柴油机零件磨损引起燃油超耗的原因与对策

赖亚辉，田 野，吕 运

（海军蚌埠士官学校机电系，安徽蚌埠 233012）

柴油机零件磨损引起燃油超耗的原因与对策

赖亚辉，田 野，吕 运

（海军蚌埠士官学校机电系，安徽蚌埠 233012）

针对柴油机零件磨损会导致柴油机燃油超耗的问题，着重查找分析原因，并指出了实施对策和改进措施，为解决柴油机的燃油超耗问题提供了理论依据和实践经验。

柴油机；零件磨损；燃油超耗；油耗率

0 引言

柴油机在运转中，机械摩擦与腐蚀引起零件磨损会导致柴油机的工作性能发生变化，从而降低柴油机的经济性。柴油机的气缸密封件、凸轮、精密偶件等部件磨损，引起燃油超耗尤其严重。下面结合实际谈谈柴油机零件磨损引起燃油超耗的原因与对策［1］。

1 汽缸密封件磨损引起燃油超耗的原因与对策

柴油机缸套、活塞、活塞环、气门与气门座等部件磨损过度会引起汽缸严重漏气、窜气，不但使汽缸压缩终点的压力和温度降低，而且造成汽缸内的空气量减少，结果引起燃烧不良，油耗率增加。油耗率随着柴油机累计工作时间的增加和密封件磨损的增加而增高［2］。在6135AG型柴油机上做过试验：柴油机大修后或新柴油机累计工作2 000 h，燃油油耗率为220g/(kW·h)；累计工作4 000 h，燃油油耗率增至234g/(kW·h)；累计工作5 500～6 500 h，燃油油耗率增至256 g/(kW·h)。有的柴油机保养差，长期超负荷运转，燃油油耗率甚至会超过260g/(kW·h)。如果柴油机经过多次保养，油耗率仍然不断增加，问题就可能出现在柴油机的零部件老化，磨损加大，特别是运动件与常拆装件更为严重。要保持稳定的最佳油耗率，可采取以下三种措施。

（1）柴油机累计工作1 500～2 000 h，要认真检查汽缸密封情况，并检查活塞环、汽缸套、气门与气门座是否有严重磨损或损坏，必要时还需修复或换新。

（2）对柴油机的大修期不要限得太死，要灵活掌握。柴油机累计工作时间越长，燃油超耗越多，超耗的燃油费用来购新件换旧件都有余。以6 135AG型柴油机超耗的燃油为例，柴油机累计工作4 000 h后，燃油消耗增加了21.7～31 g/(kW·h)。这样，一台110 kW的柴油机每小时就超耗燃油2 387～3 410 g。如果柴油机从4 000 h开始，再继续工作2 500 h，则要超耗燃油5 967～8 525 kg，将这些超耗的燃油所值的价钱用来购买汽缸密封件、凸轮轴、精密偶件等零部件，至少一次可更换8台同类型柴油机的旧件［3］。

（3）修复处理。例如：活塞环、汽缸套磨损较快，而活塞外圆磨损量较小，环槽磨损量较大，若是活塞与缸套一并换新，就有些浪费，因此活塞能修复的尽量修复，但若磨损超过极限，则应及时换新。而气门与气门座的接触面的磨损和凹痕可以采取光车、打磨处理，但气门导管一般需要换新。

2 凸轮磨损引起燃油超耗的原因与对策

柴油机主要有两凸轮轴，一种是关系着喷油定时的喷油泵凸轮轴；另一种是关系着配气定时的配气凸轮轴。这两种凸轮轴的凸轮都承受着较高的挤压力和摩擦力，极易引起凸轮磨损。有的柴油机经过多次中修和大修，虽然对供油提前角、喷油量、气门间隙等进行了检查和调整，却忽视了检查或更换超过磨损极限的凸轮轴，这也会导致燃油超耗［4］。

（1）喷油泵轴的凸轮磨损

喷油泵轴凸轮是根据喷油器的喷射压力、每次的喷油量、喷油时间等喷射特性制成。喷油器喷入汽缸的喷油量随凸轮转角变化的关系称为喷油规律。凸轮外廓形状磨损程度对喷油规律影响很大。如图1所示，磨损后的凸轮外形比原始外形平阔，致使喷油泵柱塞的工作行程减少，喷油压力上升速度减慢，减弱了喷油器的雾化功能，造成燃油雾化不良，喷油终了时喷孔边缘附油，从而导致燃油燃烧不良，排气冒黑烟，柴油机功率下降，达到同等功率的油耗率会增加。

图1 凸轮外廓形状磨损情况对喷油规律的影响

柴油机累计工作1 500～2 000 h或中修时，应检查喷油凸轮轴凸轮的磨损情况，当凸轮磨损不大时，可调整供油提前角，并用油石将凸轮修磨光滑。凸轮顶端磨损低于1.0～1.35 mm时则应及时换新。

（2）配气凸轮磨损

配气凸轮的外形是根据气门开启高度，柴油机转速和进排气特性制成的。配气凸轮磨损后的外形如图2所示，凸轮顶端磨损严重时，在同样大小的曲轴转角内，气门开启和关闭速度减慢，开启高度随着降低，就会造成进入汽缸内的新鲜空气减少，废气排不尽。当喷油量不变时，则燃烧恶化，排气冒黑烟，致使柴油机输出功率降低。以有效燃油消耗率ge表示柴油机的经济性，其表达式为：

式中：Ge为柴油机每小时的耗油量，kg/h；

Ne— —柴油机的输出功率，kW 。

图2 配气凸轮磨损后的外形

由上式说明，柴油机在工作中，当Ge不变，Ne降低，则Ge增高。如一艘6135AG型柴油机船，经过大修后输出功率不足，排气冒黑烟，花了很多时间找原因，都未能解决。后来检查了该机大修前5年的领用零部件情况，各零部件大都检查换新，只有配气凸轮轴未检查更换，拆出凸轮轴检测发现凸轮顶端已磨去2.2 mm。后经更换新配气凸轮轴，在原先供油不变的情况下，排气不再冒黑烟，转速从1 470r min，增至1 505r min，功率提高了2.13 kW。

柴油机累计工作1 500～2 500h，应检查测量配气传动机构的磨损情况。配气凸轮顶端磨损低于0.8～1.5 mm，应修复或换新，有条件的单位可将磨损的凸轮进行堆焊光打磨或镶凸轮修复。

3 精密偶件磨损引起燃油超耗的原因和对策

柴油机的精密偶件有柱塞偶件、出油阀偶件、针阀偶件等。这三大偶件磨损严重对柴油机经济性能影响很大。柱塞偶件密封性能下降，会导致喷油压力降低，雾化不良，燃烧恶化，使燃油油耗率增高。出油阀与阀座磨损严重时，致使密封不良，引起出油阀偶件漏油，喷油定时延迟，造成柴油机功率下降。喷油器针阀偶件导向磨损，引起漏油量增多，喷射压力下降，喷雾化不良，喷油器外部漏油、滴油、结碳，造成柴油机燃烧恶化，燃油消耗率增加。柴油机累计工作500～700h，应对柱塞偶件进行滑动性能和密封性能试验，同时检查柱塞偶件表面是否严重磨损，斜槽和直槽是否剥落或锈蚀，必要时应换新。检查油阀与座锥面的密封性能，如有磨耗或轻微下凹者应进行研磨修复，严重者要及时换新。对喷油器进行压力试验，若发现有喷油雾化不良、断油不明显、滴油、漏油的情况，应及时修复或换新［5］。

4 结语

不同的柴油机有不同的保修期，这个期限只能作参考，一旦柴油机零件超过了磨损极限，应提前修理或换新。对影响柴油机使用的零部件，要果断地加以处理。对那些修复困难，修复价值不大，修理费用昂贵的磨损件，最好换新，从而防止因零件磨损引起燃油超耗，以确保舰船的正常运行。

［1］欧阳光耀，常汉宝.内燃机［M］.北京：国防工业出版社，2011.

［2］姚寿广，肖民.船舶动力装置［M］.北京：国防工业出版社，2006.

［3］黎苏，李明海.内燃机原理［M］.北京：中国水利水电出版社，2012.

［4］周建昭.内燃机结构与原理［M］.北京：国防工业出版社，2012.

［5］李明海，徐小林，张铁臣.内燃机结构［M］.北京：中国水利水电出版社，2012.大于400 N，符合使用要求，而且比较稳定。

图11 改进后灭弧室铆接示意图

表2 改进后抗拉强度测试数据表

7 结论

灭弧室的抗拉强度得到有效的提高，符合使用要求。此次工艺改进应用到提高其他系列开关灭弧室（如S2、S3、S5）的抗拉强度中同样取得等同的效果。

参考文献：

［1］曾正明.机械工程材料手册：第7版［M］.北京：机械工业出版社，2010.

［2］濮良贵，纪名刚.机械设计［M］.北京：高等教育出版社，1996.

［3］梁炳文.板金冲压工艺手册［M］.北京：机械工业出版社，1994.

作者简介：林彩麟，男，1976年生，广东新会人，硕士研究生，工程师。研究领域：金属、塑料加工。已发表论文1篇。 (编辑：向飞)

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

赖亚辉，男，1980年生，河南孟津人，大学本科，助教。研究领域：船舶柴油机结构原理、故障诊断、维修维护。已发表论文9篇。 (编辑：王智圣)

2014－03－19