船用柴油机活塞环故障分析

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柴油机活塞环折断原因分析与预防措施

柴油机活塞环折断原因分析与预防措施

柴油机活塞环折断原因分析与预防措施柴油机活塞环折断是柴油机工作中常见的故障之一,其原因主要是由于材料质量、制造工艺、润滑系统、燃油油质和操作保养等方面的问题所导致。

本篇文章将对柴油机活塞环折断的原因进行分析,并介绍相关的预防措施。

1.材料质量问题柴油机活塞环的主要成分为钢、铸铁等材料,如果其材料质量存在问题,容易引起活塞环的折断。

活塞环在高温下运行,如果其材料不能承受高温,就会发生变形、脆化等现象,导致折断。

因此,选用优质的材料,制造高质量的活塞环是预防折断的重要手段之一。

2.制造工艺问题活塞环的制造工艺对其质量和耐久性也有很大的影响,如果工艺存在问题,就会导致活塞环存在缺陷,容易发生折断。

例如,制造过程中存在冷态收缩、过度热处理或退火不足等问题,都会导致活塞环存在焊接、裂纹等问题,从而增加了折断的风险。

3.润滑系统问题柴油机活塞环需要在润滑油的作用下正常工作,如果润滑系统存在问题,就会导致活塞环缺乏润滑,摩擦增大,容易出现卡死和折断。

因此,保持润滑油的清洁和常规更换是预防活塞环折断的重要手段之一。

4.燃油油质问题燃油油质对柴油机活塞环的工作也有很大的影响,如果燃油油质存在问题,就容易引发活塞环的折断。

例如,燃油里面含有杂质、水分等,就会在高温下产生酸腐蚀,破坏活塞环的表面质量,增加了折断的风险。

5.操作保养问题柴油机的操作保养对活塞环的寿命也有很大的影响,如果操作不当或保养不到位,就会加速活塞环的磨损和老化,容易导致折断。

例如,柴油机长期在低速或负荷过大的情况下运行,会增加活塞环的磨损,导致折断;而不及时更换润滑油和油滤器等保养措施,则会导致活塞环缺乏润滑,增加折断的风险。

为防止柴油机活塞环的折断,除了注意上述方面,还需要注意以下几点预防措施:1.选用质量好的材料,制造高质量的活塞环。

2.加强生产的质量检验,确保活塞环没有缺陷。

3.保持润滑油的清洁和更换周期;4.控制燃油的油质和含水量,避免酸腐蚀活塞环表面;5.严格按照操作说明和保养周期进行操作和保养。

3个月时间连续发生多起主机拉缸、活塞头烧损、活塞环卡死...到底那根玄出了问题

3个月时间连续发生多起主机拉缸、活塞头烧损、活塞环卡死...到底那根玄出了问题

3个月时间连续发生多起主机拉缸、活塞头烧损、活塞环卡死...到底那根玄出了问题机械设备的可靠运行、科学合理的管理、积极妥善地处理各种事故及故障,无疑是对安全生产最大的保障。

作为船舶主动力推进装置的柴油机,是整艘船舶的心脏,而燃烧室部件又是柴油机的心脏,燃烧室部件的好坏将直接影响整艘船舶的安全与否。

根据英国劳氏组织的调研获知,80%以上的机械事故与人的因素密切相关,也就是人的操作与管理在柴油机使用过程中起主要作用。

柴油机缸套的磨损、拉缸,均有其内在的规律和诱因。

只要轮机管理人员有足够的柴油机知识和安全意识,许多事故完全可以避免。

1事故的发生某船主机型号SULZER 6RLB56,功率5640 kW,额定转速130 r/mino1)该船某年8月5日在印度贝迪港锚地等候piston-head burnt;running-in;piston-ring stuck进港期间,第6缸(运转7208 h,没发现缺陷)正常吊缸检修。

活塞吊出后,发现缸套气口处有多条裂纹,活塞检测正常,更换新缸套、全部活塞环后装复。

2) 9月14日航行抵越南胡志明港,因第4缸缸套漏水吊缸,发现严重拉缸,缸套有多条横向、纵向裂纹,第1道活塞环卡死在活塞令槽中,更换新缸套和备用活塞组。

3) 9月21日自国内张家港满载出航,第二天刚出长江口,因第6缸缸套裂损、大量漏水,漂航吊缸。

发现缸套严重拉伤,内表面多处金属剥落,活塞头第1道环槽以上部分被1 ~3 mm的金属包层裹住,明显是与缸套高温摩擦形成金属焊接现象,更换新缸套和备用活塞头。

第6缸距8月5日换新缸套仅使用557 ho4) 10月23日中午,第2缸、第4缸缸套同时裂漏。

因前方有10级台风,同时船上也没有备用缸套,只好封2缸慢速开往福建的三都澳锚地避风等候缸套备件。

在锚地船员又吊第2缸、第4 缸,发现缸套气口处多条横向裂纹,表层多处剥落,活塞环全部卡死,活塞头部第1道环槽以上被金属包裹,船员敲除包层约1 ~3 mm后打磨换新后装复。

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

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。

柴油机活塞环折断原因分析与预防措施

柴油机活塞环折断原因分析与预防措施

柴油机活塞环折断原因分析与预防措施1. 引言1.1 背景介绍柴油机活塞环折断是一种常见的故障现象,给柴油机的使用和维护带来了诸多困扰。

活塞环是柴油机里非常重要的一个部件,其质量直接影响着柴油机的工作效率和寿命。

活塞环折断不仅会导致柴油机功率下降、油耗增加,甚至会造成更严重的损害。

活塞环折断的原因多种多样,主要包括金属疲劳、温度过高和碳积聚等。

金属疲劳是活塞环折断的常见原因,长时间高频率的工作会导致金属疲劳,使活塞环产生裂纹并最终折断。

温度过高也是导致活塞环折断的重要因素,高温会使活塞环变形,导致其受力不均匀,从而增加折断的风险。

碳积聚也会导致活塞环折断,过多的碳积聚会增加活塞环的摩擦力,加速磨损并最终导致折断。

为了有效预防柴油机活塞环折断,需要从多方面入手,如定期检查活塞环的磨损情况,保证发动机正常运转温度,及时清理发动机内部的碳积聚等。

只有加强对柴油机活塞环折断原因的分析和预防措施的落实,才能有效提高柴油机的工作效率和延长其使用寿命。

1.2 问题提出在柴油机运行过程中,活塞环的折断是一个常见的故障现象。

活塞环折断会导致活塞与气缸壁摩擦增大,进而影响发动机的正常运行。

了解柴油机活塞环折断的原因并采取预防措施,对于提高柴油机的可靠性和使用寿命具有重要意义。

柴油机活塞环折断的原因包括金属疲劳、温度过高、碳积聚等多个方面。

金属疲劳是活塞环折断的主要原因之一,长期高负荷运行会导致活塞环的金属疲劳寿命降低。

温度过高也会导致活塞环变形,增加折断的风险。

碳积聚会增加活塞环与气缸壁之间的摩擦,加剧活塞环的磨损和折断。

为了预防柴油机活塞环折断,可以采取一系列的措施,如定期检查活塞环的磨损情况,保持发动机的正常运转温度,及时清洁发动机内部的碳积聚等。

通过对柴油机活塞环折断原因的分析和预防措施的实施,可以有效降低活塞环折断的风险,提高柴油机的工作效率和可靠性。

【问题提出】1.3 目的柴油机活塞环折断是一种常见的故障现象,可能会给车辆的使用带来严重影响。

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

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。

柴油机活塞环故障分析及处理崔亮亮1陈利杰2

柴油机活塞环故障分析及处理崔亮亮1陈利杰2

柴油机活塞环故障分析及处理崔亮亮1陈利杰2发布时间:2021-10-07T08:17:54.297Z 来源:《基层建设》2021年第18期作者:崔亮亮1陈利杰2 [导读] 在工业产业运行及发展的背景下,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,活塞环和气缸套的工作条件非常恶劣,摩擦损失占到整个柴油机摩擦损失功率的55%---65%。

活塞环运行中的管理和维护,对保证柴油机的安全可靠和经济运行显得尤为重要,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。

对于活塞环而言,其作为柴油机中十分关键的组成,在具体使用中可以保证活塞与气缸套之间的有效密封,同时也可以更好地将活塞热量进行传递,从而实现散热处理的目的,发挥气缸润滑油的使用效果,如果出现故障将严重影响柴油机的性能。

所以本文列举出了活塞环几种常见的故障,并且对活塞环出现这几种常见故障的原因进行了分析,最后提出了一些相应的对策和预防措施。

一拖(洛阳)柴油机有限公司河南省洛阳市 471003摘要:在工业产业运行及发展的背景下,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,活塞环和气缸套的工作条件非常恶劣,摩擦损失占到整个柴油机摩擦损失功率的55%---65%。

活塞环运行中的管理和维护,对保证柴油机的安全可靠和经济运行显得尤为重要,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。

对于活塞环而言,其作为柴油机中十分关键的组成,在具体使用中可以保证活塞与气缸套之间的有效密封,同时也可以更好地将活塞热量进行传递,从而实现散热处理的目的,发挥气缸润滑油的使用效果,如果出现故障将严重影响柴油机的性能。

活塞环的常见故障

活塞环的常见故障
活塞环是发动机中的重要部件,常常会出现故障,影响发动机的正常运转。

以下是活塞环的常见故障:
1. 磨损:由于活塞环与缸壁长期摩擦,容易造成磨损,导致间隙过大,进而影响气缸的密封性,降低发动机的压缩比,导致动力下降,燃油消耗增加。

2. 断裂:活塞环弹性较大,但长期使用后会逐渐失去弹性,使其易受冷热变形影响,导致断裂。

此时,活塞环无法充分贴合缸壁,从而影响气缸的密封性,导致漏气、燃烧不充分等问题。

3. 卡死:在发动机高温高压环境下,活塞环容易因积碳或者油膜破裂而卡死,导致活塞环与缸壁摩擦增大,磨损加剧,进而影响发动机的正常运转。

4. 烧蚀:当发动机长期高速行驶或者机油不及时更换时,活塞环容易出现烧蚀现象,导致活塞环与缸壁之间出现过大的间隙,进而影响气缸的密封性,使发动机的动力下降。

综上所述,活塞环的常见故障包括磨损、断裂、卡死和烧蚀等,这些故障会影响发动机的正常工作,必须及时维修和更换。

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船用柴油机修理后常见故障分析

一柴油机修理前未发现的故障隐患在实际使用中, 船用柴油机的常用负荷是柴油机额定负荷的70%~80% , 而修理后要作高负荷试验(中修柴油机试验100%额定负荷, 小修柴油机试验95%额定负荷)。

因此, 对由于某种原因未进行修理前试验或未进行高转速(负荷) 试验或试验时间不够(如因某一部件故障或因船上负荷不足未进行高负荷试验) 的柴油机, 修理前未能了解其在高负荷运行状态的性能参数情况, 其在高负荷运行状态下可能发生的故障隐患未能完全暴露出来, 因而难以进行针对性的修理, 该故障隐患在修理后柴油机进行高负荷试验时就可能暴露出来。

因此, 柴油机修理前应在性能参数正常的情况下作最高转速(负荷) 试验, 以便了解柴油机修理前运行状况, 修理时采取针对性措施, 确定修理方案, 消除故障隐患。

二柴油机修理时未完全消除已发现的故障隐患依据某一故障进行针对性修理的柴油机, 一些故障隐患在修理中未彻底排除, 特别是对中小修或临时修理(抢修) 的柴油机, 修理时由于受修理范围或修理时间的限制, 未对可能引起发生故障的全部原因和故障发生后对零部件可能造成的最大伤害进行详细的分析, 进而采取扩大范围的检查修理, 排除故障隐患。

如某型柴油机燃烧室进入润滑油, 发生了连杆弯曲的事故, 首次修理时只对连杆进行了校正修理, 回装试验时又发生了主轴承及曲轴轴颈损坏的重大事故, 造成了重大的经济损失。

再次发生故障的原因是首次发生故障时由于柴油机连杆承受负荷较大, 主轴承窝及贯穿(拉杆) 螺栓已变形, 首次修理时没有详细分析事故可能对柴油机整体造成的损害, 只看到连杆弯曲的事故表面, 没有更深入地分析检查事故对相关零部件及整台柴油机造成的损害, 这是故障修理最容易犯的错误。

三柴油机修理过程中未发现的故障隐患在柴油机修理过程中, 由于受修理范围的限制, 一些未进行拆卸检查的零部件在修理后高负荷试验情况下容易出现故障。

因此, 对于小范围修理的柴油机, 应采取修理范围与针对性扩大修理相结合的原则, 了解柴油机修理前运行状况, 确定关键重要工序, 适当扩大修理范围。

船舶柴油机活塞环故障分析

船舶柴油机活塞环故障分析摘要:船舶轮机管理是保障船舶能够正常运营的关键措施,而在进行船舶轮机管理时,管理人员需要将重点放在船用柴油机的管理上,而对于船用柴油机而言,其中的重要设备构成为活塞环,而在具体的船舶营运过程中,常见活塞环故障。

因而,船舶轮机管理人员应充分重视对活塞环进行管理,在采取相应的故障预防与处理措施的基础上,能够显著提高船舶柴油机的运行效率与质量。

本文在对船舶柴油机活塞环故障进行分析时,主要从多个角度深入分析了常见的活塞环故障及故障的有效排除措施。

关键词:船舶柴油机;活塞环故障;故障分析对于内河船舶设备而言,船舶柴油机是关键,柴油机燃烧室的组成部分较为复杂,主要包括活塞、活塞环、气缸以及气阀等。

在日常的船舶营运与管理过程中,管理人员应重视对船舶柴油机进行养护,其中最需要加强养护的则为活塞环。

活塞环在实际运营过程中常出现磨损、折断等故障,针对上诉故障,要及时查明原因,并采取措施进行处理,才能保证降低故障对船舶正常营运的负面影响。

1 活塞环黏着故障分析1.1 故障表现在船舶柴油机活塞环故障中,活塞环黏着是较为常见的故障现象,也可以将其称之为活塞环固着。

对该现象出现的原因进行分析可知,当活塞环槽内存在较多的油污或者活塞环所处的环境温度过高导致出现较多的碳堆积以及燃油燃烧不良等因素,都会导致活塞环的自由运动受到影响。

当活塞环不能高频率的自由运动时,活塞环的密封性将受到影响,从而会出现气缸喘气以及功率下降等现象,并进一步导致缸套磨损。

当活塞处于过载或长时间的工作状态时,滑油会出现氧化,与此同时,燃油也会出现燃烧不良现象,最终会导致缸内堆积过多的碳,并形成积碳杂志,此时,环槽会出现堵塞,活塞环则会黏着在活塞环中,导致活塞环的正常工作状态受到影响。

结合实际经验可知,处于第一和第二道位置的活塞环最常见黏着故障,当黏着问题严重时,则所有的活塞环都会受到影响。

1.2处理措施对活塞环黏着故障进行处理,技术人员需要针对气缸过热与气缸油过多等现象采取针对性处理措施。

船用柴油机活塞环故障分析


例如某轮主机为 MA N B& w6 6MC E 型柴油 L0 () 机, 运行 中发 现第一 缸和 第三缸 运行异 常 ,导致 主机启 动困难 ; 空载, 主机转速为 8 rmi 4 / n时, 油门竞达 7 格 2 ( 以前正常时只有 5 格) 同时伴有主机透平喘振 ; 8 ; 减速
1 1 C C n e t n I t r a in l l ol t n C mp n a in F n 0 0P o v n i . n e n t a 0i P l i o o u o o e st u d o 1 9 ll . o d n: p oW o k h p 9 2 C ams L n o Re r r s o .
出版 社 . 9 8 8 19..
1 乔俊 伟 . 光 林等 . 于结 构 的神经 网 络在 参数优 化 中的 应用 9 施 基 【 】 上海交大学报 ,0 2 3 ( ) J. 2 0 .6 8 .
2 孙晓艳 . 枫等 .权值光滑 B 0 李 P算法——一种改善网络性能 的方 法
【 】 系统仿真学 报 ,0 1 1 ( ) J. 2 0 .3 1 .
3 活塞环的主要故障 活塞环的主要故障有折断, 粘着, 拉缸和异常磨损 等. 当上述一种或一种以上故障同时发生时, 一般会伴 随着排气温度升高 ,排气 冒黑烟及缸套冷却水温度升
高 等现 象 的发 生 .
气缸 内气体压力的作用下紧贴于气缸壁和活பைடு நூலகம்环槽平
面来实 现 的 . 是 , 但 活塞 环 和气 缸 套 这对 摩擦 副 工作 条 件 非 常 恶劣 ,摩擦 损 失 占到整 个 柴 油 机摩 擦 损失 功 率 的 5 % ~6 % .活塞 环 运行 中的 管理 和维 护 ,对 保 证 5 5 柴 油 机 的安全 可 靠 和经 济 运行 显 得尤 为 重要 . 2 活 塞环 的工 作条 件 船 用 十 字 头式 长 冲程 低速 柴 油 机 中 ,每个 活塞 大 约有 4 ~6道气 环 . 一 道 活塞 环 直接 受 到高 温 高压 燃 第
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船用柴油机活塞环故障分析【摘要】此文通过对活塞环故障实例的分析,阐述了产生故阵的主要原因和主要影响因素,对日常运行管理提出了切实可行的建议,还对新型活塞环磨损监控系统作了简单介绍。

[关健词]活塞环搭口间隙故障维护管理影响监控Faults Analysis of Piston Rings of Marine Diesel Engine[Abstract] The paper expounds in detail the majorcauses and influential factor leading to faults of pis-ton ring with some examples, and gives some advices on managing of its daily operation. Meanwhile intro-duces the monitoring system of piston wings wearing.[Key words]piston rings interface gap faultsmaintaining management influence monitoring前言活塞环的主要作用是密封燃烧室,保证活塞到达上止点时,燃烧室内的新鲜空气有足够的温度和压力,满足燃油自燃的温度,并使燃烧迅速、及时和完善;切实保证气缸内高压燃气膨胀作功而不泄漏,对燃油燃烧和柴油机的工作状态起着至关重要的作用。

众所周知,活塞环的密封作用,是靠活塞环本身的弹性,和在气缸内气体压力的作用下紧贴于气缸壁和活塞环槽平面来实现的。

但是,活塞环和气缸套这对摩擦副工作条件非常恶劣,摩擦损失占到整个柴油机摩擦损失功率的55%---65%。

活塞环运行中的管理和维护,对保证柴油机的安全可靠和经济运行显得尤为重要。

目录1. 活塞环的工作条件-------------------------------------------------------------------------------(1)2. 活塞环的主要故障-------------------------------------------------------------------------------(1)3. 影晌活塞环工作的主要因素-------------------------------------------------------------------(2) 3.1活塞环硬度和缸套硬度匹配---------------------------------------------------------------(2) 3. 2活塞环搭口间隙------------------------------------------------------------------------------(2) 3. 3活塞环和缸套的几何配合状况------------------------------------------------------------(3) 3. 4活塞环槽---------------------------------------------------------------------------------------(4) 3. 5燃油品质和气杠油量------------------------------------------------------------------------(5)3. 6日常维护修理---------------------------------------------------------------------------------(5)4. SIPWA-TP系统的简介--------------------------------------------------------------------------(6) 4 .1概述--------------------------------------------------------------------------------------------(6)4. 2主要组成--------------------------------------------------------------------------------------(6)5. 结束语---------------------------------------------------------------------------------------------(7)参考文献----------------------------------------------------------------------------------------------(8)1. 活塞环的工作条件船用十字头式长冲程低速柴油机中,每个活塞大约有4--6道气环。

第一道活塞环直接受到高温高压燃气的作用;其它环由于燃气经活塞环的搭口,气缸壁面和环槽处的漏泄,也受到燃气不同程度的作用。

通常气缸内气体经上两道气环密封后,第二道环下方气体压力下降到气缸内压力的10%左右。

因此,密封的主要作用是靠上面两道气环。

工作中,活塞环被活塞带动相对于气缸套做往复运动。

由于气体压力,活塞往复运动的惯性力,活塞环与气缸套之间产生的摩擦力,以及活塞横向振动和气口挂碰等作用,使活塞环在环槽中产生十分复杂的运动,其中有:轴向运动、径向运动、回转运动,扭曲振动等。

由于气缸套壁面失国、存在锥度,活塞环在本身弹力作用下还要产生张合的交变运动。

活塞环在高温高压下工作,润滑条件较差,运动状态十分复杂,使环同气缸套及环槽之间产生严重的磨擦。

柴油机运行中,还会因燃烧不良,滑油过多将活塞环粘着在环槽中,使活塞环失去密封作用,甚至损坏。

2. 活塞环的主要故障活塞环的主要故障有折断、粘着、拉缸和异常磨损等。

当上述一种或一种以上故障同时发生时,一般会伴随着排气温度升高、排气冒黑烟及缸套冷却水沮度升高等现象的发生。

例如某轮主机为MAN B&W6L60MC(E)型柴油机,运行中发现第一缸和第三缸运行异常,导致主机启动困难;空载主机转速为84 r/min时,油门竟达72格(以前正常时只有58格);同时伴有主机透平喘振;减速运行也没见有明显的改观。

测量各缸示功图发现,第一缸和第三缸的压缩压力分别为5. 6MPa和5. 4MPa,而其它缸压缩压力则为6. 3MPa 左右。

吊缸发现:第一缸,除最下面一道活塞环正常外,其余各道活塞环全部折断为碎块状(最长的一段也不足20cm ),环的径向厚度最薄处仅为12. 4mm(最大处为16. 9mm),且烧损严重;第三缸,第一道活塞环严重粘着在环槽中,其余各道都发生了不同形式的断裂。

又如某轮主机型号SULZER 6RTA62,当时运转约7千小时,应该是很好管理的机器。

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。

紧急停车后,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;扫气箱中所有的口琴阀基本上已烧坏或变形;活塞杆气封弹黄均已断裂;扫气箱油泥沉积高达20cm。

活塞环异常磨损引起增压器损坏。

活塞环故障使其密封性能降低或丧失后,会发生不同程度的气缸窜气,这样气缸内的新鲜空气会明显减少、相应压缩压力降低,导致排气温度升高。

排气温度的升高,使废气的能量较正常情况下有明显的增加,增压器的转速升高,扫气压力升高;而柴油机的转速基本不变,柴油机空气消耗量也基本稳定;同时断环和粘着将会使燃气发生倒灌到扫气箱,严重时将会发生扫气箱着火,这些因素造成了增压器的背压升高,因而发生增压器喘振,甚至损坏增压器。

据NKK船级社统计,装有SULZER RTA主机的船舶,1993年以前,有10多台主机涡轮增压器因活塞坏异常磨损而损坏;1993年又有23条船发生类似故障;1994年故障又呈上升趋势。

统计数据同时表明,有多条船舶是重复发生类似故障,其损坏的形式是活塞环异常磨损后,不能有效密封燃烧室,高温高压燃气倒窜,火星点燃具有适宜燃烧条件的扫气箱,引起扫气箱燃烧,大烟气进人气缸,形成不完全燃烧,随之气体携带未燃尽的颗粒状油气进人排烟管,在排烟管中继续燃烧,废气能量急剧增加,使涡轮增压器超速,轴承承受不了,破损后导致转子和外壳破坏,还可能导致口琴阀组损坏和活塞杆气封弹簧断裂。

通常这种损坏过程仅需3---4分钟就能完成,所以要求值班轮机员和轮机长特别注意。

3. 影响活塞环工作的主要因素3.1活塞环硬度和缸套硬度匹配通常SULZER主机缸套有两种类型,一种硬度相对较硬,另一种则较软。

一般欧洲和中国的专利厂均生产后一种缸套,而日本的制造厂则生产前面一种。

对应于两种缸套,配备有各种硬度的活塞环,如果选择不当,则会造成缸套磨损过快,或是活塞环磨损过快。

应当首先了解主机现装缸套的硬度,然后再决定订购什么硬度的活塞环,不能盲目订购,以免造成异常磨损,带来损失。

3. 2活塞环搭口间隙活塞环的搭口间隙可以保证活塞环在工作时有足够的受热膨胀余地,同时可以使活塞环在正常工作时有一定的周向运动。

活塞环搭口间隙过小,会使活塞环在工作时的热膨胀受到限制而在搭口处产生挤压,从而容易在搭口的对侧发生环的折断现象。

由于活塞环和气缸套在运行中会产生磨损,环的搭口间隙会逐渐增大。

活塞环的径向力,主要是环自身的弹力,和气体作用在环背的气体力。

搭口间隙的存在使气体力的合力方向朝环内圆面分体,如图1所示。

当搭口间隙过大时,会在搭口的对侧产生较大磨损,同时也图1活塞环受力图使环的径向厚度减小,弹性降低,严重时造成环的断裂,如果环槽结碳严重则容易发生环粘着故库。

活塞环搭口间隙的大小是判断活塞环磨损情况的重要指标,因此在日常管理过程中,运行一定的时间后就应当侧量活塞环的搭口间隙。

侧量时可制作专用的测量工具,使其同活塞环直径相适应。

在柴油机停车时,进人到扫气室通过扫气口进行侧量,同时可利用此机会检查活塞环的工作面状况及有无粘着现象。

当发现有活塞环粘着现象时,应及时吊缸检修。

侧取的搭口间隙数值,一是要同说明书中要求的数值比较,以判断搭口间隙是否超过极限;二是要同上一次侧量的搭口间晾比较,判断活塞环的磨损率,如果在一定的时间间隔内,活塞环的磨损率突然增大,则应查找原因予以解决。

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