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导读 船舶柴油机由于功率大，运行环境恶劣等原因，其系统更为复杂，技术要求也更高，而在工作中出现的故障分析排除也更为困难。 对于燃烧室漏气这一故障现象，是船舶柴油机较常出现的故障之一，而引起该故障的原因多种多样，其产生的危害也各不相同，轻者可暂时不作处理，而重者处理稍有迟缓将导致机器损坏、报废及人员的伤亡。 燃烧室漏气故障，产生的原因主要有气门漏气、气缸漏气、气缸垫烧损、缸盖缸套裂纹等，不同原因产生的故障现象会有所不同,排除方法也有所不一样，下面就此进行详细分析。  一、气门漏气 1、现象 气门漏气后，使气缸内压缩压力降低，造成柴油机起动困难，冒黑烟(刚起动时为白烟或灰烟，以后为黑烟)，功率下降，着火声音不好。 2、原因 （1）气门故障 a.气门烧损。 气门是在高温高压的条件下不停运动，同时散热条件差，故气门密封环带易被烧损，特别是排气门,因为在高温废气的冲刷下温度更高，更易烧损。 气门烧损后，在气门接触环带有麻点或灼伤疤痕，这时气门便密封不严，发生漏气。 b. 气门变形。 气门杆部弯曲或气门头变形、倾斜，使气门与气门座不能很好密封而漏气。 气门杆弯曲经常是由于杆部受到额外的弯曲力矩或其他外力。 另外，气门杆与气门锥面不同心、气门座与气门导管不同心等也会使气门在工作中弯曲。 c.气门杆在气门导管内卡滞不灵活，造成气门落座不好，密封不严。 气门卡滞主要是由于缺少机油或气门杆与气门导管间隙过小或者积碳所造成。 (2)气门与气门座配合不好 a.气门与气门座过度磨损。 进气门磨损主要由于空气滤清器过滤不净和气门与导管间隙中下来的滑油过少;排气门与排气门座的磨损主要是由于高温废气的冲刷，并受废气中夹杂的硬质碳粒等的摩擦，以及燃气的化学腐蚀所造成。 此外，气门间隙过大，使气门与气门座撞击加大,加快了磨损; 柴油机长时间超负荷工作，这时因供油过多，燃烧不完全，机体温度过高，也促使磨损加快;气门座粗糙度不够，气门材料不好等也会使磨损加快。 过度磨损后，气门下陷，偏磨,工作锥面上的密封环带变宽或呈现麻点等，造成密封不严，引起漏气。 一般来说，柴油机进气门的磨损较排气门磨损要大,这主要是进气门直接受到含有尘粒的空气冲击所致，润滑情况比排气门要差，涡轮增压柴油机更是如此。 b.气门与气门座密封锥面积碳过多。 积碳是由于柴油机燃烧不完全或烧机油所造成的。 气门上积碳过多，容易造成气门关闭不严。 c.气门座与气门导管不同心，或气门杆与气门导管间隙过大等，造成气门工作不稳定和气门与气门座产生偏磨，使气门密封不良。 (3)气门弹簧故障 气门弹簧弹力减弱或其中一个折断。 由于弹簧弹力减弱，在运转中使气门、摇臂、推杆等发生脱离，在气门落座时产生跳动，使气门关闭不严。 （4）气门间隙调整过小 该间隙留得过小，气门受热后会被摇臂经常顶开，而使气门关闭不严，并且还会使气门密封锥面严重积碳或烧损。 3、排除 气门与气门座上有积碳应彻底清除。 可用煤油或柴油清洗。 清洗时不能用刮刀把密封面刮伤,应该用钢丝刷轻轻刷去密封面上的积碳。 如积碳胶结在表面上很牢固，可以将气门放在煤油里多浸些时间再刷。 气门顶部的积碳可以用软金属刀刮除。 同时清除气门座及排气通道上的积碳。 气门杆与气门导管磨损后间隙超过0.2mm时，应进行更換; 一般气门导管磨损较快，小修时一般只更换气门导管，气门不换，气门杆卡住，首先应检查原因，疏通阻塞的油孔与油道，防止故障再次发生。 然后向气门顶部加入少许机油，再用手推动气门上下运动，使机油慢慢流进导管。 若系材料质量问题，则必须更换气门或导管。 弯曲的推杆必须校直。 气门及气门座如有烧损、麻点及剥落时，轻者研磨气门，重者应分别光磨气门和铰修气门座，或更换。  二、气缸漏气 1、现象 a.有“漏气”声。 由于漏气缸内压缩力不足，故很容易转动曲轴,并在转动曲轴时，有气体漏入曲轴箱发出“咝、咝”声，打开加机油口盖,听得较清楚。 漏气严重时还会引起曲轴箱爆炸。 b.曲轴箱通气孔冒烟。 起动困难，起动后工作不平稳，功率不足，曲轴箱的通气管(或加机油口盖)冒烟，或从油底壳接缝处向外渗机油。 c.有异常响声。 在起动、低速、大负荷、转速变化时沿气缸全长有敲击声(敲缸)，一般随柴油机走热后响声逐渐减轻。 d.排气冒蓝烟。 由于机油窜入燃烧室内燃烧，除机油耗量增加外，同时活塞顶及燃烧室大量积碳，活塞环胶结，排气冒蓝烟。 严重时排气窜机油。 e. 排气冒黑烟。 燃油燃烧不完全，燃油消耗率高，排气冒黑烟。 f.机体温度高。 水温和机油温度高，有的零部件过热，如气缸盖、排气管等。 2、原因 a.活塞环故障。 活塞环磨损，开口间隙和侧向间隙增大，活塞环折断等,造成漏气。 b.活塞和气缸磨损。 ★空气滤清器油盘中缺油(空气滤清器采用油浴式)，或空气滤清器与进气管道接触不严密。 另外，在清洗空气滤清器后，滤芯总成装错或内、外橡胶密封圈装错等，均会在进气中夹带尘土进入气缸，加剧气缸等的磨损。 ★机油不足或不清洁或变质，使活塞与气缸出现早期磨损。 ★冷车起动后，未经预热立即投入工作，或长时间在水温较低情况下怠速运转，使燃烧气体中的水蒸汽冷凝成水滴，并和其它燃烧生成物形成酸性物质(硫酸等)腐蚀气缸壁，使磨损加剧。 ★更换活塞环时，由于气环的开口间隙和侧向间隙过大，扭曲环或锥形环装反，油环磨损或油环回油孔被积碳堵塞。 更换气缸套时，缸套质量不佳，粗糙度不够，装配时，清洗不干净或气缸间隙过大，油底壳中机油面过高等原因，都会使大量机油窜入气缸内燃烧，使活塞环(特别是第一道环)胶结在环槽中失去弹力，从而密封性大为减弱。 同时，由于积碳过多，也加速这些零件磨损。 ★由于柴油机长期在高温或超负荷状态下工作，活塞环弹力减弱，或由于安装不正确或在工作中由于缸套椭圆度过大，而使活塞环自动转位，使各环开口重合，都会造成漏气，加速磨损。 c.活塞销卡环损坏。 活塞销卡环损坏，活塞销窜出，使缸壁严重刮伤，也会产生涮气。 d.连杆故障。 连杆弯曲、扭曲变形，连杆大小头孔中心线互相歪斜不平行,或主轴颈不平行，造成气缸单边偏磨。 e.未按规定磨合。 新机或大修后的柴油机(或新换缸套及活塞组)，未磨合好即投入工作，也会加速磨损。 3、排除方法 检查活塞环间隙、活塞裙部和气缸的配合间隙以及气缸的不圆度。 若活塞和气缸磨损不严重时可更换活塞环，并将缸套旋转90°安装，若磨损较严重，应镗缸，然后相应地加大活塞和活塞环，或全部更换标准的气缸、活塞及活塞环。 若因连杆弯扭造成的偏磨应校正连杆，空气滤清器、机油滤清器失效应及时更換，并按时更换机油。  三、气缸垫烧损 气缸垫烧损后，柴油机往往仍可发动，但带负荷后，功率不足，严重时柴油机不能工作，并可能造成某些有关零件的损伤。因此，要认真预防和排除。 1、现象 气缸垫烧损后就失去密封作用，发生窜气、漏水或漏油现象。 气缸垫烧损的部位可以看到黑斑，而且用锦纱也不易擦净。 气缸垫烧损会导致柴油机功率不足，水温过高，螺栓孔处漏气，燃气窜入机油，冷却水窜人机油等故障现象。 2、原因 （1）机件质量方面 a. 气缸垫不合要求。 气缸垫的质量不高，铜皮内的石棉布置不均匀，特别是燃烧室周围处没有布置均匀时，最易冲坏气缸垫。 b.气缸套高出机体平面不合格。 各缸套高度不一致或高度不够或凸出过多，使气缸盖压不紧，燃烧气体审出，烧坏气缸垫。 c.缸盖或气缸体的接触平面不平。 使气缸垫不能平整压实而冲坏气缸垫。 如气缸垫经常在同一部位损坏，则多系气缸盖或气缸体不平所造成。 气缸盖和气缸垫安装时不清洁，使气缸盖、气缸体平面接触不严。 （2）维护管理方面 a.未按规定拧紧气缸螺栓。 拧紧气缸盖螺栓的顺序不正确，或未拧到规定扭矩，或各拧紧力矩不均匀，使气缸盖平面所受压力不均，气缸垫在气缸体与气缸盖的接合面之间贴合不好。 这样最易使气缸垫漏气冲坏，而且易使气缸盖变形。 b.柴油机工作温度过高。 如超负荷工作，喷油时间过迟、气缸垫在高温下工作，很容易失去原有的弹性，使气缸垫变得非常脆弱而最后被烧毁。 c.喷油提前角过小。 由于柴油被喷入压力和温度都不高的空气中，物理化学准备的条件较差,着火落后期延长，导致速燃期压力升高率增大，往往超过允许范围，产生冲击性气体压力载荷，也容易冲坏气缸垫。 d.使用气缸垫片不当。 气缸垫使用时间过久或拆装次数多，气缸垫便会失去弹性，不能很好地起到密封作用，若继续使用便会烧毁。 拆下气缸垫后，随意放置,没有挂起或放平，使气缸垫变形或损坏，装上使用时便会烧毁。 e.柴油机中有水。 由于柴油中混入水份，在高温的作用下，产生有机酸，气缸盖被腐蚀成蜂窝状的麻点，窜气而冲坏。 3、排除方法 a.发现气缸垫稍有损坏应立即更换。 对于弹性减弱的气缸垫，经过在机油中加温后还能继续使用。 如果发现气缸垫漏气但没有烧损，可在漏气部位加铜皮(厚约0.2 mm)即可防漏。 也可以将缸垫在火焰上均匀地烤一烤，由于石棉膨胀，使缸垫复原，防止漏气。 b.气缸体与气缸盖平面不平时需铲刮修平。 c.气缸套凸出高度不够或不一致时，需加以调整和修理，使其达到规定值，同一台柴油机各缸凸出高度相差不得大于0.05mm。 d.更换气缸垫时应测量余隙，余隙太大，压缩比变小，影响柴油机功率。 余隙太小，压缩比变大，不但易烧坏气缸垫，而且会造成气门碰活塞顶。 四、气缸体、气缸盖破裂 气缸体、气缸盖破裂主要是使用不当造成的。 破裂部位一般在进、排气门座之间，燃烧室与气门座之间，两缸之间的鼻梁处，水套、水道孔以及气缸盖螺栓固定孔等部位。 1、现象 a.水箱冒气泡。 气缸体、气缸盖破裂，燃气进入冷却水，水箱内冒气泡，冷却水消耗很快，柴油机工作不稳定，功率下降，声音不正常，甚至不能继续工作。 b.柴油机漏水。 气缸体、气缸盖外部破裂时，水向外渗漏。 e.机油变质。 气缸体、气缸盖内部破裂时,水漏到油底壳使油面增高，机油变质。 d.排气冒白烟。 水漏到气缸中会变成燕汽随同废气一起排出，使排气冒白烟，柴油机不易起动。 2、原因 气缸盖经常处于高温、高压下工作，燃烧时最高瞬时压力可达6.0~ 7.0 MPa;最高温度可达1800~2000℃左右。 假如柴油机以2000r/min运行，则气体的压力和温度将是每分钟1000次的频率变化着，热冲击十分强烈。 根据实际测量,缸盖底面的温度分布是不均匀的，对应活塞凹槽处的缸盖温度较高，而缸与缸之间和水孔边缘的温度较低。 由于存在温差，相应产生热应力及残余应力,最后导致出现裂纹和损坏。 现从使用维护角度分析原因如下: （1）冷却水方面 a.严寒季节起动时，向冷机内突加开水。 b.柴油机温度过高时，突然加入冷却水，这样极易引起炸裂。 如冬季使用柴油机时，有的操作员为了便于起动，先将柴油机起动后，再加冷水,这样做是不好的。 因为起动后机体内部温度迅速升高，加入冷水后便易炸裂。 又如柴油机在缺水开锅时突然加入大量冷水，这也是不允许的。 应当逐步加入少量冷水，使温度降低。 e.严寒季节冷却水结冰而胀坏。 故冬季使用时在停车后约半小时，应将冷却水放尽。 最好用手摇转动曲轴数圈，排除水泵内的存水，水泵放水阀不必关上，以免积存冷却水。 注意水箱通气孔应畅通，以免影响放水。 d.柴油机温度还很高时就放水。 柴油机内部很热，迅速放水，气缸盖机体外部骤冷，使各机件温度下降不一致。 特别在冬季更趋严重，这样便产生内应力而出现裂纹。 因此放水应等柴油机温度降至40-50℃ (停车后约半小时)后再进行。 有的采用减压机构进行停车操作，由于突然在高温下吸入过多的冷空气，缸盖等也易炸裂，因此一般不应用减压机构停车。 （2）维护管理方面 a.柴油机冷车起动后，还没有走热，就突然加大负荷，使气缸盖、机体内由冷骤热，产生内应力而裂开。 b.喷油时间不对。 喷油时间不对或喷油量过多，或喷嘴滴漏严重，冷却水道局部堵塞，气缸盖螺栓松紧不均匀，以及气缸盖拆卸次数过多，引起气缸盖挠曲，均会造成局部高温。 这时由于冷却速度快慢不一形成裂纹。 c.柴油机长期超负荷工作。 超负荷，使内部机件内外冷却温度不一致，也容易产生热裂。 因此在使用中不要长时间超负荷作业，正确调整喷油时间，要经常保持柴油机正常水温(80~95℃)。 d.缸套结垢。 冷却水套中水垢过多，影响散热效果，使缸盖底面温度升高，局部热应力集中,导致缸盖产生裂纹。 由于柴油机在工作中的震动,使水垢成大块的脱落，水垢脱落处的局部温度下降，造成温差过大，膨胀不一致，产生内应力，因而炸裂。 3、排除方法 气缸体、气缸盖的裂纹根据不同情况焊补或更换。 五、气缸套破裂 1、 现象 故障现象有水箱冒气泡，柴油机漏水，机油变质，排气冒白烟等。 2、原因 （1）气缸套及相关零件方面 a.气缸套凸出高度过大。 为保证可靠地压紧气缸套，湿缸套上端与气缸盖衬垫压紧部分，要突出机体顶面0.05 ~0.15 mm。 这个凸出量太大，在拧紧气缸盖时，会使气缸套变形，并使凸缘根部产生裂纹。 b.气缸套与气缸体配合间隙过大。 或由于安装时密封胶圈的作用或缸套凸缘下平面不平，以及缸套凸缘与气缸体接触平面中间有杂物，把缸套垫起，使缸套装斜，在活塞侧压力作用下，产生微量的横向摆动，促使在凸缘处产生疲劳裂纹而断裂。 c.在凸缘处不是圆滑过渡而成尖角，有明显刀痕，在交变载荷下，此处易产生应力集中，产生微观疲劳裂纹而逐渐扩展，以致断裂。 d.其它还可能是气缸套材质不合格或工艺上没有很好退火等原因，引起缸套断裂。还可能因缸套锈蚀，穴蚀严重而使强度减弱，引起缸套断裂的情况。 （2）维护管理方面 a.冷却水不足。 如柴油机运行中水量不足，甚至断水，使柴油机过热，此时若突然加入冷水，缸套骤冷收缩，极易产生裂纹。 柴油机长期超负荷运转，机械负荷与热负荷急剧增大，也会造成缸套裂纹，裂缝处严重漏水后，气缸内产生“水垫”，造成“顶缸”，将连杆顶弯或破坏其它零件，水漏入曲轴箱后，破坏机油性能，易产生烧瓦事故。 b.冷却水结冰。 寒冷天气水套内的水没放尽，缸套被冻裂。 c.气缸套结垢。 气缸套外壁积存厚的水垢,影响散热，附于气缸套外壁的水垢可能部分掉落,这样使气缸套受热不均匀，在热应力的影响下发生 破裂。 d.活塞环折断或活塞销窜动，往往因挤压缸套造成裂纹。 3、排除方法 气缸套发现裂纹应更换。 另外，柴油机气缸盖上安装的某些部件故障也会引起燃烧室漏气。 如喷油器安装不到位或密封垫片不合格，会因喷油器密封不好而使燃烧室漏气。 对于压缩空气起动的柴油机，起动阀不密封也会使燃烧室漏气。 六、燃烧室漏气的判断 燃烧室漏气判断最常用也最可靠的方法是测量柴油机的压缩压力，若某缸压缩压力明显偏小或无压力，则说明该缸燃烧室密封不好。 对于不同的故障部件或部位，其判断有着各不相同的方法，如判断气门是否漏气。 可将柴油机运转一定时间，待水温达到60℃左右时，停止运转并摇转曲轴，若存在气门漏气会感到各缸压缩力不等。 压缩力小的缸，把曲轴摇到压缩冲程的一半部位停留15~30s，再摇曲轴会感到压缩冲程的后一半部位无压缩力，或压缩力很小。 在排气管口或进气管口(应将空滤器取下)会听到很长的嘘叫声，严重时，在柴油机工作中，也能清楚听见“嗤嗤”的声音。 如进气门关不严或烧损，工作时用手摸进气管会有烫手的感觉。 气门漏气与活塞环漏气或气缸垫漏气不同。 活塞与活塞环漏气时，有敲击声，加机油口有油烟冒出，且在此处听到漏气声和排气管冒蓝烟。 气缸垫漏气时，有水漏入油底壳使机油变稀,水漏入气缸内使排气管冒白烟。 还可进一步证实是气门漏气还是活塞环漏气，其方法是: 在喷油器孔向气缸内倒入少量粘度大的机油，如果此时气缸的密封性不见得有多大提高，气缸压缩力仍然一样，则说明是气门漏气。 在拆开气缸盖后发现气门密封锥面有严重积碳更说明气门漏气。  |
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