船舶柴油机气缸套的磨损及管理对策毕业设计(论文).docx

四号黑体三号黑体船舶柴油机气缸套的磨损及管理对策（标题：三号黑体，可以分为1或2行居中打印，题目下空一行打印摘要）四号黑体摘要 气缸套是船舶柴油机的重要零件之一，因其内壁工作条件十分恶劣，很容易发生磨损，其磨损情况将直接影响气缸套与活塞环之间的密封性能，对柴油机的启动、功率损耗、燃油和润滑油的消耗、使用寿命以及排气的颜色等都有着重大的影响。因此，正确地认识气缸套磨损的类型及其产生的机理，并采取积极的预防措施和修复工艺，对于提高船舶柴油机的整机寿命和机械设备的使用效益有十分重要的意义。本文探讨了船舶柴油机气缸套磨损的特征及形成规律，全面而系统地分析了船舶柴油机气缸套磨损的类型及其产生的机理，并在此基础上，提出了在使用和保修中减少船舶柴油机气缸套磨损的预防措施及修复工艺。摘要二字后空一格打印内容（用小四号宋体）。摘要与关键词之间空一行关键词 船舶柴油机；气缸套；磨损；管理对策关键词后空一格打印内容（用小四号宋体）。两个关键词之间用“；”分开Marine Diesel Engine Cylinder Liner Wearing名词、动名词首字母大写and Management Measures英文标题三号Aril字体（加粗），居中,下空一行打印英文摘要Abstract The cylinder liner is an important part of Marine diesel engine, as the poor working conditions of inner wall, it is easily to wear and its wear conditions will directly impact the seal performance between the cylinder liner and piston ring,and will have a significant impact on the start , power loss, the consumption of fuel and lubricants, life and exhaust gas colors of diesel engine. Therefore, the correct understanding the types and the producing mechanism of cylinder liner wear, and it has very great significance to take active preventive measures and rehabilitation process for raising the all marine diesel engine life and the use efficiency of mechanical equipment. In this paper, studying the marine diesel engine cylinder liner wear characteristics and the formation of laws, comprehensivly and systematicly analysising the types and the mechanism of the cylinder liner wear of marine diesel engine producing, and on this basis, putting forward the preventive measures and rehabilitation process of reducing the marine diesel engine cylinder wear in the using and repairing.英文摘要两字采用四号Aril字体（加粗）Abstract后空一格，摘要内容均用小四号Arial字体。Key words Marine diesel engine;Cylinder;Wear;Management Measures关键词首字母大写目录四号黑体，下空二行0 引言-11 气缸套磨损的机理及种类-11.1 粘着磨损-1小四宋体，与正文中目录保持完全一致1.2 磨粒磨损-21.3 腐蚀磨损-4虚线1.4 撞击磨损-41.5 复合磨损-62 气缸套正常磨损规律-73 气缸套异常磨损的特征及原因-83.1 气缸套异常磨损的特征-83.2 气缸套异常磨损的原因-104 防止气缸套异常磨损的预防措施-114.1 气缸油的选择与注油率的确定-114.2 燃油的预处理-134.3 主机运行时的管理-134.4 主机的日常维护保养-145 气缸套磨损的修复工艺-145.1 气缸套正常磨损的修复-145.2 气缸套异常磨损的修复-15结论-15致谢语-16参考文献-17（章、节、小节序号后空两格，节序号前缩进四格，小节序号前缩进六格）前三页页码用罗马数字 页码垂直对齐 III 0 引言0后空2格，四号黑体，引言下空一行用小四宋体打印引言内容据资料介绍：世界能源的1/31/2是以不同形式消耗在克服机械零件对偶表面相互作用的摩擦上。船舶机器运转时，机器上具有相对运动的运动副零件会发生配合表面的摩擦，引起磨损。对于船用柴油机来说，目前无论是二冲程的低速机还是四冲程的中速机，燃油消耗率已降至163g/(kW·h）左右，热效率达到50以上，但能量消耗在运动副的摩擦约占10左右。而气缸套是船舶柴油机燃烧室部件中的主体，由于其工作条件恶劣，极易磨损，其主要失效模式为磨损，尤其是气缸套表面的异常磨损更应加以重视。如果气缸套磨损超过正常标准(0.40.8缸径）时，燃烧室就会失去密封性，使气缸套的工作性能变坏，柴油机性能急剧下降，出现启动困难，功率下降，燃油和润滑油的消耗量增大，使用寿命缩短以及排气冒黑(蓝）烟等现象。而船舶在航行期间，柴油机气缸套发生异常磨损主要是轮机管理不良的结果。因此，轮机人员必须在提高管理水平，加强管理的同时，充分了解船舶柴油机气缸套异常磨损的类型及其产生机理、磨损规律，并采取积极的预防措施和修复工艺，以提高气缸套的耐磨性，从而使柴油机保持良好的性能。空两格正文内1.5倍行距，章与章之间空两行，章标题下空一行，章中节、小节之间不空行。四号黑体1 气缸套磨损的机理及种类章节之间空一行气缸套的磨损是一个非常复杂的过程，其原因既有物理方面的因素，也有化学方面的因素。根据磨损机理的不同，可将气缸套的磨损分为粘着磨损、磨粒磨损、腐蚀磨损、撞击磨损及复合磨损等。当柴油机在不同工况下工作时，某种磨损类型会起主导作用。小四号宋体加粗1.1 粘着磨损可以依次采用1）、（1）、等分层次，注意空四格1）粘着磨损的成因精加工的表面用肉眼看起来是很光滑的，但是用显微镜检查，就可以观察到它的表面是由锯齿形的峰和谷所组成。在边界润滑（模型如图1所示）的条件下，摩擦面间只有一层极薄的油膜，摩擦表面的部分尖锋会刺破油膜发生接触，如由于润滑条件差，局部高温等，使滑动表面缺乏充足的润滑油膜，就使摩擦表面间发生金属的直接接触加剧。当两滑动表面在压力下有极微小部分的金属直接接触时，便形成局部高温，使两者熔粘着、脱落、逐步扩大形成粘着磨损1。五号黑体，图序及图名在图下居中，图序、表序、公式编号在文中必须一致，可以采用图1、图2、图3，表1、表2、表3等方式，也可以采用图1-1、图1-2、图1-3，表3-1、表3-2，表3-3的形式，无论采用哪种方式，图、表、公式的编号须一致。图1 边界润滑模型正文文字采用小四宋体另外，在大修柴油机时，由于所选配的气缸套和活塞的膨胀系数不同，也易造成粘着磨损。一般来说，粘着磨损的速度很快，严重时还会发生“咬死”、“拉缸”和“抱缸”等事故。所以，粘着磨损是缸套内壁最危险的破坏形式。2）粘着磨损的特征粘着磨损一般在气缸套上部靠近第一道活塞环上止点位置处较为严重，有局部金属粘着现象，可以观察到带有不规则边缘的沟痕、皱折以及擦痕和锥形凹坑等。当发生“拉缸”或“抱缸”时，在缸壁上可看到活塞咬死的痕迹和沿长度方向较深的擦伤，严重时整个表面布满“咬死”的粘着痕迹。3）粘着磨损的影响因素粘着磨损的影响因素如下：（1）气缸套材质不良或壁厚不均匀以及气缸盖螺栓预紧力不均匀。（2）燃料品质太差，使燃烧室积炭严重。（3）磨合期内大负荷、高速运转以及温度过高。（4）润滑油选用不当或油量不足。（5）柴油机经常超负荷运转。页码采用阿拉伯数字1.2 磨粒磨损1）磨粒磨损的成因硬质颗粒进入气缸套的摩擦面和活塞的摩擦面之间形成磨粒，磨粒与两摩擦面挤压、滚撞，使金属脱落，便造成磨粒磨损。磨粒主要来源于：燃油在催化过程中留下的催化剂粉末；燃油在贮存和运输过程中进入的锈、砂和其他硬质颗粒；磨屑；燃烧生成的灰分和炭粒；随空气进入气缸的粉末以及被污染的润滑油等。在活塞的高速运转下，这些坚硬的凸起或微粒造成气缸套表面材料的移动或脱落。大量的研究表明，引起气缸套磨粒磨损的主要原因是由于气缸内混入微小坚硬的固体颗粒物所致。2）磨粒磨损的特征气缸套内壁沿活塞运动方向有微细的、长短不一的直线形擦痕，严重时会出现较深的刮伤、沟槽。当空气滤清器效果较差或不用滤清器时，因进气中灰尘较多，则活塞上止点第一道气环所对应的气缸壁处磨损量最大；当润滑油中杂质较多时，则活塞下止点第一道油环所对应的气缸壁处磨损较严重。一般情况下，气缸内吸入的空气过脏以及严重积炭造成的磨损，其磨损最大部位在气缸套的中上部；因润滑油中含有大量硬质微粒而造成的磨损，其最大磨损部位在气缸套的中下部。参考文献必须在正文中体现按3）磨粒磨损的影响因素（1）磨粒尺寸对磨损的影响磨粒尺寸大小对磨损量的影响已有了许多研究，如美国著名的M.A.Moore博士给出定量化关系式2： VLNd2/H （1）公式书写应在文中另起一行，居中书写。公式的编号加圆括号，放在公式右边行末，公式和编号之间不加虚线。公式后应注明编号，该编号按序号或章顺序编排。式中，V为磨损体积，为外加应力，L为磨损行程，N为磨粒数目，d为磨粒直径，H为被磨材料的硬度。由上式中可以得出：线磨损值WLd2/3，这表明磨粒磨损的线磨损量是随着磨粒直径的增加呈2/3次指数增加。在理论上，对于铸铁材质材料的磨粒磨损，当磨粒颗粒和材料表面接触时发生两个主要过程：形成塑性粹压性沟槽，不包括材料的直接磨损；以一次显微切削的形式产生磨损颗粒而导致磨损，磨损时产生微切屑与犁沟。由此可知材料磨粒磨损的两个主要过程直接与，N，d(其它条件一定）有关，而，N一定时，d就起着决定性作用。当磨粒粒度小于油膜厚度时，磨粒浮游于润滑油膜之中，这时外加载荷由油膜承担，磨粒不直接承载，不能导致磨粒磨损。当磨粒粒度等于或大于油膜厚度时，则破坏油膜，直接承载而参与磨粒磨损。另外，当磨粒粒度在110m范围时，由于其大小与正常磨损颗粒大小相当，因而其磨粒引起异常磨损的作用不太大。当磨粒在润滑油中的质量分数一定时，磨粒粒度越大则其数量越少，则活塞环、缸套的磨损表面都随磨粒质量分数增大其磨损沟槽变深变宽，而其沟槽的数量相应减少。（2）磨粒质量分数对磨损性能的影响由VLNd2/H可以得出：线磨损值WLN1/3，当磨粒质量分数增加，其磨损表面的沟槽也相应增加，其表面变得逐渐平滑。当质量分数增大到一定程度后，磨损增加的速率就会趋于缓慢。这是因为当质量分数增大到一定程度之后，直接与磨损表面接触的磨粒数就趋于一定值，故磨损增加速率就会缓慢下来。1.3 腐蚀磨损1）腐蚀磨损的成因含硫的燃油在燃烧时，燃油所含的硫分将生成二氧化硫，而燃油中的氢燃烧后生成水蒸气。此外，燃油中存在的钒、铁、钠、镍等微量元素也各自生成自己的氧化物。五氧化二钒和氧化铁是二氧化硫再氧化成三氧化硫的活泼的催化剂。实验表明，在废气中有115的二氧化硫经进一步氧化成三氧化硫。二氧化硫、三氧化硫和水蒸气在温度降到各自的露点以下时，就会分别凝结成亚硫酸和硫酸。硫酸比亚硫酸对铁和铁合金腐蚀性强，危害性大。因此，在柴油机工作中，由于燃烧中的硫所产生的酸性燃烧产物的凝结，会使气缸套严重腐蚀，从而造成腐蚀磨损。此外，当进入气缸中的燃油、空气和气缸润滑油中含有海水或盐时，会使气缸套遭到盐酸腐蚀。腐蚀磨损是腐蚀和磨损同时起作用的一种磨损，柴油机工作时气缸工作温度过高或过低、使用的燃油含硫量过大、润滑油中残留的有害化学物质以及被水或废气侵蚀、电化学腐蚀等因素是引起气缸套腐蚀磨损的主要因素。研究证明，冷启动频繁以及使用燃油含硫量过高时，气缸套磨损较严重，气缸壁因受到强烈的酸蚀，磨损量比正常磨损大23倍。同时，腐蚀下来的金属物在气缸的中部又造成严重的磨粒磨损。另外，柴油机经常在低温状态下运转时的磨损也较严重，特别是气缸壁温度低于55时，气缸壁下部会残留大量的化学腐蚀物，再加之废气（指弯流扫气）等因素的腐蚀作用，使气缸套下部磨损严重。2）腐蚀磨损的特征一般腐蚀磨损发生在活塞环运动区域内，而气缸套上部尤为严重，内表面上有较疏松的细小蚀孔，有的可以观察到似裂纹的线条，特别是在打光后更为明显。1.4 撞击磨损1）撞击磨损的成因随着现代科技的发展，柴油机各性能参数不断提高，或增大冲程缸径比，或改变活塞结构，在这种柴油机气缸套中，会出现一类新的异常磨损现象，它并不同于气缸套的早期磨损，在正常磨损后期，会突然形成较大速度的磨损，这就是撞击磨损。它形成的主要原因是活塞环在其倒角和表面情况正常下而边缘出现尖角。只要这种尖角一形成，就可以轻而易举地铲除缸壁的油膜，任何粘度再高、化学性能再好的润滑油都无济于事。活塞环在其倒角和表面正常而边缘出现尖角是由于活塞组与气缸壁在柴油机运行过程中不断撞击，使活塞环表面材料承受过大的应力而发生变形所致。这种磨损类型在十字头柴油机中容易出现，主要是十字头的摇摆所引起的，在冲程缸径比较大的柴油机中，这种撞击力随着活塞组距十字头中心距的加大而迅速增大，因此对活塞环与气缸壁形成的撞击力也尤为突出。活塞组与气缸壁的撞击是在柴油机开始运行时就出现的，但由于新气缸套内壁有规则的网纹沟槽存在，缸壁油膜正常，加之运行初期活塞组清洁，活塞环在环槽内处于悬浮状态，此时撞击的接触面在活塞裙的减磨环上，所以活塞环不会出现尖角。但在气缸套磨损一定量后，缸壁网沟槽变浅甚至消失，油膜变薄，同时活塞组经长时间运行，环槽结焦严重，活塞环突出活塞头外圆，在这种情况下撞击力由活塞环来承受。由于活塞环的面积较减磨环小，故其应力成倍增加，油膜因无法承受这样大的应力而损坏，致使活塞环的边缘逐渐形成尖角。当这种尖角一出现，缸壁油膜就轻而易举被铲除，造成活塞环与气缸壁直接接触而产生粘着磨损。只要粘着磨损一出现，活塞环和气缸套表面立即遭受破坏，活塞环和油槽边缘的倒角迅速消失而变为锐边。其次，在气缸套磨损后期，网纹沟槽接近平坦，致使这些带锐边的活塞环与油槽边缘在柴油机运行过程中更易互相碰撞，更易发生边缘剥落，继而形成磨粒磨损。同时活塞环与气缸壁由于长期的高频撞击，其表面因疲劳而变硬变脆，剥落下来的金属颗粒硬度极高，使得任何合金铸铁，不管采用何种浇铸工艺和加工方法，都将无法承受这种高硬度颗粒的磨擦。由于柴油机不断运行、不断撞击、不断剥落造成恶性循环，使气缸套的磨损迅速发展，甚至会在200300h内达到破坏的程度。虽然油槽附近的润滑油量最多，润滑条件最好，但因该处的磨粒最多，所以位于油槽处的磨损量反而最大。另外，由于气缸套磨损是在供油正常、润滑油性质未经破坏的情况下发生的，所以损坏后的气缸套表面发白、清洁、湿润、光滑，没有明显拉痕。2）撞击磨损的特征此类磨损大多发生在大冲程缸径比柴油机中，在气缸套正常使用后期，气缸套磨损突然加剧，经拆开检查，此时缸径增大0.040.06mm，气缸套表面仍然清洁，只是加工的网纹沟槽变浅，下几道活塞环在其倒角和表面正常的情况下局部边缘出现尖角(如果用油石将这些尖角除去，装机使用一段时间后拆开，尖角仍会产生），相对于活塞环出现尖角处的气缸套表面也相应出现宽度为1030mm的分散印影，从特征上判断，此处已形成干摩擦造成的粘着磨损。在正常磨损条件下，磨损率为0.010.03mm/kh，而当处于撞击磨损占主导地位时，磨损率会突变为10mm/kh以上。1.5 复合磨损图应随文给出，先见文后见图气缸套内壁同时存在两种或两种以上的磨损形式时称为复合磨损。复合磨损时，由于几种磨损形式相互作用的结果，其磨损速度远远大于单一形式的磨损，故应坚决避免。一般在灰尘较多的场地作业时，在“三滤”效果较差的工况下，会以磨粒磨损为主。在柴油机磨合质量差，润滑油质量低劣或变质，柴油机严重窜气、过热等工况下，易发生粘着磨损。使用低质或含硫量大的燃料，以及长期在低温下工作的柴油机中，腐蚀磨损可能起主导作用。在冲程缸径比较大的柴油机中，又往往会以撞击磨损破坏较为突出。应当指出，由于一些不正常原因还会引起缸套内壁异常偏磨损。例如，由于曲轴连杆弯曲、气缸套中心线与曲轴中心线不垂直以及活塞销孔与裙部不垂直等，均会造成缸壁沿曲轴轴心线方向磨损较大；气缸套安装不当时，会引起缸壁在相应方向上偏磨。由于引起粘着磨损、磨粒磨损和腐蚀磨损的因素可能同时存在，它们之间存在着必然的、不可分割的相互联系和相互作用，因此它们是很难分开的。图2示出了粘着磨损、磨粒磨损和腐蚀磨损三种磨损机理的相互作用图。磨粒磨损和粘着磨损可促使腐蚀产物脱落，产生新生表面使之再遭腐蚀，从而加重腐蚀磨损；粘着磨损和腐蚀磨损产生的磨屑可成为磨粒引起“次生磨粒磨损”；磨粒磨损使表面粗糙，金属表面凸峰易于直接接触，从而加重粘着磨损；腐蚀磨损通过产生的表面膜而减轻粘着磨损3。增加磨粒加重减轻增加磨粒加重加重粘着磨损磨粒磨损腐蚀磨损图2 三种磨损机理的相互作用图尽管实际中的磨损总是由二种或多种基本磨损机理共同作用引起的，但其中必有一种是磨损的主因。在分析和解决实际中的异常磨损问题时，必须首先分清其主因和次因，然后根据轻重缓急分别采取措施解决。章与章之间空两行章与节之间空一行2 气缸套正常磨损规律气缸套的正常磨损规律如图3所示。a） 纵截面磨损规律； b） 横截面磨损规律图3 气缸套正常磨损规律气缸套的正常磨损规律为：在气缸套的纵截面呈锥形，上部磨损比下部大，且最大磨损位置在活塞处于上止点时，第一道气环附近，而沿气缸套向下磨损逐渐变小。这是因为上部接近燃烧室，温度较高，活塞运动速度又低，油膜不易形成和保存，以及存在着腐蚀磨损等造成。二冲程柴油机气口部位的磨损也是比较大的，其原因是该处的几何形状复杂，壁厚不均，热变形大，气口处又受进、排气（指弯流扫气）的冲刷作用，油膜容易破坏，而且在此处堆积杂质，所以容易造成磨损。在气缸套横截面上的磨损呈椭圆形，而且椭圆的长轴在垂直于曲轴中心线的方向（左右方向）上，即横截面的磨损量左右方向大于首尾方向。这是由于侧推力的作用（指筒状活塞），同时活塞往复运动的转向点也在左右方向，这都是造成磨损量大的原因。故一般十字头柴油机横截面的磨损的长轴也是在左右方向。若磨损量的椭圆长轴不在左右方向，就要进行具体分析，最大的可能是领三眼（即气缸、导板和曲柄三者的中心线）没有调整好而造成的4。正常磨损的参数：圆度误差、圆柱度误差、内径增量（缸径最大增量）小于说明书或有关标准的规定值；缸套磨损率：铸铁缸套0.1mm/kh，镀铬缸套在0.01mm/kh0.03mm/kh之间；气缸工作表面清洁光滑，无明显划痕、擦伤等磨损痕迹5。3 气缸套异常磨损的特征及原因3.1 气缸套异常磨损的特征1）气缸套和活塞环的磨损率均很高，大大超过正常磨损率。一般把铸铁气缸套磨损率0.1mm/kh，活塞环磨损率0.5mm/kh视为异常磨损。2）缸套工作表面脏污，有明显的划痕、擦伤、撕裂，甚至咬缸和拉缸现象，或者缸壁表面发蓝，有明显的烧灼现象。缸套工作表面形貌和金相组织发生变化。3）异常磨损的磨损产物颗粒较大。一般正常磨损的磨屑直径1m，而异常磨损的磨屑直径达25m30m。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。图4 a）为气缸套正常磨损后缸壁纵截面形状和磨损量的示意图，b）g）为缸套异常磨损后纵截面形状和磨损量的示意图。b）、c）为典型的异常磨粒磨损。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。e）为缸套异常粘着磨损，特点是活塞位于上止点时第一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）、g）是典型的腐蚀磨损。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12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46倍。g）是冷却水温过低导致的缸套下部严重腐蚀磨损。图4 气缸套磨损后纵截面形状及磨损量示意图以上各种情况是典型的，原因是单一的，然而实际船舶柴油机缸套磨损情况则是复杂的，原因是多方面的。所以，轮机员在分析缸套异常磨损原因时应根据实际运转工况全面考虑，具体分析。例如某Sulzer RD76型主机，在对主机No.2缸进行吊缸检修时，发现气缸套严重脏污，扫、排气口严重脏堵，活塞下部空间的脏污也比较严重。在对气缸清洁后进行了测量，测量数据如表1所示，为了便于分析，同时列出了上次吊缸时的测量数据。对表1的测量数据通过计算得到缸套各测量位置的磨损率如表2所示。从表1、表2中的数据可以看出，日前No.2缸在位置1的前后方向磨损率为0.13mm/kh，左右方向磨损率为0.12mm/kh，在位置2前后方向的磨损率为0.11mm/kh，均已超过了0.1mm/kh的限制指标，由此可以看出，目前该缸处于异常磨损状态6，且属于图4中的e）种情况。引起柴油机缸套异常磨损的因素很多，有柴油机结构设计、材料选用、加工装配质量方面的因素，也有轮机管理人员使用、维护、管理方面的因素。鉴于Sulzer RD型柴油机是一个非常成熟的机型，所以对于本次故障基本上可以断定主要是管理方面的原因。经调查，这主要是气缸油总碱值的选择不当引起的，具体的分析见本文4.1。 表1 缸套测量数据 工作小时：4800h 单位：mm位置前后方向（本次/上次）左右方向（本次/上次）1234567764.15/762.90763.75/762.70762.45/761.70761.75/760.90761.00/760.50760.75/760.55760.40/760.20762.55/761.40762.30/761.55761.60/760.80761.75/761.20761.05/760.65760.55/760.25760.25/760.10表2 No.2缸各测量点的磨损率 单位：mm/kh位 置1234567前后方向左右方向0.130.120.110.0780.0750.0830.0880.0570.0520.0420.0210.0310.0210.0161、表格与上下文字段落之间空1行；2、表序和表名放在表上方居中，用5号黑体，采用三线制；3、表应有标题，表内必须按规定的符号注明单位。表中文字可根据需要采用小于小四号字体，表名放在表上方，用5号黑字。4、表格应随文给出，先见文后见表；5、一张表格应为一个整体，不要拆分排写在两页上。表格不加左右边线。3.2 气缸套异常磨损的原因气缸套异常磨损的具体原因有：1）活塞在气缸中对中的偏差太大，使活塞和气缸套产生偏磨损。当十字头滑块和导板磨损过大，连杆大小端轴承和主轴承偏磨损时，活塞在气缸中偏置或倾斜，产生敲击或拉缸等。2）气缸套上润滑油油膜破坏。这一般是由于下列原因造成的：润滑装置发生故障，使滑油供应不足；刮油环太锋利；活塞边缘与气缸套局部接触；珩磨过细，使气缸表面太光滑；滑油被燃油稀释；喷油器雾化不良，燃油喷到气缸套上把滑油冲走；空冷器凝水或漏泄，使气缸套内表面的水排斥了油膜；活塞环断裂、粘着或压入，漏气吹走或烧毁了油膜；冷却液流量不足或冷却腔积垢，使气缸壁温度太高，油膜蒸发或破裂；气缸套上的布油槽结炭，滑油沿圆周方向分布不均。在最后的一种情况下，注入气缸内的油滴还倾向于集中在活塞上部，并形成一个突起的积炭。这个突起的积炭可以把注入缸内的大部分滑油吸走，并在气缸套上磨出一道道垂直的槽。与燃油中相应的含硫量比较起来润滑油的碱值太高时，活塞头上形成积炭，这积炭会吸收油膜和刮伤油膜。3）在润滑油中混进了泥砂和焊接的飞溅物，或在空气中混入了灰砂、焊接飞溅物以及粉末状货物的飞尘，从而造成磨粒磨损。这种磨粒磨损本身可能比较严重，也可能由此而导致更严重的磨损，如拉缸事故。4）在润滑活塞环区域的温度太高，燃油和滑油添加剂的性质不良，在活塞环槽中产生积炭或沉积物。活塞环背后的沉积物把环顶在缸壁上，使磨损加重。活塞环天地间隙的沉积物阻碍了环在槽中的运动，也使环与缸壁的磨损加重。燃油、滑油燃烧后添加剂生成的灰被油膜吸收或形成磨粒都可能使磨损大大加重。5）在下列情况下产生较严重的腐蚀磨损：气缸过度冷却，使缸壁上凝结大量的硫酸；空冷器中海水温度相对于环境空气温度显得太低，空冷器中的凝结水使气缸壁上形成大量的硫酸；润滑油周向分布不均，使气缸套局部工作面上的硫酸得不到中和；滑油的碱值太低，不足以使凝结在气缸壁上的硫酸得到中和等等。6）气缸套或活塞由于安装不当、冷却不均、高温、高压等原因产生不规则变形，发生擦伤和烧伤7。综上分析，柴油机气缸套异常磨损是轮机管理不良的结果，因此提高轮机人员管理水平，加强轮机管理是防止和减少气缸套异常磨损的关键。4 防止气缸套异常磨损的预防措施4.1 气缸油的选择与注油率的确定1）气缸油的选择在十字头柴油机中，气缸润滑是一个独立的系统。其润滑设备、气缸油品质、单位时间供油量(注油率）及运行中的管理等都须特别考虑。良好的气缸油应具有如下性能：（1）润滑性：气缸油应具有良好的油性，在活塞与气缸壁之间形成适当厚度的油膜。（2）粘度：气缸油在高温时应具有适当的粘度(通常在100时为1420 mm2/s），粘度指数为7595。（3）抗氧化性：在高温下应具有良好的抗氧化性。（4）中和性能：由于燃油中含硫较高，气缸油应具有一定的碱性，总碱值(TBN）约10100/mgKOH·g，以中和燃烧后生成的硫酸。（5）良好的载荷性能：油膜在受力较大的情况下仍不被破坏。另外，选择气缸油还应考虑燃油的含硫量、柴油机工作强化程度及扫气形式等。由于现代船舶主柴油机均燃用劣质燃油，其含硫量一般都较高，这就要求气缸油中含有足够的碱性储备，能完全中和燃烧产生的酸性氧化物，防止腐蚀缸套及活塞表面，但其总碱值要合适。当气缸油总碱值不足时，其不能有效地中和燃烧产物形成的无机酸，缸套发生腐蚀磨损的速度相当快。在各注油点之间的缸套表面上，将出现漆状沉淀物，而漆状物底下的缸套表面将因腐蚀而发暗。如使用镀铬缸套时，在被腐蚀的地方还会出现白斑(硫酸铬）；当气缸油总碱值过高时，会造成活塞和气缸的污染，通常在使用低硫燃油状况下，使气缸内积垢增加，导致磨损加剧，出现活塞环卡死或断裂现象。一般来说，气缸油的选择是根据主机的性能和所用燃料的含硫量来确定的，表3列出了气缸油总碱值（TBN）与燃油中硫分的关系。应特别注意的是，在换用不同品种的气缸油时，要选用性能相近的油，并且应在原来使用的气缸油用完后再加入新品种的油。所含添加剂不同的油种不要混用，否则，它们之间会产生一定的化学反应，使两种油均失去原来的性能，这样极易引起拉缸。表3 气缸油总碱值（TBN）和燃油含硫量的匹配关系燃硫成分S1.01.0S2.02.0S3.53.5S5.0STBN1030-4070851002）注油率的确定气缸油注油率是根据柴油机的负荷、机型、扫气形式和冲程缸径比而确定的，如对于横流、回流扫气柴油机，新式冲程缸径比大的柴油机，要求有较高的注油率。气缸注油率应选择适当。注油率过低，气缸内难以形成连续均匀的油膜，活塞与气缸套干磨擦，磨损加剧，另外燃气泄露严重，环面有磨痕，甚至产生咬缸；注油率过高，除造成浪费外，还会增加活塞头部积碳，粘住活塞环，造成断环、拉缸，气口和气阀通道也因积碳堵塞，严重时导致扫气箱着火。适当的注油率应使气缸套中活塞自上止点到下止点整个行程里都有均匀的油膜，缸套表面湿润、干净，且能维持气缸套、活塞及环的气密。虽然柴油机生产厂家在说明书中也会有指导性的注油率，但轮机人员在实际管理工作中应视情况加以调节，如在吊缸完更换某些部件后，在磨合阶段应适当增加供油量，待磨合良好后逐渐减少至正常供油位置。4.2 燃油的预处理燃烧过程是柴油机工作的核心，它直接影响柴油机的动力性、经济性、可靠性和使用寿命。因此，保证柴油机的燃烧及时、平稳和完全对于柴油机缸套是至关重要的。燃油从油舱到主机经过了一系列的预处理，其中主要是燃油的分离和加温，其质量直接或间接地影响到柴油主机缸套的磨损。1）燃油杂质的分离船舶在航行中，燃油驳运泵根据油位的高低自动将油舱的燃油驳至沉淀柜，进行沉淀，然后分油机根据主机的日耗油量将沉淀柜中的燃油分至日用油柜。为保证最大可能将杂质从燃油中分离出来，分油机实际分油量应注意控制在1/3最大分离量以下，连续分离，定时排渣，排渣间隔时间0.51.0h，并将燃油加热至9095，以提高分离效果。主机日用柜燃油通过油泵泵至高压油泵，其间经过燃油自动滤器，轮机人员应特别加强对其维护管理，航行值班时要注意自动冲洗，停泊时要注意对其清洁并检查滤网，若发现破损要及时修补或换新滤网。防止燃油中的颗粒杂质进入高压油泵和喷油器。否则，不仅会加速有关部件的磨损，缩短高压油泵柱塞和套筒、喷油器的使用寿命，而且在气缸内燃烧后的残留物也会增加，加速缸套的磨粒磨损。2）燃油的加温为了保证燃油喷射时的雾化良好，除保证高压油泵和喷油器正常工作外，燃油必须加热，使其粘度达到说明书的要求。一般燃油进高压油泵的粘度为6575雷氏粘度，其温度为105115，若出现燃油压力不稳定，说明燃油中部分油被气化，应适当降低加热温度。4.3 主机运行时的管理为了避免主机缸套的异常磨损，轮机人员在主机运行时要进行科学的管理。1）合理控制缸套冷却水温度。由于主机燃用的重质燃油含硫量较高，若冷却水温度过低，气缸壁温度相对较低，当气缸壁的表面温度低于硫酸蒸汽的露点，大量硫酸冷凝，便产生酸性腐蚀磨损，其危害程度远远大于正常磨损。一般将主机缸套水进机温度控制在6065，出水温度控制在7075。2）主机转速在正常情况下控制在95额定转速，功率为额定功率的85左右，扫气压力应尽可能保持在1.0MPa，不低于0.08MPa。3）定期冲洗涡轮增压器，压气机端每天冲洗一次，废气涡轮端1014天冲洗一次。4）每航次均测试示功图，了解缸内工作情况，如检查爆炸压力、压缩压力和喷油提前角是否合适，各缸功率是否平衡，如发现异常，应及时进行调整。4.4 主机的日常维护保养1）及时清洁增压器透平滤网，按说明书要求更换透平油。2）喷油器的拆检和泵压。根据主机运行中所测的示功图或爆炸压力，轮机人员应能判断其各缸喷油器的工作状况。若发现情况不好，应及时拆检、测试。在清洁、检查和测试喷油器时，若发现弹簧、喷油嘴不合要求，应及时换新。喷油器重新组装后，应注意通过调节弹簧的预紧力调节喷油器