|
柴油機在運行過程中,活塞環折斷是一種典型的故障現象,它多發生在活塞環的兩端,通常是由于不規則的軸向和徑向振動以及曲軸振動引起的。造成上述3種不規則振動的原因有，活塞與缸壁間的間隙過大，活塞環在環槽內上下的間隙（側隙）過大;活塞熱膨漲量過大;活塞環彈力失效，活塞環材質和加工質量有問題；活塞環及環槽形位偏差過大等。此外,當柴油機再爆燃工況下運行時,活塞環也可能在沖擊負荷作用下產生斷裂;在更換活塞時沒有刮去缸肩(系指缸體上靠近螺栓部位的平面;此平面應該是平的,而使用中會翹曲，造成不平和凹凸,因此維修時應修平)也可能造成第一道環被撞斷。在實際修理過程中還發現,柴油機三級保養時并未更換過活塞，但在新換活塞環后不久即出現活塞環尤其是第一道環被折斷的現象，而這些活塞環在裝配時完全合乎檢驗標準和選配要求，并進行了準確的安裝。那么，究竟是什么原因導致活塞環被折斷呢？
原因分析
對于活塞環和環槽來講,工作中的主要損傷是磨損。對柴油機的鑒定證明,第一道環的磨損最為嚴重,其平均磨損量可達0.3～0.6 mm,磨掉的質量約為 2～3g,相當于其他各環磨掉質量的2～3 倍,相應地,第一道活塞環槽的磨損也是最大的。
新機時活塞環與環槽的配合,此時由于活塞環和活塞都是新的,且經過了檢驗和選配 ,側隙大小合乎要求,扭曲力不大,有被折斷的危險，同時環槽處也沒有因磨損而形成的凹槽。隨著使用時間的增長,由于活塞環槽逐漸被磨損,同時活塞環也因磨損而形成光滑的圓角,經過一定時間的磨合后兩者的配合良好，進行檢修后,若換上新的活塞環,由于新活塞環沒有經過磨損,當然也沒有因磨損而形成的光滑的圓角,它與活塞的配合不是很協調,嚴重時會由于活塞環槽的磨損。使得側隙明顯增大,而由力學分析可知,側隙的增大會導致新活塞環著力點位置的受力增大,即扭曲力增大;由于活塞環通常是由鑄鐵制成的,這樣一來,就很可能出現活塞環受到的扭曲力超過了其強度極限而最終被折斷的現象。經過長時期的修理實踐和事故分析發現,當活塞環與環槽的側隙大于50μm時,就會出現由于活塞環受力超限而導致被折斷的現象。
解決措施
對于已經運行較長時間、活塞環槽磨損較大的柴油機,在新換活塞環時,應首先測量新環與環槽的側隙,如果發現該值大子或等于50μm,表明很有可能產生受力不當而使新環被折斷的現象。解決問題的有效辦法是,將活塞環和活塞同時更換。
實例
一臺NT855型柴油機,經過三級保養后出現了活塞環折斷現象,拆檢時發現:I 、Ⅳ缸活塞的氣環全部折斷,Ⅱ、Ⅲ缸活塞的氣環完好。對其進行活塞環側隙檢測,結果發現:Ⅰ,Ⅳ缸氣環的側隙分別為50μm 和70μm,Ⅱ、Ⅲ缸氣環的側隙分別35μm,和40μm,說明Ⅰ、Ⅳ缸活塞環的側隙符合上述活塞環被折斷的前提條件;將該柴油機這兩缸的活塞環和活塞同時更換后,問題得到徹底解決。
|
