高強化柴油機活塞環(huán)異常磨損分析及預防(1)
活塞環(huán)是柴油機中重要的零件之一,工作條件惡劣,若內燃機使用、維護不當以及裝配活塞環(huán)方法不正確,就會造成活塞環(huán)異常磨損或早期損壞。本文通過對近年來高強化柴油機活塞環(huán)異常磨損及早期損壞的類型、特點及原因的分析,論述延長活塞環(huán)使用壽命的措施和方法。
1 活塞環(huán)異常磨損及早期損壞的特點及原因
1.1 疲勞損傷
1.1.1 特點
活塞環(huán)上下工作面沿圓周方向有嚴重的劃痕且磨損嚴重,活塞環(huán)色澤暗淡;*道活塞環(huán)與汽缸接觸面處磨損嚴重,多數汽缸活塞環(huán)的滑動面有細小的汽缸軸線方向上的劃痕;氣環(huán)內圓、油環(huán)以及活塞環(huán)槽回油孔周圍有大量的油泥和膠膜。
1.1.2 原因
引起活塞環(huán)疲勞性損傷的主要原因是柴油機磨合期的運轉模式及維護保養(yǎng)不當所至,例如:磨合運轉期內發(fā)動機長時間在高速大負荷狀態(tài)下工作,高溫狀態(tài)下突然熄火;空氣濾清器至進氣管間連接軟管短路,使灰塵進入汽缸;加注的潤滑油牌號不符合規(guī)定要求且污染嚴重;噴油器噴油質量差或選用的燃油質量差;柴油機長期在低溫狀態(tài)下工作;供油提前角不符合要求等。
1.2 斷裂
1.2.1 特點
*道活塞環(huán)斷裂及活塞環(huán)槽損傷較嚴重:活塞環(huán)工作面及汽缸上部有波紋狀拉痕;活塞裙部及汽缸上部有熔著磨損現(xiàn)象;斷口常發(fā)生在開口兩側的高點區(qū)。
1.2.2 原因
造成活塞環(huán)斷裂的主要原因是發(fā)動機使用或維修裝配不當所至。例如:柴油機長時間在過熱狀態(tài)下工作,造成活塞環(huán)卡住而引起活塞環(huán)斷裂;加注的潤滑油粘度過大;活塞環(huán)選配不合理或安裝方法不正確,引起活塞環(huán)應力集中;活塞與汽缸的配合間隙過?。徊裼蜋C長時間在爆燃工況下工作等。
1.3 粘環(huán)
1.3.1 特點
活塞環(huán)與活塞環(huán)槽處有大量的油泥、積炭和膠質狀沉積物;活塞環(huán)滑動面呈現(xiàn)擦亮的光澤且有較深的縱向劃痕;活塞環(huán)彈性減弱等。
1.3.2 原因
造成粘環(huán)的主要原因是活塞環(huán)被油泥堆積物、積炭粘接以及活塞環(huán)、汽缸變形所致。例如:活塞環(huán)、汽缸嚴重熱變形,活塞環(huán)側隙和背隙過小,使環(huán)卡在環(huán)槽內不能轉動;柴油機過熱或長期超負荷工作,使?jié)櫥彤a生膠質,或潤滑油污染嚴重;潤滑油品質差;噴油器噴油質量差以及經常爆燃;曲軸箱通風裝置工作不良,引起負壓過大或汽缸氣密性差,使之平均有效壓力下降而造成機油上竄;汽缸套選配不合理或壓裝方法不當而引起變形等。
1.4 偏磨
1.4.1 特點
活塞環(huán)上下端面與環(huán)槽的磨損較小,單鍘或在圓周面上厚度磨損不均勻;活塞環(huán)滑動面上有因粘著磨損而產生的縱向劃痕;活塞環(huán)與活塞頂部有竄氣的痕跡。
1.4.2 原因
造成活塞偏磨的主要原因是活塞在汽缸中的位置不居中所致。例如:新機或大修后的柴油機在磨合期運轉不足;汽缸套因受熱不均勻而局部變形,以及汽缸套裝入缸體位置不正;連桿彎曲或扭曲;曲軸軸向間隙過大等。
1.5 工作面擦傷
1.5.1 特點
活塞環(huán)單側或周向接觸面上有縱向溝槽;接觸面出現(xiàn)金屬剝離或縱向嚴重大面積劃傷;工作面擦傷與粘環(huán)往往同時存在。
1.5.2 原因
造成活塞環(huán)擦傷的主要原因是活塞環(huán)與氣缸間的潤滑油膜破壞所致。例如:活塞與汽缸配合間隙過??;裝配活塞環(huán)方法不當或裝配時隨意壓縮或伸張環(huán)口而引起變形;裝配汽缸套或緊定汽缸蓋的方法不正確,引起缸套變形;柴油機長期在高溫、大負荷工況下運轉,引起潤滑油膜破壞;潤滑油不足或污染嚴重等。