一、卡特彼勒C13柴油發動機活塞的常見損壞形式有哪些
卡特彼勒 C13 柴油發動機活塞的常見損壞形式主要有以下幾種:
其一,活塞外圓表面及環槽的磨損。如裙部直徑減小,活塞與氣缸的間隙增大,橫截面產生圓度誤差、縱截面產生圓柱度誤差,這些都直接影響活塞的工作性能和柴油機的功率。活塞環槽是活塞磨損最嚴重的部位,通常第一道活塞環槽磨損最嚴重,第二、三、四道環槽磨損程度依次減小,磨損后的環槽斷面呈梯形,外寬內窄,側隙增大,造成氣缸漏油、竄油,使發動機動力性能降低,潤滑惡化,并使燃燒室內產生大量積碳。
其二,頂部燒蝕。活塞頂部燒蝕大多發生在活塞頂部和第一、二道活塞環槽處,損壞形式主要有頂面熔洞、穿孔、麻坑和頂部周圍處的鍵槽狀缺口、塌陷。活塞燒頂將導致高溫燃氣竄入曲軸箱、加速潤滑的氧化變質、汽缸密封性變差、壓縮比下降、燃油燃燒過程變壞、發動機的動力性和經濟性下降;嚴重時活塞開裂破碎,損壞缸套、連桿、曲軸、機體等零部件。
其三,活塞異常損壞,如擦傷、燒傷、壓頂等損壞。活塞拉傷(又稱 “拉缸”)的主要原因有:活塞銷與銷座孔配合過緊;活塞與缸壁間隙太小,不能形成良好的潤滑油膜;缸壁表面嚴重不清潔,存在較大較多的機械雜質,造成活塞劃傷;活塞銷擋圈脫出或斷裂而劃傷缸壁或活塞;連桿嚴重彎曲、扭曲,破壞了活塞與缸壁之間的正常配合間隙。活塞頂燒傷的主要原因是發動機長時間在超負荷條件下工作,或長時間在強烈爆燃條件下工作,造成活塞頂部或側面局部或大面積熔化。活塞損壞的常見現象是活塞斷頭,即活塞頭部與裙部分離。
二、卡特彼勒 C13 柴油發動機活塞外圓表面及環槽磨損
卡特彼勒 C13 柴油發動機的活塞外圓表面及環槽磨損是較為常見的損壞形式之一。一般中小型柴油機的筒形活塞裙部外表面容易發生磨損,這是因為在運轉中活塞裙部起導向作用和承受側推力。對于卡特彼勒 C13 柴油發動機來說,其活塞外圓表面磨損后,裙部的直徑會減小,活塞與氣缸的間隙增大;橫截面產生圓度誤差,縱截面產生圓柱度誤差。這些都會直接影響活塞的工作性能和柴油機的功率。
在船上通常通過測量活塞直徑來檢驗活塞的磨損程度。一般采用外徑千分尺、游標卡尺進行測量。測量部位為活塞的上部、中部和裙部的外徑,如有減磨環的活塞應測量每道環的外徑。測量每一測量點的橫截面上相互垂直的兩個直徑:平行曲軸方向的直徑和垂直曲軸方向的直徑。將測量值記錄在表格中,計算出每個橫截面的圓度、縱截面的圓柱度,以其中最大值與說明書或標準比較,以確定活塞的磨損程度。
活塞環槽磨損也是常見問題之一。活塞環槽磨損的判斷方法是將厚薄規插入活塞環槽與活塞環之間,測量間隙。其磨損原因主要有活塞環材質組織不符合技術要求,組織疏松;活塞環的硬度低,不符合要求;活塞環熱穩定差,金相組織變化;機油質量低劣;燃油質量低劣,含鉛量高,燃燒生成物形成了磨料,而引起磨料磨損;發動機的溫度不正常,過高、過低都會加劇機件的磨損;發動機怠速或高速運動時間過長,超負荷運轉;大修后,發動機沒有按規定正常走合和保養等。
三、卡特彼勒 C13 柴油發動機活塞頂部燒蝕
卡特彼勒 C13 柴油發動機活塞頂部燒蝕大多發生在活塞頂部和第一、二道活塞環槽處,損壞形式主要有頂面熔洞、穿孔、麻坑、頂部周圍出現的鍵槽狀缺口、塌陷或頂部完全燒熔。
導致活塞頂部燒蝕的原因主要有以下幾點:一是活塞頂部積炭嚴重,積炭使活塞頂局部過熱并產生高溫,當局部高溫超過材料的熔點時,就會將活塞頂部燒熔而形成熔洞;二是活塞環膠結合或斷裂,會導致活塞環不能與缸壁緊密貼合,活塞頂的熱量不能被及時帶走,同時還會引導高溫氣體下竄,導致活塞頂及環槽部位燒蝕;三是供油不均,各缸供油量和供油時間如果不均勻,將會使部分氣缸燃燒過程惡化,形成積炭或嚴重后燃,柴油燃燒的熱量不能用來做功,而使部分氣缸內的活塞頂溫度過高,導致材料熱疲勞而燒熔;四是噴油器工作不良,當噴油器出現滴油、二次噴射、霧化不良等情況時,活塞頂部積油過多而使局部溫度過高,熱應力增大,以致燒蝕;五是柴油機工作粗暴,其沖擊力將會成倍上升,活塞頂在熱應力和周期性燃燒爆發力的作用下,產生熱疲勞和機械疲勞,最終導致燒熔和開裂;六是機油冷卻噴嘴堵塞,活塞就會積熱升溫,也易導致活塞燒頂;七是柴油機長時間超負荷超速運行,或柴油機散熱不良,活塞長期受過高熱應力和機械應力作用,易于疲勞燒蝕;八是活塞質量不合格。
四、卡特彼勒 C13 柴油發動機活塞異常損壞
卡特彼勒 C13 柴油發動機活塞的異常損壞形式多樣。比如活塞銷斷裂,活塞在缸內發生拉缸,導致曲軸箱道門彈出;活塞銷與連桿小頭配合間隙太小導致發動機怠速時振動大;氣缸由于活塞偏磨造成活塞環對口,導致曲軸箱廢氣量大;活塞環折斷后拉缸導致發動機竄氣曲軸箱廢氣壓力增大;活塞環卡死在環槽內,出現了斷裂,導致曲軸箱廢氣過大等。
這些異常損壞可能由多種原因引起。積碳嚴重會讓活塞局部過熱,溫度升高熔壞活塞頂;活塞環問題如膠結或者斷裂,會導致活塞頂的熱量散不出去,還會引導高溫氣體下竄,燒蝕活塞頂和活塞環槽;供油不均會使部分汽缸燃燒不充分,形成積炭或嚴重后燃,導致活塞頂溫度過高;噴油嘴工作不良會使活塞頂積油,局部溫度過高,熱應力增大,容易燒蝕;發動機爆震會使活塞頂產生熱疲勞和機械疲勞,最終導致燒熔和開裂;機油冷卻噴嘴堵塞會使活塞積熱升溫,容易導致活塞燒頂;發動機長時間超負荷超速運行,活塞長期受過高熱應力和機械應力作用,容易疲勞燒蝕;活塞質量不合格,鑄造時有缺陷,也可能導致活塞異常損壞。
卡特彼勒 C13 柴油發動機活塞的常見損壞形式主要有活塞外圓表面及環槽磨損、活塞頂部燒蝕以及各種異常損壞。這些損壞形式可能由多種原因引起,在使用和維護過程中,需要注意定期檢查和保養,確保發動機的正常運行。同時,對于出現的問題要及時進行診斷和修復,以避免更大的損失。
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