活塞环故障是柴油机常见故障之一。诊断和排除方法是：先根据声响特征初步诊断分析，再拆下某缸喷油器，向气缸内加少量机油试验，如起动后机油加注口不再有脉动冒烟，表明该气缸活塞环有故障，应立即停机检修。活塞环声响故障的检修应遵循由表及里、由简单到复杂的顺序进行，根据现象分析故障原因确定诊断和排除方法。但是，如果柴油机的活塞环出现较为严重的故障，一般情况下，下列因素是共同存在的。......
2023-09-19
国Ⅲ柴油机活塞顶部烧熔故障的分析结果
【摘要】：柴油机活塞顶部烧熔故障，大多发生在活塞顶部和第1、2道活塞环槽处，损坏形式主要有顶面熔洞、穿孔、麻坑和顶部周围处有键槽状缺口或塌陷等。喷油器工作不良 当喷油器出现滴油、二次喷射、雾化不良等情况时，将导致活塞顶部积油，积油处因局部温度过高，热应力增大而烧蚀。喷油器滴油是柴油机活塞顶部烧熔故障的主要原因之一。活塞顶部在热应力和周期性燃烧爆发力的作用下，产生热疲劳和机械疲劳，最终导致烧熔和开裂。
柴油机活塞顶部烧熔故障，大多发生在活塞顶部和第1、2道活塞环槽处，损坏形式主要有顶面熔洞、穿孔、麻坑和顶部周围处有键槽状缺口或塌陷等。活塞顶部烧熔后将导致高温燃气窜入曲轴箱、加速机油的氧化变质、气缸密封性变差、压缩比下降、燃油燃烧过程变坏、柴油机的动力性和经济性下降；严重时活塞开裂破碎，损坏气缸套、连杆、曲轴、机体等零部件。导致活塞顶部烧熔的原因大致有以下几点。
（1）活塞顶部积炭严重 活塞顶部的积炭使活塞顶局部过热并产生高温，当局部高温超过材料的熔点时，就会将活塞的顶部烧熔而形成熔洞。
（2）活塞环胶结或断裂 活塞环胶结或断裂会导致活塞环不能与气缸壁紧密贴合，活塞顶部的热量不能及时传走，同时还会引导高温气体下窜，结果使活塞顶部及活塞环槽部位因过热而烧蚀。
（3）供油不均 柴油机各缸供油量和供油时间如果不均匀，将会使部分气缸的燃烧过程恶化，形成积炭或严重后燃，柴油燃烧的热量不能用来做功，而使部分气缸内的活塞顶温度过高，导致材料热疲劳而被烧熔。
（4）喷油器工作不良 当喷油器出现滴油、二次喷射、雾化不良等情况时，将导致活塞顶部积油，积油处因局部温度过高，热应力增大而烧蚀。喷油器滴油是柴油机活塞顶部烧熔故障的主要原因之一。
（5）柴油机产生爆燃 柴油机工作中，活塞顶部要承受燃烧爆发力的周期性机械冲击，其瞬时冲击力可达10.0MPa以上，直接作用于活塞顶上的冲击力可达100kN以上。如果柴油机产生爆燃，其冲击力将会成倍上升。活塞顶部在热应力和周期性燃烧爆发力的作用下，产生热疲劳和机械疲劳，最终导致烧熔和开裂。而柴油机产生爆燃的原因主要是供油时间过早、气缸内积炭过多、压缩比过高、活塞顶上形成炽热点而导致预燃期缩短、所用燃油十六烷值过低等。
（6）机油冷却喷嘴堵塞 有些大功率柴油机的机体上设有活塞机油冷却喷嘴（图8-7），通过向活塞内腔喷射机油以帮助冷却散热。如果机油冷却喷嘴堵塞，活塞就会积热升温，也易导致活塞顶部烧熔。
（7）柴油机操作不当 柴油机长时间超负荷超速运行，或柴油机散热不良，或经常猛轰油门、高速大负荷熄火、柴油机整体温度过高等，都可能导致活塞顶部烧蚀。
（8）活塞质量不合格 若活塞铸造时存在气孔、疏松、微裂纹、夹渣等缺陷，则在高温高压作用下，这些气孔、疏松、微裂纹会成为疲劳源而导致疲劳损坏，活塞中的夹渣首先熔化，造成活塞烧熔。
图8-7 活塞机油冷却喷嘴
（9）曲轴箱废气压力太大 为达到环保的目的，很多柴油机采用闭式呼吸器循环系统，将曲轴箱废气引入柴油机进气管加以燃烧。此类布置的柴油机，当某些原因导致曲轴箱废气增多、压力增大时，就可能因为曲轴箱废气中的机油蒸气较多而导致离进气管上与下排气接口较近的气缸的活塞顶部烧熔。
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2023-09-23
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