主机低转速时燃烧敲缸故障分析

1、 论文题目： 主机低速时敲缸故障分析与排除 内容摘要 摘要 ：某轮主机为B&W 5S60MC型柴油机。在某航次中出现低转速时不正常敲缸故障。本文结合主机敲缸的现象，进行导致问题的原因分析，得出最终结论。根据理论分析和实际操作结果，采取有效方法，更换活塞坏，消除了故障。在文章的结尾作了总结并给出了一些针对此类现象的处理建议和日常管理注意事项。 关键字：主机 敲缸 活塞坏更换15目 录 前言1 1 主机低速时燃烧敲缸故障现象1 2 敲缸故障现象分析及判断2 3 故障的解决措施4 3.1 气缸盖的拆除4 3.2 活塞的拆除7 3.3 装复10 3.4 验证10 4 总结10 4.1原因分析1

2、04.1.1 气缸密闭不良导致低速时燃烧敲缸的机理104.1.2 汽缸密封不良导致低速时燃烧敲缸的表征114.2 处理建议114.2.1 彻底解决114.2.2 应急措施114.2.3 防范措施11 【参考文献】13主机低转速时燃烧敲缸故障分析 前言 柴油机运行中气缸发出有规律的不正常声响或者敲击声，这种现象称为敲缸。 敲缸通常分为两类，即燃烧敲缸和机械敲缸。由于燃烧的原因在上止点附近发出尖锐的金属敲击声称为 燃烧敲缸或者热敲缸。此时如若继续运行，则柴油机的最高燃烧压力异常增高，各个部件热应力增大，机械负荷亦增大，在冲击力的作用下，运动部件将过快磨损，严重者导致损坏。因运动部件和轴承间隙不正常

3、引起钝重敲击声或摩擦声，是发生在上.下止点或越过上.下止点时及经过中部时，这种现象称为机械敲缸或冷敲缸。“时代2”轮在主机低速时发生不正常的敲缸，经判断是燃烧敲缸。在采取正确的措施后，消除了这个现象，避免了由此引起的轴承负荷增加而加剧磨损，以及振动造成某些紧固件松动，导致更严重的机械部件损坏。由此，在平时维护保养的过程中，应高度注意，为船舶和航行安全做好保证。“时代2”轮为载重76 000t巴拿马型散货船，主机为二冲程柴油机，型号B&W 5S60MC，功率8 833KW，废气涡轮增压，直流扫气。1 主机低速时燃烧敲缸故障现象 我轮在某航次航行途中，主机运转良好，无异常现象。而在某日抵锚

4、地主机减速时，主机第二缸有间歇性的敲缸的声音，声音不大，间歇间隔2-3，4-5转不等。在3小时后进港低速航行，第二缸的敲缸声音变得异常大，全船甚至驾驶台都听得到。在这种情况下，轮机长通知船长，随即决定封缸运行。用专用提升工具将第二缸高压油泵滚轮连同柱塞一同抬起，将该缸示功考克全部打开，减少能量的损耗，防止因缸内积油过多造成爆炸，同时适当地减少该缸滑油和冷却水的供给，降速并降低柴油机的负荷，保持运转平稳以及其余各缸不超负荷，同时防止增压器发生喘振。经过封缸处理，敲缸声随即消失。 次日1200开航，主机备车时发现第二缸不发火。离港主机低速时第二缸敲缸声音仍然很大。在封缸运行后，船出港，随后放下高压

5、油泵滚轮和柱塞解除封缸并加速到全速，数转内敲缸消失，主机又正常运行，无异常现象。在抵达目的港锚地时，又出现轻微敲缸现象，抛锚后，即进行维修。 2 敲缸故障现象分析及判断 对于敲缸现象，可分为机械敲缸和燃烧敲缸。很明显，此次敲缸现象随停止供油而消失，肯定不是机械敲缸，而是燃烧敲缸，遂需对形成燃烧敲缸的原因进行分析和研究。柴油机的燃烧过程可分为四个阶段，分别为：1. 滞燃阶段-自喷油始点至着火点2. 速燃阶段-自着火点至最高压力点3. 缓燃阶段-自最高压力点至最高温度点4. 后燃阶段-自最高温度点至燃烧终点下面我们着重分析滞燃阶段和速燃阶段。在滞燃期中，燃油进行着一系列发火前的物理和化学准备，此间

6、喷入气缸的燃油量称为滞燃量。燃油在滞燃期内没有产生明显燃烧，主要是形成可燃性混合气体。而在滞燃期内形成的可燃性混合气体的数量直接决定了后续速燃期燃烧的急剧程度。当滞燃期结束时，滞燃量将立即全部投入燃烧，而且此时活塞接近上止点，气缸容积很少，导致气缸内压力迅速上升至 最高爆发压力Pz。滞燃时间越长，滞燃量越大，一旦发火燃烧，压力就会突然增高，使柴油机工作粗暴。柴油机的发火点一般在上止点前几度曲轴转角，而最高爆发压力点为上止点后10-15度。这一燃烧时期的特点是气缸中的压力迅速上升至最高爆发压力Pz。压力之所以迅速上升，一是由于燃烧急剧进行，二是由于活塞位移极微。在速燃期中，不但烧掉了滞燃期形成的

7、可燃性混合气体，还烧掉了速燃期喷入气缸并且已经完成了燃烧准备的部分燃油，燃烧近乎是在等容状态下进行。评价速燃期的重要参数是平均压力增长率p/（为滞燃角），它表示本阶段内气缸内相应于单位曲轴转角的平均压力增长量。此值决定了柴油机燃烧过程的柔和性。p/小的柴油机工作柔和，燃烧平稳，无敲击声。p/大的柴油机工作粗暴，常伴有敲击声。此种敲击是由于滞燃时间过长，滞燃量过多，气缸中积累了过多的已经完成燃烧准备的可燃性混合气体而瞬间同时燃烧的缘故。这种燃烧在气缸内产生微波并传向气缸四壁，往复反射产生的敲击声，称为燃烧敲缸。 速燃期的燃烧速率很难直接用控制该燃烧期燃油与空气混合速度的办法来加以控制，故亦称为不

8、可控燃烧期。由于速燃期的可燃性混合气体主要是滞燃期喷入气缸的燃油所准备的，为了使柴油机工作平稳，应通过滞燃期来影响速燃期，力求缩短滞燃期，减少滞燃量，控制可燃性混合气体的形成量。滞燃期对燃烧质量起决定性作用，因此控制滞燃期是影响燃烧过程的重要手段。综上所述，可总结燃烧敲缸通常有以下几点原因引起：1. 所用燃油燃烧性能差，易发生爆炸。2.喷油器供油提前角过大。3.供油量过大，超负荷运转。 4.喷油器启阀压力调得过低。 5.喷油器的喷嘴针阀卡在开启位置。 6.喷油器弹簧断裂或松动。综合分析，认为敲缸实质原因主要有三点，分别是：1. 然油的燃烧性能差，例如十六烷值过小。2. 燃油喷射时间过早。3.

9、汽缸内油雾过多。根据分析，遂进行进一步的分析：1. 由于上航次使用相同燃油，未出现此类故障，故排除燃油的燃烧性能为故障原因。2. 测取喷油定时，油门刻度为72，喷油提前角为9°，喷油终点上止点后7°，未超出明书允许范围。3. 对第二缸喷油器进行泵压试验，启阀压力375bar,在说明书允许范围内，雾化正常，无滴漏，说明此缸喷油器无故障，不是引起油雾过多的原因。4. 全面仔细检查高压油泵，进油阀，回油阀等无卡阻，密封良好，确认高压油泵无故障，不是引起油雾过多的原因。5. 主机完车后盘车，观察第二缸示功考克，未见有气体排出。6. 打开扫气箱道门，检查发现有两根活塞环断裂。7. 查

10、阅航行途中主机主要参数，第二缸对比其他缸，排烟温度略高，压缩压力低0.4MPa，爆炸压力低0.7MPa,活塞冷却液温度高2，缸套冷却水高2，见下表。缸 数12345排烟温度 320330325320325缸套冷却水温度 7880787878活塞冷却液温度 5154525252爆炸压力 MPa12.812.213.012.913.0压缩压力 MPa10.810.511.010.910.9通过以上试验，检查和参数分析，判断出第二缸气密不良，主要是由活塞环断裂引起，需要吊缸检修，换新活塞环。而诸多因素均可引起活塞环的断裂，如搭口间隙过小，环槽内积碳，活塞环压入时，其工作面与气缸壁贴合不良，缸套磨损失

11、圆等等。这要求我们在平时对于主机的维护管理工作中，要多留心，多注意，并采取合适的手段，保障机械设备良好的工况。3 故障的解决措施根据上述判断，即进行吊缸检修，更换活塞环。3.1 气缸盖的拆除1. 将主起动阀上的闭锁装置A 置于锁紧位置。 啮合盘车机 B。 关闭燃油进口阀 C。 关闭冷却水进口阀 D。 关闭冷却水出口阀 E 及F。 打开冷却水泄放拷克G 及H。 在操纵系统通过球阀排放大气前，切断控制空气及安全装置空气气源。 切断液压/气动排气阀延缓装置的气源，并放大气。停掉主滑油泵。 2. 从排气阀上拆除冷却水出口管。 拆除冷却水出口管与气缸盖之间的螺栓。 拆除喷油器和喷油泵之间的高压油管。 拆

12、下起动阀的控制空气管。拆除起动空气进气管与缸盖的连接螺栓。 3. 拆除液压管。 拆去排气阀至液压驱动装置的回油管。拆去排气阀空气弹簧的空气管及密封空气管。 4. 拆除位于排气集管和排气阀间中间接管的保护套 。 拆下排气管/中间接管的法兰螺钉，旋松下面四颗螺钉，拆下气缸盖螺母上的保护螺帽。5. 把缸盖泵紧工具放在缸盖上，把定距环放在螺母上，用液压拉伸器拆松螺母。 6. 用机仓内吊车钩住排气阀上的环首螺钉，吊起气缸盖总成，并放在两块木板上。7. 拆除并扔掉缸盖和缸套之间的密封圈，清洁粘结在气缸套上部的焦碳。3.2 活塞的拆除 1. 将十字头向下盘车，直到足以使操作者能够拆除活塞杆填料函，活塞杆连接

13、螺栓以及伸缩管。 2. 拆下紧固法兰上内圈螺钉，使填料函松动。注意：不要拆下紧固法兰上外圈螺钉。3. 拆除活塞杆的连接螺栓。4. 将两块定矩块装到活塞杆底板上平面以保护填料函下部刮油环，并且吊装活塞时对填料函起导向作用。5. 拆下气缸盖,用手动风磨轮小心磨平缸套上部所有磨损锐边。6. 盘车使十字头到上止点位置，同时检查定距管的定位销是否进入填料函上的孔内。 7. 活塞顶部已高出气缸套，清洗活塞头的起吊槽，将起吊工具的其中两只“固定”的钩形脚插入起吊槽，再用第三只钩脚，使其插入吊槽内，并拧紧至与此工具上的档块相接触为止。 8. 将活塞支座放置在柴油机平台一个开口处四周，吊出活塞，活塞杆和填料函，

14、通过柴油机平台上的开孔置于活塞支座上，在活塞杆四周放好支座在支座上上好螺栓。 9. 用活塞环张环工具拆下活塞环，发现活塞环槽内有很多积碳，随即清除积碳，清洗环槽，并换新全部四根活塞环,经测量缸套发现磨损没有超过说明书允许范围。3.3 装复用滑油均涂活塞环，活塞杆和气缸套，在活塞头上装上起吊工具，确保填料函壳体上的孔对装在活塞杆脚板平面上定距块上的导向定位销。用滑油均涂在填料函型密封圈上，盘车使十字头位于上止点，在气缸套上放上活塞杆导向环，将活塞吊入缸套。拆除起吊工具和活塞导向环，盘车将十字头连同活塞杆及伸缩套管向下至足以使操作者能拧紧回油管螺栓位置。拆除活塞杆底脚平面上定距块，上紧填料函紧固法

15、兰内圈。然后换新气缸套顶部的密封圈，抹上油脂后装上，将气缸盖与缸套解除表面清洁，用行车吊回气缸盖，并安装好。拆除起吊工具，上紧气缸盖螺栓的锁紧螺母和保护螺母，将有关管路接回，阀门置于正确开关状态。3.4 验证经过检修过后，主机盘车，第二缸有气体排出。正倒车试验，第二缸正常发火，且不再敲缸。开航定速前的机动航行时间内，不再出现敲缸声，主机正常运转，各检测参数回复正常，证明第二缸的气密性良好，检修成功。4 总结4.1原因分析 4.1.1 气缸密闭不良导致低速时燃烧敲缸的机理燃烧敲缸，实质是爆炸压力过高。通过这次故障，对其中的“汽缸内油雾过多”有了全新的认识。以前认为，只有喷油量过大，例如柴油机负荷

16、过高或者高压油泵故障，导致“气缸内油雾过多”；现在认识到，还有另外一种可能，即某（些）循环燃油不发火，积累未燃烧的油雾较多，也导致“气缸内油雾过多”，一旦形成，形成很高的爆炸压力。而某（些）循环燃油不发火的原因，可能包括：1) 压缩压力过低，压缩终点温度低于点火温度2) 燃油雾化不良3) 喷油过迟（滞燃期后可以点火时，缸内温度已低于点火温度）4) 燃油的燃烧性能差 低速时，汽缸密封不良可能导致：1) 压缩终点压力和温度偏低2) 燃烧室内空气扰动效果差而不利于油气混合3) 汽缸温度偏低这次故障就是汽缸密封不良，压缩压力过低，某（些）循环燃油不发火，积累未燃烧的油雾较多，一旦发火，形成很高的爆炸压

17、力，从而引起敲缸现象发生。 4.1.2 汽缸密封不良导致低速时燃烧敲缸的表征1）.发生在低转速时。因为主机转速高时，压缩终点温度和压力提高，空气扰动加剧促使油气混合，喷油量增加，汽缸温度也提高，不大容易出现燃油不发火，也就不会发生燃烧敲缸。2).间歇性，间歇几转（不定）一次，不是主机每转都敲缸。3）.活塞冷却液温度和缸套冷却水温度都升高，尤其是活塞冷却液，因为汽缸密封不良燃气漏泄，活塞和缸壁温度都升高。4）.若主机缸数少且启动程序油气并进时间短，又适逢该密封不良气缸处于发火位置时，可能启动不成功。4.2 处理建议前面说过，燃烧敲缸的实质，是爆炸压力过高。爆炸压力过高，机械负荷大，当然会损害部件

18、。但是，如果各缸安全阀有效限制最高压力，基本不会损害部件，最多是某些轴承负荷增加而加剧磨损，以及振动噪声某些紧固件易松动。所以对气缸气密不良导致主机低速时燃烧敲缸，要重视，但是也不必大惊小怪。4.2.1 彻底解决彻底解决，需要更换活塞环和缸套（若缸套磨损超限），回复气密。此外，需要定期效验缸头安全阀，确保有效。4.2.2 应急措施1. 低速时，封缸运行。2. 高速时，可以投入运行，但需要适当调小该缸然后喷油量，以防止排烟温度过高。 4.2.3 防范措施 防范气缸密封不良导致低速时燃烧敲缸，就是要保持气缸气密，主要是防止活塞环过度磨损和断裂。1. 适时或定期吊缸检修，包括即时更换磨损超限的气缸（

19、套）和活塞环，修理有凸台的环槽（极易折断活塞环）等，保证缸壁.环槽以及活塞环的技术状况良好。2. 合理确定汽缸油注油量，低速时适当地提高。3. 定期检查，即时发现，可以从以下几方面判定活塞环的密封情况：A.盘车，从扫气箱内扫气口观察活塞环弹性，磨损情况以及是否有断裂等。活塞环光滑洁亮，弹出环槽，用螺丝刀撬压有弹性，可确认其密封性能良好。若外表面为黑色，有蹿气痕迹，卡在环槽内，用螺丝刀撬压令没有弹性，则需要即时更换。B.定时检测活塞冷却液温度和缸套冷却水温度。若活塞环断裂，燃气下蹿，缸套冷却水温度会比平时正常时高，活塞冷却液温度的变化则更大。C.定期测量各缸压缩压力。如果压缩压力比正常低，则显示

20、密封性能差，可能活塞环有过度磨损或者断裂。D.盘车，观察示功考克透气情况，若有气透出，则密封性能较好，如若没有气透出，则密封性能较差，有可能活塞环断裂。从本次故障的发生到彻底解决的过程中，我们可以看出，对于主机平时的维护保养工作要做到认真仔细，不能忽视任何一点问题，同时不断提高自身业务水平，加强分析问题，判断问题和处理问题的努力，使机械及设备始终处于良好的工作状况，切实做好轮机员本职工作，保证船舶和航行的安全。【参考文献】（1）李斌 主编，船舶柴油机，大连：大连海事大学出版社，2021年。（2）MAN B&W 5S60MC 说明书 教师见习报告总结期待已久的见习已经结束了，在龙岩三中高

21、中部见习听课，虽然只是短短的两个星期，但感触还是蛮深的，以前作为一名学生坐在课室听课，和现在作为一名准教师坐在课室听课是完全不同的感受，感觉自己学到了一些在平时课堂上学不到的东西。在这里，我获得的不仅是经验上的收获，更多是教学管理，课堂教学等的理念，以及他们带给我的种种思考。教育见习实践过程：听课。教育见习的主要目的是让学生在指导教师的引导下，观摩教师上课方法、技巧等。听课是教育见习的主要内容。我院规定在一周的见习中需完成至少6课的见习任务。我在教师的安排指导下，分别对高一、高二物理专业课型为主，其他课型齐头的方式，积极主动的完成了听课任务，收到良好的效果。我听的第一节课是高二（8）班，这是一

22、个平衡班，水平不如实验班高。在上课前。科任老师已经跟我说了这个班的纪律是比较差的，而且成绩也不是很好。在我听课期间，确实有几个学生在课堂上说话，但是我发现了一个有趣的现象，这个现象我在往后的几个班都发现了，就是绝大部分的学生的学习热情都好高涨，积极举手发言，积极参与课堂活动。我跟老师们提起这个现象的时候，科任老师就跟我说，一个班里不可能所有的学生都能全神贯注地听完一节课，所以作为一名教师，应该想办法吸引学生的注意力，调动的积极性，比如可以以小组为单位，以抢答计分的形式调动学生的积极性，这样课堂气氛就会活跃起来了。在为期两周的见习工作中，我真的有很大的感触，我第一次感受到自己已经从一名学生向一名

23、教师靠近，走在校园里，每当有学生叫我一声老师，我在感到无比自豪的同时，还感受到了自己的责任。见习工作结束了，我要回到学校继续我的学习了，但是我会好好记住我从*中学学到的一切，并应用于我的专业学习中去。一、教学管理理念 在龙岩三中，从领导阶层到一位普通的科任老师，都秉承以学生为主体的宗旨进行学校的管理，进行教学工作的开展。作为一个课程改革的示范学校，一个教育实验基地。这所学校鼓励着老师做各种研究，各种改革。每个班主任都有着自己的管理经验与管理宗旨。有了这种思想的自由，自然这里也就充满着探索与尝试，从而有所创造与进步。在我见习的班集体中，班主任对他的学生说：“我要让你们成为学习型的管理者

24、，也是管理型的学习者。”这样一句简单的话，让我感到这里老师进行班级管理的良苦用心。他们关心的不只是学生的学习，更多的是从一个完整的人的概念出发，去培养学生多方面的素质。二、教学理念 在见习期间，借着录课的机会，我听了很多的市级，校级的公开棵，还有理科实验班的课。在这些课堂上，让我看到教学改革正在悄然进行，有意识的老师正在努力体会“以学生为主体”的课堂模式。学生的创造也逐步成为教师追求的教学效果。其次，这里的老师也都在适应着多媒体教学，信息化教学，使得课堂更加生动，资源更加丰富，学生获取学习资源的渠道也就更多。尽管，这种教学理念、教学模式的推广仍然有很长的路，但似乎也并不遥远，相信，这股改革的浪潮会给教育领域带来很大的冲击。 三、实际工作经验 在上面，是我在这所学校感受最深刻，也是认为最有意义的收获。实际工作经验上，由于在指导老师的指导下，也获取了许多。 在班主任工作上，我认识到了一个老师的表率作用是很大的，学生时刻看老师，作为一个老师，应该从自己严格要求，并影响感染学生。这就要求师生之间的相互交流必须是贴心的，也是带有希望的。见习期间，班主任老师教给了我许多的班级管理经验。我想这些经