Stempelringens hovedfunksjon er å forsegle forbrenningskammeret, og sikre at når stempelet når det øverste dødpunktet, har frisk luft i forbrenningskammeret tilstrekkelig temperatur og trykk til å møte temperaturen på drivstoffforbrenning og få det til å brenne raskt og fullstendig;
Arbeidsforholdene til stempelet, stempelringen og sylinderforingen er ekstremt tøffe, og friksjonstapet mellom dem utgjør 55 % til 60 % av dieselmotorens totale friksjonstap.
Derfor spiller arbeidstilstanden til stempelringen en avgjørende rolle for fullstendigheten av drivstoffforbrenningen og arbeidstilstanden til dieselmotoren. Det er spesielt viktig å administrere og vedlikeholde driften av stempelringen for å sikre god drift av dieselmotoren.
Feilfenomener, årsaksanalyse og behandlingstiltak av stempelringer
De viktigste feilene til stempelringer inkluderer brudd, vedheft, unormal slitasje, etc.
Når de ovennevnte feilene oppstår, forårsaker de generelt fenomener som forbrenningskammerlekkasje, eksostemperaturøkning, svart røykutslipp fra eksos, forurensning av olje i pakningsboksen og temperaturøkning av sylinderforingsvann.
I løpet av min periode på "Solace"-skipet var hovedmotormodellen en MAN B&W6L60MC dieselmotor med DC-rensing og operert i 14 år.
Normalt vedlikehold og heising av hovedmotorsylindere 1 # og 3 # ble utført ved ankerplassen i Vancouver. Selv om slitasjen på stempelringene ikke nådde grensen og stempel- og stempelringsporene var i god stand, tatt i betraktning at neste heising av sylindrene vil ta ytterligere 8000-10000 timer.
Derfor ble alle stempelringer byttet.
Eksosventilen til sylinder 1 ble skiftet i ca. 800 timer, og eksosventilen til sylinder 3 ble skiftet i ca. 500 timer.
Etter å ha kommet ut av Vancouver i mer enn 3 dager, byttet jeg til olje (RMG380795t) lagt til fra Lianyungang. Testresultatet viste at urenhetene oversteg standarden, med aluminium- og silisiuminnhold som nådde 60, og maksimumsmengden var 80. På mindre enn et døgn fant jeg ut at temperaturen på drivstoffet som kom inn i hoved- og hjelpemotorene gradvis sank, og Oljetemperaturen kunne ikke justeres. Jeg fant også ut at trykkforskjellen på drivstoffsekundærfilteret var stor, og kontinuerlig tilbakespyling ble ikke stoppet.
Etter manuell demontering og rengjøring av sekundærfiltrene til hoved- og hjelpemaskiner, gikk trykkforskjellen og temperaturen tilbake til det normale. I løpet av mindre enn et døgn fortsatte imidlertid den automatiske spylingen uten å stoppe. Derfor ble det startet en annen oljeutskiller parallelt for å redusere oljeseparasjonsvolumet til en enkelt oljeutskiller og forkorte slaggutslippsintervallet til 1 time. Situasjonen ble imidlertid ikke bedre.
Senere ble det funnet at eksostemperaturen på sylinder 1 og 3 gradvis økte og var betydelig høyere enn de andre fire sylindrene. Det var ingen signifikant forbedring i retardasjonsdriften, og eksosfargen på hovedmotoren ble tyngre og mer tykk røyk ble sett. Når sjøforholdene ikke var gode, fikk turbinen også en liten bølge.
Gjennom måling av dynamometerdiagrammene for hver sylinder, ble det funnet at kompresjonstrykket til sylinder 1 # og sylinder 3 # var henholdsvis 5,6 MP og 5,4 MP, mens kompresjonstrykket til andre sylindre var 6.1-6.2 MP . Eksplosjonstrykket var også lavere for sylinder 1 # og sylinder 3 #.
Fenomenet indikerer at det er et problem med tettingen av sylindrene 1 # og 3 #: den ene er eksosventilen, og den andre er stempelringen.
I løpet av de neste dagene vil det gradvis stabilisere seg, og de sekundære drivstofffiltrene til hoved- og hjelpemotorene må demonteres og rengjøres en gang om dagen til skipet ankommer Incheon, Sør-Korea.
Etter å ha ankommet havnen, var den første tingen å gjøre å åpne skylleboksens dør og inspisere stemplene, stempelringene og sylinderforingene til hver sylinder. Det ble funnet at stemplene var svært skitne, og noen av stempelringene til sylinder 1 og 3 var allerede ødelagt eller festet, og sylinderforingene ble trukket litt. Oljen i sylinder 1 og 3 så ut til å være utilstrekkelig, mens resten av sylindrene var relativt normale, bare litt skitne. Det var tydelige oljerester og slam i den nedre delen av sylinderforingene.
Vi har bestemt oss for å løfte sylinder 1 # og 3 # igjen.
Ved løfting av sylinderen ble det funnet at bortsett fra den nederste stempelringen som var normal, ble alle de andre stempelringene til sylinder 3 brettet inn i 3 eller 4 seksjoner, eller den første stempelringen til sylinder 1 var hardt festet til stempelringen spor, mens de andre stempelringene hadde forskjellige former for brudd.
Heldigvis er det ingen tydelig erosjon eller fremspring i stempelringsporet, og sylinderforingen trekkes bare litt.
I følge analysen av fenomenet:
Den mest direkte årsaken til stempelringbrudd og vedheft i sylinder 1 og 3 er:
Den ene er at det er alvorlige kvalitetsfeil på stempelringene, da kun de nyutskiftede stempelringene til sylinder 1 og sylinder 3 er ødelagte eller sitter fast, mens stempelringene på andre sylindre i utgangspunktet er normale;
Det andre problemet er kvaliteten på drivstoffet. Selv om vi har iverksatt mange tiltak for å rense drivstoffet, slik som hyppig utslipp av rester i sedimentasjonstanker og daglig brukstanker, parallelldrift for å redusere oljeseparasjonskapasiteten til oljeutskilleren, og øke oppvarmingstemperaturen til sedimentasjonstanker, daglig brukstanker, og oljeutskillere, tradisjonelle oljeutskillere er vanskelig å fullstendig separere små urenheter som aluminium, silisium og aske, noe som resulterer i en økning i urenheter i drivstoffet.
Under forbrenningsprosessen til sylinderen fester silisiumpartikler seg til sylinderforingsveggen, og akselererer slitasjen mellom stempelringen og sylinderforingen, noe som får stempelringen til å feste seg og til slutt brytes;
Aluminium i oljen kan forårsake høytemperaturkorrosjon og akselerere slitasjen på stempelringer og sylinderforinger.
Etter å ha fått selskapets godkjenning, renset vi den gamle ringen og skiftet den.
Det er selvsagt gjort enkel behandling for stempelringsporet og sylinderforingstøyningen tidligere.
I tillegg er det gjort noen justeringer av oljeinjeksjonsvolumet til 1 # og 3 # sylinderinjektorene, da de har blitt erstattet med gamle ringer og det nødvendige oljevolumet må reduseres.
I løpet av de ti dagene fra Sør-Korea til Australia har driftsstatusen til verten vært god, eksostemperaturen er i utgangspunktet den samme, og kompresjonstrykket og eksplosjonstrykket målt fra dynamometeret er også stort sett det samme. Verten fungerer normalt.
Grunnen til at det sekundære drivstoffilteret fortsatt demonteres og rengjøres en gang om dagen, skyldes for store urenheter i drivstoffet.
Fra de ovennevnte feilene kan det oppdages at når tetningsytelsen til stempelringen reduseres eller tapes på grunn av brudd eller vedheft, vil forskjellige grader av sylinderblåsing oppstå, noe som resulterer i en betydelig reduksjon i mengden frisk luft i sylinderen. , forårsaker en reduksjon i kompresjonstrykket, en økning i eksostemperaturen, en økning i kjølevannstemperaturen, og dieselmotoren arbeider med lav hastighet og høy belastning. Nedgangen i luftvolum forringer forbrenningen, og energien til eksosgass øker betydelig sammenlignet med normale forhold. Turboladerens hastighet øker, og rensetrykket øker.
I tilfellet hvor hastigheten til dieselmotoren forblir i utgangspunktet uendret, er luftforbruket til dieselmotoren i utgangspunktet stabilt. Samtidig fører ringbrudd og vedheft til at gass strømmer tilbake inn i renseboksen, og i alvorlige tilfeller kan spyleboksen ta fyr. Disse faktorene fører til at mottrykket til turboladeren øker, noe som gjør at den fungerer i en tilstand med lav strømning og høyt mottrykk, noe som ødelegger den normale tilpasningen til turboladeren og fører til hvesing.
Forekomsten av de ovennevnte fenomenene kan være forårsaket av stempelringsvikt.
3, Analyse av andre årsaker til stempelringsvikt
I tillegg til materialet, prosessteknologien og dimensjonsnøyaktigheten til stempelringen, er det også relatert til følgende årsaker.
1. Påvirkningen av klaring mellom stempelringer
Overlappingen av stempelringen kan sikre at det er rom for termisk ekspansjon av stempelringen under drift, og samtidig kan det tillate at stempelringen har en viss omkretsbevegelse under normal drift.
Når klaringen mellom stempelringene er for liten, vil det begrense den termiske utvidelsen av stempelet under drift og forårsake kompresjon i skjøten, noe som gjør det lett for ringene å knekke på motsatt side av skjøten.
På grunn av slitasje på stempelringer og sylinderforinger under bevegelse, vil klaringen mellom ringleddene gradvis øke.
Når klaringen mellom leddene er for stor, vil det forårsake alvorlig ubalanse i stempelets radielle kraft.
Den radielle kraften er hovedsakelig sammensatt av den elastiske kraften til selve ringen og gasskraften som virker på baksiden av ringen. Tilstedeværelsen av gapet mellom overlappsleddene fører til at den kombinerte kraften til de to forårsaker ujevn slitasje på motsatt side av overlappingsleddet, noe som kan føre til ringbrudd i alvorlige tilfeller.
Samtidig avtar den radielle tykkelsen på stempelringen, og elastisiteten avtar. Hvis ringsporet er kraftig tilstoppet, er det lett å forårsake ringvedheft.
I faktisk drift er størrelsen på klaringen mellom stempelringene en viktig indikator for å bedømme slitasjetilstanden til stempelringene.
Derfor, når verten stoppes, bør driftstilstanden til stempelringen og om det er vedheft eller brudd kontrolleres regelmessig gjennom renseboksen.
Hvis det er det, bør løftesylinderen inspiseres for å unngå utvidelse av feilen.
Verdien av klaringen mellom stempelringen og leddet bør sammenlignes med kravene i manualen for å avgjøre om den overskrider grenseverdien;
For det andre bør slitasjehastigheten til stempelringen bestemmes ved å sammenligne den med gapet målt forrige gang.
Hvis slitasjehastigheten til ringen plutselig øker innen et visst tidsintervall, bør årsaken identifiseres og løses, for eksempel feil på drivstoffinjeksjonssystemet, forringelse av sylinderolje, overdreven drivstoffaske og urenheter, etc.
Ved å registrere filene til hver ring på denne måten kan ikke bare feilfenomenet til stempelringen analyseres systematisk, men også innflytelsen av kvaliteten, drivstoffet og smøreoljen til forskjellige partier av reservedeler på slitasjehastigheten. sammenlignet.
2. Påvirkningen av tilpasningen mellom stempelringer og sylinderforinger
Hvorvidt ideell full væskesmøring kan dannes avhenger hovedsakelig av faktorer som bevegelsesformen, hastigheten og ytelsen til smøreoljen til "bevegelsesparet".
Hastigheten på stempelringens bevegelse inne i sylinderforingen endres konstant gjennom hele slaget, med null bevegelseshastighet ved øvre og nedre dødpunkter. Samtidig utsettes den for påvirkning av høytemperaturgass, noe som gjør det vanskelig å danne god smøring. Dette er en viktig årsak til den dårlige ytelsen til stempelringen, spesielt når stempelet er nær det øverste dødpunktet, er smøretilstanden i grensesmøringstilstand, noen ganger til og med i tørr friksjonstilstand.
Under normale omstendigheter er det ingen friksjon mellom stempelhodet og sylinderforingen. Ved drift av dieselmotoren vil det dannes karbonavleiringer rundt stempelhodet, som er harde og vanskelige å rengjøre. Økningen i karbonavsetninger fører til at diameteren på stempelet øker. Når stempelet beveger seg inne i sylinderen, genererer karbonavsetningene ved hodet friksjon med sylinderforingen, noe som skader oljefilmen alvorlig og øker slitasjehastigheten til sylinderforingen og stempelringen betydelig.
Ved drift av dieselmotoren vil sylinderforingen oppleve ujevn slitasje, noe som resulterer i ovalitet og sylindrisitet i henholdsvis periferiretning og aksial retning. Når stempelringen beveger seg inne i sylinderen, vil den gjennomgå periodiske åpnings- og lukkebevegelser;
Samtidig vil det uunngåelig være feil i elliptisiteten til stempelringen og sylinderforingen.
Spesielt etter utskifting med ny stempelring vil det oppstå ulike grader av lyslekkasje på tetningsflaten mellom stempelringen og sylinderforingen. Det kreves vanligvis at den totale lyslekkasjen til den nye stempelringen installert i sylinderen skal være mindre enn 90 grader, den kontinuerlige lyslekkasjen skal være mindre enn 30 grader, og det skal ikke være noen lyslekkasje innenfor 30 graders området på begge sidene av leddet.
Nye stempelringer av høy kvalitet kan oppfylle de ovennevnte kravene, men de siste årene har mange bedrifter brukt lavprisede stempelringer i stedet for originale reservedeler for å redusere kostnadene.
På grunn av forskjeller i materialer og prosesseringsteknikker, samt betydelige dimensjonsfeil i produksjonen, er det overdreven lyslekkasje.
Samtidig avtar elastisiteten til stempelringen for mye ved arbeid ved høye temperaturer. Når man møter karbonakkumulering og blokkering i ringsporet, vil lekkasjemengden øke, noe som får høytrykksgass til å virke på den ytre arbeidsflaten av ringen fra lekkasjepunktet, noe som får stempelringen til å kile seg inn i ringsporet, noe som kan få ringen til å sette seg fast i ringsporet og produsere fenomenet med å holde ringen;
Når gasstrykket synker, vil stempelringen som opprinnelig ble komprimert sprette ut igjen under sin egen elastisitet.
Denne periodiske repeterende handlingen vil over tid resultere i tretthetsbrudd ved svake styrkepunkter.
Praksis har vist at fenomenet stempelringkompresjon er hovedårsaken til ringbrudd.
I tillegg er det funnet i enkelte dieselmotorer at stempelringen knekker når den berører bosset på sylinderforingen og den hengende luftporten i ringenden.
3. Påvirkning av drivstoff og sylinderolje
Drivstoffet som brukes om bord på skip endres ofte på grunn av endringer i drivstoffhavner, og ytelsesindikatorene for drivstoff fra forskjellige land og produsenter varierer mye på grunn av forskjeller i opprinnelse og smelteprosesser.
Hvis du bruker en brenselseparator for rensing, bør tilsvarende spesifikk vekt-ringer velges for forskjellige drivstoff, og prosessen bør utføres ved høyere temperaturer (som 95-98 grader) så mye som mulig. Avhengig av situasjonen bør drivstoffutskillerne kobles i serie eller parallelt, ellers vil det påvirke drivstoffbehandlingseffekten.
Hvis innholdet av aluminium, silisium og aske i drivstoffet er for høyt, vil det føre til økt slitasje på stempelringene og sylinderforingene, noe som uunngåelig vil påvirke forbrenningsprosessen til dieselmotoren og resultere i høye temperaturer inne i forbrenningskammeret;
Samtidig, på grunn av at noen dieselmotorer opererer med lave hastigheter og lav belastning i lang tid eller ofte går inn og ut av porter, uten å justere sylinderoljevolumet, øker sylinderoljeinjeksjonsvolumet. For mye sylinderolje samler seg ved ringsporet på grunn av pumpeeffekten til stempelringen. Når temperaturen inne i sylinderen er for høy, brenner den akkumulerte smøreoljen og danner karbonavleiringer, som blir årsaken til stempelringvedheft og brudd.
4. Virkningen av daglig vedlikehold og forvaltningsarbeid
Å gjøre en god jobb i den daglige ledelsen spiller en viktig rolle for å unngå feil som stempelringvedheft og brudd.
1) Etter å ha byttet ut sylinderforingen eller stempelringen i dieselmotoren, er det nødvendig å opprettholde lav hastighet.
Tilstrekkelig tid for innkjøring av lav last, samtidig som man øker mengden sylinderoljeinjeksjon under innkjøringsperioden, kan unngå overoppheting av friksjonsoverflaten og forårsake sylindertrekking eller stempelringbrudd på grunn av ufullstendig tilpasning av formen og ruheten til ringen og sylinderforingsflater under innkjøringsperioden;
2) Under normal drift bør temperaturen og trykket til kjølevannet og kjøleoljen kontrolleres og holdes innenfor normalområdet;
Vær samtidig oppmerksom på endringene i parametere, og det viktigste er endringshastigheten til hver parameter;
Mål dynamometerdiagrammet regelmessig, analyser kompresjonstrykket, eksplosjonstrykket, startpunktet for forbrenningen, lastfordelingen, etc., for å finne ut om forbrenningsprosessen er god, bedømme arbeidsstatusen til sylinderen og stempelringen, oppdage feilsymptomer i tide, og ta tilsvarende tiltak basert på årsaken til feilen;
3) Åpne renseboksen regelmessig for å måle klaringen mellom stempelringene, opprett en fil for bruk av hver stempelring, og kontroller de grunnleggende forholdene til stempelringene, sylinderforingene, sylinderoljeinjeksjonen osv. gjennom renseporten . Hvis det oppdages vedheft eller brudd på stempelringene, bør sylinderen løftes for vedlikehold i tide.