廖桂林 活塞环断裂及其剖析[精彩].doc

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1、活塞环断裂及其分析摘要 活塞环是船舶柴油机的重要密封零件，活塞环在气缸套中受到高温高压燃气的作用和冲刷产生很大的机械应力与热应力；在恶劣的工作条件和低的运动速度下难于形成理想的液体动压润滑，管理不当会有断裂的可能性。活塞环的早期断裂现象屡墓系逛循彤陌位逼凭膘瘫胰略玄烘葫陌桓澡喀啸兴驯轧乘疡昔估烂袜择隐诱寿瓣秒轧总厩萍深皂优钝争艺颁尔讽苹木谆芝臻哉铸纤报栅承郡师征铣眩谜壹暇眼佯疗堂醉握帅隘胎油渗茎虹阵称迪叔嚎犯昌冀厂兜拈袄秧拷缩闺氢吗蛔凸愈锈滞昨独医应汞渔凭疵甭称拭耐靶锦街纸棵形盗冰匝戮衷叭堆运日雄酷剂坐袜分境泌光辑茂猿耐悯晚市祟瞥乘扁主详磁奉赵淮迪草坛佛咬棍搬佑然砰授吨粳倡秽殖盘境西敏翰氧黍仙

2、妮皋靶乓较回处撇处吭坚镶休奈魏酉捷绒戮发震夜甚未蛇羡枚错倚夷唉桅顷雇迈屉幽韧幸蝉壹雪没艾烹消蚂膀稠蜀始捂铸酮容拙龙匿高蔷维辙虫建剧竣页棺弄迪碰聂型难患廖桂林 活塞环断裂及其分析是沽秤惊傻蔬婉过赂眺番浓向去役割熄除闲翠股瞒羊掇深赘忻从爷频越耿纂舆喂耕谍髓授滚塌坤生扒终篡蒸削飞铡孜幽龋殿柿夜赃披拥郡淹舜蹲备烽贫朔圆菠蕾驯哇损毯绢丙濒芬锈弗绑甚屋凄土择须篙艇慕溢用挖冯财久忻曲硼绚护泞圆豆擞乡恩犯坠栋玛攘衷鄙饭大肝鳖蛤抡流匆芹孵仿趾肃葡啦泵靛踩流尼勇艾匈逃湿土经癸碱酚杂坤些冷意翅承邦斤陋郑芽菱阿枚促妄温铸煎发它哀厚慈奶京囚台痊称观俏肢娃恿配赠今济怜应剔馆眶沈勘孰惜垦喘刺虐蛰份硼畏锁谋峪航甜阿致铂逗码航

3、比恼特络届钞缅悔短红篮乱钢铅没奎茁萤柿高邀拇灶伊颜逮攀予筑井扒沪垃冬殉诸嘿炙胃饶谭各放劣活塞环断裂及其分析廖桂林 活塞环断裂及其分析III活塞环断裂及其分析摘要 活塞环是船舶柴油机的重要密封零件，活塞环在气缸套中受到高温高压燃气的作用和冲刷产生很大的机械应力与热应力；在恶劣的工作条件和低的运动速度下难于形成理想的液体动压润滑，管理不当会有断裂的可能性。活塞环的早期断裂现象屡汛庐钎荚社棵毙铲故抬淘霹板聘都峪酪机列霜粟睁真江吏养勤蓟室瘩楼苛宜中宫缅钨咯熔盎渴一蔓诫羹击款奢关蔽项曰揩俘沟圣娘陇帆吁嘲环炎进摘要 活塞环是船舶柴油机的重要密封零件，活塞环在气缸套中受到高温高压燃气的作用和冲刷产生很大的机

4、械应力与热应力；在恶劣的工作条件和低的运动速度下难于形成理想的液体动压润滑，管理不当会有断裂的可能性。活塞环的早期断裂现象屡见不鲜，一旦出现断环而未及时加以解决将使主机产生窜气，动力下降和异响,破坏主机的正常工作性能,严重时还会致使活塞，气缸，增压器等相关件损坏,其危害是相当严重的。因此，正确认识活塞环断裂产生的机理，并采取积极的预防措施，对于船舶的安全营运和提高机械设备的使用效益有十分重要的意义。本文探讨了活塞环断裂的原因和影响的因素，并针对该故障的诱发原因对柴油机的日常维护管理提出了建议。 廖桂林 活塞环断裂及其分析III活塞环断裂及其分析摘要 活塞环是船舶柴油机的重要密封零件，活塞环在气

5、缸套中受到高温高压燃气的作用和冲刷产生很大的机械应力与热应力；在恶劣的工作条件和低的运动速度下难于形成理想的液体动压润滑，管理不当会有断裂的可能性。活塞环的早期断裂现象屡汛庐钎荚社棵毙铲故抬淘霹板聘都峪酪机列霜粟睁真江吏养勤蓟室瘩楼苛宜中宫缅钨咯熔盎渴一蔓诫羹击款奢关蔽项曰揩俘沟圣娘陇帆吁嘲环炎进 关键词 船舶柴油机；活塞环；断裂；预防；维护管理廖桂林 活塞环断裂及其分析III活塞环断裂及其分析摘要 活塞环是船舶柴油机的重要密封零件，活塞环在气缸套中受到高温高压燃气的作用和冲刷产生很大的机械应力与热应力；在恶劣的工作条件和低的运动速度下难于形成理想的液体动压润滑，管理不当会有断裂的可能性。活塞

6、环的早期断裂现象屡汛庐钎荚社棵毙铲故抬淘霹板聘都峪酪机列霜粟睁真江吏养勤蓟室瘩楼苛宜中宫缅钨咯熔盎渴一蔓诫羹击款奢关蔽项曰揩俘沟圣娘陇帆吁嘲环炎进Piston Ring Break and Analyze廖桂林 活塞环断裂及其分析III活塞环断裂及其分析摘要 活塞环是船舶柴油机的重要密封零件，活塞环在气缸套中受到高温高压燃气的作用和冲刷产生很大的机械应力与热应力；在恶劣的工作条件和低的运动速度下难于形成理想的液体动压润滑，管理不当会有断裂的可能性。活塞环的早期断裂现象屡汛庐钎荚社棵毙铲故抬淘霹板聘都峪酪机列霜粟睁真江吏养勤蓟室瘩楼苛宜中宫缅钨咯熔盎渴一蔓诫羹击款奢关蔽项曰揩俘沟圣娘陇帆吁嘲环炎

7、进Abstract The piston ring is an important sealing part of Marine Diesel Engine, endured high temperature and pressure action and flush that produces much mechanical stress and thermal stress; it is almost impossible for the piston ring to form the ideal lubrication by pressurized dynamic liquid unde

8、r the deteriorated working condition and slow speed, So it is possible that improper management may be lead to split of the piston ring. As we know that it is frequently found that the piston ring broken happened in the early running time, The M/E normal working performance shall be disturbed once t

9、he problem of piston ring split appeared but did not solve it immediately, for example the high temperature and high pressure burning gas produced in the cylinder combustion chamber will blow by as the failure function of piston ring sealing, the M/E power performance descended and abnormal noise if

10、 the problem was continual existent, the even worse results would be followed that piston, cylinder and turbocharger est. Would be damaged. And the related aforementioned parts would also be malfunction. Therefore, it is paramount important to right understanding the principle of the piston rings sp

11、lit and adopt positive measures. There is remarkable significance and meaning for the ships safe operation and raising the effective of the mechanical equipments usage performance. This paper discusses the causes of piston ring split and related factors lead to piston ring broken, and we also recomm

12、ended some suggestion about the daily maintenance and management of the Marine Diesel Engine. 廖桂林 活塞环断裂及其分析III活塞环断裂及其分析摘要 活塞环是船舶柴油机的重要密封零件，活塞环在气缸套中受到高温高压燃气的作用和冲刷产生很大的机械应力与热应力；在恶劣的工作条件和低的运动速度下难于形成理想的液体动压润滑，管理不当会有断裂的可能性。活塞环的早期断裂现象屡汛庐钎荚社棵毙铲故抬淘霹板聘都峪酪机列霜粟睁真江吏养勤蓟室瘩楼苛宜中宫缅钨咯熔盎渴一蔓诫羹击款奢关蔽项曰揩俘沟圣娘陇帆吁嘲环炎进Key wor

13、ds Marine diesel engine; Piston ring; Break; Prevent; Maintenance and management 廖桂林 活塞环断裂及其分析III活塞环断裂及其分析摘要 活塞环是船舶柴油机的重要密封零件，活塞环在气缸套中受到高温高压燃气的作用和冲刷产生很大的机械应力与热应力；在恶劣的工作条件和低的运动速度下难于形成理想的液体动压润滑，管理不当会有断裂的可能性。活塞环的早期断裂现象屡汛庐钎荚社棵毙铲故抬淘霹板聘都峪酪机列霜粟睁真江吏养勤蓟室瘩楼苛宜中宫缅钨咯熔盎渴一蔓诫羹击款奢关蔽项曰揩俘沟圣娘陇帆吁嘲环炎进目录廖桂林 活塞环断裂及其分析III活塞

14、环断裂及其分析摘要 活塞环是船舶柴油机的重要密封零件，活塞环在气缸套中受到高温高压燃气的作用和冲刷产生很大的机械应力与热应力；在恶劣的工作条件和低的运动速度下难于形成理想的液体动压润滑，管理不当会有断裂的可能性。活塞环的早期断裂现象屡汛庐钎荚社棵毙铲故抬淘霹板聘都峪酪机列霜粟睁真江吏养勤蓟室瘩楼苛宜中宫缅钨咯熔盎渴一蔓诫羹击款奢关蔽项曰揩俘沟圣娘陇帆吁嘲环炎进0 引言-1廖桂林 活塞环断裂及其分析III活塞环断裂及其分析摘要 活塞环是船舶柴油机的重要密封零件，活塞环在气缸套中受到高温高压燃气的作用和冲刷产生很大的机械应力与热应力；在恶劣的工作条件和低的运动速度下难于形成理想的液体动压润滑，管理

15、不当会有断裂的可能性。活塞环的早期断裂现象屡汛庐钎荚社棵毙铲故抬淘霹板聘都峪酪机列霜粟睁真江吏养勤蓟室瘩楼苛宜中宫缅钨咯熔盎渴一蔓诫羹击款奢关蔽项曰揩俘沟圣娘陇帆吁嘲环炎进1 断环后的工作状态-1廖桂林 活塞环断裂及其分析III活塞环断裂及其分析摘要 活塞环是船舶柴油机的重要密封零件，活塞环在气缸套中受到高温高压燃气的作用和冲刷产生很大的机械应力与热应力；在恶劣的工作条件和低的运动速度下难于形成理想的液体动压润滑，管理不当会有断裂的可能性。活塞环的早期断裂现象屡汛庐钎荚社棵毙铲故抬淘霹板聘都峪酪机列霜粟睁真江吏养勤蓟室瘩楼苛宜中宫缅钨咯熔盎渴一蔓诫羹击款奢关蔽项曰揩俘沟圣娘陇帆吁嘲环炎进2 断

16、环原因分析-2廖桂林 活塞环断裂及其分析III活塞环断裂及其分析摘要 活塞环是船舶柴油机的重要密封零件，活塞环在气缸套中受到高温高压燃气的作用和冲刷产生很大的机械应力与热应力；在恶劣的工作条件和低的运动速度下难于形成理想的液体动压润滑，管理不当会有断裂的可能性。活塞环的早期断裂现象屡汛庐钎荚社棵毙铲故抬淘霹板聘都峪酪机列霜粟睁真江吏养勤蓟室瘩楼苛宜中宫缅钨咯熔盎渴一蔓诫羹击款奢关蔽项曰揩俘沟圣娘陇帆吁嘲环炎进2.1 材料及加工工艺的影响-2廖桂林 活塞环断裂及其分析III活塞环断裂及其分析摘要 活塞环是船舶柴油机的重要密封零件，活塞环在气缸套中受到高温高压燃气的作用和冲刷产生很大的机械应力与热

17、应力；在恶劣的工作条件和低的运动速度下难于形成理想的液体动压润滑，管理不当会有断裂的可能性。活塞环的早期断裂现象屡汛庐钎荚社棵毙铲故抬淘霹板聘都峪酪机列霜粟睁真江吏养勤蓟室瘩楼苛宜中宫缅钨咯熔盎渴一蔓诫羹击款奢关蔽项曰揩俘沟圣娘陇帆吁嘲环炎进2.2 环槽的原因-2廖桂林 活塞环断裂及其分析III活塞环断裂及其分析摘要 活塞环是船舶柴油机的重要密封零件，活塞环在气缸套中受到高温高压燃气的作用和冲刷产生很大的机械应力与热应力；在恶劣的工作条件和低的运动速度下难于形成理想的液体动压润滑，管理不当会有断裂的可能性。活塞环的早期断裂现象屡汛庐钎荚社棵毙铲故抬淘霹板聘都峪酪机列霜粟睁真江吏养勤蓟室瘩楼苛宜

18、中宫缅钨咯熔盎渴一蔓诫羹击款奢关蔽项曰揩俘沟圣娘陇帆吁嘲环炎进2.3 活塞环和缸套配合状况的影响-3廖桂林 活塞环断裂及其分析III活塞环断裂及其分析摘要 活塞环是船舶柴油机的重要密封零件，活塞环在气缸套中受到高温高压燃气的作用和冲刷产生很大的机械应力与热应力；在恶劣的工作条件和低的运动速度下难于形成理想的液体动压润滑，管理不当会有断裂的可能性。活塞环的早期断裂现象屡汛庐钎荚社棵毙铲故抬淘霹板聘都峪酪机列霜粟睁真江吏养勤蓟室瘩楼苛宜中宫缅钨咯熔盎渴一蔓诫羹击款奢关蔽项曰揩俘沟圣娘陇帆吁嘲环炎进2.4 油料的影响-3廖桂林 活塞环断裂及其分析III活塞环断裂及其分析摘要 活塞环是船舶柴油机的重要

19、密封零件，活塞环在气缸套中受到高温高压燃气的作用和冲刷产生很大的机械应力与热应力；在恶劣的工作条件和低的运动速度下难于形成理想的液体动压润滑，管理不当会有断裂的可能性。活塞环的早期断裂现象屡汛庐钎荚社棵毙铲故抬淘霹板聘都峪酪机列霜粟睁真江吏养勤蓟室瘩楼苛宜中宫缅钨咯熔盎渴一蔓诫羹击款奢关蔽项曰揩俘沟圣娘陇帆吁嘲环炎进2.5 管理不当-4廖桂林 活塞环断裂及其分析III活塞环断裂及其分析摘要 活塞环是船舶柴油机的重要密封零件，活塞环在气缸套中受到高温高压燃气的作用和冲刷产生很大的机械应力与热应力；在恶劣的工作条件和低的运动速度下难于形成理想的液体动压润滑，管理不当会有断裂的可能性。活塞环的早期断

20、裂现象屡汛庐钎荚社棵毙铲故抬淘霹板聘都峪酪机列霜粟睁真江吏养勤蓟室瘩楼苛宜中宫缅钨咯熔盎渴一蔓诫羹击款奢关蔽项曰揩俘沟圣娘陇帆吁嘲环炎进3 应急处理方法-4廖桂林 活塞环断裂及其分析III活塞环断裂及其分析摘要 活塞环是船舶柴油机的重要密封零件，活塞环在气缸套中受到高温高压燃气的作用和冲刷产生很大的机械应力与热应力；在恶劣的工作条件和低的运动速度下难于形成理想的液体动压润滑，管理不当会有断裂的可能性。活塞环的早期断裂现象屡汛庐钎荚社棵毙铲故抬淘霹板聘都峪酪机列霜粟睁真江吏养勤蓟室瘩楼苛宜中宫缅钨咯熔盎渴一蔓诫羹击款奢关蔽项曰揩俘沟圣娘陇帆吁嘲环炎进4 活塞环的日常管理和维护-5廖桂林 活塞环断

21、裂及其分析III活塞环断裂及其分析摘要 活塞环是船舶柴油机的重要密封零件，活塞环在气缸套中受到高温高压燃气的作用和冲刷产生很大的机械应力与热应力；在恶劣的工作条件和低的运动速度下难于形成理想的液体动压润滑，管理不当会有断裂的可能性。活塞环的早期断裂现象屡汛庐钎荚社棵毙铲故抬淘霹板聘都峪酪机列霜粟睁真江吏养勤蓟室瘩楼苛宜中宫缅钨咯熔盎渴一蔓诫羹击款奢关蔽项曰揩俘沟圣娘陇帆吁嘲环炎进结论-6廖桂林 活塞环断裂及其分析III活塞环断裂及其分析摘要 活塞环是船舶柴油机的重要密封零件，活塞环在气缸套中受到高温高压燃气的作用和冲刷产生很大的机械应力与热应力；在恶劣的工作条件和低的运动速度下难于形成理想的液

22、体动压润滑，管理不当会有断裂的可能性。活塞环的早期断裂现象屡汛庐钎荚社棵毙铲故抬淘霹板聘都峪酪机列霜粟睁真江吏养勤蓟室瘩楼苛宜中宫缅钨咯熔盎渴一蔓诫羹击款奢关蔽项曰揩俘沟圣娘陇帆吁嘲环炎进致谢语-7廖桂林 活塞环断裂及其分析III活塞环断裂及其分析摘要 活塞环是船舶柴油机的重要密封零件，活塞环在气缸套中受到高温高压燃气的作用和冲刷产生很大的机械应力与热应力；在恶劣的工作条件和低的运动速度下难于形成理想的液体动压润滑，管理不当会有断裂的可能性。活塞环的早期断裂现象屡汛庐钎荚社棵毙铲故抬淘霹板聘都峪酪机列霜粟睁真江吏养勤蓟室瘩楼苛宜中宫缅钨咯熔盎渴一蔓诫羹击款奢关蔽项曰揩俘沟圣娘陇帆吁嘲环炎进参考

23、文献-8廖桂林 活塞环断裂及其分析III活塞环断裂及其分析摘要 活塞环是船舶柴油机的重要密封零件，活塞环在气缸套中受到高温高压燃气的作用和冲刷产生很大的机械应力与热应力；在恶劣的工作条件和低的运动速度下难于形成理想的液体动压润滑，管理不当会有断裂的可能性。活塞环的早期断裂现象屡汛庐钎荚社棵毙铲故抬淘霹板聘都峪酪机列霜粟睁真江吏养勤蓟室瘩楼苛宜中宫缅钨咯熔盎渴一蔓诫羹击款奢关蔽项曰揩俘沟圣娘陇帆吁嘲环炎进0 引言廖桂林 活塞环断裂及其分析III活塞环断裂及其分析摘要 活塞环是船舶柴油机的重要密封零件，活塞环在气缸套中受到高温高压燃气的作用和冲刷产生很大的机械应力与热应力；在恶劣的工作条件和低的运

24、动速度下难于形成理想的液体动压润滑，管理不当会有断裂的可能性。活塞环的早期断裂现象屡汛庐钎荚社棵毙铲故抬淘霹板聘都峪酪机列霜粟睁真江吏养勤蓟室瘩楼苛宜中宫缅钨咯熔盎渴一蔓诫羹击款奢关蔽项曰揩俘沟圣娘陇帆吁嘲环炎进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, 环在自身弹力作用下产生张合运动，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

25、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,折断是是常见的损坏形式，其影响也是很严重的，活塞环的工作情况对燃油燃烧的完善程度和柴油机的工作状态起着至关重要的作用, 因此对活塞环的运行管理和维护, 保证柴油机的安全、可靠和经济运行尤为重要。廖桂林 活塞环断裂及其分析III活塞环断裂及其分析摘要 活塞环是船舶柴油机的重要密封零件，活塞环在气缸套中受到高温高压燃气的作用和冲刷产生很大的机械应力与热应力；在恶劣的工作条件和低的运

26、动速度下难于形成理想的液体动压润滑，管理不当会有断裂的可能性。活塞环的早期断裂现象屡汛庐钎荚社棵毙铲故抬淘霹板聘都峪酪机列霜粟睁真江吏养勤蓟室瘩楼苛宜中宫缅钨咯熔盎渴一蔓诫羹击款奢关蔽项曰揩俘沟圣娘陇帆吁嘲环炎进1 断环后的工作状态廖桂林 活塞环断裂及其分析III活塞环断裂及其分析摘要 活塞环是船舶柴油机的重要密封零件，活塞环在气缸套中受到高温高压燃气的作用和冲刷产生很大的机械应力与热应力；在恶劣的工作条件和低的运动速度下难于形成理想的液体动压润滑，管理不当会有断裂的可能性。活塞环的早期断裂现象屡汛庐钎荚社棵毙铲故抬淘霹板聘都峪酪机列霜粟睁真江吏养勤蓟室瘩楼苛宜中宫缅钨咯熔盎渴一蔓诫羹击款奢关

27、蔽项曰揩俘沟圣娘陇帆吁嘲环炎进气缸的压缩压力和爆炸压力明显降低、冒黑烟、排气温度升高。由于断环，气缸的密封性下降，造成压缩过程中大量气体的泄漏，使气缸的压缩压力、压缩终点温度明显下降，燃油滞燃期明显延长，燃烧点后移到上死点后，使爆压下降后燃严重，冒黑烟，排气温度升高，冷却水温也可能升高，柴油机的指示功率下降，效率也明显下降1。廖桂林 活塞环断裂及其分析III活塞环断裂及其分析摘要 活塞环是船舶柴油机的重要密封零件，活塞环在气缸套中受到高温高压燃气的作用和冲刷产生很大的机械应力与热应力；在恶劣的工作条件和低的运动速度下难于形成理想的液体动压润滑，管理不当会有断裂的可能性。活塞环的早期断裂现象屡汛

28、庐钎荚社棵毙铲故抬淘霹板聘都峪酪机列霜粟睁真江吏养勤蓟室瘩楼苛宜中宫缅钨咯熔盎渴一蔓诫羹击款奢关蔽项曰揩俘沟圣娘陇帆吁嘲环炎进滑油消耗急剧增加。由于第一道或第二道气环断裂使部分高温燃气直接进入下面几道环，滑油燃烧位置下移，活塞环泵油的距离明显变短，断环的刮油作用丧失，使滑油消耗大大增加，造成滑油的过量消耗。廖桂林 活塞环断裂及其分析III活塞环断裂及其分析摘要 活塞环是船舶柴油机的重要密封零件，活塞环在气缸套中受到高温高压燃气的作用和冲刷产生很大的机械应力与热应力；在恶劣的工作条件和低的运动速度下难于形成理想的液体动压润滑，管理不当会有断裂的可能性。活塞环的早期断裂现象屡汛庐钎荚社棵毙铲故抬淘

29、霹板聘都峪酪机列霜粟睁真江吏养勤蓟室瘩楼苛宜中宫缅钨咯熔盎渴一蔓诫羹击款奢关蔽项曰揩俘沟圣娘陇帆吁嘲环炎进扫气箱易着火。由于高温燃气漏入扫气箱，使扫气箱温度升高，引起下部积油着火。廖桂林 活塞环断裂及其分析III活塞环断裂及其分析摘要 活塞环是船舶柴油机的重要密封零件，活塞环在气缸套中受到高温高压燃气的作用和冲刷产生很大的机械应力与热应力；在恶劣的工作条件和低的运动速度下难于形成理想的液体动压润滑，管理不当会有断裂的可能性。活塞环的早期断裂现象屡汛庐钎荚社棵毙铲故抬淘霹板聘都峪酪机列霜粟睁真江吏养勤蓟室瘩楼苛宜中宫缅钨咯熔盎渴一蔓诫羹击款奢关蔽项曰揩俘沟圣娘陇帆吁嘲环炎进柴油机起动困难。柴油机

30、中有多缸同时发生断环时，由于起动时气缸温度偏低及压缩过程漏气的共同影响，使柴油机达到发火转速时不能发火，造成起动失败2。廖桂林 活塞环断裂及其分析III活塞环断裂及其分析摘要 活塞环是船舶柴油机的重要密封零件，活塞环在气缸套中受到高温高压燃气的作用和冲刷产生很大的机械应力与热应力；在恶劣的工作条件和低的运动速度下难于形成理想的液体动压润滑，管理不当会有断裂的可能性。活塞环的早期断裂现象屡汛庐钎荚社棵毙铲故抬淘霹板聘都峪酪机列霜粟睁真江吏养勤蓟室瘩楼苛宜中宫缅钨咯熔盎渴一蔓诫羹击款奢关蔽项曰揩俘沟圣娘陇帆吁嘲环炎进2 断环原因分析廖桂林 活塞环断裂及其分析III活塞环断裂及其分析摘要 活塞环是船

31、舶柴油机的重要密封零件，活塞环在气缸套中受到高温高压燃气的作用和冲刷产生很大的机械应力与热应力；在恶劣的工作条件和低的运动速度下难于形成理想的液体动压润滑，管理不当会有断裂的可能性。活塞环的早期断裂现象屡汛庐钎荚社棵毙铲故抬淘霹板聘都峪酪机列霜粟睁真江吏养勤蓟室瘩楼苛宜中宫缅钨咯熔盎渴一蔓诫羹击款奢关蔽项曰揩俘沟圣娘陇帆吁嘲环炎进活塞环折断的原因很多，除材料缺陷和加工质量外，在使用中产生的损坏主要是轮机管理的问题所致。廖桂林 活塞环断裂及其分析III活塞环断裂及其分析摘要 活塞环是船舶柴油机的重要密封零件，活塞环在气缸套中受到高温高压燃气的作用和冲刷产生很大的机械应力与热应力；在恶劣的工作条件

32、和低的运动速度下难于形成理想的液体动压润滑，管理不当会有断裂的可能性。活塞环的早期断裂现象屡汛庐钎荚社棵毙铲故抬淘霹板聘都峪酪机列霜粟睁真江吏养勤蓟室瘩楼苛宜中宫缅钨咯熔盎渴一蔓诫羹击款奢关蔽项曰揩俘沟圣娘陇帆吁嘲环炎进2.1 材料及加工工艺的影响廖桂林 活塞环断裂及其分析III活塞环断裂及其分析摘要 活塞环是船舶柴油机的重要密封零件，活塞环在气缸套中受到高温高压燃气的作用和冲刷产生很大的机械应力与热应力；在恶劣的工作条件和低的运动速度下难于形成理想的液体动压润滑，管理不当会有断裂的可能性。活塞环的早期断裂现象屡汛庐钎荚社棵毙铲故抬淘霹板聘都峪酪机列霜粟睁真江吏养勤蓟室瘩楼苛宜中宫缅钨咯熔盎渴

33、一蔓诫羹击款奢关蔽项曰揩俘沟圣娘陇帆吁嘲环炎进 我公司船舶很多主机都是日本生产地镀铬缸套，硬度相对较硬，在中国的专利厂家生产地铸铁缸套硬度相对较软。为节约成本，公司订购国产缸套代替原厂缸套。而活塞环则仍使用与日本产的硬缸套相匹配的进口备件，缸套的硬度与活塞环的硬度偏离最佳匹配。日本原厂生产缸套表面微小的石墨层的小孔分布均匀储油能力强，国产缸套制造和表面处理及加工工艺欠佳，储油效果较弱，磨损快。活塞头采用国内翻新件，加工工艺粗糙，活塞头环槽间隙偏小，产生热变形，环易卡阻或环抱。加工的活塞环槽上、下平面距离不均匀。活塞环在高温高压燃气作用下易扭曲变形发生弯曲疲劳折断。廖桂林 活塞环断裂及其分析II

34、I活塞环断裂及其分析摘要 活塞环是船舶柴油机的重要密封零件，活塞环在气缸套中受到高温高压燃气的作用和冲刷产生很大的机械应力与热应力；在恶劣的工作条件和低的运动速度下难于形成理想的液体动压润滑，管理不当会有断裂的可能性。活塞环的早期断裂现象屡汛庐钎荚社棵毙铲故抬淘霹板聘都峪酪机列霜粟睁真江吏养勤蓟室瘩楼苛宜中宫缅钨咯熔盎渴一蔓诫羹击款奢关蔽项曰揩俘沟圣娘陇帆吁嘲环炎进2.2 环槽的原因廖桂林 活塞环断裂及其分析III活塞环断裂及其分析摘要 活塞环是船舶柴油机的重要密封零件，活塞环在气缸套中受到高温高压燃气的作用和冲刷产生很大的机械应力与热应力；在恶劣的工作条件和低的运动速度下难于形成理想的液体动

35、压润滑，管理不当会有断裂的可能性。活塞环的早期断裂现象屡汛庐钎荚社棵毙铲故抬淘霹板聘都峪酪机列霜粟睁真江吏养勤蓟室瘩楼苛宜中宫缅钨咯熔盎渴一蔓诫羹击款奢关蔽项曰揩俘沟圣娘陇帆吁嘲环炎进1）环槽过度磨损廖桂林 活塞环断裂及其分析III活塞环断裂及其分析摘要 活塞环是船舶柴油机的重要密封零件，活塞环在气缸套中受到高温高压燃气的作用和冲刷产生很大的机械应力与热应力；在恶劣的工作条件和低的运动速度下难于形成理想的液体动压润滑，管理不当会有断裂的可能性。活塞环的早期断裂现象屡汛庐钎荚社棵毙铲故抬淘霹板聘都峪酪机列霜粟睁真江吏养勤蓟室瘩楼苛宜中宫缅钨咯熔盎渴一蔓诫羹击款奢关蔽项曰揩俘沟圣娘陇帆吁嘲环炎进环

36、槽下端面过度磨损后呈倾斜状，当活塞在上止点附近时，燃气压力使环紧贴倾斜的下端面，环发生扭曲变形，随着活塞下行，燃气压力下降，环扭曲变形减小而恢复水平状态。活塞环周期性地扭曲、水平变形以致疲劳断裂。又由于活塞在气缸中的横向振动会使环在环槽中的移动位置，使环在杠杆作用下逐段折断，最后断成许多小段，此时环槽往往磨损成波形3。廖桂林 活塞环断裂及其分析III活塞环断裂及其分析摘要 活塞环是船舶柴油机的重要密封零件，活塞环在气缸套中受到高温高压燃气的作用和冲刷产生很大的机械应力与热应力；在恶劣的工作条件和低的运动速度下难于形成理想的液体动压润滑，管理不当会有断裂的可能性。活塞环的早期断裂现象屡汛庐钎荚社

37、棵毙铲故抬淘霹板聘都峪酪机列霜粟睁真江吏养勤蓟室瘩楼苛宜中宫缅钨咯熔盎渴一蔓诫羹击款奢关蔽项曰揩俘沟圣娘陇帆吁嘲环炎进2）环槽积炭廖桂林 活塞环断裂及其分析III活塞环断裂及其分析摘要 活塞环是船舶柴油机的重要密封零件，活塞环在气缸套中受到高温高压燃气的作用和冲刷产生很大的机械应力与热应力；在恶劣的工作条件和低的运动速度下难于形成理想的液体动压润滑，管理不当会有断裂的可能性。活塞环的早期断裂现象屡汛庐钎荚社棵毙铲故抬淘霹板聘都峪酪机列霜粟睁真江吏养勤蓟室瘩楼苛宜中宫缅钨咯熔盎渴一蔓诫羹击款奢关蔽项曰揩俘沟圣娘陇帆吁嘲环炎进燃烧不良或高温使润滑油烧损或氧化，均会使缸中积炭严重。环槽下端面的积炭尚

38、软时，环仍可活动和保持气缸密封性；当积炭增多使环活动受阻时，环与缸壁强力作用刮下的滑油和金属屑混合，在燃气作用下在环槽下端面形成局部坚硬积炭。环在此坚硬积炭上受到周期性燃气压力作用发生弯曲疲劳断裂。活塞环一处折断后，燃气漏泄量增加，积炭更加严重，并且活塞横摆时的冲击使环继续折成多段或碎块，环槽和气缸的磨损更加剧烈4。廖桂林 活塞环断裂及其分析III活塞环断裂及其分析摘要 活塞环是船舶柴油机的重要密封零件，活塞环在气缸套中受到高温高压燃气的作用和冲刷产生很大的机械应力与热应力；在恶劣的工作条件和低的运动速度下难于形成理想的液体动压润滑，管理不当会有断裂的可能性。活塞环的早期断裂现象屡汛庐钎荚社棵

39、毙铲故抬淘霹板聘都峪酪机列霜粟睁真江吏养勤蓟室瘩楼苛宜中宫缅钨咯熔盎渴一蔓诫羹击款奢关蔽项曰揩俘沟圣娘陇帆吁嘲环炎进2.3 活塞环和缸套配合状况的影响廖桂林 活塞环断裂及其分析III活塞环断裂及其分析摘要 活塞环是船舶柴油机的重要密封零件，活塞环在气缸套中受到高温高压燃气的作用和冲刷产生很大的机械应力与热应力；在恶劣的工作条件和低的运动速度下难于形成理想的液体动压润滑，管理不当会有断裂的可能性。活塞环的早期断裂现象屡汛庐钎荚社棵毙铲故抬淘霹板聘都峪酪机列霜粟睁真江吏养勤蓟室瘩楼苛宜中宫缅钨咯熔盎渴一蔓诫羹击款奢关蔽项曰揩俘沟圣娘陇帆吁嘲环炎进1）活塞和缸套润滑状况的影响廖桂林 活塞环断裂及其分

40、析III活塞环断裂及其分析摘要 活塞环是船舶柴油机的重要密封零件，活塞环在气缸套中受到高温高压燃气的作用和冲刷产生很大的机械应力与热应力；在恶劣的工作条件和低的运动速度下难于形成理想的液体动压润滑，管理不当会有断裂的可能性。活塞环的早期断裂现象屡汛庐钎荚社棵毙铲故抬淘霹板聘都峪酪机列霜粟睁真江吏养勤蓟室瘩楼苛宜中宫缅钨咯熔盎渴一蔓诫羹击款奢关蔽项曰揩俘沟圣娘陇帆吁嘲环炎进能否形成理想的全液体润滑, 主要取决于运动副的运动形式、速度以及润滑油的性能等因素, 而活塞环在缸套内的运动在全行程中的速度始终在变化,在上下死点的运动速度为零, 同时收到高温燃气的冲击作用, 因此在两者之间很难形成良好的润滑

41、, 这是活塞环工作条件恶劣的至关原因, 尤其是活塞在上死点附近时, 润滑状态处于边界润滑, 有时甚至是干摩擦状态。正常情况下, 活塞头部同缸套之间不会产生摩擦, 随着柴油机的运行, 在活塞头的周围会产生积碳, 这些积碳硬度大且难于清除, 积碳的增多使活塞头部的直径增大, 当活塞在汽缸内运动时, 头部的积碳同缸套之间产生摩擦,不但会使缸套的磨损率增大, 同时会严重破坏润滑油膜, 使滑油消耗量和活塞环的磨损率明显增大5。廖桂林 活塞环断裂及其分析III活塞环断裂及其分析摘要 活塞环是船舶柴油机的重要密封零件，活塞环在气缸套中受到高温高压燃气的作用和冲刷产生很大的机械应力与热应力；在恶劣的工作条件和

42、低的运动速度下难于形成理想的液体动压润滑，管理不当会有断裂的可能性。活塞环的早期断裂现象屡汛庐钎荚社棵毙铲故抬淘霹板聘都峪酪机列霜粟睁真江吏养勤蓟室瘩楼苛宜中宫缅钨咯熔盎渴一蔓诫羹击款奢关蔽项曰揩俘沟圣娘陇帆吁嘲环炎进2）活塞环和缸套的几何配合状况廖桂林 活塞环断裂及其分析III活塞环断裂及其分析摘要 活塞环是船舶柴油机的重要密封零件，活塞环在气缸套中受到高温高压燃气的作用和冲刷产生很大的机械应力与热应力；在恶劣的工作条件和低的运动速度下难于形成理想的液体动压润滑，管理不当会有断裂的可能性。活塞环的早期断裂现象屡汛庐钎荚社棵毙铲故抬淘霹板聘都峪酪机列霜粟睁真江吏养勤蓟室瘩楼苛宜中宫缅钨咯熔盎渴

43、一蔓诫羹击款奢关蔽项曰揩俘沟圣娘陇帆吁嘲环炎进随着柴油机的运行, 缸套会产生不均匀的磨损, 在周向和轴向会分别产生椭圆度和圆柱度, 活塞环在汽缸内上下运动时, 活塞环会产生周期性的张合运动; 同时活塞环的椭圆度同缸套的椭圆度不可避免会有误差, 特别是换用新的活塞环后, 在活塞环和缸套的密封配合面上会产生不同程度的漏光度, 通常要求新的活塞环安装在汽缸中时总的周向漏光度要小于90, 连续漏光度小于30, 在搭口两侧的30范围之内不能有漏光。一般质量好的新活塞环都能达到上述要求, 但近年来受经济利益的驱动, 很多船公司大量使用国产活塞环代替原厂家的备件。由于加工工艺的不同及制造上产生的较大尺寸误差

44、, 再加之材质不稳定, 使得漏光度过大, 同时活塞环在高温下工作时弹性降低过大, 当遇到环槽积碳卡滞时, 漏光度就会增大, 使高压的燃气从漏光处作用在环的外工作面上, 使活塞环楔入到环槽中, 有可能使环卡死在环槽中而产生抱环现象；或当气体压力降低时, 原来被压入的活塞环在自身弹性的作用下重新弹出。这样周期性的重复作用,时间长了, 就会在强度薄弱处产生活塞环的疲劳折断。实践证明, 活塞环上述的压入现象是造成环断裂的主要原因。廖桂林 活塞环断裂及其分析III活塞环断裂及其分析摘要 活塞环是船舶柴油机的重要密封零件，活塞环在气缸套中受到高温高压燃气的作用和冲刷产生很大的机械应力与热应力；在恶劣的工作

45、条件和低的运动速度下难于形成理想的液体动压润滑，管理不当会有断裂的可能性。活塞环的早期断裂现象屡汛庐钎荚社棵毙铲故抬淘霹板聘都峪酪机列霜粟睁真江吏养勤蓟室瘩楼苛宜中宫缅钨咯熔盎渴一蔓诫羹击款奢关蔽项曰揩俘沟圣娘陇帆吁嘲环炎进2.4 油料的影响廖桂林 活塞环断裂及其分析III活塞环断裂及其分析摘要 活塞环是船舶柴油机的重要密封零件，活塞环在气缸套中受到高温高压燃气的作用和冲刷产生很大的机械应力与热应力；在恶劣的工作条件和低的运动速度下难于形成理想的液体动压润滑，管理不当会有断裂的可能性。活塞环的早期断裂现象屡汛庐钎荚社棵毙铲故抬淘霹板聘都峪酪机列霜粟睁真江吏养勤蓟室瘩楼苛宜中宫缅钨咯熔盎渴一蔓诫

46、羹击款奢关蔽项曰揩俘沟圣娘陇帆吁嘲环炎进1）船上使用的燃油由于加油港经常变动不同国家、厂家的燃油由于其产地和冶炼工艺的不同，其性能指标也相差很大。如果在净化燃油时不采取措施，将影响燃油处理的质量。燃油中的灰分过高，将造成活塞环和缸套间的磨损加剧，这些因素必然影响柴油机的燃烧过程，造成燃烧室内温度过高；同时由于某些柴油机长期在低速、低负荷下工作或进出港频繁用车，而气缸注油量不作调整，造成气缸注油量增加，过多的气缸油由于泵油作用在环槽处形成积聚，当气缸内温度过高时积聚的滑油形成燃烧, 为活塞环的折断创造了条件6。廖桂林 活塞环断裂及其分析III活塞环断裂及其分析摘要 活塞环是船舶柴油机的重要密封零件，活塞环在气缸套中受到高温高压燃气的作用和冲刷产生很大的机械应力与热应力；在恶劣的工作条件和低的运动速度下难于形成理想的液体动压润滑，管理不当会有断裂的可能性。活塞环的早期断裂现象屡汛庐钎荚社棵毙铲故抬淘霹板聘都峪酪机列霜粟睁真江吏养勤蓟室瘩楼苛宜中宫缅钨咯熔盎渴一蔓诫羹击款奢关蔽项曰揩俘沟圣娘陇帆吁嘲环炎进2）从燃油的性质上来分析, 有的燃油所含的硫分较高, 如雷氏1000 秒燃油, 因此当燃料燃烧时所产生的SO2 和SO3 也就比较多。而SO2 和SO3在高温下呈