Stempelringens hovedfunktion er at forsegle forbrændingskammeret og sikre, at når stemplet når det øverste dødpunkt, har den friske luft i forbrændingskammeret tilstrækkelig temperatur og tryk til at opfylde temperaturen for brændstofforbrænding og få det til at brænde hurtigt og fuldstændig;
Arbejdsforholdene for stemplet, stempelringen og cylinderforingen er ekstremt barske, og friktionstabet mellem dem tegner sig for 55% til 60% af dieselmotorens samlede friktionstabseffekt.
Derfor spiller stempelringens arbejdstilstand en afgørende rolle for fuldstændigheden af brændstofforbrændingen og dieselmotorens arbejdstilstand. Det er særligt vigtigt at styre og vedligeholde driften af stempelringen for at sikre en god drift af dieselmotoren.
Fejlfænomener, årsagsanalyse og behandlingsmål af stempelringe
De vigtigste fejl ved stempelringe omfatter brud, vedhæftning, unormalt slid osv.
Når de ovennævnte fejl opstår, forårsager de generelt fænomener som forbrændingskammerlækage, temperaturstigning i udstødningen, udslip af sort røg fra udstødningen, forurening af olie i pakkassen og temperaturstigning af cylinderforingsvand.
Under min embedsperiode på "Solace"-skibet var hovedmotormodellen en MAN B&W6L60MC dieselmotor med DC-rensing og kørt i 14 år.
Normal vedligeholdelse og hejsning af hovedmotorcylindre 1 # og 3 # blev udført ved Vancouver-ankerpladsen. Selvom sliddet på stempelringene ikke nåede grænsen, og stempel- og stempelringsrillerne var i god stand, i betragtning af at næste hejsning af cylindrene vil tage yderligere 8000-10000 timer.
Derfor blev alle stempelringe udskiftet.
Udstødningsventilen på cylinder 1 blev udskiftet i ca. 800 timer, og udstødningsventilen på cylinder 3 blev udskiftet i ca. 500 timer.
Efter at være kommet ud af Vancouver i mere end 3 dage, skiftede jeg til olie (RMG380795t) tilføjet fra Lianyungang. Testresultatet viste, at urenhederne oversteg standarden, idet indholdet af aluminium og silicium nåede 60, og den maksimale mængde var 80. På mindre end et døgn fandt jeg ud af, at temperaturen på brændstoffet, der kom ind i hoved- og hjælpemotorerne, gradvist faldt, og olietemperaturen kunne ikke justeres. Jeg fandt også ud af, at trykforskellen på det sekundære brændstoffilter var stor, og kontinuerlig tilbageskylning blev ikke stoppet.
Efter manuel adskillelse og rengøring af de sekundære filtre på hoved- og hjælpemaskinerne vendte trykforskellen og temperaturen tilbage til normal. Inden for mindre end et døgn fortsatte den automatiske skylning dog uden at stoppe. Derfor blev endnu en olieudskiller startet parallelt for at reducere olieudskillelsesvolumenet af en enkelt olieudskiller og forkorte slaggeudledningsintervallet til 1 time. Situationen blev dog ikke bedre.
Senere viste det sig, at udstødningstemperaturen på cylinder 1 og 3 gradvist steg og var væsentligt højere end de øvrige fire cylindre. Der var ingen væsentlig forbedring i decelerationsdriften, og udstødningsfarven på hovedmotoren blev tungere og mere tyk røg blev set. Når havforholdene ikke var gode, havde møllen også en lille bølge.
Ved at måle dynamometerdiagrammerne for hver cylinder, blev det fundet, at kompressionstrykket for cylinder 1 # og cylinder 3 # var henholdsvis 5,6 MP og 5,4 MP, mens kompressionstrykket for andre cylindere var 6.1-6.2 MP . Eksplosionstrykket var også lavere for cylinder 1 # og cylinder 3 #.
Fænomenet indikerer, at der er et problem med tætningen af cylinder 1 # og 3 #: den ene er udstødningsventilen, og den anden er stempelringen.
I løbet af de næste par dage vil det gradvist stabilisere sig, og hoved- og hjælpemotorernes sekundære brændstoffiltre skal skilles ad og renses én gang om dagen, indtil skibet ankommer til Incheon, Sydkorea.
Efter ankomsten til havnen var den første ting at gøre at åbne skyllekassedøren og inspicere stemplerne, stempelringene og cylinderforingerne på hver cylinder. Det viste sig, at stemplerne var meget snavsede, og nogle af stempelringene på cylinder 1 og 3 var allerede knækket eller klæbet, og cylinderforingerne var trukket lidt. Olien i cylinder 1 og 3 så ud til at være utilstrækkelig, mens resten af cylinderne var forholdsvis normale, kun lidt snavsede. Der var tydelige olierester og slam i den nederste del af cylinderforingerne.
Vi har besluttet at løfte cylinder 1 # og 3 # igen.
Ved løft af cylinderen blev det konstateret, at bortset fra den nederste stempelring, som var normal, var alle de andre stempelringe i cylinder 3 foldet i 3 eller 4 sektioner, eller den første stempelring af cylinder 1 var hårdt klæbet til stempelringen rille, mens de øvrige stempelringe havde forskellige former for brud.
Heldigvis er der ingen tydelig erosion eller fremspring i stempelringens rille, og cylinderforingen er kun trukket lidt.
Ifølge analysen af fænomenet:
Den mest direkte årsag til stempelringbrud og vedhæftning i cylinder 1 og 3 er:
Den ene er, at der er alvorlige kvalitetsfejl i stempelringene, da kun de nyudskiftede stempelringe på cylinder 1 og cylinder 3 er knækket eller sidder fast, mens stempelringene på andre cylindre som udgangspunkt er normale;
Det andet spørgsmål er kvaliteten af brændstoffet. Selvom vi har truffet mange foranstaltninger for at rense brændstoffet, såsom hyppig udledning af rester i sedimentationstanke og tanke til daglig brug, parallel drift for at reducere olieudskillerens olieudskillerkapacitet og øge opvarmningstemperaturen i sedimentationstanke, tanke til daglig brug, og olieudskillere, traditionelle olieudskillere er vanskelige fuldstændigt at adskille små urenheder såsom aluminium, silicium og aske, hvilket resulterer i en stigning i urenheder i brændstoffet.
Under forbrændingsprocessen af cylinderen klæber siliciumpartikler til cylinderforingsvæggen, hvilket accelererer sliddet mellem stempelringen og cylinderforingen, hvilket får stempelringen til at klæbe og til sidst knække;
Aluminium i olien kan forårsage korrosion ved høje temperaturer og fremskynde sliddet af stempelringe og cylinderforinger.
Efter at have fået firmaets godkendelse rensede vi den gamle ring og udskiftede den.
Selvfølgelig er der tidligere udført enkel behandling af stempelringsrillen og cylinderforingen.
Derudover er der foretaget nogle justeringer af olieindsprøjtningsvolumen på 1 # og 3 # cylinderinjektorerne, da de er blevet udskiftet med gamle ringe, og den nødvendige oliemængde skal reduceres passende.
I løbet af de ti dage fra Sydkorea til Australien har værtens driftsstatus været god, udstødningstemperaturen er stort set den samme, og kompressionstrykket og eksplosionstrykket målt fra dynamometeret er også stort set det samme. Værten fungerer normalt.
Grunden til, at det sekundære brændstoffilter stadig skilles ad og renses en gang om dagen, skyldes for store urenheder i brændstoffet.
Ud fra ovenstående fejl kan det konstateres, at når stempelringens tætningsevne er reduceret eller tabt på grund af brud eller vedhæftning, vil der forekomme forskellige grader af cylinderblæsning, hvilket resulterer i et betydeligt fald i mængden af frisk luft i cylinderen , hvilket forårsager et fald i kompressionstrykket, en stigning i udstødningstemperaturen, en stigning i kølevandstemperaturen, og dieselmotoren arbejder ved lav hastighed og høj belastning. Faldet i luftvolumen forringer forbrændingen, og energien i udstødningsgassen stiger betydeligt sammenlignet med normale forhold. Turboladerens hastighed øges, og skylletrykket øges.
I det tilfælde, hvor dieselmotorens hastighed stort set forbliver uændret, er dieselmotorens luftforbrug stort set stabilt. Ringbrud og vedhæftning får samtidig gas til at strømme tilbage i skylleboksen, og i alvorlige tilfælde kan skylleboksen gå i brand. Disse faktorer får turboladerens modtryk til at stige, hvilket får den til at arbejde i en tilstand med lavt flow og højt modtryk, hvilket ødelægger turboladerens normale tilpasning og fører til dens hvæsen.
Forekomsten af ovenstående fænomener kan være forårsaget af stempelringsfejl.
3, Analyse af andre årsager til stempelringsfejl
Ud over stempelringens materiale, forarbejdningsteknologi og dimensionelle nøjagtighed er det også relateret til følgende årsager.
1. Indflydelsen af spillerum mellem stempelringe
Stempelringens overlapning kan sikre, at der er plads til termisk udvidelse af stempelringen under drift, og samtidig kan det tillade, at stempelringen har en vis periferisk bevægelse under normal drift.
Når afstanden mellem stempelringene er for lille, vil det begrænse den termiske udvidelse af stemplet under drift og forårsage kompression ved samlingen, hvilket gør det let for ringene at knække på den modsatte side af samlingen.
På grund af slid på stempelringe og cylinderforinger under bevægelse, vil afstanden mellem ringleddene gradvist øges.
Når afstanden mellem leddene er for stor, vil det forårsage alvorlig ubalance i stemplets radiale kraft.
Den radiale kraft er hovedsageligt sammensat af den elastiske kraft af selve ringen og gaskraften, der virker på bagsiden af ringen. Tilstedeværelsen af mellemrummet mellem lapleddet får den kombinerede kraft af de to til at forårsage ujævnt slid på den modsatte side af lapleddet, hvilket kan føre til ringbrud i alvorlige tilfælde.
Samtidig falder den radiale tykkelse af stempelringen, og elasticiteten falder. Hvis ringrillen er alvorligt tilstoppet, er det let at forårsage ringklæbning.
I faktisk drift er størrelsen af afstanden mellem stempelringene en vigtig indikator for at bedømme slidtilstanden af stempelringene.
Derfor, når værten er stoppet, bør stempelringens funktionstilstand og om der er vedhæftning eller brud kontrolleres regelmæssigt gennem renseboksen.
Hvis der er, bør løftecylinderen efterses for at undgå udvidelse af fejlen.
Værdien af afstanden mellem stempelringen og samlingen skal sammenlignes med kravene i manualen for at afgøre, om den overskrider grænseværdien;
For det andet skal stempelringens slidhastighed bestemmes ved at sammenligne den med spalten målt sidste gang.
Hvis ringens slidhastighed pludselig stiger inden for et bestemt tidsinterval, skal årsagen identificeres og løses, såsom fejl i brændstofindsprøjtningssystemet, forringelse af cylinderolie, overdreven brændstofaske og urenheder osv.
Ved at registrere filerne for hver ring på denne måde kan ikke kun fejlfænomenet i stempelringen systematisk analyseres, men også indflydelsen af kvalitet, brændstof og smøreolie af forskellige partier af reservedele på slidhastigheden kan være sammenlignes.
2. Påvirkningen af pasformen mellem stempelringe og cylinderforinger
Hvorvidt en ideel fuld væskesmøring kan dannes, afhænger hovedsageligt af faktorer såsom bevægelsesformen, hastigheden og ydeevnen af smøreolien i "bevægelsesparret".
Hastigheden af stempelringens bevægelse inde i cylinderforingen ændrer sig konstant gennem hele slaget, med nul bevægelseshastighed ved øverste og nederste dødpunkter. Samtidig udsættes den for påvirkningen af højtemperaturgas, hvilket gør det vanskeligt at danne en god smøring. Dette er en vigtig årsag til stempelringens dårlige ydeevne, især når stemplet er nær det øverste dødpunkt, er smøretilstanden i en grænsesmøringstilstand, nogle gange endda i en tør friktionstilstand.
Under normale omstændigheder er der ingen friktion mellem stempelhovedet og cylinderforingen. Ved drift af dieselmotoren vil der dannes kulstofaflejringer omkring stempelhovedet, som er hårde og svære at rengøre. Stigningen i kulstofaflejringer får stemplets diameter til at øges. Når stemplet bevæger sig inde i cylinderen, genererer kulstofaflejringerne ved hovedet friktion med cylinderforingen, hvilket alvorligt beskadiger oliefilmen og øger slidhastigheden af cylinderforingen og stempelringen betydeligt.
Ved drift af dieselmotoren vil cylinderforingen opleve ujævnt slid, hvilket resulterer i ovalitet og cylindricitet i henholdsvis periferisk og aksial retning. Når stempelringen bevæger sig inde i cylinderen, vil den gennemgå periodiske åbnings- og lukkebevægelser;
Samtidig vil der uundgåeligt være fejl i ellipticiteten af stempelringen og cylinderforingen.
Især efter udskiftning med en ny stempelring vil der opstå forskellige grader af lyslækage på tætningsfladen mellem stempelringen og cylinderforingen. Det kræves normalt, at den samlede lyslækage af den nye stempelring installeret i cylinderen skal være mindre end 90 grader, den kontinuerlige lyslækage skal være mindre end 30 grader, og der bør ikke være nogen lyslækage inden for 30 graders området på begge sider af leddet.
Nye stempelringe af høj kvalitet kan opfylde ovenstående krav, men i de senere år har mange virksomheder brugt billige stempelringe i stedet for originale reservedele for at reducere omkostningerne.
På grund af forskelle i materialer og forarbejdningsteknikker, samt væsentlige dimensionelle fejl i fremstillingen, er der for stor lyslækage.
Samtidig falder stempelringens elasticitet for meget ved arbejde ved høje temperaturer. Når man støder på kulstofophobning og blokering i ringrillen, vil lækagemængden stige, hvilket får højtryksgas til at virke på ringens ydre arbejdsflade fra lækagepunktet, hvilket får stempelringen til at kile ind i ringrillen, hvilket kan få ringen til at sidde fast i ringrillen og frembringe fænomenet med at holde ringen;
Når gastrykket falder, vil stempelringen, der oprindeligt blev komprimeret, springe ud igen under sin egen elasticitet.
Denne periodiske gentagne handling vil over tid resultere i træthedsbrud ved svage styrkepunkter.
Praksis har bevist, at fænomenet stempelringkompression er hovedårsagen til ringbrud.
Derudover har man i nogle dieselmotorer konstateret, at stempelringen knækker, når den rører ved cylinderforingens nav og den hængende luftport i ringenden.
3. Påvirkningen af brændstof og cylinderolie
Det brændstof, der bruges om bord på skibe, ændrer sig ofte på grund af ændringer i tankhavne, og præstationsindikatorerne for brændstof fra forskellige lande og producenter varierer meget på grund af forskelle i oprindelse og smelteprocesser.
Hvis der bruges en brændselsseparator til rensning, skal tilsvarende vægtfylde-ringe vælges til forskellige brændstoffer, og processen bør udføres ved højere temperaturer (såsom 95-98 grad ) så meget som muligt. Afhængigt af situationen skal brændstofudskillerne forbindes i serie eller parallelt, ellers vil det påvirke brændstofbehandlingseffekten.
Hvis indholdet af aluminium, silicium og aske i brændstoffet er for højt, vil det medføre øget slid på stempelringe og cylinderforinger, hvilket uundgåeligt vil påvirke dieselmotorens forbrændingsproces og resultere i høje temperaturer inde i forbrændingskammeret;
På samme tid, på grund af nogle dieselmotorer, der kører ved lave hastigheder og lav belastning i lang tid eller hyppigt går ind og ud af havne uden at justere cylinderolievolumen, øges cylinderolieindsprøjtningsvolumenet. For meget cylinderolie samler sig ved ringrillen på grund af stempelringens pumpeeffekt. Når temperaturen inde i cylinderen er for høj, brænder den akkumulerede smøreolie og danner kulstofaflejringer, som bliver årsagen til stempelringens vedhæftning og brud.
4. Virkningen af det daglige vedligeholdelses- og ledelsesarbejde
At udføre et godt stykke arbejde i den daglige ledelse spiller en vigtig rolle for at undgå fejl som stempelringeadhæsion og brud.
1) Efter udskiftning af cylinderforingen eller stempelringen i dieselmotoren er det nødvendigt at holde lav hastighed.
Tilstrækkelig tid til indkøring af lav belastning, mens man øger mængden af cylinderolieindsprøjtning under indkøringsperioden, kan undgå overophedning af friktionsoverfladen og forårsage cylindertræk eller stempelringbrud på grund af ufuldstændig tilpasning af ringens form og ruhed. cylinderforingsoverflader under indkøringsperioden;
2) Under normal drift skal temperaturen og trykket af kølevandet og køleolien kontrolleres og holdes inden for det normale område;
Vær samtidig opmærksom på ændringerne i parametre, og det vigtigste er hastigheden af ændringen af hver parameter;
Mål regelmæssigt dynamometerdiagrammet, analyser kompressionstrykket, eksplosionstrykket, forbrændingens startpunkt, belastningsfordelingen osv., for at afgøre, om forbrændingsprocessen er god, bedømme arbejdsstatus for cylinderen og stempelringen, rettidig opdage fejlsymptomer og træffe tilsvarende foranstaltninger baseret på årsagen til fejlen;
3) Åbn skylleboksen regelmæssigt for at måle afstanden mellem stempelringene, opret en fil til brugen af hver stempelring, og kontroller de grundlæggende betingelser for stempelringene, cylinderforinger, cylinderolieindsprøjtning osv. gennem skylleporten . Hvis der konstateres vedhæftning eller brud på stempelringene, skal cylinderen løftes for vedligeholdelse i tide.