海船培训课件2.4

船舶动力装置中华人民共和国海船船员适任考试培训教材左春宽孙永明张春来李世臣主编目录一二第一章柴油机及其附属设备的性能评估第二章主柴油机及其附属设备的使用与管理三四第三章船舶主推进动力装置的工况配合及管理第四章电控喷射柴油机五第五章典型液压系统六七第六章制冷与空调系统的操作和维护第七章

船用蒸汽锅炉第二章主柴油机及其附属设备的

使用与管理2节柴油机运行过程中常见问题及应急情况下的处置程序及措施1节主柴油机使用与管理3节柴油机辅助设备及系统的使用与管理4节船用柴油机主要部件常见故障产生原因及处理方法害5节传动轴系及辅助设备的常见故障分析及处理6节螺旋桨的常见故障分析及处理第四节船用柴油机主要部件常见故障产生原因及处理方法一、气缸盖裂纹的部位、产生原因、检验及处理二、气缸套常见问题（故障）的产生原因及其处理方法三、活塞常见问题（故障）的产生原因及其维护处理方法四、活塞运动部件装复后的校中检验及失中原因分析五、活塞销、十字头销、活塞杆与活塞杆填料箱六、曲轴七、轴承八、精密偶件九、气阀十、重要螺栓十一、增压器一、气缸盖裂纹的部位、产生原因、检验及处理1、活塞裂纹（略）2、缸套裂纹（略）3、气缸盖裂纹（略）4、燃烧室裂纹造成的危害：（1)强度降低。（2)密封性能变差。（3)导致滑油或冷却水污染。（4)燃烧室液击。（5)严重时可导致气缸或整个柴油机无法工作。一、气缸盖裂纹的部位、产生原因、检验及处理1.裂纹部位（1）气缸盖底面裂纹一般产生在应力集中部位：底面阀孔边缘过渡圆角处、阀孔之间Sulzer老式RD、RND柴油机中小型气缸盖裂纹发生在小缸盖底面上喷油器孔、起动阀孔和安全阀孔四周过渡圆角处并径向扩展；大缸盖底面产生周向裂纹

四冲程柴油机缸盖底面积小，但孔多，强度被严重削弱，容易自中间喷油器向其它阀孔扩展图例：RD/RND缸盖裂纹图例：四冲程机缸盖裂纹1-示功阀孔；2-安全阀孔3-喷油器孔；4-起动阀孔裂纹裂纹1.裂纹部位（2）冷却面裂纹

对于环形水道的老式气缸盖，在环形通道筋根部（过渡圆角过小、存在缺陷）产生应力集中裂纹，并沿圆周方向深度扩展，甚至裂穿

对于新式钻孔冷却的气缸盖，在冷却水侧钻孔处产生裂纹，并且扩展至底面。这种裂纹是淡水中的防腐剂浓度不合适、燃烧不良或微生物腐蚀引起的图例：缸盖冷却侧裂纹2.气缸盖裂纹的原因

根本原因是热应力、机械应力周期作用引起疲劳破坏；直接原因是操作管理不当、维护保养不良（1）轮机员操作管理不当冷车起动、加速太快，使温差过大，产生热应力；频繁起动、停车或长时间超负荷，使机械应力和热应力增加；冷却和润滑不良或中断、停车后立即停止冷却，使零件过热，热应力增加（2）维修保养不良

未按说明书维修保养大纲要求定期检修，不能及时发现问题；冷却水处理不当或不投药，水腔结垢严重，影响散热产生过大的热应力；安装时未按规定上紧螺栓或螺栓受力不均，产生附加应力3.气缸盖裂纹的检查①在CCS规定的每5年一次保持船级的特别检验时，对缸盖及其阀件打开检验②按柴油机说明书的维修保养大纲要求③新造、修理的缸盖或怀疑有裂纹的缸盖采用观察法和无损检验判断（1）气缸盖裂纹的检验气缸或活塞冷却水压力表或膨胀水柜水位波动，可能有裂纹；冷却水温升高；淡水消耗量增加；扫气箱有水流出；膨胀水柜透气管冒气泡；冷却水中有油星，可有助于进一步判断循环油柜油量异常增多、滑油迅速乳化表明有裂纹起动前转车和冲车时示功阀有水汽或水珠冲出吊缸检查时燃烧室零件锈痕、活塞顶部积水（2）航行中判断是否有穿透性裂纹4.气缸盖裂纹的检修

修理前要进行无损探伤，找出裂纹部位、尺寸和深度，根据材料和各种工艺特点选择不同的修理方法；穿透性裂纹和关键部位的严重裂纹应换新（1）打磨消除：微小裂纹用锉刀、油石或风砂轮打磨，经无损检测或水压试验合格后继续使用。裂纹深度达壁厚3％以上，则改用其它方法修理或报废换新（2）金属扣合法：缸盖底面和其他部位裂纹可用此方法，可以达到强度和密封性要求（3）焊补：较小裂纹应先铲除后焊补，应制订严格的焊补工艺和选择合适的焊补方法气缸盖裂纹焊补：铸铁或铸钢件不加热修复，应注意焊接应力产生新的裂纹；若加热（150～400℃），可以保证质量，但工作条件差，且由于缸盖形状复杂，加热不均会引起新裂纹冬天更应该预热焊补，并且保温缓冷钻止裂孔、开U形坡口（坡口底部呈圆弧形，因为尖角不宜焊透）。每次焊补长度不超过30～40mm，趁红热态轻轻敲击整个焊道，并加温回火（4）镶套：对于孔壁上的裂纹，采用这种方法。衬套材料一般采用不锈钢或青铜，衬套端部与阀孔底部间垫紫铜垫片以增强密封性1-衬套；2-紫铜垫片；3-裂纹（5）胶粘剂修复：缸盖上的裂纹或铸造砂眼，依部位选择有机或无机胶粘剂修理（6）覆板修理：用于修理缸盖外表面裂纹，先钻止裂孔，涂胶，覆钢板并用螺钉固定1-止裂孔；2-紧固螺钉；3-缸盖4-覆板；5-裂纹1-止裂孔2-紧固螺钉3-缸盖4-覆板5-裂纹

气阀与阀座受高温、高压、撞击、摩擦及燃烧产物腐蚀，工作中几乎没有润滑，工作条件恶劣，破坏密封性，故属于柴油机易损件图例：主机排气阀座

气阀与气阀座常见的损伤有磨损、烧伤、腐蚀和裂纹5.气缸盖气阀座面的检修（1）气阀座磨损检修磨损及原因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。原因是阀座在高温下受到撞击，座面金属产生塑性变形和拉毛；高压下与阀的配合面产生微动磨损，配合面间有机械杂质时磨损更甚修复方法主机气阀、气阀座面磨损后可用专用磨床和工具研磨修复；中、高速机可采用手工修复；铸钢气阀座面磨损严重，可堆焊修复；中、小型柴油机气阀配合面磨损较轻时可互研修复密封性检验铅笔划线在气阀锥面上划径向铅笔线，压紧阀并转动90°，取出气阀，若铅笔线全部被擦断，表明研磨质量高煤油渗漏将气阀装入阀座，在阀座坑内阀盘底面上倒煤油，5min后擦净并迅速提起气阀，若无煤油渗漏，表明密封性良好敲击法手动使气阀敲击阀座数次，若座面上呈现一连续光环，表面密封良好（2）气阀座面烧伤和腐蚀的检修原因

大多发生在排气阀座面上，原因是气阀因变形、磨损、积炭、裂纹等原因关闭不严，高温燃气漏泄使阀座过热，金属烧损；或因高温腐蚀使座面产生麻点、凹坑，甚至烧穿修复阀盘锥面：麻点、凹坑可机械加工消除后用专用磨床修磨，或堆焊、喷焊修复阀座：可机加工或手工铰削修理，大型柴油机的排气阀座面也可堆焊或喷焊修复；损坏严重时应更换座圈铰阀座示意图1.气缸套的正常磨损的标志二、气缸套常见问题（故障）的产生原因及其处理方法t’、u’、ΔDmax（缸径最大增量）小于说明书或有关标准的规定值，允许最大磨损量Δmax为0.4～0.8％缸套内径D铸铁缸套磨损率<0.1mm/kh，镀铬缸套磨损率在0.01~0.03mm/kh气缸工作表面光洁，无明显划痕、擦伤等磨损痕迹缸套上部的磨损量通常大于下部正常磨损原因（1）粘着磨损一般是因为润滑油膜破裂导致干摩擦处于边界润滑部位的局部金属直接接触油膜过薄，被工作表面的尖峰刺破油膜未形成，或遭破坏（高温、低速等）（2）磨粒磨损新鲜空气中的灰尘油类燃烧生成的各种氧化物、炭粒、或灰分滑油中的机械杂质及运动副的摩擦产物（3）腐蚀磨损主要是燃油中的硫分，燃烧后的SO2，SO3与低温的缸壁凝结成H2SO3，H2SO4，对缸壁的腐蚀。一般上部程度严重，因为那里的润滑油膜薄，隔离和中和硫酸的能力弱。特别当油含硫量>0.7％时，硫酸量急剧增加。1）在缸套的正常磨损原因中有：粘着磨损、磨粒磨损、腐蚀磨损，而没有疲劳磨损小结：2）缸套磨损发生最严重的部位在：TDC附近；BDC附近；中点；全部行程2.缸套的异常磨损3（1）特征①缸套和活塞环的磨损率大大超过正常值。

铸铁缸套磨损率>0.1mm/kh活塞环磨损率>0.5mm/kh②缸套工作表面形貌和金相组织变化划痕、擦伤、发蓝甚至拉缸、咬缸③磨损产物颗粒较大a)b)c)d)e)f)g)活塞TDC第一环位置活塞BDC第一环位置气口位置b）为缸套上部因新气携带大量尘埃进入气缸或燃烧不良产生积炭引起的磨损。c）为润滑油中机械杂质过多，筒状活塞式柴油机缸套的润滑从下而上的。所以下部严重磨损。e）缸套异常黏着磨损活塞位于TDC时，第一道环对应缸壁磨损异常增大，甚至出现大面积拉缸的现象。f)典型腐蚀磨损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，为正常磨损量的1～2倍。腐蚀产物脱落引发二次磨粒磨损，使缸套中部磨损严重，为正常磨损量的4～6倍。g）典型的腐蚀磨损冷却水温度过低导致缸套下部的腐蚀磨损（2）异常磨损的原因3船舶航行期间，缸套发生异常磨损的主要原因是由管理工作不善引起的。所以应该从分析工作参数和维护管理工作对磨损的影响入手。①燃油和燃烧的质量燃油含硫量过大，硫酸凝结温度（露点dewpoint）升高，气缸的高温高压容易引发腐蚀。含硫量高的油燃烧产生炭粒较多，加重积炭的形成，加重磨粒磨损。低质油的灰分含量高，燃烧产生金属氧化物或金属盐，加重磨粒磨损燃烧不完全、后燃使炭粒增加，积炭严重②冷却水温的管理冷却水出口温度过低缸壁温度过低硫酸腐蚀严重冷却水出口温度过高缸壁冷却不良缸壁上油膜蒸发，滑油氧化，积炭严重，产生粘着磨损影响活塞环散热，热负荷增加85~95℃

③润滑油的管理润滑油中的添加剂对边界润滑油膜的形成、承受负荷非常重要。如极压添加剂、油性添加剂。当燃用低质燃油时，气缸油的碱值应匹配选用润滑油不当，或轮机员的使用管理不善：断油、没有定期检验等。④催化剂微粒的影响先进的炼油工艺使渣油碳氢比升高，导致：灰分增加和燃烧恶化，游离碳增多，排气系统积碳，另外未燃烧的碳颗粒和灰分引起磨粒磨损。炼油时采用催化裂化工艺，渣油中残留的催化剂颗粒（铝硅的化合物），引起活塞环、缸套和柱塞套筒异常磨损。3.活塞环与缸套的磨合对于整台柴油机，出厂前的台架试验、装配后开航前、主、副机运动副大修投入正常运转前，均需进行磨合运转。对于活塞环和缸套，吊缸更换投入正常负荷使用时需要磨合。消除初始粗糙度，形成适于工作条件下保持油膜的形貌。a）未经磨合表面b）磨合后的表面（1）活塞环和缸套磨合良好的标志可吊缸检查或扫气口检查①缸壁表面湿润、光亮、清洁、无油污积炭，或油污容易清除②工作表面无明显磨损、拉痕③活塞环表面上有一圈发亮的磨合带，环在槽中活动自如（2）实现活塞环与缸套良好磨合的关键3②摩擦表面形貌③磨合程序①润滑磨合时碱值由低到高，直至正常运行润滑油供应量要充足，一般比正常供油量多50%表面改性处理，覆盖耐磨和有利于磨合的金属；特殊加工方法。环：磷化、氧化、镀锡或镀铜缸套：磷化、松孔镀铬；衍磨加工或波纹切削三原则：转速低到高；负荷小到大；运转时间合理分配4.减少气缸套磨损的管理措施（1）加强燃油和燃烧的管理品质选择、净化处理如果选用的燃油含硫量高，容易引起腐蚀磨损，必须用相应TBN的气缸油来中和所产生的酸；（2）保证良好的气缸润滑条件（3）注意气缸冷却水温度（4）保持活塞与缸套的正常配合间隙活塞装置应具有良好的对中性。定期吊缸检测二.气缸套的检修气缸套的形式、作用二冲程机四冲程机直流扫气弯流扫气横流回流干式、湿式工作条件组成燃烧室受到燃气的高温高压、腐蚀作用与活塞相对运动缸套外圆与缸体内壁组成冷却水腔受到穴蚀、电化学腐蚀承受侧推力和强烈的摩擦常见的损坏形式内圆面外圆面磨损、拉缸、腐蚀、裂纹穴蚀、裂纹

特别检验要求打开缸套检验；柴油机说明书规定对其进行定期检修；每次吊缸亦应检测缸套损坏情况1）缸套磨损的检修

新缸套有一定的尺寸精度、几何形状精度和粗糙度等级，受安装精度的影响以及运转当中活塞部件的往复运动作用，使缸套内表面产生不均匀磨损、壁厚减薄，圆度、圆柱度误差增加

当磨损量超过正常范围（0.4％～0.8％D），燃烧室密封性丧失，造成柴油机工作性能变坏，燃烧室漏气，柴油机功率下降，滑油烧损结炭，缸套、活塞环过热等正常磨损率：大型铸铁缸套φ<0.1mm/kh

镀铬缸套

0.01～0.03mm/kh内径不同磨损极限不同气缸套内径内径增量t’、u’85~2000.600.10>200~3001.000.15>300~4001.500.23>400~5002.000.28>500~6003.000.35>600~7004.000.45>700~8005.000.60>800~9005.700.65>900~10006.400.70>1000~11006.800.75气缸套内圆表面磨损测量（补充内容）1.量具量缸表（内径百分表）内径千分尺boredialindicatormicrometer2.二冲程大型机气缸套的测量

大型机用随机专用的定位样板，沿气缸套纵向确定几个测量点，每个测量点测取横截面首尾、左右方向的缸径图例：气缸套测量工具图例：大型机气缸套测量位置内径百分表内径千分尺123二冲程柴油机气缸套测量位置3.四冲程筒形活塞机气缸套的测量TDC行程中点BDC第一道环末道刮油环图例：中小型机气缸套测量位置

如果没有测量用定位样板，可参考以下位置进行测量还可根据气缸套磨损规律在以下部位测量：活塞位于TDC时，第一道环对应的缸壁位置第一道环分别在活塞行程的10％、50％和100％的位置第一道环在距气缸套下端5～10mm的位置

还依气缸套长短和要求，适当增加测量点，特别是气口上、下部位四冲程柴油机气缸套测量位置4.测量与计算

依据各测量点的数据计算各横截面的圆度误差和首尾、左右纵截面的圆柱度误差，求出其中的最大值；计算内径增量，依据上次测量的数据，计算该时间段的缸套磨损率

将计算的圆度误差、圆柱度误差和内径增量的最大值与说明书或标准比较，确定磨损程度和修理方案（1）船员自修轻微纵向拉痕（宽≯0.2％D、深≯0.05％D、数量≯3条）较轻擦伤（深度<0.5mm）

气缸套轻微磨损，指标未超过标准的，可由船员在船上自修用砂纸或油石沿与水平成20～30°交叉打磨，拉痕不必完全除去，使表面光滑后可继续使用可用油石、锉刀、风砂轮等手工消除，使表面光滑后可继续使用（2）厂修——缸套伤痕较大、磨台或过度磨损，应送船厂修复①镗缸修复法

缸套内圆有较大伤痕和磨台，或圆度、圆柱度超标，但内径增量尚可，则可在保证缸套壁厚强度的前提下镗缸修理，消除内圆表面几何形状误差和损伤，但修理后内径增量仍应符合标准，若△D>1.5%D时应进行强度校核

为了去除磨损造成的几何形状误差并得到基本尺寸精度，应在专门的镗缸机上进行镗缸图例：立式镗缸机

镗缸属于粗加工或半精加工，缸套经过镗削后，表面有螺旋形加工刀痕，为了提高气缸壁的表面加工质量，达到修理的最终尺寸要求，延长使用寿命，必须对缸套表面进行最后一次精加工－磨缸

磨缸是用珩磨的方法加工缸套表面。珩磨是一种高精度加工方法，主要工具是带砂条的珩磨头图例：珩磨头结构

珩磨头由磨缸机主轴带动旋转，并做上下往复运动，工作时以缸套本身进行定位

经过珩磨，缸套表面被磨去一层薄薄的金属，其磨削方向在气缸表面留下相互交叉的网纹

相互交叉的网纹通常是0.5～1.0μm，使表面有较大支承面又可储油，有利于改善磨合图例：珩磨网纹

珩磨头的往复运动速度与圆度速度之比称为珩磨速比。增大往复运动速度，可加强切削作用，提高生产率，降低缸套表面粗糙度

磨缸时，应避免磨头的旋转速度与往复运动速度的次数成倍数关系，以免使磨痕加重，影响粗糙度②修理尺寸法

当气缸套内径增量超过标准时，在保证气缸套壁厚强度的前提下进行镗缸，消除气缸盖内圆表面的几何形状误差和拉痕、擦伤、磨台，然后以修理后的缸径配制新的活塞组件，恢复缸套与活塞的配合间隙（2）厂修③恢复尺寸法

当气缸套内径增量超标时，先镗缸消除缸套内圆形状误差和表面损伤，然后据缸套要求增加的厚度值，选用镀铬、镀铁或喷涂工艺，恢复气缸套和活塞之间的配合间隙

气缸修复后，柴油机正常运转前必须进行磨合2）气缸套的裂纹检修

缸套裂纹是大缸径、强载中、低速柴油机缸套最常见的损坏形式，大多是由于热疲劳和机械疲劳等原因造成的破坏。在船上工作条件下，维护保养不良、管理不当是产生裂纹的直接原因

通常情况下，气缸套裂纹总是出现在结构设计不合理、强度较差和有应力集中的部位（1）缸套冷却侧裂纹

由于设计不合理、支撑点布置不当及凸缘根部过渡圆角太小等原因造成应力集中，在缸套外表面上部支承凸缘根部多发生周向裂纹，严重时扩展到气缸套内圆表面，甚至造成缸套部分脱落缸套外部凸缘根部裂纹

可改变支承力点位置，减小或消除弯曲应力，增大凸缘根部圆角半径，控制气缸盖螺栓预紧力来减少裂纹

冷却水侧因局部流速过高、冷却过度，引起过大的热应力，从而在流道根部应力集中处产生纵向裂纹，向触火面扩展冷却水道根部裂纹

目前二冲程缸套多为钻孔冷却，热应力小，冷却效果好，能有效减少裂纹产生

气缸套内铸有冷却水管时，如内铸冷却水管与气缸套之间熔合不良、冷却水压力波动或冷却水处理不当时，可产生纵向裂纹，甚至裂至内圆表面（2）缸套内表面裂纹燃烧室部位：由于冷却不良（水垢、死水区）使缸套局部过热或交变热应力引起热疲劳裂纹，甚至裂穿燃油粘度过高或喷射压力较大，使火焰触及到缸套表面造成局部过热，在上部内壁纵向裂纹(a)上部纵向裂纹(b)纵向裂纹和气口裂纹(c)纵向裂纹由于操作管理不当、负荷突变或过大，排气温度过高，气口附近金属过热及拉缸产生裂纹图例：缸套内表面裂纹实例缸套周向裂纹少量较为分散的纵列裂纹可用强密扣合法裂纹严重或已裂穿，应换新。航行中缸套裂纹严重且无备件，可封缸实行减缸运行裂纹较短时，经验船部门同意，可在裂纹两端临时钻孔、攻丝、拧入旋塞，防止扩展（3）气缸套的裂纹检修2）拉缸

拉缸是柴油机活塞组件与气缸套配合工作面相互剧烈作用（发生干摩擦），在工作表面产生过度磨损、拉毛、划痕、擦伤、裂纹或咬死的现象，是在有润滑条件下产生的不同程度的粘着磨损。

在无外来物的情况下，活塞环外表面与气缸表面滑动接触时，在极小的表面上产生很高的温度，进而引起活塞与气缸壁之间油膜破坏和碳化、金属烧熔并粘着。这种碳化物或粘着生成物就像一把锋利的刀具，将缸壁的金属切去，从而形成深浅不规则的沟槽。拉缸较轻时使缸套、活塞组件受损，严重时会造成咬缸图例：拉缸实例拉缸形貌（1）拉缸的主要症状①运转声音不正常，有“吭吭”或“嗒嗒”声②转速下降甚至自动停车③曲柄箱或扫气箱冒烟、着火④排烟温度，冷却水、润滑油温度显著上升⑤吊缸检查，发现缸套、活塞环及活塞工作表面呈蓝色或暗红色，有纵向拉痕；缸套、活塞环，甚至活塞裙部异常磨损。

近年来随着柴油机增压压力和单缸功率的提高，缸套和活塞组件的机械、热负荷大大增加，加上高粘度劣质燃油的使用，使拉缸现象易于发生拉缸症状（2）拉缸的种类①运转初期的磨合拉缸②运转中的拉缸

见于新造或修理后的磨合阶段，损伤部位在缸套与活塞环工作表面，严重时波及活塞裙外圆

多发生于稳定运转较长时间后，表现为活塞裙外表面烧伤、磨损，TDC附近壁面严重磨损和气口裂纹；铝合金活塞发生拉缸时，可使铝合金熔化并与缸套表面焊接（3）拉缸的工艺原因

根本原因：工作表面间油膜变薄或破坏，使配合表面金属直接接触，发生黏着磨损并发展形成严重的拉缸事故滑油品质不佳、供油不足或中断缸套冷却不良缸壁过热、超负荷机器的制造、安装精度不足造成油膜变薄或破坏的原因①缸套与活塞环工作表面的粗糙度不合适引起运转初期磨合拉缸若Ra过大（等级低），则短时间内难以完成有效的磨合若Ra过小（等级高），则会因表面太光洁，不能存油，使表面直接接触，产生粘着磨损（3）拉缸的工艺原因②活塞运动装置对中不良引起拉缸

安装精度低，或长期运转导板、滑块、轴承等磨损，使活塞运动部件在气缸中正确位置破坏，活塞摆动敲击气缸，油膜破坏

活塞与缸套的配合间隙反映了其对中情况。间隙过大会使燃气下窜，破坏油膜；间隙过小则使金属直接接触甚至黏着，活塞运动时产生拉缸；间隙不匀，活塞部件在缸中倾斜，运动时摆动敲缸，破坏油膜产生拉缸（3）拉缸的工艺原因（4）防止拉缸的工艺措施①加强对运转中的柴油机的维护管理，定期检测，保证活塞运动装置对中性良好，及时发现失中现象②气缸套内表面采用波纹加工或珩磨加工，使内圆表面既有合适的粗糙度，又有可以储油的网状沟纹，有利于磨合和润滑，防止拉缸③缸套内表面强化处理，提高表面的耐磨性、抗咬合性，以提高缸套的抗拉缸性能④活塞环外表面强化处理，镀锡、锌、铅等金属以加快磨合，提高配合面密封性；喷钼提高耐磨性和抗咬合性图例：缸套加工与拉缸率的关系（5）拉缸时的应急措施

轮机员应根据拉缸程度、海况、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

当拉缸不严重，海面情况不允许停车检修或距港口较近时，可采取简单的减缸航行措施

当拉缸较严重——咬缸或自动停车时，海面平静时可停车吊缸修理；无备件时，可完全减缸航行三活塞的检修RepairofPiston活塞的工作条件常见的损伤形式

外圆及环槽磨损、裂纹和破裂、顶部烧蚀

活塞是燃烧室的组成部分，工作时承受很大的机械和热应力，以及摩擦磨损图例：活塞损伤实例三活塞的检修一、活塞的损坏与检修（1）外表面磨损部位与检测

由于承受侧推力及有导向作用，因此筒形活塞裙部外表面易发生磨损，而十字头式机正常运转时基本不会磨损。

裙部外表面磨损后，裙部直径减小，活塞与气缸间隙增大，圆度误差、圆柱度误差增大，对工作性能及输出功率有直接影响1.外圆表面的磨损检测磨损的测量

用外径千分尺、游标卡尺，在活塞的上部、下部和裙部测量外径，来检验活塞的磨损程度

每个测量面上相互垂直的两个直径，计算圆度和圆柱度，并将最大值与标准比较，以确定活塞的磨损程度（2）活塞外圆表面磨损的修复

裙部磨损不太严重时可光车消除几何形状误差，修后与缸套间隙未超标时可继续使用，否则，铝活塞应换新，铸铁活塞可喷涂或镀铁修复；铸钢活塞可镀铁、堆焊修复；减磨环过度磨损、拉伤或松动则换新2.活塞环槽磨损的检修①环在槽中往复运动、径向膨胀、回转和扭曲运动②新气中的灰尘颗粒或燃气中的炭粒引起的磨粒磨损③燃烧室高温使活塞头部和环槽变形、材料性能下降、环与环槽间油膜被破坏，则磨损更重（1）环槽磨损的原因以铝活塞为多图例：活塞头、环槽变形

环槽端面磨损使环槽与环的间隙增大，使环的密封性下降，造成漏气；同时进入环背面的燃气增多，使环被压向缸壁而容易折断

环槽磨损致使环槽截面形状变成梯形或出现磨台（以第一、二道环槽为重为快）。一般环槽端面磨损率应小于0.01mm/kh（2）环槽磨损测量与修复

采用样板和塞尺测量环槽高度来确定磨损程度，也可用新活塞环作为样板

将样板水平插入环槽并紧贴环槽下端面，用塞尺测量样板与环槽上端面的间隙（称为平面间隙或天地间隙）。将测量值与标准比较以确定环槽的磨损程度先光车环槽端面，然后在下端面镶垫环焊连，镶死环法；连接牢固，但再次磨损后难以修复过盈配合，镶活环法；便于再度磨损后更换垫环，但环容易松脱环槽磨损的修复修理尺寸法恢复尺寸法镶套修理光车环槽端面，然后配制加厚活塞环；但槽脊厚度减小，强度降低，故槽脊厚度减薄量不得超过设计厚度的20～25％，同一活塞上不得有两个环槽采用此法，以免备件供应和管理困难光车环槽端面后喷焊、堆焊、镀铬恢复环槽尺寸图例：环槽镶套修理法（a）镶死环法（b）镶活环法1、5－活塞；2－死垫环；3－活塞环；4－活垫环；3.活塞裂纹与检修（1）头部触火面裂纹周期性温差热应力和燃气作用的机械应力柴油机超负荷、柴油机频繁起停喷油定时不正、燃油雾化不良或火焰触及活塞等造成局部过热，热应力过大原因

凸形顶面活塞多产生径向裂纹；平顶活塞径向、周向都可能产生裂纹冷却侧积垢、活塞顶积炭严重，冷却不充分使局部过热起吊孔、第一道环槽根部的应力集中图例：活塞顶裂纹1－顶部周向裂纹；2－顶部径向裂纹；3－冷却侧裂纹；4－顶部尖角处裂纹；5－环槽裂纹（2）冷却侧裂纹

裂纹多见于活塞顶面冷却侧、筒状活塞销座裂纹的检修

采用观察法、液压试验法、着色探伤检查裂纹

钢、铝质活塞顶部裂纹较轻时可焊补修理，钢活塞顶部裂纹严重时可局部更换；环槽根部裂纹、活塞穿透性裂纹、冷却侧裂纹无法修理的应将活塞报废

主要由于过大的机械应力引起的，还会由于设计不良、材质不佳和毛坯制造缺陷等4.活塞顶部烧蚀的检修（1）原因——温度过高燃气直接和顶部接触；喷油定时不正；喷油器安装不良；冷却不良；水腔结垢等高温腐蚀；材料过热氧化、脱碳使化学成分变化

上述原因综合作用，使活塞顶部金属层层剥落，使厚度逐渐减薄，出现高温腐蚀麻点或凹坑（活塞顶烧蚀），因厚度减薄而强度降低，严重可能影响气缸压缩比，甚至顶部烧穿图例：活塞顶烧蚀2.测量

是用活塞顶部样板和塞尺进行测量图例：活塞顶部测量

将样板置于活塞顶部，用塞尺测量其与活塞顶之间的最大间隙，测量时应使样板绕轴线转动，每转45°测量一次，取其中最大值。当最大值超过15mm时应更换活塞①烧蚀不严重且结构允许时，通过改变活塞安装角度，将烧蚀部位避开原位置继续使用②烧蚀严重可堆焊，焊后机械加工修复活塞顶状③最大烧蚀厚度超过规定或顶部厚度减至设计厚度一半时应报废

缺乏备件或紧急情况下可采用以下方法：5活塞的验收材料成分和机械性能符合原机设计要求活塞的尺寸、形状和位置精度及表面粗糙度等均符合设计图纸的要求活塞销孔中心线与活塞中心线应垂直；活塞销孔中心线与活塞中心线相交，位置度符合要求；环槽平面应与活塞中心线垂直活塞顶面形状符合图纸要求

通常购置的成品活塞不需验收审查，由厂家负责产品质量，除此之外购置或配制的活塞需进行验收。6活塞环的检修活塞环的作用保持活塞与缸套的密封将活塞热量给缸壁调节缸内润滑油常见损伤形式

磨损、折断、粘着、弹力丧失环在槽内往复运动，外圆面磨损，径向厚度，搭口间隙环在槽内上下运动，端面磨损，轴向高度，平面间隙（1）过度磨损与检测

活塞环正常磨损率

0.1～0.5mm/kh，寿命一般为8,000～10,000小时

活塞环的磨损情况可以通过测量其搭口间隙和平面间隙来判断

环若在圆周方向磨损均匀，是不影响其密封作用的，但实际多为不均匀磨损，运转中如环迅速出现较大不均匀磨损，表明其发生了异常磨损，原因大多数属于维护管理不当，例如：活塞环换新后磨合不良；柴油机长时间超负荷；滑油品质不良或供应不足；燃油劣质、燃烧不良及冷却不足等

第一道活塞环的工作条件最为恶劣，承受高温、高压燃气直接侵蚀，高温使零件过热、滑油氧化烧损，造成环异常磨损；活塞头、环槽因过热变形而与环发生异常磨损①搭口间隙测量

GapClearance

环外圆面磨损后，虽然径向厚度减小、直径减小，但依弹力胀大贴紧缸壁，使搭口间隙增大搭口间隙过小，环受热膨胀，两端对顶，严重时引起拉缸、环卡死和折断搭口间隙过大，会使燃气泄漏12环处于工作状态时的开口大小，是环工作时的热胀间隙a.吊出活塞，取下活塞环，清洁气缸和活塞环b.将环按在活塞上的顺序依次放入缸套下部磨损最小部位活上部未磨损部位，保持环的水平c.用塞尺测搭口间隙，记录并与标准进行比较

装配间隙≤搭口间隙＜极限间隙，如果测量值超过极限值，则应更换活塞环搭口间隙测量程序：②平面间隙测量

AxialClearance平面间隙过小，环热膨胀受阻，影响其运动平面间隙过大，造成燃气漏气又称为天地间隙，是环紧贴环槽下端面时与槽上端面的间隙

环与环槽端面磨损后使平面间隙增大，通常第一道活塞环的平面间隙较大，其他各道环依次减小平面间隙测量程序：a.吊缸，将活塞环自活塞上取下，清洁环及环槽；b.大尺寸活塞环可依次装入环槽中，测量若干点处活塞环与环槽的平面间隙c.小尺寸活塞环可一手持环水平插入并紧贴环槽下端面，另一手用塞尺测量间隙图例：平面间隙测量

装配间隙≤平面间隙＜极限间隙，如果测量值超过极限值，则应修理环槽或更换活塞环；间隙变小则说明环槽变形或脏污③径向厚度测量和轴向高度

外表面磨损时径向厚度减小，若小于额定值换新轴向高度用外径千分尺测量，一般变化不大

应测量开口两边100mm及开口对面处的厚度。使用中，活塞环的最小厚度必须根据缸套内圆表面磨损程度确定

e.g.SulzerRLB66型柴油机环厚L为21mm。在磨损较轻的缸套内，L可为17.5mm，在磨损较重的缸套内，环开口增大，第一二道环L允许为19mm图例：径向厚度测量（2）活塞环的折断

活塞环折断多发生在第一、二道环的搭口附近，断环多呈段装、块状，甚至失踪

活塞环会造成气缸磨损加剧，二冲程机断环可能被吹入排气箱、扫气箱，甚至进入增压器涡轮端打坏叶片，造成事故

环折断原因除材料和加工质量因素外，主要是维护管理不良和装配质量差①搭口间隙过小

尤其是高增压柴油机，无充分热膨胀的余地，受热容易对顶产生弯曲，通常在搭口附近折断②环槽积炭

燃烧不良或过热导致积炭，影响环的运动；滑油与金属屑混合形成局部坚硬的积炭，使环发生弯曲疲劳折断。环折断后燃气漏泄，积炭更重，环继续折断③缸套磨台

缸套上部出现磨台，活塞上行时第一道环碰撞磨台，受冲击折断④环槽过度磨损

环槽下端面过度磨损呈倾斜状，环在运动过程中受燃气压力骤起作用，产生周期性扭曲、水平变形导致疲劳破坏⑤环挂住气口

环的变形在开口处最大，热变形较大；而非直流扫气缸套气口间筋部受热易变形。活塞运动中，如环开口处略微挂住气口即会折断应修锉搭口⑥径向胀缩疲劳

环弹力不足或缸套过度磨损，环与缸壁不能紧贴，TDC时受到高压燃气作用，使环被压入环槽内；活塞下行时燃气压力降低，环又从环槽内弹出，反复胀缩产生疲劳（3）环的黏着（固着）Stick密封效果下降，窜气、功率下降、活塞环折断、缸套磨损加剧环槽内油污和积炭使环不能自由运动的现象活塞或气缸过热、滑油过多、燃烧不良滑油氧化或烧焦、缸内积炭，填塞环槽图例：活塞环黏着（3）环的黏着（固着）Stick环槽内油污和积炭使环不能自由运动的现象

通常第一、二道环容易发生黏着，可通过气口观察和用木棒触动活塞环来判断，也可通过检查环表面是否有因窜气引起的发黑情况予以识别

防止黏着的关键是防止气缸过热和滑油过多，特别是防止过多滑油进入气缸上部。可通过改善冷却防止活塞环槽变形将环卡死；因大型二冲程机采用注油润滑，滑油量可以调节，故黏着现象较少较少发生

发生黏着的环应报废换新。环粘着后取下时应注意保护环槽。用木棒敲击使之松动，或先用煤油浸泡再敲击，最后用专用工具取出取环时切忌使用凿子等工具，避免损坏环槽（4）环的弹力丧失检查

由于不均匀磨损、过热、粘着、胀缩疲劳造成，造成环的密封作用下降或丧失①测量自由开口旧环开口小于新环（0.10～0.13）D则表明弹力降低②人为开口人为将开口闭合或扩大一倍，开口变形量大于自由开口10％时，则弹力降低③缸内移动情况弹力足够大的环应紧贴气缸壁，需用力移动如旧环在缸中容易移动，则表明弹力过小

活塞环弹力不足或丧失时应更换；无备件时可以用敲击法恢复弹力：在内圆用小锤敲击，从搭口对面部位开始，逐渐向两侧敲击，用力逐渐减小，使环的开口增大（弹力增大）④对比法将新、旧环竖在一起，用力使环开口闭合，如旧环开口已合而新环还有一定间隙，表明旧环弹力不足图例：活塞环弹力检查（5）活塞环配换工艺①新环的检查外观无变形或碰伤、裂纹；镀铬端面应为下端面测量平面及搭口间隙，并可修锉搭口两端和环的上端面调整搭口间隙和平面间隙，但不得修锉选定的下端面测量环径向厚度及环槽深度，径向厚度应小于槽深0.5～1.0mm，否则可修锉环的内圆面进行调整测量自由开口，检查弹力a.搭口修锉成较大圆角，防止挂住气口、刮伤缸壁新环的修配(补充内容）b.为了减少气缸的磨损和擦伤及有利于润滑，应修锉上、下端棱边的尖峰和毛刺c.新环检查时，为保证各种间隙值而进行的其他修配工作②新环安装

活塞环用专用工具扩大开口，装入槽中。应把新环装在第一二道槽中，且不应一次更换所有旧环；小尺寸活塞环无专用工具时可用绳子套住搭口两端，用手拉将开口扩大、将环装上。

活塞装入气缸体时，要注意各个环的开口应互相错开120°，防止燃气下窜；开口的位置不要对着活塞销的位置，并将刻有‘T’字一面朝上

装好环的活塞应妥善保管，避免碰伤表面图例：活塞环安装③新环的磨合运转新环必须要经过磨合运转20～24h，才能投入使用工况运转，磨合时各种转速下运行的时间应按说明书的规定分配。磨合期间应以最大供油量供给汽缸油②材料、金相组织和硬度符合要求（6）活塞环的验收①尺寸、形状和位置精度及表面粗糙度符合要求HT250、HT300或合金铸铁，硬度HB180~250，比缸套硬度高HB10～20既保护缸套不很快磨损，寿命又较长③外观检查

表面无缺陷，端面及内圆面可有一定大小的气孔④弹力检查

新环的自由开口值为（0.10～0.13）D

将环装入缸套中未磨损的部位，用强光灯在下方照射。自环的上方观察，要求一处漏光弧度不超过30°，若干处漏光总和不超过90°，搭口附近30°不允许漏光漏光处的间隙值，D≤500mm的环，0.03mm塞尺测量不应通过；D＞500mm的环，0.04mm塞尺测量不应通过⑤密封性检查漏光法四、活塞运动部件装复后的校中检验及失中原因分析为了保证实现柴油机设计性能和可靠运转，必须保证运动件与固定件的准确相对位置和要求的配合间隙，也就是要保证活塞运动部件的中心线与气缸固定件中心线重合或平行，活塞与气缸的间隙、导滑板间隙等符合说明书的规定。安装过程中，通过对活塞运动部件在气缸中的横向和纵向位置的校中工艺来实现上述要求。横向校中是使活塞运动部件在柴油机横向，即左右方向与气缸固定件有准确的相对位置——左右方向上的活塞与气缸的间隙相等、导板与滑块工作面间隙符合规定。纵向校中是使活塞运动部件在柴油机纵向(轴向)即首尾方向与气缸固定件有准确的相对位置——首尾方向上活塞与气缸的间隙相等，侧导板与滑块侧面间隙符合规定。1.活塞运动部件校中技术要求（1）活塞与气缸间隙的要求①十字头式柴油机，未装活塞环条件下，上、下止点，滑块与导板工作面应紧密贴合，用0.05mm塞尺插不进的情况下，活塞裙部减磨环处与气缸内孔单边最小间隙：缸径<700mm，应不小于总间隙的30%

；>700mm时20%

。②筒状活塞式柴油机，活塞裙部与气缸内孔单边最小间隙应不小于该处总间隙的25%

。总间隙为首、尾或左、右间隙之和。③活塞在气缸内沿柴油机纵向允许平行偏在一边，但向另一边撬动时偏移量应能转移过去。（2）十字头滑块与导板间隙的要求十字头式柴油机的十字头滑块与导板应均匀接触，导板与滑块工作面和侧面的安装间隙和极限间隙应符合说明书或标准的规定2．活塞运动部件的校中活塞运动部件与固定件的相互位置进行校中是为了实现其校中的技术要求。新造柴油机在台架安装和在船上安装、柴油机大修后的安装中进行校中均是为此目的。营运船舶柴油机在船上吊缸检修时进行校中测量，则是为了检查和了解活塞运动部件在气缸中的状态，以便分析和发现存在的故障。（1）活塞与气缸间隙的测量柴油机检修测量时，应自缸中吊出活塞、取下活塞环，清洁后将不带环的活塞组件装入缸中：新机则直接将不带环的活塞组件装入缸中。①测量方法测量时，盘车使活塞分别处于上止点后15º～30º、下止点前15º～30º位置，用塞尺测量活塞与气缸在首、尾、左、右4个部位的间隙值。MAN-B&WL60MC/MCE型柴油机，盘车到上止点前35º、下止点后45º时滑块压在正车导板上，用专用长塞尺分别测量活塞裙部与气缸在首、尾和左、右方向的间隙。活塞与气缸间隙还可采用透光法进行定性检查。透光法仅适于营运船舶吊缸检修，且不适于长裙活塞及中、小型柴油机。②测量部位长裙活塞：一般测量减磨环和裙下部任一点与气缸的首、尾间隙a1、b1和a2

、b2，左右间隙a′1、b′1和a′2

、b′2。短裙活塞：测量裙部与气缸的间隙或增测活塞杆与填料函孔之间的间隙a2

、b2。筒形活塞：分别测量活塞头部和裙部与气缸之间的间隙。（2）十字头滑块与导板间隙的测量双导板柴油机:测量倒车滑块工作面与倒车导板工作面之间的间隙，即左、右方向上的工作面间隙；测量倒车滑块侧面与侧导板之间的间隙，即首、尾方向上的侧面间隙，并使之符合说明书的规定。单导板柴油机:测量活塞分别位于近上、下止点部位时，滑块倒车工作面与倒车导板的工作面间隙和滑块侧面与侧导板的侧面间隙，应测量滑块的上部和下部分别与导板相对位置的工作面间隙和侧面间隙。3.活塞运动部件的失中将活塞运动部件失中分为在柴油机左右方向上发生的横向失中和在首尾方向上发生的纵向失中。（1）横向失中横向失中一般发生在十字头式柴油机上。由于柴油机的安装质量不佳或运转中的异常磨损造成固定件导板工作面与气缸中心线不平行或距离不符合设计要求；活塞运动部件的滑块工作面与运动部件中心线不平行或距离不符合设计要求；或以上两种情况同时存在。横向失中(现象、原因、措施)图(a)为活塞运动部件横向对中情况，即活塞分别位于近上、下止点时，活塞运动部件中心线与气缸中心线重合或在要求范围内平行的正常情况。测量活塞与气缸在左、右方向上的间隙相等，滑块与导板的平面间隙符合规定。图（b）、（c）为活塞在近上、下止点时活塞在气缸中偏左或偏右的极端情况。原因：导板工作面与气缸中心线之间的距离过大或过小，或由于滑块工作面与活塞运动部件中心线间的距离过大或过小。措施：通过调节导板与机架或滑块与十字头之间的垫片厚度；或采用导板、滑块工作面重浇白合金。图(d)、（e）为活塞在气缸中发生倾斜，在近下止点位置时，活塞在气缸中分别偏向一侧。测量活塞在气缸中左、右方向上的间隙不等。原因：导板工作面与气缸中心线或滑块工作面与活塞运动部件中心线不平行所致。措施：分段调节垫片或刮研工作面上白合金。（2）纵向失中(现象、原因、措施)

各类柴油机均会发生纵向失中

图(a)为正常情况。测量活塞在近上、下止点位置时

的活塞与气缸首、尾间隙值相等或接近，表明活塞运动部件纵向对中良好。图(b)为活塞在气缸中偏靠一侧，即活塞运动部件中心线与气缸中心线平行。测量近上、下止点位置时活塞与气缸在首、尾方向上的间隙值不等，但同侧间隙相等或接近。原因：连杆大端轴承两侧轴向间隙不等或船舶纵倾所致。措施：通过调节大端轴承两侧的间隙予以消除。图(c)为活塞在近上止点位置时在缸中倾斜，近上、下止点时在缸内居中。测量活塞写气缸在首、尾方向的间隙，近上止点时不等，近下止点时相等。原因：曲柄销颈不均匀磨损产生单面锥度所致。措施：通过消除曲轴销颈几何形状误差进行调整。图(d)，(e)为活塞在近上、下止点位置时在缸中发生同侧倾斜。测量活塞与气缸在首尾方向的间隙不等。两图失中现象相同，但产生的原因不同。原因：图(d)为连杆大端轴承上瓦偏磨；图(e)为曲柄销颈纵向不均匀磨损产生锥度。措施：通过分别采用刮瓦和修轴措施消除失中现象。图(f)是活塞位于近上、下止点时，活塞在缸中间首、尾不同方向倾斜。原因：曲柄销中心线与主轴颈中心线不平行。措施：采用机械加工消除曲轴的位置误差。五、活塞销、十字头销和填料函的检修1.活塞销的检修

作用：活塞销结构简单，一般为中空的圆柱体，用于连接筒形活塞与连杆，把活塞承受的气体力和活塞往复运动的惯性力传递给连杆。活塞销在连杆小端轴承中做摆动运动

材料一般采用低碳钢或合金渗碳钢，表面渗碳、淬火和低温回火处理，在工作中承受周期性的冲击性弯曲作用力，表面受到摩擦磨损，常见的损坏形式为磨损和裂纹外刚内韧图例：活塞销

量具：外径千分尺

沿轴线方向取3～5个截面，测量每个截面相互垂直的直径D1、D2，并计算t’，u’，求出其最大值并与标准进行比较（1）磨损的检测（2）裂纹的检测

活塞销虽小，但微小裂纹可以引起断裂，进而使活塞运动部件打坏机体（俗称连杆伸腿）外观检查磁粉探伤检查表面有无擦伤、过热氧化变色、渗透层剥落和表面裂纹工作表面不允许有裂纹和横向发纹，但允许有数量不多于5条的纵向发纹，同一截面上不多于2条发纹(haircrake)是指钢的一种宏观缺陷。它是钢中夹杂或气泡、疏松等在钢的加工变形过程中沿锻轧方向被延伸所致（3）活塞销的修理

表面过度磨损可镀铬、镀铁等方法修复。镀铬层厚度不应大于0.5mm，镀后机械加工

如表面裂纹和渗透层剥落应报废换新活塞销直径t’、u’活塞销直径t’、u’<500.03>175～2000.06>50～750.04>200～2250.07>75～1000.04>225～2500.07>100～1250.05>250～2750.08>125～1500.05>275～3000.08>150～1750.06活塞销磨损极限2.十字头销的检修十字头柴油机特有部件，由十字头销和滑块组成作用是连接活塞组件和连杆，构成活塞运动部件，并将活塞的气体力和惯性力传递给连杆

十字头销为短粗的中空圆拄体，刚性好，粗糙度等级高，一般采用优质碳钢（40钢，45钢）或合金调质钢（40Cr，35CrMo）锻造而成

工作时十字头销承受周期性冲击性弯曲作用力，表面受到摩擦磨损，主要损坏形式有表面磨损和裂纹①磨损检测（1）十字头销的检测

使用外径千分尺测量销径A、B处的直径，计算其圆度、圆柱度误差并与标准比较。如圆度误差过大可能引起十字头轴瓦的裂纹②十字头销颈中心线与活塞杆中心线垂直度和位置度测量

垂直度偏差应不大于0.15mm；位置度偏差应不大于0.50mm③销颈裂纹检验

工作表面和过渡圆角附近不允许有裂纹、拉痕和发纹，其它表面不允许有横向发纹，只允许有个别的纵向发纹；必要时进行磁粉探伤检查图例：十字头销磨损测量（2）十字头销颈的修理①外表面过度磨损后，采用镀铬修复，铬层厚度在0.2～0.3mm之间，镀前外表面粗糙度<Ra1.6μm，镀层表面不允许有麻点、发纹等缺陷②圆柱度误差超过规定时可机械加工修复③外圆表面、过渡圆角附件产生裂纹并超过规定时应报废换新（1）活塞杆填料函的结构

上部用来密封扫气空气，不使其漏入曲柄箱和刮除活塞杆上的油污。

下部用来防止曲柄箱中飞溅润滑油被活塞杆带入气缸

活塞杆填料函安装在气缸体底部横隔板中心孔内的密封装置，用于密封扫气空气、刮除活塞杆的油污和分隔气缸和曲柄箱图例：活塞杆填料函3.活塞杆填料函的检修

刮油环3可刮去活塞杆上的油污；密封环4可防止气缸中的扫气空气泄漏

下部第一组刮油环再一次刮除活塞杆上的剩余油污并通过SR孔排放；其余三组刮油环则把曲柄箱中飞溅到活塞杆的润滑油刮下并经OR孔流回曲柄箱

刮油环、密封环均由三段扇形块组成，并各用两道拉紧弹簧紧压在活塞杆上。所以检查或更换填料函中的环时不需拆卸活塞装置图例：活塞杆填料函结构图例：活塞杆上的密封环（2）填料函的检修

由于活塞杆与填料函长时间相对往复运动和环的径向运动，使刮油环、密封环的内圆面产生磨损、划痕、擦伤和端面磨损，使环与环槽的配合间隙发生变化。当各部位的间隙接近或超过规定时，填料函将失去功能

刮油环和密封环过度磨损致使间隙接近或超过极限，或环内表面产生擦伤、划痕等损伤时，应换新环；检修填料函时应注意：①每次吊缸检修活塞时均应检修填料函，及时更换磨损或有疑问的零件，保持其良好的技术状态②拆、装应按说明书的顺序和要求进行，并保证各部位的配合间隙符合要求六、曲轴的检修

曲轴形状复杂、刚性差；重量占柴油机重量的大约10％，造价约占其总价的10～20％，其技术状态的好坏直接影响柴油机的正常运转

曲轴损伤形式主要有：轴颈磨损、腐蚀、裂纹、折断和红套滑移。曲轴的变形和断裂可以通过测量曲轴臂距差加以控制

曲轴的作用是把活塞的往复运动转变为回转运动，汇集并输出各缸功率。1.曲轴轴颈磨损的检修回转一周时在圆周方向受到大小和方向变化的力t’轴颈受到弯曲应力或活塞部件安装不正u’配合间隙改变不均匀磨损产生轴向不均匀磨损轴承负荷轴向分布不均匀，活塞运动装置失中破坏润滑油膜，降低承载能力（1）轴颈磨损的测量①测量曲柄销直径

用游标卡尺、外径千分尺或手提式外径测量卡测量主轴颈和曲柄销径直径，计算其圆度、圆柱度误差并与标准进行比较a.将待测曲柄销转至TDC或BDC，清洁；b.选择三个截面位置，测量每个截面垂直和水平方向的直径；c.计算各横截面的圆度误差和两个纵截面的圆柱度误差，取最大值与标准值比较，并判断磨损程度图例：轴径测量工具专用外径千分尺②测量主轴直径测量前需要拆除轴承螺栓、上下瓦，并清洁轴颈a.将1＃缸曲柄销或待测主轴颈相邻任一曲柄销转至TDC；b.选择三个截面位置，使用专用或通用外径千分尺测量每个截面垂直和水平方向的直径；c.计算每个横截面的圆度误差和垂直、水平方向纵截面的圆柱度误差，取最大值与标准值比较，对磨损程度进行判断（2）曲轴磨损的修复修理尺寸法保证强度、形状精度、位置精度的前提下，用最小加工余量车削或磨削，再配制新轴瓦；若△d>0.01d应进行强度校核恢复尺寸法中小型曲轴可采用镀铁、镀铬或镀铁＋镀铬

由于曲轴笨重，刚性差、易变形，大型曲轴误差较小时可在原地用专用设备修理

大型曲轴的直径余量较大，在到达最小极限时往往该船或该机已到使用年限图例：主轴颈就地磨削装置2.轴颈擦伤和腐蚀的检修

轴颈表面的腐蚀凹坑、锈斑、烧伤等则是由于滑油中有水、酸过多产生电化学腐蚀或漏电引起的静电腐蚀

轴颈表面擦划痕、拉毛和擦伤等损伤主要是润滑油中的机械杂质或磨损产物造成的图例：轴颈表面擦伤图例：主轴颈电化学腐蚀图例：主轴颈静电腐蚀主轴颈表面擦伤曲柄销颈擦伤滑油进水造成的轴颈腐蚀主轴颈表面静电腐蚀较深伤痕：油光锉修锉，砂纸打光

擦伤、腐蚀不严重时，在未影响曲轴尺寸和几何精度时可人工原地修磨消除（3）较深伤痕（1）轻微擦伤（2）轻浅伤痕轻微擦伤：麻绳或布条敷细砂纸，人工往复拉动轻浅伤痕：油石打磨消除，砂纸打光

当轴颈表面有轻微擦伤和几何形状误差，可以采用专用磨削夹具修磨，如右图所示。其中（a）适用于小型柴油机，（b）、（c）适用于大、中型柴油机

轴颈修磨前，应用黄油将轴颈上的油孔堵住，以防脏物落入；修磨时不可破坏轴颈形状精度轴颈磨削夹具1－铅条；2－垫片；3－羊毛毡33.曲轴裂纹和断裂的检修整体式部位曲柄销、曲柄臂和主轴颈等处半组合式多在曲柄臂全组合式多在铸钢曲柄臂上图例：曲柄销断裂图例：曲柄臂断裂

按CCS相关规定，锻钢和铸钢曲轴毛坯必须进行无损探伤检验

锻钢曲轴件加工表面应进行磁粉检验；严格检查整体式曲轴的主轴颈、曲柄销颈与曲柄臂连接过渡圆角，以及半组合曲轴曲柄销颈表面、曲柄销与曲柄臂连接过渡圆角；曲轴锻钢件还应进行超声波检测。

新购曲轴或修理曲轴应依具体情况使用着色探伤、磁粉探伤或超声波探伤检测曲轴表面和内部缺陷。曲轴裂纹和断裂的修理较小裂纹可修磨除去并修整圆滑，着色或磁粉探伤确认裂纹清除；打磨至规定深度仍有裂纹应停止打磨，改用其他方法较大裂纹可局部或整体换新曲轴断裂应换新；如航行中断轴，可采用应急焊接修理4.曲轴红套滑移检修

利用金属材料热胀冷缩的特性，把小于主轴颈的曲柄臂孔加热膨胀超过轴颈，将轴插入孔中，冷却后实现过盈配合的工艺称为曲轴红套过盈量大，紧固力大，轴孔产生塑性变形甚至裂纹过盈量小，传递扭矩时轴孔松动，改变套合位置—红套滑移图例：曲轴红套

大型柴油机的曲轴为全组合或半组合式，其主轴颈、曲柄销颈与曲柄臂采用红套工艺连成一体（1）曲轴红套曲轴的红套曲轴红套时应保证以下技术要求：曲柄间轴向距离（主轴颈的长度）和曲轴轴向长度符合图纸要求曲柄夹角符合要求主轴颈与曲柄销颈的平行度符合要求

红套加热温度可依理论计算求出，在保证足够过盈量的前提下应使红套加热温度尽量低，实际加热温度比理论计算值略高

组合式或半组合式曲轴的主轴颈与曲柄臂套合处相对位置发生错动的现象称为红套滑移。红套滑移直接影响滑移曲柄之后的各缸定时、燃烧和功率

曲轴红套滑移主要是由于曲轴受到过大的冲击扭转作用，超过了曲柄臂对主轴颈的紧固力；红套质量不佳时，正常运转也产生滑移（2）曲轴红套滑移

航行中可以通过气缸定时不正、后燃冒黑烟、机器剧烈振动或停车后不能启动等现象判断；可把红套时所划的曲柄臂中心线或安装拐挡表的冲孔作为检查标志，检查其相对主轴颈纵向垂直平面位置变化，即可确定滑移的方向和角度（3）曲轴红套滑移的检查图例：曲轴红套滑移测量滑移角度不大时可重新调整定时，降低负荷运转滑移不严重时可在港原地修理，加热曲柄臂或冷却主轴颈，同时施加反向扭矩滑移严重时应进厂更换主轴颈并重新红套（4）曲轴红套滑移的修理

新造的曲轴放在机座主轴承上，轴心线为一条直线，长时间运转后，由于自重、下瓦磨损等原因，轴线发生弯曲变形，引起曲轴产生附加弯曲应力5.曲轴臂距差

柴油机正常运转时，曲轴轴线状态主要取决于主轴承下瓦的高低；反之轴线状态也反映了各道主轴承的高低，即各道主轴承下瓦的磨损情况研究曲轴变形所作的假定①主轴颈与曲柄臂为刚性连接，夹角保持90°②主轴颈、曲柄销颈和曲柄臂在运转中保持刚性③曲柄销颈与两曲柄臂夹角相等且变化相同曲轴的变形

运转中的曲轴因轴承高低不等而产生整体弹性变形、局部曲柄微量变形。曲柄微量变形使曲柄臂之间的距离在曲轴回转一周中产生的微量变化（1）臂距差的概念图例：曲柄研究假定模型

当曲柄两个主轴承低于相邻主轴承时，主轴颈轴线成塌腰形曲轴微量和整体变形与轴承高低的关系

曲柄销转至上止点位置时，曲柄两臂张开，臂距增大；曲柄销转至下止点时，曲柄两臂收拢，臂距减小

将曲柄销分别转至左、右水平位置时，曲柄臂距也有相同的变化

当曲柄两个主轴承高于相邻主轴承时，主轴颈轴线成拱腰形

曲柄销转至上止点位置时，曲柄两臂收拢，臂距减小；曲柄销转至下止点时，曲柄两臂张开，臂距增加

将曲柄销分别转至左、右水平位置时，曲柄臂距也有相同的变化曲轴微量和整体变形与轴承高低的关系

臂距值（拐档值）L：两个曲柄臂之间的距离

臂距差（拐档差）△：曲轴回转一周，曲柄销分别在上下、左右位置时的臂距值变化量，俗称拐挡差△－＝L左－L右△⊥＝L上－L下在垂直平面内，若曲柄的两个主轴承位置较低，曲轴轴线呈塌腰形，即“∪”形时，△⊥＝（＋）在垂直平面内，若曲柄的两个主轴承位置较高，曲轴轴线呈拱腰形，即“∩”形时，△⊥＝（－）

通过测量曲柄臂距的微量变化可以了解曲轴整体的轴线状态同理，可推导出水平平面内的情况：在水平平面内，若曲柄的两个主轴承位置偏右，曲轴轴线呈右弧线弯曲，即“）”形时，△－＝（＋）在水平平面内，若曲柄的两个主轴承位置偏左，曲轴轴线呈左弧线弯曲，即“（”形时，△－＝（－）

臂距差值的大小表示曲轴弯曲变形的程度，而差值的正负表示曲轴弯曲变形的方向

测量臂距差是为了了解和控制曲轴的变形和主轴承的磨损情况，防止疲劳破坏。因此应按要求定期测量、分析，并保持臂距差在许用范围内

运转中各道主轴承产生不均匀磨损，曲轴会时开时合，使曲柄臂和曲柄销连接的过渡圆角处产生时拉时压的交变应力，容易产生疲劳破坏；微量变形越大、臂距差值越大，曲轴的弯曲变形越严重、附加弯曲应力越大，当超过材料许用应力时，曲轴就会产生裂纹或断裂。因此，臂距差值关系到曲轴的使用寿命测量臂距差的目的（2）臂距差的测量

测量采用专门的臂距表，标准测量点在距离曲柄销轴线（S+D）/2处（A点）

拐档表配合一套组合式测量杆，装于曲柄臂的冲孔上

若改为在B点，则需要换算测量点图例：曲柄臂冲孔位置测量条件在柴油机冷态（环境温度）下测量，测量值准确稳定，便于操作；防止在热态下测量，因机件温度变化而造成测量值不准确和不稳定在夜间、清晨或阴雨天测量，尽量减少环境温度对船体变形和臂距值的影响在船舶装载条件相同的情况下测量，装载条件不同，船体变形不同；通常新造船舶和修理船舶都在空载条件下进行测量测量条件与要求测量要求一次装表完成所有测量，曲轴回转一周完成全部测量，中途不允许改动表的位置；特别应注意以安装活塞运动装置前后的初始装表位置柴油机正车回转进行测量，使测量结果符合实际情况，测量精度高曲轴未安装活塞运动装置时，可在0°、90°、180°、270°任一位置装表完成全部测量；曲轴已安装活塞运动装置的，应自195°位置装表，测量0°、90°、165°、195°、270°五个位置的臂距值L上L下L右L左

曲轴未装活塞运动装置时，回转一周，测量在0°、90°

、180°

、270°四个位置

曲轴已装活塞运动装置时，按195°、270°、0°、90°、165°的顺序测量五个位置，计算时，用以下公式计算L下L下=（L’下＋L”下）/2L右L上L’下L”下L左测量与记录

现场测量、记录依选用的基准不同有两种方式（1）以曲柄销位置为基准测量、记录L上L下L右L左L右L上L’下L”下L左

从臂距表读出测量值，记录在专门的表格当中以臂距表位置为基准测量、记录

以上两种记录方式不同，但基本概念相同，均按前述△⊥、△－公式进行计算，结果也相同（3）臂距差的判断标准：利用公式（L上+L下）－（L左+L右）<±0.03mm粗略判断测量基本准确①柴油机说明书②CCS规定③中国修船标准图例：臂距差行业标准CB/T3544-94规定的船用整体、组合式曲轴臂距差标准

营运中：在规定的检验中测量、吊缸检修时测量（4）各种情况臂距差的测量

新造柴油机在台架试验和在船安装期间多次测量

进厂修理：修理前后、与轴系或发电机脱开、拆除飞轮或活塞运动装置后、松开贯穿螺栓和修后安装过程中测量

特殊情况：发生搁浅、碰撞事故、船体刚性较差船舶装载后、刮研轴瓦、贯穿螺栓或地脚螺栓重新上紧后均应测量

活塞行程小于200mm的小型柴油机不必测量主轴承下瓦的不均匀磨损机座变形和下沉，船体变形、地脚螺栓松动等不得通过调节地脚螺栓或贯穿螺栓预紧力调整拐档差船舶装载拱腰形，臂距差变小无规律变化无规律变化不同机舱位置船型的影响基本相同，只是波及范围、影响程度不同飞轮影响拱腰形变化使曲轴尾部轴线变化，自尾向首逐渐减小（5）影响曲轴臂距差的因素及结果轴系连接误差海水和大气温度、船舶坐墩及主轴承安装质量对臂距差的影响在管理当中也应注意活塞运动装置和爆发压力的影响活塞运动装置的重量和气缸爆发压力作用于曲轴，使轴线下塌，尤以曲柄销位于上止点时影响最大塌腰形，臂距差增大轴系轴线较高时曲轴尾端轴线呈塌腰形；轴系轴线较低时，曲轴尾端轴线呈拱腰形图例：轴系连接的影响①分析法

利用臂距差、轴线状态和轴承位置的关系分析判断△⊥>0，表明轴线呈塌腰形，两主轴承低于相邻轴承△⊥<0，表明轴线呈拱腰形，两主轴承高于相邻轴承

柴油机正常运转中曲轴轴线弯曲变形主要是由于主轴承下瓦不可避免的磨损造成的，因此了解和控制主轴承下瓦的磨损和确定各主轴承的高低，是了解和控制曲轴轴线弯曲的关键

此方法是判断轴承高低最基本的方法，可迅速作出判断，应用比较普遍（6）主轴承高度判断②桥规法

测量时将曲轴首（尾）曲柄转至上止点，或将待测主轴颈相邻曲柄销盘至0°、90°

、180°

、270°四个位置，将桥规置于机座上平面并贴紧，用塞尺测量基准面与主轴颈的间隙，并取平均值

桥规值是将桥规置于机座平面上，桥规的测量基准面至所测主轴颈的距离桥规值的测量图例：桥规法测量

柴油机长时间运转，主轴颈和主轴承均会磨损，使主轴颈下沉，桥规值增大。通常主轴颈磨损量很小，故忽略不计，因此主轴颈的下沉量就等于主轴承下瓦的磨损量。主轴承下瓦的磨损量即可用柴油机运转一段时间前后两次测量的桥规值之差表示②桥规法主轴颈下沉量的测量利用桥规值作垂直平面内的曲轴轴线状态图

桥规值反映了曲轴各道主轴承相对于机座上平面的位置，也反映了整根曲轴的轴线相对于机座上平面的状态作图步骤：1.划一水平线OO，代表机座上平面；2.在OO线上等距离画垂线1，2，…，8，代表各道主轴颈（或主轴承）中线；3.在各道主轴颈中线上自OO线向下截取相应的桥规值长度，连接各线段端点，即得到垂直平面内曲轴轴线状态图图例：桥规值轴线状态图②桥规法③臂距差法

根据臂距差值直接判断主轴承位置高低或利用臂距差值作出曲轴轴线状态图经验判断法曲轴自由端曲柄或拆掉飞轮端的曲柄，臂距差为＋，一般表示端部1＃主轴承比相