柴油机活塞环损坏的原因与减磨措施

日期:2013/12/23     来源:中国柴油机服务网     已阅读:1982 次   返回 关闭  打印

柴油机活塞环的常见故障是由于活塞环损坏使其外部几何尺寸及机械性能发生变化,造成密封不良、窜机油,机油耗量增加、气缸内气压降低和柴油机功率下降,严重时会使活塞环结胶、卡死或折断,导致柴油机不能工作。

1.柴油机活塞环损坏的原因

(l)磨损造成活塞环损坏

活塞环在自由状态时,其外径大于气缸的内径,装配后其外圆表面紧贴在缸壁上形成弹性密封,当活塞环随着活塞在气缸内作上下往复高速运动时,环与缸壁及环与环槽不停地摩擦,如果高温及润滑条件不良,会使磨损相当严重,从而导致活塞环工作表面擦伤、咬伤或腐蚀甚至破裂等,使环与缸壁、环与环槽的端隙和背隙以及侧隙发生变化,环的物理机械性能改变,弹性降低,弹性密封作用下降,造成漏气和窜油,使柴油机功率下降,机油消耗量增加,活塞环易于折断而无法工作,因此磨损是造成活塞环损坏的主要原因。磨损的主要形式有:粘着磨损、磨粒磨损、腐蚀磨损和疲劳磨损4种。

(2)窜机油导致活塞环结胶卡死

为防止活塞环卡死在环槽内,环与环槽之间的上下和背后都留有间隙。活塞在气缸内运动时,环与环槽间充满机油,当活塞左右摆动时,如果环与环槽的端面间隙不发生变化,其间隙中的机油就不会被挤出和更新。当柴油机熄火、活塞冷却时,环槽的端面间隙并不改变,环槽中的沉积物就容易结胶而将环粘住,下次启动时活塞环就不能灵活动作而容易卡死或折断。

因此,活塞环大都设计成梯形断面,当活塞冷却时活塞的直径将缩小,环槽也随着向活塞的中心移动,而活塞环由于弹性作用仍然与缸壁贴在一起,并不随活塞环槽向中心移动,所以环与环槽的间隙反而会增大一些,而环槽内的机油并没增加,故不易将环粘住,这就保证了下次启动时活塞环能灵活动作。若活塞环因磨损造成断面形状改变、环与环槽的间隙增大、环的弹性和强度降低而使密封性降低,当窜机油现象加剧时就会出现结胶而导致环被卡死和折断。

2.减少活塞环磨损的主要措施

磨损是造成活塞环损坏的根本原因,所以减少活塞环的磨损是减少其损坏的关键。

(l)提高柴油机活塞环的耐磨性

要求制造活塞环的材料具有高耐磨性、高强度、耐热、耐蚀和高弹性;对工作条件较为恶劣的活塞环,要进行表面处理,如第一道气环由于离燃烧室最近,温度高,工作条件最为恶劣,因而采用镀铬处理以提高环的耐磨性、延长其使用寿命。

(2)使用品质合格的润滑油

若润滑油品质不合格,无法形成良好的润滑油膜,则极易造成粘着磨损。

(3)吸入气缸内的空气应清洁无尘粒,燃油及润滑油不能太脏

空气中尘粒多、燃油和润滑油太脏极易造成磨粒磨损。特别是在许多工矿企业,工程机械工作环境恶劣,空气中杂质多且含硫化物较多,最容易造成磨粒磨损和腐蚀磨损,因而要求对机器的维护保养多下功夫,定期清理、更换“三滤”,并加强对润滑系统的检查。

(4)减少柴油机的不正常工作

因为柴油机燃烧不正常会提高循环温度及活塞环的温度,由此产生的突发压力会进一步恶化边界润滑条件,从而使磨损加剧。

(5)改善冷却条件

由于冷却系统工作不良会导致温度升高,降低润滑油的粘度,减小油膜厚度,产生粘着接触和活塞束紧的危险,甚至会因活塞与气缸的膨胀量不同而造成卡死现象。

总之,造成活塞环损坏的原因是多方面的,且往往交织在一起,既有活塞环本身的因素,也有使用和维护保养不当的原因。作为使用单位,更应该在柴油机的使用、维护和保养上下功夫,以减少机器故障、降低维修费用,提高机器的利用率。

 
 
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