轮机维护与修理第8章-柴油机主要零件的检修-活塞环

柴油机主要零件的检修第四节活塞环的检修三大作用：密封、散热、润滑。主要损坏形式：过度磨损、折断、粘着和弹力丧失等。定期地通过扫气口检查和判断其工作情况。一、活塞环的工作状况及其检查方法1．检查方法①准备柴油机停车后一段时间，拆除扫气箱上操纵侧的气缸观察孔盖板，清洁观察孔。②观察部位柴油机主要零件的检修2．观察活塞环的工作状况(1)活塞环良好工作状态：活塞环与气缸工作表面光亮、湿润，环在环槽内活动自如，无过度磨损痕迹，环的棱边可能尖锐但无毛刺。(2)活塞环表面有局部轻微擦伤，且对应棱边尖锐有毛刺，对应缸壁也有轻微磨损。(3)活塞环表面上有纵向拉痕，是由燃油中硬质颗粒造成的。(4)活塞环槽内如积炭较厚和较硬使环粘于环槽中，将会造成气缸密封不良。此时可用木棒触动活塞环检查其是否粘着和粘着的程度。(5)活塞环裂纹或折断，亦可用木棒触动进行判断。(6)活塞环漏气，使环表面干燥发黑，且缸壁上有大面积干燥发黑表面。(7)活塞头、头几道环和环槽内有带颜色（稍白、黄、褐色等）的灰状堆积物，是气缸油中碱性添加剂导致，可引起缸套严重磨损。(8)润滑情况：观察缸壁和环上油膜是否充分，除第一道环外其他环的棱边上应有润滑油。气缸套内表面上的白色或褐色部分，是硫酸引起的腐蚀磨损。柴油机主要零件的检修二、活塞环的磨损检测（搭口间隙和平面间隙）方法活塞环随活塞在气缸内作往复运动，使活塞环外圆工作表面磨损，环的径向厚度减小，活塞环的工作开口即搭口间隙增大；活塞环在环糟内运动，使环的上、下端面磨损、环的轴向高度减小，环与环槽的间隙即平面间隙增大。通常，柴油机正常运转时活塞环的正常磨损率在0.1～0.5mm/kh之内，活塞环的寿命一般为8000～10000h。活塞环磨损测量：1）搭口间隙测量搭口间隙是活塞环处于工作状态时的开口大小。它是活塞环工作时的热胀间隙，搭口间隙过小会使活塞环受热膨胀，搭口间隙消失，环两端对顶，严重时引起拉缸、环卡死和折断；搭口间隙过大会使燃气漏泄。柴油机主要零件的检修2)平面间隙测量平面间隙俗称天地间隙，它是活塞环紧贴环槽下端面时环与环槽上端面之间的间隙。当活塞环与环槽端面磨损后将使端面配合间隙增大。平面间隙过小使环热膨胀受阻和影响环在环槽中的运动；平面间隙过大会使燃气漏泄。3）活塞环径向厚度测量三、活塞环折断的原因活塞环折断是活塞环常见的损坏形式之一。一般多是第一、二道活塞环容易发生折断，断裂部位多在搭口附近。活塞环折断会使气缸磨损加剧，二冲程柴油机的断环可能被吹至排气管或扫气箱中，乃至吹入增压器涡轮端打坏涡轮叶片，造成严重事故。柴油机主要零件的检修活塞环折断的原因很多，除材料缺陷、加工质量低外，主要是使用中维护管理不良和装配质量差所致。1)搭口间隙过小2)环槽积炭3)气缸套磨台4)环槽过度磨损5)活塞环挂住气口6)活塞环径向胀缩疲劳柴油机主要零件的检修四、活塞环粘着的原因、判断环粘着的方法活塞环粘着是环槽内充满油污和积炭使活塞环不能自由运动的现象。通常第一、二道环容易粘着，严重时活塞上所有的环均会发生粘着。活塞环粘着的原因大多因活塞和气缸套过热、润滑油过多和燃烧不良等造成。检查活塞环是否粘着:从扫气口观察和用木棒触动活塞环来判断。方法：①木棒轻轻敲击活塞环使之松动②先用煤油浸泡使积炭变软后再用木棒敲击使之松动③最后用专用工具将环取出。柴油机主要零件的检修五、活塞环弹力的检查方法和弹力丧失的处理1．活塞环的弹力通常有三种径向压力分布的活塞环：等压环、苹果形压力环和梨形压力环。等压环主要用于四冲程中速柴油机；苹果形压力环用于二冲程柴油机，特别是二冲程大型船用柴油机；梨形压力环适用于高速柴油机a)正圆形压力分布；b)苹果形压力分布；c)梨形压力分布柴油机主要零件的检修2．检查弹力的方法在船上对活塞环弹力的检查：(1)测量活塞环自由开口。a0=(0.l0～0.13)Dmm实测活塞环的自由开口a实测a0或小于新环的自由开口，表明活塞环的弹力下降；若明显减小，表明活塞环弹力丧失。(2)吊缸检修时，将自活塞上取下的活塞环进行清洁，人为使其自由开口闭合或扩大一倍，松开后测量变形后的自由开口大小。若变形后的开口增大量超过10%a0时，表明活塞环的弹力过小。(3)对比法是用新旧环的弹力对比检查弹力的方法。(4)吊缸后，将活塞环和气缸分别清洁干净，将环装入气缸并用手推动。柴油机主要零件的检修活塞环弹力部分或全部丧失时应换新活塞环。但在无备件的情况下可采用应急方法暂时恢复环的部分弹力。具体作法是用小锤敲击活塞环内圆表面。自搭口对面部位开始重敲，然后逐渐向两侧敲击，用力逐渐减小，使环的开口增大，弹力增加。但应注意，不可用力过大，以免将环敲断。柴油机主要零件的检修六、轮机员配换活塞环工艺1．新环的检查(1)外观检查(2)测量搭口间隙和平面间隙(3)测量环的径向厚度和环槽深度要求环的径向厚度比环槽深度小0.5mm～1.0mm；(4)检查环的弹力2．新环的修配(1)修锉搭口(2)修锉上、下两端的棱边(3)新环检查后为保证各种间隙值而提出的修配工作柴油机主要零件的检修3．新环的安装(1)活塞环安装在活塞环槽中应采用随机专用工具将环的开口扩大，如无专用工具可用结实的绳子套在环开口两端，手拉扩大开口。(2)应把新环装在第一、二道环槽中，旧环装在其它环槽中。既便于新环磨合又能发挥旧环的密封作用。(3)装到活塞上的各道环的开口位置应错开，切勿使开口在同一位置，以免燃气下窜。(4)装好环的活塞在未吊入缸中之前，应放于木板上妥善保管，以免损伤活塞和活塞环的工作表面，小型柴油机尤为重要。4．新环的磨合运转活塞环换新后必须经磨合运转才能投入使用工况运转，一般需经20h～24h磨合运转。柴油机主要零件的检修5．验收活塞环(1)活塞环的尺寸、形状和位置精度及表面粗糙度应符合图纸要求。(2)活塞环的材料、金相组织和硬度等机械性能应符合以下要求：材料：活塞环的材料可用HT250、HT300或合金铸铁。硬度要求：在HB180～HB250之间，同一活塞环上硬度差不超过HB20。要求活塞环硬度比缸套硬度高HB10～HB20，目的是既保护缸套不被很快磨损又有较长的活塞环寿命。(3)活塞环外观检查。(4)活塞环弹力检查。活塞环自由开口值应为(0.l0～0.13)D（D为活塞环直径）。(5)活塞环密封性检查。采用漏光法检查：将环装入气缸中未磨损部位，在环下面用强灯光照光，要求一处漏光弧度不超过30º，几处漏光弧度总和不超过90º，且搭口附近30º范围内不允许漏光，以保证活塞环工作表面与缸套工作表面紧密贴合，从而使气缸燃烧室有较高的密封性。柴油机主要零件的检修