某型柴油机缸套故障分析及预防

　　缸套是柴油机的重要件，它与活塞、缸盖、垫片共同组成燃烧室，缸套的磨损、拉缸等故障是由润滑不当引起，缸套故障影响柴油机的效率，决定着柴油机的大修期限，直接影响制造厂的利益。

1故障现象

　　某型l2缸柴油机11月装配完成后上台架开始试验，磨合试验、进行性能调整试验时，柴油机各项参数均正常，交货试验运行1/3 h后，发现滑油压力比正常值( 600 kPa)下降了50 kPa;转速出现短时波动，转速比正常值( 600 r/min)下降了 15 r/min;同时发现滑油箱有雾汽冒出，操作工采取了控制台手动紧急停车。

　　停车后打开曲轴箱检查门，发现B5缸套内壁有水流出;A5，B5缸套有拉伤痕迹;A5，B5连杆上瓦已蛮形外露约2—5 mm左有，未出现转动 现象。

　　该型柴油机从台架拆下返回总装车间进行分解，发现A5，B5缸的缸套、连杆轴瓦及曲柄销都有不同程度的损环。

2故障原因分析

　　2.1缸套拉缸及断裂

　　B5缸套上部燃烧室处断裂，整个圆周方向拉伤，活塞摆动方向有4条纵向裂纹，见图1;A5 缸套在活塞摆动方向有5条纵向拉痕，见图2。

　　缸套断裂原因有：燃烧室与冷却水腔的温差过大造成缸套断裂，在试验中未发现高温冷却水温度低的情况;缸套润滑贫乏的情况下，缸套表面局部没有润滑情况下，磨损严重时会导致拉缸，但是进机滑油压力显示正常，故与缸套润滑贫乏无关;滑油中的异物进入活塞环与缸套壁中，在活塞不断运动中造成热负荷增高，异物黏着活塞环上会拉伤缸套表面，如未及时发现处理，会随着异物的进入量增加，热负荷也同时会增加，缸套与活塞相对应的表面均会拉伤，严重时缸套断裂，高温水漏入油底壳滑油中，同时活塞环磨损，活塞环卡滞在环槽 ! '1 - 内，活塞环不能密封燃烧室，造成大量的燃气泄漏于曲轴箱内，滑油在高温下产生雾汽现象。故此次缸套拉缸及断裂与滑油中异物有关。

　　2.2连杆轴瓦磨损

　　A5，B5连杆上、下轴瓦磨损，合金层脱落露铜，见图4，B5上瓦两侧外展约5 mm，A5上瓦两侧外展2 rnm左右，见图5;曲轴第五档曲柄销表面拉伤，附着大量铜斑，见图6。

　　连杆轴瓦磨损与主机滑油压力不足有关，曲柄销表面与连杆瓦产生摩擦，由于润滑油压力不足，热量不能及时被润滑油带走进行冷却，加速了轴瓦合金层的损伤，严重时会产生干摩擦，使轴瓦表面耐磨层发生脱落，但是进机滑油压力显示正常，故与连杆瓦润滑油压力不足不良无关;另一种情况为滑油中有异物，首先是轴瓦产生磨损漏铜，随着异物量的增多轴瓦表面磨损加剧，油膜直接被破坏，引起轴瓦失效，表面耐磨层脱落。严重时曲柄销表面会产生划痕、拉伤，故此次连杆瓦的磨损及曲柄销表面的拉伤与滑油中异物有关。

　　2.3油底壳内颗粒

　　柴油机分解时发现油底克内有：细微的焊杂、金属颗粒及轴瓦的铜铅合金耐磨层脱落颗粒，见图7，故此可见，缸套、连杆瓦及曲柄销磨损与异物有关。

3结论

　　柴油机的滑油经系统滑油冷却器和滑油滤器进入柴油机、柴油机滑油经主油道一路流向主轴瓦、连杆、活塞、缸套壁进行润滑和冷却后流回油底壳;另一路流向凸轮轴、油泵油封、摇臂传动机构、定时齿轮进行润滑和冷却后流回油底壳。

　　从油底壳中颗粒物中分析，得出该柴油机 A5/B5缸连杆瓦、曲柄销及缸套故障由于油路中异物引起的，异物进入导致A5/B5连杆瓦磨损合金耐磨层脱落，引起主轴瓦间隙超差主机滑油进机压力下降;异物由A5/B5连杆滑油孔进入活塞，冷却活塞后由侧面润滑孔流向缸壁进行润滑，异物进入初期造成缸套磨损，燃汽由此漏出，热负荷增加，润滑不良导致A5/B5缸拉缸，由于未及时发现拉缸现象，随着热负荷的不断升高，缸套内外壁的温差加大，最终致使B5缸套出现断裂现象，进而75。85℃的高温水漏至油底壳，进入到滑油系统，造成滑油箱有汽雾冒出。由于A5与B5处于同一曲拐，故同时发生故障。

　　结论：此次缸套故障是由于柴油机润滑油油道未清理干净所致。

　　4故障处理

　　a.柴油机分解后，对所有零部件进行清理，加强控制措施，对于有弯道的地方，目视检查不到的部位，用内窥镜进行检查，达到有关技术文件清洁度要求。

　　b.更换A5/B5缸连杆瓦、缸套、连杆及密封圈，并对第5档曲柄销进行修复，装配过程中严格控制清洁度，确保装机零部件清洁度满足装机要求。

　　c.更换柴油机台架上此次试验用的滑油，并对油箱进行彻底清理;

　　d.柴油机上台架后严格按照试车大纲要求进行串游，试车台管系与发动机进油管接通以前，滑油需机外循环48 h，整个循环期问经常用锤敲打管子，待检查进机前滤器表明系统清洁度满足要求后，再将系统与发动机进油管接通，作16 h，0.6 MPa压力循环，动车前应仔细检查各润滑点供油情况及各报警安全停车装置是否正常。

5预防措施

　　对此次清洁度引发的质量事故，公司内部给于高度重视。为了进一步规范试车台系统管路清洁度，编制了公司制造的所有柴油机通用的《柴油机管系冲洗规范》，规定滑油管系清洁度规定为A 级，要求内部必须彻底干净，用白手套触摸不应有肉眼可见灰尘、污垢和任何细小的颗粒。

　　柴油机上台架后，在滑油的进出口处安装工装管路或软管，见图9，首先用加热器将滑油加热至≥45℃，用系统压力泵进行48 h不断循环，每隔30 min用木锤敲击管路，特别要注意敲击焊缝。

　　在48 h后，每隔4h拆下滤器，由专职检验员检查冲洗情况，系统中分别安装240，30，20 ym 滤网进行清洗，直至滤网上的污垢面积小于滤网总面积的10%~15%。

　　系统冲洗干净后，将滑油系统中的管路与柴油机连接，启动系统泵进行24 h不断循环，用加热器将滑油加热最低为45℃，每隔2h用木锤敲打管路尤其是焊缝处，并将滤器清洗干净，直至滤网上污垢面积小于滤网总面积的10%。15%，即柴油机冲洗干净。

　　为了预防清洁度引发各种故障，规范中还对柴油机燃油、空气及高低温水系统管路的制造清洁度等级进行规范，规定分别达到文件中的等级要求才可装机。同时对柴油机上台架后的其它系统冲洗进行了详细的规范，分别达到文件中的清洁度要求。

6总结

　　通过对缸套故障原因分析，对清洁度引发的重大质量事故，应给予高度警惕，柴油机的冲洗要严格按照《柴油机管系冲洗规范》。