Glavna funkcija klipnog prstena je brtvljenje komore za izgaranje, osiguravajući da, kada klip dosegne gornju mrtvu točku, svježi zrak u komori za izgaranje ima dovoljnu temperaturu i tlak da zadovolji temperaturu izgaranja goriva i učini da ono brzo sagori i potpuno;
Radni uvjeti klipa, klipnog prstena i košuljice cilindra su izuzetno teški, a gubitak trenjem između njih čini 55% do 60% ukupnog gubitka snage trenja dizel motora.
Stoga radno stanje klipnog prstena ima presudnu ulogu u potpunom izgaranju goriva i radnom stanju dizel motora. Posebno je važno upravljati i održavati rad klipnog prstena kako bi se osigurao dobar rad dizel motora.
Pojave kvarova, analiza uzroka i mjere liječenja klipnih prstenova
Glavne greške klipnih prstenova uključuju lom, prianjanje, nenormalno trošenje itd.
Kada se gore spomenuti kvarovi dogode, oni općenito uzrokuju pojave kao što su curenje iz komore za izgaranje, porast temperature ispušnih plinova, emisija crnog dima iz ispušnih plinova, onečišćenje ulja u kutiji za pakiranje i porast temperature vode u košuljici cilindra.
Tijekom mog mandata na brodu "Solace", model glavnog motora bio je MAN B&W6L60MC dizelski motor s istosmjernim pročišćavanjem i radio je 14 godina.
Uobičajeno održavanje i podizanje cilindara glavnog motora 1 # i 3 # obavljeni su na sidrištu u Vancouveru. Iako istrošenost klipnih prstenova nije dosegla granicu i klip i utori klipnih prstenova bili su u dobrom stanju, s obzirom da će sljedeće dizanje cilindara trajati još 8000-10000 sati.
Zbog toga su zamijenjeni svi klipni prstenovi.
Ispušni ventil cilindra 1 zamijenjen je oko 800 sati, a ispušni ventil cilindra 3 zamijenjen je oko 500 sati.
Nakon što sam došao iz Vancouvera na više od 3 dana, prebacio sam se na ulje (RMG380795t) dodano iz Lianyunganga. Rezultat ispitivanja je pokazao da su nečistoće premašile standard, pri čemu je sadržaj aluminija i silicija dosegao 60, a maksimalna količina bila je 80. U manje od jednog dana otkrio sam da se temperatura goriva koje ulazi u glavni i pomoćni motor postupno smanjuje, a temperatura ulja se nije mogla podesiti. Također sam otkrio da je razlika tlaka sekundarnog filtra za gorivo velika, a kontinuirano povratno ispiranje nije zaustavljeno.
Nakon ručne demontaže i čišćenja sekundarnih filtara glavnog i pomoćnih strojeva, razlika tlaka i temperatura vratila se na normalu. Međutim, za manje od jednog dana, automatsko ispiranje se nastavilo bez prestanka. Stoga je paralelno pokrenut još jedan separator ulja kako bi se smanjio volumen separacije ulja jednog separatora ulja i skratio interval ispuštanja troske na 1 sat. Međutim, stanje se nije popravilo.
Kasnije je utvrđeno da se temperatura ispušnih plinova cilindara 1 i 3 postupno povećavala i bila znatno viša nego kod ostala četiri cilindra. Nije bilo značajnog poboljšanja u radu usporavanja, a boja ispuha glavnog motora postala je gušća i vidio se gušći dim. Kad uvjeti na moru nisu bili dobri, turbina je također imala blagi val.
Mjerenjem dijagrama dinamometra za svaki cilindar utvrđeno je da su tlakovi kompresije cilindra 1 # i cilindra 3 # bili 5,6MP odnosno 5,4MP, dok su tlakovi kompresije ostalih cilindara bili 6.1-6.2MP . Tlak eksplozije također je bio niži za cilindar 1 # i cilindar 3 #.
Fenomen ukazuje da postoji problem s brtvljenjem cilindara 1 # i 3 #: jedan je ispušni ventil, a drugi je klipni prsten.
Sljedećih dana postupno će se stabilizirati, a sekundarne filtre goriva glavnog i pomoćnih motora potrebno je rastavljati i čistiti jednom dnevno do dolaska broda u južnokorejski Incheon.
Nakon dolaska u luku, prvo što je trebalo učiniti bilo je otvoriti vrata kutije za otpad i pregledati klipove, klipne prstenove i košuljice cilindra svakog cilindra. Utvrđeno je da su klipovi jako zaprljani, a neki od klipnih prstenova cilindra 1 i 3 već su bili slomljeni ili zalijepljeni, a košuljice cilindra su bile malo povučene. Činilo se da ulja u cilindrima 1 i 3 nema dovoljno, dok su ostali cilindri bili relativno normalni, samo malo zaprljani. Bilo je očitih ostataka ulja i mulja u donjem dijelu košuljica cilindara.
Odlučili smo ponovno podići cilindre 1 # i 3 #.
Prilikom podizanja cilindra, ustanovljeno je da su osim donjeg klipnog prstena koji je bio normalan, svi ostali klipni prstenovi cilindra 3 bili presavijeni u 3 ili 4 dijela, ili je prvi klipni prsten cilindra 1 jako zalijepljen za klipni prsten utora, dok su ostali klipni prstenovi imali različite oblike loma.
Srećom, nema očite erozije ili izbočine u utoru klipnog prstena, a košuljica cilindra je samo malo povučena.
Prema analizi fenomena:
Najizravniji uzrok loma klipnog prstena i prianjanja u cilindrima 1 i 3 je:
Jedan je da postoje ozbiljne greške u kvaliteti klipnih prstenova, budući da su samo novozamijenjeni klipni prstenovi cilindra 1 i cilindra 3 slomljeni ili zaglavljeni, dok su klipni prstenovi ostalih cilindara u osnovi normalni;
Drugi problem je kvaliteta goriva. Iako smo poduzeli mnoge mjere za pročišćavanje goriva, kao što je često pražnjenje ostataka u taložnim spremnicima i spremnicima za dnevnu upotrebu, paralelni rad za smanjenje kapaciteta odvajanja ulja u separatoru ulja i povećanje temperature zagrijavanja taložnih spremnika, spremnici za svakodnevnu upotrebu, i separatori ulja, tradicionalnim separatorima ulja teško je potpuno odvojiti male nečistoće kao što su aluminij, silicij i pepeo, što rezultira povećanjem nečistoća u gorivu.
Tijekom procesa izgaranja cilindra, čestice silicija prianjaju na stijenku košuljice cilindra, ubrzavajući trošenje između klipnog prstena i košuljice cilindra, uzrokujući prianjanje klipnog prstena i na kraju pucanje;
Aluminij u ulju može uzrokovati visokotemperaturnu koroziju i ubrzati trošenje klipnih prstenova i košuljica cilindra.
Nakon dobivene suglasnosti tvrtke stari prsten smo očistili i zamijenili.
Naravno, jednostavan tretman je učinjen za utor klipnog prstena i naprezanje košuljice cilindra prije.
Nadalje, napravljene su neke prilagodbe volumena ubrizgavanja ulja 1 # i 3 # cilindarskih injektora, budući da su zamijenjeni starim prstenovima i potrebni volumen ulja treba odgovarajuće smanjiti.
Tijekom deset dana od Južne Koreje do Australije, radni status hosta bio je dobar, temperatura ispuha je u osnovi ista, a tlak kompresije i tlak eksplozije izmjereni na dinamometru također su u osnovi isti. Host radi normalno.
Razlog zašto se sekundarni filtar goriva i dalje rastavlja i čisti jednom dnevno je prekomjerna nečistoća u gorivu.
Iz gore navedenih grešaka može se zaključiti da kada se brtvljenje klipnog prstena smanji ili izgubi zbog loma ili prianjanja, doći će do različitih stupnjeva propuhivanja cilindra, što će rezultirati značajnim smanjenjem količine svježeg zraka u cilindru. , uzrokujući smanjenje tlaka kompresije, povećanje temperature ispušnih plinova, povećanje temperature rashladne vode i dizelski motor koji radi pri maloj brzini i velikom opterećenju. Smanjenje volumena zraka pogoršava izgaranje, a energija ispušnih plinova znatno se povećava u usporedbi s normalnim uvjetima. Brzina turbopunjača se povećava, a tlak pročišćavanja raste.
U slučaju kada brzina diesel motora ostaje u osnovi nepromijenjena, potrošnja zraka diesel motora je u osnovi stabilna. U isto vrijeme, lomljenje prstena i prianjanje uzrokuju povratni tok plina u kutiju za čišćenje, au teškim slučajevima kutija za čišćenje može se zapaliti. Ovi čimbenici uzrokuju povećanje protutlaka turbopunjača, zbog čega radi u stanju niskog protoka i visokog protutlaka, što uništava normalnu usklađenost turbopunjača i dovodi do njegovog piskanja.
Pojava gore navedenih pojava može biti uzrokovana kvarom klipnog prstena.
3, Analiza drugih uzroka kvara klipnih prstenova
Osim materijala, tehnologije obrade i točnosti dimenzija klipnog prstena, to je povezano i sa sljedećim razlozima.
1. Utjecaj zazora između klipnih prstenova
Preklapanje klipnog prstena može osigurati da postoji prostor za toplinsko širenje klipnog prstena tijekom rada, au isto vrijeme može omogućiti da klipni prsten ima određeno kretanje po obodu tijekom normalnog rada.
Kada je razmak između klipnih prstenova premalen, to će ograničiti toplinsko širenje klipa tijekom rada i uzrokovati kompresiju na spoju, što olakšava pucanje prstenova na suprotnoj strani zgloba.
Zbog trošenja i habanja klipnih prstenova i košuljica cilindra tijekom kretanja, razmak između spojeva prstena postupno će se povećavati.
Kada je razmak između zglobova prevelik, to će uzrokovati ozbiljnu neravnotežu u radijalnoj sili klipa.
Radijalna sila uglavnom se sastoji od elastične sile samog prstena i plinske sile koja djeluje na stražnju stranu prstena. Prisutnost razmaka između preklopnih zglobova uzrokuje kombiniranu silu koja uzrokuje neravnomjerno trošenje na suprotnoj strani preklopnog zgloba, što može dovesti do loma prstena u teškim slučajevima.
Istodobno se radijalna debljina klipnog prstena smanjuje, a elastičnost se smanjuje. Ako je prstenasti žlijeb jako začepljen, lako je uzrokovati prianjanje prstena.
U stvarnom radu, veličina zazora između klipnih prstenova važan je pokazatelj za procjenu stanja istrošenosti klipnih prstenova.
Stoga, kada je host zaustavljen, radno stanje klipnog prstena i postoji li prianjanje ili lom treba redovito provjeravati kroz kutiju za čišćenje.
Ako postoji, potrebno je pregledati cilindar za podizanje kako bi se izbjeglo širenje kvara.
Vrijednost zazora između klipnog prstena i spoja treba usporediti sa zahtjevima u priručniku kako bi se utvrdilo prelazi li graničnu vrijednost;
Drugo, stopu trošenja klipnog prstena treba odrediti usporedbom sa zadnjim izmjerenim razmakom.
Ako se stopa trošenja prstena iznenada poveća unutar određenog vremenskog intervala, potrebno je utvrditi i riješiti uzrok, kao što je kvar sustava za ubrizgavanje goriva, pogoršanje ulja u cilindru, prekomjerna količina pepela goriva i nečistoća itd.
Snimanjem datoteka svakog prstena na ovaj način, ne samo da se može sustavno analizirati pojava kvara klipnog prstena, već se također može utvrditi utjecaj kvalitete, goriva i ulja za podmazivanje različitih serija rezervnih dijelova na stopu trošenja. u usporedbi.
2. Utjecaj dosjeda između klipnih prstenova i košuljica cilindra
Može li se stvoriti idealno potpuno tekuće podmazivanje uglavnom ovisi o čimbenicima kao što su oblik gibanja, brzina i performanse ulja za podmazivanje "pokretnog para".
Brzina kretanja klipnog prstena unutar košuljice cilindra stalno se mijenja tijekom cijelog takta, s nultom brzinom kretanja u gornjoj i donjoj mrtvoj točki. Istodobno je podvrgnut utjecaju plina visoke temperature, što otežava stvaranje dobrog podmazivanja. Ovo je važan razlog za loše performanse klipnog prstena, posebno kada je klip blizu gornje mrtve točke, stanje podmazivanja je u graničnom stanju podmazivanja, ponekad čak i u stanju suhog trenja.
U normalnim okolnostima nema trenja između glave klipa i košuljice cilindra. Radom dizel motora stvaraju se naslage ugljika oko čela klipa koje su tvrde i teško se čiste. Povećanje naslaga ugljika uzrokuje povećanje promjera klipa. Kada se klip kreće unutar cilindra, naslage ugljika na glavi stvaraju trenje s košuljicom cilindra, ozbiljno oštećujući uljni film i značajno povećavajući stopu trošenja košuljice cilindra i klipnog prstena.
Tijekom rada dizelskog motora, košuljica cilindra će se neravnomjerno trošiti, što će rezultirati ovalnošću i cilindričnošću u obodnom odnosno aksijalnom smjeru. Kada se klipni prsten pomiče unutar cilindra, on će se povremeno otvarati i zatvarati;
Istodobno, neizbježno će doći do grešaka u eliptičnosti klipnog prstena i košuljice cilindra.
Osobito nakon zamjene novim klipnim prstenom, doći će do različitih stupnjeva curenja svjetlosti na površini za spajanje brtve između klipnog prstena i košuljice cilindra. Obično se zahtijeva da ukupno propuštanje svjetlosti novog klipnog prstena ugrađenog u cilindar bude manje od 90 stupnjeva, kontinuirano propuštanje svjetlosti mora biti manje od 30 stupnjeva, a ne smije biti propuštanja svjetlosti unutar raspona od 30 stupnjeva na oba strane zgloba.
Visokokvalitetni novi klipni prstenovi mogu ispuniti gore navedene zahtjeve, ali posljednjih godina mnoge tvrtke koriste klipne prstenove niske cijene umjesto originalnih rezervnih dijelova kako bi smanjile troškove.
Zbog razlika u materijalima i tehnikama obrade, kao i značajnih grešaka u dimenzijama u proizvodnji, dolazi do prekomjernog curenja svjetla.
Istodobno, elastičnost klipnog prstena previše se smanjuje pri radu na visokim temperaturama. Kada dođe do nakupljanja ugljika i začepljenja u utoru prstena, količina istjecanja će se povećati, uzrokujući da plin pod visokim tlakom djeluje na vanjsku radnu površinu prstena od mjesta propuštanja, uzrokujući klin klipnog prstena u utor prstena, što može izazvati zaglavljivanje prstena u utoru prstena i proizvesti fenomen držanja prstena;
Kada se tlak plina smanji, klipni prsten koji je prvobitno bio komprimiran ponovno će iskočiti pod vlastitom elastičnošću.
Ovo periodično ponavljajuće djelovanje, tijekom vremena, rezultirat će lomom uslijed zamora na slabim točkama čvrstoće.
Praksa je dokazala da je fenomen kompresije klipnog prstena glavni uzrok loma prstena.
Osim toga, u nekim je dizelskim motorima otkriveno da se klipni prsten lomi kada dodirne izbočinu košuljice cilindra i viseći otvor za zrak na kraju prstena.
3. Utjecaj goriva i cilindričnog ulja
Gorivo koje se koristi na brodovima često se mijenja zbog promjena u lukama za opskrbu gorivom, a pokazatelji učinkovitosti goriva iz različitih zemalja i proizvođača uvelike se razlikuju zbog razlika u podrijetlu i procesima taljenja.
Ako se za pročišćavanje koristi separator goriva, potrebno je odabrati odgovarajuće prstenove specifične težine za različita goriva, a postupak treba provoditi na višim temperaturama (kao što je 95-98 stupanj ) koliko god je to moguće. Ovisno o situaciji, separatori goriva trebaju biti povezani serijski ili paralelno, inače će to utjecati na učinak obrade goriva.
Ako je sadržaj aluminija, silicija i pepela u gorivu previsok, to će uzrokovati povećano trošenje klipnih prstenova i košuljica cilindra, što će neizbježno utjecati na proces izgaranja dizelskog motora i rezultirati visokim temperaturama unutar komore za izgaranje;
U isto vrijeme, zbog nekih dizelskih motora koji rade pri niskim brzinama i malim opterećenjima dulje vrijeme ili često ulaze i izlaze iz otvora, bez podešavanja volumena ulja u cilindru, povećava se volumen ubrizgavanja ulja u cilindre. Prekomjerno ulje u cilindru nakuplja se na utoru prstena zbog učinka pumpanja klipnog prstena. Kada je temperatura unutar cilindra previsoka, nakupljeno ulje za podmazivanje izgara stvarajući naslage ugljika, koje postaju uzrokom prianjanja i loma klipnih prstenova.
4. Utjecaj svakodnevnog rada na održavanju i upravljanju
Dobro obavljanje posla u svakodnevnom upravljanju igra važnu ulogu u izbjegavanju grešaka kao što su prianjanje i lom klipnih prstenova.
1) Nakon zamjene košuljice cilindra ili klipnog prstena u dizel motoru, potrebno je održavati malu brzinu.
Dovoljno vremena za uhodavanje s niskim opterećenjem, uz povećanje količine ubrizganog ulja u cilindar tijekom razdoblja uhodavanja, može izbjeći pregrijavanje tarne površine i uzrokovati povlačenje cilindra ili lom klipnog prstena zbog nepotpunog podudaranja oblika i hrapavosti prstena i površine košuljica cilindra tijekom razdoblja uhodavanja;
2) Tijekom normalnog rada, temperaturu i tlak rashladne vode i rashladnog ulja treba kontrolirati i održavati unutar normalnog raspona;
Pri tome obratite pozornost na promjene parametara, a najvažnija je brzina promjene pojedinog parametra;
Redovito mjerite dijagram dinamometra, analizirajte tlak kompresije, tlak eksplozije, početnu točku izgaranja, raspodjelu opterećenja itd., kako biste utvrdili je li proces izgaranja dobar, procijenite radni status cilindra i klipnog prstena, pravovremeno otkrijte simptome kvara i poduzeti odgovarajuće mjere na temelju uzroka kvara;
3) Redovito otvarajte kutiju za čišćenje kako biste izmjerili zazor između klipnih prstenova, uspostavite datoteku za korištenje svakog klipnog prstena i provjeravajte osnovna stanja klipnih prstenova, košuljica cilindra, ubrizgavanje ulja u cilindre itd. kroz otvor za čišćenje . Ako se pronađe bilo kakvo prianjanje ili lom klipnih prstenova, cilindar treba pravovremeno podignuti radi održavanja.