賴亞輝，田 野，呂 運(yùn)

（海軍蚌埠士官學(xué)校機(jī)電系，安徽蚌埠 233012）

柴油機(jī)零件磨損引起燃油超耗的原因與對(duì)策

賴亞輝，田 野，呂 運(yùn)

（海軍蚌埠士官學(xué)校機(jī)電系，安徽蚌埠 233012）

針對(duì)柴油機(jī)零件磨損會(huì)導(dǎo)致柴油機(jī)燃油超耗的問題，著重查找分析原因，并指出了實(shí)施對(duì)策和改進(jìn)措施，為解決柴油機(jī)的燃油超耗問題提供了理論依據(jù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

柴油機(jī)；零件磨損；燃油超耗；油耗率

0 引言

柴油機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中，機(jī)械摩擦與腐蝕引起零件磨損會(huì)導(dǎo)致柴油機(jī)的工作性能發(fā)生變化，從而降低柴油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性。柴油機(jī)的氣缸密封件、凸輪、精密偶件等部件磨損，引起燃油超耗尤其嚴(yán)重。下面結(jié)合實(shí)際談?wù)劜裼蜋C(jī)零件磨損引起燃油超耗的原因與對(duì)策［1］。

1 汽缸密封件磨損引起燃油超耗的原因與對(duì)策

柴油機(jī)缸套、活塞、活塞環(huán)、氣門與氣門座等部件磨損過度會(huì)引起汽缸嚴(yán)重漏氣、竄氣，不但使汽缸壓縮終點(diǎn)的壓力和溫度降低，而且造成汽缸內(nèi)的空氣量減少，結(jié)果引起燃燒不良，油耗率增加。油耗率隨著柴油機(jī)累計(jì)工作時(shí)間的增加和密封件磨損的增加而增高［2］。在6135AG型柴油機(jī)上做過試驗(yàn)：柴油機(jī)大修后或新柴油機(jī)累計(jì)工作2 000 h，燃油油耗率為220g/(kW·h)；累計(jì)工作4 000 h，燃油油耗率增至234g/(kW·h)；累計(jì)工作5 500～6 500 h，燃油油耗率增至256 g/(kW·h)。有的柴油機(jī)保養(yǎng)差，長期超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，燃油油耗率甚至?xí)^260g/(kW·h)。如果柴油機(jī)經(jīng)過多次保養(yǎng)，油耗率仍然不斷增加，問題就可能出現(xiàn)在柴油機(jī)的零部件老化，磨損加大，特別是運(yùn)動(dòng)件與常拆裝件更為嚴(yán)重。要保持穩(wěn)定的最佳油耗率，可采取以下三種措施。

（1）柴油機(jī)累計(jì)工作1 500～2 000 h，要認(rèn)真檢查汽缸密封情況，并檢查活塞環(huán)、汽缸套、氣門與氣門座是否有嚴(yán)重磨損或損壞，必要時(shí)還需修復(fù)或換新。

（2）對(duì)柴油機(jī)的大修期不要限得太死，要靈活掌握。柴油機(jī)累計(jì)工作時(shí)間越長，燃油超耗越多，超耗的燃油費(fèi)用來購新件換舊件都有余。以6 135AG型柴油機(jī)超耗的燃油為例，柴油機(jī)累計(jì)工作4 000 h后，燃油消耗增加了21.7～31 g/(kW·h)。這樣，一臺(tái)110 kW的柴油機(jī)每小時(shí)就超耗燃油2 387～3 410 g。如果柴油機(jī)從4 000 h開始，再繼續(xù)工作2 500 h，則要超耗燃油5 967～8 525 kg，將這些超耗的燃油所值的價(jià)錢用來購買汽缸密封件、凸輪軸、精密偶件等零部件，至少一次可更換8臺(tái)同類型柴油機(jī)的舊件［3］。

（3）修復(fù)處理。例如：活塞環(huán)、汽缸套磨損較快，而活塞外圓磨損量較小，環(huán)槽磨損量較大，若是活塞與缸套一并換新，就有些浪費(fèi)，因此活塞能修復(fù)的盡量修復(fù)，但若磨損超過極限，則應(yīng)及時(shí)換新。而氣門與氣門座的接觸面的磨損和凹痕可以采取光車、打磨處理，但氣門導(dǎo)管一般需要換新。

2 凸輪磨損引起燃油超耗的原因與對(duì)策

柴油機(jī)主要有兩凸輪軸，一種是關(guān)系著噴油定時(shí)的噴油泵凸輪軸；另一種是關(guān)系著配氣定時(shí)的配氣凸輪軸。這兩種凸輪軸的凸輪都承受著較高的擠壓力和摩擦力，極易引起凸輪磨損。有的柴油機(jī)經(jīng)過多次中修和大修，雖然對(duì)供油提前角、噴油量、氣門間隙等進(jìn)行了檢查和調(diào)整，卻忽視了檢查或更換超過磨損極限的凸輪軸，這也會(huì)導(dǎo)致燃油超耗［4］。

（1）噴油泵軸的凸輪磨損

噴油泵軸凸輪是根據(jù)噴油器的噴射壓力、每次的噴油量、噴油時(shí)間等噴射特性制成。噴油器噴入汽缸的噴油量隨凸輪轉(zhuǎn)角變化的關(guān)系稱為噴油規(guī)律。凸輪外廓形狀磨損程度對(duì)噴油規(guī)律影響很大。如圖1所示，磨損后的凸輪外形比原始外形平闊，致使噴油泵柱塞的工作行程減少，噴油壓力上升速度減慢，減弱了噴油器的霧化功能，造成燃油霧化不良，噴油終了時(shí)噴孔邊緣附油，從而導(dǎo)致燃油燃燒不良，排氣冒黑煙，柴油機(jī)功率下降，達(dá)到同等功率的油耗率會(huì)增加。

圖1 凸輪外廓形狀磨損情況對(duì)噴油規(guī)律的影響

柴油機(jī)累計(jì)工作1 500～2 000 h或中修時(shí)，應(yīng)檢查噴油凸輪軸凸輪的磨損情況，當(dāng)凸輪磨損不大時(shí)，可調(diào)整供油提前角，并用油石將凸輪修磨光滑。凸輪頂端磨損低于1.0～1.35 mm時(shí)則應(yīng)及時(shí)換新。

（2）配氣凸輪磨損

配氣凸輪的外形是根據(jù)氣門開啟高度，柴油機(jī)轉(zhuǎn)速和進(jìn)排氣特性制成的。配氣凸輪磨損后的外形如圖2所示，凸輪頂端磨損嚴(yán)重時(shí)，在同樣大小的曲軸轉(zhuǎn)角內(nèi)，氣門開啟和關(guān)閉速度減慢，開啟高度隨著降低，就會(huì)造成進(jìn)入汽缸內(nèi)的新鮮空氣減少，廢氣排不盡。當(dāng)噴油量不變時(shí)，則燃燒惡化，排氣冒黑煙，致使柴油機(jī)輸出功率降低。以有效燃油消耗率ge表示柴油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性，其表達(dá)式為：

式中：Ge為柴油機(jī)每小時(shí)的耗油量，kg/h；

Ne— —柴油機(jī)的輸出功率，kW 。

圖2 配氣凸輪磨損后的外形

由上式說明，柴油機(jī)在工作中，當(dāng)Ge不變，Ne降低，則Ge增高。如一艘6135AG型柴油機(jī)船，經(jīng)過大修后輸出功率不足，排氣冒黑煙，花了很多時(shí)間找原因，都未能解決。后來檢查了該機(jī)大修前5年的領(lǐng)用零部件情況，各零部件大都檢查換新，只有配氣凸輪軸未檢查更換，拆出凸輪軸檢測發(fā)現(xiàn)凸輪頂端已磨去2.2 mm。后經(jīng)更換新配氣凸輪軸，在原先供油不變的情況下，排氣不再冒黑煙，轉(zhuǎn)速從1 470r min，增至1 505r min，功率提高了2.13 kW。

柴油機(jī)累計(jì)工作1 500～2 500h，應(yīng)檢查測量配氣傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的磨損情況。配氣凸輪頂端磨損低于0.8～1.5 mm，應(yīng)修復(fù)或換新，有條件的單位可將磨損的凸輪進(jìn)行堆焊光打磨或鑲凸輪修復(fù)。

3 精密偶件磨損引起燃油超耗的原因和對(duì)策

柴油機(jī)的精密偶件有柱塞偶件、出油閥偶件、針閥偶件等。這三大偶件磨損嚴(yán)重對(duì)柴油機(jī)經(jīng)濟(jì)性能影響很大。柱塞偶件密封性能下降，會(huì)導(dǎo)致噴油壓力降低，霧化不良，燃燒惡化，使燃油油耗率增高。出油閥與閥座磨損嚴(yán)重時(shí)，致使密封不良，引起出油閥偶件漏油，噴油定時(shí)延遲，造成柴油機(jī)功率下降。噴油器針閥偶件導(dǎo)向磨損，引起漏油量增多，噴射壓力下降，噴霧化不良，噴油器外部漏油、滴油、結(jié)碳，造成柴油機(jī)燃燒惡化，燃油消耗率增加。柴油機(jī)累計(jì)工作500～700h，應(yīng)對(duì)柱塞偶件進(jìn)行滑動(dòng)性能和密封性能試驗(yàn)，同時(shí)檢查柱塞偶件表面是否嚴(yán)重磨損，斜槽和直槽是否剝落或銹蝕，必要時(shí)應(yīng)換新。檢查油閥與座錐面的密封性能，如有磨耗或輕微下凹者應(yīng)進(jìn)行研磨修復(fù)，嚴(yán)重者要及時(shí)換新。對(duì)噴油器進(jìn)行壓力試驗(yàn)，若發(fā)現(xiàn)有噴油霧化不良、斷油不明顯、滴油、漏油的情況，應(yīng)及時(shí)修復(fù)或換新［5］。

4 結(jié)語

不同的柴油機(jī)有不同的保修期，這個(gè)期限只能作參考，一旦柴油機(jī)零件超過了磨損極限，應(yīng)提前修理或換新。對(duì)影響柴油機(jī)使用的零部件，要果斷地加以處理。對(duì)那些修復(fù)困難，修復(fù)價(jià)值不大，修理費(fèi)用昂貴的磨損件，最好換新，從而防止因零件磨損引起燃油超耗，以確保艦船的正常運(yùn)行。

［1］歐陽光耀，常漢寶.內(nèi)燃機(jī)［M］.北京：國防工業(yè)出版社，2011.

［2］姚壽廣，肖民.船舶動(dòng)力裝置［M］.北京：國防工業(yè)出版社，2006.

［3］黎蘇，李明海.內(nèi)燃機(jī)原理［M］.北京：中國水利水電出版社，2012.

［4］周建昭.內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)與原理［M］.北京：國防工業(yè)出版社，2012.

［5］李明海，徐小林，張鐵臣.內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)［M］.北京：中國水利水電出版社，2012.大于400 N，符合使用要求，而且比較穩(wěn)定。

圖11 改進(jìn)后滅弧室鉚接示意圖

表2 改進(jìn)后抗拉強(qiáng)度測試數(shù)據(jù)表

7 結(jié)論

滅弧室的抗拉強(qiáng)度得到有效的提高，符合使用要求。此次工藝改進(jìn)應(yīng)用到提高其他系列開關(guān)滅弧室（如S2、S3、S5）的抗拉強(qiáng)度中同樣取得等同的效果。

參考文獻(xiàn)：

［1］曾正明.機(jī)械工程材料手冊(cè)：第7版［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.

［2］濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)［M］.北京：高等教育出版社，1996.

［3］梁炳文.板金沖壓工藝手冊(cè)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994.

作者簡介：林彩麟，男，1976年生，廣東新會(huì)人，碩士研究生，工程師。研究領(lǐng)域：金屬、塑料加工。已發(fā)表論文1篇。 (編輯：向飛)

Reason and Measures of Fuel Consumption Caused by Diesel Engine Parts Wearing

LAI Ya-hui，TIAN Ye，LV Yun
（Bengbu Navy Sergeant School Department of mechanical and Electrical Engineering，Bengbu233012，China）

According to the diesel engine fuel consumption problem caused by the diesel engine parts wearing to，mainly to find reasons，and points out the countermeasures and measures for improvement，and provids a theoretical basis and practical experience for solving diesel fuel consumption problem.

wear parts；diesel engine；fuel consumption；fuel consumption rate

TK428

B

1009－9492(2014)09－0128－03

10.3969/j.issn.1009-9492.2014.09.035

賴亞輝，男，1980年生，河南孟津人，大學(xué)本科，助教。研究領(lǐng)域：船舶柴油機(jī)結(jié)構(gòu)原理、故障診斷、維修維護(hù)。已發(fā)表論文9篇。 (編輯：王智圣)

2014－03－19