Hlavní funkcí pístního kroužku je utěsnit spalovací komoru, což zajišťuje, že když píst dosáhne horní úvrati, čerstvý vzduch ve spalovací komoře má dostatečnou teplotu a tlak, aby dosáhl teploty spalování paliva a umožnil rychlé spálení a zcela;
Pracovní podmínky pístu, pístního kroužku a vložky válce jsou extrémně drsné a ztráty třením mezi nimi představují 55 % až 60 % celkového výkonu ztrát třením vznětového motoru.
Proto pracovní stav pístního kroužku hraje zásadní roli pro úplnost spalování paliva a pracovní stav dieselového motoru. Obzvláště důležité je řídit a udržovat činnost pístního kroužku, aby byla zajištěna dobrá funkce vznětového motoru.
Poruchové jevy, analýza příčin a opatření k ošetření pístních kroužků
Mezi hlavní chyby pístních kroužků patří prasknutí, adheze, abnormální opotřebení atd.
Dojde-li k výše uvedeným poruchám, obecně způsobují jevy, jako je netěsnost spalovací komory, zvýšení teploty výfukových plynů, emise černého kouře z výfuku, znečištění oleje v ucpávce a zvýšení teploty vody ve vložce válců.
Během mého působení na lodi „Solace“ byl hlavním motorovým modelem dieselový motor MAN B&W6L60MC se stejnosměrným vyplachováním a fungoval 14 let.
Běžná údržba a zvedání válců hlavního motoru 1 # a 3 # byly prováděny v kotvišti ve Vancouveru. Přestože opotřebení pístních kroužků nedosáhlo limitu a píst a drážky pístních kroužků byly v dobrém stavu, vezmeme-li v úvahu, že další zvedání válců bude trvat ještě 8000-10000 hodin.
Proto byly vyměněny všechny pístní kroužky.
Výfukový ventil válce 1 se vyměňoval asi 800 hodin a výfukový ventil válce 3 se vyměňoval asi 500 hodin.
Po příjezdu z Vancouveru na více než 3 dny jsem přešel na olej (RMG380795t) přidaný z Lianyungangu. Výsledek testu ukázal, že nečistoty překračovaly normu, obsah hliníku a křemíku dosahoval 60 a maximální množství bylo 80. Za necelý den jsem zjistil, že teplota paliva vstupujícího do hlavního a pomocného motoru postupně klesá a teplotu oleje nebylo možné upravit. Také jsem zjistil, že tlakový rozdíl palivového sekundárního filtru byl velký a nepřetržité zpětné proplachování nebylo zastaveno.
Po ruční demontáži a vyčištění sekundárních filtrů hlavního a pomocného stroje se tlakový rozdíl a teplota vrátily do normálu. Za méně než jeden den však automatické splachování pokračovalo bez zastavení. Proto byl paralelně spuštěn další odlučovač oleje, aby se snížil objem odlučování oleje jednoho odlučovače oleje a zkrátil se interval vypouštění strusky na 1 hodinu. Situace se však nezlepšila.
Později se zjistilo, že teplota výfuku válců 1 a 3 se postupně zvyšovala a byla výrazně vyšší než u ostatních čtyř válců. Nedošlo k žádnému výraznému zlepšení při zpomalování a barva výfuku hlavního motoru ztěžkla a bylo vidět více hustého kouře. Když nebyly dobré podmínky na moři, měla turbína také mírný nárůst.
Měřením diagramů dynamometru každého válce bylo zjištěno, že kompresní tlaky válce 1 # a válce 3 # byly 5,6 MP a 5,4 MP, zatímco kompresní tlaky ostatních válců byly 6.1-6,2 MP . Výbušný tlak byl také nižší pro válec 1 # a válec 3 #.
Tento jev naznačuje, že je problém s utěsněním válců 1 # a 3 #: jedním je výfukový ventil a druhým pístní kroužek.
V dalších dnech se to bude postupně stabilizovat a do příjezdu lodi do jihokorejského Incheonu je potřeba jednou denně demontovat a vyčistit sekundární palivové filtry hlavního a pomocného motoru.
Po příjezdu do přístavu bylo první věcí, kterou bylo třeba udělat, otevřít dveře čistící skříně a zkontrolovat písty, pístní kroužky a vložky válců každého válce. Bylo zjištěno, že písty jsou velmi znečištěné a některé pístní kroužky válců 1 a 3 již byly zlomené nebo přilepené a vložky válců byly mírně vytaženy. Olej ve válcích 1 a 3 se zdál být nedostatečný, zatímco zbytek válců byl relativně normální, jen mírně znečištěný. Ve spodní části vložek válců byly zjevné zbytky oleje a kal.
Rozhodli jsme se znovu zvednout válce 1 # a 3 #.
Při zvedání válce bylo zjištěno, že kromě spodního pístního kroužku, který byl normální, byly všechny ostatní pístní kroužky válce 3 složeny na 3 nebo 4 sekce, nebo první pístní kroužek válce 1 silně přilnul k pístnímu kroužku. drážka, zatímco ostatní pístní kroužky měly různé formy lomu.
Naštěstí v drážce pístního kroužku není patrná žádná eroze nebo výstupek a vložka válce je jen mírně stažená.
Podle analýzy jevu:
Nejpřímější příčinou prasknutí a adheze pístního kroužku ve válcích 1 a 3 je:
Jedním z nich je, že u pístních kroužků jsou závažné kvalitativní vady, protože pouze nově vyměněné pístní kroužky válce 1 a válce 3 jsou zlomené nebo zadřené, zatímco pístní kroužky ostatních válců jsou v zásadě normální;
Druhým problémem je kvalita paliva. Přestože jsme přijali mnoho opatření k čištění paliva, jako je časté vypouštění zbytků v sedimentačních nádržích a nádržích pro každodenní použití, paralelní provoz ke snížení kapacity separace oleje v odlučovači oleje a zvýšení teploty ohřevu sedimentačních nádrží, nádrží pro každodenní použití, a odlučovače oleje, tradiční odlučovače oleje je obtížné úplně oddělit malé nečistoty, jako je hliník, křemík a popel, což má za následek nárůst nečistot v palivu.
Během procesu spalování válce ulpívají částice křemíku na stěně vložky válce, čímž se urychluje opotřebení mezi pístním kroužkem a vložkou válce, což způsobuje přilnutí pístního kroužku a případně jeho prasknutí;
Hliník v oleji může způsobit vysokoteplotní korozi a urychlit opotřebení pístních kroužků a vložek válců.
Po získání souhlasu firmy jsme starý prsten vyčistili a vyměnili.
Samozřejmě již dříve bylo provedeno jednoduché ošetření drážky pístního kroužku a napnutí vložky válce.
Dále byly provedeny určité úpravy objemu vstřikování oleje u 1 # a 3 # válcových vstřikovačů, protože byly nahrazeny starými kroužky a požadovaný objem oleje je třeba odpovídajícím způsobem snížit.
Během deseti dnů z Jižní Koreje do Austrálie byl provozní stav hostitele dobrý, teplota výfuku je v zásadě stejná a kompresní tlak a tlak výbuchu měřené z dynamometru jsou také v podstatě stejné. Hostitel funguje normálně.
Důvodem, proč je sekundární palivový filtr stále demontován a čištěn jednou denně, jsou nadměrné nečistoty v palivu.
Z výše uvedených závad lze zjistit, že když se těsnicí výkon pístního kroužku sníží nebo ztratí v důsledku prasknutí nebo adheze, dojde k různým stupňům profukování válce, což má za následek výrazné snížení množství čerstvého vzduchu ve válci , což způsobuje pokles kompresního tlaku, zvýšení teploty výfukových plynů, zvýšení teploty chladicí vody a dieselový motor pracuje při nízkých otáčkách a vysokém zatížení. Snížení objemu vzduchu zhoršuje spalování a ve srovnání s normálními podmínkami se výrazně zvyšuje energie výfukových plynů. Zvyšují se otáčky turbodmychadla a zvyšuje se vyplachovací tlak.
V případě, kdy otáčky naftového motoru zůstávají v podstatě nezměněny, je spotřeba vzduchu u naftového motoru v zásadě stabilní. Rozbití kroužku a adheze zároveň způsobí, že plyn proudí zpět do vyplachovací nádoby a ve vážných případech se může vyplachovací nádoba vznítit. Tyto faktory způsobují zvýšení protitlaku turbodmychadla, takže turbodmychadlo pracuje ve stavu nízkého průtoku a vysokého protitlaku, což ničí normální přizpůsobení turbodmychadla a vede k jeho sípání.
Výskyt výše uvedených jevů může být způsoben poruchou pístního kroužku.
3, Analýza dalších příčin selhání pístního kroužku
Kromě materiálu, technologie zpracování a rozměrové přesnosti pístního kroužku to souvisí i s následujícími důvody.
1. Vliv vůle mezi pístními kroužky
Přesah pístního kroužku může zajistit prostor pro tepelnou roztažnost pístního kroužku během provozu a zároveň může umožnit určitý obvodový pohyb pístního kroužku při běžném provozu.
Když je vůle mezi pístními kroužky příliš malá, omezí to tepelnou roztažnost pístu během provozu a způsobí stlačení v kloubu, což usnadní prasknutí kroužků na opačné straně kloubu.
Vlivem opotřebení pístních kroužků a vložek válců při pohybu se bude postupně zvětšovat vůle mezi spoji kroužků.
Když je vůle mezi klouby příliš velká, způsobí to vážnou nerovnováhu v radiální síle pístu.
Radiální síla se skládá hlavně z elastické síly samotného prstence a síly plynu působící na zadní stranu prstence. Přítomnost mezery mezi přeplátovanými spoji způsobí, že kombinovaná síla těchto dvou způsobí nerovnoměrné opotřebení na opačné straně přeplátovaného spoje, což může ve vážných případech vést k prasknutí prstence.
Současně se zmenšuje radiální tloušťka pístního kroužku a snižuje se elasticita. Je-li drážka kroužku silně ucpaná, může snadno způsobit přilnutí kroužku.
Ve skutečném provozu je velikost vůle mezi pístními kroužky důležitým ukazatelem pro posouzení stavu opotřebení pístních kroužků.
Proto, když je host zastaven, je třeba pravidelně kontrolovat pracovní stav pístního kroužku a to, zda nedochází k adhezi nebo prasknutí, prostřednictvím čisticího boxu.
Pokud ano, zvedací válec by měl být zkontrolován, aby se zabránilo rozšíření poruchy.
Hodnota vůle mezi pístním kroužkem a kloubem by měla být porovnána s požadavky v příručce, aby se zjistilo, zda překračuje mezní hodnotu;
Za druhé, rychlost opotřebení pístního kroužku by měla být určena porovnáním s naposledy naměřenou mezerou.
Pokud se rychlost opotřebení kroužku během určitého časového intervalu náhle zvýší, měla by být zjištěna a vyřešena příčina, jako je porucha systému vstřikování paliva, zhoršení stavu oleje ve válci, nadměrný popel a nečistoty atd.
Zaznamenáním souborů každého kroužku tímto způsobem lze nejen systematicky analyzovat poruchový jev pístního kroužku, ale také vliv kvality, paliva a mazacího oleje různých šarží náhradních dílů na míru opotřebení. srovnání.
2. Vliv lícování mezi pístními kroužky a vložkami válců
Zda může být vytvořeno ideální plné kapalinové mazání, závisí hlavně na faktorech, jako je forma pohybu, rychlost a výkon mazacího oleje "pohybového páru".
Rychlost pohybu pístního kroužku uvnitř vložky válce se neustále mění v průběhu celého zdvihu s nulovou rychlostí pohybu v horní a dolní úvrati. Zároveň je vystaven působení vysokoteplotního plynu, což ztěžuje vytvoření dobrého mazání. To je důležitý důvod špatného výkonu pístního kroužku, zvláště když je píst blízko horní úvrati, stav mazání je v mezním stavu mazání, někdy dokonce ve stavu suchého tření.
Za normálních okolností nedochází k žádnému tření mezi hlavou pístu a vložkou válce. Provozem naftového motoru se budou kolem hlavy pístu tvořit karbonové usazeniny, které jsou tvrdé a obtížně se čistí. Nárůst uhlíkových usazenin způsobuje zvětšení průměru pístu. Když se píst pohybuje uvnitř válce, usazeniny karbonu v hlavě vytvářejí tření s vložkou válce, vážně poškozují olejový film a výrazně zvyšují míru opotřebení vložky válce a pístního kroužku.
Při provozu naftového motoru dochází k nerovnoměrnému opotřebení vložky válce, což má za následek oválnost a válcovitost v obvodovém a axiálním směru. Když se pístní kroužek pohybuje uvnitř válce, bude podstupovat periodické otvírací a zavírací pohyby;
Zároveň nevyhnutelně dojde k chybám v elipticitě pístního kroužku a vložky válce.
Zejména po výměně pístního kroužku za nový bude docházet k různým stupňům úniku světla na těsnící dosedací ploše mezi pístním kroužkem a vložkou válce. Obvykle je požadováno, aby celkový únik světla z nového pístního kroužku instalovaného ve válci byl menší než 90 stupňů, nepřetržitý únik světla by měl být menší než 30 stupňů a na obou by nemělo docházet k žádnému úniku světla v rozsahu 30 stupňů. strany kloubu.
Vysoce kvalitní nové pístní kroužky mohou splnit výše uvedené požadavky, ale v posledních letech mnoho společností používá levné pístní kroužky místo originálních náhradních dílů, aby se snížily náklady.
V důsledku rozdílů v materiálech a technikách zpracování a také značných rozměrových chyb při výrobě dochází k nadměrnému úniku světla.
Zároveň se při práci za vysokých teplot příliš snižuje elasticita pístního kroužku. Při nahromadění uhlíku a zablokování v drážce kroužku se množství úniku zvýší, což způsobí, že vysokotlaký plyn působí na vnější pracovní povrch kroužku z místa úniku, což způsobí zaklínění pístního kroužku do drážky kroužku, což může způsobit, že se kroužek zasekne v drážce kroužku a způsobí jev držení kroužku;
Když se tlak plynu sníží, pístní kroužek, který byl původně stlačen, pod svou vlastní elasticitou opět vyskočí.
Toto periodicky se opakující působení v průběhu času povede k únavovému lomu v místech slabé pevnosti.
Praxe prokázala, že jev komprese pístního kroužku je hlavní příčinou prasknutí kroužku.
Kromě toho bylo u některých dieselových motorů zjištěno, že pístní kroužek praskne, když se dotkne nálitku vložky válce a visícího vzduchového otvoru na konci kroužku.
3. Vliv paliva a oleje
Palivo používané na palubách lodí se často mění v důsledku změn v přístavech pro doplňování paliva a výkonnostní ukazatele paliva z různých zemí a výrobců se velmi liší kvůli rozdílům v původu a procesech tavení.
Používáte-li k čištění separátor paliva, měly by být pro různá paliva vybrány odpovídající kroužky specifické hmotnosti a proces by měl být prováděn při co nejvyšší teplotě (například 95-98 stupňů ). V závislosti na situaci by měly být odlučovače paliva zapojeny sériově nebo paralelně, jinak to ovlivní účinek úpravy paliva.
Pokud je obsah hliníku, křemíku a popela v palivu příliš vysoký, způsobí zvýšené opotřebení pístních kroužků a vložek válců, což nevyhnutelně ovlivní spalovací proces vznětového motoru a bude mít za následek vysoké teploty uvnitř spalovací komory;
Současně v důsledku toho, že některé vznětové motory dlouhodobě pracují v nízkých otáčkách a nízkém zatížení nebo často vstupují a vystupují z portů, bez úpravy objemu oleje ve válci, se objem vstřikování oleje ve válci zvyšuje. Přebytečný olej ve válci se hromadí v drážce kroužku v důsledku čerpacího účinku pístního kroužku. Když je teplota uvnitř válce příliš vysoká, nahromaděný mazací olej hoří za vzniku karbonových usazenin, které se stávají příčinou přilnutí a prasknutí pístního kroužku.
4. Vliv každodenní údržby a řídící práce
Dobrá práce v každodenním řízení hraje důležitou roli při předcházení poruchám, jako je adheze pístního kroužku a prasknutí.
1) Po výměně vložky válce nebo pístního kroužku u vznětového motoru je nutné udržovat nízké otáčky.
Dostatečný čas pro záběh při nízké zátěži a zároveň zvýšení množství vstřikovaného oleje do válce během období záběhu může zabránit přehřátí třecího povrchu a způsobit tahání válce nebo prasknutí pístního kroužku v důsledku neúplného přizpůsobení tvaru a drsnosti kroužku a povrchy vložky válců během doby záběhu;
2) Během normálního provozu by teplota a tlak chladicí vody a chladicího oleje měly být řízeny a udržovány v normálním rozsahu;
Zároveň si dejte pozor na změny parametrů a nejdůležitější je rychlost změny každého parametru;
Pravidelně měřte graf dynamometru, analyzujte kompresní tlak, tlak výbuchu, počáteční bod spalování, rozložení zatížení atd., abyste zjistili, zda je spalovací proces dobrý, posuďte pracovní stav válce a pístního kroužku, včas zjistěte příznaky závad a přijmout odpovídající opatření na základě příčiny poruchy;
3) Pravidelně otevírejte čisticí box, abyste změřili vůli mezi pístními kroužky, založte soubor pro použití každého pístního kroužku a zkontrolujte základní stav pístních kroužků, vložek válců, vstřikování oleje válců atd. přes čisticí otvor . Pokud je zjištěna jakákoli adheze nebo prasknutí pístních kroužků, měl by být válec včas zvednut pro údržbu.