柴油機零件磨損引起燃油超耗的原因與對策

賴亞輝，田 野，呂 運

（海軍蚌埠士官學校機電系，安徽蚌埠 233012）

柴油機零件磨損引起燃油超耗的原因與對策

賴亞輝，田 野，呂 運

（海軍蚌埠士官學校機電系，安徽蚌埠 233012）

針對柴油機零件磨損會導致柴油機燃油超耗的問題，著重查找分析原因，并指出了實施對策和改進措施，為解決柴油機的燃油超耗問題提供了理論依據和實踐經驗。

柴油機；零件磨損；燃油超耗；油耗率

0 引言

柴油機在運轉中，機械摩擦與腐蝕引起零件磨損會導致柴油機的工作性能發生變化，從而降低柴油機的經濟性。柴油機的氣缸密封件、凸輪、精密偶件等部件磨損，引起燃油超耗尤其嚴重。下面結合實際談談柴油機零件磨損引起燃油超耗的原因與對策［1］。

1 汽缸密封件磨損引起燃油超耗的原因與對策

柴油機缸套、活塞、活塞環、氣門與氣門座等部件磨損過度會引起汽缸嚴重漏氣、竄氣，不但使汽缸壓縮終點的壓力和溫度降低，而且造成汽缸內的空氣量減少，結果引起燃燒不良，油耗率增加。油耗率隨著柴油機累計工作時間的增加和密封件磨損的增加而增高［2］。在6135AG型柴油機上做過試驗：柴油機大修后或新柴油機累計工作2 000 h，燃油油耗率為220g/(kW·h)；累計工作4 000 h，燃油油耗率增至234g/(kW·h)；累計工作5 500～6 500 h，燃油油耗率增至256 g/(kW·h)。有的柴油機保養差，長期超負荷運轉，燃油油耗率甚至會超過260g/(kW·h)。如果柴油機經過多次保養，油耗率仍然不斷增加，問題就可能出現在柴油機的零部件老化，磨損加大，特別是運動件與常拆裝件更為嚴重。要保持穩定的最佳油耗率，可采取以下三種措施。

（1）柴油機累計工作1 500～2 000 h，要認真檢查汽缸密封情況，并檢查活塞環、汽缸套、氣門與氣門座是否有嚴重磨損或損壞，必要時還需修復或換新。

（2）對柴油機的大修期不要限得太死，要靈活掌握。柴油機累計工作時間越長，燃油超耗越多，超耗的燃油費用來購新件換舊件都有余。以6 135AG型柴油機超耗的燃油為例，柴油機累計工作4 000 h后，燃油消耗增加了21.7～31 g/(kW·h)。這樣，一臺110 kW的柴油機每小時就超耗燃油2 387～3 410 g。如果柴油機從4 000 h開始，再繼續工作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臺同類型柴油機的舊件［3］。

（3）修復處理。例如：活塞環、汽缸套磨損較快，而活塞外圓磨損量較小，環槽磨損量較大，若是活塞與缸套一并換新，就有些浪費，因此活塞能修復的盡量修復，但若磨損超過極限，則應及時換新。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，但氣門導管一般需要換新。

2 凸輪磨損引起燃油超耗的原因與對策

柴油機主要有兩凸輪軸，一種是關系著噴油定時的噴油泵凸輪軸；另一種是關系著配氣定時的配氣凸輪軸。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。有的柴油機經過多次中修和大修，雖然對供油提前角、噴油量、氣門間隙等進行了檢查和調整，卻忽視了檢查或更換超過磨損極限的凸輪軸，這也會導致燃油超耗［4］。

（1）噴油泵軸的凸輪磨損

噴油泵軸凸輪是根據噴油器的噴射壓力、每次的噴油量、噴油時間等噴射特性制成。噴油器噴入汽缸的噴油量隨凸輪轉角變化的關系稱為噴油規律。凸輪外廓形狀磨損程度對噴油規律影響很大。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，噴油終了時噴孔邊緣附油，從而導致燃油燃燒不良，排氣冒黑煙，柴油機功率下降，達到同等功率的油耗率會增加。

圖1 凸輪外廓形狀磨損情況對噴油規律的影響

柴油機累計工作1 500～2 000 h或中修時，應檢查噴油凸輪軸凸輪的磨損情況，當凸輪磨損不大時，可調整供油提前角，并用油石將凸輪修磨光滑。凸輪頂端磨損低于1.0～1.35 mm時則應及時換新。

（2）配氣凸輪磨損

配氣凸輪的外形是根據氣門開啟高度，柴油機轉速和進排氣特性制成的。配氣凸輪磨損后的外形如圖2所示，凸輪頂端磨損嚴重時，在同樣大小的曲軸轉角內，氣門開啟和關閉速度減慢，開啟高度隨著降低，就會造成進入汽缸內的新鮮空氣減少，廢氣排不盡。當噴油量不變時，則燃燒惡化，排氣冒黑煙，致使柴油機輸出功率降低。以有效燃油消耗率ge表示柴油機的經濟性，其表達式為：

式中：Ge為柴油機每小時的耗油量，kg/h；

Ne— —柴油機的輸出功率，kW 。

圖2 配氣凸輪磨損后的外形

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

柴油機累計工作1 500～2 500h，應檢查測量配氣傳動機構的磨損情況。配氣凸輪頂端磨損低于0.8～1.5 mm，應修復或換新，有條件的單位可將磨損的凸輪進行堆焊光打磨或鑲凸輪修復。

3 精密偶件磨損引起燃油超耗的原因和對策

柴油機的精密偶件有柱塞偶件、出油閥偶件、針閥偶件等。這三大偶件磨損嚴重對柴油機經濟性能影響很大。柱塞偶件密封性能下降，會導致噴油壓力降低，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重時，致使密封不良，引起出油閥偶件漏油，噴油定時延遲，造成柴油機功率下降。噴油器針閥偶件導向磨損，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、結碳，造成柴油機燃燒惡化，燃油消耗率增加。柴油機累計工作500～700h，應對柱塞偶件進行滑動性能和密封性能試驗，同時檢查柱塞偶件表面是否嚴重磨損，斜槽和直槽是否剝落或銹蝕，必要時應換新。檢查油閥與座錐面的密封性能，如有磨耗或輕微下凹者應進行研磨修復，嚴重者要及時換新。對噴油器進行壓力試驗，若發現有噴油霧化不良、斷油不明顯、滴油、漏油的情況，應及時修復或換新［5］。

4 結語

不同的柴油機有不同的保修期，這個期限只能作參考，一旦柴油機零件超過了磨損極限，應提前修理或換新。對影響柴油機使用的零部件，要果斷地加以處理。對那些修復困難，修復價值不大，修理費用昂貴的磨損件，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行。

［1］歐陽光耀，常漢寶.內燃機［M］.北京：國防工業出版社，2011.

［2］姚壽廣，肖民.船舶動力裝置［M］.北京：國防工業出版社，2006.

［3］黎蘇，李明海.內燃機原理［M］.北京：中國水利水電出版社，2012.

［4］周建昭.內燃機結構與原理［M］.北京：國防工業出版社，2012.

［5］李明海，徐小林，張鐵臣.內燃機結構［M］.北京：中國水利水電出版社，2012.大于400 N，符合使用要求，而且比較穩定。

圖11 改進后滅弧室鉚接示意圖

表2 改進后抗拉強度測試數據表

7 結論

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

參考文獻：

［1］曾正明.機械工程材料手冊：第7版［M］.北京：機械工業出版社，2010.

［2］濮良貴，紀名剛.機械設計［M］.北京：高等教育出版社，1996.

［3］梁炳文.板金沖壓工藝手冊［M］.北京：機械工業出版社，1994.

作者簡介：林彩麟，男，1976年生，廣東新會人，碩士研究生，工程師。研究領域：金屬、塑料加工。已發表論文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，大學本科，助教。研究領域：船舶柴油機結構原理、故障診斷、維修維護。已發表論文9篇。 (編輯：王智圣)

2014－03－19