تجزیه و تحلیل علت و عوامل موثر بر خرابی رینگ پیستون موتور اصلی

عملکرد اصلی رینگ پیستون آب بندی محفظه احتراق است و اطمینان حاصل می کند که وقتی پیستون به نقطه مرده بالایی می رسد، هوای تازه در محفظه احتراق دارای دما و فشار کافی برای پاسخگویی به دمای احتراق سوخت و سوزاندن سریع آن است. به طور کامل؛

شرایط کار پیستون، رینگ پیستون و آستر سیلندر بسیار سخت است و اتلاف اصطکاک بین آنها 55 تا 60 درصد از کل قدرت تلفات اصطکاک موتور دیزل را تشکیل می دهد.

بنابراین، وضعیت کار رینگ پیستون نقش مهمی در کامل بودن احتراق سوخت و وضعیت کار موتور دیزل دارد. مدیریت و حفظ عملکرد رینگ پیستون برای اطمینان از عملکرد خوب موتور دیزل بسیار مهم است.

پدیده های خطا، تجزیه و تحلیل علل و اقدامات درمان رینگ های پیستون

عیوب اصلی رینگ های پیستون شامل شکستگی، چسبندگی، سایش غیرعادی و غیره است.

هنگامی که عیوب ذکر شده در بالا رخ می دهد، عموماً باعث پدیده هایی مانند نشتی محفظه احتراق، افزایش دمای اگزوز، انتشار دود سیاه از اگزوز، آلودگی روغن در جعبه بسته بندی و افزایش دمای آب آستر سیلندر می شود.

در طول مدت تصدی من در کشتی "Solace"، مدل اصلی موتور یک موتور دیزلی MAN B&W6L60MC با روکش DC بود و به مدت 14 سال کار کرد.

تعمیر و نگهداری عادی و بالا بردن سیلندرهای موتور اصلی 1 # و 3 # در لنگرگاه ونکوور انجام شد. اگرچه فرسودگی رینگ های پیستون به حد مجاز نرسید و شیارهای رینگ پیستون و پیستون در وضعیت خوبی قرار داشتند، با توجه به اینکه بالا بردن بعدی سیلندرها 8000-10000 ساعت دیگر طول خواهد کشید.

بنابراین تمام رینگ های پیستون تعویض شدند.

سوپاپ اگزوز سیلندر 1 حدود 800 ساعت و سوپاپ اگزوز سیلندر 3 حدود 500 ساعت تعویض شد.

پس از بیرون آمدن از ونکوور برای بیش از 3 روز، به روغن (RMG380795t) اضافه شده از Lianyungang تغییر مکان دادم. نتیجه آزمایش نشان داد که ناخالصی ها از حد استاندارد فراتر رفته و میزان آلومینیوم و سیلیکون به 60 رسیده و حداکثر مقدار آن 80 است. در کمتر از یک روز متوجه شدم که دمای سوخت ورودی به موتورهای اصلی و کمکی به تدریج کاهش یافته است. دمای روغن قابل تنظیم نیست. همچنین متوجه شدم که اختلاف فشار فیلتر ثانویه سوخت زیاد است و شستشوی معکوس مداوم متوقف نشده است.

پس از جداسازی دستی و تمیز کردن فیلترهای ثانویه دستگاه های اصلی و فرعی، اختلاف فشار و دما به حالت عادی بازگشت. با این حال، در کمتر از یک روز، شستشوی خودکار بدون توقف ادامه یافت. بنابراین، جداکننده روغن دیگری به صورت موازی راه اندازی شد تا حجم جداسازی روغن یک جداکننده روغن کاهش یابد و فاصله تخلیه سرباره به 1 ساعت کاهش یابد. با این حال، وضعیت بهبود نیافت.

بعداً مشخص شد که دمای اگزوز سیلندرهای 1 و 3 به تدریج افزایش یافته و به طور قابل توجهی بالاتر از چهار سیلندر دیگر است. بهبود قابل توجهی در عملکرد کاهش سرعت مشاهده نشد و رنگ اگزوز موتور اصلی سنگین تر شد و دود غلیظ تری مشاهده شد. وقتی شرایط دریا خوب نبود، توربین هم موج خفیفی داشت.

با اندازه گیری نمودارهای دینامومتر هر سیلندر مشخص شد که فشار تراکم سیلندر 1 # و سیلندر 3 # به ترتیب 5.6 مگاپیکسل و 5.4 مگاپیکسل و فشار تراکم سایر سیلندرها 6 مگاپیکسل است.{7}}.2 مگاپیکسل. . فشار انفجار برای سیلندر 1 # و سیلندر 3 # نیز کمتر بود.

این پدیده نشان می دهد که در آب بندی سیلندرهای 1 # و 3 # مشکل وجود دارد: یکی دریچه اگزوز و دیگری رینگ پیستون است.

در چند روز آینده به تدریج تثبیت می شود و فیلترهای سوخت ثانویه موتورهای اصلی و کمکی باید روزی یک بار جدا و تمیز شوند تا کشتی به اینچئون کره جنوبی برسد.

پس از رسیدن به بندر، اولین کاری که باید انجام داد این بود که درب جعبه اسکراب را باز کنید و پیستون ها، رینگ های پیستون و آستر سیلندر هر سیلندر را بررسی کنید. مشخص شد که پیستون ها بسیار کثیف بودند و برخی از رینگ های پیستون سیلندرهای 1 و 3 قبلا شکسته یا چسبیده بودند و آسترهای سیلندر کمی کشیده شده بودند. روغن سیلندرهای 1 و 3 ناکافی به نظر می رسید، در حالی که بقیه سیلندرها نسبتاً معمولی بودند و فقط کمی کثیف بودند. بقایای روغن و لجن آشکار در قسمت پایین آستر سیلندر وجود داشت.

ما تصمیم گرفتیم سیلندرهای 1 # و 3 # را دوباره بلند کنیم.

هنگام بلند کردن سیلندر، مشخص شد که به جز رینگ پایین پیستون که نرمال بود، سایر رینگ های پیستون سیلندر 3 به 3 یا 4 قسمت تا شده بودند یا اولین حلقه پیستون سیلندر 1 به شدت به رینگ پیستون چسبیده بود. شیار، در حالی که سایر رینگ های پیستون اشکال مختلف شکستگی داشتند.

خوشبختانه در شیار رینگ پیستون فرسایش یا برآمدگی آشکاری مشاهده نمی شود و لاینر سیلندر فقط کمی کشیده شده است.

با توجه به تجزیه و تحلیل پدیده:

مستقیم ترین علت شکستگی و چسبندگی رینگ پیستون در سیلندرهای 1 و 3 عبارتند از:

یکی این که عیوب کیفی جدی در رینگ‌های پیستون وجود دارد، زیرا تنها رینگ‌های پیستون جدید تعویض شده سیلندر 1 و سیلندر 3 شکسته یا گیر کرده‌اند، در حالی که رینگ‌های پیستون دیگر سیلندرها اساساً عادی هستند.

موضوع دوم کیفیت سوخت است. اگرچه اقدامات زیادی برای تصفیه سوخت انجام داده ایم، مانند تخلیه مکرر بقایای مخازن ته نشینی و مخازن مصرف روزانه، عملیات موازی برای کاهش ظرفیت جداسازی روغن جداکننده روغن و افزایش دمای گرمایش مخازن ته نشینی، مخازن مصرف روزانه، جداکننده‌های روغن، جداکننده‌های روغن سنتی به سختی می‌توانند ناخالصی‌های کوچک مانند آلومینیوم، سیلیکون و خاکستر را کاملاً جدا کنند و در نتیجه ناخالصی‌های سوخت را افزایش می‌دهند.

در طی فرآیند احتراق سیلندر، ذرات سیلیکون به دیواره آستر سیلندر می‌چسبند و سایش بین رینگ پیستون و آستر سیلندر را تسریع می‌کنند و باعث می‌شوند رینگ پیستون بچسبد و در نهایت بشکند.

آلومینیوم موجود در روغن می تواند باعث خوردگی در دمای بالا شود و سایش رینگ پیستون و آستر سیلندر را تسریع کند.

پس از اخذ تاییدیه شرکت، انگشتر قدیمی را تمیز و آن را تعویض کردیم.

البته قبلا درمان ساده ای برای شیار رینگ پیستون و کرنش آستر سیلندر انجام شده است.

علاوه بر این، برخی تنظیمات در حجم تزریق روغن انژکتورهای سیلندر 1 # و 3 # انجام شده است، زیرا آنها با رینگ های قدیمی جایگزین شده اند و باید حجم روغن مورد نیاز به طور مناسب کاهش یابد.

در طول ده روز از کره جنوبی تا استرالیا، وضعیت عملکرد میزبان خوب بوده است، دمای اگزوز اساساً یکسان است و فشار تراکم و فشار انفجار اندازه‌گیری شده از دینامومتر نیز اساساً یکسان است. میزبان به طور معمول کار می کند.

دلیل اینکه فیلتر سوخت ثانویه همچنان یک بار در روز جدا و تمیز می شود به دلیل ناخالصی های بیش از حد در سوخت است.

از عیوب فوق می توان دریافت که زمانی که عملکرد آب بندی رینگ پیستون به دلیل شکستگی یا چسبندگی کاهش یابد یا از بین برود، درجات مختلف دمیدن سیلندر رخ می دهد و در نتیجه میزان هوای تازه در سیلندر کاهش می یابد. ، باعث کاهش فشار تراکم، افزایش دمای اگزوز، افزایش دمای آب خنک کننده و کارکرد موتور دیزل با سرعت کم و بار زیاد می شود. کاهش حجم هوا احتراق را بدتر می کند و انرژی گاز خروجی به طور قابل توجهی در مقایسه با شرایط عادی افزایش می یابد. سرعت توربوشارژر افزایش می‌یابد و فشار جذب افزایش می‌یابد.

در صورتی که سرعت موتور دیزل اساساً بدون تغییر باقی بماند، مصرف هوای موتور دیزل اساساً ثابت است. در عین حال، شکستگی و چسبندگی حلقه باعث می شود که گاز به داخل جعبه زباله برگردد و در موارد شدید ممکن است جعبه زباله سوز آتش بگیرد. این عوامل باعث افزایش فشار برگشتی توربوشارژر می شود و باعث می شود که در حالت دبی کم و فشار برگشت بالا کار کند که تطابق طبیعی توربوشارژر را از بین می برد و منجر به خس خس آن می شود.

وقوع پدیده های فوق ممکن است ناشی از خرابی رینگ پیستون باشد.

3، تجزیه و تحلیل سایر علل خرابی رینگ پیستون

علاوه بر مواد، تکنولوژی پردازش و دقت ابعادی رینگ پیستون، به دلایل زیر نیز مرتبط است.

1. تأثیر فاصله بین رینگ های پیستون

همپوشانی رینگ پیستون می تواند اطمینان حاصل کند که فضایی برای انبساط حرارتی رینگ پیستون در حین کار وجود دارد و در عین حال می تواند به رینگ پیستون اجازه دهد تا در حین کار عادی حرکت محیطی خاصی داشته باشد.

هنگامی که فاصله بین رینگ های پیستون خیلی کم باشد، انبساط حرارتی پیستون را در حین کار محدود می کند و باعث فشرده شدن در محل اتصال می شود و شکستن رینگ ها در طرف مقابل اتصال را آسان می کند.

به دلیل ساییدگی رینگ های پیستون و آستر سیلندر در حین حرکت، فاصله بین اتصالات رینگ به تدریج افزایش می یابد.

هنگامی که فاصله بین اتصالات بیش از حد زیاد باشد، باعث عدم تعادل جدی در نیروی شعاعی پیستون می شود.

نیروی شعاعی عمدتاً از نیروی الاستیک خود حلقه و نیروی گازی که در پشت حلقه وارد می شود تشکیل شده است. وجود شکاف بین مفاصل لپ باعث می شود که نیروی ترکیبی این دو باعث سایش ناهموار در طرف مقابل مفصل لپ شود که در موارد شدید می تواند منجر به شکستگی حلقه شود.

در همان زمان، ضخامت شعاعی حلقه پیستون کاهش می یابد و کشش کاهش می یابد. اگر شیار حلقه به شدت گرفتگی داشته باشد، ایجاد چسبندگی حلقه آسان است.

در عملیات واقعی، اندازه فاصله بین رینگ‌های پیستون یک شاخص مهم برای قضاوت در مورد وضعیت سایش رینگ‌های پیستون است.

بنابراین، هنگامی که میزبان متوقف می شود، وضعیت کار رینگ پیستون و اینکه آیا چسبندگی یا شکستگی وجود دارد، باید به طور منظم از طریق جعبه اسفنج بررسی شود.

در صورت وجود، سیلندر بالابر باید بازرسی شود تا از گسترش عیب جلوگیری شود.

مقدار فاصله بین رینگ پیستون و اتصال باید با الزامات مندرج در دفترچه راهنما مقایسه شود تا مشخص شود که آیا از مقدار حدی فراتر رفته است یا خیر.

ثانیا، میزان سایش رینگ پیستون باید با مقایسه آن با شکاف اندازه‌گیری شده در آخرین بار تعیین شود.

اگر سرعت سایش رینگ به طور ناگهانی در یک بازه زمانی مشخص افزایش یابد، باید علت را شناسایی و برطرف کرد، مانند خرابی سیستم تزریق سوخت، خرابی روغن سیلندر، خاکستر و ناخالصی بیش از حد سوخت و غیره.

با ثبت پرونده های هر رینگ به این روش، نه تنها می توان پدیده خطای رینگ پیستون را به طور سیستماتیک آنالیز کرد، بلکه می توان تأثیر کیفیت، سوخت و روغن روان کننده دسته های مختلف قطعات یدکی را بر میزان سایش نیز بررسی کرد. مقایسه کرد.

2. تأثیر تناسب بین رینگ های پیستون و آستر سیلندر

اینکه آیا می توان روانکاری کامل مایع ایده آل را تشکیل داد، عمدتاً به عواملی مانند شکل حرکت، سرعت و عملکرد روغن روان کننده "جفت حرکت" بستگی دارد.

سرعت حرکت رینگ پیستون در داخل آستر سیلندر به طور مداوم در تمام طول حرکت در حال تغییر است، با سرعت حرکت صفر در نقاط مرده بالا و پایین. در عین حال، تحت تأثیر گاز با دمای بالا قرار می گیرد و روانکاری خوب را دشوار می کند. این یک دلیل مهم برای عملکرد ضعیف رینگ پیستون است، به خصوص زمانی که پیستون در نزدیکی نقطه مرده بالایی قرار دارد، حالت روانکاری در حالت روانکاری مرزی است، حتی گاهی اوقات در حالت اصطکاک خشک.

در شرایط عادی اصطکاک بین سر پیستون و آستر سیلندر وجود ندارد. با کارکرد موتور دیزل، رسوبات کربن در اطراف سر پیستون تشکیل می شود که تمیز کردن آنها سخت و دشوار است. افزایش رسوبات کربن باعث افزایش قطر پیستون می شود. هنگامی که پیستون در داخل سیلندر حرکت می کند، رسوبات کربن در سر سیلندر باعث ایجاد اصطکاک با پوشش سیلندر می شود که به طور جدی به لایه روغن آسیب می رساند و میزان سایش آستر سیلندر و رینگ پیستون را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد.

با کارکرد موتور دیزل، لاینر سیلندر سایش ناهمواری را تجربه می کند و در نتیجه به ترتیب در جهات محیطی و محوری بیضی و استوانه ای شکل می گیرد. هنگامی که رینگ پیستون در داخل سیلندر حرکت می کند، تحت حرکات دوره ای باز و بسته می شود.

در عین حال، به ناچار خطاهایی در بیضی بودن رینگ پیستون و آستر سیلندر وجود خواهد داشت.

به خصوص پس از جایگزینی با یک رینگ پیستون جدید، درجات مختلف نشت نور روی سطح جفت آب بندی بین رینگ پیستون و آستر سیلندر رخ می دهد. معمولاً لازم است که کل نشتی نور رینگ پیستون جدید نصب شده در سیلندر کمتر از 90 درجه باشد، نشتی نور پیوسته باید کمتر از 30 درجه باشد و در هر دو نشتی نور در محدوده 30 درجه وجود نداشته باشد. کناره های مفصل

رینگ های پیستون جدید با کیفیت بالا می توانند شرایط فوق را برآورده کنند، اما در سال های اخیر، بسیاری از شرکت ها برای کاهش هزینه ها، از رینگ های پیستون ارزان قیمت به جای قطعات یدکی اصلی استفاده کرده اند.

به دلیل تفاوت در مواد و تکنیک های پردازش و همچنین خطاهای ابعادی قابل توجه در ساخت، نشت نور بیش از حد وجود دارد.

در عین حال، الاستیسیته رینگ پیستون هنگام کار در دماهای بالا بیش از حد کاهش می یابد. هنگام مواجهه با تجمع کربن و انسداد در شیار رینگ، مقدار نشتی افزایش می‌یابد و باعث می‌شود که گاز پرفشار از نقطه نشتی بر روی سطح کار بیرونی رینگ عمل کند و باعث فرورفتن رینگ پیستون در شیار رینگ شود که ممکن است باعث گیر کردن حلقه در شیار حلقه و ایجاد پدیده نگه داشتن حلقه می شود.

هنگامی که فشار گاز کاهش می یابد، رینگ پیستونی که در ابتدا فشرده شده بود، دوباره تحت الاستیسیته خود خارج می شود.

این عمل تکراری دوره ای، در طول زمان، منجر به شکستگی خستگی در نقاط قدرت ضعیف می شود.

تمرین ثابت کرده است که پدیده فشرده سازی رینگ پیستون عامل اصلی شکستگی رینگ است.

علاوه بر این، در برخی از موتورهای دیزل مشاهده شده است که رینگ پیستون با تماس با باس آستر سیلندر و درگاه هوای آویزان در انتهای رینگ می شکند.

3. تأثیر سوخت و روغن سیلندر

سوخت مورد استفاده در کشتی‌ها اغلب به دلیل تغییر در بنادر سوخت‌گیری تغییر می‌کند و شاخص‌های عملکرد سوخت کشورهای مختلف و تولیدکنندگان به دلیل تفاوت در مبدا و فرآیندهای ذوب بسیار متفاوت است.

در صورت استفاده از جداکننده سوخت برای تصفیه، حلقه‌های وزن مخصوص مربوطه باید برای سوخت‌های مختلف انتخاب شود و فرآیند تا حد امکان در دماهای بالاتر (مانند 95-98 درجه) انجام شود. بسته به موقعیت، جداکننده های سوخت باید به صورت سری یا موازی متصل شوند، در غیر این صورت بر اثر تصفیه سوخت تأثیر می گذارد.

اگر میزان آلومینیوم، سیلیکون و خاکستر در سوخت بیش از حد زیاد باشد، باعث افزایش سایش رینگ‌های پیستون و آستر سیلندر می‌شود که به طور اجتناب‌ناپذیری بر فرآیند احتراق موتور دیزل تأثیر می‌گذارد و منجر به دماهای بالا در داخل محفظه احتراق می‌شود.

در عین حال، به دلیل کارکرد برخی موتورهای دیزلی با سرعت کم و بارهای کم برای مدت طولانی یا ورود و خروج مکرر به پورت ها، بدون تنظیم حجم روغن سیلندر، حجم تزریق روغن سیلندر افزایش می یابد. روغن سیلندر بیش از حد در شیار رینگ به دلیل اثر پمپاژ رینگ پیستون جمع می شود. هنگامی که دمای داخل سیلندر بیش از حد بالا باشد، روغن روان کننده انباشته شده می سوزد و رسوبات کربنی ایجاد می کند که باعث چسبندگی رینگ پیستون و شکستگی می شود.

4. تاثیر کارهای نگهداری و مدیریت روزانه

انجام کار خوب در مدیریت روزانه نقش مهمی در جلوگیری از ایراداتی مانند چسبندگی رینگ پیستون و شکستگی دارد.

1) پس از تعویض آستر سیلندر یا رینگ پیستون در موتور دیزل، حفظ سرعت پایین ضروری است.

زمان کافی برای اجرای بار کم، ضمن افزایش مقدار تزریق روغن سیلندر در طول دوره اجرا، می تواند از گرم شدن بیش از حد سطح اصطکاک و ایجاد کشش سیلندر یا شکستن رینگ پیستون به دلیل تطابق ناقص شکل و ناهمواری رینگ جلوگیری کند. سطوح آستر سیلندر در طول دوره اجرا;

2) در طول عملیات عادی، دما و فشار آب خنک کننده و روغن خنک کننده باید کنترل شود و در محدوده نرمال حفظ شود.

در عین حال، به تغییرات پارامترها توجه کنید و مهمترین چیز سرعت تغییر هر پارامتر است.

نمودار دینامومتر را به طور منظم اندازه گیری کنید، فشار تراکم، فشار انفجار، نقطه شروع احتراق، توزیع بار و غیره را تجزیه و تحلیل کنید تا مشخص شود که آیا فرآیند احتراق خوب است، وضعیت کار سیلندر و رینگ پیستون را قضاوت کنید، علائم خطا را به موقع تشخیص دهید، و اقدامات مربوطه را بر اساس علت خطا انجام دهید.

3) برای اندازه گیری فاصله بین رینگ های پیستون، به طور مرتب جعبه اسکراب را باز کنید، یک فایل برای استفاده از هر رینگ پیستون ایجاد کنید و شرایط اولیه رینگ های پیستون، آستر سیلندر، تزریق روغن سیلندر و غیره را از طریق درگاه جداسازی بررسی کنید. . در صورت مشاهده هرگونه چسبندگی یا شکستگی رینگ های پیستون، سیلندر باید برای تعمیر و نگهداری به موقع بلند شود.