某型柴油机气缸套损坏故障诊断分析.docxVIP

K6SZ70/150C型柴油机是MAN公司设计的KSZ系列船用低速柴油机。

缸径为700mm，冲程为1500mm，主机最大持续功率为9900kW,转速为132r/min,平均有效压力1.3MPa。

该机作为远洋集装箱货轮汾河号的主机投入营运以来由于其先天的设计缺陷，一直存在着缸套早期损坏的问题，8年期间主机缸套损坏22个，给船舶的安全航行和营运效率带来了严重的影响。

该型系列柴油机是30年前主力机型，虽然机型较老，但作为技术交流，依然具有参考价值。

一、MANK6SZ70/150C型

缸套损坏规律及裂纹形状

MANK6SZ70/150C型柴油机作为船舶主机投入运行以来，缸套和活塞环的磨损率高和缸套裂纹损坏一直是很突出的问题。

根据分析，该机缸套的平均磨损率为0.15mm/1000h,活塞环（第一、第二道环）的平均磨损率为0.5～0.6mm/1000h，最严重时达1.0mm/1000h，远远高于一般缸套和活塞环的磨损率，比老一代KSZ系列机型缸套的使用寿命周期几乎缩短了一半。

因而吊缸的平均周期维持不到4000h，只有原来设计指标的1/3左右。

在缸套的圆柱度误差度不超过1mm、扁圆度误差不超过0.5mm时，第一道环的磨损率大致在0.3～0.35mm/1000h，这时的活塞维修周期一般在7000h左右。

如果圆柱度误差超过2.5mm，扁圆度误差超过1.0mm时，活塞的维修期很少能达到5000h.每当活塞环的厚度从标准尺寸22mm减小到19mm以下时，第一、二道环的断裂大大增加，而且活塞在气缸中不能保持良好的气密性。

如果继续在高负荷下运转，高压、高温燃气的泄露使缸套表面热负荷在漏气部位迅速增加，运动表面的润滑被破坏，更加剧磨损，这成为该机屡屡发生缸套损坏的主要因素之一。

另一方面，裂纹问题也是K6SZ70/150C型柴油机缸套损坏的主要因素。

这些裂纹的分布有如下规律：

1)在气缸套顶部至活塞上止点时第二道活塞环槽以上的燃烧室一侧缸壁上有多条长短不一的轴向裂纹，从缸壁表面开始向纵深延伸.据了解MANK6SZ70/150C型机的大多数缸套的损坏都是由这种裂纹引起的。

2)裂纹发生在冷却水溢流孔侧向，向上延伸至与缸盖接触的凸缘面，这类裂纹一般都是先从出水孔圆周的内部顶部出现比发丝还细的裂纹，慢慢向上延伸至缸套上部凸肩口为止，这类裂纹一般不危及安全运行。

3)裂纹发生在缸套气口中部呈周向，裂口较大，长度横扫气口可达整个圆周的1/3。

这种裂纹出现必然会导致产生拉缸和咬缸现象，而且活塞裙不是碎裂就是严重拉伤。

这种裂纹多发生在缸套磨损超过极限或扁圆度误差过大时，出现这种裂纹对主机的影响

较大。

二、MANK6SZ70/150C

柴油机缸套损坏的原因分析

1、缸套本身的设计和材质问题

MANK6SZ70/150C型柴油机由于其在设计、材质和高技术指标之间存在先天的差距，因而屡屡发生缸套损坏事故。

这些缺陷具体表现在：

1)气缸头部冷却腔的设计不能满足气缸套在高热负荷下的冷却要求。

2)气缸套和活塞环材料的相互磨损较大，导致缸套的寿命低下。

3)在高的热负荷及变应力作用下，气缸套材料不能满足强度要求。

2、缸套和活塞环的非正常磨损问题

当气缸套和运动机件制造安装不正确，润滑不良，腐蚀磨损和磨料磨损严重时，气缸套的磨损量会远远超过正常磨损量.具体的原因如下：

1)活塞在气缸中对中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)气缸套上润滑油膜的破坏。

3)在润滑油中混进了泥沙和焊接的飞溅物；或在进气中混入灰砂、焊接飞溅物，从而造成磨料磨损，这种磨料磨损本身可能就比较严重，甚至导致拉缸。

4)由于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淀物。

活塞环背后的沉淀物把环顶在壁上，活塞环天地间隙的沉淀物阻碍了环在槽中的运动，使环与缸壁间的磨损加重。

燃油和滑油燃烧后与添加剂生成的灰被油膜吸收形成磨料都可使磨损大大加剧。

5)由于气缸的过度冷却，使缸壁上产生大量的酸性物质，润滑油周向分布不均匀，使气缸套局部表面上的酸性物质得不到中和引起腐蚀磨损。

6)气缸套活塞由于冷却不均，高温、高压等原因产生不规则变形从而发生擦伤或烧伤。

以上所述几点是MANK6SZ70/150C型柴油机在工作过程中出现气缸套和活塞环过度磨损的主要原因。

此外，在每一次吊缸后都会有换活塞环问题，这会加剧气缸套的磨损。

气缸套在装配中由于预紧力过大或受力不均，会产生偏压或缸套中心线偏斜，在高温、高压周期性气体爆发压力作用下这些部位很容易产生疲劳裂纹。

大型低速船用柴油机的管理运行有非常严格的规定.船用柴油机