船舶柴油機(jī)氣缸套的磨損及管理對策

1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（專題論文）題 目 二號揩體可回車增加一行 姓 名 系 部 專 業(yè) 班 級 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 2014年 月 日IV 四號黑體三號黑體船舶柴油機(jī)氣缸套的磨損及管理對策（標(biāo)題：三號黑體，可以分為1或2行居中打印，題目下空一行打印摘要）四號黑體摘要 氣缸套是船舶柴油機(jī)的重要零件之一，因其內(nèi)壁工作條件十分惡劣，很容易發(fā)生磨損，其磨損情況將直接影響氣缸套與活塞環(huán)之間的密封性能，對柴油機(jī)的啟動、功率損耗、燃油和潤滑油的消耗、使用壽命以及排氣的顏色等都有著重大的影響。因此，正確地認(rèn)識氣缸套磨損的類型及其產(chǎn)生的機(jī)理，并采取積極的預(yù)防措施和修復(fù)工藝，對于提高船舶柴油機(jī)的整機(jī)壽命和機(jī)械設(shè)備的使用效益有

2、十分重要的意義。本文探討了船舶柴油機(jī)氣缸套磨損的特征及形成規(guī)律，全面而系統(tǒng)地分析了船舶柴油機(jī)氣缸套磨損的類型及其產(chǎn)生的機(jī)理，并在此基礎(chǔ)上，提出了在使用和保修中減少船舶柴油機(jī)氣缸套磨損的預(yù)防措施及修復(fù)工藝。摘要二字后空一格打印內(nèi)容（用小四號宋體）。摘要與關(guān)鍵詞之間空一行關(guān)鍵詞 船舶柴油機(jī)；氣缸套；磨損；管理對策關(guān)鍵詞后空一格打印內(nèi)容（用小四號宋體）。兩個(gè)關(guān)鍵詞之間用“；”分開目錄四號黑體，下空二行0 引言-11 氣缸套磨損的機(jī)理及種類-11.1 粘著磨損-1小四宋體，與正文中目錄保持完全一致1.2 磨粒磨損-21.3 腐蝕磨損-4虛線1.4 撞擊磨損-41.5 復(fù)合磨損-62 氣缸套正常磨損規(guī)律

3、-73 氣缸套異常磨損的特征及原因-83.1 氣缸套異常磨損的特征-83.2 氣缸套異常磨損的原因-104 防止氣缸套異常磨損的預(yù)防措施-114.1 氣缸油的選擇與注油率的確定-114.2 燃油的預(yù)處理-134.3 主機(jī)運(yùn)行時(shí)的管理-134.4 主機(jī)的日常維護(hù)保養(yǎng)-145 氣缸套磨損的修復(fù)工藝-145.1 氣缸套正常磨損的修復(fù)-145.2 氣缸套異常磨損的修復(fù)-15結(jié)論-15致謝語-16參考文獻(xiàn)-17（章、節(jié)、小節(jié)序號后空兩格，節(jié)序號前縮進(jìn)四格，小節(jié)序號前縮進(jìn)六格）前三頁頁碼用羅馬數(shù)字 頁碼垂直對齊 輪機(jī)工程系 畢業(yè)論文0 引言0后空2格，四號黑體，引言下空一行用小四宋體打印引言內(nèi)容據(jù)資料介紹

4、：世界能源的1/31/2是以不同形式消耗在克服機(jī)械零件對偶表面相互作用的摩擦上。船舶機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)器上具有相對運(yùn)動的運(yùn)動副零件會發(fā)生配合表面的摩擦，引起磨損。對于船用柴油機(jī)來說，目前無論是二沖程的低速機(jī)還是四沖程的中速機(jī)，燃油消耗率已降至163g/(kW·h）左右，熱效率達(dá)到50以上，但能量消耗在運(yùn)動副的摩擦約占10左右。而氣缸套是船舶柴油機(jī)燃燒室部件中的主體，由于其工作條件惡劣，極易磨損，其主要失效模式為磨損，尤其是氣缸套表面的異常磨損更應(yīng)加以重視。如果氣缸套磨損超過正常標(biāo)準(zhǔn)(0.40.8缸徑）時(shí)，燃燒室就會失去密封性，使氣缸套的工作性能變壞，柴油機(jī)性能急劇下降，出現(xiàn)啟動困難，功率

5、下降，燃油和潤滑油的消耗量增大，使用壽命縮短以及排氣冒黑(藍(lán)）煙等現(xiàn)象。而船舶在航行期間，柴油機(jī)氣缸套發(fā)生異常磨損主要是輪機(jī)管理不良的結(jié)果。因此，輪機(jī)人員必須在提高管理水平，加強(qiáng)管理的同時(shí)，充分了解船舶柴油機(jī)氣缸套異常磨損的類型及其產(chǎn)生機(jī)理、磨損規(guī)律，并采取積極的預(yù)防措施和修復(fù)工藝，以提高氣缸套的耐磨性，從而使柴油機(jī)保持良好的性能?？諆筛裾膬?nèi)1.5倍行距，章與章之間空兩行，章標(biāo)題下空一行，章中節(jié)、小節(jié)之間不空行。四號黑體1 氣缸套磨損的機(jī)理及種類章節(jié)之間空一行氣缸套的磨損是一個(gè)非常復(fù)雜的過程，其原因既有物理方面的因素，也有化學(xué)方面的因素。根據(jù)磨損機(jī)理的不同，可將氣缸套的磨損分為粘著磨損、磨粒

6、磨損、腐蝕磨損、撞擊磨損及復(fù)合磨損等。當(dāng)柴油機(jī)在不同工況下工作時(shí)，某種磨損類型會起主導(dǎo)作用。小四號宋體加粗1.1 粘著磨損可以依次采用1）、（1）、等分層次，注意空四格1）粘著磨損的成因精加工的表面用肉眼看起來是很光滑的，但是用顯微鏡檢查，就可以觀察到它的表面是由鋸齒形的峰和谷所組成。在邊界潤滑（模型如圖1所示）的條件下，摩擦面間只有一層極薄的油膜，摩擦表面的部分尖鋒會刺破油膜發(fā)生接觸，如由于潤滑條件差，局部高溫等，使滑動表面缺乏充足的潤滑油膜，就使摩擦表面間發(fā)生金屬的直接接觸加劇。當(dāng)兩滑動表面在壓力下有極微小部分的金屬直接接觸時(shí)，便形成局部高溫，使兩者熔粘著、脫落、逐步擴(kuò)大形成粘著磨損1。五

7、號黑體，圖序及圖名在圖下居中，圖序、表序、公式編號在文中必須一致，可以采用圖1、圖2、圖3，表1、表2、表3等方式，也可以采用圖1-1、圖1-2、圖1-3，表3-1、表3-2，表3-3的形式，無論采用哪種方式，圖、表、公式的編號須一致。圖1 邊界潤滑模型正文文字采用小四宋體另外，在大修柴油機(jī)時(shí)，由于所選配的氣缸套和活塞的膨脹系數(shù)不同，也易造成粘著磨損。一般來說，粘著磨損的速度很快，嚴(yán)重時(shí)還會發(fā)生“咬死”、“拉缸”和“抱缸”等事故。所以，粘著磨損是缸套內(nèi)壁最危險(xiǎn)的破壞形式。2）粘著磨損的特征粘著磨損一般在氣缸套上部靠近第一道活塞環(huán)上止點(diǎn)位置處較為嚴(yán)重，有局部金屬粘著現(xiàn)象，可以觀察到帶有不規(guī)則邊緣

8、的溝痕、皺折以及擦痕和錐形凹坑等。當(dāng)發(fā)生“拉缸”或“抱缸”時(shí)，在缸壁上可看到活塞咬死的痕跡和沿長度方向較深的擦傷，嚴(yán)重時(shí)整個(gè)表面布滿“咬死”的粘著痕跡。3）粘著磨損的影響因素粘著磨損的影響因素如下：（1）氣缸套材質(zhì)不良或壁厚不均勻以及氣缸蓋螺栓預(yù)緊力不均勻。（2）燃料品質(zhì)太差，使燃燒室積炭嚴(yán)重。（3）磨合期內(nèi)大負(fù)荷、高速運(yùn)轉(zhuǎn)以及溫度過高。（4）潤滑油選用不當(dāng)或油量不足。（5）柴油機(jī)經(jīng)常超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。頁碼采用阿拉伯?dāng)?shù)字1.2 磨粒磨損1）磨粒磨損的成因硬質(zhì)顆粒進(jìn)入氣缸套的摩擦面和活塞的摩擦面之間形成磨粒，磨粒與兩摩擦面擠壓、滾撞，使金屬脫落，便造成磨粒磨損。磨粒主要來源于：燃油在催化過程中留下的催

9、化劑粉末；燃油在貯存和運(yùn)輸過程中進(jìn)入的銹、砂和其他硬質(zhì)顆粒；磨屑；燃燒生成的灰分和炭粒；隨空氣進(jìn)入氣缸的粉末以及被污染的潤滑油等。在活塞的高速運(yùn)轉(zhuǎn)下，這些堅(jiān)硬的凸起或微粒造成氣缸套表面材料的移動或脫落。大量的研究表明，引起氣缸套磨粒磨損的主要原因是由于氣缸內(nèi)混入微小堅(jiān)硬的固體顆粒物所致。2）磨粒磨損的特征氣缸套內(nèi)壁沿活塞運(yùn)動方向有微細(xì)的、長短不一的直線形擦痕，嚴(yán)重時(shí)會出現(xiàn)較深的刮傷、溝槽。當(dāng)空氣濾清器效果較差或不用濾清器時(shí)，因進(jìn)氣中灰塵較多，則活塞上止點(diǎn)第一道氣環(huán)所對應(yīng)的氣缸壁處磨損量最大；當(dāng)潤滑油中雜質(zhì)較多時(shí)，則活塞下止點(diǎn)第一道油環(huán)所對應(yīng)的氣缸壁處磨損較嚴(yán)重。一般情況下，氣缸內(nèi)吸入的空氣過臟

10、以及嚴(yán)重積炭造成的磨損，其磨損最大部位在氣缸套的中上部；因潤滑油中含有大量硬質(zhì)微粒而造成的磨損，其最大磨損部位在氣缸套的中下部。參考文獻(xiàn)必須在正文中體現(xiàn)按3）磨粒磨損的影響因素（1）磨粒尺寸對磨損的影響磨粒尺寸大小對磨損量的影響已有了許多研究，如美國著名的M.A.Moore博士給出定量化關(guān)系式2： VLNd2/H （1）公式書寫應(yīng)在文中另起一行，居中書寫。公式的編號加圓括號，放在公式右邊行末，公式和編號之間不加虛線。公式后應(yīng)注明編號，該編號按序號或章順序編排。式中，V為磨損體積，為外加應(yīng)力，L為磨損行程，N為磨粒數(shù)目，d為磨粒直徑，H為被磨材料的硬度。由上式中可以得出：線磨損值WLd2/3，這

11、表明磨粒磨損的線磨損量是隨著磨粒直徑的增加呈2/3次指數(shù)增加。在理論上，對于鑄鐵材質(zhì)材料的磨粒磨損，當(dāng)磨粒顆粒和材料表面接觸時(shí)發(fā)生兩個(gè)主要過程：形成塑性粹壓性溝槽，不包括材料的直接磨損；以一次顯微切削的形式產(chǎn)生磨損顆粒而導(dǎo)致磨損，磨損時(shí)產(chǎn)生微切屑與犁溝。由此可知材料磨粒磨損的兩個(gè)主要過程直接與，N，d(其它條件一定）有關(guān)，而，N一定時(shí)，d就起著決定性作用。當(dāng)磨粒粒度小于油膜厚度時(shí)，磨粒浮游于潤滑油膜之中，這時(shí)外加載荷由油膜承擔(dān)，磨粒不直接承載，不能導(dǎo)致磨粒磨損。當(dāng)磨粒粒度等于或大于油膜厚度時(shí)，則破壞油膜，直接承載而參與磨粒磨損。另外，當(dāng)磨粒粒度在110m范圍時(shí)，由于其大小與正常磨損顆粒大小相當(dāng)

12、，因而其磨粒引起異常磨損的作用不太大。當(dāng)磨粒在潤滑油中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定時(shí)，磨粒粒度越大則其數(shù)量越少，則活塞環(huán)、缸套的磨損表面都隨磨粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大其磨損溝槽變深變寬，而其溝槽的數(shù)量相應(yīng)減少。（2）磨粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)對磨損性能的影響1.5 復(fù)合磨損圖應(yīng)隨文給出，先見文后見圖氣缸套內(nèi)壁同時(shí)存在兩種或兩種以上的磨損形式時(shí)稱為復(fù)合磨損。復(fù)合磨損時(shí)，由于幾種磨損形式相互作用的結(jié)果，其磨損速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于單一形式的磨損，故應(yīng)堅(jiān)決避免。一般在灰塵較多的場地作業(yè)時(shí)，在“三濾”效果較差的工況下，會以磨粒磨損為主。在柴油機(jī)磨合質(zhì)量差，潤滑油質(zhì)量低劣或變質(zhì)，柴油機(jī)嚴(yán)重竄氣、過熱等工況下，易發(fā)生粘著磨損。使用低質(zhì)或含硫量大的燃料，

13、以及長期在低溫下工作的柴油機(jī)中，腐蝕磨損可能起主導(dǎo)作用。在沖程缸徑比較大的柴油機(jī)中，又往往會以撞擊磨損破壞較為突出。應(yīng)當(dāng)指出，由于一些不正常原因還會引起缸套內(nèi)壁異常偏磨損。例如，由于曲軸連桿彎曲、氣缸套中心線與曲軸中心線不垂直以及活塞銷孔與裙部不垂直等，均會造成缸壁沿曲軸軸心線方向磨損較大；氣缸套安裝不當(dāng)時(shí)，會引起缸壁在相應(yīng)方向上偏磨。由于引起粘著磨損、磨粒磨損和腐蝕磨損的因素可能同時(shí)存在，它們之間存在著必然的、不可分割的相互聯(lián)系和相互作用，因此它們是很難分開的。圖2示出了粘著磨損、磨粒磨損和腐蝕磨損三種磨損機(jī)理的相互作用圖。磨粒磨損和粘著磨損可促使腐蝕產(chǎn)物脫落，產(chǎn)生新生表面使之再遭腐蝕，從而

14、加重腐蝕磨損；粘著磨損和腐蝕磨損產(chǎn)生的磨屑可成為磨粒引起“次生磨粒磨損”；磨粒磨損使表面粗糙，金屬表面凸峰易于直接接觸，從而加重粘著磨損；腐蝕磨損通過產(chǎn)生的表面膜而減輕粘著磨損3。增加磨粒加重減輕增加磨粒加重加重粘著磨損磨粒磨損腐蝕磨損圖2 三種磨損機(jī)理的相互作用圖盡管實(shí)際中的磨損總是由二種或多種基本磨損機(jī)理共同作用引起的，但其中必有一種是磨損的主因。在分析和解決實(shí)際中的異常磨損問題時(shí)，必須首先分清其主因和次因，然后根據(jù)輕重緩急分別采取措施解決。章與章之間空兩行章與節(jié)之間空一行2 氣缸套正常磨損規(guī)律氣缸套的正常磨損規(guī)律如圖3所示。a） 縱截面磨損規(guī)律； b） 橫截面磨損規(guī)律圖3 氣缸套正常磨損

15、規(guī)律氣缸套的正常磨損規(guī)律為：在氣缸套的縱截面呈錐形，上部磨損比下部大，且最大磨損位置在活塞處于上止點(diǎn)時(shí)，第一道氣環(huán)附近，而沿氣缸套向下磨損逐漸變小。這是因?yàn)樯喜拷咏紵遥瑴囟容^高，活塞運(yùn)動速度又低，油膜不易形成和保存，以及存在著腐蝕磨損等造成。二沖程柴油機(jī)氣口部位的磨損也是比較大的，其原因是該處的幾何形狀復(fù)雜，壁厚不均，熱變形大，氣口處又受進(jìn)、排氣（指彎流掃氣）的沖刷作用，油膜容易破壞，而且在此處堆積雜質(zhì)，所以容易造成磨損。在氣缸套橫截面上的磨損呈橢圓形，而且橢圓的長軸在垂直于曲軸中心線的方向（左右方向）上，即橫截面的磨損量左右方向大于首尾方向。這是由于側(cè)推力的作用（指筒狀活塞），同時(shí)活塞往

16、復(fù)運(yùn)動的轉(zhuǎn)向點(diǎn)也在左右方向，這都是造成磨損量大的原因。故一般十字頭柴油機(jī)橫截面的磨損的長軸也是在左右方向。若磨損量的橢圓長軸不在左右方向，就要進(jìn)行具體分析，最大的可能是領(lǐng)三眼（即氣缸、導(dǎo)板和曲柄三者的中心線）表2 No.2缸各測量點(diǎn)的磨損率 單位：mm/kh位 置1234567前后方向左右方向0.130.120.110.0780.0750.0830.0880.0570.0520.0420.0210.0310.0210.0161、表格與上下文字段落之間空1行；2、表序和表名放在表上方居中，用5號黑體，采用三線制；3、表應(yīng)有標(biāo)題，表內(nèi)必須按規(guī)定的符號注明單位。表中文字可根據(jù)需要采用小于小四號字體，

17、表名放在表上方，用5號黑字。4、表格應(yīng)隨文給出，先見文后見表；5、一張表格應(yīng)為一個(gè)整體，不要拆分排寫在兩頁上。表格不加左右邊線。3.2 氣缸套異常磨損的原因氣缸套異常磨損的具體原因有：1）活塞在氣缸中對中的偏差太大，使活塞和氣缸套產(chǎn)生偏磨損。當(dāng)十字頭滑塊和導(dǎo)板磨損過大，連桿大小端軸承和主軸承偏磨損時(shí)，活塞在氣缸中偏置或傾斜，產(chǎn)生敲擊或拉缸等。2）氣缸套上潤滑油油膜破壞。這一般是由于下列原因造成的：潤滑裝置發(fā)生故障，使滑油供應(yīng)不足；刮油環(huán)太鋒利；活塞邊緣與氣缸套局部接觸；珩磨過細(xì)，使氣缸表面太光滑；滑油被燃油稀釋；噴油器霧化不良，燃油噴到氣缸套上把滑油沖走；空冷器凝水或漏泄，使氣缸套內(nèi)表面的水排

18、斥了油膜；活塞環(huán)斷裂、粘著或壓入，漏氣吹走或燒毀了油膜；冷卻液流量不足或冷卻腔積垢，使氣缸壁溫度太高，油膜蒸發(fā)或破裂；氣缸套上的布油槽結(jié)炭，滑油沿圓周方向分布不均。在最后的一種情況下，注入氣缸內(nèi)的油滴還傾向于集中在活塞上部，并形成一個(gè)突起的積炭。這個(gè)突起的積炭可以把注入缸內(nèi)的大部分滑油吸走，并在氣缸套上磨出一道道垂直的槽。與燃油中相應(yīng)的含硫量比較起來潤滑油的堿值太高時(shí)，活塞頭上形成積炭，這積炭會吸收油膜和刮傷油膜。恢復(fù)氣缸套原有缸徑和氣缸套與活塞之間的配合間隙。當(dāng)用上述辦法氣缸套扔然無法達(dá)到說明書或標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)予以換新。氣缸套修復(fù)后裝機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)前必須進(jìn)行磨合運(yùn)轉(zhuǎn)，按說明書或視修理狀況進(jìn)行。不編章

19、序，縮進(jìn)四格，四號黑體，下空一行打印結(jié)論內(nèi)容，內(nèi)容用小四宋體。注意，結(jié)論頁接正文后，不要單獨(dú)一頁。 結(jié)論由于氣缸套的工作條件十分惡劣，在正常條件下氣缸套磨損是不可避免的。而氣缸套的磨損是一個(gè)非常復(fù)雜的過程，其原因既有物理方面的因素，也有化學(xué)方面的因素。當(dāng)氣缸套磨損超過正常標(biāo)準(zhǔn)(0.40.8缸徑）時(shí)，氣缸套將發(fā)生異常磨損，使燃燒室就會失去密封性，氣缸套的工作性能變壞，柴油機(jī)性能急劇下降，出現(xiàn)啟動困難，功率下降，燃油和潤滑油的消耗量增大，使用壽命縮短以及排氣冒黑(藍(lán)）煙等現(xiàn)象。因此，氣缸套的材料絕大多數(shù)采用耐磨合金鑄鐵和球墨鑄鐵，并對氣缸套內(nèi)表面進(jìn)行多孔性鍍鉻、氮化、噴鍍耐磨合金等工藝措施，以提高

20、氣缸套的耐磨性和抗腐蝕性，保證氣缸套的磨損率在正常磨損的范圍內(nèi)。本文在分析探討氣缸套磨損的特征、形成規(guī)律、類型及其產(chǎn)生的機(jī)理的基礎(chǔ)上，提出了在使用和保修中減少船舶柴油機(jī)氣缸套磨損的預(yù)防措施及修復(fù)工藝，有利于減少氣缸套的磨損，保持柴油機(jī)良好的性能，對于提高船舶柴油機(jī)的整機(jī)壽命和機(jī)械設(shè)備的使用效益有十分重要的意義。而船舶在航行期間，柴油機(jī)氣缸套發(fā)生異常磨損主要是輪機(jī)管理不良的結(jié)果。因此，在減少氣缸套異常磨損的工作中，提高輪機(jī)人員管理水平，加強(qiáng)輪機(jī)管理是關(guān)鍵，是保證柴油機(jī)良好性能的重點(diǎn)所在。致謝語本文得到了船上的輪機(jī)長和三管輪的耐心指導(dǎo)，他們在資料搜集和構(gòu)建論文寫作的基本思路上給了我很大的幫助。他們

21、所教于我的做事的信念，做人的道理，當(dāng)是今后人生中的一大財(cái)富。王老師對本文修改提了很多建設(shè)性意見，對論文的完成起了決定性的作用，在此向您說一聲“老師，您辛苦了！” 最后，對所有曾關(guān)心、支持我的老師和同學(xué)們獻(xiàn)上我最誠摯的謝意。1、“致謝語”不編章序，縮進(jìn)4格兩字，用四號黑體字，本項(xiàng)內(nèi)容須單獨(dú)一頁2、換行后用小四號宋體打印內(nèi)容。參考文獻(xiàn)書籍用M,雜志用J,學(xué)位論文用C1黃少竹.船舶柴油機(jī)M.大連：大連海事大學(xué)出版社，2006.6667.參考文獻(xiàn)單獨(dú)成頁；四號黑體字；下空一行頂格打印內(nèi)容；內(nèi)容用五號宋體打?。?楊極，楊貴恒，張壽珍.內(nèi)燃機(jī)氣缸套異常磨損機(jī)理及其預(yù)防對策研究J.內(nèi)燃機(jī)，2007（2）：1518.3張葉龍，徐久軍，嚴(yán)立等.老齡船舶柴油機(jī)缸套異常磨損的研究J.中國修船，2000（3）：2427.4陳珍加，莫銹，羅振輝等.船舶柴油機(jī)結(jié)構(gòu)和修理M.哈爾濱：哈爾濱船舶工程學(xué)院出版社，1985.2324.5滿一新.船機(jī)維修技術(shù)M.大連：大連海事大學(xué)出版社，2