箱。若有拉缸，磨損更嚴重，加重竄氣現(xiàn)象。
缸套與活塞間隙過大，會引起活塞上下運動時偏擺。偏擺的活塞，擠壓活塞環(huán)，惡化活塞環(huán)與氣缸的適應(yīng)程度，導致活塞環(huán)在環(huán)槽內(nèi)不規(guī)則的軸向、徑向運動和振動，進一步降低氣缸的氣密程度。
(2)缸套變形
缸套變形，指缸套的圓度、圓柱度等改變。
缸套變形。也會惡化活塞環(huán)與氣缸的適應(yīng)程度，導致活塞環(huán)在環(huán)槽內(nèi)不規(guī)則的軸向、徑向運動和振動，進一步降低氣缸的氣密程度，嚴重時會導致活塞環(huán)局部不接觸氣缸，加大漏氣通道。
3．2活塞
(1)活塞環(huán)槽磨損
活塞環(huán)槽的工作環(huán)境相對惡劣：
·高溫明顯降低環(huán)槽的強度和硬度，加速磨損；
·燃燒產(chǎn)生的積炭．產(chǎn)生磨粒磨損；
·使用高硫份燃油以及低溫運轉(zhuǎn)(啟動、停車、冷卻水溫度過低等)時，產(chǎn)生腐蝕磨損。
環(huán)槽過度磨損和，或不規(guī)則磨損．會使運動中的活塞環(huán)跳動甚至扭曲，氣缸密封性變差。
(2)活塞裙部磨損
活塞裙部，在活塞上下運動中起導向作用?；钊共磕p。會使活塞上下運動時偏擺，導致活塞環(huán)與缸套的適應(yīng)性變差，氣缸氣密性下降。
活塞裙部磨損，還加大活塞與缸套間隙，增加缸內(nèi)氣體泄露量。
3．3活塞環(huán)
活塞環(huán)，在活塞往復運動時，外表面持續(xù)與缸套摩擦，相比缸套各部位輪流間歇摩擦更易磨損，失效的可能性也比缸套大。
氣缸竄氣，大多因為活塞環(huán)技術(shù)狀態(tài)不佳。
(1)搭口間隙和天地間隙
缸內(nèi)氣體漏過活塞環(huán)的通路分兩路：
·直接通過搭口；
·環(huán)的上天地間隙——背隙——下天地間隙。
而活塞環(huán)的外圓面磨損增大搭口間隙；活塞環(huán)的上下平面磨損增大天地間隙。
氣缸竄氣量，隨搭口、天地等間隙的增大而增加。
搭口間隙與竄氣量的關(guān)系見圖l。
此外，活塞環(huán)的天地間隙過大、彈力減弱等，還會導致活塞往復運動時活塞環(huán)顫振、懸浮和不規(guī)則運動，加劇氣缸竄氣。
圖1 搭口間隙與竄氣量的關(guān)系
(2)活塞環(huán)下端面與活塞環(huán)槽下平面燃燒過程，缸內(nèi)壓力高。竄氣最嚴重。此時雖然活塞下行，因缸內(nèi)氣體高壓，活塞環(huán)仍緊貼環(huán)槽下平面。
4防范
防范氣缸竄氣，最重要的是：
·加強維護，確保活塞環(huán)下端面與環(huán)槽下平面、活塞環(huán)外圓面與缸套等的接觸面積大、貼合良好；
·保持氣缸潤滑良好。尤其高負荷和低轉(zhuǎn)速。
作者：上海港引航站 鄒劍群 來源：航海技術(shù)
