船用二冲程主机敲缸问题探究

引言

船舶工程师快速排查主机敲缸问题需 3 个前提：了解主机敲缸的故障现象，了解主机敲缸的分类，主管工程师日常机械维护中需有科学严谨的态度。往往设备维护中一个小小疏忽导致主机发生敲缸，以致船舶工程师在确认故障过程中南辕北辙，造成这样疏忽是多方面的，此非本文探究的重点，希望以后能和各位同行探讨。

一、主机敲缸

主机敲缸是指柴油机在缸体内内出现不规则或不正常的敲击声，敲缸分为2 种：燃烧敲缸和机械敲缸。

1.燃烧敲缸原因

1.1 喷油器滴油及喷油压力低

1.2 喷油器雾化不良

1.3 喷油定时不正确，即喷油提前角过大

2.机械敲缸原因

2.1 气缸套上部磨损有凸台

2.2 气缸套内壁磨损严重，活塞运动过程中摆动

2.3 活塞环断裂或填料函安装不正确

2.4 排气阀不能正常回位

2.5 冷车启动时活塞同缸套间隙大

2.6 换向过程中正、倒车导板间隙大

快速区分 2 种敲缸的方法是：切断故障缸燃油，若敲缸仍存在则为机械敲缸，反之为燃烧敲缸。

关于燃烧敲缸比较简单，本文不做详细阐述。

二、机械敲缸的避免措施

1.气缸套上部磨损有凸台

船用主机缸套正常使用一段时间后内壁磨损，在活塞上死点第一道活塞环上缘位置会出

现一个凸台，当凸台增大到一定程度时，下方会积存比较多的燃烧产物，久而久之就会发生机械敲缸。

这种磨损是正常的，不同机型制造商对此有不同的应对措施：如MAN主机会在燃烧室顶部增加一个除碳环，每当吊缸周期，清洁除碳环积碳并测量磨损量，必要时换新备件，值得注意的是在拆装或更换除碳环时要做好标记，左右方向和上下方向不能误放。

2.气缸套内壁磨损严重，活塞运动过程中摆动

气缸套内壁工作条件恶劣，由于燃烧状况、缸套冷却、缸套润滑和船舶配载等因素的存在，磨粒磨损、粘着磨损、腐蚀磨损及综合磨损的随时发生，缸套内壁很容易发生磨损，缸套的圆柱度、椭圆度一旦超限就会发生敲缸。

这种磨损是不正常的，杜绝此类磨损需从严谨的设备拆装、控制进气质量、燃油加装和有效分离、良好的气缸润滑、良好的系统润滑、稳定和良好的气缸冷却、控制主机超负荷工作、规范的主机加减车程序、规范的完车程序着手。

3.活塞环断裂或填料函安装不正确

定时清洁扫气箱并检查活塞环，用适当工具和良好的照明仔细检查活塞环、环槽、缸套内壁和填料函的状况，一旦发现活塞环弹力降低或断裂或填料函不正常，及时换新活塞环或填料函，同时养成良好习惯测量缸套圆柱度和椭圆度，防止波及性故障的发生。

4.排气阀不能正常回位

排气阀通过一止回阀由凸轮轴油泵向各缸排气阀液压驱动机构供油，当排气凸轮由基圆向凸轮运动时，产生的高油压作用于液压活塞使气阀迅速开启，期间空气弹簧的供气单向阀保持关闭；同时排气阀又靠空气弹簧在气阀开启过程中储存在空气气缸内部的压力来关闭，随着排气阀逐渐关闭，空气弹簧压力逐渐降低到气源压力 7BAR，气阀关闭整个过程中，气源持续向空气弹簧补充空气。

造成排气阀不能回位的原因是多方面的，同时排气阀敲缸也是分析机械敲缸相对困难的。

4.1 空气弹簧供气单向阀功能失效或空气活塞密封件损坏，排气阀关闭不及时，活塞在上死点发生敲缸。

4.2 排气阀杆同导管间隙过大或间隙不均匀，内部存有积碳，主机稳定运行时不会敲缸，一旦外界状态改变，阀杆同积碳接触后导致排气阀关闭过慢，进而排气阀定时紊乱，主机转速会短时间跳动剧烈并在缸头处发出不规则的敲击声，此时应立即降速，待机器运行几分钟后再逐步加速至正常，若时机合适应停车更换缸头总成。

为避免排气阀引起敲缸，要求船舶工程师在日常排气阀保养中始终坚持科学严谨的态度。

5.冷车启动时活塞同缸套间隙大

主机运行时间长，活塞同缸套配合间隙大，加之环境温度低，此时起车往往会伴有明显的敲缸，待机器温度上升，活塞膨胀后声响自会消失。

6.换向过程中正、倒车导板间隙大

每个吊缸周期，把未装活塞环的活塞放入气缸并上紧螺栓，倒车盘车至下死点后 30^∘ 使连杆有一个侧压力压死在正车导板上，用 0.05mm 塞尺检查正车导板一侧前后上下四角位有无贴紧，塞尺不应插入，在倒车导板一侧测量导板前后上下四角位的间隙；继续倒车盘车至上死点前 30^∘. 使连杆有一个侧压力压死在倒车导板上，用 0.05mm 塞尺检查倒车导板一侧前后上下四角位有无贴紧，塞尺不应插入，在正车导板一侧测量导板前后上下四角位的间隙；做到吊缸过程对正、倒车导板间隙心中有数，不至于主机发生敲缸后判断方向不明确。

以上是仅对船用二冲程直流扫气传统主机敲缸问题的探究，欢迎各位同行一同探讨。