船舶柴油机活塞环故障分析与检修
船舶柴油机烧机油故障分析与排除

船舶柴油机烧机油故障分析与排除柴油机烧机油通常表现为排气冒蓝烟、机油消耗增大,烧机油影响柴油机正常运行。
分析了引起柴油机烧机油的主要原因,提出了适量添加机油、加强活塞组件技术保养、及时更换气门组件三个解决措施。
标签:柴油机;机油消耗;排气;故障柴油机工作中机油消耗是正常现象,正常情况下,一台技术状态良好的柴油機额定工况下机油消耗率小于或等于408-476g/Kw·h,但目前某些船舶柴油机在使用中普遍存在机油超耗现象。
机油超量消耗,主要原因是部分机油窜入燃烧室被烧掉。
烧机油不仅造成机油的浪费,而且容易造成柴油机积碳严重,使柴油发动机运转不稳,功率明显下降,活塞环与气缸磨损加剧还可能导致活塞环粘结、折断、拉缸等事故。
为保证柴油机可靠运行,降低故障率,提高使用寿命,应重视并有效解决这一问题。
1 故障特征柴油机出现烧机油,表现为三方面:(1)机油消耗异常增大;(2)排气冒蓝烟,在低速、空车和低负荷时更明显;(3)排气管向外喷机油,低速低负荷时,可观察到排气管喷出大量油粒。
2 故障分析一般来说,柴油机的机油窜入燃烧室引起烧机油,主要有四个方面原因。
2.1 曲轴箱(或油底壳)内机油过多曲轴箱(或油底壳)内油位过高,曲拐转动时将大量的机油飞溅到气缸壁上,由活塞和活塞环带入燃烧室内。
2.2 气缸壁上的滑油窜入燃烧室活塞环与缸套为一对摩擦副,靠机油飞溅润滑,通常有四个方面可能引起窜油。
(1)活塞环泵油。
由于活塞往复运动的惯性,活塞环在活塞环槽中上下振动造成的泵油不可能杜绝,只能依靠改善密封性及环宇环槽之间的间隙来限制窜油量,环端面及与之配合的环槽粗糙度、环的不平度及活塞环与环槽的间隙将直接关系到窜油的大小。
(2)活塞环开口间隙。
由于往复运动,机油靠惯性通过缸套表面和活塞环开口间隙窜到燃烧室,通过活塞环开口间隙的机油量由活塞与缸套的间隙和环的开口间隙来决定。
因此,活塞与缸套的间隙越大,活塞环开口间隙越大,机油窜油量就越大。
船舶柴油机磨损的故障模式分析及故障处理

船舶柴油机磨损的故障模式分析及故障处理郑卫锋(中山市金辉船舶修造厂有限公司,广东中山528447)脯要]船舶主柴油机的故障对于船舶的安全舷行构成了极大的威胁,在柴油机出现故障时需要采用必要的手段来防止事故的扩大。
本文对通过对船舶柴油机磨损故障模式的分析,结合一次典型的船舶N TA一855型康明斯柴油机的磨损故障进行分析,同时提出具体的故障处理方法。
陕键词】船舶;柴油机;磨损;故障模式;故障处理船舶柴油机本身工作条件差,它是在高温、低速、振动等条件下运行,其结构复杂,结构系统多,船舶在不同的海况航行,各种零部件处于较为恶劣的工况下工作。
同时由于海水和其它酸性或碱性物质的腐蚀,各种金属颗黻生的摩擦或磨损。
船舶襄由机各个系统发生故障的可能性较大。
有些故障可以在主机运行中根据故障症状直接检修排除。
有些故障必须停机或紧急停航进行抢险才能排除,这无疑会给船东或承租人带来较大的经济损失。
因此对该船舶柴油机进行运行情况调研及掌握必要的故障处理方法。
尤其是对其常发故障的船舶主机进行总结和分析,有助于积累船舶柴油机维修管理的经验,也有利于船舶公司机务管理部门进行备件采购,建立科学的维修保养体系,为整个公司船队的轮机管理人员提供及时的技术保障和支持。
基于此,本文对一次船舶N T A一855型康明斯柴油机的磨损故障进行分析并提出相应的处理方法。
论文的分析过程和结果有利于充实船舶柴油机的监测和诊断技术储备,这对于刚氏船舶维修费用、提高经济性、可靠性、提高营运经济性有着重要的意义。
1船舶柴油机故障主要模式分析针对船舶柴油机及系统设备的使用情况笔者进行全面调查,收集到了具体故障案例。
综合起来分析,可得出结论发现:柴油机的常见故障原因不是一个具体的单一的,而通常是由各种原因综合造成。
结合故障实例可具体分为如下故障模式:A:过度磨损:B:材料强度不够;C:腐蚀:D:振动;E:人为管理因素;F:其它模式。
按以上的故障模式,对躬由机统计,进而分析得出其故障出现率,见表1所示表I船舶主柴油泉故#々模式统计及其比率模式A B C D E F∑I统计次数128235232I比率f%)3752562941576.2100通过表1结果分析看,虽然这种统计不完全,但可得出故障发生的趋势,因而可初步得出如下结论:1)柴油机的故障比率较高的是磨损引起的,其比率达到了375%。
船舶柴油机的常见故障及排除策略

船舶柴油机的常见故障及排除策略摘要:随着柴油机应用范围的不断扩大,有必要根据柴油机应用特性建立合理化的故障处理机制,及时发现问题并采取相应的控制措施,最大程度地维持其应用效能,减少故障带来的安全隐患。
关键词:船舶柴油机;故障;排除策略引言随着我国科技的不断发展和智能增益的自动化,柴油机故障诊断技术有了很大的进步,柴油机故障诊断也与其他机器相似。
研究柴油机故障机理后,根据故障信号的检测和处理,找出柴油机故障的实际原因,并对柴油机故障进行处理。
1船舶柴油机机械故障诊断方式(1)振动分析,检测船舶柴油机故障的主要方法是振动分析。
在测试过程中,通过检查柴油机等测试项目,分析柴油机在运行过程中是否出现问题,可以分析船舶在运行过程中的实际故障。
通过振动分析进行分析,结果精度高,可为解决问题提供参考。
这是实用的方法。
(2)油分析方法,船舶、机械设备故障过程中磨损是最常见的故障。
在众多机械设备零部件中,磨损的可能性最大。
对于船舶机械设备的润滑,根据油的实际情况,根据监测数据确定润滑油的实际质量和含量,分析设备维修或更换时的污染程度和频谱趋势。
(3)治疗分析,这是船舶机械设备检查中常用的方法。
利用该方法检测柴油机的内部工作状态,可以掌握实际压力的宽度,分析设备的实际工作状态。
这种分析方法在一定程度上是动态的,因此在检测过程中非常广泛。
2常见故障和原因2.1自行熄火对于船舶柴油机而言,在实际运行过程中出现自行熄火的情况较为常见,这不仅会影响设备的常规化应用,也会制约设备的使用效能,缩短柴油机使用寿命。
为建立更加科学的故障处理机制,要着重分析故障产生的原因,确保柴油机能顺利恢复正常的使用状态。
经分析发现,故障产生的原因主要有以下情况:①船舶柴油机仅出现熄火的症状,重新启动后仍能正常工作,这表明船舶柴油机处在负荷不正常的运行环境中,负荷剧增导致其突然熄火;②船舶柴油机熄火且无法正常工作,表现为柴油滤清器堵塞、喷油嘴针阀咬死和油路混入空气等,其原因主要是设备维护人员缺乏规范性的日常维护,导致出现油路堵塞、喷孔运行补偿不足和供油不及时等问题。
某船舶柴油机拉缸机械故障分析及处理措施

关键词
活塞 缸套 机械故障
l 事 故 发 生 的 过 程
某船 自蓬 莱新 港 备 车准 备 离港 时 , 主机 因故 障 停车 。对 主机各 缸 曲轴 室 进 行 了检查 , 现 4号 缸 发 缸套底 部 产生 2道 贯穿 纵 向 的细 裂 纹 , 约 2 c 长 0 m, 缸 内活塞裙 部可 见部位 严重 拉伤 。 由于 当时 主机 盘 车较灵 活 , 未见盘 车机 电流 过大 , 计 活塞 与缸套 没 估 有抱死 , 并且 缸套 下部 未 见 漏 水 现象 。据 船 方 事 发 过程陈 述及 检查 , 现 主机 4号 缸 附 近 曲轴 室 冒烟 发 后 即 同驾驶 台联 系停车 , 停车后 即开始 盘车 , 开启另
维普资讯
第2 4卷 第 4期
20 0 7年 O 8月
江苏船舶
JAN U S P I GS HI
Vo . 4 ’ o 4 12 N . Au .0 Fra bibliotek g’ 0 2
某 船舶 柴油 机 拉 缸 机械 故 障分 析及 处理 措 施
周延 松 赵 殿 军
一
() 5 校测连杆 , 连杆若产生扭 曲变形或拉长现
象 , 造成 活塞 运动 失 中 , 会 连杆 大 、 端 瓦偏 磨 。 小 ( )缸套安 装 校 中 , 6 由于航 修 时间短 , 于缸套 对 校 中工 艺 复杂难 于现 场 解 决 。在航 修 中 , 般 更 换 一 缸 套后 , 测量 缸套 内径数 据 , 断定 是否 符合安 装 仅 来 公 差范 围标 准 。 ( ) 塞常规装 配 尺寸测 量 。 7活 根 据 以上 对 缸 套拉 缸 原 因 的总 结 , 原机 拆 卸 将 活 塞连杆 总成 和 备用 连 杆 一 并 运 到航 修 车 间解 体 , 利用 平 台初步 对连 杆 进 行 校 测 , 且 对 连 杆 进 行称 并 重检 测 。完 成 4号缸 的 缸套 、 活塞 、 活塞 销 、 连杆 总 成及 大端 瓦的换 新装 配及 测量 工作 。
柴油机活塞环故障分析及处理

柴油机活塞环故障分析及处理摘要:活塞环作为柴油机燃烧室重要组成之一,在柴油机正常的运行占据着重要的作用。
因此,我们在密切关注航运事业的同时不能忽略活塞环在船舶运行中出现的各种故障。
活塞环故障的控制主要体现在轮机工作人员在日常的工作中对于柴油机的日常维护与保养以及及时的发现船舶柴油机在运行中出现的不同程度的问题,对于发现的问题能够有效的进行分析和解决,防止故障的发生造成严重的影响。
关键词:柴油机活塞环;故障;处理在工业产业运行及发展的背景下,船用柴油机作为设备使用中较为重要的组成,在活塞环使用的过程中,将其运用在密封燃烧室之中,可以在活塞达到一定位置之后,保证燃烧室内有充足的温度及压力,提高燃烧处理的整体效果。
对于柴油机活塞环的技术形式,其状态直接影响柴油机的工作可靠性、动力性和经济性。
而且,在活塞、活塞环工作条件相对恶劣的环境下,机械设备的磨损会增加损失功率,由于活塞环是活塞组件中最容易损坏的零件,其工作情况会对燃烧油的完整度受到损失,所以,在柴油机活塞环运用中,应该注意对活塞的管理,结合柴油机的运行特点,保证设备系统运行的安全性。
一、活塞环为保证密封可靠和防备个别环折断,一个活塞环上设多道气环,多道环还可以形成曲径式密封,环数越多,气体的泄露越少。
但是环的数目会使活塞的摩擦损失增加。
另一方面,活塞运动速度与漏气的多少成反比。
所以在设计上还是应尽可能地减少气环的数目。
通常高速机采用 2~3 道气环,中速机采用3~4 道气环,低速机采用5~7道气环。
结合柴油机系统的运行特点,活塞环的工作环境相对较差,如,在第一道活塞环运行中,受到高温、高压因素的影响,会降低缸体内的密封效果。
第二,在第二道环下方气体压力分析中,需要将气缸压力控制在 10% 的状态,通过密封系统的处理及调整,提高活塞环运行的效果,充分满足活塞环的工作需求。
在气体压力的影响下,活塞环在往复运动的惯性力影响下,活塞环及气缸套会产生摩擦力。
论船舶柴油机活塞环断裂的原因及应对方法

论船舶柴油机活塞环断裂的原因及应对方法摘要:活塞环是柴油机燃烧室最为重要的组件之一,具有维持活塞和气缸套间的有效密封与将活塞热量传递给气缸壁的散热功能。
本文就船舶柴油机活塞环断裂的原因及应对方法进行深入地研究。
关键词:活塞环;断裂;原因;应对方法1 引言当前在船舶柴油机中运用的活塞环多种多样,其本质区别便是活塞环的原料、外表涂层、搭口方式以及断面形状的差异。
所有活塞环均具备自身独有的优势与缺陷,各种柴油机需按照本身的特征选取相应的活塞环组合,实现良好的刮油与密封效果。
2 活塞环简介活塞环是一种运用于嵌入到活塞槽沟内侧的金属环,活塞环主要有机油环与压缩环两种形式。
压缩环能够运用于密封燃烧室当中的可燃混合气体;机油环则能够运用于刮除汽缸中多余的机油。
活塞环是一类具备较大向外扩张形变的金属弹性环,其被安装至剖面及其对应的环形槽中。
旋转与往复运动的活塞环,依托液体又或是气体间的压力差,在环外圆面与气缸及环与环槽的侧面间产生密封。
3 船舶柴油机活塞环断裂的原因分析3.1 活塞的原因因为环槽加工质量较差又或是长期工作或者磨合不佳导致环槽的上下外表面的不平整;又或长期性的高温作用造成环槽出现高温蠕变;或活塞头部因为热膨胀形变而产生鼓形或者扇形;环槽被磨损为喇叭状,导致环槽面的支承较差,在燃气压力重复作用状况下环遭受重复的弯曲与扭转作用而产生疲劳断裂。
3.2 汽缸套的原因由于缸套运用时间较久,润滑不良以及磨合不良等缘由导致气缸出现较为严重的磨损。
在上下死点部位形成阶梯形状的磨损造成凸肩,在连杆大端形成非常大的磨损又或是连杆大小端轴承维修以后导致最初死点部位出现变化的时候,在惯性力影响下导致撞击断环。
除此之外,由于缸套磨损使得轴向产生锥度又或是呈鼓形,在圆周方向呈现为椭圆形又或者是不规则的棱圆形,活塞环在上下运动的过程中形成局部应力,使得受力不均匀造成疲劳断裂或者是冲击断裂。
3.3 活塞环的原因第一,环的开口缝隙较小,在受热膨胀以后没有任何膨胀余地,导致内部热应力不断加大,导致环在开口周围又或开口对面发生断环。
论船用柴油机活塞环断裂原因和管理

技术创新63船用柴油机活塞环折断是船舶轮机 管理中常见的故障,本文深度认识活塞 环结构原理以及工作中折断损坏的原 因,提出了相应的预防措施和对策,对 活塞环的日常管理和维护提出实用和有 效的建议。
活塞环(图1)是内燃机燃烧室组成 的重要部件之一,有气环和刮油环之分。
图1活塞环气环的主要作用是:①密封气缸工作 空间的气体。
柴油机机工作时进气冲程进 入的新鲜空气,在压缩冲程进行脚’为 活塞到达上死点时满足燃油的自燃,压缩 终点温触须■要求,而气缸的密封非 常重要,气环的密封则是柴油机工作燃烧 质量好甚至是能否起动的关键。
②导出活 塞热。
柴油机在燃烧膨胀过程中,仅有20%至40%的热能转换为机械能,剩余的 60%至80%的热能积聚在气缸中,大型低 速柴油机舰冷却液带走气缸和活塞热, 中小型柴油机则通过气环的传递,把活塞套,再酣冷却水_而带走气缸和活塞热。
③保持活塞运动的中心。
中小型柴油机的活鲥料錢是铭合金, 而缸套的材料主要是铸铁,设计时为避免 活塞受热膨胀拉缸,甚至咬缸,活塞夕啦 比缸套内径要小,为保证活塞在气缸中运 行时,不会碰撞和拉扯,由气环固定活塞 的中心线,上下运行时,活塞与缸套的中 心线一致。
油环的主要作用有:①活塞上行时, 将滑油均匀分布于气缸壁,保持活塞环与缸套之间处于临界摩擦,因为油太多会使 滑油窜缸燃烧,油太少会加大活塞磨损和 干磨发热。
②活塞下行时,将润滑油刮回 油池,防止润滑油滞留在所气缸中燃烧。
活额贼油m i 作过程中,工作条件十分恶劣。
气缸内燃烧时最高温度可淑000t ,压力10 MPa ,这就使得活塞产生冲 击,并承受侧压力的作用;活塞在气缸内 以很高的速度(8 m/s ~ 12 m/s )往复运 动,且速度在不断地变化,这就产生了很 大的惯性力,使活塞受到很大的附加载 荷。
活塞在这种恶劣的条件下工作,会产 生变形并加速磨损,还会产生附加载荷和 热应力,同时受到燃气的化学腐蚀作用。
船用柴油机活塞环断环原因分析及管理

・"# 年 $ 月
重磨损, 从而强度下降而断环。 环槽下端面的积碳尚 软时, 环仍可活动和保持气缸密封性。 当积碳增多使 环活动受阻时,环与缸壁强力作用刮下的滑油和金 属屑混合,在燃气作用下在环槽下端面形成局部坚 硬积碳。环在此坚硬积碳下受到周期性燃气压力作 用, 发生弯曲疲劳折断。 %& 由于缸套使用时间过长, 磨合不良或润滑不 良,润滑油品牌使用不当等原因造成缸套的严重磨 损。在上、 下死点位置产生阶梯状磨损引起凸肩, 在 连杆大端产生较大磨损或连杆大小端轴承修理后使 原来死点位置发生变化时,在惯性力作用下造成撞 击断环。 ’& 使用燃油的经常变动。船上使用的燃油由于 加油港经常变动, 不同国家、 厂家的燃油由于其产地 和冶炼工艺的不同, 其性能指标也有很大差异。 如果 在净化燃油时不采取措施, 将影响燃油处理的质量。 燃油中的灰分过高,将造成活塞环和缸套间的磨损 加剧, 这些因素必然影响柴油机的燃烧过程, 造成燃 烧室内温度过高。同时由于某些柴油机长期在低转 速、 低负荷下工作或进出港频繁用车, 而气缸注油量 不作调整, 造成气缸注油量增加, 过多的气缸油由于 泵油作用在环槽处形成积聚,当气缸内温度过高时 积聚的滑油形成燃烧, 为活塞环的折断创造了条件。 (& 滑油和燃油的配合问题。从燃油的性质上来 分析, 有的燃油所含的硫分较高, 如雷氏 ) """ * 燃 油。因此当燃油燃烧时所产生的 +,! 和 +,- 也就比 较多。 而 +,! 和 +,- 在高温下呈气态, 直接与金属作 用会引起气体腐蚀,并促使积碳和胶质沉积物坚硬 化, 增加了缸套、 活塞环的磨损。 按要求, 当柴油机使 用高硫分的燃油时, 应使用强的或高碱性专用滑油, 因高碱性的润滑油可以中和由于以上原因所生成的 酸, 并能减少机件的磨损。 如果主机在运行中没有使 用与燃油相匹配的气缸油,有时甚至用机油来代替 气缸油。这样, 滑油中和燃烧生成酸的能力下降, 造 成酸性物质对活塞、 活塞环的腐蚀更加严重, 导致经 常发生活塞环折断现象。 .& 针对二冲程的柴油机,由于活塞环会挂住气 口, 将导致二冲程柴油机扫气口处倒角不够, 活塞环 也会被气口挂断造成断环。
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六 活塞环故障检修
1、扫气口检查 停车→拆盖板→清洁→两人配合检查 2、吊缸检查 活塞组件吊出后清洁、测量、检修
3、换环: 4、磨合:低负荷运转一段时间,保证充分的磨合时 间和充分的润滑。
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故障实例
• 故障现象 某轮主机型号SULZER 6RTA62,已运转约7千小时。某航次开航第 一天就发生了主机第一缸扫气箱着火爆炸,排烟温度超乎异常的升高, 涡轮增压器转速迅速上升并发出啸叫声。 • 分析原因 根据检修现象可以初步判断是扫气箱油气浓度太高,活塞环密封不 好。 可能原因是燃烧不良生成的炭粒或不完全燃烧产物、气缸注油量太 大。 • 处理方案 第一 紧急停车,立即组织第一缸吊缸,清洁检查扫气道和排烟管, 发现:有两道活塞环磨损已超出极限(尽管主机仅运行7千小时);其余的也 已磨损1. 3mm;活塞环槽严重积碳;第一道和第二道活塞环搭口粘在一起; 四周呈不均匀磨损状态;扫气箱油泥沉积高达20cm。 第二 清理扫气箱,准备换新活塞环。 第三 换新活塞环后,磨合运行。 第四 时刻监控运行,到港全面检修。
搭口间隙是活塞环处于工作状态时的开口大小。它是活 塞环工作时的热胀间隙。
外圆表面磨损 径向厚度减小 搭口间隙增大
搭口间隙过小
活塞环折断
搭口间隙过大
燃气漏泄
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用塞尺测量各道活塞环搭口间隙。将实测搭口间隙 值与说明书或标准进行比较,超过极限值时应换新 活塞环。
装配值
≤
搭口间隙
﹤ 极限值
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3)活塞环径向厚度的测量
活塞环磨损情况比较(定性分析)
6
2、定量分析
1)平面间隙测量
平面间隙俗称天地间隙,它是活塞环紧贴环槽下端面时环 与环槽上端面之间的间隙。
上下端面磨损
轴向高度减小
平面间隙增大
平面间隙过小 平面间隙过大
运动受阻 燃气漏泄
通常,第一道环的平面间隙 较大,其它环依次减小。
装配值
≤
平面间隙
﹤ 极限值
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2)搭口间隙测量
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第四节
活塞环的检修
一、故障种类: 活塞环是柴油机的易损件,主要损坏形式有:过度 磨损,折断,黏着和弹力丧失。
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• 折断
弹力丧失
• 粘着
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二、活塞环的过度磨损
1、定义:
1)正常磨损:
磨 损 率 为 0.1~0.5mm/kh , 厚 度 均 匀 , 寿 命 可 达
8000~10000h。
2)厚度极不均匀(在开口对侧磨损更严重),或者磨损速 度过快的磨损是过度(异常)磨损
径向胀缩疲劳
3、影响:
• 燃烧室的密封性 • 增压器损伤情况下:上下运动、径向运动、圆周向运动
•
活塞环粘着:活塞环槽内有沉积物和积炭使活塞环在环槽中不能自由运动
• 原因: – 活塞或气缸过热 – 滑油过多 – 滑油不净
–燃烧不良
• 后果:导致气缸漏气、活塞环断裂,严重时形成拉缸
《船舶柴油机活塞环故障分析与检修》
Marine diesel engine
主讲:巩存政 Email:sdjzygcz@
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【课程回顾】
1、什么是活塞环: 开口环状物
2、活塞环的功用:
密封、散热、刮油、布油。
3、活塞环的工作环境
高温、高压、高速运动、润滑差。
如何能让活塞环避免故 障,保持正常运行?
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五、 活塞环弹力丧失
1、活塞环密封作用下降
测量变形后自由开 口
2、弹力检查
新旧环对比法 滑动试验法
自由开口闭合或扩大一倍,松开后开口大小。
吊缸清洁后,将环装入气缸用手推动,轻轻触动环即沿缸壁移动, 13 表明活塞环弹力过小。
3、活塞环弹力丧失的处置
原因:
1、长期使用产生不均匀的磨损 2、过热、粘着、疲劳使其弹力部分或全部丧失
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【课程总结】
• 活塞环损坏形式(故障)?故障原因? • 如何避免这些故障?设计、制造、管理? • 通过这节课你学了什么?学会了什么?你 还想学什么?
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正常磨损: 表面光滑无毛刺, 较清洁,无硬化层, 外表面呈鼓形
被硬质颗粒划伤: 表面有均匀划痕, 无光泽,无硬化层 正在变好的过度 磨损:沿棱边已 经出现了平滑且 较软的带状区, 中心环带尚有磨 痕和硬化层。若 继续加强润滑, 运转一个阶段, 就会转变成正常 磨损状态。
因缺油磨损仍继续: 表面平直有不规则的 斑点且有毛刺和硬化 层,棱边锐利
径向厚度用外径千分尺进行测量。当活塞环径向厚度小 于一定值时换新活塞环。
外圆表面磨损
径向厚度减小 原因: 大多是管理不当:磨合不良、超负荷运转、润滑油不足或品质
不佳、燃用劣质燃油、燃烧不良和冷却不充分。第一道环磨损最
严重。
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三、 活塞环折断
1、现象:断成几段甚至小碎块 2、原因: 搭口间隙过小 环槽积炭 磨台冲击折断 活塞环折断原因 环槽过度磨损 活塞环挂住气口