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船舶主机活塞环异常折断分析及处理 王锦辉 (南通中远船务工程集团有限公司 , 江苏 南通 226006) 摘要 : 简要介绍活塞环工作的恶劣环境 , 描述了活塞环的异常折断现象 , 通过一些实例来分 析说明其折断的可能原因 , 最后给出应急处理方法 , 以及对日常管理和维护提出了切实可行的管 理建议 。 关键词 : 活塞环 ; 折断 ; 分析 ; 处理 文献标识码 : C 文章编号 : 1001 - 8328 (2004) 05 - 0014 - 03 中图分类号 : U 672 . 1 Abstract : The hard wo r king enviro nment and abno r mal breaking of pisto n ring are int ro duced here , The essay analyzes t he po ssible reaso n fo r t he breaking by so me examples. So me feasible advice o n emergency t reat2 ment and daily management and maintenance are also given . Key words : pisto n ring ; breaking ; analyze ; t reat 活塞环的工作条件恶劣 。工作时 , 第一道活塞 环直接受到高温 、高压燃气的作用 , 其它环也受到 燃气不同程度的作用 , 由于气体的压力 , 活塞环与 汽缸套间产生的摩擦力 、活塞横向振动等 , 使活塞 在环槽中的活动复杂 , 其中有轴向运动和轴向振 动 ; 径向运动和径向振动 ; 扭曲振动等 , 由于缸套 有锥度 , 环在本身弹力作用下产生张合运动 。因 此 , 使活塞环产生严重摩擦磨损 。据统计 , 活塞 、 活塞环和缸套这对运动副之间的磨擦损失占到整个 柴油机磨擦损失功率的 55 %～ 65 % 。再者 , 活塞 环的润滑条件较差 , 以及燃烧产物都会对活塞 、活 塞环产生一定的磨损和腐蚀作用 。因此 , 活塞环的 工作条件极其恶劣 。 活塞环是柴油机的易损零件 , 主要损坏形式有 过度磨损 、折断 、粘着和弹力丧失等 。本文主要针 对活塞环在运行过程中出现的折断现象进行分析 , 并通过具体实例说明其发生折断的原因 , 给出一些 应急处理方法和一些日常管理注意事项 。 口附近 。折断后的活塞环有的折成几段 , 有的呈现 破碎状态 , 有的甚至失踪 。二冲程柴油机的断环可 能被吹到排气管或扫气箱中 , 甚至吹入增压器涡轮 端打坏涡轮叶片 。 2 分析可能的原因 2 . 1 活塞环本身的原因 (1) 活塞环本身材料缺陷和加工质量问题 。 (2) 活塞环过度磨损使环的强度不满足要求而 断环 。目前的活塞环材料多为灰铸铁 、合金铸铁 、 球墨铸铁等脆性材料 , 且在铸造过程中内部组织可 能出现气孔 、裂纹或成分的偏析使局部强度下降或 裂纹处产生应力集中 , 工作中造成冲击断裂或疲劳 断裂 。镀铬环的镀铬层较薄 , 硬而脆 , 在受到局部 冲击外力作用时易碎裂剥落使环磨损加剧而断环 。 (3) 活塞环的搭口间隙过小 , 通常活塞环搭口 间隙为了满足工作时搭口金属的热膨胀需要一般第 一 、二道环搭口间隙稍大 , 其它环依次减小 。搭口 间隙过小 , 运转中活塞环因搭口处无充分膨胀余 地 , 造成内部热应力增大而对顶弯曲 , 在搭口对面 折断 。尤其对高增压柴油机 , 因燃烧室温度更高 , 尤其要注意搭口间隙 。 1 活塞环折断现象 活塞环折断是活塞环常见的损坏形式 。一般多 是第一 、第二道活塞环发生折断 , 断裂部位多在搭 (4) 活塞环弹性不足 , 使环与缸壁不能紧贴 , 以致燃气漏泄将环压入环槽 , 当缸内燃气压力降低 时 , 环又从槽内弹出 。活塞环因不断地径向胀缩而 疲劳折断 。 2 . 2 环槽的原因 (1) 由于环槽加工质量不高或经过较长时间的 运行或磨合不良使环槽的上下表面不平 。 (2) 长时间高温作用使环槽发生高温蠕变 。 (3) 环槽被磨损成喇叭状 , 使环槽面支撑不 良 , 在燃气压力反复作用下环受到反复的扭转和弯 曲作 用 而 发 生 疲 劳 断 裂 。例 如 , 某 6 U E T45/ 80D 型柴油机因环槽磨成喇叭状 , 新环配上后 , 工作 230 h 左右就断环 。找出原因后 , 将活塞头环槽进 行光车 , 配加厚环 ( 正常环高度为 13 mm , 所配 加厚环高度 14